“双碳”目标下产业协同集聚与低碳发展模式塑造

罗天

（武汉理工大学 法律与人文社会学院，湖北 武汉 430070；中共江西省委党校 文化与科技教研部，江西 南昌 330108）

1 引言与文献综述

随着全球气候问题日益严重，以低能耗、低污染为特征的低碳经济（low-carbon economy）备受国际社会关注。全球气候变暖看似是环境问题，但实质上是能源战略和产业结构优化问题。2020 年9 月22 日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，指出中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，力争2030 年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和目标。2020 年12 月31 日，生态环境部正式公布《碳排放权交易管理办法（试行）》，标志着中国将建立全国统一的碳排放权交易市场，加快能源绿色低碳转型。根据生态环境部公布的《中国应对气候变化的政策与行动2019 年度报告》显示，2018年中国单位国内生产总值（GDP）二氧化碳排放（以下简称碳强度）与2005 相比累计下降45.8%，相当于减少碳排放量52.6 亿吨。另据国家统计局公布的《中华人民共和国2019 年国民经济和社会发展统计公报》显示，2019年中国煤炭消费量占能源消费总量的57.7%，比上年下降1.5 个百分点；天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费量占能源消费总量的23.4%，上升1.3 个百分点。中国能源消费结构正不断优化，低碳经济持续发展。

能源消费结构对化石能源的过度依赖是导致温室气体（CO2）快速上升的主要原因之一，也是导致气候变化的罪魁祸首，低碳经济被视为未来经济发展方式的新变革[1]。庄贵阳[2]认为，低碳经济的核心是以能源技术创新和制度创新来解决能源效率和清洁能源结构问题。刘细良[3]则认为，低碳经济是继工业革命、信息革命之后的新能源革命，是经济发展与环境保护之间的一种理性权衡。改革开放以来，中国经济实现前所未有的高速增长，但相当程度上却是以牺牲环境为代价换来的。袁富华[4]指出，21 世纪以来，中国环境消耗平均拉动经济增长2 个百分点。另外，关于低碳经济发展的研究主要涉及以下方面：Johnston 等[5]等实践探究了减少住房碳排放的技术可行性；付允等[6]从温室气体减排压力、能源安全和资源环境等三个方面阐述了中国发展低碳经济的现实紧迫性；Shimada 等[7]通过构建模型的方法，实现了城市低碳经济长期发展情景尺度描绘。

发展低碳经济，走低碳发展道路需要大量的成本投入并大规模采用清洁能源和技术。如何发展低碳产业突破瓶颈，对于世界各国，尤其是发展中国家而言，无疑是一个巨大的挑战。张霜等[8]指出，动脉产业与静脉产业实现生产协同、市场协同、技术协同发展才能走出困境。杨洁[9]认为，从机制设计、产业链整合、技术扩散等三个方面构建区域低碳产业协同创新体系能够有效促进低碳产业健康发展。产业协同集聚效应有利于规模报酬，形成正外部性，产生技术外溢，降低低碳产业发展成本，提高核心竞争力[10]。此外，申伟宁等[11]通过对长三角城市群的实证分析发现，产业协同集聚可以通过经济网络产生空间溢出效应，提高污染减排效应，并优化区域产业结构。发展低碳经济，要结合具体国情，选择合适的主导产业，加快产业结构调整[12]。

2 理论机制与研究假说

低碳经济由英国政府在《能源白皮书》中首次提出，并引发国际的广泛关注[13]。以克鲁格曼为代表的新地理学派提出的产业协同集聚的空间经济理论认为，产业协同集聚可以使上下游产业链产生协同，同时带动各部门生产要素实现内部与外部的充分流动，从而产生集聚效应，促进经济发展，新经济地理学也被各国产业发展政策所采纳和推广[14]。因此，产业协同集聚被认为是低碳经济未来发展的趋势和出路。连素兰等[15]基于耦合协调度模型分析发现，福建省林业产业结构与林业经济存在空间协同效应。蓝旭鹏[16]认为，区域经济协同发展有助于构建产业链，能够增强旅游业发展动能，实现旅游业低碳可持续发展。张国兴等[17]通过对中国1997—2013 年1 052 条节能减排数据的量化分析，发现节能减排政策与单个产业相结合对于节约能源和减少污染物排放有着较为显著的促进作用。综上，提出以下假设：

