湯韻 梁若冰

摘要 中國(guó)城市嚴(yán)重的空氣污染與企業(yè)及家庭對(duì)燃煤的依賴密切相關(guān)。因此，以天然氣等清潔能源替代燃煤被視為治理空氣污染的重要手段。在能源替代政策的推進(jìn)下，“煤改氣”工程正在眾多大城市如火如荼地進(jìn)行。在此背景下，本文針對(duì)清潔能源替代問題進(jìn)行經(jīng)濟(jì)學(xué)討論，并對(duì)城市“煤改氣”政策施行效果進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)。本文首先利用包括西氣東輸?shù)忍烊粴忾L(zhǎng)輸管道項(xiàng)目作為外生沖擊，考察了城市天然氣供應(yīng)對(duì)空氣污染的影響。利用城市面板數(shù)據(jù)回歸的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)輸管道的聯(lián)通對(duì)城市空氣污染有顯著地遏制作用，而這種作用在煤炭城市更為明顯。在穩(wěn)健性檢驗(yàn)部分，利用城市液化石油氣代替天然氣進(jìn)行安慰劑檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)天然氣長(zhǎng)輸管道對(duì)于液化石油氣的供給并沒有顯著促進(jìn)作用，后者也未影響天然氣替代煤炭對(duì)城市空氣污染的減排效應(yīng)。其次，在考察城市特征對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道聯(lián)通影響的基礎(chǔ)上，考察途經(jīng)城市是否存在選擇效應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)空氣污染、煤炭消費(fèi)等變量對(duì)管道聯(lián)通均無顯著影響，表明城市天然氣管道聯(lián)通并不存在明顯的選擇效應(yīng)。在機(jī)制分析部分，進(jìn)一步分析城市天然氣管道長(zhǎng)度、供應(yīng)量與使用人口對(duì)空氣污染的影響，發(fā)現(xiàn)天然氣主要通過替代城市民用燃煤來遏制空氣污染，對(duì)工業(yè)燃煤造成的污染則減排作用不明顯。最后，從價(jià)格角度討論了天然氣難以通過替代工業(yè)燃煤遏制空氣污染的可能原因，并分析了“煤改氣”政策在現(xiàn)階段的局限性。

關(guān)鍵詞 能源替代政策；空氣質(zhì)量；能源定價(jià)機(jī)制

中圖分類號(hào) F062.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1002-2104（2018）06-0080-13DOI：10.12062/cpre.20171222

近年來，城市空氣污染及其造成的嚴(yán)重霧霾引起了社會(huì)廣泛關(guān)注。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，主要空氣污染物PM2.5、SO2與NOx會(huì)嚴(yán)重危害人體健康，造成呼吸道及心血管疾病。目前，燃煤是空氣污染物的主要來源之一，以PM2.5為例，燃煤對(duì)其年均濃度貢獻(xiàn)率超過40%[1]。其中，冬季北方地區(qū)因燃煤造成的污染更是占了絕對(duì)比重，成為嚴(yán)重霧霾天氣的罪魁禍?zhǔn)?。作為煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó)，煤炭在中國(guó)一次能源消費(fèi)中的比重一直居高不下，盡管近年來各地因空氣污染而嚴(yán)格控制煤炭使用，加之經(jīng)濟(jì)增速放緩，對(duì)能源需求有所下降，也僅使煤炭消費(fèi)比重從1996年的75%降至2016年的64%，20年時(shí)間僅下降了11個(gè)百分點(diǎn)。事實(shí)上，從世界范圍看中國(guó)煤炭消費(fèi)遠(yuǎn)高于其他國(guó)家，不僅在國(guó)內(nèi)能源消費(fèi)中的比重遠(yuǎn)高于27%的世界平均水平，而且消費(fèi)量占世界消費(fèi)總量的比重也達(dá)到了50%，分別為美國(guó)和歐盟的4.9與7.4倍[2]。不同于煤炭的絕對(duì)重要地位，清潔能源在中國(guó)一次能源消費(fèi)中的比重仍然較低。以天然氣為例，其消費(fèi)比重在1996—2016年期間僅由1.9%升至5.8%，而且占全球天然氣消費(fèi)比重也僅為5%。由此可見，盡管上漲趨勢(shì)明顯，但天然氣在中國(guó)能源消費(fèi)中的重要性仍不突出。相反地，全球一次能源消費(fèi)中天然氣比重已經(jīng)達(dá)到24%，其中發(fā)達(dá)國(guó)家多在20%～40%，2012年美、日、英、法等國(guó)的天然氣占能源消費(fèi)比重分別為40%、33%、29%和45%，而新興發(fā)展中國(guó)家土耳其、馬來西亞和埃及甚至分別達(dá)到41%、48%和63%[3]。從天然氣未來發(fā)展趨勢(shì)看，其消費(fèi)年均增長(zhǎng)速度將顯著高于其他主要能源，天然氣在發(fā)達(dá)國(guó)家取代石油、在中國(guó)取代煤炭的趨勢(shì)將不可逆轉(zhuǎn)。因此，我們有必要了解在此過程中天然氣及其對(duì)煤炭的替代對(duì)城市空氣污染治理的影響。

