碳排放量和能源利用效率不公平及其原因探析-基于中国37个规模以上工业行业数据研究

1、 碳排放量和能源利用效率不公平及其原因探析基于中国37个规模以上工业行业数据研究 宋帮英，苏方林（1.广西师范大学经济管理学院，广西桂林541004）摘要“高排放（高消耗）低产出”是社会公平正义在经济学领域出现偏颇的映照。文章引入福利经济学领域洛伦茨曲线和基尼系数，发现我国行业碳排放量与能源利用效率差距很大，基尼系数分别为0.59、0.49；并利用分位数回归探索行业碳排放行为存在不公平的关键因素在于要素禀赋结构不合理，行业投资拉动型增长方式是碳排放行为不公平的根源；进一步测算行业碳排放量存在拐点，当且仅当单位能耗低于1.6-1.7万吨标准煤/亿元；1/3左右的行业能源效率需进一步改进，主要集中

2、在能源采选业、以能源加工为主的冶炼业和以能源使用或转变为主的发电、制水、制气和化工等重工业领域。最后提出促进行业能源利用效率提高，实现能源分配公平的政策建议。关键词行业碳排放量；能源利用效率；要素禀赋结构；洛伦茨曲线；基尼系数中图分类号f123文献标志码a文章编号10075097(2010)09002506一、引言社会主义公平正义是建立和谐社会的基本原则之一，它体现在政治、经济和文化等各方面，在资源稀缺情况下，行业领域能源分配不均，是社会公平正义在经济领域出现偏颇的重要表现。先不考虑行业是否需要以能源为主要原料和行业投入多少的情况，每个行业得到能源消费利用的机会应该是均等的。换句话说，不管该行

3、业对该种资源消费与否，每个企业都有权利获得满足自己所需要的能源消费量，或者至少能得到属于自己与其他行业等额的消费权利。而目前行业的能源消费是不公平的，例如，某些以能源消费为主要原料或者作为辅助原料的企业，消耗了大量能源，使得能源利用出现更激烈的竞争，这可能抬高了能源价格，能源消耗较少的企业不得不花费更多的财富去购买能源产品，严格说这存在不公平现象。然而，我们不可能为了公平让每个行业都消费等额的能源量，这恰恰违背了社会主义市场条件资源优化配置的基本原则。然而经济学告诉我们收入是伴随成本而来的，我们分析社会公平正义时，必须把收入考虑进来，高能源消费量必须伴随高产业产值。并且能源消费量大小一般与碳排

4、放量大小成正比，行业能源消费的不公平也伴随行业碳排放不公平现象。投入和产出相匹配的原则，更好地反映了行业能源消费的公平；另一方面也有利于探索低碳背景下，行业能源碳排放量不公平问题。目前关于对能源效率的研究文献主要基于以下几个方面：一是关于能源效率区域差异性的分析，包括史丹等（2008）1、史丹（2006）2、邱灵等（2008来自www.lw5u.com）3；二是关于能源利用效率空间依赖性分析，包括叶春（2007）4、周建（2009）5；三是关于能源效率影响因素和提升利用潜力的分析，包括李末无（2008）6、张少华和陈浪南（2009）7等。尽管关于能源效率的研究文献十分丰富，但从行业角度出发的研

5、究文献很少6，从行业角度单独对煤炭能源效率进行研究的文献则未有；另外借鉴福利经济学领域的洛伦茨曲线和基尼系数来研究能源效率的文献，目前只找到王丽琼（2009）8以全国各地区的能源消耗分配为例，应用基尼系数法分析了地区总体经济发展水平、地区工业化程度、地区经济重型化程度对能源消费强度分配公平性的影响。肖杰等（2007）9 通过分析建立工业污染环境洛伦茨曲线并计算其系数，得出四川省工业氨氮、二氧化硫、烟（粉）尘和固废排放量地区差异较大，部分地区需要加快工业污染治理步伐。其他则未发现；另外，中国二氧化碳排放的拐点对二氧化碳排放的认识和中国对二氧化碳排放的承诺十分重要。迄今国内还没有对中国二氧化碳排放

