制造业贸易虚拟水测算及比较分析

梁昭 蒋琴儿

摘 要：本文基于2012年和2017年的投入产出表，测算了2012年和2017年15个制造业部门的进出口虚拟水量，比较分析了重污染密集型和轻污染密集型部门的差异。研究发现，总体上制造业部门2017年耗水系数较2012年耗水系数低;轻污染行业的直接耗水系数较重污染行业要高，但完全耗水系数低于重污染行业。我国应当改善贸易结构，对重污染高耗水的部门可以增加进口，对轻污染低耗水部门可以增加出口，同时提高技术创新能力，高效利用水资源。

关键词：制造业部门;直接耗水系数;完全耗水系数;虚拟水贸易

本文索引：梁昭，蒋琴儿.<变量 2>[J].中国商论，2022（06）：-093.

中图分类号：F223 文献标识码：A 文章编号：2096-0298（2022）03（b）--04

我国幅员辽阔、人口众多，但水资源短缺，水资源问题严重制约了经济的可持续发展、生态环境保护。与此同时，我国作为制造业大国也是贸易大国，打造具有国际竞争力的制造业是提高综合国力的必由之路（吴杨伟，2021）。制造业同时是消耗资源、污染环境的主要行业。近年来，随着原材料价格上涨、人力成本上升等问题的日益严峻，以及由于传统制造技术水平相对落后，致使资源浪费、污染超额排放等问题频现，尤其是水资源短缺、水环境污染、水生态受损等对行业发展的约束愈发趋紧（张峰，2016）。由此看来，水消耗量问题一直是制约制造业发展的关键因素，缓解水资源问题必将是推进制造业实现战略转型升级的关键环节。研究制造业各部门的耗水量，不仅有利于了解各部门的用水需求，还对制造业往低污染、低消耗转型具有重要的意义。

虚拟水贸易在解决农业、工业水资源等方面得到了学术界的认可。虚拟水贸易是通过贸易的形式，将产品在生产过程中消耗的水资源向进口国传输。目前，我国学术界研究虚拟水多从农业粮食、工业等方面进行，少有人从虚拟水贸易角度分析我国制造业水资源消耗问题，制造业在生产过程中耗水量较大，且贸易量存在大进大出的现象，本文在前人研究成果的基础上，将制造业分为15个部门并将其分为重污染型和轻污染型两大类，对这15个部门的虚拟水贸易进行对比分析，有助于识别我国制造业主要部门的耗水情况，充分发挥贸易结构优势，缓解水资源短缺问题，高效利用水资源，为解决我国制造业水资源利用问题提供新思路，从而缓解水资源利用问题。

关于虚拟水测算方法大致分为两种方法：一是按照生产树法计算虚拟水，这种方法多用于计算农业方面虚拟水消费量。是按照投入产出法计算虚拟水量，一般用于测算工业部门虚拟水量（刘红梅，2013）。由于造纸行业属于工业制造业部门，这里重点介绍投入产出法计算的虚拟水贸易，在测算工业部门虚拟水的相关研究中，学术界大多集中在单一（耿强、李希博，2018;王秀娟，2018）和双边的虚拟水进出口量（贾焰等，2016;Mekonnen和Hoekstra，2011）。近年来，部分学者通过测算虚拟水贸易来提出改善贸易结构的相关措施和建议，郑和祥等（2016）通过构建虚拟水评价指标，得出鄂尔多斯市属于资源型城市，工业行业的虚拟水输出较多。雷玉桃，蒋略（2012）研究发现，我国的服务业存在虚拟水贸易顺差，而农业、重工业存在虚拟水贸易逆差。蔡振华等（2012）通过投入产出法测算出甘肃省第一产业的虚拟水净出口占比较高，应降低第一产业出口。综上所述，目前大多数学者在研究贸易与环境和资源问题中，从分析EKC中选取污染指标分析某行业污染现状;在虚拟水贸易角度相关文献中，主要集中在单边贸易或双边贸易虚拟水流向的基础上。因此，本文基于投入产出方法，以2012年和2017年投入产出表为基础，计算我国制造业的虚拟水贸易。根据测算结果对比分析，提出一些既可以提高中国制造业竞争力，又减少国内水资源消耗和流失的措施，降低国内污染排放，通过改善贸易结构，为制造业可持续发展提供新思路。