假设1：产业协同集聚显著促进地区低碳经济发展。

产业协同集聚在一定程度上是产业结构的优化，也是对碳减排在空间结构的均衡布局，这也造成产业集聚效应存在明显的空间地理位置差异。这主要是因为不同地区经济水平发展不平衡，集约化程度低、区域产业协同创新体制机制有待完善[18]。Rosenthal &Strange[19]通过实证分析发现，美国制造业投入产出关联、劳动力要素的可获得性、技术知识外溢等方面均对制造业发展存在显著的促进作用，但在不同空间尺度（编码区、郡县和州），作用大小存在差异。郑宝华和刘东皇[20]通过EDA 模型实证研究发现，中国区域低碳经济效率存在显著的正向空间溢出效应，受到区域外商投资强度的影响。李强[21]在研究城市规模对低碳经济发展效应时，发现不同城市规模产生的产业协同集聚效应对区域低碳经济发展的影响也不相同。由此可见，产业协同集聚效应对低碳经济的影响可能存在明显的地理空间的差异，产业政策设计过程中要进行灵活、包容的区域行业分类管理[22]。故提出以下假设：

假设2：产业协同集聚对地区低碳经济发展的影响存在显著的空间异质性。

低碳经济不是贫困的经济，因此简单降低GDP 并不能有效减少碳排放，发展低碳技术、调整能源结构才是低碳经济发展的关键[23]。可见，低碳技术研发创新和能源结构改善是实现低碳经济可持续发展的突破口[24]。加大创新研发力度、提高绿色低碳节能技术、改善能源效率是减少碳排放的有效举措之一[25]。梁宵和邱晟晏[26]研究指出，低碳经济的可持续发展在中国经济“新常态”下，不仅要注重技术创新，更要注重区域产业制度的协同创新。而林善浪等[27]通过对1997—2009 年省域面板数据的实证分析，发现单纯地从技术创新的角度提高碳排放效率并不明显，应着力区域产业和空间的合理布局。此外，低碳经济的可持续发展离不开能源结构与产业结构的协调[28]。而碳排放水平取决于能源结构，优化能源结构能够有效促进地区低碳经济的发展[29]。王韶华等[30]通过探究能源结构与低碳经济的作用机理，发现能源供给结构对碳强度的作用微乎其微，能源消费结构才是推动碳强度增长的主要动因。故提出以下假设：

假设3：产业协同集聚通过研发溢出效应和能源结构效应促进地区低碳经济增长。

综上，已有文献主要集中在低碳经济发展模式、发展战略与政策制定、改造传统高碳产业等研究方向，很少有文献从空间经济理论的视角研究产业协同集聚与区域低碳经济发展之间的关系，并探究产业协同集聚与区域低碳经济发展两者的内在影响机理。本文的创新之处主要有两点：（1）研究视角创新，从空间经济理论的视角，在探究产业协同集聚效应是否促进地区低碳经济发展的同时，讨论影响效果可能存在的空间区域异质性问题。（2）理论机制创新，在已有文献表明产业协同集聚在传统产业能够促进研发创新、提高能效的基础上，通过中介效应模型，创新性地探究了产业协同集聚通过影响研发和能源结构最终达到促进区域低碳经济发展的现实路径。

3 模型设定与变量选取

3.1 模型设定

本文利用面板固定效应模型研究产业协同集聚对地区低碳经济发展的影响，具体模型如下：

式中：被解释变量lcegit为i地区在t时期的低碳经济增长指数，用于衡量低碳经济发展水平，该指数根据i地区t时期相应的地区生产总值和碳排放量计算得出，具体测算过程将在下文详细说明。核心解释变量coaggit为i地区在t时期的产业协同集聚指数，该指标是利用i地区t时期的制造业和生产性服务业区位熵指数进行测度。Xit表示一系列控制变量，γi表示省份固定效应，εt表示年份固定效应，μit为误差项。