6、拐点和预测来自ww的研究（林伯强和蒋竺均，2009）10。二氧化碳主要来源与工业部门，探索行业领域二氧化碳的拐点，能有利于降低单位能耗，提高煤炭能源利用效率。这一方面是实现“十一五”关于“我国单位国内生产总值能源消耗比十五期末降低20%左右”的重要途径，另一方面也是体现我国作为一个负责大国支持全球“低碳经济”绿色发展模式作出的努力。二、研究范围和数据来源本文研究范围是我国37个规模以上工业行业，具体包括：通信设备、计算机及其他电子设备制造业，仪器仪表及文化、办公用品机械制造业，家具制造业，烟草制品业，电气机械及器材制造业，皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业，交通运输设备制造业，纺织服装、鞋、帽制

7、造业，文教体育用品制造业，农副食品加工业，专用设备制造业，通用设备制造业，印刷业和记录媒介的复制，医药制造业，饮料制造业，塑料制品业，食品制造业，木材加工及木、竹、藤、棕、草制品业，金属制品业，纺织业，有色金属矿采选业，橡胶制品业，化学纤维制造业，工艺品及其他制造业，石油和天然气开采业，造纸及纸制品业，有色金属冶炼及压延加工业，黑色金属矿采选业，燃气生产和供应业，非金属矿采选业，电力、热力的生产和供应业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，煤炭开采和洗选业，水的生产和供应业，化学原料及化学制品制造业，非金属矿物制品业，黑色金属冶炼及压延加工业。把行业碳排放量影响因素分为：能源利用效率、行业从业人口和

8、行业的要素禀赋结构，则：tpi=f(effi,kli,peoi)为有效消除异方差现象，并利用阿布道格拉斯双对数形式，建立计量方程如下：lntpi=c+1lneffi+2lnkl1+3lnpeoi+（1）其中，i表示工业中37个行业。tpi是指i行业碳排放量（万吨标准煤），用i行业能源消费总量乘以碳排放系数。目前关于碳排放系数有多种：第一是王铮（2008）11测算的全国平均碳排放系数为0.8，我们认为数值偏高；第二是根据ipcc温室气体排放清单指南12，但是行业的每一种能源消费量统计数据并不齐全，此方法不适用；第三是根据国家发展和改革委员会能源研究13所公布的co2（二氧化碳）排放系数0.67（

9、104/104）我们认为比较具有合理性，故采用此数值。kli是指i行业资本-劳动比率（亿元/万人），表示i行业投入要素禀赋结构，用i行业固定资产净值年平均余额除以i行业全部从业人员年平均人数。peoi是指i行业全部从业人员年平均人数（万人），用来描述i行业就业状况。effi是指i行业单位能耗（万吨标准煤/亿元），用i行业能源消费总量除以i行业工业总产值，用来描述i行业能源利用效率状况。单位能耗与能源成反比，单位能耗越大，表示增加一单位产值需要更大的能源消费量，能源的单位产出率较低，即能源利用效率较低。本文所有研究数据均来自于中国统计年鉴（2008）和中国能源统计年鉴2008。三、行业碳排放量和

10、能源利用效率不公平分析按照经济学资源稀缺性前提假设，行业间碳排放量和能源利用效率不公平，意味着资源使用存在普遍竞争的情况下，不同行业之前碳排放量和能源利用效率是存在差异的，但是这种差异违反了社会主义和谐社会“公平正义”原则，有的行业用较少的能源消费创造了更多的社会财富（工业总产值），而有的行业消耗了大量能源(伴随着更大的co2)却创造了较低的财富（工业总产值）。实现或者说尽最大可能地实现能源分配在行业领域的公平，是社会主义公平在经济学意义上得到逐步实现的印证。借鉴福利经济学中衡量财富收入差距的洛伦茨曲线和基尼系数，我们描绘出行业碳排放量和能源利用效率的洛伦茨曲线，并计算出对应的基尼系数。按照国

