盧娜 王為東 王淼 張財(cái)經(jīng) 陸華良
摘要 相較于一般水平的低碳技術(shù)創(chuàng)新,突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新能夠更好地滿足低碳轉(zhuǎn)型要求,避免路徑鎖定。本文在界定并量化突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,利用2004—2013年中國(guó)30個(gè)省的空間面板數(shù)據(jù),采用動(dòng)態(tài)空間杜賓模型(SDM)實(shí)證檢驗(yàn)突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的直接影響與空間溢出效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn):①中國(guó)的突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)尚不活躍,主要集中在東部少數(shù)幾個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份,總體上呈現(xiàn)出東高西低的空間集聚性,且其空間相關(guān)性主要由地理位置和經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)予以體現(xiàn);碳排放則具有顯著的路徑依賴、空間集聚以及對(duì)鄰近地區(qū)的警示效應(yīng),且其空間相關(guān)性主要由地理位置和地理距離予以體現(xiàn)。②無論在短期還是長(zhǎng)期,突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放均呈現(xiàn)出顯著的抑制作用,但對(duì)鄰近地區(qū)碳排放的作用不顯著,說明突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的碳減排作用仍局限于本地。另外,突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的長(zhǎng)期作用未增強(qiáng),說明中國(guó)現(xiàn)有技術(shù)與生產(chǎn)體系還不能容納突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新,阻礙了其作用的完整發(fā)揮。③經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)本地和鄰近地區(qū)碳排放的短期和長(zhǎng)期影響均顯著為正,表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放還未實(shí)現(xiàn)脫鉤;本地對(duì)外開放程度加強(qiáng)不僅顯著增加了本地碳排放,還會(huì)激化鄰近地區(qū)招商引資競(jìng)爭(zhēng)致使其碳排放增加。因此,政府應(yīng)更加聚焦于突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的科技、產(chǎn)業(yè)、金融與財(cái)稅等系統(tǒng)性政策支持,同時(shí)通過構(gòu)建區(qū)域間行政與市場(chǎng)的協(xié)調(diào)機(jī)制,促使突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的空間溢出效應(yīng)得以發(fā)揮,進(jìn)而推動(dòng)低碳轉(zhuǎn)型與經(jīng)濟(jì)綠色增長(zhǎng)。
關(guān)鍵詞 突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新;碳排放;直接影響;空間溢出;動(dòng)態(tài)空間杜賓模型
中圖分類號(hào) F062.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1002-2104(2019)05-0030-10 DOI:10.12062/cpre.20190114
氣候變暖是全球面臨的共同挑戰(zhàn)。中國(guó)作為碳排放第一大國(guó)及經(jīng)濟(jì)體量最大的發(fā)展中國(guó)家,在積極主動(dòng)承擔(dān)減排責(zé)任的過程中也一直在探索實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的有效手段和政策。實(shí)踐證明,科學(xué)和技術(shù)是應(yīng)對(duì)氣候變化的重要手段[1],應(yīng)對(duì)氣候變化關(guān)鍵技術(shù)的研究和創(chuàng)新是有效減緩或適應(yīng)氣候危害的重要途徑[2]。就技術(shù)方面而言,不同技術(shù)水平的創(chuàng)新對(duì)低碳轉(zhuǎn)型的作用存在差異。漸進(jìn)增量式的低碳技術(shù)創(chuàng)新(incremental lowcarbon technology innovation)很可能并不能使人類從現(xiàn)有高碳水平的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)系統(tǒng)中脫身,不足以滿足低碳轉(zhuǎn)型要求,從而需要技術(shù)水平更高的低碳創(chuàng)新。突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新(breakthrough lowcarbon technology innovation)則是改變現(xiàn)有不可持續(xù)技術(shù)與生產(chǎn)體系,體現(xiàn)更高水平的創(chuàng)新形式。突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新雖然數(shù)量較少,但對(duì)未來技術(shù)發(fā)展影響深遠(yuǎn),其與增量式創(chuàng)新的地位差別類似演藝圈中的“超級(jí)明星”與普通演員。太陽能光伏與特斯拉電動(dòng)車就是突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的典型代表,均具有改變整個(gè)行業(yè)技術(shù)軌道的潛力??梢?,相對(duì)于低水平的增量式低碳技術(shù)創(chuàng)新,突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型、避免路徑鎖定具有重要意義。那么突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)中國(guó)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型是否發(fā)揮了顯著作用,突破性低碳技術(shù)是否存在作用滯后與空間溢出效應(yīng)是非常值得關(guān)注的問題。
