碳交易试点政策对制造业碳排放的影响——基于双重差分模型的检验

郑皓洋，贯 君，李慧洁

（东北林业大学 经济管理学院，哈尔滨 150040）

1 引言

随着全球经济不断发展，气候变暖这一问题已列入全球环境十大问题之中。减少碳排放量，推进绿色低碳发展是人类共识与未来趋向。1997年通过的《京都议定书》为世界减排提出一个新路径，即引入市场机制。而我国则在2011年批准北京、广东等七个省市因地制宜开展碳交易试点工作，并于2012年前后各试点地区碳交易中心正式营业。

制造业生产活动是二氧化碳等温室气体的主要排放来源。从“十五”时期开始，制造业的能源消费飞速增长，2000—2014年全国能源消费从14.7亿吨标煤增长到42.6亿t，工业能源消费从10.3亿t标煤增长到29.6亿t，两者都增长了1.9倍。由此可以看出，关注试点地区制造业碳排放现状、加深对制造业碳减排的研究具有十分重要的意义。随着人们对碳排放的不断关注，碳交易政策开始引起更多学者的关注，其实施效果与影响因素也成为近年来的研究热点。根据2008—2016年间中国30个省市数据，周朝波等运用双重差分法及一系列稳健性检验发现碳交易试点政策促进了中国低碳经济发展[3]。刘逸飞等以广州碳交易试点为例，分析了碳交易市场的影响因素[4]；刘和旺等采用双重差分模型分析了碳交易试点政策对企业转型转型升级的影响[5]；卢茗轩等采用Abadie提出的合成控制法来评价碳交易政策对交通运输碳排放的效果[6]。但是碳交易政策对于制造业减排的影响还未被更多关注。

碳交易政策的实施对于试点地区制造业碳减排是否起到了作用？影响制造业碳排放的因素都有哪些？为了更为科学地衡量碳交易政策在试点地区制造业碳排放量方面起到的作用，本研究基于2005—2018年中国首批部分碳交易试点省份数据，实证分析碳交易试点政策对三个试点省市的制造业碳排放的作用效果及其影响原因，以期为后续政策实施提供参考。

2 研究方法与数据来源

2.1 双重差分模型

双重差分模型的优点是操作简单，并且能够有效的排除内生性因素的干扰，因此学者们主要于运用其进行政策效果的评估。在国内最早是被学者周黎安等[9]引入并对农村税费改革进行研究。双重差分模型引入了时间Tit和是否实施政策Treatedit作为两个虚拟变量，同时将样本分为对照组和处理组，在政策实施前两组并无显著差异且具有共同趋势，于是可以将对照组认为是未实施政策的处理组，通过将两组的实际变化量进行对比，最后可以得到政策实施的真实效果，由交互项TreateditTit结果是否显著来进行政策效果的判断。

本文构建制造业碳排放量的双重差分模型方程如下：

其中：lnYit为制造业碳排放量Cenergy的对数值；i和t分别表示第i个省、第t年；β1表示时间对处理组和对照组碳排放的影响系数；变量Tit为时间虚拟变量，在碳交易试点政策实施前赋值0，实施后赋值1。β2表示地区对处理组和对照组制造业碳排放的影响因素；变量Treatedit为碳交易试点省份的虚拟变量，其中对照组省份赋值为0，处理组省份为1。β3表示时间和政策实施的交互项影响系数，时间和政策是虚拟交互项为TreateditTit。εit为随机扰动变量。

以往研究表明，人均GDP和地区常驻人口以及环境规制等因素会对制造业企业碳排放有影响，所以本研究引入地区人均生产总值lnPGDP、地区常住人口lnPOP以及环境规制ER作为控制变量。关于环境规制ER[10]，国内并没有统一标准进行衡量，本研究将采用“制造业企业碳排放量/制造业总产值”作为公式进行计算[11]。

具体操作方式为：根据Treatedit不同取值进行处理组与对照组的划分，然后利用虚拟变量Tit将lnYit的变化体现出来，通过虚拟变量的设置可以划分为四组：政策实施前处理组（Treatedit=1，Tit=0），政策实施前对照组（Treatedit=0，Tit=0），政策实施后处理组（Treatedit=1，Tit=1），政策实施后对照组（Treatedit=0，Tit=1）。在政策实施前后，处理组的变化为β1+β3，对照组变化为β1，所以政策变化的净影响值为β1+β3-β1=β3，即交互项TreateditTit的系数β3，同时若政策对制造业碳排放有抑制性作用，则交互项系数β3为负。

