新能源示范城市建设对区域环境污染治理的影响

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逯进, 王恩泽^,青岛大学经济学院,青岛 266000

Impact of new energy demonstration city construction on regional environmental pollution control

LU JIN, WANG Enze^,School of Economics, Qingdao University, Qingdao 266000, China

通讯作者: 王恩泽,男,山东青岛人,硕士研究生,主要研究方向为能源经济学。E-mail:enzewang2008@163.com

收稿日期:2019-05-14修回日期:2019-09-10网络出版日期:2019-11-25

基金资助:

国家社会科学基金项目.18BJL117

Received:2019-05-14Revised:2019-09-10Online:2019-11-25
作者简介 About authors
逯进,男,甘肃兰州人,教授,博士,主要研究方向为区域经济学、环境经济学E-mail:lujin218@163.com。

摘要
新能源示范城市试点是促进中国深入推进生态文明建设的一项重要举措,客观评估其对环境污染的治理效果,对于这一试点政策的进一步推广具有重要意义。本文基于中国261个地级市2002—2016年的面板数据,应用倾向得分匹配法和双重差分法评估了新能源示范城市建设对环境污染的治理效应,并在此基础上引入偏差校正的非参数百分位Bootstrap法,对效应的内在机制进行了解析。研究结论表明：第一,新能源示范城市建设会显著减少废水和废气的排放,进而有效降低城市环境污染;第二,新能源示范城市可以通过能源技术创新效应、产业结构优化效应和财政资金扶持效应3条中介路径实现对环境污染的治理;第三,新能源示范城市建设过程中产生的污染治理效应存在异质性,主要体现为：一方面,经济增长水平较低的城市在进行示范城市建设的过程中往往会产生更大的污染治理效应;另一方面,示范城市的人力资本水平越高,其越能有效地抑制污染物的排放。本研究为中国进一步推进新能源示范城市建设战略、提高新能源示范城市建设质量、总结与推广新能源城市建设经验以及深入研发与推广新能源技术提供了依据。
关键词： 新能源示范城市;环境污染;准自然实验;倾向得分匹配;双重差分;非参数百分位Bootstrap法

Abstract

The pilot construction of new energy demonstration cities is an important policy for deepening the development of the Chinese ecological civilization. Objectively assessing its effect on environmental pollution is of great significance for further promotion of the pilot projects. Based on the panel data of 261 prefecture-level cities in China from 2002 to 2016, this study evaluated the effect of new energy demonstration city construction on environmental pollution by applying the propensity score matching method and the double difference method, and introduced the nonparametric deviation correction based on this. The nonparametric percentile Bootstrap method analyzes the intrinsic mechanism of effects. The conclusions of the study indicate that: First, the construction of new energy demonstration cities will significantly reduce the discharge of wastewater and waste gas, thereby effectively reducing urban environmental pollution. Second, the new energy demonstration cities can achieve environmental pollution control through energy innovation effect, industrial structure optimization effect, and financial support effect. Third, the pollution control effect generated during the construction of new energy demonstration cities is heterogeneous, mainly reflected in that on the one hand, new energy demonstration cities with lower economic growth levels are more effective in controlling pollution; on the other hand, the higher the human capital level of the new energy demonstration cities, the more effective it can suppress pollutant emissions. These conclusions provide an important basis for China to further promote the construction strategy of new energy demonstration cities, improve the quality of new energy demonstration cities, disseminate the experiences of constructing new energy cities, and deepen research and development and promotion of new energy technologies.

Keywords：new energy demonstration city;environmental pollution;quasi-natural experiment;propensity score matching;double difference;nonparametric percentile Bootstrap method

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本文引用格式
逯进, 王恩泽. 新能源示范城市建设对区域环境污染治理的影响. 资源科学[J], 2019, 41(11): 2107-2118 doi:10.18402/resci.2019.11.13
LU JIN. Impact of new energy demonstration city construction on regional environmental pollution control. RESOURCES SCIENCE[J], 2019, 41(11): 2107-2118 doi:10.18402/resci.2019.11.13

1 引言

相比传统能源使用过程中日益凸显的环境污染、资源枯竭等问题,新能源以存量大、污染小、可再生性强等特点受到各国青睐。《2009年美国复苏与再投资法案》^[1]显示,美国从技术创新、设施建设、产品销售等方面给与了新能源产业全方位的资金支持;《欧洲发展报告（2013—2014）》^[2]显示,2020年欧盟新能源消费将达到能源总消费的20%。结合发达国家新能源发展经验,中国亦陆续出台了《可再生能源中长期发展规划》《可再生能源发展“十三五”规划》等一系列战略规划。相关规划的出台以及对新能源重视程度的提高促成了中国新能源产业在全球的异军突起。2017年国家能源局文件显示,中国已成为全球最大的新能源生产和消费国,新能源发展已顺利进入增量替代的发展阶段。《中国能源发展报告（2018）》^[3]表明,截至2017年末,中国新能源发电装机达到6.5亿kW,同比增长14%,新能源发电装机约占全部电力装机的36.6%。