1 文獻(xiàn)綜述與研究假設(shè)
關(guān)于碳排放影響因素的識(shí)別及其作用研究一直以來都是學(xué)界的研究熱點(diǎn),已識(shí)別出的關(guān)鍵影響因素主要包括經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和技術(shù)創(chuàng)新等[3]。 在這些重要的影響因素中,技術(shù)無疑成為應(yīng)對(duì)氣候變化和碳減排的最有效手段[4-5],但是研究結(jié)論存在一定的差異。部分研究結(jié)果顯示,技術(shù)進(jìn)步對(duì)碳減排作用突出,比如Wang等[6]發(fā)現(xiàn)面向無碳技術(shù)的創(chuàng)新可以顯著降低CO2排放水平。也有研究結(jié)果顯示技術(shù)進(jìn)步對(duì)碳減排的作用還未充分發(fā)揮,如林善浪等[7]發(fā)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳生產(chǎn)率的影響作用未顯現(xiàn)。已有研究或以碳排放強(qiáng)度、碳排放效率間接衡量技術(shù)進(jìn)步,或直接采用專利申請(qǐng)量衡量,較少涉及技術(shù)水平層面。Geels等[8]指出,快速、深層次的低碳轉(zhuǎn)型需要更具突破性的低碳技術(shù)創(chuàng)新,以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有的社會(huì)技術(shù)體系重構(gòu)。故本文將以突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新為研究對(duì)象,即探討高層次的技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的作用,研究結(jié)論對(duì)更準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)高水平技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的影響具有重要指導(dǎo)意義。
盧 娜等:突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新與碳排放:直接影響與空間溢出
中國(guó)人口·資源與環(huán)境 2019年 第5期突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的作用途徑包括:一是技術(shù)軌道改變。相較于增量式技術(shù)創(chuàng)新,突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新能夠重新設(shè)定技術(shù)軌道,并激發(fā)一系列后續(xù)與相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新,并形成新的技術(shù)與生產(chǎn)體系,促進(jìn)碳排放的大幅減少[9]。如汽車工業(yè)引入電池技術(shù)后引發(fā)了一系列創(chuàng)新,從而革命性地降低了汽車對(duì)化石能源的消耗[10]。二是降低減排成本。新興國(guó)家以過度資源消耗和環(huán)境污染為代價(jià)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),但面臨的環(huán)境問題越發(fā)突出,因此更有動(dòng)力通過技術(shù)創(chuàng)新來治理對(duì)環(huán)境的破壞。如光伏設(shè)備制造領(lǐng)域,中國(guó)的參與改變了這一新興行業(yè)的技術(shù)與生產(chǎn)模式,大幅降低了全世界光伏制造成本。碳減排成本的大幅降低會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)碳排放的大幅度減少。因此,提出假說1:突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放具有抑制作用。
一般來說,一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新需要經(jīng)歷從新思想的產(chǎn)生到技術(shù)研發(fā)、規(guī)?;⑸虡I(yè)化的過程,才能完全發(fā)揮作用。如上所述,突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新將引發(fā)一系列創(chuàng)新,因此其短期內(nèi)可能只是在某一市場(chǎng)發(fā)揮作用,長(zhǎng)期內(nèi)作用范圍才更加廣泛。因此,提出假說2:突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新在長(zhǎng)期內(nèi)對(duì)碳減排的作用將更加突出。
已有研究證明低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放具有空間溢出效應(yīng)[11]。與增量式低碳技術(shù)創(chuàng)新相比,突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新因其特有的優(yōu)勢(shì)能夠引發(fā)市場(chǎng)的廣泛關(guān)注。但只有當(dāng)突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新日趨成熟,成本與風(fēng)險(xiǎn)逐漸變小,且進(jìn)入商業(yè)化與擴(kuò)散階段后才能夠帶來較強(qiáng)的示范效應(yīng)[12]。因此,提出假說3:突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的作用不僅限于本地,而且可能影響鄰近地區(qū)。
2 突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新與碳排放核算
2.1 突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新