双重差分法要求处理组和对照组情况相当，同时本研究考虑到省份之间工业化水平、产业结构、人均生产总值是衡量制造业碳排放的主要指标，以及碳交易试点包含了省级和市级两个不同的行政区域等因素，为确保结论的准确性，本研究选择首批碳交易试点地区中的广东省、湖北省、重庆市作为处理组，福建省、湖南省、四川省作为对照组。关于时间的处理上，由于碳交易试点政策的具体开始时间是2012年，基于此本研究将选取2005—2011年为政策实施之前，2012—2018年为政策实施之后。

2.2 指标选取与数据来源

计算碳排放量是本研究的基础性工作，现今若要计算制造业碳排放量，最直接的方法是计算行业能源消费量[12]。制造业碳排放计算方法有很多，但最为普遍的是碳排放系数法，通过终端能源消耗量来进行推算碳排放量。本研究基于各组省份的统计年鉴数据，确定制造业碳排放量的能源测算项目包括煤炭、原油等。并依据张梅等[13]研究成果，采用IPCC推荐的方法进行估算。

公式为：

其中Cenergy为能源消耗碳排放量，n表示能源种类数量，Ei表示第i种能源消耗量，NCVi表示第i能源的平均低位发热量，CEFi为第i能源的单位热值当量的碳排放因子，COFi为第i种能源的碳氧化因子。各类指标参考IPCC能源碳排放系数。

指标的数据来源和制造业碳排放测算所需数据均来自于《中国统计年鉴》《中国能源统计年鉴》、2005—2019年各省份统计年鉴。

3 实证结果与分析

3.1 制造业碳排放消耗趋势及其原因分析

根据前文所述，考虑到常驻人口、地区生产总值、自然环境、工业化程度等原因，本研究将分析湖北省、广东省、重庆市三个地区。从图1中可以看出，制造业碳排放量总体还是呈现上升趋势，这主要与我国一直以来作为制造业大国的地位有着密切的关系，尤其是广东地区的珠三角一带更是有着世界工厂的称号。我国进入工业化阶段以来，由于各种原因农业剩余劳动力不断向工业转移，廉价的劳动力成本使得我国制造业快速发展，并且国内外资本的不断注入更加促使我国制造业的蓬勃发展，但与此同时，由于发展的制造业大多以低端加工业为主，这就导致了污染加剧，能源不断消耗，制造业碳排放量逐年增加[14]，这与我国是发展中国家的基本国情有着密不可分的关系。

图1 2005—2018年碳交易试点制造业碳排放量增长趋势

分省份来看，湖北省是国家老工业基地之一，装备制造业是湖北省重要支柱产业。从图1中可以看到，湖北省制造业的碳排放量在2005—2013年期间不断上升，这主要是由于在此期间湖北省大力扶持工业企业，同时形成以交通运输设备制造业为主导，以通用设备制造业，电气机械及器材制造业等为支撑，种类齐全的装备制造业体系的新局面。但2013—2014年湖北省制造业碳排放量有一个明显下降的过程，之后保持稳定。这与湖北省在“十二五”期间大力推行“两型”社会建设，淘汰落后产能，关停“五小”企业等一系列政策措施密不可分。根据湖北省发改委数据，在“十二五”期间湖北省累计节能3 324万t标准煤，并提前一年完成国家节能指标。同时在湖北省政府下发的文件中我们可以看到，2013年8月是湖北省碳交易试点政策的启动阶段，这与2013—2014的制造业碳排放总量下降的时间不谋而合，但是否真的与碳交易试点政策有关？还有待下文进行验证。

广东省从本世纪初便着力摆脱之前的落后产能，大力发展以高新技术产业和现代重工业为主导的发展模式，并大力发展先进制造业。观察图1可知，广东省的制造业碳排放量是三个省市之最，自2010—2016年期间虽保持稳定，但后续碳排放量又开始增加，并没有明显的下降趋势。这与广东省的产业聚集度达到了一定规模有关。同时广东省作为中国先进制造业的心脏、世界的工厂，形成了以电子、电气、汽车三大制造业为主的产业发展形势，并涌现出诸如富士康、华为、OPPO等骨干企业，使广东省的先进制造业世界领先，地区生产总值连续30年保持国内第一，伴随经济规模与人口不断增长的同时，广东省制造业碳排放量也在不断增加。