在中国新能源产业稳步发展的过程中,国家亦相继出台并严格执行了一系列法律法规,如《可再生能源法》《可再生能源产业发展指导目录》《可再生能源发电有关管理规定》等。这些法律法规在促进新能源开发与利用方面作出了引导与约束,而且在污染治理主体——地方政府和企业层面设定了明确的减排降污边界。在2类主体被动接受规制目标后,初步实现了有效的污染被动防控体系。与此同时,借助于相关政策试点,如新能源城市、低碳城市等,以污染治理主体的主动参与意愿为出发点,中国进一步确立了全方位、多层次、有差异的污染治理激励体系,从而实现了以污染治理主体主动参与为标志的污染防控体系。通过上述两方面的有机组合,中国目前已形成了主动与被动结合、规制与引导结合、惩罚与激励结合的污染综合治理体系,从而初步探索出一条有中国特色的综合性污染治理之路。在上述以政策试点为主要手段的主动模式中,“新能源示范城市”作为最重要的政策试点,对于新能源生产与消费的推广、能源革命的纵深化推进起到了有效的示范作用;更为重要的是,聚焦于国家能源与环境发展的长远大计,这一试点显现出重要的基础性探索意义。

2 文献回顾

聚焦于中国新能源政策及其与环境污染的关系,首先需要回朔中国的能源供求对环境影响的演化历程。从理论层面看,这一主题一直是能源经济学、环境经济学以及产权经济学的研究热点问题。现有研究主要分为两类。

第一,能源效率研究。首先,众多****从不同空间范畴对中国能源效率进行了测算,Wang等^[4]的研究发现,从西至东,中国城市的能效呈递增趋势。孟庆春等^[5]的研究也支持了上述结论,同时还发现,中国省际间能源效率差异更大。李双杰等^[6]的研究表明,中国省份间工业能源效率处于缓慢上升状态。其次,也有一些研究对能效变动与污染排放的关系进行了讨论。李国璋等^[7]的研究发现,能效的提高对于环境改善具有重要作用。白俊红等^[8]的研究显示,若不考虑能效提升的污染治理效应,就会低估能效对与经济发展的影响。东童童^[9]、Buonocore等^[10]、Tajudeen等^[11]的研究也支持了上述结论。此外,还有众多文献对能效变动的影响因素进行了研究。Zhao等^[12]对中国电力行业的研究表明,环境规制有助于提高能源效率,并减少污染排放,但在实施环境规制时,应注重不同政策工具的协调运用。马晓君等^[13]重点讨论了技术进步和产业结构对东北三省能效产生的影响,结果表明,技术进步对于能效的影响并不显著,但第二产业比重的上升会对能效产生显著的负效应。张伟等^[14]的研究也表明,第二产业变动是影响中国能效的主要因素。

第二,能源结构研究。首先,众多****对能源结构与环境污染的关系进行了讨论。Bilgen^[15]、Ozturk^[16]、Sun等^[17]的研究表明,以可再生能源比重上升为代表的能源结构优化所产生的污染治理效应是缓解环境污染的有效途径。马丽梅等^[18]认为,减少劣质煤的使用是短期内缓解污染的有效途径。魏巍贤等^[19]则认为,降低煤炭在能源消费中的比重,提高可再生能源消费比重,推进能源结构调整是治理环境污染的根本手段。其次,也有部分****关注于能源结构变动的影响因素。周彦楠等^[20]研究发现,能源消费强度、第二产业比重和资本投入的上升对于中国现有以煤炭为主的能源消费结构具有显著的改善作用,而土地城市化、能源自给度产生的作用则并不显著。王风云等^[21]的研究发现,常住人口城镇化会对能源消费结构产生负向作用,但第三产业发展的正向作用较为显著。另外,值得关注的是,Yang等^[22]的分析发现,能源定价机制的完善对于能源结构的优化具有明确的作用。因此应通过能源定价机制市场化改革以改善能源结构,持续提高中国的新能源消费比重。

综上所述可知,基于能源供求矛盾加剧和环境恶化之背景,能源使用、尤其是传统能源使用导致的环境污染负外部性催生了各国对提升能源效率和改善能源结构的关注和重视,因而加快推广和应用新能源也成为各国的共识。在这方面,中国的顶层设计已全面而充分考虑到这一重大问题。然而新能源全面开发与利用绝非是一蹴而就的,特别是像中国这样的发展中耗能大国,传统的能源使用结构早已固化,而要全面推广新能源的使用,除坚持相关技术的持续研发外,有步骤、有计划地推进新、旧能源结构的转换是关键所在^[23]。为做好这一点,有必要在推进过程中开展各项有关新能源使用政策的先试先行^[24]。因此,基于前述研究思路,在对中国相关新能源政策梳理后发现,新能源示范城市政策作为中国全面深化新能源推广与使用的“试验田”,对于落实顶层能源战略部署、优化能源供求结构、降低环境污染具有重大意义。

