基于SBM模型的我国出口部门环境效率评价研究

许冬兰　崔功伟

[摘 要]采用环境投入产出模型测算出口部门隐含“三废”排放量，然后将隐含“三废”、能源消费等要素纳入出口部门的效率评价体系中，运用非径向非角度的SBM模型，对2001—2010年我国出口部门的环境效率做评价研究。结果显示：我国在对外贸易中承担了巨大的环境成本，出口部门的环境效率呈现年均10%以上的增长速度，但水平仍相对较低。提高我国出口部门环境效率应从贸易结构调整和环境政策实施两个角度采取相应政策。

[关键词]环境效率；出口部门；评价；SBM模型；投入产出模型

[中图分类号]F752.62 [文献标识码]A [文章编号]1671-8372（2015）01-0075-06

Abstract：Calculating the emissions of “Three Wastes” implicated in the export sectors by the model of environmental input-output， and then bringing this emissions and energy consumption into the efficiency evaluation system of export sectors， the paper evaluates the environmental efficiency of export sectors from 2001 to 2010 by using the non-radial and non-oriented SBM model. The results show that China bears enormous environmental costs in the international trade， and the environmental efficiency of export sectors increases by more than 10% annually， but it is still at a relative low level. To improve the environmental efficiency of export sectors， the corresponding policies should be taken from the trade structure adjustment and the environmental policy implementation.

Key words：environmental efficiency； export sector； evaluation； SBM model； input-output model

一、引言

我国自从2001年加入WTO以来，对外贸易持续快速发展，2008年出口贸易额突破了10万亿人民币，2001-2010年出口贸易额增长了近5倍。对外贸易在促进我国经济快速增长的同时，背后隐藏的资源大量消耗、环境污染不断加剧等环境问题也日益凸显。“特大城市承载力研究”显示，我国单位GDP的废水排放量比发达国家高4倍，单位工业产值的固体废弃物比发达国家高10多倍，单位GDP的能耗是美国的6倍，甚至是印度的2.8倍。快速增长的对外贸易虽然为国民积累了巨额的外汇财富，但由于其较低的环境效率，导致我国贸易环境逆差不断扩大。这种以牺牲环境为代价的贸易增长方式严重影响着我国出口部门甚至整个经济体系的健康发展。如何在保持我国出口贸易竞争力的情况下，减少污染的排放，实现出口贸易的绿色转型，显得迫在眉睫。关于出口部门环境效率的研究，有助于政府从宏观层面把握对外贸易的政策方向，为绿色出口贸易转型提供实证依据。

关于环境效率的评价，如何将环境污染纳入评价模型是关键。国外文献起初多把污染排放作为投入要素或生产过程的副产品处理，未考虑污染物产出的负外部性，如Hailu&Veeman（2000）把污染变量作为投入要素，Scheel（2001）通过倒数处理将污染量作为期望产出等；Chung（1997）提出了基于方向性距离函数的环境分析模型，第一次把污染排放作为非期望产出引入生产函数中，较好地解决了非期望产出的效率评价问题；考虑到传统方向性距离函数中松弛以及径向、产出角度的选择问题，Tone（2004）利用非径向、非角度的SBM模型处理了非期望产出，使得环境效率更加符合经济现实。

国内研究大多围绕省级或工业的环境效率展开。杨俊（2010）运用包含污染物排放的环境DEA 模型对我国1998—2007年省际环境效率进行了测算；李胜文（2010）在随机前沿生产函数基础上估算了中国1986—2007年省级水平的环境效率；张友国（2009）基于投入产出模型，以单位污染物的产值为依据对出口部门的生态效率进行了评价，但未综合考虑投入、产出因素。国内环境效率的测算，主要以DEA距离函数为主，胡鞍钢（2008）在考虑了环境因素情况下，运用方向性距离函数，对我国省级“技术效率”进行了重新排名；涂正革（2008）运用方向性环境距离函数，根据我国30个省市地区要素资源投入、工业产出和污染排放数据，计算了各地区的环境技术效率；王兵（2010）运用SBM方向性距离函数测度了中国30个省份1998—2007 年的环境效率，并对影响环境效率的因素进行了实证研究。