1 研究方法与数据

1.1 数据来源

本文选取中国统计出版社出版的《2017年中国投入产出表》和《2012年中国投入产出表》，投入产出表每5年编制一次，目前最新的投入产出表到2017年。2017年和2012年投入产出表中共划分了42个部门，由于投入产出表划分的部门与我国《国民经济行业分类》中的制造业划分标准不一致，为了实现数据统一，通过整理最终划分出15个制造业部门，同时参考陈春明等（2020）将15个制造业划分为重污染密集型行业和轻污染密集型行业，如表1所示。其中，制造业耗水量提取《中国水资源公报》及《2008年中国经济普查年鉴》（能源卷）和《中国环境统计年鉴》中部分制造業耗水量通过等比例计算2012年和2017年各部门耗水量。各部门产值数据来源于中国统计年鉴;进出口贸易量来源于联合国粮农组织数据库。

1.2 研究方法

本文利用投入产出分析法，借鉴朱启荣等学者的相关研究方法（朱启荣等，2009），对制造业部门的进出口虚拟水进行测算，此方法为进出口虚拟水量=完全耗水系数×进出口量。

计算完全耗水系数和直接耗水系数：

WIj=Wj / Xj （ j=1，2，3，…，n）（1）

其中， WI为直接耗水系数，表示生产每单位产值的直接耗水量， Wj表示部门j的直接耗水量， Xj表示部门j的总产值。

WT=WI（I-A）-1（2）

WT为完全耗水系数，表示增加每单位产值所消耗的总耗水量，即包括直接耗水量和间接耗水量， WI为各部门直接耗水系数行向量，（I-A）-1为Leontie逆矩阵， I为n阶单位矩阵。

WIM=WI×（I-A）-1×IM

WEX=WI×（1-αA）-1×EX（3）

其中， WIM和WEX分别表示各部门产品的进口虚拟水量和出口虚拟水量， WI为各部门直接耗水系数的行向量， IM和EX分别为各部门进口贸易量和出口贸易量的列向量。值得一提的是，消耗水资源量包括生产过程中的直接消耗水量和中间投入品中包含的耗水量，计算各部门出口产品包含的虚拟水量时，应该扣除这部分进口品的耗水量（朱启荣，2009）。所以，计算出口虚拟水量式中的α表示各种产品的国内生产比重组成的对角矩阵，即α=（进口+总产出-出口）

ΔW=WEX-WIM（4）

其中，∆W表示虚拟水贸易量净出口量，表示虚拟水出口量去除虚拟水进口量。若是正值，表示我国水资源输出量大于输入量;若是负值，则情况反之。

2 计算结果与分析

2.1 部门用水系数分析

用水系数是测量贸易虚拟水的基础，根据式（1）和式（2）及2012年和2017年的中国投入产出表，分别计算15个制造业部门的耗水系数。由于本文重点分析制造业部门的虚拟水贸易情况，故本部分简单对制造业各部门耗水系数进行分析。

直接耗水系数和完全耗水系数的区别及联系：直接耗水系数可以看出各制造业生产每单位产值所产生的直接耗水量;完全耗水系数表示制造业各部门增加每单位产值所消耗的总耗水量，也就是说不仅包含直接耗水系数，还包含间接耗水系数，即中间投入商品的耗水系数。

总体上，从2012—2017年，不论是重污染行业还是轻污染行业，耗水系数整体有所减少。轻污染行业的直接耗水系数在2012年和2017年都高于重污染行业，而完全耗水系数相反。由此可知在我国国家政策的约束下，各部门制造业在生产过程中耗水技术仍然有很大改进;轻污染行业在生产中所消耗的水资源相对较高，但是该行业水资源效用率较高，而重污染行业在自身生产过程中消耗的水资源较少，但是投入的中间品耗水较多，导致重污染行业的完全耗水增加。

我国是制造业贸易大国，既在关注制造业各部门耗水的情况下，又要关注贸易过程中带来的水资源流失问题，通过计算并分析虚拟水贸易量，从而改善制造业贸易结构，对我国减少水资源流失起着重要作用。

2.2 虚拟水贸易量

根据式（1）～（4）及2012年和2017年的中国投入产出表，分别计算15个制造业部门的进出口虚拟水贸易量，并按照重污染行业和轻污染行业进行分类，进一步反映出我国制造业水资源流出量和流入量的真实情况，如表2所示。

根据表2测算结果，出口虚拟水贸易量几乎大于进口虚拟水贸易量，由此可以看出中国是一个虚拟水净输出贸易国。

2.2.1 进口虚拟水

2017年的制造业进口虚拟水，不论是重污染型制造业还是轻污染型制造业，整体上较2012年有所降低。

重污染型行业中：2017年，食品、饮料、烟草制造业的进口虚拟水量最多，非金属矿物制造业最少。从进口虚拟水贸易变化量方面讲，进口虚拟水增加的依次为石油加工、炼焦及核燃料加工业，金属制造业，纺织和纺织品制造业3个部门，进口虚拟水的增加在一定程度上可以缓解国内水资源消耗;其余4个部门的进口虚拟水减少。