从现有文献看,有关新能源示范城市的研究非常有限。娄伟^[25]基于“06A理念”,首次对中国新能源示范城市建设中的缺陷进行归纳,并提出了有关示范城市建设前规划的理论与方法。汪光焘^[26]对吐鲁番新能源示范区建设的经验进行了总结。胡润青^[27]对敦煌市新能源示范城市发展思路的变化进行分析,并针对其发展过程中面临的挑战提出了相应建议。既有少量研究大都只关注于政策解读,或针对某一特定试点城市作出初步讨论,缺乏政策研究的普适性,特别是并没有系统而全面评估过这一政策的实施对抑制环境污染的效果,因此这些研究并没有形成基本共识,这导致截至目前,政策全面推广的可行性仍然无法有效定论。

当前处在“十三五”行将结束、“十四五”即将来临的关键时期,以生态文明建设这一顶层设计思路为引导,对新能源示范城市建设这一政策试点效果进行客观、准确、全面的解析与评价,深入探讨其实用性、有效性和可推广性将具有现实意义。为此,本文将在这方面作出尝试性研究：第一,基于2002年—2016年中国261个地级市的数据,利用倾向得分匹配法和双重差分法讨论新能源示范城市建设对环境污染产生的治理效应,明确解析这一试点政策的实施效果;第二,在政策效果评估的基础上,为深入解析新能源示范城市建设对环境污染施加影响的作用机制,引入偏差校正的非参数百分位Bootstrap法,对政策的作用机制进行探讨。

3 机制解析

3.1 研究背景

能源供给是关系一国社会经济发展的全局性和战略性问题,对国家安全、经济发展、污染治理都具有重要作用,抓住能源就抓住了国家发展和安全战略的“牛鼻子”。从顶层设计看,一直以来,构建可靠有效的能源体系,并从政策上加以支撑与保障,是中国经济稳定发展的重要基石。江泽民同志指出,能源政策是能源战略的重要保障,制定能源政策, 应充分体现能源战略意图,为中国特色新型能源发展道路提供保障条件^[28]。胡锦涛同志也提出,应积极发展可再生能源和新型、安全、清洁替代能源,从而形成可持续利用的能源资源体系,切实保障中国能源资源有效供给和高效利用^[29]。习近平同志则提出,为推进绿色发展,中国应调整能源结构,培育壮大节能环保产业、清洁能源产业,减少煤炭消费比重,加快清洁能源发展,从而有效推进资源的节约和循环利用。这既提升了经济发展水平,又降低了污染排放负荷^[30]。党和国家对于能源问题的重视充分显现出中国对于高质量绿色发展的迫切要求,因此,保障能源有效供给、确保能源安全、发展新能源是中国诸多发展战略中的重中之重。

然而,随着中国经济体量的迅速扩张,传统能源消耗急剧增加,加之全球能源供给的不确定性因素逐年增强,中国的能源供求矛盾已非常突出。而与此相伴随的另一突出问题是,中国快速增长的经济在消耗海量传统能源的同时,伴之以相对低下的生产效率、高耗能生产技术以及粗放式生产方式,造成了严重的环境污染与生态退化问题。当前,中国的生态文明建设既处于压力叠加、负重前行的关键期,也处于有条件、有能力解决的窗口期。在这一背景下,以“绿水青山就是金山银山”为顶层引导,近来年中国执行了严格的污染防控与制度创新。一方面,从国家到地方都制定了绿色发展路线图和时间表,积极弥补“先发展后治理”问题;另一方面,从技术和制度两个方面持续探索高效清洁能源的开发与应用。这两个方面的有机结合与实践推广,使得近几年中国的环境污染治理有了明显的起色。

目前,在新能源政策体系中,新能源示范城市建设试点（后文简称“示范城市”）最具实践代表意义。为落实可再生能源发展“十二五”规划,提高城市清洁能源比例,促进资源节约型和环境友好型社会建设,国家能源局于2012年5月提出了示范城市概念,其具体定义为：在能源消费中充分利用当地丰富的太阳能、风能、地热能、生物质能等可再生能源,使可再生能源在能源消费结构中达到较高比例或较大利用规模的城市。同年8月,国家能源局发布《新能源示范城市评价指标体系及说明（试行）》。该文件的出台对于示范城市的评选标准进行了规定^①(① 规定显示,示范城市应同时符合以下两项基本条件,即“城市综合能力达标”和“城市新能源消费基础比重达标”。城市综合能力达标同时包括以下4项要求：a.按期完成国家和省级政府下达的主要污染物总量（包括SO₂、COD）削减任务;b.规模以上单位工业增加值能耗小于所在省（区、市）的平均水平,或“十一五”期间规模以上单位工业增加值能耗降幅大于所在省（区、市）的平均降幅;c.新建建筑符合所在省（区、市）政府建筑节能要求;d.上年城市环境综合整治定量考核不低于所在省（区、市）的平均水平。城市新能源利用基础达标是指城市新能源利用量占能源消费总量的比重≥3%,或新能源利用量达到10万t标准煤/年。),这也标志着新能源示范城市的评选正式开启。《国家能源局关于申报新能源示范城市和产业园区的通知》中指出,新能源示范城市建设以“清洁高效、多能互补、综合协调”作为指导原则,以提升能源效率、优化能源结构、建立现代能源体系为具体目标,促进可再生能源及技术在城市的推广和利用,减少城市发展对传统化石能源的依赖,从而在改善环境污染的同时增强城市可持续发展能力。基于以上标准、原则和目标进行评选后,2014年1月,国家能源局正式公布第一批新能源示范城市建设名单,名单共包括北京市昌平区、承德、大同、呼和浩特、阜新、伊春、牡丹江、徐州、宁波、合肥、莆田、赣州、泰安、郑州、襄阳、湘潭、深圳、南宁、攀枝花、贵阳等81个城市（区）。示范城市在全国省市区的分布情况见图1,东、中、西三大地区的分布数量依次为26、28和27个。