控制变量具体设定如下：（1）环保支出（protect），各地区政府的环境保护支出涵盖了环境管理检测与对应的污染治理费用，而且环保支出的强度更是反映了各地区对污染减排的整治力度，所以本文在此利用环境保护经费支出与地区财政支出之比来衡量环保支出。（2）经济开放程度（open），各地区的经济开放程度反映了国内市场与国外市场的贸易往来状况，是我国市场对外开放水平和规模的重要参考标准，在此利用各地区进出口总额占地区国内生产总值的比重来衡量。（3）技术市场规模（tech），技术市场成交额反映了国内技术市场的发展状况，由于国内各地区的经济水平存在较大差异且技术水平发展不均衡，各地区的技术市场成交额的绝对量存在显著差异，所以本文在此利用技术市场成交额占地区工业增加值的比重来表示其技术市场规模。（4）人力资本（labor），人力资本是衡量地区经济水平的重要指标之一，而且高级人力资本对技术进步和低碳经济发展具有显著的促进作用，所以本文在此利用各地区的人均受教育年限来表示人力资本水平。（5）地区经济发展水平（lnpgdp），低碳经济增长的实现离不开地区经济的平稳发展，而人均GDP 是一个地区宏观经济是否良好运行的重要观测指标，为了消除异方差的干扰，本文利用地区人均GDP 的对数值来衡量地区经济发展水平。

3.2 变量测算

3.2.1 低碳经济增长指数

本文借鉴Stoknes &Rockström[31]和杨志江等[32]的研究方法，根据i地区t时期相应的地区生产总值和碳排放量来测度低碳经济增长指数，计算公式为：

式中：yit和cit分别为平减后的地区生产总值、二氧化碳排放量，gyit和gcit分别为产出增长率、二氧化碳排放量增长率。lcegit指数越大，则低碳经济发展水平越高，当lcegit＞0 时，表明i地区在t时期处于低碳经济增长阶段，这包括绝对低碳经济增长（gcit＜0）和相对低碳经济增长（gyit＞gcit＞0）两种情况；当lcegit＜0 时，则说明i地区在t时期处于非低碳经济增长状态。

3.2.2 产业协同集聚度的测度

参考江静等[33]和Ellison 等[34]对产业协同集聚指数的研究方法，首先，利用各地区的从业人数测算制造业区位熵指数（agman）和生产性服务业的区位熵指数（agser）。

式中：pit为i地区第t年的制造业就业人数，Pt为第t年制造业全国总就业人数，eit为i地区第t年的制造业与生产性服务业就业人数，Et为第t年制造业和生产性服务业全国总就业人数；qit为i地区第t年的生产性服务业就业人数，Qt为第t年生产性服务业全国总就业人数。

其次，根据制造业区位熵指数（agman）和生产性服务业的区位熵指数（agser）来测算产业协同集聚指数（coagg），即公式（5），等号右侧分别为产业协同集聚质量（coagg_q）和产业协同集聚深度（coagg_d）。

3.3 数据来源与描述性统计

本文利用2004—2019 年中国30 个省份（西藏、港澳台地区除外）的面板数据进行实证分析，数据主要来源于国家统计局历年公布的《中国统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《中国能源统计年鉴》以及各省统计年鉴。变量描述性统计如表1 所示。

表1 变量描述性统计

4 实证结果分析

4.1 基准回归分析

表2 的基准回归检验结果报告了产业协同集聚（coagg）对地区低碳经济发展水平（lceg）的影响。第（1）列在控制省份和年份固定效应的情况下，单独考察了产业协同集聚（coagg）对地区低碳经济发展的影响，结果在1%水平上通过了显著性检验。第（2）～第（3）列在上述固定效应模型的基础上，依次加入了各地区层面相应的控制变量，虽然产业协同集聚（coagg）的回归系数有所下降，但是结果依然在1%水平上通过了显著性检验。综上所述，在控制省份和年份固定效应的情况下，产业协同集聚（coagg）显著促进了地区低碳经济发展（lceg）。

