煤炭产能空间集聚有利于区域产业转型升级吗？——基于中国30个省份的实证研究

李 跃，王艺臻，孙瑞琦，王霄飞

（山东工商学院a.煤炭经济研究院；b.统计学院，山东 烟台 264005）

0 引言

十九大报告指出，我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期。产业转型升级本质上是生产要素升级与重构的过程［1］，而生产要素布局、结构和质量的改变，可以通过影响产品相对价格推动产业转型升级［2，3］。能源作为重要的生产要素，其转型与变革势必对我国产业转型升级产生影响。煤炭是中国能源的“压舱石”，我国政府制定了“压缩东部、限制中部、发展西部”的煤炭开发布局，加速了煤炭产能向中西部煤炭资源富集区的集聚态势。在此过程中，国家采取的煤炭集约化发展战略对区域产业转型升级是否存在影响？如果有影响，是推动作用还是抑制作用？区域间是否存在差异？不同地区技术创新水平的差异是否会影响其作用效果？这一系列问题的回答不仅能为我国煤炭产能空间布局指明战略方向，还可为推动我国产业结构转型升级制定可行路径提供参考。

1 文献综述

1.1 产业转型升级测度

产业转型升级是指一个国家或一个地区的产业结构、产业规模、产业组织、产业技术装备等发生显著变动的状态或过程。从动态视角分析，经济体的产业结构变迁包括产业结构合理化、产业结构高级化两个维度［4］，多数专家学者以产业结构合理化和产业结构高级化为框架对产业结构转型升级进行测度分析。在产业结构合理化测度方面，学者们认为其本质是产业间协调能力加强和产业素质提高的产业结构合理化过程，其核心就是协调［5］。基于此，学者们运用不同方法开展了产业结构合理测度与分析。其中：干春晖等［4］在考虑产业相对重要性的基础上，运用泰尔指数法测度了产业结构合理化水平；韩英等［6］则利用改进的结构偏离度测度了产业结构的合理化水平。在产业结构高级化测度方面，学者们认为产业转型升级本质是产业结构从低水平向高水平发展的高级化过程。产业结构高级化测度指标经历了多次发展转变，最早运用非农产业产值占总产值的比重衡量产业结构高级化水平。随着第三产业的快速发展，这种传统的度量方式已经无法反映出经济结构的变动方向。为此，焦勇［7］、李虹等［8］、沈冰等［9］学者运用第三产业产值与第二产业产值之比来度量产业结构高级化。此外，学者们还相继提出了运用超前系数［10］、各产业产出比例与劳动生产率乘积［11－14］、各产业产出比例与全要素生产率乘积［15］和运用各产业效率指数与第二产业效率指数比值的和［16］等指标测度产业结构高级化水平。但是通过梳理现有文献发现，多数研究仍采用第三产业产值与第二产业产值之比来表示产业结构高级化水平。

通过对现有文献梳理分析发现，产业转型升级测度研究主要从经济发展视角界定产业转型升级的内涵（包含产业结构合理化和产业结构高级化），并在此基础上构建产业转型升级评价指标体系及评价模型。但随着生态环境对人类社会经济发展的制约日益加剧，单从经济发展视角去评价产业转型升级不够全面，难以反映环境约束下的现实需求。考虑到当前全球对低碳经济发展的高度关注和我国实现“双碳”目标时间路线的确定，从碳约束视角完善和拓展产业转型升级的内涵及评价指标体系，更符合当前经济发展的方向和要求。鉴于此，本文拟从高级化、合理化和低碳化3 个维度来衡量产业转型升级水平。

1.2 能源禀赋与经济发展关系

最早探究能源禀赋与经济发展关系的相关研究可追溯到Auty［17］提出的“资源诅咒”假说，他认为资源丰裕的地区不仅难以有效利用资源推动经济增长，反而会对经济增长起抑制作用。随后，Ning 等［18］对“资源诅咒”假说进行了开创性的实证检验，证实了“资源诅咒”的存在。国内学者进一步从省级层面进行了验证［19－21］，认为高能源禀赋区会产生“挤出效应”和“荷兰病效应”，阻碍经济增长。“资源诅咒”效应成为后续学者研究能源禀赋与经济发展之间关系的基本范式。随着学者们对“资源诅咒”假说的深入研究，Bulte等［22］认为“资源诅咒”现象并不存在于所有资源丰富的地区，只存在于资源丰富而政府制度建设存在一些缺陷的地区，国内一些专家的研究也支持这一结论［23，24］。