图1

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图1各省新能源示范城市分布图

Figure 1Provincial distribution of new energy demonstration cities

3.2 研究假设

首先从示范城市现有制度设计看,各项新能源消费比重指标的设定,表明这一试点更多的侧重于提高可再生能源应用比重和效率,将发展清洁低碳可再生能源作为能源结构调整的主攻方向。在这一过程中,企业与政府作为政策实施的直接关联方,既主动承担责任,又被动接受监管,从而形成富有成效的城市污染治理体系。之所以有这样一个定位,原因如下：

就企业而言,一方面,基于淘汰落后低效产能、提高生产效率、减少污染排放、积极履行社会责任等一系列战略目标,企业会主动对新能源技术加以研发,对新能源设施加以应用,从而使新能源消费比重进一步上升,对传统化石能源消费产生挤压,减少污染物排放;另一方面,示范城市建设监管主体各级地方政府会将新能源应用指标逐步分解,将新能源消费量依次落实至管辖范围内各企业,在此过程中,企业会被动接受新能源硬性消费指标,从而提高新能源应用比重。

就政府而言,地方政府作为示范城市建设过程的重要参与者,既被动接受上级政府监督,又主动实施建设。示范城市建设作为深化国家能源战略,优化能源布局的重要步骤,其建设过程受到上级政府的重视与监管。在该种情况下,为达成示范城市新能源应用比重的既有标准,各级地方政府会被动地对新能源的推广与应用过程进行监管,从而完成上级政府考核。同时,新能源产业发展对于城市国民生产总值、产业结构调整、就业等一系列政府经济绩效指标具有重要拉动作用,以此为动机,各示范城市地方政府也会主动加强示范城市建设,加快推广应用新能源,使城市能源结构向多元化和合理化迈进,最终达到示范城市建设经济效益与社会效益相得益彰。

其次对示范城市建设过程中的问题进行归纳后可以发现,国家能源局对于后续建设工作缺乏有效监管,例如其只对2015年示范城市新能源年度消费比重进行规定,但据统计,70%的示范城市并没有达到该标准^[31]。

由上可知,理论上而言,虽然示范城市建设可以作为实现优化能源结构、提高能源效率,进而缓解环境污染的有效手段,但是在缺少有效响应、反馈、支持与监督的情况下,其效应可能并未达到预期。那么,示范城市试点是否真的有效?基于这一疑问,本文提出如下正面假设：

H1：新能源示范城市试点建设对环境污染产生了明显的治理效应。

如果上述效应明确存在,那么试点城市的减污机制是什么?其通过何种途径实现减污?

根据《新能源示范城市评价指标体系及说明》要求,示范城市建设需要在创新可再生能源开发与利用方式的基础上,不断探索可再生能源的优化组合、可再生能源与常规能源相互协调的综合利用模式。而在这一过程中,不断探索与创新适应新能源开发与利用的技术是重中之重。然而高新技术的开发与应用所需周期较长,如果地方政府追求的是见效较快的“政绩工程”,那么其会更倾向技术引进而非自主研发,但引进技术的适宜性往往并不理想。上述问题正是导致国内新能源高新技术水平严重落后于国外的重要原因^[32]。然而,示范城市的设立则可能有效纠正现有技术发展思路偏颇：随着自主研发思维在示范城市的普遍形成,政府将不再一味追求技术引进,会将注意力更多地投向引领企业研发适宜性技术,从而使企业在示范城市建设这一重要战略依托下主动提高新能源前沿技术开发能力,在不断提高生产率的基础上,通过普遍推广新能源减少环境污染。