11、际惯例作出分析：若低于0.2表示绝对平均；0.2-0.3表示比较平均；0.3-0.4表示相对合理；0.4-0.5表示差距较大；0.5以上表示差距悬殊。图1描述了按照碳排放量大小排名的前十名和后十名行业，总体呈现轻工业的碳排放量相对较少，重工业碳排放量相对释放较多特点。图2中45度分配的绝对公平线上的散点显示，行业的碳排放累积百分比多分配在45度线的左下端（0点），除却最后一个行业，企业碳排放累积最终（最接近p点）仅为75%。从o到 p点分布的特征，说明行业的碳排放分配是不均衡的；行业碳排放量的洛伦茨曲线也反映了这个特点，累积50%的企业仅仅占到13%左右的累计碳排放量，累积 40%企业的碳排放

12、量在总碳排放量中的比重均在1%以下，而最后的几个行业在总碳排放量中的比重却达到11%（非金属矿物制品业）、14%（化学原料及化学制品制造业）、25%（黑色金属冶炼及压延加工业）。进一步利用基尼系数探索碳排放量不均的程度，根据图2我们采用把b区域划分为若干直角梯形的办法：曲线op上存在各个点qi(xi,yi)，x表示横坐标，为对应累计企业个数百分比，y表示纵坐标，为对应累计碳排放量大小百分比。则行业碳排放量基尼系数：j1=1-37i=0(yi+yi-1)(xi-xi-1)其中，i=1,2，37，包括o点为：q0(x0,y0)=q0(0,0)。最终得出行业碳排放量基尼系数为0.59，我国行业碳排放

13、分配差距悬殊。然而，碳排放量大小在行业间不同分配仅反映了行业对环境的负外部性差异，不能全面的描述行业不公平现象，有必要考虑行业产出大小，如果行业的能源消耗和产出之前出现“高能耗高产出”、“低能耗低产出”，我们不能说低能源消耗的行业面临能源分配不公平现象。所以使用单位能源消耗的洛伦茨曲线和基尼系数，才能准确揭示能源分配在行业间不公平现象。如图3、图4。图3描绘了按照单位能耗排名的前十位和后十位行业，突破了以重工业和轻工业的划分。图4的45度绝对分配公平线上的散点，描绘了行业单位能耗的累计百分比，与图2中行业碳排放量累计百分比相比，分布稍微分散，但也总体呈现分布不均衡现象。其中14个行业能耗累计百

14、分比小于10%，都分布在o点位置，累积50%的企业仅占到12%左右的累计单位能耗，累积78%的企业才占到一半左右的累计单位能耗。剩下七个行业及其单位能耗在总单位能耗中所占的比例依次是：非金属矿采选业（4.7%），电力、热力的生产和供应业（4.73%），石油加工、炼焦及核燃料加工业（5.00%），煤炭开采和洗选业（5.28%），水的生产和供应业（6.81%），化学原料及化学制品制造业（6.89%），非金属矿物制品业（8.86%），黑色金属冶炼及压延加工业（9.60%）。根据图4计算行业单位能耗基尼系数：j1=1-37i=0(yi+yi-1)(xi-xi-1)=0.49可见行业单位能耗也存在差距比

15、较大的情况。四、行业碳排放量影响因素及不公平的原因探析影响碳排放量大小的因素，目前主要归结为：经济发展状况、人口增长状况、人均收入水平、产业结构、对外贸易水平和能源效率等，具体到行业内碳排放量的影响因素还未有人总结，行业的单位能耗强度可能是影响碳排放量的重要因素，并且行业碳排放量大小和行业对能源消费量大小成正相关，行业要素结构必然影响行业碳排放量大小，选用从业人口作为控制变量，并借鉴c-d函数双对数形式建立方程(1)，采用分位数回归方法，回归结果如表1。根据表1和图5可知，在各分位点上回归方程的拟合优度均达到70%以上，在20%的分位点上只有截据项没有通过1%显著性水平检验外，其他情况下各变量