中國(guó)21世紀(jì)初開始大規(guī)模興建天然氣長(zhǎng)輸管道工程，其中以2001年開始的西氣東輸項(xiàng)目最為著名和重要，我們可以將其以及其后興建的其他長(zhǎng)輸管道視為外生的自然實(shí)驗(yàn)，來處理中國(guó)城市天然氣使用內(nèi)生增長(zhǎng)的問題。本文以天然氣對(duì)煤炭的替代作為主要切入點(diǎn)，分別討論天然氣對(duì)工業(yè)燃煤與民用燃煤在空氣污染治理上的替代作用及其差異，并從天然氣定價(jià)機(jī)制角度分析產(chǎn)生這種差異的原因。本文的創(chuàng)新主要包括三個(gè)部分：①利用天然氣長(zhǎng)輸管道構(gòu)建了城市天然氣供應(yīng)的自然實(shí)驗(yàn)；②分析了天然氣對(duì)工業(yè)與民用燃煤的異質(zhì)性替代效應(yīng)；③從價(jià)格機(jī)制方面分析了天然氣對(duì)煤炭替代效應(yīng)的差異。由此可見，文章一方面為城市天然氣的使用尋找了外生沖擊，另一方面對(duì)目前亟待解決卻罕有討論的清潔能源替代問題進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)學(xué)討論。此外，本文在實(shí)踐層面對(duì)于理解供給側(cè)改革的重要組成部分——“去產(chǎn)能”有重要的意義，并對(duì)目前進(jìn)行得如火如荼的城市“煤改氣”進(jìn)行了實(shí)證檢驗(yàn)。

1 西氣東輸工程與能源替代的污染減排效應(yīng)

1.1 西氣東輸工程及其影響

就目前而言，燃煤仍是導(dǎo)致中國(guó)城市空氣污染的主要來源。根據(jù)GBD MAPS工作組估算的中國(guó)城市燃煤造成的污染損失，2013年因燃煤產(chǎn)生的PM2.5造成約36.6萬人死亡，其中因民用生物質(zhì)與煤炭燃燒導(dǎo)致的死亡人數(shù)為17.7萬人，高于來自工業(yè)用煤的15.5萬人與燃煤電廠的8.65萬人[1]。因此，在未來能源發(fā)展與空氣質(zhì)量管理戰(zhàn)略中，應(yīng)以減少工業(yè)與民用燃煤造成的排放作為主要目標(biāo)。同時(shí)，因后者還可通過污染室內(nèi)空氣而產(chǎn)生更嚴(yán)重的疾病負(fù)擔(dān)，因此應(yīng)作為重點(diǎn)進(jìn)行治理。在此過程中，除環(huán)境管制與相關(guān)經(jīng)濟(jì)政策外，以清潔能源替代煤炭是另一可行途徑。目前，中國(guó)使用的清潔能源主要包括天然氣、水能、核能、風(fēng)能與太陽能等，其中天然氣是大力發(fā)展的重點(diǎn)能源，而且從供氣來源與利用技術(shù)方面看，也是相對(duì)較為穩(wěn)定與成熟的替代性清潔能源。