根据《国家能源局关于公布创建新能源示范城市名单的通知》要求,示范城市建设应当以优化能源结构、建立现代能源利用体系为基本目标,进而减少城市发展中化石能源的使用,抑制不合理能源消费,提高新能源在城市能源消费中的比重。上述目标如果能得以实现,则需要有产业结构变动的配合,因为已有研究表明,政策实践本身就具有促进产业升级的能力^[33]。首先,从产业结构合理化来看,示范城市建设会对具有能源依赖型特征的现有产业体系产生强烈冲击。示范城市通过限制煤炭过度使用,不但可以有效化解煤电产能过剩风险,还可以对高能耗的低端生产模式加以限制,引导其关、停、并、转,以尽可能实现生产要素和能源投入的合理配置,并促使各产业协调发展,由此倒逼产业结构持续向合理化方向迈进,最终实现用能结构的合理化。其次,从产业结构高级化来看,示范城市建设过程中新能源技术的推广与使用与技术密集型产业的发展具有密切联系。随着中国产业结构进一步向以知识、技术密集型产业为主的高级结构调整,高新技术的普遍应用将趋于常态,从而会持续带动新能源应用比重和使用效率提高,并降低环境污染。

根据《国家能源局关于申报新能源示范城市和产业园区的通知》要求,示范城市政府应制定有利于城市新能源发展的经济扶持政策,合理利用可再生能源发展专项基金,按照“政府扶持、企业负责、市场运作、多方支持”的原则,探索城市新能源发展的新型运营管理模式。而基于中国财政分权模式赋予地方政府的权责利之边界,除示范城市地方政府需根据自身情况对新能源产业进行有效的政策扶持外,相应的省级政府也应通过专项资金的支出,发挥其对于示范城市建设的扶持作用。扶持的手段主要有四方面：一是通过财政专项支出,为示范城市建设提供政策引导与资金支持;二是通过财政引导资金的投入,对市场中的资本产生引领作用,进而提高社会资本对新能源行业的投入强度^[34];三是通过对新能源基础设施建设和新能源消费给予补贴,提高新能源消费比重;四是通过税费减免政策,提高新能源技术研发和相关能源基础设施建设的税收减免额度。

基于以上分析,本文进一步提出如下假设：

H2：新能源示范城市建设可以通过能源技术创新效应、产业结构优化效应、财政资金扶持效应3种中介渠道降低环境污染水平。

4 实证结果及分析

4.1 数据及模型设定

本文所使用数据均来自2003—2017年《中国城市统计年鉴》,部分缺失数据通过插值法补齐。由于示范城市政策冲击可以看作准自然实验,因此本文采用了目前主流的政策评价方法——双重差分法（Difference in Difference, DID）。参照这一方法的基本原理,本文首先需根据示范城市名单确定实验组和对照组所涵盖的城市。考虑到示范城市中同时包括地级市和县级市,故为确保研究结论的稳健性,本文在选取实验组和对照组时,对81个示范城市（区）中的24个县级市（自治州）进行了剔除,进而生成本文的实验组,据此共得到实验组城市（区）57个,对照组城市（区）共204个。至此,经过对数据的处理,最终获得本文所用的2002—2016年间中国261个地级市15年的面板数据。

随后,依据双重差分法原理,首先设定政策冲击变量treated（0为对照组,1为实验组）,其次将2014年作为政策实施时间点而设定时间分组变量time（2014年前设为0,2014年及之后设为1）;最后将二者相乘生成倍差项

DI D_{it}

。基准模型设定如下：

\begin{array}{l} Po llutio n_{it}^{} = α_{0} + α_{1} DI D_{it} + α_{2} treated + \\ α_{3} time + \overset{n}{\sum_{i = 1}} b_{j} X_{it} + ε_{it} \end{array}

式中：

Pollutio n_{it}^{}

代表i城市t年份的环境污染状况,借鉴石大千等^[35]****的研究,本文选取了废气（SO₂排放量）和废水（废水排放量）作为环境污染的衡量因素,是本文的被解释变量;解释变量则为倍差项

DI D_{it} 。 X_{it}

为控制变量,根据既有研究和实际需要,本文引入的控制变量为人口规模、城市规模、对外开放、绿化程度、人均GDP、人力资本。人口规模用年末人口数表示;城市规模用城市面积表示^[36];对外开放,以进出口总额占GDP的比重表示^[37];绿化程度则用城市绿地面积表示^[38];人均GDP用年末GDP总值与年末总人口数的比值表示;人力资本水平用地区年末普通高校在校生人数与年末总人口数的比值表示^[39]。

本文选用城市创新力指数代表技术创新,创新力指数由复旦大学产业发展研究中心发布,其通过微观数据对各城市创新产出、专利价值等方面进行衡量,具有良好的代表性。财政支出数据来源于2003—2017年《中国城市统计年鉴》中的地区年末财政支出。此外,由于第三产业增长率高于第二产业增长率是产业结构升级的重要特征之一,故借鉴李虹等^[40]的研究,选取第三产业年末产值与第二产业年末产值之比来对地区产业结构进行度量。

4.2 样本匹配

倾向得分匹配法（PSM）作为一种评估干预影响的准实验方法,基本思路为通过对对照组和实验组的特征进行对比生成倾向匹配得分,并根据得分构建新的实验组,从而有效地改善选择性偏误（Selection Bias）,减少对照组与实验组特征的差异,确保干预效应是建立在可比个体之间的不同结果的基础之上;其运用需要同时满足共同支撑假设和平衡性假设。

