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董聪、王晨、董秀成 | 国际产业转移对各国碳排放的影响研究——基于多区域投入产出模型
国际产业转移对各国碳排放的影响研究——基于多区域投入产出模型
作者 | 董聪 王晨 董秀成
董聪，对外经济贸易大学国际经济贸易学院讲师王晨，博科尼大学经济系硕士董秀成，对外经济贸易大学国际经济贸易学院教授本文原载《深圳社会科学》2021年第2期摘要
研究旨在深入探究国际间产业转移与各国碳排放之间的关系。首先，结合多区域投入产出模型（MRIO）和结构分解法（SDA），对选取的42个国家因国外因素（包括国外需求因素和国外技术因素）而产生的碳排放增量进行核算。其次，利用产业转移指数衡量各国各部门的发展情况。最后，利用计量经济学模型研究碳排放与产业转移指数等变量之间的关系。实证研究的结果表明：一是国际产业转移对接收国因国外因素而产生的碳排放增量具有抑制作用，这在一定程度上对“污染避难所”假说进行了驳斥；二是产业转移在发达国家对碳排放的影响并没有在发展中国家那样凸显，在发展中国家，国外因素对碳排放增量的影响程度要比在发达国家高出约30%；三是国外技术因素对各国碳排放增量产生了抑制作用，“技术溢出”效应得证。国外因素对碳排放量的变化显示出抑制作用，虽然本文并未细化到部门层面对碳排放影响因素进行探索，但是由技术溢出效应的得证可以说明：有选择的引入国外产业，对有效减少国内碳排放有积极作用。同时，作为发展中国家，我国碳排放量对国际产业转移较为敏感，因此，对国际产业转移应持谨慎态度，鼓励高技术、低能耗的产业引进，将会有利于控制我国的环境污染状况、遏制碳排放增势。
[关键词] 碳排放；产业转移；投入产出；结构分解；技术溢出
一、引言
20世纪80年代以来，经济发展的迅猛态势和贸易全球化的兴盛深刻地改变了世界经济面貌，贸易分工和跨国生产已经成为世界经济发展的主要推动力（Hummels等，2001）。许多国家积极参与世界分工，借由经济全球化的浪潮迎来了本国发展的良好机遇。然而日益凸显的一系列环境问题也伴随经济发展而来，气候变化问题甚至威胁到了人类的生存和发展。二氧化碳的控制减排已不再是简单的科学议题，而是成为了各国发展所要角力的重要环节。当发展中国家参与全球分工，成为国际产业转移的目的地时，部分学者针对这一现象提出污染避难所假说（Walter，1979），即认为污染密集型产业会从环境规制水平高、排污成本高的发达国家流向规制水平低、排污成本低的发展中国家，从而使发展中国家成为转移污染的避难所。加之国际环境有关提议的主要目标基本都是以生产过程的排放为核算对象，从而使得产品进口国满足自身消费需求的同时，又避免了二氧化碳等温室气体的减排责任，因此国际间产业转移无疑会加剧东道国的碳排放总量。另一部分学者却持不同意见，他们认为由于伴随着产业转移存在技术“外溢效应”，产业转移不一定会引起碳排放的增加。如Antweiler等（2001）从一般均衡视角研究贸易对污染排放的影响，认为技术水平的提升会抑制贸易产生的污染，得出进行国际贸易对环境有利的结论。以我国为例，改革开放以来，尤其是加入WTO之后，中国迅速融入世界经济体系，参与国际分工，在一段时间内一直被冠以“世界工厂”的称号，在世界经济中扮演者越来越重要的角色。与此同时，中国的二氧化碳排放量在2008年正式超过美国，跃居世界第一位。在碳达峰和碳中和目标下，中国面临的减排压力也与日俱增。由于接纳了国际间能耗较高、污染较重的产业，高污染、高能耗产品占据了相当部分的出口贸易份额，中国赢得贸易顺差的同时，也排放了大量污染物，为其他国家背负了碳排放压力。避免国界或者关境对减排政策的割裂，对全球每个国家、每个部门的碳排放进行深入研究，以全面了解碳排放的增长和影响因素尤为必要（赵忠秀等，2018）。本文借鉴了隐含碳研究中的多区域投入产出模型，核算各国与部门碳排放，而后对碳排放进行结构分解，将由国外因素（包括国外需求因素和国外技术因素）所拉动的碳排放增加值剥离出来，探究其与各个国家在世界范围内产业转移的关系和影响，希望将国际产业转移的影响通过本国碳排放体现出来，以期为政府相关部门在环境治理、节能减排及产业转移和承接方面提供政策参考。本文的创新之处在于：首先，部分已有文献在研究碳排放与贸易、产业间的关系时，以一国碳排放总量来进行探究，将本国需求、技术原因所拉动的碳排放增量与国外原因所带动的碳排放增量分离开来，更精确地对外部原因进行定位。