中國(guó)西部地區(qū)蘊(yùn)藏著大量的油氣資源，但有效需求不足；而東部地區(qū)對(duì)能源有巨大需求，但資源極為匱乏。西氣東輸項(xiàng)目的主要目的，就是將西部地區(qū)豐富的天然氣資源，通過長(zhǎng)輸管道等基礎(chǔ)設(shè)施輸送到東部沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，以緩解后者快速經(jīng)濟(jì)發(fā)展中面臨的能源瓶頸。2004年建成通氣的西氣東輸一線工程是新世紀(jì)的第一條天然氣長(zhǎng)輸管道，全長(zhǎng)3 836 km，年供氣量170億 m3。2011年建成通氣的西氣東輸二線工程是目前最長(zhǎng)的輸氣管道，包括支線總長(zhǎng)度達(dá)到9 242 km，年供氣量300億 m3。西三線長(zhǎng)度也達(dá)到7 378 km，年輸氣量300億 m3。作為中國(guó)迄今為止輸送距離最長(zhǎng)、通氣量最大的天然氣管道工程，西氣東輸項(xiàng)目截至2015年已開通并運(yùn)營(yíng)了三期，第四、五期也正在建設(shè)與規(guī)劃當(dāng)中，目前聯(lián)通了14個(gè)省、市、區(qū)，年供氣量達(dá)到720億 m3[3]。

與西氣東輸同時(shí)進(jìn)行的長(zhǎng)度超過1 000 km的長(zhǎng)輸管道還有川氣東送、忠武線、陜京線等工程，分別將四川普光氣田、陜西長(zhǎng)慶油田以及中亞進(jìn)口的天然氣送往東部地區(qū)。截至2015年初，中國(guó)已建成通氣的天然氣干線管網(wǎng)總長(zhǎng)度超過了8.5萬 km，年供氣量超過2 000億 m3。這些天然氣長(zhǎng)輸管道的聯(lián)通，為東部城市實(shí)施“煤改氣”提供了條件。據(jù)專家測(cè)算，煤炭和天然氣在相同能耗下，排放灰粉污染物的比例為148∶1、SO2比為700∶1、NOx比為29∶1。僅以西氣東輸一、二線工程每年輸送的天然氣量計(jì)算，就可以替代燃煤1.2億 t，減少CO2排放2億 t、減少SO2排放226萬 t[4]，對(duì)改善中國(guó)能源結(jié)構(gòu)和環(huán)境質(zhì)量發(fā)揮舉足輕重的作用。

1.2 能源替代的污染減排效應(yīng)

不過，盡管目前的“煤改氣”工程正在眾多大城市如火如荼地進(jìn)行，但對(duì)于如何利用清潔能源進(jìn)行能源替代、能源替代是否能夠遏制空氣污染及其是否存在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等問題，經(jīng)濟(jì)學(xué)家與政策制定者討論得并不充分。經(jīng)濟(jì)學(xué)家對(duì)空氣污染治理的研究多集中于分析財(cái)稅政策對(duì)石油、煤炭與機(jī)動(dòng)車使用的影響[5-9]，而關(guān)于能源替代的實(shí)證研究相對(duì)較少，其主要原因是難以找到合適的外生沖擊。為解決變量外生性問題，Cesur等[10]利用土耳其各地區(qū)通天然氣管道的時(shí)間差異構(gòu)建了準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，來捕獲因使用天然氣而改善的空氣質(zhì)量對(duì)嬰兒死亡率的影響，發(fā)現(xiàn)天然氣使用密度每增加一個(gè)百分點(diǎn)，嬰兒死亡率下降4%，即挽救348個(gè)嬰兒的生命。Barreca等[11]考察了美國(guó)歷史上天然氣替代煙煤對(duì)人口死亡率的影響，發(fā)現(xiàn)1945—1960年間冬季煙煤使用量的減少導(dǎo)致人口死亡率下降1.25%，嬰兒死亡率下降3.27%。

事實(shí)上，我們目前關(guān)注的問題不僅僅是天然氣替代燃煤的污染減排效應(yīng)，更應(yīng)重視在能源替代過程中能否通過市場(chǎng)力量順利實(shí)現(xiàn)技術(shù)替代，既能達(dá)到治理污染的目的，又可去除落后產(chǎn)能，這才是保證“煤改氣”政策能持續(xù)并產(chǎn)生長(zhǎng)期效果的關(guān)鍵問題。對(duì)于前一個(gè)問題，在現(xiàn)有的技術(shù)手段下“煤改氣”完全可以達(dá)到污染減排目標(biāo)。例如，薛亦峰等[12]、歐春華等[13]與趙麗莉等[14]分別評(píng)估了北京、重慶以及烏魯木齊“煤改氣”項(xiàng)目的污染減排效果，都發(fā)現(xiàn)其顯著地降低了空氣污染物的排放水平，尤其是對(duì)于那些與煤炭燃燒密切相關(guān)的污染物，如CO2、SO2、PM及NOx等，減排效果尤其顯著。