在讨论示范城市建设对于环境污染的影响时,对照组和实验组中的各城市特征存在差别,这种差别并非由数据处理过程引起,而是源自各城市本身的差异,故通过PSM可以有效减少不同特征的城市被选入对照组和实验组而可能产生的偏误。同时由于本文需要采用双重差分法对示范城市建设对环境污染产生的治理效应进行评估,该方法的运用要求实验组和对照组满足共同趋势假设,而通过倾向得分匹配可以使该假设得以满足。故借鉴Abadie等^[41]的研究,本文选取“K近邻匹配”作为匹配方法;选取了人口规模、城市面积、开放程度、绿化程度、人均GDP作为匹配特征变量。

表1为PSM匹配后的平衡性检验结果。匹配后的所有变量其标准化差异均小于10%;大多数变量在匹配前后的标准化差异均大幅缩小;此外t检验值表明,大多数变量的实验组与对照组不存在系统性差异。根据Rosenbaum等^[42]的结论,若匹配后标准化偏差的绝对值小于20%,则匹配有效,而本文数据经过匹配后绝大多数变量的标准化偏差绝对值已小于1%,对照组和实验组在整体上已经具有了相似的特征,故匹配满足平衡性假设。

Table 1
表1
表1PSM匹配的平衡性检验
Table 1Balance test of propensity score matching (PSM)

变量		均值		误差率/%	误差变	T检验
变量		对照组	控制组	误差率/%	动率/%	t value	p>\|t\|
人口规模/万人	匹配前	448.94	419.21	10.5		2.47	0.014
	匹配后	449.11	446.22	1.0	90.3	0.23	0.822
城市面积/万km²	匹配前	15926	15712	1.2		0.28	0.782
	匹配后	15943	14686	7.4	-489.1	1.8	0.072
对外开放/（进出口总额/GDP）	匹配前	0.0139	0.015	-6.0		-1.39	0.164
对外开放/（进出口总额/GDP）	匹配后	0.0139	0.0138	0.4	93.4	0.09	0.929
绿地面积/万km²	匹配前	5916.3	5494.6	3.1		0.78	0.433
	匹配后	5802.4	5686.7	0.9	72.5	0.17	0.864
人均GDP/元	匹配前	33257	31590	5.7		1.47	0.142
	匹配后	32711	32704	0.0	99.5	0.01	0.995

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4.3 基准回归

回归结果见表2。模型（1）和（2）汇报了在未加入控制变量时示范城市建设对于环境污染的影响特征。当被解释变量为废水排放量和废气排放量时,倍差项系数分别为-1316.93和-19575.98,该系数为负且在1%的水平上显著;进一步,加入控制变量后的回归结果如模型（3）和模型（4）,倍差项系数分别为为-610.22和-11060.39,依然显著为负。以上结果表明,示范城市建设可以有效减轻城市环境污染,H1得到验证。

Table 2
表2
表2示范城市建设对环境污染的影响
Table 2Impact of demonstration city construction on environmental pollution

变量	(1) 废水排放量	(2) 废气排放量	(3) 废水排放量	(4) 废气排放量
DID	-1316.93***	-19575.98***	-610.22*	-11060.39***
	(-4.1086)	(-8.6577)	(-1.7727)	(-4.6549)
人口数量			-1.62	-13.78
			(-0.5198)	(-0.6395)
城市规模			0.05	0.46
			(0.6539)	(0.9101)
对外开放			-20269.75***	-5588.82
			(-2.6003)	(-0.1039)
绿地面积			-0.02*	-0.60***
			(-1.9194)	(-6.6886)
人均GDP			-0.02***	-0.23***
			(-4.3178)	(-5.7029)
人力资本			-11627.23	-139639.55
			(-0.8053)	(-1.4010)
时间效应	固定	固定	固定	固定
个体效应	固定	固定	固定	固定
样本量	2673	2673	2673	2673

注：括号内为t值;***、**、*分别表示在1%、5%、10%水平下显著。表中主要列出关键变量的回归系数,省略了常数项回归结果。

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4.4 稳健性检验

（1）替换被解释变量。在进行倾向得分匹配后,本文以人均废水排放量和人均废气排放量替代废水排放量和废气排放量,重新进行回归,结果如表3所示,模型（5）和模型（6）中倍差项系数依旧显著,这表明本文的回归结果是稳健的,H1不受被解释变量衡量方式的影响。

Table 3
表3
表3稳健性检验结果
Table 3Robustness test result

	变量的重新度量		反事实检验
	（5）人均废水排放量	（6）人均废气排放量	(7) 废水排放量	(8) 废气排放量
DID	-0.0002**	-0.0033***	428.82	-952.56
	(-2.0517)	(-3.4660)	(1.3084)	(-0.4385)
控制变量	控制	控制	控制	控制
时间效应	固定	固定	固定	固定
个体效应	固定	固定	固定	固定
样本量	2673	2673	2673	2673