在全面推进产业转型升级和煤炭供给侧结构性改革的背景下，关于煤炭产能空间布局与产业转型关系的相关研究较少。为此，本文将煤炭产能空间集聚与产业转型升级结合在一起，探究煤炭产能空间集聚对区域产业结构转型升级的影响效应，为协同推进产业转型升级与煤炭供给侧结构性改革提供决策依据。

2 模型构建及变量选取

2.1 模型构建

本文运用固定效应模型实证分析煤炭产能空间集聚度对我国区域产业结构转型升级的影响。具体模型构建如下：

式中：ind 为产业转型升级水平；CPAD 为煤炭产能空间集聚；RD 为技术创新水平，用单位工业产值研发投入表示；RD × CPAD 为技术创新水平与煤炭产能空间集聚度的交互项；x 为一系列控制变量；μ为个体效应；ε为随机扰动项。

2.2 变量选取

被解释变量：本文将产业结构转型升级作为被解释变量，从产业结构合理化、产业结构高级化和产业结构低碳化3 个维度来衡量产业转型升级水平。

产业结构合理化是指产业与产业之间协调能力的加强和关联水平的提高。产业之间相互作用的关系越协调，结构的整体能力就越高，则与之相应的产业结构也就越合理［24］。借鉴许金菁［25］的做法，引用泰尔指数计算产业结构合理性。泰尔指数的测算方法是取第一、二、三产业产值占总产值的比重作为权重，该指标结合了就业结构和产值结构的变化，以此说明行业的变化趋势和产业结构偏离均衡水平的程度。具体测度公式如下：

式中：Y 为产业产值；L 为产业就业人数；i 表示地区；n 为产业数；Yi，j，t/Yi，t为i 地 区第j 个产 业在第t 年的产值占i 地区第j 个产业总产值的比重。泰尔指数的取值范围在0—1 之间。当泰尔指数为0，代表产业结构处于均衡水平，产业结构较为合理。合理化越大，经济发展越容易偏离均衡状态，产业结构越不合理；合理化越小，则意味着产业结构合理化水平越高。

产业结构高级化是指一国或地区经济发展重点或产业结构重心由第一产业向第二、三产业逐次转移的过程，标志着一国或地区经济发展水平的高低、发展阶段和方向。考虑到可操作性和简洁性，借鉴干春晖等［4］的做法，使用第三产业与第二产业产值之比来进行具体分析。具体测度公式如下：

式中：S 为能源消耗总量，能源消费总量选取煤炭、石油、天然气等主要耗能；Y 为国内生产总值。低碳化数值越小，说明经济发展对能源的依赖程度越低，产业结构低碳化水平越高。

核心解释变量：本文中的解释变量为煤炭产能空间集聚度。集聚度测算可参考能源空间集聚度测度模型，能源空间集聚度反映省份能源生产量相对于全国能源生产量的集聚程度［27］。煤炭产能空间集聚度模型为：

式中：CPADi表示i 省份煤炭产能空间集聚度；EPi表示i 省份煤炭能源生产量；Si表示i 省份面积；EP 表示我国煤炭能源生产量；S 表示我国国土面积。

调节变量及控制变量：调节变量为技术创新水平，本文借鉴刘帅等［28］的测度方法，用研发投入占地区生产总值比重来衡量。根据对产业结构转型的影响因素分析，本文选择的控制变量包括：①城镇化水平，用地区城镇人口占总人口的比重衡量［29］；②能源结构，用煤炭消费量占全部能源消费量的比值衡量［30］；③经济发展水平，用人均GDP 衡量地区经济发展水平［31］。

2.3 数据来源及变量描述性统计

采用2000—2017 年我国30 个省份（考虑数据的可获得性，仅研究近18 年的数据，未包含西藏自治区、香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾地区）的数据，所有原始数据均来自于相应年份的《中国统计年鉴》《中国人口和就业统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《中国科技统计年鉴》和各省份统计年鉴，个别缺失数据采用插值法计算得到。为消除数据之间的量纲差异，本文对各变量进行了标准化处理，用处理后的面板数据来建立分析模型。所有变量的描述性统计如表1 所示。