表2 基准回归检验结果

从各类控制变量的回归结果来看：（1）各地区政府的环境保护支出（protect）在1%水平上显著促进了低碳经济发展。在新时代生态文明建设背景下，环保支出费用的上升体现了我国政府对待环境问题的治理态度和针对高污染、高耗能行业节能减排的改革力度，显然，目前各地区政府的环保工作极大地推进了低碳经济水平。（2）经济开放程度（open）在1%水平上通过了显著性检验，促进了低碳经济发展。经济开放程度衡量了国内市场与国际市场的进出口贸易规模，经济开放程度的提高反映了我国新时代对外开放水平的全面提升，尤其是进口高质量的中间品投入使得我国制造业工艺不断升级，从而显著促进低碳经济发展。（3）技术市场规模（tech）在5%水平上显著促进了低碳经济发展。技术市场规模的变化还体现在核心技术转让交易额的不断提升上，随着技术市场规模的持续扩张，各地区相关产业的制造能力和工艺水平逐步攀升，进而为低碳经济发展奠定了坚实的技术基础。（4）人力资本（labor）在5%水平上显著促进了低碳经济增长。人均受教育程度的提升为我国的产业低碳发展提供了大量的高技术劳动力，而且高级人力资本对于研发创新和技术改革具有举足轻重的地位，所以人力资本与低碳经济增长呈显著正相关。（5）地区经济发展水平（lnpgdp）在1%水平上通过显著性检验促进了低碳经济发展。地区经济发展水平的不断提升极大地改善了人民生活质量，从宏观需求角度来看，市场对高质量低污染产品的需求也在不断倒逼各类行业加大创新和产业升级，进一步有效地削弱了碳排放强度，推进低碳经济增长。

4.2 区域异质性检验

表3 在控制省份和年份固定效应的情况下，报告了产业协同集聚（coagg）对地区低碳经济发展水平（lceg）的区域异质性影响，检验结果表明：东、中、西部地区的产业协同集聚均促进了地区低碳经济发展水平，但东部地区核心解释变量的显著性明显高于中部、西部地区。这是由于东部地区的制造业和服务业相较于中部、西部地区更加发达，不论是从产业协同集聚质量还是集聚深度来说，东部地区都具有得天独厚的产业结构优势和区位优势，因此东部地区相应的低碳经济发展水平较为突出。

表3 区域异质性检验结果

控制变量结果显示：（1）西部地区的环保支出（protect）对低碳经济增长的促进作用最为显著。西部地区的自然条件状况较为恶劣，加之过去相当长时期内的粗犷型发展模式，给地区低碳经济发展更是带来了巨大的阻碍，因此，政府有针对性的环保支出将显著改善西部地区低碳经济发展的落后局面。（2）东部地区的经济开放程度（open）在1%水平上显著促进了低碳经济发展，这与基准回归结果十分吻合，充分印证了经济开放程度与地区低碳经济增长的正相关性。（3）东部、中部、西部地区的技术市场规模（tech）均在5%水平上显著促进了低碳经济发展，尤其在东部地区的促进作用最强，这也说明了东部地区相较于中西部地区而言具有明显的技术优势。（4）东部、中部地区的人力资本（labor）和经济发展水平（lnpgdp）比西部地区更为显著，地区经济水平的增长不仅可以通过带动高质量的消费需求来促进低碳发展，而且还能吸引高水平的人力资本集聚以推进技术革新从而实现低碳增长。

4.3 稳健性检验

根据前文的基准回归检验可知，制造业和生产性服务业的产业协同集聚（coagg）显著促进了各地区低碳经济增长（lceg）。为了进一步检验基准结果的稳健性，在此考虑将产业协同集聚指数分解为产业协同集聚质量（coagg_q）和产业协同集聚深度（coagg_d），并分别替换表4 中列（1）～列（3）和列（4）～列（6）中的产业协同集聚指数（coagg），考察其对地区低碳经济发展水平的影响。

表4 稳健性检验结果

检验结果表明，在控制省份和年份固定效应的情况下，产业协同集聚质量和产业协同集聚深度均能显著促进地区低碳经济增长，印证了基准回归结果的稳健性。对比列（1）和列（4）的核心解释变量回归系数不难发现，产业协同集聚质量对地区低碳经济增长的推动作用更大，而且通过了1%水平的显著性检验。此外，控制变量中的政府环保支出（protect）、经济开放程度（open）、地区经济发展水平（lnpgdp）、技术市场规模（tech）和人力资本（labor）分别在1%和5%的显著性水平上促进地区低碳经济发展，符合预期检验结果。