综上所述，目前对国内行业或省际的环境效率研究已相对成熟，但出口部门环境效率的研究文献相对较少，研究方法也不够全面。本文选取非径向非角度的SBM模型对我国出口部门的环境效率进行综合评价。为了更加全面反映生产过程中的环境因素，文章将能源消费量和基于投入产出模型测算得到的隐含“三废”排放量分别作为投入和产出要素引入到出口部门的效率评价体系中。

二、模型与数据说明

（一）SBM模型

其中，S表示投入、产出的松弛变量；是权重向量。目标函数是关于严格递减，并且。对于特定的被评价单元，当且仅当，即时是有效率的。SBM与传统CCR和BCC模型的不同之处在于松弛变量直接放入了目标函数中，解决了投入产出松弛型问题的同时，解决了非期望产出存在下的效率评价问题。SBM模型属于DEA模型中的非径向和非角度的度量方法，从而避免了径向和角度选择差异带来的偏差和影响，因此，从这个意义上来讲，它比其他模型更能体现效率评价的本质。

（二） 出口部门隐含“三废”排放量的测算方法

本文选取出口部门的能源消费量和隐含“三废”排放量作为效率评价中的环境要素。隐含“三废”是指出口产品上游加工、制造、运输等全过程所排放的总“三废”量，隐含污染物量要大于产品在最终加工环节所排放的污染物量，更能全面反映出口部门生产过程对环境的影响。我国出口各部门隐含“三废”基于投入产出法测得。投入产出法是一种研究国民经济体系中各部门之间投入与产出依存关系的数量分析方法，模型的基本方程为：

其中，X表示经济中各部门的总产出矩阵，AX表示生产Y的最终需求所需要的中间投入矩阵，Y表示各部门的最终需求矩阵；A表示直接消耗系数矩阵，其中元素代表生产单位j部门产品所要求直接投入的第i部门的量，表示j部门的总产出；称为里昂惕夫逆矩阵。

由于我国是典型的出口加工型贸易，出口产品的生产过程中不仅需要国产的投入产品，也有相当数量的进口原材料、半成品等进口中间投入，为准确估算我国对外贸易中出口隐含污染物的量，有必要对生产过程所需的中间投入品进行区分，故本文将直接消耗系数矩阵A区分为国产部分和进口部分，即

（三）数据说明

本文根据中国国民经济行业分类标准，将海关HS分类下的22大类商品部门整合为16个部门大类，选取2001—2010年16个出口部门的面板数据为样本，对出口部门的环境效率进行评估。环境效率测算中SBM模型所需要的投入要素为资本存量、行业就业人数、能源消费量，而产出要素包括期望产出和非期望产出，以各部门的出口额作为期望产出而以出口部门背后隐含的“三废”排放量作为非期望产出。相关数据来自于《中国统计年鉴》《中国环境年鉴》《中国能源年鉴》《中国贸易外经统计年鉴》《中国对外经济统计年鉴》。

三、实证分析

（一）出口部门的隐含“三废”排放量分析

基于投入产出模型测算的2001—2010年我国出口部门隐含“三废”排放总量分别为：废水832.60亿吨，废气123.98万亿标立方米，固废5011.77万吨。2001—2010年我国出口贸易中隐含废水、隐含废气、隐含固废呈现出不同的变化趋势。出口部门隐含废水排放量整体呈现先升后降的趋势，2001—2005年出口贸易中隐含废水的排放量以年均20%的速度增长，2005年出口贸易中隐含废水排放总量达到了10年中的最高值，但2005年以后隐含废水的排放量增速开始放缓，但绝对量依旧保持在100亿吨以上，2008年金融危机以后出口隐含废水排放量有一个明显的回落。相较于废水的先升后降，出口部门的隐含废气排放量除在2008年前后小幅波动外，呈现逐年增长的趋势，峰值为2007年184832.13亿标立方米。隐含固废排放量是隐含“三废”当中数量级最小的一个，2001—2005年出口中的隐含固废缓慢增长，但2005—2010年下降趋势明显，这也源于经济需求疲软，钢铁等金属制品遭遇全球性产能过剩，导致金属矿采业、金属冶炼及压延、金属制品业等固废排放系数较高的部门出口额的下降。