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（2）反事实检验。为了减少其他因素对基准回归结果的影响,本文借鉴李贲等^[43]的研究,假设示范城市建设时间提前2年,从而生成新的倍差项,若其回归系数依然显著,则说明示范城市建设并非是环境污染减少的主要因素。结果如表3中模型（7）和模型（8）所示,倍差项系数并不显著,这表明示范城市建设的确是减少环境污染的主要因素,本文的结果是稳健的。

5 机制分析

5.1 方法选取

上述结果表明,示范城市建设能够有效降低环境污染水平,H1得以验证。在此基础上,如H2所述,示范城市建设可以通过能源技术创新效应、产业结构优化效应、财政资金扶持效应3种中介渠道抑制环境污染。本文拟选择使用Preacher等^[44]提出的非参数百分位Bootstrap法（Bias Corrected Percentile Bootstrap CI Method）对上述中介传导机制进行验证。

5.2 实证结果

中介效应结果如表4所示,其中总间接效应指示范城市建设通过三大并列中介渠道对污染产生的效用之和。总体来看,表4中DID各系数值均为负且在5%水平上^②(② 该方法默认显著性水平为5%。)显著,这表明示范城市建设通过三大中介效应对废水和废气排放量产生了显著的负面影响。3类中介效应的选取是有效而可靠的,H2得以验证。

Table 4
表4
表4中介效应机制分析
Table 4Mechanism analysis of the mediating effect

	被解释变量为废水				被解释变量为废气
	效应值	Boot SE	BootLLCI	BootULCI	效应值	Boot SE	BootLLCI	BootULCI
总间接效应	-394.84	110.19	-553.28	-200.52	-8110.39	1222.52	-10207.10	-6188.23
能源技术创新效应	106.10	63.36	32.95	256.73	-870.07	593.32	-2116.14	-124.53
财政资金扶持效应	-400.34	90.41	-567.84	-271.60	-3145.19	702.78	-4459.51	-2163.10
产业结构优化效应	-100.61	52.44	-191.33	-16.67	-4095.13	730.85	-5440.79	-3021.45

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表4还报告了示范城市建设分别通过三大中介变量对环境污染产生的影响大小。一方面,示范城市建设能够分别通过财政扶持和产业结构两大中介渠道对环境污染产生显著的抑制;另一方面,示范城市建设通过技术创新中介对废气排放量产生显著的负向影响,但当被解释变量替换为废水排放量后,该种负向影响不再显著。这意味着技术创新对污染排放的影响因污染物的不同而存在差异,阈值的存在使能源技术创新水平较低时示范城市建设产生的减污效果不再存在。

6 异质性分析

6.1 经济发展水平异质性

如前文所述,示范城市建设可以有效减少废气排放量,从而抑制环境污染。而在这一过程中,经济发展水平作为城市建设与发展的基础性因素具有举足轻重的作用,其差异进一步致使示范城市建设效果表现出异质性。具体来说,各示范城市从建设规划制定到措施落实执行均会受到其约束。相对于经济发展水平较低的城市,经济发达城市拥有更合理的产业体系和技术基础,且有能力给予示范城市建设以更多支持,这种支持表现为对人力资源的引入、科技研发的重视、财政资金的倾斜等。故该类示范城市往往拥有更为合理的用能结构和更为高效的能源效率,其污染排放亦相对较低。基于这一考虑,本文认为若经济发展水平存在差异,示范城市的减污效应亦存在差异,以下将对其进行验证。

本文选用人均GDP作为经济发展水平的衡量指标,并据此将实验组中的城市分成高低2组。具体作法为：首先计算实验组所属城市人均GDP的均值;其次以该值为界,将所有实验组城市进行了分类,进而生成2个新的交互项DID1和DID2,分别代表高经济水平示范城市和低经济水平示范城市。回归结果如表5模型（9）和（10）所示,两模型的被解释变量分别为废水排放量和废气排放量。

Table 5
表5
表5异质性检验结果
Table 5Heterogeneity test result

	经济发展水平		人力资本水平
	(9) 废水排放量	(10) 废气排放量	（11）废水排放量	（12）废气排放量
DID1	(9) 废水排放量	(10) 废气排放量	（11）废水排放量	（12）废气排放量	-122.15	-10171.90***
	(-0.3040)	(-3.6638)
DID2	-1801.51***	-13229.00***
	(-2.9403)	(-3.1247)
DID3			-949.82*	-11653.69***
			(-1.6326)	(-2.9006)
DID4			-1530.21***	-10791.93***
			(-3.9162)	(-3.8650)