重庆市作为中国的老工业基地目前已经初步形成以汽车摩托车、装备制造业、材料工业、天然气石油化工、医药、电子信息业、轻纺劳动密集型产业和能源工业等为支柱的制造业体系。由图1知，重庆市碳排放量一直处于缓慢增长的态势，并且相对于其他两个省份来说，重庆市的碳排放量较低，这可能是由于重庆市人口少、土地面积小，制造业企业数量少于另外两个大省。但在“十二五”期间，重庆市面临着西部大开发、全国统筹城乡综合配套改革试验区、两江新区、成渝经济圈等历史机遇，制造业成为转型发展的核心，但随之而来的是能源的高消耗和碳排放等环境污染问题，所以在成为碳交易试点之后的重庆市，其制造业是否真的能做到减排？这项政策是否起到了积极作用？这些问题有待下文考量。

表1 2005-2018年碳交易试点制造业碳排放量年平均增长率

在关注三个地区省份碳排放总量的同时，本研究以2012年碳交易试点实施时间作为节点，将三个试点省份的2005—2011年和2012—2018年制造业碳排放量年均增长率计算出来，以期进行更加细化的分析。湖北省的年均碳排放增长率下降最为明显，从原来的2005—2011年间的8.16%降到2012—2019年间的-2.94%，其结果较为明显。这与湖北省严格实施工业企业生产环境整顿，并作为多项环境整治政策试点有着直接关系。另外两个地区，广东省和重庆市的增长率也有着明显的下降，重庆市政策实施后较政策实施前的年均增长率降低了四倍左右，广东省更是降低了八倍左右。这或许意味着碳交易试点政策在这些地区产生了效果，其积极成效正在这些地区逐渐显现。但需要指出影响制造业碳排放量增长率的因素有很多，诸如常驻人口、人均地区生产总值、各地区环境规制等，所以这是否真的是由碳交易试点政策导致的降低，还需要进行深入分析，本研究将采用双重差分的方法继续研究。

3.2 试点政策实施效果及分析

碳交易试点政策是我国为促进绿色低碳发展，并助力工业企业成功转型的一项创新举措。基于此为探究碳交易试点政策对制造业碳减排的影响，同时又为解决变量内生性问题，本研究采用双重差分模型来避免内生性问题对结果的干扰。使用计量软件对（1）式进行回归并进行异质性分析，其结果如表2所示。

模型1中，湖北省为处理组，湖南省作为对照组。在控制其他变量的条件下，其中交互项结果估计值为0.272，结果通过显著性检验，但不是负值，所以对试点政策碳减排并未起到作用。其中原因可能是，湖北省作为老工业基地、九省通衢之处，其交通装备制造业又是全国数一数二的产业，面对经济全球化、以经济建设为中心等一系列挑战，湖北省制造业的碳减排自然而然面临着不小的压力，结果也在本研究预想之内。表2中湖北省的环境规制也不显著，这表明湖北省在对于工业企业的碳排放管控还有待提高。人均生产总值，和常驻人口对政策实施的影响不显著，可能是由于湖北省拥有武汉这样的特大人口城市，人们生产生活所消费的能源一直保持增长，伴随人均收入增加的同时也对碳的排放产生了正向增加的影响。

模型2中，重庆市为处理组，四川省为对照组，其中交互项结果估计值为0.199，结果通过显著性检验，但不是负值，所以对碳减排不起作用。具体原因可能是，自重庆市直辖以来，制造业迅猛发展，已然成为重庆市的支柱产业，在面临西部大开发等一系列政策激励下，工业不断壮大，能源消耗不断提升并逐渐成为西部地区的制造业强市[15]。但从表2中我们可以看到环境规制的效果显著，但也不是负值，这侧面反应重庆市对于工业企业的碳排放的监管不够，应加大力度管控，以达成环境优良、工业发达的强市。在表2中，重庆市人均生产总值对碳排放的促进作用达到了1%的显著性水平，伴随着工业化的发展人民的实际收入也在不断增加，但随着生产活动的不断扩大，环境污染问题也随之而来，这就导致了在一定条件下，人均生产总值增加同时也会促进碳排放的增长。在人口因素异质性分析的结果未通过显著性，洪业应等[16]提出针对重庆市人口的增长对碳排放量有着密切关系并给予建议。