衡量技術(shù)創(chuàng)新并非易事,迄今尚未找到最連貫、最全面的衡量方法。問卷調(diào)查法提供的主要是企業(yè)低碳創(chuàng)新戰(zhàn)略方面的定性指標(biāo),且易受到被調(diào)查者的主觀誤導(dǎo)[13]。R&D投入被認(rèn)為能夠很好地代表技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng),但私有部門的數(shù)據(jù)難以獲得。近年來,專利成為技術(shù)創(chuàng)新較為流行的替代指標(biāo),并且專利數(shù)據(jù)具有較好的時(shí)間連續(xù)性,能夠幫助進(jìn)行定量分析[13];專利質(zhì)量則用來衡量技術(shù)創(chuàng)新水平[14-15]。國(guó)外學(xué)者多采用指標(biāo)體系展開對(duì)專利質(zhì)量的評(píng)價(jià)研究[16-19],但截至目前,國(guó)際上還尚未出現(xiàn)一個(gè)較為完善、統(tǒng)一的專利質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。雖然專利質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不統(tǒng)一,但是學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為可依據(jù)專利質(zhì)量的高低將技術(shù)創(chuàng)新劃分為增量式技術(shù)創(chuàng)新和突破性技術(shù)創(chuàng)新兩種。其中,增量式技術(shù)創(chuàng)新被定義為現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的持續(xù)提升;突破性技術(shù)創(chuàng)新則能激勵(lì)新技術(shù)軌道的發(fā)展,將引起更高層次的系統(tǒng)變化[20]。
關(guān)于突破性技術(shù)創(chuàng)新的界定標(biāo)準(zhǔn),已有研究多聚焦于創(chuàng)新的技術(shù)重要性[21],并通過專利的被引次數(shù)來判斷[22]。如果專利高被引則代表技術(shù)水平高,該專利則屬于高質(zhì)量級(jí)別。然而,該方法最主要的問題是難以準(zhǔn)確劃定一般專利與高質(zhì)量專利之間的分界點(diǎn),即到底專利被引次數(shù)達(dá)到多少才能成為高質(zhì)量專利。已有研究目前多使用外生的固定標(biāo)準(zhǔn)來界定,通常將某一領(lǐng)域被引次數(shù)前10%、5%或1%的專利定義為高質(zhì)量專利[23]。本文參考已有文獻(xiàn)的做法[22],將每年被引量前1%的專利定義為突破性技術(shù)創(chuàng)新,并使用前5%做穩(wěn)健性檢驗(yàn)。另外,專利從開始被引到大量被引通常需要5年以上時(shí)間[24],即2013年申請(qǐng)的專利需要依據(jù)2018年的被引情況來判斷該專利是否屬于突破性技術(shù)創(chuàng)新,因此本文將研究區(qū)間定為2004—2013年。由于本文主要檢驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的影響,低碳技術(shù)無疑更具直接性和代表性。因此本文的低碳技術(shù)創(chuàng)新以2013年美國(guó)和英國(guó)聯(lián)合頒布的CPC(合作專利分類法)中的Y02分類專利申請(qǐng)數(shù)來衡量,且僅考慮中國(guó)人在國(guó)內(nèi)申請(qǐng)的專利。其中,Y02專利包括緩解氣候變化的六類相關(guān)技術(shù):Y02B,建筑業(yè)相關(guān)碳減排技術(shù);Y02C,溫室氣體處理技術(shù);Y02E,能源相關(guān)碳減排技術(shù);Y02P,商品生產(chǎn)與處理相關(guān)碳減排技術(shù);Y02T,交通相關(guān)碳減排技術(shù);Y02W,污水、污染物處理相關(guān)碳減排技術(shù)。綜上所述,本文將Y02分類中專利被引次數(shù)前1%的專利定義為突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新。
2.2 碳排放核算
本文采用IPCC提供的排放系數(shù)法核算各省能源消費(fèi)碳排放量,計(jì)算公式如式1所示。
C=1244×(∑En×αn×βn)
(1)
式中,C指碳排放量,單位萬t;En表示第n種能源終端消費(fèi)量,能源種類包括原煤、洗精煤、其它洗煤、型煤、焦炭、焦?fàn)t煤氣、其他煤氣、其他焦化產(chǎn)品、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、煉廠干氣、天然氣和其他石油共17種,焦?fàn)t煤氣、其他煤氣、天然氣的單位為108 m3,其他能源為萬t;αn表示第n種能源的折標(biāo)煤系數(shù);βn表示第n種能源的CO2排放系數(shù),單位萬t/tce。
3 模型設(shè)定、指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)說明
3.1 空間自相關(guān)檢驗(yàn)
考慮到區(qū)域之間碳排放的流動(dòng)性以及技術(shù)創(chuàng)新的擴(kuò)散性,一個(gè)地區(qū)的碳排放水平可能受到鄰近地區(qū)碳排放的影響,因此普通計(jì)量模型可能存在偏差。在選擇普通面板模型或空間計(jì)量模型之前需要對(duì)被解釋變量和核心解釋變量進(jìn)行空間自相關(guān)檢驗(yàn)。本文采用常用的全局和局部Morans I 來分別驗(yàn)證碳排放(C)和突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新(BI)的空間相關(guān)性。本文構(gòu)建了以下三種空間權(quán)重矩陣:第一種為最為常見的二進(jìn)制鄰接權(quán)重矩陣(W1),即地區(qū)相鄰為1,不相鄰為0;第二種為地理距離權(quán)重矩陣(W2),權(quán)重值以兩個(gè)地區(qū)省會(huì)最近公路里程的倒數(shù)表示;第三種為經(jīng)濟(jì)距離權(quán)重矩陣(W3),權(quán)重值以兩個(gè)地區(qū)人均GDP年均值差值絕對(duì)數(shù)的倒數(shù)表示。
全局Morans I的計(jì)算公式為:
I=[n∑ni=1∑nj=1wij(ci-c—)(cj-c—)]/[∑ni=1∑nj=1wij(ci-c—)2]
其中,n表示30個(gè)省,wij是空間權(quán)重矩陣,c和c—分別是碳排放量和碳排放均值。全局空間相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果(見表1)。
在W1空間權(quán)重矩陣下,碳排放和突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的全局Morans I均大于零,且能通過5%水平的顯著性檢驗(yàn)。但在W2空間權(quán)重下,僅有碳排放的全局Morans I能夠通過5%顯著性水平檢驗(yàn);在W3空間權(quán)重下,僅有突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的全局Morans I顯著。以上說明碳排放的空間相關(guān)性目前仍只是地理位置和地理距離的空間關(guān)聯(lián)予以體現(xiàn),而突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的空間相關(guān)性還和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切關(guān)聯(lián)。鑒于碳排放和突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新均在鄰接空間權(quán)重(W1)下空間相關(guān)性顯著,后文的局部空間相關(guān)性及空間計(jì)量分析僅考慮W1空間權(quán)重條件下的結(jié)果。