其次，由于技术溢出效应带来的产业减排，许多产业转移与环境污染领域的研究受到不同程度的干扰，随着产业转移而来的节能减排技术能否对本国碳排放产生影响，如果产生影响，效应又如何衡量，本文采用SDA分解法将国外因素中的技术影响剥离开来，使其后的实证数据更加可靠，并由此对技术转移的影响进行量化探究。此外，为进一步验证回归结果的可靠性，本文从三个角度设置不同的假设，通过稳健性检验，模型结论的有效性得到证实。最后，将不同年份的投入产出表进行比较分析，以动态视角反映社会生产中需求、技术的变化过程，模型所采用数据均为基期与报告期的变化值，因此在数据的规范性和稳定性上具有一定的优势。
二、文献综述
在近年来关于碳排放的研究中，隐含碳排放已成为研究热点（张中华等，2019），本文对隐含碳排放模型多有借鉴。当前针对隐含碳的核算方法主要有三种：直接排放核算法、基于完全需求系数测算法以及基于完全消耗系数测算法（王媛等，2012）。除第一种外，其余两种都属于投入产出分析法，这一分析方法由里昂惕夫在20世纪三十年代提出，通过投入产出表的编制及相应模型的建立，投入产出法可以用来反映经济体中多个部门的产业间相互关系。在能源、环境的相关研究中，它常被用来追踪产品的全部能源消耗及二氧化碳排放量，是宏观视角下研究经济体碳排放的主流方法。在针对某一个国家的研究中，单区域投入产出模型（Single Regional Input-Output Model）常被用来对该国碳排放情况进行测算。朱启荣（2010）藉由中国2002年和2007年投入产出表对出口贸易活动产生的二氧化碳排放量进行了测算，同时对我国出口贸易结构所存在的问题进行了分析。邓荣荣（2014）基于非竞争性可比价投入产出表，对我国1997-2011年碳排放情况进行了测算，结果显示出口含碳量的增长速度高于进口含碳量。除了单区域投入产出模型，也有学者运用双边投入产出模型（Biregional Input-Output Model）来对两个国家或区域的贸易情况进行研究，以探寻环境或二氧化碳排放问题。Bin和Robert（2006）定量测算了1997-2003年美国出口到中国商品中的隐含碳排放量。王菲等（2012）通过双边投入产出模型分析了中日间贸易的碳排放情况，结果显示中国为日本承担了巨大的消费型隐含碳排放。然而，在世界多个国家深度参与贸易全球化的背景下，双边投入产出模型自身容易存在不可避免的误差，因此多区域投入产出模型（MRIO）在多个国家或地区贸易隐含碳排放的研究中备受学者欢迎。庞军（2014）基于GTAP数据库建立MRIO模型，对中欧二氧化碳排放量以及行业排放分布进行量化，发现中国是典型的隐含碳排放净出口国，欧盟则相反。为了利用世界范围内的样本来探讨碳排放随产业的转移，本文采取基于完全消耗系数测算法的多区域投入产出模型。近年来经济生产中二氧化碳的排放问题日益受到各国政府重视，国内外学者对碳排放影响因素的研究逐渐增多。其中，因素分解法在世界多个国家和地区的碳排放领域得到广泛应用，是一种以比较静态分析为理论背景的方法。其基本思想就是将目标变量在基期到报告期的变化量分解成为数个影响因素的变动组合，以此剥离出各个影响因素对于目标变量的作用方向和影响大小，进而比较得出推动或阻碍目标变量变化的驱动或抑制因素。常见的因素分解法有指数分解法（IDA）和结构分解法（SDA）。SDA的劣势在于其对于数据的更高要求，但优势在于基于投入产出表它可以全面分析各类直接或者间接影响因素，尤其是能够将一个部门需求变动所带来的间接影响反映到其他各个部门中。本文采用SDA分解法作为碳排放变动的主要分解方法。最早将投入产出结构分解法引入能源、环境研究领域的是里昂惕夫（1970），随后许多学者纷纷效仿。结构分解模型通常有4种形式：保留交叉项；不保留交叉项，将其以不同方式分配给自变量；加权平均法以及两级分解法。“由于不同的分解形式产生的结果存在差异，并且理论上没有理由认为某种分解形式优于其他，可通过不同分解形式求出每个因素影响效应，然后求出其平均值，以此解释目标变动”（Dietzenbacher和Los，1998）。将投入产出模型与结构分解技术相结合的投入产出的结构分解模型（IO-SDA），因其能对经济系统中的总量变动、结构变动等问题进行分析，所以被广泛应用于国际贸易、经济增长、环境保护和能源应用等领域。为了尽可能降低分解结果的误差，本文在SDA分解法方面有所借鉴，选择采用两级平均分解法来对各个因素的影响效应进行定量研究。