表1 变量的描述性统计Table 1 Descriptive statistics of the variables

3 结果及分析

3.1 煤炭产能空间集聚分析

本文根据公式（6）测度了我国30 个省份煤炭产能空间集聚度值（考虑篇幅限制，未列出），依据各省份煤炭产能集聚度绘制统计地图（图1）。从时空演化视角看，煤炭产能空间分布逐渐西移，煤炭产能集中分布于我国西北部地区。截止到2017 年，仅有山西省、内蒙古自治区、陕西省、安徽省、河南省、山东省、贵州省和宁夏回族自治区煤炭产能空间集聚度大于1。其中，内蒙古自治区煤炭产能空间集聚度逐年增大，空间集聚度由小于1 变为大于1。其他7个省份煤炭产能空间集聚度始终大于1，山东省、河南省、安徽省煤炭产能空间集聚度呈下降趋势。近年来，我国加大了对煤炭资源的整合力度，通过“关停并转”小煤矿等一系列措施，促使煤炭产业生产结构进一步优化，煤炭产能西移速度加快，北京市、河北省、江苏省、辽宁省和重庆市等省份煤炭产能空间集聚度由大于1 逐步变为小于1，即低于全国平均水平。其他省份煤炭产能空间集聚度始终小于1，且呈不断下降趋势。

图1 2000—2017 年中国30 个省份煤炭产能集聚情况Figure 4 Coal production capacity agglomeration situation of 30 provinces in China from 2000 to 2017

为全方位多层次分析煤炭产能空间集聚对区域产业转型升级的影响，本文根据煤炭产能空间集聚度的大小将我国30 个省份划分为3 个区域：高集聚区（集聚度大于1 和从小于1 变为大于1）、中集聚区（集聚度从大于1 变为小于1）和低集聚区（集聚度一直小于1）。高集聚区包括山西省、内蒙古自治区、陕西省、安徽省、河南省、山东省、贵州省和宁夏回族自治区8 个省份；中集聚区包括北京市、河北省、江苏省、辽宁省和重庆市5 个省份；低集聚区包括天津市、吉林省、黑龙江省、上海市、浙江省、福建省、江西省、湖北省、湖南省、广东省、广西壮族自治区、四川省、云南省、甘肃省、青海省和新疆维吾尔自治区、海南省17 个省份。

3.2 产业结构转型升级的变化趋势

根据公式（3）测度我国各省份产业结构合理化水平，并根据测度结果绘制不同集聚区产业结构合理化变化趋势图（图2）。产业结构合理化反映的是产业结构偏离均衡状态的程度，indr 值越大，表示产业结构不合理的程度越高。从全国视角看，2000—2017 年全国indr 值呈现逐年下降的变化趋势，说明产业结构发展逐步趋向均衡状态，合理化水平不断提高。从区域视角看，中集聚区的产业结构合理化程度最高，其次为低集聚区，高集聚区的产业结构合理化程度最低。

图2 2000—2017 年我国30 个省份产业结构合理化变化趋势Figure 2 Industrial structure rationalization change trend of 30 provinces in China from 2000 to 2017

根据公式（4）测度我国各省份产业结构高级化水平，并根据测度结果绘制不同集聚区产业结构高级化变化趋势图（图3）。从全国视角看，2000—2017年我国indh 值呈现波动上升的变化趋势，表明产业结构高级化水平在不断提高；从区域视角看，中集聚区高级化程度远远超过全国平均水平，indh 值增幅最大且最高接近1.8，表示产业结构高级化水平最高。低集聚区与全国平均水平相仿，高集聚区高级化水平最低，重心转移程度相对偏小。就其变化率而言，高级化水平近20 年来一直处于较为缓慢的增长过程中。

图3 2000—2017 年我国30 个省份产业结构高级化变化趋势Figure 3 Change trend of advanced industrial structure of 30 provinces in China from 2000 to 2017

本文根据公式（5）测度我国各省份产业结构低碳化水平，并依据测度结果绘制不同集聚区产业结构低碳化变化趋势图（图4）。从全国视角来看，2000—2017 年我国Indl 值整体呈下降趋势，表明我国产业结构低碳化水平在不断提升；从区域视角看，高集聚区Indl值远远高于全国平均水平，但高集聚区低碳化下降速度最快，表明高集聚区经济发展对能源的依赖程度越来越低；中集聚区和低集聚区产业结构低碳化变化趋势与全国平均水平相仿，低碳化水平越来越高。