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根据模型（9）和（10）,DID1和DID2的系数均显著为负（模型（9）中DID1除外）。这表明,即使城市的经济发展水平不同,但试点政策均会减少环境污染。但与预期不同的是,经济发展水平较低时,示范城市建设对减少污染物排放起到了更大的作用,可能的原因是：经济发展水平较低的城市往往拥有着相对落后的用能结构,即在能源结构中煤炭等传统能源占据更大的比重,在该类城市进行示范城市建设能够更有效改善能源结构,减少污染排放,从而产生更大的污染治理效果;与其不同的是,如前文所述,高经济发展水平的城市相对拥有较为合理的用能结构和能源效率,这种先天基础性优势的存在,致使示范城市建设无法发挥更大的污染治理效应。

6.2 人力资本异质性

在一定程度上,新能源技术能否在示范城市逐步推广存在不确定性,这种不确定性不仅体现在新能源技术的研发也体现在其推广应用方面,而良好的人力资本则有助于降低这种不确定性^[44]。一方面,人力资本的空间集聚有助于新能源技术积累与创新,为现有技术革新和技术研发创造条件;另一方面,人力资本所具有的外溢性特点能够有效促进新能源技术的推广与运用,从而进一步促进示范城市建设并减少环境污染。与其不同的是,较低的人力资本水平可能无法帮助示范城市进行新能源技术的积累、创新、推广和运用,从而使其无法有效抑制污染物的产生。

基于上述分析,本文借鉴袁航等^[42]对于城市人力资本水平的衡量标准,采用各城市普通高等学校在校生人数与该市年末人口总数之比代表城市人力资本水平,并根据人力资本水平的均值将试验城市划分为高人力资本水平组和低人力资本水平组,从而生成2个新的倍差项。其中DID3表示具有高人力资本水平的示范城市,DID4代表低人力资本水平的示范城市。回归结果如表5模型（11）和（12）。总体看,无论人力资本水平高低,示范城市建设均会对环境污染产生显著的负向作用,这与基准模型结论一致。但值得关注的是,高人力资本组的政策试点对废气排放量产生的负向作用大于低人力资本组,这一结果表明人力资本水平作为相关能源技术研发过程中的基础性要素,会对示范城市建设所产生的减污效应起到积极的促进作用。而与之相反的是,当被解释变量换为废水排放量后,低人力资本组政策试点影响大于高人力资本组。这表明相较于废水处理,城市人力资本水平的提高更有利于废气排放量的下降。可能的解释是,废气作为高流动性污染物的重要组成部分之一,其与城市居民身体健康以及生活质量具有更高的关联性,这种关联性的存在使废气治理受到污染治理主体更高的重视。具体而言,这种重视体现在政府和企业对于废气往往有着更高的关注程度,故示范城市建设过程中往往会更加鼓励废气处理的技术创新。而较高的人力资本水平则有助于在示范城市建设过程中将这种对废气处理技术的重视付诸于实际,因此相较于废水污染,示范城市建设往往会对废气产生更大的治理效应。

7 结论与建议

本文基于2002—2015年中国261个地级市的面板数据,讨论了新能源示范城市建设对环境污染的治理效应。主要结论如下：①新能源示范城市建设会显著减少废水排放量和废气排放量,进而有效抑制环境污染。②新能源示范城市建设产生的减污效应是通过能源技术创新效应、产业结构优化效应、财政资金扶持效应3类中介渠道而实现的。③经济发展和人力资本2类因素的差异会影响到示范城市建设对环境污染的作用效果。具体而言,相较于低经济发展水平的城市,高经济发展水平城市无法通过示范城市建设有效遏制污染物的排放。此外,相较于人力资本水平较低的城市,较高的人力资本水平会有效促进示范城市建设产生的污染治理效应。

本文的研究结论对于进一步推动示范城市建设,构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有重要意义,据此提出如下如下政策建议：

（1）政府部门应进一步完善示范城市评选规则,并加强监管监测。一方面,相关政府部门应持续完善示范城市评选体系,推动示范城市遴选过程。逐步完善适应新时代要求的示范城市评选标准,构建覆盖内容更为科学的评选指标,并进一步有序增加示范城市数量。同时,政府部门也需强化示范城市建设质量的监督,如出台相关监管法规,通过硬性监管与约束,保证示范城市的建设质量。

（2）企业部门应积极配合示范城市建设要求。一方面,能源企业需因地制宜,结合当地能源资源禀赋,推动新能源规模化生产;另一方面,以能源技术革新为导向,加快企业生产结构的转型升级,并以点带面,最终实现能源产业和绿色发展的协调共进,从而为后续大范围开展示范城市建设做出先行性探索。

（3）加强对示范城市居民的宣传教育,持续提高公众对于示范城市建设的认知程度,如推广新能源消费理念等,进而增强全民参与、全民建设新能源城市的自觉意识,为进一步提振新能源消费创造更好的条件。

参考文献原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

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维基百科. 2009 年美国复苏与再投资法案[EB/OL]
( 2009-02-13) [2019-06-30]. .

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[ Wikipedia. American Recovery and Reinvestment Act of 2009[EB/OL]
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[2]

周弘, 江时学 . 欧洲发展报告(2013-2014): 欧盟东扩10年: 成就、意义及影响[M]. 北京. 社会科学文献出版社 2014.