我国碳生产率的提升空间研究

朱艳坤+张成

内容摘要：本文使用包含非自由处置变量的SBM超效率模型估算了我国各省、市或自治区要素投入和产出的冗余量及碳生产率的潜在提升空间，结果发现：在CO2指标上，全国冗余量高达357569.920万吨，占全国实际排放量的41.88%；在GDP产出上，全国应该提高75094.20亿元，意味着具备23.85%的提升空间；在碳生产率指标上，全国碳生产率水平具备从0.37提升至0.78的潜在空间，具体到内部省份，除前沿面省份外，山西、宁夏和内蒙古的提升空间最大，而福建、上海和浙江的提升空间则相对较小。

关键词：碳生产率 SBM超效率模型 提升空间

改革开放以来，我国经济获得迅猛发展，但经济增长主要是由要素投入和牺牲环境推动的，这种粗放型经济增长方式带来经济增长喜悦的同时，也带来了严重的环境问题和紧张的能源供求局面，从而迫使我国政府愈发重视“节能减排”工作。为完成我国政府做出的要在2020年将二氧化碳排放强度比2005年下降40%-45%（可求得碳生产率约提升67%-82%）的郑重承诺，及国民经济 “十二五”规划中提出的单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%（即碳生产率约提升20%）的约束目标（张成等，2013），首先需要对我国各省份碳生产率的提升空间有一个清晰的认识，但目前有限的研究尚缺乏类似的系统研究，而对碳生产率提升空间的合理判定又是合理制定各项减排政策的理论基础，因此本文则尝试解答这一问题。

验证方法

基于Tone（2002）提出的SBM超效率模型，并考虑到非自由处置变量的存在性，可以假设有n个决策单位（DMUj，j=1，2，…，n），每个DMU均投入m种要素来生产s种产品，为了对DMU进行效率评价，可以引入决策变量λ、δ和松弛变量Si-和Sr+，并引入ψ∈RS且满足yr=yro（1+ψr）（r=1，2，…，s）。同时，本文把要素投入分成自由处置（XD）和非自由处置（XND）两个子集，并在数学规划时区别对待，只寻求可自由处置投入量的缩减及产出量的扩大，而保持非自由处置投入量的固定不变。可将产出导向的规模收益可变的且包含非自由处置变量的SBM超效率模型设定如下：

变量构造与数据说明

本文采用我国29个省、市或自治区（未考虑西藏和港澳台地区，并将重庆并入四川来考量）2010年的数据为样本，所用数据来源于2011年《中国统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》。具体估算时，选取资本存量、劳动投入和二氧化碳作为要素投入，选取GDP作为产出，其中，资本存量的数据按照张军等（2004）的永续盘存法计量，选取年末从业人员数作为劳动投入，CO2的计算公式则采用张成（2010）提出的。

实证结果及其分析

本文采用DEA SOLVER Pro5软件对我国29个省、市或自治区2010年的数据进行计算，得到了相应的超效率值及松弛变量。具体计算时，考虑到劳动力并不能随意减少，否则政府将面临相应的失业问题，因此，本文将劳动力设定为非自由处置变量，将资本和CO2设置成自由处置变量，结果如表1所示。

根据表1报告的结果，北京、湖北、广东、海南和青海的超效率值均大于或等于1，表明这五个地区处于效率前沿面，其中，广东的效率（1.355）最高，意味着广东在投入不变的情况下，即使将产出减少35.5%，依然能够处于有效率的前沿水平。基于前沿面省份的投入和产出，可以进一步评价其余省份的效率水平。从效率值的区域分布来看，在不考虑CO2的情况下，传统的效率值总体呈现东中西递减格局，但在考虑了CO2要素投入及非任意处置要素投入的情况下，东中西递减的格局总体得到了保持，但个别省份的排位呈现了大幅度改变，如位处西部的四川的效率值要高于东部的浙江省，主要原因就在于将劳动力设置成了非自由处置变量，从而在一定程度上体现出四川在解决劳动力就业上做出的重要贡献。