图4 2000—2017 年我国30 个省份产业结构低碳化变化趋势Figure 4 Low－ carbon change trend of industrial structure of 30 provinces in China from 2000 to 2017

综上，我国产业结构合理化、高级化和低碳化水平均呈不断上升趋势，表明我国在推动产业结构转型升级方面取得了明显成效，但是不同集聚区间的转型水平存在显著差异。

3.3 实证结果

本文利用Stata 软件，采用模型（1）探究了煤炭产能空间集聚对区域产业转型升级的影响效应。根据Hausman 检验结果，应拒绝随机效应与固定效应无系统差异的原假设，即选用固定效应模型更为有效。进一步将产业结构合理化、高级化和低碳化分别作为被解释变量，得到全国层面、区域层面计量结果，如表2、3 所示。

全国层面：由表2 可知，产业结构合理化的回归系数为－0.054，且显著，说明煤炭产能空间集聚度的提高对我国产业结构偏离均衡状态的程度具有抑制作用，即对产业结构合理化呈显著促进作用。产业结构高级化的回归系数为0.125，说明煤炭产能空间集聚度的提高有利于提升第三产业占比，即对我国产业结构高级化呈促进作用，但统计结果不显著。产业结构低碳化的回归系数为－ 0.912，且显著，表明煤炭产能空间集聚度的提高对能源强度具有显著抑制作用，即对我国产业结构低碳化呈显著促进作用，即在我国煤炭集约化、基地化生产过程中，有效降低了经济发展对能源的依赖程度，抑制了碳排放水平。综上，煤炭产能空间集聚对产业结构合理化、高级化和低碳化均具有促进作用，即煤炭产能空间集聚在中国产业转型升级过程中发挥了显著的推动作用。

表2 全国地区煤炭空间集聚对产业转型升级的回归结果Table 2 Return results of national and regional coal spatial agglomeration on industrial transformation and upgrading

区域层面：本文根据前文划分的高集聚区、中集聚区和低集聚区，进一步考察了不同煤炭产能空间集聚度地区对产业结构转型升级影响的差异性。差异具体表现为：①在高集聚区，煤炭产能空间集聚对产业结构合理化、高级化和低碳化的影响系数依次为－0.475、0.739 和－ 4.714，表明煤炭产能空间集聚度的提高对高集聚区的产业转型升级具有显著促进作用。可能的原因是：高集聚区煤炭产能的规模化生产，有助于煤炭产业开展技术创新、节能技术改造，进而推动煤炭清洁高效的开发与利用，带动其上下游产业的转型升级。②在中集聚区，煤炭产能空间集聚对产业结构合理化、高级化和低碳化的影响系数依次为0.100、0.061 和－ 0.993，其中对高级化影响效应的统计结果不显著，表明煤炭产能空间集聚度的提高对中集聚区产业结构高级化和低碳化具有促进作用，但对产业结构合理化具有显著抑制作用。可能原因是：一方面，中集聚区因煤炭能源赋存量下降导致产能下降，短时间内煤炭产业劳动力等成产要素未得到合理配置；另一方面，煤炭产能下降、开采难度提升等因素提高了能源消费成本，煤炭产能空间集聚影响了煤炭运输与消费格局，区域煤炭市场竞争更为激烈，导致传统的煤基经济发展偏离均衡状态。③在低集聚区，煤炭产能空间集聚对产业结构合理化、高级化和低碳化的影响系数依次为－0.029、0.015 和－ 0.903，仅有低碳化系数统计结果显著，表明煤炭产能空间集聚度的提高对低集聚区产业转型升级均具有促进作用，且仅对产业结构低碳化具有显著促进作用。

表3 煤炭赋存量划分视角下煤炭空间集聚对产业转型升级的回归结果Table 3 Regression results of coal spatial agglomeration on industrial transformation and upgrading under the perspective of coal deposit classification

综上，煤炭产能空间集聚对高集聚区和低集聚区产业结构合理化水平具有促进作用，对中集聚区具有抑制作用。煤炭产能空间集聚对高、中、低3 个集聚区高级化水平均具有促进作用，但仅在高集聚区统计结果显著。煤炭产能空间集聚对高、中、低3个集聚区低碳化水平均呈显著促进作用，说明煤炭产能空间集聚有降低经济发展对能源的依赖程度，提升了企业节能减排的水平，社会碳排放水平的增长得到有效抑制。