不過，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性考慮，這種減排效果可能因能源替代較高的成本而大打折扣。根據(jù)巫永平等[15]的測(cè)算，由于中國(guó)較高的單位GDP能耗，導(dǎo)致天然氣相對(duì)價(jià)格不僅遠(yuǎn)高于美國(guó)，而且也高于完全依賴進(jìn)口的德國(guó)、日本，盡管后兩國(guó)的名義價(jià)格分別為中國(guó)的3倍和2倍，因此在評(píng)估“煤改氣”的環(huán)境收益時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮這種高能耗的影響以及價(jià)格提升帶來的成本。劉虹[16]對(duì)北京實(shí)施“煤改氣”政策進(jìn)行的調(diào)查，也顯示該政策將導(dǎo)致北京新增200億m3的天然氣需求，在不考慮固定資產(chǎn)和改造投資的情況下，光是能源成本就將增加420億元，相當(dāng)于2012年北京市財(cái)政收入的近10%。除了價(jià)格因素，被替代燃煤所在行業(yè)的減排水平也決定著天然氣替代的環(huán)境收益。對(duì)于采用超低排放技術(shù)的煤電企業(yè)而言，天然氣替代不但難以獲得顯著的環(huán)境收益，而且經(jīng)濟(jì)效益更是無從談起[17]。

事實(shí)上，對(duì)于城市“煤改氣”工程而言，眾多研究發(fā)現(xiàn)以天然氣替代民用散燒煤、工業(yè)燃煤小鍋爐的效果較好，而對(duì)于燃煤電廠的替代則減排效果并不理想。薛亦峰等[12]研究了北京實(shí)施“煤改氣”的減排效果，發(fā)現(xiàn)對(duì)燃煤電廠的替代效果不顯著，其原因在于電廠的污染排放控制比較嚴(yán)格，而對(duì)小型燃煤鍋爐與民用燃煤的替代，將產(chǎn)生較好的污染減排效果。在毛顯強(qiáng)等[18]對(duì)重慶與北京“煤改氣”的研究中，也發(fā)現(xiàn)天然氣替代民用灶、餐飲茶水爐、工業(yè)鍋爐、大型取暖爐燃煤會(huì)產(chǎn)生較優(yōu)的環(huán)境效益。龐軍等[19]利用熱值替代方法，估算了中國(guó)15個(gè)重點(diǎn)供暖城市冬季天然氣替代燃煤對(duì)空氣污染的減排效果，發(fā)現(xiàn)天然氣集中供暖替代燃煤集中供暖的污染減排效果最好，優(yōu)于分布式能源以及分戶式燃?xì)夤┡男Ч?/p>

無論是基于去除落后產(chǎn)能的當(dāng)前目標(biāo)，還是環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，天然氣替代政策都應(yīng)立足于通過市場(chǎng)機(jī)制鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行環(huán)保創(chuàng)新，從而改善污染減排技術(shù)或是進(jìn)行清潔能源替代。能源依賴企業(yè)的創(chuàng)新受兩種不同效應(yīng)的影響，即價(jià)格效應(yīng)和市場(chǎng)規(guī)模效應(yīng)，前者會(huì)導(dǎo)向?qū)ο∪辟Y源的創(chuàng)新，后者則誘發(fā)對(duì)豐富資源的創(chuàng)新[20]。例如，Aghion等[21]通過考察80個(gè)國(guó)家汽車產(chǎn)業(yè)的專利申請(qǐng)，發(fā)現(xiàn)油價(jià)越高的國(guó)家越傾向發(fā)明采用清潔能源（電力或混合動(dòng)力）的發(fā)動(dòng)機(jī)。無獨(dú)有偶，根據(jù)Acemoglu等[6]的分析，在清潔能源與污染能源可以充分替代的情況下，分別對(duì)污染排放與環(huán)保創(chuàng)新進(jìn)行暫時(shí)性征稅和補(bǔ)貼，可以實(shí)現(xiàn)污染能源向清潔能源的轉(zhuǎn)換，而且越早實(shí)行此類政策，對(duì)過渡期經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的沖擊越小。同時(shí)他們還發(fā)現(xiàn)，在自由放任制度下，如果投入的污染能源是可耗竭資源，那么也會(huì)激發(fā)企業(yè)進(jìn)行環(huán)保創(chuàng)新。在中國(guó)，由于煤炭資源蘊(yùn)藏豐富，因而自由放任制度顯然不利于煤炭使用中的技術(shù)創(chuàng)新；同時(shí)，天然氣價(jià)格管制導(dǎo)致較低的清潔能源價(jià)格，也不利于相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新。