16、均通过1%显著性水平检验。这说明各解释变量均能很好的解释该模型。首先，行业从业人口状况对行业碳排放量的影响十分显著，并且作为行业投入要素之一，具有很重的影响度。但随着分位点不断上升，即当行业面临较高的碳排放量时，该因素对行业的影响度却是十分平缓的，只是在分位点的最初经历一个短暂的上升，到20%分位点上达到顶峰后开始下降，直到在45%的分位点上开始变为平缓，并除了在65%的分位点上经历一个突升为0.967之外，一直保持平缓的趋势不变。其次，单位能源消耗强度的影响度也是相当重要的，并且一直呈现平缓且稍有波动的状态。在较低的碳排放量点上，单位能耗强度开始上升（即对应的能源利用效率开始下降），在经历2

17、0%分位点上的突升达到0.948之后，开始下降到30%分位点上的0.890，并此后一直出现平稳稍微抬升状况直到45%分位点，然后经历45%-55%段的下降和60%-65%段的上升之后一直维持在0.88左右。最后，行业要素禀赋差异的影响度是最小的，却是上升幅度最大的，整体呈现影响度急剧上升趋势。在面临较低的碳排放时，影响度逐步下降到25%分位点上的 0.464，此后经历30%分位点上的上升并逐步下降到45%分位点上的0.475，然后其影响度出现了急剧上升的趋势，甚至在85%分位点上十分接近其他两个影响度。在以上分析中，还蕴含更深的启示： 分位数回归技术突破了传统模型都关注于变量条件均值的局限，能

18、更加全面地描述因变量条件分布的其他方面。随着分位点的上升，即随着行业碳排放量在不同点的分布，各因素对行业碳排放的影响是有差异的，由于行业间存在碳排放量的差异且行业规模与碳排放量成正比，所以分位点的不断增加意味着企业个数的不断加入或者是行业规模不断扩大，那么可以看出，不论分位点如何变化，单位能耗和就业人口对行业碳排放量的影响是十分平缓的，说明行业各影响因素不会随着行业碳排放量增加发生太大的变化。但随着行业不断壮大，企业的要素禀赋差异的影响度确呈现凸显上升的影响趋势，由于前面已经说明就业人数(l)影响是平稳的，那么可能就是源于投资(k)拉动行业发展的经济模式进而带来碳排放量增加是行业碳排放增加的主

19、要原因。我国早期经济投资拉动也有很强的理论根据，李治国和唐国兴（2003）14研究我国资本存量就指出1994年资本形成路径的转折点，这是受到早期“增量”改革的影响。所以我国行业内也许也存在投资拉动增长现象，进而造成能源利用效率下降。五、行业碳排放量库兹涅茨曲线拐点的证明以上分析了单位能耗（能源利用效率）在行业之前的差异，以及单位能耗对行业碳排放量影响的重要性。减少行业碳排放量，提高行业能源利用效率，有必要测算行业碳排放的拐点下对应的能源效率值。建立行业碳排放量和单位能耗之间的库兹涅茨曲线如模型（1），考虑结果的稳定性和行业要素禀赋差异对碳排放量的影响，建立扩张性的碳排放量库兹涅茨曲线如模型（2

20、）（详见表2）。根据表2模型（1）结果，单位能耗影响因素解释了行业碳排放量的58.05%，各变量均通过5%显著性水平检验。dw=1.89,不存在序列自相关现象。总体上，模型拟合的比较好。建立行业碳排放量关于单位能耗的函数如下：lntp=8.693+0.849lneff-0.591(lneff)2-0.173(lneff)3+ar(1)=0.526=0.849-1.182lneff-0.519(lneff)2 （2）令（2）式为零，得出lneff=0.574（只留取最大值点对应的lneff,下同）,eff=1.624，对应于图6中左图 e(0.574,8.953)，此行业碳排放量的库兹涅茨曲线是

21、“n”型。根据计算结果，中国共有11行业中规模以上工业企业存在单位能耗过高现象，能源利用效率偏低，大约占总研究行业的1/3。他们分别是：有色金属冶炼及压延加工业（0.593），黑色金属矿采选业（0.617），燃气生产和供应业（0.623），非金属矿采选业（0.693），电力、热力的生产和供应业（0.698），石油加工、炼焦及核燃料加工业（0.738），煤炭开采和洗选业（0.779），水的生产和供应业（1.006），化学原料及化学制品制造业（1.017），非金属矿物制品业（1.308），黑色金属冶炼及压延加工业（1.418）。为了验证结果的稳定性，引入行业禀赋差异建立扩张性库兹涅茨曲线，如模型（