碳排放和突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的局部空間相關(guān)性采用Morans I散點(diǎn)圖驗(yàn)證。局部Morans I計(jì)算公式為:Ii=[(ci-c—)/S2]×∑j≠iwij(ci-c—),其中S2=[∑i(ci-c—)2]/n。限于篇幅,僅選擇2013年報(bào)告,結(jié)果見圖1所示。散點(diǎn)圖的橫坐標(biāo)分別表示標(biāo)準(zhǔn)化后的碳排放和突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新值,縱坐標(biāo)是兩個(gè)變量的空間滯后值。2004—2013年碳排放與突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的局部空間相關(guān)性變化特征如下:①趨勢(shì)線均位于一三象限,說明碳排放與突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新局部空間正相關(guān)。②碳排放與突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新各象限省份及數(shù)量變化差異較大,其中突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新尤為突出。碳排放的HH集聚區(qū)中省份數(shù)量呈下降趨勢(shì),2013年為7個(gè),主要保留省份包括東部沿海省份(河北、山東和江蘇)、內(nèi)陸能源大?。ㄉ轿?、內(nèi)蒙古)、重工業(yè)省份(遼寧),以及河南;LL集聚區(qū)省份數(shù)量呈增長(zhǎng)趨勢(shì),2013年增長(zhǎng)至14個(gè),仍以西部省份為主,浙江、福建等一些東部省份逐漸進(jìn)入。突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的HH集聚區(qū)中省份數(shù)量顯著增加,由2個(gè)增長(zhǎng)至6個(gè),主要集中了經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的上海、江蘇、浙江、山東、安徽和湖南;LL集聚區(qū)由20個(gè)降低至14個(gè)省,仍以西部省份為主,進(jìn)一步驗(yàn)證了突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的空間關(guān)聯(lián)不僅與地區(qū)間的地理位置相關(guān),還和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)。
3.2 空間計(jì)量模型設(shè)定
鑒于STIRPAT模型是環(huán)境污染影響因素研究的基本理論框架,本文采用該模型探討突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的影響。STIRPAT模型的一般形式為Iit=aPbitAcitTdite,其中I、P、A和T分別表示環(huán)境影響、人口規(guī)模、人均財(cái)富和技術(shù)水平,e為誤差項(xiàng)。由于STIRPAT模型允許對(duì)影響因子進(jìn)行分解和改進(jìn)[26],本文將遵從EKC經(jīng)典假說理論進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)充。為了消除異方差,對(duì)部分變量采取了取對(duì)數(shù)處理。
變量間的空間依存關(guān)系不但體現(xiàn)在當(dāng)期地區(qū)間的相互影響,而且由于變量變化具有一定的時(shí)間慣性,本期還可能受到上一期變量的影響[26]。因此,區(qū)域間的碳排放可能具有時(shí)間上的動(dòng)態(tài)空間依存關(guān)系。另外,空間杜賓模型(SDM)是空間滯后模型(SAR)和空間誤差模型(SEM)的一般形式。因此,本文將構(gòu)建動(dòng)態(tài)空間杜賓模型(Dynamic Spatial Durbin Model)來驗(yàn)證突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的直接影響和空間溢出效應(yīng)。模型如式2所示:
lnCi,t=a+φlnCi,t-1+λ(WlnCi,t)+θ(WlnCi,t-1)+ρ1BIi,t+ρ2(WBIi,t)+δXi,t+μi+νt+εi,t
(2)
式中,i代表?。籺代表時(shí)間;C代表碳排放;BI表示突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新;X表示其他控制變量;ρ1和δ表示各自變量估計(jì)系數(shù);μi和υt分別表示空間效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng);ε為殘差項(xiàng);W為空間權(quán)重矩陣;a表示常數(shù)項(xiàng);φ為滯后一期回歸系數(shù),表示前一期碳排放對(duì)本期的影響;λ為空間滯后系數(shù),反映了本地區(qū)碳排放對(duì)鄰近地區(qū)的影響;θ為時(shí)空滯后系數(shù),表示本地上一期碳排放對(duì)鄰近地區(qū)本期的影響;ρ2表示突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的空間滯后系數(shù),反映了本地區(qū)突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)鄰近地區(qū)碳排放的影響,如果該系數(shù)顯著為正,說明本地區(qū)的突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)了鄰近地區(qū)的碳排放,顯著為負(fù)則說明本地區(qū)的突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新抑制了鄰近地區(qū)的碳排放,系數(shù)不顯著說明沒有影響。當(dāng)φ=0時(shí),為靜態(tài)空間面板模型;當(dāng)φ=λ=ρ2=0時(shí),為普通面板模型。
3.3 指標(biāo)選取
(1)碳排放(C):被解釋變量。由碳排放系數(shù)法計(jì)算得到,并采用各省碳排放量的對(duì)數(shù)表征低碳發(fā)展水平。