2 計(jì)量模型設(shè)定與數(shù)據(jù)分析

基于上述討論，本文的實(shí)證部分將主要圍繞下面三個(gè)問題展開討論：第一，天然氣長(zhǎng)輸管道是否通過提高天然氣使用量遏制了空氣污染？第二，天然氣使用是否通過替代煤炭使用來遏制空氣污染？第三，天然氣使用對(duì)煤炭使用中的工業(yè)與民用燃煤的替代是否存在差異性，其原因是什么？針對(duì)這三個(gè)問題，本文將分別采用計(jì)量模型進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)。首先，本文將考察天然氣長(zhǎng)輸管道對(duì)城市天然氣管道長(zhǎng)度、供氣量與使用人口的影響，并分別分析各變量及其與煤炭城市交叉項(xiàng)對(duì)空氣污染的影響，可寫作如下固定效應(yīng)回歸方程：

公式（3）中，我們分別加入了天然氣長(zhǎng)輸管道供氣能力變量與城市天然氣管道變量及其它們與煤炭城市變量的交叉項(xiàng)，目的是考察天然氣長(zhǎng)輸管道是否通過影響城市天然氣供應(yīng)來遏制煤炭城市的空氣污染。該回歸中，我們關(guān)心的主要估計(jì)參數(shù)是γ3和γ5，若后者顯著而前者變得不顯著，說明可能存在所謂的中介效應(yīng)（Baron & Kenny）[22]，公式（4）中的pcindcoaliy為i城市在y年度的人均工業(yè)燃煤使用量，交叉項(xiàng)估計(jì)參數(shù)θ6表示天然氣是否通過對(duì)工業(yè)燃煤的替代來遏制空氣污染。除了工業(yè)燃煤使用量，本文還對(duì)民用燃煤使用進(jìn)行了估計(jì)。公式（5）中的lnindso2emiiy為工業(yè)SO2排放量，交叉項(xiàng)估計(jì)參數(shù)π6表示天然氣是否通過對(duì)遏制工業(yè)SO2的排放來實(shí)現(xiàn)污染減排。除此之外，本文還采用了工業(yè)NO排放、工業(yè)煙塵排放、民用工業(yè)SO2排放、民用NO排放、民用煙塵排放進(jìn)行估計(jì)。公式（3）-（5）中，Z為日度控制變量向量，固定效應(yīng)λi、ηy、ρm、φd以及隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)μiymd的含義同公式（2）。

本文采用的數(shù)據(jù)包括兩種類型，即日度數(shù)據(jù)與年度數(shù)據(jù)。首先，日度數(shù)據(jù)主要包括污染、氣候與管道聯(lián)通變量。具體而言，本文采用的被解釋變量為全國(guó)120個(gè)城市在2002—2013年的日度API指數(shù)，來源于國(guó)家環(huán)保部網(wǎng)站；主要解釋變量天然氣管道聯(lián)通數(shù)據(jù)，主要由作者根據(jù)國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心、殼牌國(guó)際有限公司聯(lián)合出版的《中國(guó)天然氣發(fā)展戰(zhàn)略研究》[3]與中國(guó)燃?xì)庑袠I(yè)年鑒編輯部出版的《中國(guó)天然氣管道分布圖2013》等材料繪制而成；主要控制變量包括日平均氣溫、降水量和風(fēng)速，來源于中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)；工業(yè)與民用天然氣價(jià)格數(shù)據(jù)來源于鋼聯(lián)數(shù)據(jù)網(wǎng)站。其次，年度數(shù)據(jù)主要包括城市燃?xì)鈹?shù)據(jù)，包括天然氣與液化石油氣（LPG）的管道、供應(yīng)量、使用人口等，來源于各年度《城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》；城市主要空氣污染物與工業(yè)及民用能源使用數(shù)據(jù)，來源于各年度《中國(guó)環(huán)境年鑒》；與城市相關(guān)的控制變量，包括人口、人均收入等，來源于各年度《城市統(tǒng)計(jì)年鑒》。具體的變量描述性統(tǒng)計(jì)及其數(shù)據(jù)來源列于表1中。