（二）出口部门的环境效率分析

基于出口部门隐含“三废”的数据，测得的2001—2010年我国出口部门的环境效率变化趋势如图1所示。2001—2010年我国出口部门环境效率呈现逐年改善趋势，环境效率以年均10%以上的速度增长。2010年基于隐含废水测算的我国出口部门的整体环境效率值是2001年效率值的3.096倍，而基于隐含废气、隐含固废测算得到相应增幅分别为2.467倍、3.429倍。2001—2003年出口部门的整体环境效率改善速度缓慢，而环境效率的较快增长始于2004年，作为“十五”节能减排计划的重要年份，国家加大了产业升级改造和环境污染的治理力度，落后低效产能的淘汰促进了我国产业部门环境效率的改善。2006年以后随着新“十一五”节能减排计划的实施，出口部门的整体环境效率持续提高。虽然2008年受世界金融危机的影响，我国对外贸易增速放缓，环境效率的改善势头有所减弱，但随着大量出口小企业清算破产，具有发展潜力的大中企业通过兼并、转型升级，出口竞争力进一步提高，2010年基于隐含废水、隐含废气、隐含固废测算的我国出口部门环境效率同比增长了23.1%、17.8%和37.9%，经历了10年里最大的一次涨幅。虽然出口部门的环境效率在这10年间不断改善，但整体效率水平仍相对较低，2001—2010年基于隐含废水测算的出口部门的环境效率均值仅为0.427，基于隐含废气测算均值为0.471，基于隐含固废测算的均值仅为0.398。2001—2010年我国出口贸易总量虽然实现了386.6%的增长，但较低的环境效率意味着10年间激增的对外贸易背后隐藏着巨大的资源环境成本。

基于隐含“三废”测算的2001—2010年出口部门环境效率的平均值中，基于隐含废气得到的效率均值（0.471）最高，基于隐含废水测算的均值（0.427）次之，基于隐含固废测算得到的效率均值（0.398）最小，但三者的效率变化幅度排名却截然相反。2001—2010年基于隐含固废测算的出口部门环境效率提高了3.429倍，效率值由2001年0.224提升到2010年的0.768，是“三废”测算的环境效率提升幅度最大，这从侧面反映了部门对工业固体废弃物排放的有效控制以及其回收处理率的提高。基于隐含废气测得的效率增长幅度却是三者中最小的，2001—2010年仅提高了2.467倍，年均增长速度也相对较小，这与我国以煤炭为主的能源消费结构有很大的关系，短期内难有改善。2001—2010年基于隐含废水测算的我国出口部门环境效率均值由0.240上升至0.743，提高了3.096倍。2001—2004年基于隐含废水测算的环境效率4年仅提高了0.070，但2004年以后，我国对外贸易快速增长的同时，环境效率逐年改善，基于隐含废水测算的我国出口部门环境效率每年平均提升0.070。

2001—2010年我国出口部门中环境效率较高的部门可分两大类：第一，轻工业部门，主要集中在纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业、食品制造及烟草加工；第二，高新制造业，包括计算机及其他电子设备制造业、交通运输设备制造业。环境效率较差的出口部门主要有煤炭和石油开采化工业、造纸文体印刷业、非金属矿物制品业、纺织行业4大类。2001—2010年出口份额占比较大的5个行业分别为纺织业（14.0%）、服装鞋帽皮革羽绒制品业（4.6%）、化学工业（7.4%）、通用专用和电气机械及器材制造业（18.9%）、通信设备和计算机及其他带电子设备制造业（23.4%），其中除服装鞋帽皮革羽绒制造业、计算机及其他电子设备制造业的环境效率较高外，其他三部门的环境效率很低，在整体部门效率排名中靠后，但三部门贸易额却占我国出口贸易总额的40.3%，这也导致出口部门的整体环境效率长期处于较低水平。