22、2），结果显示各变量也均高度显著，解释变量解释了总模型的 62.73%，dw=1.75,也不存在序列自相关现象，回归方程为：lntp=0.407lnkl+0.662lneff-0.536(lneff)2-0.139(lneff)3+7.380=0.662-1.072lneff-0.417(lneff)2 (3)令（3）式等于零，得到lneff=0.515,eff=1.672，对应于图6中右图e1(0.515,lnkl+7.560)，此时行业碳排放量的扩张性库兹涅茨曲线也是“n”型，按计算标准，除了上述行业外，仅造纸及纸制品业也存在单位能耗过高为0.528。所以，综上考虑测算结果是比较稳定的，提

23、高行业能源效率，单位能耗需要低于1.6-1.7万吨标准煤/亿元。六、结论和建议本文利用我国37个行业规模以上工业企业数据，以行业碳排放量和单位能耗是否存在的分配不公平为研究视角，试图在低碳经济和社会和谐背景下，探索行业低碳经济发展之路。首先借鉴福利经济学领域洛伦茨曲线和基尼系数证实我国行业碳排放量和单位能耗存在的分配不公平现象，进而分析影响行业碳排放量的因素，并从中发现关键原因在于行业要素禀赋的差异，最后为减少行业碳排放量，建立行业碳排放量与单位能耗关系的库兹涅茨曲线，得出1/3左右的行业需要单位能耗保持低于1.6-1.7万吨标准煤/亿元，碳排放量则会出现下降趋势，从而强调了提高能源利用效率的

24、重要性。鉴于本文研究结果，为适应低碳经济发展趋势，缩减行业碳排放量、提出相关结论和政策建议：第一，行业碳排放量和单位能耗的基尼系数分别为0.59、0.49，行业碳排放量和单位能耗均存在较大差距。在能源稀缺前提下，同样的产值在不同行业间的能源消耗却存在差异过大，严格意义上说违背了社会公平正义原则。努力缩减行业单位能耗差距是社会公共正义在经济上的体现。第二，行业要素禀赋差异是影响行业碳排放量、提高能源利用效率最关键的因素。随着行业规模扩大，伴随碳排放量的上升，行业要素禀赋差异的影响度迅速提高，行业禀赋差异是影响行业碳排放量差异的重要原因，投资拉动的行业发展模式，在一定程度上促进了中国行业的发展和壮

25、大，但是由此带来的能源浪费等“粗放”发展方式不是长久之计。降低行业碳排放量就必须重视要素的合理配置，特别是中国劳动力资源丰富，有效利用剩余劳动力反而能减少行业碳排放量，因为投资主要是用于购买固定设备，扩大规模的同时带来能源消耗的增加，另一方面用于原料购买，原料的使用则进一步增加碳排放量，而劳动力密集产业主要是轻工业中的制造业，碳排放量相对较低。第三，单位能耗低于1.6-1.7万吨标准煤/亿元时，行业碳排放量存在拐点。目前有近1/3的行业还存在单位能耗过高现象，主要集中在能源采选业、以能源加工为主的冶炼业和以能源使用或转变为主的发电、制水、制气和化工等行业，这说明重工业领域能源利用效率最为低下。加大重工业行业有效管理，提高能源开采、利用和保护技术是促进行业排放量拐点到来的关键手段。第四，重视和鼓励能源技术创新和合作联盟建立。技术升级无疑是提高能源利用利用效率最有效的手段，但是目前行业内很多技术特别是高端技术一时还是难以攻破的。技术创新是一个长期和艰辛的过程。鼓励行业内进行合作联盟甚至是国际技术联盟，是一种节约智力资源，以最小成本获得最大收益的有效推动力。参考文献1史丹,吴利学，傅晓霞，等中国能源效率地区差异及