进一步考察我国各省份的碳生产率水平，发现广东的碳生产率水平依然处于领先水平（0.81），接着依次为北京、福建、上海和浙江，而在碳生产率长动力上，过度依赖于能源特别是煤炭能源的省份，在碳生产率的取值上会相对处于较低水平。最低的三个省份则分别为宁夏（0.07）、山西（0.09）和内蒙古（0.13）。

基于前沿面的相关数据，可以求得其他省份在产出和投入上的冗余量。其中产出上的冗余量，是在保持资本、劳动和CO2最佳比值基础上，决策单元相对于前沿面省份可以增加的产出量，CO2投入的冗余量则类似于短板理论，为了达到资本、劳动和CO2的最佳比值关系，CO2有多少量是可以节约的。投入和产出上的冗余量就是各省份相对于前沿面省份能够改进的空间，由此可以得到，从绝对值上来看，山西在CO2上的冗余量最多，高达48161.61万吨，其次为河北，高达44734.72万吨。除五个前沿面省份外，天津和浙江在CO2上的冗余量最低，仅分别为55.124万吨和421.81万吨。从全国总量上来看，全国在CO2指标上共存在357569.92万吨的冗余量，占全国实际排放量的41.88%。

至于各省份在GDP上的冗余量，河南高达7794.20亿，即与前沿面相比，河南的产出应该提高7794.20亿；其次为辽宁和内蒙古，GDP分别应该提高6204.89亿和5489.99亿。相对而言，湖北和黑龙江在GDP上的冗余量最低，分别仅为3.607亿和30.462亿。从全国整体来看，全国在GDP上应该提高75094.20亿元，意味着和实际GDP相比，具备23.85%的提升空间。

同时考察各省、市或自治区在CO2和GDP上的冗余量，发现并未呈现一致性趋势，如湖北和内蒙古在GDP上的冗余量仅为3.61亿和30.46亿的最低值，但在CO2上的冗余量则处于12623.05万吨和37334.71万吨的相对高位。这说明湖北和内蒙古在资本、劳动和CO2三要素的投入比例上不合理，虽然资本和劳动的产出效率较为接近前沿面省份，但在CO2上的投入上则严重高于前沿面省份。通过考察各省、市或自治区的原始碳生产率和潜在的碳生产率改进值，发现山西碳生产率的提升空间最大，可以提高7.74倍，其次为宁夏和内蒙古，分别高达7.36和5.04倍。相对前沿面省份，提升空间最低的省份为福建、上海和浙江，分别仅具备0.08、0.11和0.27倍的提升空间。endprint

结论

本文以我国29个省、市或自治区2010年的数据为样本，使用资本、劳动和CO2为投入要素，以GDP为产出，依据包含非自由处置变量的SBM超效率模型，估算了各省、市或自治区的超效率值、二氧化碳和GDP的冗余量及碳生产率的潜在提升空间。研究结果发现：北京、湖北、广东、海南和青海的超效率值均大于1，意味着相对于其余省份而言，他们处于本次效率分析的前沿面；在CO2的冗余量上，山西和河北最高，天津和浙江则为最低；在GDP冗余量上，河南和辽宁最高，而湖北和黑龙江则最低。各省份在两指标冗余量上的排序并不一致，这是由各省份三要素投入的不同比例所决定的；在碳生产率提升空间上，山西、宁夏和内蒙古的提升空间最大，分别具备提高7.74、7.37和5.04倍的潜力；而福建、上海和浙江则分别仅具备0.08、0.11和0.27倍的潜力。

上述研究为各省、市或自治区未来的碳生产率提升计划的制定提供了一个可能的视角，各地区在具体制定时，应根据各自的内部管理水平和外部环境制定有别的计划和路径安排，将碳生产率的提升空间进行分解，如可以将其分解成碳内部管理效应、碳外部环境效应、碳随机误差效应、GDP内部管理效应、GDP外部环境效应和GDP随机误差效应，以便为更为可行的碳生产率提升计划的制定提供理论支撑，将是未来的研究方向。