3 回歸結(jié)果分析

3.1 基準(zhǔn)回歸結(jié)果分析

本文首先利用公式（1）回歸分析天然氣長(zhǎng)輸管道的聯(lián)通對(duì)城市天然氣供應(yīng)變量的影響，此處的解釋變量分別為城市是否聯(lián)通管道的虛擬變量（pipe）以及聯(lián)通管道的每公里通氣能力（lncapkm）的對(duì)數(shù)值，被解釋變量分別為城市天然氣管道長(zhǎng)度（ngpipe）、天然氣供應(yīng)量（ngsupply）以及天然氣用氣人口數(shù)量（nguser）的對(duì)數(shù)值。此處，本文主要利用城市年度數(shù)據(jù)考察天然氣長(zhǎng)輸管道聯(lián)通后是否對(duì)城市內(nèi)部天然氣相關(guān)變量有顯著影響，其原因主要在于城市內(nèi)部天然氣供應(yīng)不僅僅來源于長(zhǎng)輸管道，另一重要來源是液化天然氣（LNG），可以通過公路或鐵路進(jìn)行罐裝運(yùn)輸，并利用儲(chǔ)氣罐進(jìn)行儲(chǔ)存。因此，天然氣長(zhǎng)輸管道的聯(lián)通并不必然導(dǎo)致城市天然氣管道及使用出現(xiàn)顯著增加。

表2為本文對(duì)公式（2）進(jìn)行估計(jì)的結(jié)果，其中第（1）～（3）與（4）～（6）列分別為管道虛擬變量與管道輸氣能力對(duì)城市天然氣供應(yīng)的影響，從中可知城市聯(lián)通天然氣長(zhǎng)輸管道與市內(nèi)管線鋪設(shè)長(zhǎng)度、天然氣供應(yīng)量以及用氣人口均有顯著正向影響，表明天然氣長(zhǎng)輸管道的聯(lián)通的確可以顯著促進(jìn)城市內(nèi)部天然氣供應(yīng)的增長(zhǎng)。那么天然氣管道聯(lián)通以及城市天然氣供應(yīng)的增長(zhǎng)是否能夠顯著降低城市空氣污染呢？這就需要我們進(jìn)一步利用日度數(shù)據(jù)考察管道聯(lián)通后，城市空氣污染的變化情況。為節(jié)省篇幅，下文的實(shí)證分析均采用每公里管道輸氣能力作為解釋變量。

表3中，第（1）和（2）列分別利用空氣污染指數(shù)回歸了天然氣管道每公里輸氣量及其與煤炭城市的交叉項(xiàng)，發(fā)現(xiàn)管道聯(lián)通顯著降低了空氣污染指數(shù)，即每公里輸氣量每增加一個(gè)百分點(diǎn)，空氣污染指數(shù)降低0.7個(gè)百分點(diǎn)；對(duì)于煤炭城市，空氣污染在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低0.8個(gè)百分點(diǎn)，從而可實(shí)現(xiàn)1.5個(gè)百分點(diǎn)的污染削減。由于城市空氣污染指數(shù)均值為71.5，管道輸氣量均值為334.7m3/km，可知城市聯(lián)通管道輸氣量每增加1m3/km，污染下降0.15，煤炭城市則下降0.32。第（3）～（5）列分別為城市天然氣供應(yīng)變量與煤炭城市交叉項(xiàng)的估計(jì)結(jié)果，從估計(jì)參數(shù)的大小可知，城市內(nèi)部的天然氣相關(guān)因素影響顯著高于長(zhǎng)輸管道的輸氣能力。具體而言，相對(duì)于非煤炭城市，煤炭城市市內(nèi)天然氣管道、天然氣供應(yīng)量以及用氣人數(shù)每增加1%，空氣污染指數(shù)分別下降3.2%、2.5%與5.0%。上述結(jié)果表明，天然氣長(zhǎng)輸管道可能通過市內(nèi)天然氣管道、供給與使用影響空氣污染。為此，本文進(jìn)一步將長(zhǎng)輸管道與煤炭城市交叉項(xiàng)與其他市內(nèi)天然氣變量與煤炭城市交叉項(xiàng)同時(shí)放入模型中，根據(jù)Baron&Kenny[22]的“中介作用”模型，若天然氣長(zhǎng)輸管道主要通過城市天然氣變量來影響空氣污染，那么同時(shí)加入兩組變量的結(jié)果是城市天然氣變量作為中介變量其系數(shù)仍然保持顯著，而長(zhǎng)輸管道估計(jì)系數(shù)或者顯著變小，或者變得不再顯著。