4.4 中介机制检验

根据前文理论机制分析发现，产业协同集聚（coagg）可能通过研发溢出效应和能源结构效应促进地区低碳经济增长（lceg），所以本部分采用研发强度（rd）和能源结构（energy）作为中介变量进行机制检验，其中研发强度（rd）利用地区研发经费支出与地区生产总值之比衡量，能源结构（energy）采用清洁能源消耗量与地区能源总消耗量之比来表示。

表5 中列（1）～列（2）的回归结果显示，产业协同集聚可以通过研发溢出效应从而显著促进低碳经济增长。由于产业集聚的“外部性”使得集聚区域内各个企业之间的新技术、新工艺能够快速溢出，熊彼特的“创新产业集聚”理论认为创新并不是企业的孤立行为，产业集聚有助于企业之间的合作共赢从而极大地推动创新水平。从供给角度考虑，创新水平的上升可以从生产源头提高能源利用效率、降低污染排放；从需求角度考虑，创新产出的高质量低污染产品更符合市场需求，进而促进低碳环保生活。

表5 中列（3）～列（4）的回归结果显示，产业协同集聚通过能源结构效应促进了地区低碳经济增长，且能源结构效应要强于研发溢出效应。产业集聚使得行业内部地理位置相近企业之间的竞争也日益激烈，清洁能源的投入和企业生产转型必然也是企业实力角逐的方面，所以产业协同集聚有力地助推了行业能源结构优化，从而提升了低碳经济发展水平。

表5 中介机制检验结果

4.5 内生性检验

表6 中的列（1）～列（3）依次使用产业协同集聚指数（coagg）、集聚质量（coagg_q）和集聚深度（coagg_d）作为核心解释变量带入原模型，并在此基础上引入被解释变量的滞后期，考虑到动态模型的扰动项可能存在自相关与异方差等问题，所以采用系统GMM 方法进行内生性检验。回归结果表明：产业协同集聚显著促进了地区低碳经济发展水平，且控制变量符号与基准结果保持一致。sargan 检验通过了所有工具变量均有效的假设，即工具变量选择合理且与扰动项不相关，因此，修正后的模型可以使用系统GMM 进行估计。

表6 内生性检验结果

5 结论与研究启示

本文根据2004—2019 年的省域数据，采用面板固定效应模型实证检验了产业协同集聚对地区低碳经济发展的影响，结果表明：（1）在控制省份和年份效应的情况下，产业协同集聚在1%水平上显著促进地区低碳经济增长。（2）产业协同集聚所衍生的研发溢出效应和能源结构效应将对区域低碳经济发展产生显著影响，进一步的机制检验表明，制造业和生产性服务业协同集聚的能源结构效应更有利于低碳经济模式塑造。（3）地区异质性检验发现，产业协同集聚对区域低碳发展水平存在差异化影响，东部、中部、西部的产业协同集聚虽然在不同程度上均推动了地区低碳经济增长，但东部地区的低碳发展水平更为突出。

基于上述研究结论，可以得出如下政策启示：第一，产业协同集聚实际上是解决产业空间结构优化与低碳减排问题的具体实践，产业协同集聚是实现生产生活方式绿色转型、资源配置更加合理、能源利用率大幅提高的重要手段之一。因此，要积极把握产业协同集聚效应，完善产业协同发展的政策设计，通过优化产业空间结构和节能减排加速实现我国的低碳发展目标。第二，考虑到我国东部、中部、西部地区的区位优势不尽相同，各地区政府要合理制定与地方特色产业相互补的协同集聚政策，充分发扬区位优势，保障东部、中部、西部地区低碳经济的均衡化、全面化发展。第三，正确运用产业协同集聚所带来的创新溢出效应，以集聚促创新、以创新助发展，把握产业集聚的能源结构效应，推进落实我国碳达峰、碳中和的发展目标。