在具体操作上，各省份可以从以下几个方面入手来提高各自的碳生产率水平，以此实现经济增长和环境保护的双赢：提高环境规制强度，优化环境规制的艺术，刺激企业实现生产技术进步和治污技术进步，让“波特假说”从理论可能性成为现实存在性（张成等，2011）。努力降低高碳能源的消费比重，大力发展新能源。中国应当确立以水能、太阳能为核心，核能、风能、生物质能为重点，地热能、氢能、海洋能等协调发展的新能源格局，通过财税、价格等政策培育发展新能源市场，凭借市场需求来拉动新能源产业的设计、研发、制造与运营，突破核心技术瓶颈，脱离对国外核心技术的依赖来降低成本，增强新能源产业的竞争力。积极探索工业和服务业的最优比值关系，优化产业结构。工业化比重的提高是不利于碳生产率改进的，这一方面是由于现有工业结构偏向于污染密集型，另一方面是由于生产性服务业发展相对滞后，限制了其对制造业的带动作用，使整体GDP增速呈现放缓趋势。但这并不意味着对服务业的盲目推进，应要吸取国外发达国家的历史经验和教训，避免发生美国当前“过度去工业化”后的“再工业化”进程，应当提前确立工业和服务业的最优比值关系，全局规划逐步推进。

参考文献：

1.Tone K.， A slacks-based Measure of Super-efficiency in Data Envelopment Analysis[J]. European Journal of Operational Research， 2002， 143（1）

2.张成，蔡万焕，于同申.区域经济增长与碳生产率—基于收敛及脱钩指数的分析[J].中国工业经济，2013（5）

3.张成，陆，郭路，于同申.环境规制强度和生产技术进步[J].经济研究，2011（2）

4.张军，吴桂英，张吉鹏.中国省际物质资本存量估算：1952-2000[J].经济研究，2004（10）endprint

结论

本文以我国29个省、市或自治区2010年的数据为样本，使用资本、劳动和CO2为投入要素，以GDP为产出，依据包含非自由处置变量的SBM超效率模型，估算了各省、市或自治区的超效率值、二氧化碳和GDP的冗余量及碳生产率的潜在提升空间。研究结果发现：北京、湖北、广东、海南和青海的超效率值均大于1，意味着相对于其余省份而言，他们处于本次效率分析的前沿面；在CO2的冗余量上，山西和河北最高，天津和浙江则为最低；在GDP冗余量上，河南和辽宁最高，而湖北和黑龙江则最低。各省份在两指标冗余量上的排序并不一致，这是由各省份三要素投入的不同比例所决定的；在碳生产率提升空间上，山西、宁夏和内蒙古的提升空间最大，分别具备提高7.74、7.37和5.04倍的潜力；而福建、上海和浙江则分别仅具备0.08、0.11和0.27倍的潜力。

上述研究为各省、市或自治区未来的碳生产率提升计划的制定提供了一个可能的视角，各地区在具体制定时，应根据各自的内部管理水平和外部环境制定有别的计划和路径安排，将碳生产率的提升空间进行分解，如可以将其分解成碳内部管理效应、碳外部环境效应、碳随机误差效应、GDP内部管理效应、GDP外部环境效应和GDP随机误差效应，以便为更为可行的碳生产率提升计划的制定提供理论支撑，将是未来的研究方向。

在具体操作上，各省份可以从以下几个方面入手来提高各自的碳生产率水平，以此实现经济增长和环境保护的双赢：提高环境规制强度，优化环境规制的艺术，刺激企业实现生产技术进步和治污技术进步，让“波特假说”从理论可能性成为现实存在性（张成等，2011）。努力降低高碳能源的消费比重，大力发展新能源。中国应当确立以水能、太阳能为核心，核能、风能、生物质能为重点，地热能、氢能、海洋能等协调发展的新能源格局，通过财税、价格等政策培育发展新能源市场，凭借市场需求来拉动新能源产业的设计、研发、制造与运营，突破核心技术瓶颈，脱离对国外核心技术的依赖来降低成本，增强新能源产业的竞争力。积极探索工业和服务业的最优比值关系，优化产业结构。工业化比重的提高是不利于碳生产率改进的，这一方面是由于现有工业结构偏向于污染密集型，另一方面是由于生产性服务业发展相对滞后，限制了其对制造业的带动作用，使整体GDP增速呈现放缓趋势。但这并不意味着对服务业的盲目推进，应要吸取国外发达国家的历史经验和教训，避免发生美国当前“过度去工业化”后的“再工业化”进程，应当提前确立工业和服务业的最优比值关系，全局规划逐步推进。