表4為本文利用公式（3）的中介作用模型進(jìn)行估計(jì)的結(jié)果，第（1）列為長(zhǎng)輸管道基準(zhǔn)結(jié)果，同上表3中的第（2）列，第（2）～（4）列為分別加入市內(nèi)天然氣變量與煤炭城市交叉項(xiàng)的估計(jì)結(jié)果。從估計(jì)結(jié)果可知，加入市內(nèi)天然氣變量交叉項(xiàng)之后，長(zhǎng)輸管道交叉項(xiàng)的估計(jì)系數(shù)變得不再顯著，而市內(nèi)天然氣估計(jì)結(jié)果仍然保持顯著，且系數(shù)值略有提高。這一結(jié)果表明，煤炭城市天然氣長(zhǎng)輸管道聯(lián)通對(duì)于空氣污染的遏制作用，確實(shí)是以市內(nèi)天然氣設(shè)施建設(shè)與天然氣使用為主要途徑的。

3.2 穩(wěn)健性檢驗(yàn)

由前述分析可知，以西氣東輸為代表的天然氣長(zhǎng)輸管道對(duì)途經(jīng)城市，尤其是煤炭城市空氣污染存在顯著遏制作用，而這種作用是通過增加了城市天然氣設(shè)施、供給與使用實(shí)現(xiàn)的。那么，為驗(yàn)證這一結(jié)果的穩(wěn)健性，我們需要討論兩方面問題：一是由于在增加天然氣供給的同時(shí)，某些城市也增加了液化石油氣等其他燃?xì)獾墓?yīng)，那么天然氣長(zhǎng)輸管道是否恰好捕獲了此類燃?xì)鈱?duì)空氣污染的遏制作用？二是天然氣長(zhǎng)輸管道的鋪設(shè)可能存在內(nèi)生性，即在選擇途經(jīng)城市時(shí)考慮到了這些城市的空氣污染、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、對(duì)于燃煤使用以及是否煤炭城市等因素，從而使前文估計(jì)出的天然氣管道對(duì)空氣污染的遏制作用，及其在煤炭城市的額外減排效應(yīng)都會(huì)存在偏誤。具體而言，如果選擇空氣污染較嚴(yán)重的城市或（和）煤炭城市聯(lián)通管道，那么估計(jì)結(jié)果將會(huì)存在低估。盡管本文估計(jì)出的已經(jīng)是顯著的遏制作用，考慮低估后實(shí)際遏制作用只能更強(qiáng)，不會(huì)影響本文的結(jié)論，不過為準(zhǔn)確起見，我們?nèi)砸紤]上述變量對(duì)管道鋪設(shè)的影響。

從表5估計(jì)結(jié)果可知，無論是天然氣管道聯(lián)通的虛擬變量還是單位長(zhǎng)度的供氣能力對(duì)液化石油氣的影響均為負(fù)向，而且其中只有市內(nèi)液化石油氣氣管道長(zhǎng)度是顯著的，其他變量估計(jì)結(jié)果均不顯著。這說明，一方面市內(nèi)液化石油氣管道與天然氣管道確實(shí)有替代關(guān)系，另一方面天然氣管道的聯(lián)通對(duì)于液化石油氣的供給與使用沒有顯著影響。盡管如此，我們需要進(jìn)一步考察天然氣對(duì)煤炭城市空氣污染的緩解效應(yīng)是否捕獲了液化石油氣的影響。為此，本文采用表2與3中的模型設(shè)定，將公式（3）中天然氣變量換成液化石油氣變量進(jìn)行回歸分析，實(shí)施相關(guān)的安慰劑檢驗(yàn)。

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