(2)突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新(BI):核心解釋變量。將每年每個(gè)低碳技術(shù)領(lǐng)域被引量前1%的專利定義為突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新,并對(duì)六個(gè)領(lǐng)域加總后獲得每個(gè)省每年的突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新數(shù)量。
(3)控制變量(X)。在參考已有文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,選取了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、對(duì)外開放和環(huán)境規(guī)制五個(gè)變量作為控制變量:①經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(PGDP):選取各地區(qū)的人均GDP來衡量并取對(duì)數(shù)。參考已有研究[27],本文認(rèn)為中國(guó)現(xiàn)階段規(guī)模效應(yīng)仍是碳排放的主導(dǎo)因素,故預(yù)計(jì)該變量對(duì)碳排放仍然具有促進(jìn)作用。②城鎮(zhèn)化水平(UR):選用城鎮(zhèn)人口占地區(qū)總?cè)丝诘谋戎貋肀硎?。理論上,城?zhèn)人口增加的規(guī)模效應(yīng)造成碳排放量增長(zhǎng),而產(chǎn)生的集聚效應(yīng)反而會(huì)抑制碳排放增長(zhǎng)。結(jié)合中國(guó)目前所處的城鎮(zhèn)化階段特征,預(yù)期其系數(shù)為正。③產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(IS):采用第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重來表示。二產(chǎn)的化石燃料燃燒是碳排放最主要的來源,工業(yè)化進(jìn)程的加快造成工
圖1 碳排放與突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新局部Morans I散點(diǎn)圖
注:1-北京,2-天津,3-河北,4-山西,5-內(nèi)蒙古,6-遼寧,7-吉林,8-黑龍江,9-上海,10-江蘇,11-浙江,12-安徽,13-福建,14-江西,15-山東,16-河南,17-湖北,18-湖南,19-廣東,20-廣西,21-海南,22-重慶,23-四川,24-貴州,25-云南,26-陜西,27-甘肅,28-青海,29-寧夏,30-新疆。
業(yè)部門能耗遠(yuǎn)高于其他產(chǎn)業(yè),故預(yù)期該變量系數(shù)為正。④對(duì)外開放(FDI):使用各地區(qū)實(shí)際利用外商直接投資占GDP比重來反映對(duì)外開放程度?,F(xiàn)有研究關(guān)于外商直接投資對(duì)本國(guó)環(huán)境質(zhì)量的影響存在兩種觀點(diǎn):“污染避難所”假說認(rèn)為外商直接投資會(huì)通過高污染產(chǎn)業(yè)向東道國(guó)的轉(zhuǎn)移而惡化其環(huán)境[28];“污染暈輪”假說認(rèn)為外資能夠帶來先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和治理經(jīng)驗(yàn),從而提高其環(huán)境質(zhì)量[29]。⑤環(huán)境規(guī)制(ER):以環(huán)境污染治理投資占GDP比重反映政府污染治理的努力,投資額越高越有利于環(huán)境的改善,因此預(yù)期其系數(shù)為負(fù)。所有變量描述性統(tǒng)計(jì)見表2所示。
3.4 數(shù)據(jù)來源與處理
本文以2004—2013年為研究區(qū)間,30個(gè)省為研究對(duì)象(因西藏及港澳臺(tái)數(shù)據(jù)缺失,不予以考慮)。各省份的Y02專利數(shù)據(jù)來自incopat專利數(shù)據(jù)庫(kù);能源消費(fèi)、折標(biāo)煤系數(shù)以及碳排放系數(shù)來源于《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》;社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)均來源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。為了統(tǒng)一貨幣單位,采用當(dāng)年人民幣兌美元的年平均匯率將FDI換算為人民幣;為了消除價(jià)格波動(dòng)影響,經(jīng)濟(jì)變量以2004年為基期做了不變價(jià)處理。
4 實(shí)證結(jié)果與分析
4.1 突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新與碳排放的空間效應(yīng)
4.1.1 空間計(jì)量模型選擇檢驗(yàn)
前文的全局Morans I檢驗(yàn)結(jié)果顯示,碳排放與突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新存在空間相關(guān)性,佐證了模型設(shè)定應(yīng)考慮變量的空間相關(guān)性,故本文將采用空間計(jì)量模型對(duì)兩者之間的關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn)。此外,在確定模型之前還需要做以下檢驗(yàn):首先,普通面板數(shù)據(jù)模型(OLS)回歸殘差的空間自相關(guān)檢驗(yàn)顯示,LMlag、Robust LMlag和LMerror、Robust LMerror的p統(tǒng)計(jì)值在5%顯著性水平下均拒絕原假設(shè),進(jìn)一步佐證構(gòu)建空間計(jì)量模型比較合理;為了保證模型的估計(jì)結(jié)果更具穩(wěn)健性,接著進(jìn)行LR檢驗(yàn),結(jié)果顯示SAR和SEM模型的LR值均通過了1%顯著性水平檢驗(yàn),說明SDM模型不可退化為SAR或SEM模型;最后,采用Hausman檢驗(yàn)判斷選擇固定效應(yīng)或隨機(jī)效應(yīng),檢驗(yàn)結(jié)果表明在1%顯著性水平下拒絕原假設(shè),固定效應(yīng)模型優(yōu)于隨機(jī)效應(yīng)。檢驗(yàn)過程結(jié)果見表3所示。
4.1.2 空間計(jì)量模型結(jié)果