3.4 技术创新的调节效应

我国推动煤炭产能空间集聚，其目的是实现煤炭产业规模化、集约化生产，进而推动煤炭生产向智能化方向发展。因此，地区技术创新水平可能对煤炭空间集聚的产业转型效应产生调节作用。本文引入技术创新水平，以及技术创新水平与煤炭产能集聚的交互项作调节变量，采用模型（2）探究技术创新水平的调节作用，结果如表4 所示。

表4 调节作用检验结果Table 4 Regulation effect test results

从产业结构合理化维度来看，交互项“技术创新水平与煤炭产能空间集聚”在全国地区和高、中、低集聚区依次为0.046、0.488、－ 0.292 和－ 1.968，调节变量技术创新水平在4 个地区依次为－ 0.112、－0.597、0.511 和－ 0.017。上述结果表明：在全国地区和高集聚区，技术创新水平显著增强了煤炭产能空间集聚对产业结构高级化的负向影响；在中集聚区，技术创新水平削弱了煤炭产能空间集聚对产业结构高级化的正向影响；在低集聚区，技术创新水平显著削弱了煤炭产能空间集聚对产业结构高级化的负向影响。从产业结构高级化维度来看，交互项“技术创新水平与煤炭产能空间集聚”在全国地区和高、中、低集聚区依次为－ 2.114、－ 0.981、－ 0.791和－2.125，且显著，调节变量技术创新水平在全国地区和高、中、低集聚区依次为1.943、1.238、10.28和11.67，且显著。该结果表明，在全国地区和高、中、低集聚区技术创新水平显著削弱了煤炭产能空间集聚对产业结构高级化的正向影响。从产业结构低碳化维度来看，交互项“技术创新水平与煤炭产能空间集聚”在全国地区和高、中、低集聚区依次为6.912、7.69、2.371和－5.088，调节变量技术创新水平在4 个 地 区 依 次 为－ 0.242、－ 0.366、－ 0.961 和－8.426，该结果表明，在全国地区和高、中地区，技术创新水平显著提高了煤炭产能空间集聚对产业结构高级化的负向影响。在低集聚区，技术创新水平削弱了煤炭产能空间集聚对产业结构高级化的负向影响。综上所述，技术创新水平对煤炭产能空间集聚的产业转型效应具有显著的调节作用，且存在着区域异质性。

4 结论

本文基于2000—2017 年我国30 个省份的面板数据，从产业结构合理化、高级化和低碳化3 个维度构建区域产业升级的评价指标体系，选取煤炭产能空间集聚为核心解释变量，通过绘制统计地图、时间序列折线图与固定效应模型回归分析，探究煤炭产能空间集聚对区域产业转型升级的影响。主要结论如下：①我国煤炭产能总体空间分布不均衡，空间集聚格局变化明显。煤炭产能空间分布逐渐西移，煤炭产能集中分布于我国西北部地区。②我国产业结构合理化、高级化和低碳化水平均呈现稳步上升的态势，表明我国在推动产业结构转型升级方面取得了明显成效，但是不同集聚区间的转型水平存在着显著差异。③煤炭产能空间集聚在我国产业转型升级过程中发挥了显著的推动作用，煤炭产能空间集聚对我国产业结构合理化、高级化和低碳化均具有促进作用。④煤炭产能空间集聚对产业结构转型升级存在显著的区域异质性，不同地区的显著性程度不同。一方面，煤炭产能空间集聚对中集聚区产业结构合理化具有抑制作用，对高集聚区和低集聚区具有促进作用；另一方面，煤炭产能空间集聚对高集聚区产业转型升级影响效应最大，对低集聚区影响效应最小。⑤技术创新水平对煤炭产能空间集聚的产业转型效应具有显著调节作用，且存在区域异质性。

根据以上结论，提出以下建议：①因地制宜，优化不同区域煤炭产能空间集聚水平。煤炭产能空间集聚对不同集聚区产业结构合理化具有异质性作用。相关政府部门在制定煤炭开发布局方案时应充分考虑区域异质性，避免“一刀切”现象。②强化系统思维，注重协同发展。煤炭作为我国基础能源，煤炭产能布局调整势必影响区域产业转型升级。政府部门应从全局出发，制定协同推进产业转型升级和煤炭供给侧结构性改革的政策措施，避免“就此论此”带来的“此消彼长”问题。