正如引言所说，关于国际产业转移对碳排放的影响，目前的观点分为对立的两类。Walter等（1979）提出“污染避难所”的假说，后经过Baumol和Oates（1988）进行了完善。然而Smarzynska和Wei（2001）的研究却没有找到可靠证据来证实污染避难所假说。另一类观点以产业转移中存在技术“外溢效应”为由，认为产业转移会减缓碳排放。陈楠、刘学敏、长谷部勇一（2016）对中国和日本的产业转移中的碳排放问题进行研究，发现由于能源使用效率的提升和生产技术的改良，中国在承接了日本高碳排放水平的产业后，并没有成为污染者天堂。国内学者对区域产业转移对碳排放影响的研究较晚一些。肖雁飞等（2014）对我国2002-2007年间区域产业转移的碳排放转移进行分析，发现产业转移对碳排放的影响和地区差异性有关，在于承接地的产业选择和产业结构在转移中的优化水平。成艾华（2013）分析了我国28个省市的碳排放强度变化随区域产业转移的情况，结果显示净转入地区的排放强度不断增加而碳排放净转出地区的强度不断降低。在上述关于产业转移和碳排放变化的研究中，不难发现，利用一国的单区域投入产出模型，或者双边投入产出模型来进行的研究，不能对产业转移与碳排放的关系做出一般性规律的总结，来反映我国在全球视角中的产业发展和节能减排关系。本文借鉴隐含碳研究中的多区域投入产出模型，结合SDA分解法，从更广阔的视野对国际间产业转移所造成的国家碳排放影响进行分析。另外，本文并不聚焦隐含碳转移及核算这一主题，而意在通过分解法测算国外拉动效应来解释国际间经济发展对各国碳排放的影响。
三、模型设定与数据来源
(一)模型设定1.全球碳排放的投入产出模型对于全球投入产出模型：首先，横向关系上，某一国家的某一部门分别为各个国家的不同部门用于生产的中间产品和最终需求产品；纵向关系上，来自各个国家各个部门的产出投入到某一国家某一部门的总产出中。假定全球共有I个国家，每个国家有S个部门，第i个国家第s个部门的产出是yi（s），第i个国家第s'个部门对第j个国家最终需求的贡献为fij（s），第i个国家第s个部门对第j个国家第s’个部门的投入为zij（s，s’）。进一步地，Zij为第i个国家向第j个国家各个部门中间投入矩阵，Fij为第i个国家向第j个国家最终需求的输出矩阵，Yi和Vi分别为第i个国家的总产出矩阵和增加值矩阵，如下式所示：
表1 世界投入产出表结构
对上述方程式进行整合，最终可得到制造业的结构分解式为：
四、实证结果
（一）描述性统计
五、稳健性检验
（一）将国外技术变化纳入模型在第二节提到的结构分解模型中，将引起本国碳排放增加的国外因素分成了技术和需求两个部分。在前一节的计量模型中，将技术因素剥离了出去，得到了“产业迁移对国内碳排放有抑制效果”这一结论。为了测试其稳健性，进一步探索国外因素的影响，这里对技术因素和国外所有因素，即需求和技术的加总，分别进行计量回归。首先将因变量设置为国外技术需求引起的碳排放增加（lnΔT_fC），将控制变量依次加入模型，其回归结果如下：表4 第一次稳健性检验（1）
表7 第二次稳健性检验（发展中国家）
六、结语
本文旨在探索国际间产业转移对本国由国外因素引起碳排放变化量的影响，选取世界各国2000-2009年相关数据，将多区域投入产出模型和结构分解法相结合，以动态视角计算九个时段内各国数据的变化情况，并通过计量模型进行回归分析。通过实证研究，本文得到以下结论：一是国际间产业转移确实会对产业接收国中由国外因素拉动的碳排放产生显著影响。当国内产业发展和转移因素被纳入考虑时，国际间产业转移会对各国由国外需求因素而导致的碳排放增量产生抑制作用，这一结论对“污染避难所”这一理论进行了驳斥；二是产业转移在发达国家对碳排放的影响并没有在发展中国家那样凸显。在本文的模型计算下，在发展中国家国外因素对碳排放量的影响程度要比在发达国家高出约30%；三是在国际间产业转移所带来的影响中，国外技术因素对碳排放增量的抑制作用比之需求因素更为显著，印证了“技术溢出效应”的存在。有选择的引入国外产业，对有效减少国内碳排放有积极作用。同时，作为发展中国家，我国碳排放量对国际产业转移较为敏感，因此，对国际产业转移应持谨慎态度，鼓励高技术、低能耗的产业引进，将会有利于控制我国的环境污染状况、遏制碳排放增势。
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