根據(jù)前文所構(gòu)建的動(dòng)態(tài)空間杜賓模型(式2),采用極大似然估計(jì)法估計(jì)2004—2013年中國(guó)突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的影響,估計(jì)結(jié)果見表4所示。為了對(duì)比,表4還列出了面板數(shù)據(jù)最小二乘估計(jì)(列1)、靜態(tài)空間杜賓模型固定效應(yīng)(列2)、動(dòng)態(tài)空間杜賓模型時(shí)間固定效應(yīng)(列3)、動(dòng)態(tài)空間杜賓模型空間固定效應(yīng)(列4)和動(dòng)態(tài)空間杜賓模型時(shí)空固定效應(yīng)(列5)的估計(jì)結(jié)果。由表4的估計(jì)結(jié)果可知,被解釋變量的時(shí)間滯后項(xiàng)(Ct-1)、空間滯后項(xiàng)(W×C)和時(shí)空滯后項(xiàng)(W×Ct-1)系數(shù)均通過5%顯著性水平檢驗(yàn);并且依據(jù)以下五個(gè)模型的調(diào)整R2值和自然對(duì)數(shù)似然函數(shù)值(LogL)的大小,以及解釋變量估計(jì)系數(shù)的經(jīng)濟(jì)學(xué)含義,顯然動(dòng)態(tài)空間杜賓模型時(shí)空固定效應(yīng)更合適。故下文主要針對(duì)動(dòng)態(tài)空間杜賓模型的時(shí)空固定效應(yīng)結(jié)果進(jìn)行分析。
表4中動(dòng)態(tài)空間杜賓模型時(shí)空固定效應(yīng)的估計(jì)結(jié)果顯示:①?gòu)臅r(shí)間維度上看,滯后一期碳排放(Ct-1)的回歸系數(shù)通過了1%顯著性水平檢驗(yàn),且為正,說明中國(guó)省域碳排放存在顯著的“時(shí)間慣性”,具有一定的路徑依賴特征,即當(dāng)期碳排放量處于較高水平,那么下一期碳排放水平可能繼續(xù)增高,表現(xiàn)出一定的“雪球效應(yīng)”。原因可能是一些經(jīng)濟(jì)政策的調(diào)整,如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人口集聚、技術(shù)進(jìn)步等其調(diào)整本身就具有時(shí)間上的滯后性[30],從而引起碳排放的變化也隨之滯后。②從空間維度上看,碳排放的空間滯后系數(shù)(W×C)在鄰接地理空間權(quán)重下顯著為正,說明中國(guó)省域碳排放在鄰接地區(qū)存在顯著的空間集聚性,與全局空間自相關(guān)檢驗(yàn)結(jié)果一致。在大氣自然流動(dòng)以及相鄰區(qū)域間緊密的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和貿(mào)易往來的雙重驅(qū)動(dòng)下,本地區(qū)的碳排放與鄰近地區(qū)的碳排放水平密切相關(guān)。③從時(shí)空雙維度上看,碳排放的時(shí)空滯后系數(shù)(W×Ct-1)顯著為負(fù),表明本地區(qū)上一期較高的碳排放反而對(duì)鄰近地區(qū)本期的碳排放具有抑制作用??赡艿脑蚴敲鎸?duì)本地的高碳排放,鄰近地區(qū)政府在來自公眾、環(huán)保部門等各方壓力下可能會(huì)采取積極的措施應(yīng)對(duì)碳排放,即本地區(qū)對(duì)鄰近地區(qū)的“警示效應(yīng)”發(fā)揮作用。
突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新(BI)的系數(shù)為負(fù),且通過1%顯著性水平檢驗(yàn),說明突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)本地碳排放發(fā)揮了抑制作用。表明通過聚焦于重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域與關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā),中國(guó)技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)低碳轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略取得了初步成效,并為未來實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)奠定了較為堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的空間滯后項(xiàng)系數(shù)(W×BI)為正,但未通過顯著性檢驗(yàn)。可能原因包括,一是區(qū)域間突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)聯(lián)系不夠緊密,共同推動(dòng)突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的機(jī)制尚未形成;二是就技術(shù)成熟度而言,中國(guó)突破性低碳技術(shù)總體上可能仍然處于前商業(yè)化階段或是商業(yè)化前期,導(dǎo)致其作用還主要限于本地,未能顯著擴(kuò)散到鄰近區(qū)域。
4.2 突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的空間效應(yīng)分解
當(dāng)存在空間溢出效應(yīng)時(shí),某個(gè)解釋變量的變化不僅會(huì)影響本地區(qū)的被解釋變量,同時(shí)也會(huì)影響鄰近地區(qū)的被解釋變量,并通過反饋效應(yīng)反過來影響本地區(qū)。因此前文的估計(jì)系數(shù)還不夠嚴(yán)謹(jǐn),不能直接反映自變量對(duì)因變量的邊際效應(yīng),而僅僅在作用方向和顯著性水平上是有效的。根據(jù)Lesage & Pace 的理論,本文進(jìn)一步將各影響因素對(duì)碳排放的影響分解為直接效應(yīng)和間接效應(yīng)[31]。直接效應(yīng)指的是某因素變動(dòng)對(duì)本地區(qū)碳排放的影響,其中包含反饋效應(yīng),但是由于其數(shù)值較小,一般可以忽略;間接效應(yīng)指的是本地某因素的變化對(duì)鄰近地區(qū)碳排放產(chǎn)生影響,即為某影響因素的空間溢出效應(yīng)。由于本文采用的是動(dòng)態(tài)空間杜賓模型,在時(shí)間維度上,直接效應(yīng)和間接效應(yīng)又可以分為短期效應(yīng)和長(zhǎng)期效應(yīng),分別反映了各因素對(duì)碳排放的短期即時(shí)影響和考慮時(shí)間滯后的長(zhǎng)期影響。各因素的影響效應(yīng)分解結(jié)果見表5所示。