模型3中，广东省为处理组，福建省为对照组，交互项结果估计值为-0.132，结果未通过显著性检验。广东省作为邻海地区，自上世纪九十年代开始就成为中国制造业的核心地区，并大力发展工商业，三大产业结构不断调整，二三产业比重在2006年便达到了94%。能耗不断提高，主要是因为在此时期广东省大力发展重工业，对能源需求量增加。从表2中可以看到，环境规制结果显著但结果不是负值，未起到抑制作用，这与广东省重工业的发展速度高于一、二产业所导致能耗和碳排放量增加的实际情况不谋而合。人均生产总值的结果显著，这与上文重庆市情况相同，经济活动不断发生同时，生产活动所产生的碳排也在增加[17]。

模型4中，广东省、湖北省、重庆市为处理组，福建省、湖南省、四川省为对照组，其碳交易试点政策结果估计值为0.11，并未通过显著性检验，政策并未对制造业的碳减排起到良好效果。在政策实施过程中，企业参与的主要方式是自觉申报，地方政府并未进行强制性要求，这就导致有许多碳排放严重的企业并未参与进来，碳排放权没有影响到这些企业。环境规制的结果虽然为负值但并不显著。人均生产总值对碳排放起到抑制作用，这与国家实施供给侧结构性改革，全国响应“两山”理论，查处关停五小工业的积极举措有着直接关系。人口因素的结果显著，根据以往研究来讲，普遍地人口增长对碳排法起着正向作用，人口和人均生产总值的增长促进城市化的发展，生产结构发生转变，能源消耗不断增加，人们的生活方式进行改变，汽车、基建等促进碳排放增长。

4 结论与启示

本文基于2005—2018年碳交易试点省份和非试点省份的面板数据，利用双重差分模型检验了碳交易试点政策的实施效果。①2005—2018年碳交易试点省份碳排放量普遍上升，不同省份的增长趋势不同，这是因为各省份对于碳排放管控强度具有差异性。②碳交易试点政策对制造业碳减排并未产生显著影响，但其增长率较政策实施之前有所下降③控制人口、加大环境规制可以促进碳排放强度降低，同时政策普及程度的高低和实施情况对结果也产生重要影响。

基于以上结论，本文建议如下：①增强碳交易试点政策的强制性。企业具有逐利性，尤其是能源消耗量大、碳排放严重的企业，在面对有关环境规制的政策时，其支持政策实施的主观意愿较低。碳交易试点政策产生显著效果的前提是政策得以有效实施。基于此，本文建议政府在考虑实际的前提下应加大政策强制性，将更多碳排放严重的企业纳入管理，但同时给予优惠政策，以保证企业利益不受影响。同时政府应加快制造业碳配额分配机制，完善制造业碳权划分，打造一个良好的碳交易市场；②提高制造业企业集约化。截止到2019年中国工业企业达到27万家，而我国制造业产值占到国民经济总收入的30%，但市场上的制造业主体仍然是中低端制造企业。生产利润低下，生产成本高，支付不起能源清洁技术的研发和利用，这些都是中小企业所面临的困境。产业集约化能有效解决这个问题，把企业聚集到工业园区，政府统一管理，园区资源共享，促进企业之间交流合作。同时政府或其他组织可以对企业进行减排技术支持；③提高传统能源利用率，加快技术进步率。在政策方面应大力倡导能源清洁技术，使排放物无污化，推广太阳能等清洁能源，加快能源结构转型，使能源消耗企业在能源选择上具有广泛空间，减轻制造业企业对传统能源的依赖程度；④促进制造业产业结构转型。推动制造业内部战略性新兴企业健康发展，加快制造业企业技术改造，鼓励制造业企业跨行业跨区域跨所有制兼并重组，优化制造业内部结构，关停整合落后制造业企业，降低制造业从业人口规模，同时加快三产融合发展，调整三产比例结构，进一步发展服务业，以期达到碳减排的目的。