轻污染型行业中：2017年，进口虚拟水量最多的部门是木材加工和木材制造业，最少的是运输设备制造业。从进口虚拟水贸易变化量方面讲，木材加工和木材制造业、橡胶和塑料制品业的净进口虚拟水贸易量增加，其余6个部门的净进口虚拟水贸易量减少。

2.2.2 出口虚拟水

出口虚拟水2017年较2012年整体都有所下降，说明全球对水资节约的意识逐渐增加。

重污染型行业中：2017年是食品、饮料、烟草制造业出口虚拟水量最多，最少的部门是非金属矿物制造业。从出口虚拟水的变化程度来讲，重污染行业中的7个部门都有所降低，食品、饮料制造业是出口虚拟水最多的，同样也是减少最多的，其次为非金属矿物制造业、化学产品制造業;减少最少的是纺织和纺织品制造业。

轻污染型行业中：2017年橡胶塑料制造业的出口虚拟水量最多，最少的部门是木材加工制造业。从减少程度来讲，2017年与2012年相比，只有家具制造业的出口虚拟水量增加，其他部门都有所减少。橡胶和塑料制品业减少最多，其次为电器、电子机械设备制造业;减少最少的是运输设备制造业。

综上，重污染型行业的贸易虚拟水量高于轻污染型行业，而虚拟水贸易量的多少与部门贸易量有直接的关系，虽然重污染型行业的直接耗水系数小于轻污染型行业直接耗水系数，但是重污染型行业的贸易量较轻污染型行业贸易量高，导致重污染型行业的虚拟水贸易量较高。由此表明，有些部门在生产过程中本身耗水并不多，但是由于大量出口，以至于部门整体的虚拟水出口值较大。

3 结语

本文从虚拟水贸易的角度，用中国的15个制造业部门划分重污染型与轻污染型两个主要行业做一个对比，对中国制造业虚拟水贸易的情况进行简要分析，并分析了中国制造业虚拟水贸易的情况，得出以下结论：

（1）轻污染型行业在生产过程中耗水量较大，重污染型行业投入的中间品耗水量较大。（2）重污染型行业的贸易虚拟水量高于轻污染型行业，主要由于重污染型行业的贸易量高于轻污型染行业贸易量。（3）2012—2017年，制造业部门耗水情况整体转好;进出口虚拟水量整体减少，说明全球在节约水资源方面做出了有效的成就。根据以上结论提出几点建议：

第一，改善贸易结构。我国既是制造业生产大国，又是贸易大国，出口能够有效拉动经济增长。在这种情况下，应该调整贸易结构，进口耗水较少的中间品，从耗水源头减少耗水量，出口耗水较多的产品。

第二，提高技术创新。制造业在生产过程中，应该注重技术创新，提高用水效率。根据各部门用水结构来看，轻污染型制造业更需要提高在生产过程中的技术，开发节水技术，高效循环利用水资源，在保证耗水量减少的同时，仍然维持低污染的状态。重污染型制造业则需要采用耗水较少的中间品，尽可能加强研发代替高耗水的中间产品，减少这类中间品的投入比例，从整体上减少完全耗水量。

参考文献

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Calculation and Comparative Analysis of Virtual Water Volume in the Manufacturing Trade

School of Economics and Management， Zhejiang A & F University

Hangzhou， Zhejiang  311300

LIANG Zhao  JIANG Qiner

Abstract： Based on the input-output tables of 2012 and 2017， this study calculates the import and export virtual water volume of 15 manufacturing sectors in these two years， and compares and analyzes the differences between heavy pollution-intensive and light pollution-intensive sectors. It is found that， on the whole， the water consumption coefficient of the manufacturing sector in 2017 is lower than that in 2012; the direct consumption coefficient of water of light pollution industries is higher than that of heavy pollution industries， but the complete consumption coefficient of water of light pollution industries is lower than that of heavy pollution industries. China should improve its trade structure， increase imports to sectors with heavy pollution and high water consumption， and improve exports to sectors with light pollution and low water consumption， at the same time enhance the abilities of technological innovation and efficient use of water resources.

Keywords： manufacturing sector; direct consumption coefficient of water; complete consumption coefficient of water; virtual water trade