通過表5各影響因素的效應(yīng)分解結(jié)果可知:無論直接效應(yīng)還是間接效應(yīng),大部分長(zhǎng)期效應(yīng)的影響系數(shù)絕對(duì)值均大于短期效應(yīng),從而說明各因素對(duì)碳排放具有更深遠(yuǎn)的長(zhǎng)期影響。突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新在短期和長(zhǎng)期內(nèi)對(duì)本地碳排放的影響方向一致,均為負(fù)值,從而驗(yàn)證了假說1。無論短期還是長(zhǎng)期,直接效應(yīng)系數(shù)均為-0.005,且均通過1%顯著性水平檢驗(yàn),長(zhǎng)期作用程度未明顯加強(qiáng),未驗(yàn)證假說2??梢姡袊?guó)突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)顯示出正向“學(xué)習(xí)效應(yīng)”[32],不僅能夠治理當(dāng)前低碳發(fā)展迫切需要解決的技術(shù)問題,而且有助于豐富突破性低碳技術(shù)在新技術(shù)軌道之上的知識(shí)儲(chǔ)備,提升持續(xù)解決碳排放問題的“吸收能力”。長(zhǎng)期抑制碳排放的作用未加強(qiáng)的原因可能是中國(guó)現(xiàn)有的低碳技術(shù)與生產(chǎn)體系仍以增量提升為主,整體上接受并應(yīng)用具有革命性的突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的時(shí)間還不足,導(dǎo)致其作用不能增強(qiáng)發(fā)揮。與此同時(shí),突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的間接效應(yīng)在短期和長(zhǎng)期均為正,但不顯著,未驗(yàn)證假說3。表明突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放產(chǎn)生影響的時(shí)空范圍目前還主要限于本地,區(qū)域聯(lián)動(dòng)水平不足可能是阻礙突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新充分發(fā)揮作用的原因。
其他控制變量中:①經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(lnGDP)無論在短期還是長(zhǎng)期條件下,對(duì)本地碳排放的直接效應(yīng)均為正值且顯著,短期和長(zhǎng)期對(duì)碳排放的直接效應(yīng)分別是0.843和0.894,表明隨著時(shí)間推移,經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)碳排放的推動(dòng)作用仍在加強(qiáng),還未到達(dá)轉(zhuǎn)向抑制作用的拐點(diǎn)。說明中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)長(zhǎng)期以來仍是以犧牲環(huán)境為代價(jià)的粗放式發(fā)展方式,因此向綠色低碳發(fā)展模式轉(zhuǎn)變極為迫切。經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)碳排放的短期和長(zhǎng)期間接效應(yīng)均為正值,分別是2.303和2.263,且均通過顯著性水平檢驗(yàn),說明本地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動(dòng)了鄰近地區(qū)的碳排放增長(zhǎng)??赡艿脑蚴潜镜亟?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)加強(qiáng)了鄰近地區(qū)地方政府的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境的影響產(chǎn)生了“向底線競(jìng)爭(zhēng)”的行為,從而造成鄰近地區(qū)碳排放的增長(zhǎng)。②城鎮(zhèn)化發(fā)展水平(UR)的短期、長(zhǎng)期直接效應(yīng)均為正,分別是3.286和3.969,表明城鎮(zhèn)化水平推動(dòng)碳排放增長(zhǎng)。說明中國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展模式仍屬于以基建為主的表面城鎮(zhèn)化,對(duì)能源的大規(guī)模消耗增加了碳排放量,因此向以人為本的高質(zhì)量新型城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)變是解決此問題的關(guān)鍵。城鎮(zhèn)化的短期、長(zhǎng)期間接效應(yīng)均為負(fù),但是不顯著。說明城鎮(zhèn)化發(fā)展可能存在爭(zhēng)奪資源的現(xiàn)象。③產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(IS)對(duì)本地的長(zhǎng)期和短期效應(yīng)為正,對(duì)鄰近地區(qū)的效應(yīng)卻為負(fù)。從中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程看,本地第二產(chǎn)業(yè)比重的提高可能是周邊地區(qū)高耗能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移或不利的貿(mào)易分工實(shí)現(xiàn)的,在這一過程中,“碳泄漏”現(xiàn)象的存在使得本地碳排放增長(zhǎng),而鄰近地區(qū)碳排放相對(duì)減少。④對(duì)外開放(FDI)長(zhǎng)期、短期條件下對(duì)碳排放的直接效應(yīng)顯著為正,分別是0.089和0.098,說明通過外商直接投資向本地轉(zhuǎn)移了高排放、高污染的非環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè),本地成為“環(huán)境污染避難所”。本地外商直接投資比重的提高對(duì)鄰近地區(qū)同樣具有正效應(yīng),可能的原因是鄰近地區(qū)一味追求外商投資的規(guī)模,而忽視了對(duì)其的綠色發(fā)展要求,從而間接增加了鄰近地區(qū)碳排放。⑤環(huán)境規(guī)制對(duì)碳排放的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)均不顯著。長(zhǎng)期、短期直接效應(yīng)均是負(fù)值,說明環(huán)境污染治理投資比重提高能夠抑制本地碳排放增長(zhǎng);但是對(duì)鄰近地區(qū)具有推動(dòng)作用,導(dǎo)致出現(xiàn)環(huán)境規(guī)制的“綠色悖論”現(xiàn)象,可能的原因是環(huán)境規(guī)制的“非完全執(zhí)行”和“逐底競(jìng)爭(zhēng)”[33]。
5 穩(wěn)健性檢驗(yàn)
