基于超效率模型的中国省际碳排放效率研究
2020-08-07宋雅静万安位黄珂婧
宋雅静 万安位 黄珂婧
摘要:本研究首先对选取的我国30个省市2000-2016年碳排放量的变化趋势进行分析,发现碳排放总量呈逐年上升趋势。通过采用超效率DEA模型估算碳排放效率,并反映为技术效率、纯技术效率和规模效率。结果表明技术效率值具有明显的区域差异性;纯技术效率值大于1的省市只有六个;选取的30个省市规模效率值均小于1,对碳排放效率的提高具有消极作用。就整体而言,各省份碳排放效率值提升空间很大。
关键词:碳排放效率;区域差异;超效率DEA模型
中图分类号:F124.5 文献标识码:A
文章编号:1005-913X(2020)07-0030-03
一、引言
伴随着碳排放量的日益增加,发展低碳经济已是各国政府的普遍共识。我国也十分重视碳减排工作,碳排放效率的研究已成为学术界的重要议题。王勇,赵晗运用三阶段DEA模型测算了碳交易市场建立前后省际碳排放效率,对比分析得出碳排放效率在技术规模层面都存在不足,有待改进。[1]李珊珊,马艳芹运用Malmquist指数法测算了2000-2015年中国28个省的要素碳排放效率,得出部分东部地区碳排放效率较高,东北、西北、西南地区碳排放效率较低。[2]孙海燕、耿成轩[3]提出东部地区碳排放趋势相对平稳,而中西部地区的控制效果未达到理想状态。[3]在测算碳排放效率时,需要选取合适的投入、产出变量。马大来等选用GDP作为期望产出,CO2为非期望产出,能源、劳动力、资本为投入指标。[4]孙海燕、耿成轩采用的投入指标与马大来的相同。本研究拟在以前学者研究的基础上测算中国省际碳排放效率,根据得出的结果分析各地区之间的碳排放效率差异,并且分东中西部进行区域分析。
二、研究方法
(一)模型构建
数据包络分析用于评价效率,但传统的DEA模型对结果不能进行有效分析,仅限于区分决策单元是否有效率,而超效率DEA模型可以弥补这一不足,并且超效率模型的结果可以突破1的限制。本研究拟采用超效率模型测算中国各省市的碳排放效率值。超效率DEA模型的规划式为:
式(1)中,m为DMU投入种类,q为DMU产出种类,n为DMU个数,ρ为碳排放效率。xij为第j个决策单元的第i种投入,yrj为第j个决策单元的第r种产出,s-为剩余变量;s+为松弛变量。
(二)投入产出的指标选取
对于投入产出指标的选取,本研究选用能源、劳动力、固定资产投资作为投入,GDP和碳排放作为产出。一是能源消費。我国以煤炭为主导的消费结构和过度的能源消费带来严重的污染问题。由于各省资源禀赋有所不同,研究能源消费对碳排放效率的影响十分必要;二是劳动力。借鉴大多数学者的研究成果,本文选用各省年末从业人口数来表征该指标;三是固定资产投资。工业是最能导致碳排放增加的产业,固定资产投资在工业发展进程中有着重要作用,因而研究固定资产投资对碳排放效率的影响必不可少。四是GDP。碳排放与经济增长有者莫大的关系,诸多研究已经表明经济增长会带来碳排放的增加。五是CO2排放量。其为非期望产出。固定资产投资、GDP选取2000年的数据进行平减。本文构建的碳排放效率评价指标体系如表1所示。
(三)数据来源与处理
在测算CO2时借鉴了前人的测算方法,CO2的测算模型为:
CO2=■Ai×Bi×Ci (2)
式(2)中,各变量的经济学含义为:Ai表示第i种能源消费总量;Bi表示折标准煤系数;Ci表示CO2排放系数。本研究利用八种能源测算CO2排放量。相关参数值见表2:
三、结果分析
(一)碳排放情况分析
为了清晰的看出2000-2016年间CO2排放量、PCO2(即人均二氧化碳)排放量的变化趋势以及区域性差异,利用ARCGIS对2000年、2005年、2010年及2015年的相关变量作地理信息图,如图1所示。
由图1可知,2000~2016年间碳排放总量逐年上升且区域差异明显,区域差异性主要表现为东部地区碳排放量高于中西部地区。处于碳排放高位的地区有:河北、辽宁、山西、山东、江苏、浙江、广东,其中山东、江苏、浙江、广东等地经济发展较快,相应的需要的化石燃料较高,因而导致碳排放量较高;河北、辽宁、山西等经济发展主要依托重工业,因而碳排放量处于高位。
由图1和图2对比可知,东部地区碳排放总量较高,但人均来看,碳排放水平中等,主要是因为东部能源清洁技术水平高,其减少的碳排放量能够抵消部分因经济发展过快带来的碳排放量。中部地区碳排放总量与人均碳排放均为中等。这是由于中部地区经济发展水平与清洁技术水平均处于中等地位,中部有所崛起,相应的环境治理措施有所进步。内蒙古、宁夏、新疆、青海等西部地区碳排放总量较低,但是人均二氧化碳排放量却处于高位,说明这些地区能源结构可能不够合理,能源利用效率不高。
(二)碳排放效率结果分析
现利用MAXDEA软件测算了2000-2016年选取中国30个省市的碳排放效率值,反映为技术效率、纯技术效率值和规模效率,并计算出东中西部三部分的碳排放效率均值,以进行区域之间碳排放效率值的比较研究,结果如表3所示。
从表3可知,技术效率区域差异明显,表现为东部(0.875581)>中部(0.743084)>西部(0.643294)。北京、福建、广东、上海的技术效率值大于1,位于生产前沿面;江苏、天津和浙江技术效率值在0.85以上,这些地区地处东部沿海发达地区,技术进步快,清洁技术水平高,从而表现出较高的碳排放效率。甘肃、青海、宁夏、新疆、贵州和山西等地技术效率值均在0.6以下。这主要是因为这些地区处于中西部地区,经济发展存在很大制约,节能减排技术不成熟,尤其山西省,作为煤炭资源大省,经济发展主要靠的是重污染、高耗能的产业。同时,这些省份对于提高碳排放效率有很大的潜力。东北三省的碳排放效率水平在0.7-0.83之间,总体上碳排放效率较高,而黑龙江自2006年以来,碳排放效率大幅下降,由1以上降为1以下,退出了前沿面。