產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對碳排放影響的實(shí)證分析

朱 臻，嚴(yán) 燕，邱保印，黃 敏

（浙江農(nóng)林大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，浙江 臨安 311300）

人口數(shù)量的快速增長以及社會經(jīng)濟(jì)活動的不斷加強(qiáng)所導(dǎo)致的碳排放對大氣二氧化碳濃度的提高和全球氣候變化起到了決定性的影響和作用[1-2]。特別是工業(yè)化革命200多年來，以依賴礦物能源消費(fèi)的經(jīng)濟(jì)快速增長方式對碳排放的增加起了決定性的作用[3]。中國作為世界上最大的碳排放國，成為了全球關(guān)注的焦點(diǎn)?！笆濉逼陂g，節(jié)能減排以及相應(yīng)的指標(biāo)分配必將給經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的省份帶來巨大的壓力。作為改革開放的先行者，近30 a浙江省取得了令人矚目的成就，2009年，浙江省國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）總值超過2.2萬億元，人均GDP達(dá)到44335.00元，位居全國第一，但由于其經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展依賴于能源消費(fèi)，其主要能源消費(fèi)總量占到全國的4.5%，消費(fèi)總量位居全國第9位，同時(shí)也是碳排放總量較高的省份。浙江特有的資源供給和環(huán)境容量不足等弱勢在強(qiáng)調(diào)減排的 “十二五”期間必將得以放大，因此，研究經(jīng)濟(jì)增長與碳減排的關(guān)系顯得尤為重要。目前，國內(nèi)外學(xué)者已對此進(jìn)行了一定的研究，如Kaya[4]認(rèn)為一個(gè)國家（或地區(qū)）二氧化碳排放量增長，主要取決于4個(gè)因素的貢獻(xiàn)：人口、人均GDP、能源強(qiáng)度（單位GDP能耗）和能源結(jié)構(gòu)。國內(nèi)學(xué)者如高衛(wèi)東[5]和張雷[6]運(yùn)用產(chǎn)業(yè)-能源消費(fèi)和能源-碳排放2個(gè)基本判斷模型分析了產(chǎn)業(yè)發(fā)展與碳排放的關(guān)系。

1 模型和數(shù)據(jù)來源

1.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)：產(chǎn)業(yè)-能源關(guān)聯(lián)模型

進(jìn)入工業(yè)化社會后，無論國家還是地區(qū)如浙江省，GDP增長的自然資源投入要素組成發(fā)生了根本性的變化。建立在大規(guī)模礦產(chǎn)資源開發(fā)和加工制造業(yè)為主的工業(yè)社會生產(chǎn)創(chuàng)造出了一種與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)社會完全不同的物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換機(jī)制。在這種新機(jī)制下，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多元化構(gòu)成了現(xiàn)代社會生產(chǎn)的基本特征。社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的進(jìn)步也可以通過產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變化和升級體現(xiàn)出來[7]。 衡量這種經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)演進(jìn)加快的一個(gè)重要指標(biāo)是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化。通常用百分比或類似的比值來表達(dá)這種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的多元化。盡管這種方法比較直觀，但在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源消費(fèi)以及碳排放3種相互關(guān)系和作用方面的分析時(shí)則顯得過于膚淺，因而無法準(zhǔn)確地把握其間的能量交換方式和準(zhǔn)確地量度這種方式的變化過程。據(jù)此，引用張雷[6]的研究成果，采用產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化系數(shù)作為評價(jià)浙江省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的演進(jìn)。具體而言，就是以浙江省的第一產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出作為基準(zhǔn)值，以此作為第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出狀況的評價(jià)，然后將評價(jià)結(jié)果相加，最終得出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化系數(shù)。根據(jù)這一思路，可以將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化系數(shù)表達(dá)為以下公式：