突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新作為核心解釋變量,其指標(biāo)的選取對(duì)驗(yàn)證理論假設(shè)至關(guān)重要。前文主要以專利被引前1%為標(biāo)準(zhǔn)界定了突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新。接下來借鑒已有做法[24],選取專利被引的前5%作為突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的代表指標(biāo),進(jìn)一步對(duì)突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的影響進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)。
為節(jié)約篇幅,表6中的穩(wěn)健性檢驗(yàn)僅呈列出空間效應(yīng)的分解結(jié)果。結(jié)果顯示,突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的長(zhǎng)期和短期直接效應(yīng)均為負(fù),且通過1%顯著性水平檢驗(yàn),作用程度些許降低,表明突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)本地區(qū)的碳排放具有抑制作用;但其長(zhǎng)期和短期的間接效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)值,仍未通過顯著性檢驗(yàn)。該核心解釋變量對(duì)碳排放的長(zhǎng)期以及短期的直接效應(yīng)、間接效應(yīng)與之前結(jié)果基本相同。其他控制變量的系數(shù)符號(hào)與表5基本一致,說明核心解釋變量的指標(biāo)變化并未改變上文的研究結(jié)論,研究結(jié)果是穩(wěn)健的。
6 結(jié)論與政策建議
本文在篩選出突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,應(yīng)用2004—2013年的中國(guó)省域面板數(shù)據(jù),采用動(dòng)態(tài)空間杜賓模型實(shí)證檢驗(yàn)了突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)碳排放的直接影響和空間溢出效應(yīng)。研究結(jié)論如下:
①樣本期內(nèi),中國(guó)的碳排放在時(shí)間維度上存在路徑依賴特征;空間維度上具有集聚性,主要由地理位置和地理距離予以體現(xiàn);時(shí)空維度上,對(duì)鄰近地區(qū)下一期碳排放具有抑制作用。突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新在省域間也表現(xiàn)出較強(qiáng)的空間集聚性,主要由地理位置和經(jīng)濟(jì)發(fā)展予以體現(xiàn);創(chuàng)新水平總體上表現(xiàn)出東高西低的分布格局。②無論短期還是長(zhǎng)期,突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)本地區(qū)碳排放的直接效應(yīng)均為負(fù),表明其對(duì)本地碳排放具有持續(xù)的抑制作用,但長(zhǎng)期內(nèi)作用程度還未呈現(xiàn)出加強(qiáng)趨勢(shì);對(duì)鄰近地區(qū)的間接效應(yīng)均為正,但不顯著,表明中國(guó)突破性低碳技術(shù)的空間溢出效應(yīng)還未顯現(xiàn),還存在空間上的局限性。③快速的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和城鎮(zhèn)化,以及質(zhì)量不高的外商直接投資等共同導(dǎo)致中國(guó)碳排放增長(zhǎng);二產(chǎn)比重提高的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)造成本地碳排放增長(zhǎng),但是高耗能產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)出卻使得鄰近地區(qū)碳排放大幅度減少,從而該效應(yīng)總體為負(fù);雖然環(huán)境規(guī)制對(duì)本地表現(xiàn)出一定的抑制作用,但對(duì)鄰近地區(qū)更高水平的推進(jìn)作用使得其對(duì)碳排放的總體效應(yīng)仍為正。
以上研究結(jié)論得出的政策建議如下:①碳排放時(shí)間上的路徑依賴特征要求碳減排工作常抓不懈,空間上的集聚特征要求區(qū)域間協(xié)同治理;時(shí)空上的警示效應(yīng)暗示中央政府可通過“抓典型”的方式有效減排。②突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新對(duì)本地區(qū)碳減排的顯著作用,說明支持低碳技術(shù)創(chuàng)新的科技政策重心應(yīng)該進(jìn)一步下沉到具有深遠(yuǎn)影響力的技術(shù)上,科學(xué)評(píng)估、鑒別潛在的突破性低碳技術(shù),持續(xù)加大這些技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到商業(yè)化之間“死亡谷”這一階段的資金支持力度,并通過稅收豁免或補(bǔ)貼等行政手段培育本地市場(chǎng)。③要使突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新充分發(fā)揮空間溢出效應(yīng),亟需構(gòu)建區(qū)間聯(lián)動(dòng)機(jī)制:一方面進(jìn)一步發(fā)揮技術(shù)推動(dòng)的作用,組建中央政府協(xié)調(diào)下的區(qū)域間研發(fā)聯(lián)盟,梳理低碳轉(zhuǎn)型面臨的重大技術(shù)難題,構(gòu)建重大課題庫(kù),協(xié)同區(qū)域間經(jīng)費(fèi)、技術(shù)與人才交流;另一方面則需充分運(yùn)用市場(chǎng)拉動(dòng)的力量,進(jìn)一步放開區(qū)域間低碳產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng),為突破性低碳技術(shù)的規(guī)?;c商業(yè)化打開更為廣闊的空間,促進(jìn)突破性低碳技術(shù)盡早走向成熟。此外,地方政府應(yīng)注重以突破性低碳技術(shù)創(chuàng)新為重要突破口,采取區(qū)域聯(lián)動(dòng)的方式,協(xié)調(diào)碳泄漏、招商引資門檻在內(nèi)的各項(xiàng)環(huán)境政策與措施,共同推動(dòng)低碳轉(zhuǎn)型,早日實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放脫鉤。
(編輯:劉照勝)
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