参考文献：

1.Tone K.， A slacks-based Measure of Super-efficiency in Data Envelopment Analysis[J]. European Journal of Operational Research， 2002， 143（1）

2.张成，蔡万焕，于同申.区域经济增长与碳生产率—基于收敛及脱钩指数的分析[J].中国工业经济，2013（5）

3.张成，陆，郭路，于同申.环境规制强度和生产技术进步[J].经济研究，2011（2）

4.张军，吴桂英，张吉鹏.中国省际物质资本存量估算：1952-2000[J].经济研究，2004（10）endprint

结论

本文以我国29个省、市或自治区2010年的数据为样本，使用资本、劳动和CO2为投入要素，以GDP为产出，依据包含非自由处置变量的SBM超效率模型，估算了各省、市或自治区的超效率值、二氧化碳和GDP的冗余量及碳生产率的潜在提升空间。研究结果发现：北京、湖北、广东、海南和青海的超效率值均大于1，意味着相对于其余省份而言，他们处于本次效率分析的前沿面；在CO2的冗余量上，山西和河北最高，天津和浙江则为最低；在GDP冗余量上，河南和辽宁最高，而湖北和黑龙江则最低。各省份在两指标冗余量上的排序并不一致，这是由各省份三要素投入的不同比例所决定的；在碳生产率提升空间上，山西、宁夏和内蒙古的提升空间最大，分别具备提高7.74、7.37和5.04倍的潜力；而福建、上海和浙江则分别仅具备0.08、0.11和0.27倍的潜力。

上述研究为各省、市或自治区未来的碳生产率提升计划的制定提供了一个可能的视角，各地区在具体制定时，应根据各自的内部管理水平和外部环境制定有别的计划和路径安排，将碳生产率的提升空间进行分解，如可以将其分解成碳内部管理效应、碳外部环境效应、碳随机误差效应、GDP内部管理效应、GDP外部环境效应和GDP随机误差效应，以便为更为可行的碳生产率提升计划的制定提供理论支撑，将是未来的研究方向。

在具体操作上，各省份可以从以下几个方面入手来提高各自的碳生产率水平，以此实现经济增长和环境保护的双赢：提高环境规制强度，优化环境规制的艺术，刺激企业实现生产技术进步和治污技术进步，让“波特假说”从理论可能性成为现实存在性（张成等，2011）。努力降低高碳能源的消费比重，大力发展新能源。中国应当确立以水能、太阳能为核心，核能、风能、生物质能为重点，地热能、氢能、海洋能等协调发展的新能源格局，通过财税、价格等政策培育发展新能源市场，凭借市场需求来拉动新能源产业的设计、研发、制造与运营，突破核心技术瓶颈，脱离对国外核心技术的依赖来降低成本，增强新能源产业的竞争力。积极探索工业和服务业的最优比值关系，优化产业结构。工业化比重的提高是不利于碳生产率改进的，这一方面是由于现有工业结构偏向于污染密集型，另一方面是由于生产性服务业发展相对滞后，限制了其对制造业的带动作用，使整体GDP增速呈现放缓趋势。但这并不意味着对服务业的盲目推进，应要吸取国外发达国家的历史经验和教训，避免发生美国当前“过度去工业化”后的“再工业化”进程，应当提前确立工业和服务业的最优比值关系，全局规划逐步推进。

参考文献：

1.Tone K.， A slacks-based Measure of Super-efficiency in Data Envelopment Analysis[J]. European Journal of Operational Research， 2002， 143（1）

2.张成，蔡万焕，于同申.区域经济增长与碳生产率—基于收敛及脱钩指数的分析[J].中国工业经济，2013（5）

3.张成，陆，郭路，于同申.环境规制强度和生产技术进步[J].经济研究，2011（2）

4.张军，吴桂英，张吉鹏.中国省际物质资本存量估算：1952-2000[J].经济研究，2004（10）endprint