式（1）中，P為第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出，S為第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出，T為第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出，ESD為浙江省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化演進(jìn)系數(shù)，值域可從1到無窮大。新的生產(chǎn)方式需要新的資源投入保障，大規(guī)模的礦產(chǎn)資源開發(fā)和消費(fèi)成為浙江省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)的必要條件，而礦產(chǎn)資源的消費(fèi)又勢必帶來大規(guī)模的碳排放。引用高衛(wèi)東[5]模型，利用 《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》[8]《浙江省統(tǒng)計(jì)年鑒》[9]等資料，收集1990-2009年浙江省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，運(yùn)用產(chǎn)業(yè)-能源關(guān)聯(lián)模型分析產(chǎn)業(yè)發(fā)展與一次能源消費(fèi)兩者的相關(guān)作用，以此評價(jià)浙江省社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段對于浙江省能源消費(fèi)所帶來的碳排放的影響。其數(shù)學(xué)表達(dá)方式為：

式（2）中，EEI為產(chǎn)業(yè)能源關(guān)聯(lián)系數(shù)；EU為浙江省一次能源消費(fèi)，這里的一次能源消費(fèi)包括煤炭、原油和天然氣三大主要一次能源。

1.2 能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)：能源-碳排放關(guān)聯(lián)模型

世界歷史表明，作為國家工業(yè)化的初始能源礦種，煤炭在整個(gè)能源消費(fèi)過程中的主導(dǎo)地位持續(xù)了2個(gè)多世紀(jì)之久。只是進(jìn)入到20世紀(jì)50年代后，隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和財(cái)富積累程度的提高，石油和天然氣開始取代煤炭的傳統(tǒng)能源主導(dǎo)地位，并且持續(xù)至今。無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，除了程度的差異之外，國家能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化均如此。能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化帶來了碳排放的變化。有關(guān)資料顯示，20世紀(jì)60年代以來發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家碳排放增長趨勢的差異是由各國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化的結(jié)果所造成的，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中由于煤炭消費(fèi)比重的下降可以導(dǎo)致碳排放出現(xiàn)減緩趨勢。在煤炭這類傳統(tǒng)能源礦種主導(dǎo)的前210多年，全球碳排放量增長為最快，年遞增速度達(dá)到3.1%，在石油和天然氣這類現(xiàn)代能源礦種占據(jù)主導(dǎo)的后30多年，全球碳排放年遞增速度下降到2.1%[10]。因此，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化直接影響到碳排放的程度。

能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化同樣可以使用與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化相同的多元化系數(shù)方法進(jìn)行量度。所不同者，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化系數(shù)是國家工業(yè)化最初的主導(dǎo)礦種作為基準(zhǔn)，以此進(jìn)行后續(xù)礦種的替代狀況評價(jià)，然后將評價(jià)結(jié)果進(jìn)行累積相加，最終得出能源消費(fèi)整體變化系數(shù)。能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化系數(shù)的基本公式可表達(dá)為：

式（3）中，CEEI為能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化系數(shù)；COE為浙江省年碳排放總量；EUSD為浙江省一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化系數(shù)。EUSD的計(jì)算公式為：

式（4）中，C為浙江省煤炭消費(fèi)，O為浙江省石油消費(fèi)，G為浙江省天然氣消費(fèi)，H為浙江省水力、核能及太陽能等所轉(zhuǎn)化的電力消費(fèi)。使用浙江省和全國1990-2009年19 a時(shí)間序列數(shù)據(jù)分析和比較。EUSD的值域可以從1到無窮大。

2 結(jié)果與分析

2.1 浙江省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)與能源消費(fèi)的關(guān)系分析

筆者運(yùn)用產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化系數(shù)，使用浙江省1990-2009年的時(shí)間序列數(shù)據(jù)對浙江省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析（圖1）?？梢园l(fā)現(xiàn)浙江省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化系數(shù)從1990年的4.02增加到2009年的19.61，增加了近4倍，可以發(fā)現(xiàn)19 a間，浙江省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的多元化演進(jìn)明顯。

運(yùn)用二次非線性模型（擬合回歸效果最好，R2最高）擬合浙江省一次能源消費(fèi)總量和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化系數(shù)之間的關(guān)系，得到擬合方程為：

式（5）中，x為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化系數(shù)，y為一次能源總量，R2=0.982。