随着我国经济的快速发展，科技不断进步，生产部门的整体环保工艺水平也显著提升，出口各部门的环境效率改善明显。2001—2010年基于隐含废水、隐含废气、隐含固废测算值的16个出口部门环境效率平均增长幅度为246.4%、184.2%、269.5%，而其中环境效率提高幅度最大的两个部门是金属冶炼及压延工业、非金属矿及其他矿采选业。我国出口部门环境效率的改善除源于环保工艺水平的提升，也得益于出口贸易商品结构的改变，2001—2010年我国出口贸易中，轻工业的比重不断下降，由2001年的40.1%下降到2010年的24.7%，相反重工业出口份额不断攀升，仅通用、专用和电气机械及器材制造业以及通信设备和计算机等电子设备制造业两部门就占到出口贸易总额的44.3%，通信设备和计算机等电子设备制造等相对高效的高新制造业的大量出口，导致出口部门整体环境效率的稳步提升。

四、结论及政策建议

本文选取了2001—2010年相关数据，首先利用投入产出模型测算了我国出口部门的隐含“三废”排放量，并在基础上加入能源消费要素，利用SBM模型针对我国出口部门的环境效率进行了评价分析，得出如下结论：

第一，2001—2010年我国在对外贸易中承担了巨大的环境成本。出口贸易中隐含“三废”的排放呈现出不同的变化趋势：隐含废水前期排放增速较快，但金融危机以后回落趋势明显，整体呈现先升后降的趋势；隐含废气除在危机影响的年份里排放量有所下降外，一直保持着较快的增长速度，长期增长的趋势不变；隐含固废排放量是三者中增速最慢的，2005年以后排放量逐年降低。

第二，我国出口部门环境效率呈现逐年改善的趋势，以年均10%以上的速度增长。如此快速的环境效率提升可以归咎于两方面的贡献：一是我国出口各部门环保工艺水平的提高；二是贸易结构的调整，通信设备和计算机等电子设备制造相对高效的高新制造业的大量出口，导致出口部门整体环境效率的改善。虽然环境效率增长幅度较大，但目前整体水平依旧偏低。

针对如何提高出口部门的环境效率，建议如下：

第一，调整各部门出口贸易方式，提升贸易核心竞争力。

1.出口轻工部门环境效率的改善，应坚持走规模化、品牌化的道路。通过企业兼并重组，提高轻工企业的规模。规模的提升一方面有助于企业升级改善技术设备水平，更新环保工艺，另一方面有助于企业加强自己的品牌竞争力。海外品牌实力的加强，意味着更少的污染可换取更大的利润，加速出口轻工企业结束代加工的低端制造模式，实现出口部门环境效率的提升。

2.低效的重化工业出口部门，应通过跨国产业转移，平稳实现升级改造。重化工业的传统高污染、高耗能产品直接出口贸易方式应向国外“就地取材就地生产销售”转变，通过跨国产业转移，平稳削减国内传统的落后产能，同时加大重化工业高端升级改造技术及设备的引进，加强与国外战略投资者的合作，提升我国出口重化工行业的环境效率。

3.通信、计算机等电子设备制造业作为我国出口中环境效率较高的部门，是我国绿色贸易转型的主导性出口行业。政府应以产业政策鼓励扶持，高新制造行业持续不断的研发投入，保持其竞争力的不断提升。同时鼓励高新制造企业“走出去”，加强高新制造业的全球化产业布局。

第二，为提高出口部门的环境效率，遏制污染，出口政策应“有保有压”。

1.对高污染、高环境风险产品的出口以及加工贸易取消退税优惠，缴纳环境污染强制责任保险；而对环境友好工艺项目，实施鼓励性的产业政策，予以信贷支持和税收鼓励，达到以环境保护倒逼技术升级、优化出口贸易结构的目的。

2.编制出口部门环境保护综合名录，通过对产品、工艺、设备进行深入分析、科学论证，来反映其对环境的影响，通过有差别化的政策，将资源稀缺程度和生态价值内化为企业内部成本，强化出口企业的生态环境责任。

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[责任编辑 张桂霞]