根據(jù)擬合方程，可知：①浙江省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)速率與一次能源消費(fèi)增長長期保持緊密的關(guān)系。這種產(chǎn)業(yè)-能源關(guān)聯(lián)相關(guān)系數(shù)緊密保持在0.98以上。大規(guī)模的礦產(chǎn)資源和消費(fèi)已經(jīng)成為浙江省工業(yè)化過程中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化的必要條件。②浙江省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的多元化程度與一次能源消費(fèi)增速基本保持一致。從1990年到2009年，浙江省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化系數(shù)增加了近4倍，而一次能源消費(fèi)量則增加了近5倍，即浙江省一次能源消費(fèi)增長的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)整體影響力是非常明顯的。浙江省一次能源消費(fèi)每增加108 t標(biāo)準(zhǔn)煤，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化系數(shù)就能增加10個(gè)單位，遠(yuǎn)高于國內(nèi)平均水平，與20世紀(jì)世界先進(jìn)水平接近。據(jù)張雷[6]研究，1900-1998年，英、美、法、德4個(gè)發(fā)達(dá)國家，一次能源消費(fèi)每增加108 t標(biāo)準(zhǔn)煤，國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化系數(shù)可以增加3～15。充分說明浙江省進(jìn)入工業(yè)化后期，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化的變化和GDP增速的加快，礦物能源消費(fèi)的強(qiáng)度應(yīng)出現(xiàn)明顯的減緩，甚至下降。因此推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變遷，可以直接減緩浙江省一次能源消費(fèi)，從而減少不必要的碳排放。

2.2 能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與碳排放的關(guān)系分析

根據(jù)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化系數(shù)結(jié)算，浙江省的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化系數(shù)從1990年的1.34提高到2009年的1.68，提高了 25.07%（圖 2），而 20世紀(jì) 60年代后，英、美等發(fā)達(dá)國家的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)系數(shù)已經(jīng)突破2.0，因此，與發(fā)達(dá)國家相比，浙江省的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)多元化水平仍然存在著巨大的差距。浙江省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化系數(shù)從1990年的1.34增加到2009年為1.68，而同時(shí)期全國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化系數(shù)則從1.35增加到1.44，可見，浙江省的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)系數(shù)高于全國水平，充分說明浙江省在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)多元化方面領(lǐng)先全國。

圖1 1990-2009年浙江省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化系數(shù)演進(jìn)Figure1 Evolution of Industral Structure coefficient in Zhejiang from 1990 to 2009

使用二次非線性模型（擬合回歸效果最好，R2最高）擬合1990-2009年浙江省碳排放和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)系數(shù)之間的關(guān)系，得到擬合方程為：

式（6）中，x為能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)系數(shù)，y為碳排放，R2=0.845?？梢园l(fā)現(xiàn)，浙江省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化的確與浙江省碳排放密切相關(guān)（相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.8以上），且能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化與碳排放增長軌跡呈剛性化趨勢（即曲線斜率越來越大）。1990-2009年間，浙江省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)系數(shù)每年遞增1.2%，而碳排放每年遞增9.9%。一般而言，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)系數(shù)的增加代表著能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的多樣化，特別是煤炭等傳統(tǒng)能源比例下降意味著可以減緩碳排放，因此，20世紀(jì)50年代以來發(fā)達(dá)國家的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與碳排放擬合曲線往往呈下降趨勢；而浙江省則明顯不同，擬合曲線呈加速上升趨勢。說明雖然浙江省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)逐漸呈現(xiàn)多樣化，但是由于一次能源消費(fèi)總量提升（1990-2009年間每年遞增10.56%），而且煤炭的比例雖然從1990年的74.43%下降到2009年的59.06%，但仍占一半以上，因此碳排放仍然呈明顯上升趨勢。因此，浙江省的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)雖然在不斷優(yōu)化，但是由于能源需求的旺盛，仍然無法避免大量的碳排放，即能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對于碳減排的推動影響不明顯。

圖2 1990-2009年浙江省和全國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化系數(shù)Figure 2 Comparison ofenergy consumption between Zhejiang and China from 1990 to 2009

3 政策建議

3.1 開發(fā)新能源技術(shù)，促使能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不斷多元化

針對目前由于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化系數(shù)提升幅度較小導(dǎo)致推動碳減排成果甚微的分析結(jié)果，應(yīng)積極研究開發(fā)新能源技術(shù)，發(fā)展低碳和無碳能源，促進(jìn)能源供應(yīng)的多樣化，這是減少二氧化碳排放的重要途徑。浙江省應(yīng)注重清潔能源的開發(fā)和利用，浙江的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科研實(shí)力位居全國前列，資金較為充裕，科研人員和研究機(jī)構(gòu)眾多，高新科技企業(yè)發(fā)展迅速，這表明浙江在清潔技術(shù)生產(chǎn)上已經(jīng)占據(jù)了資金和人力資本的優(yōu)勢。從技術(shù)發(fā)展方向來看，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展太陽能技術(shù)、風(fēng)能、生物質(zhì)能技術(shù)和新型電池技術(shù)等已具備一定發(fā)展基礎(chǔ)的新興能源產(chǎn)業(yè)。如太陽能產(chǎn)業(yè)，以杭州為基地大力發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)（包括太陽能光伏模塊及組件、太陽能取暖系統(tǒng)工程及再生能源產(chǎn)品和應(yīng)用等）。又以風(fēng)能為例，浙江省海岸線總長約6500 km，全省大多數(shù)海島平均風(fēng)速在5 m·s-1以上，年平均有效風(fēng)速時(shí)數(shù)約6000 h以上，全省可開發(fā)利用的風(fēng)能資源約164萬kW。

3.2 加強(qiáng)工業(yè)企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造，提高能源利用效率

大量工業(yè)企業(yè)是碳排放的主要源頭，國家目前已經(jīng)大力提倡工業(yè)節(jié)能，并且嚴(yán)格控制高耗能、高污染行業(yè)過快增長，鼓勵發(fā)展低能耗、低污染的先進(jìn)生產(chǎn)能力。浙江省資源短缺，因此應(yīng)注重考慮提高能源利用效率，以較少的能源消耗，創(chuàng)造更多的物質(zhì)財(cái)富。建議省政府設(shè)立節(jié)能專項(xiàng)資金，通過貼息、補(bǔ)助、獎勵等方式，引導(dǎo)企業(yè)和社會資金加大對節(jié)能技術(shù)研發(fā)和技術(shù)改造的投入；加快節(jié)能服務(wù)市場體系建設(shè)，如發(fā)展從事企業(yè)能源審計(jì)、檢測及清潔生產(chǎn)審核的中介服務(wù)機(jī)構(gòu)，為企業(yè)節(jié)能減排改造項(xiàng)目提供技術(shù)咨詢和服務(wù)。

3.3 積極發(fā)揮經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，引導(dǎo)金融機(jī)構(gòu)為低碳產(chǎn)業(yè)服務(wù)

國內(nèi)外銀行積極參與低碳經(jīng)濟(jì)，渣打銀行、美國銀行、匯豐銀行等歐美金融機(jī)構(gòu)，國內(nèi)如興業(yè)銀行等已做出了一些有益的嘗試，通過發(fā)展 “綠色信貸”來應(yīng)對全球氣候變化問題[11]。中國目前的融資模式仍以間接融資為主，銀行貸款仍是主要的融資渠道，而銀行從風(fēng)險(xiǎn)收益的角度，對低碳產(chǎn)業(yè)的貸款發(fā)放缺乏內(nèi)在需求，主要原因在于很多降低碳排放的項(xiàng)目都屬于技術(shù)改造項(xiàng)目，它給企業(yè)帶來的是費(fèi)用的減少而不是收益的增加，因此，對銀行缺乏吸引力。為此，需要政府制定鼓勵政策，引導(dǎo)商業(yè)銀行增加低碳的借款投放。浙江省可以在全國率先提出改革嘗試，對金融機(jī)構(gòu)實(shí)行“環(huán)境力”評估體系，指導(dǎo)綠色信貸。浙江省可以充分利用民間資本充裕的優(yōu)勢，繼續(xù)積極引導(dǎo)民間資金建設(shè)地方性的碳基金，可采用政府出資設(shè)立為主，逐步引進(jìn)市場機(jī)制的做法，利用碳基金既可以投資企業(yè)節(jié)能減排等項(xiàng)目，也可以開展植樹造林等增匯項(xiàng)目。

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