我國二氧化碳排放的實(shí)證分析*
——基于投入產(chǎn)出表的產(chǎn)業(yè)碳排放分析

黑韶敏， 孟彥菊

(1.大理學(xué)院 數(shù)學(xué)與計算機(jī)學(xué)院，云南 大理 671000；2.云南財經(jīng)大學(xué) 統(tǒng)計與數(shù)學(xué)學(xué)院，昆明 650221)

我國二氧化碳排放的實(shí)證分析*
——基于投入產(chǎn)出表的產(chǎn)業(yè)碳排放分析

黑韶敏1， 孟彥菊2

(1.大理學(xué)院 數(shù)學(xué)與計算機(jī)學(xué)院，云南 大理 671000；2.云南財經(jīng)大學(xué) 統(tǒng)計與數(shù)學(xué)學(xué)院，昆明 650221)

利用我國1997、2000、2002、2005、2007年投入產(chǎn)出表計算了產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)和改進(jìn)的結(jié)構(gòu)系數(shù)，分析了我國近年來二氧化碳的排放量與國民經(jīng)濟(jì)各部門之間的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)情況;提出既可以降低二氧化碳排放，又可以保持經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方向和策略。

投入產(chǎn)出表；碳生產(chǎn)率；產(chǎn)業(yè)影響力；產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)

低碳經(jīng)濟(jì)是氣候變化背景下人類的必然選擇。哥本哈根會議之后，國際社會日益達(dá)成共識，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是應(yīng)對氣候變化的主渠道。低碳經(jīng)濟(jì)一方面要求節(jié)能減排，降低碳排放量；另一方面，也需要保持經(jīng)濟(jì)增長的穩(wěn)定性。因而，考慮產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)特征，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，從而促進(jìn)我國低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展成為目前大家廣泛關(guān)注的問題之一。

關(guān)于碳排放研究可以從不同側(cè)重點(diǎn)入手，Richard King(2008)研究了在不減緩總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平下，技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)轉(zhuǎn)移對碳排放的影響[1]。Paul Burke(2008)使用OECD國家的碳排放數(shù)據(jù)對經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染的關(guān)系進(jìn)行了研究[2]。Lucas W.Davis和Lutz Kilian(2009)從稅收的角度研究了美國汽油稅對碳排放的影響[3]。王中英、王禮茂(2006)通過相關(guān)分析探討了我國GDP增長與碳排放的關(guān)系[4]；徐國泉、劉則淵等(2006)基于碳排放恒等式，采用對數(shù)平均權(quán)重分解法，建立了我國人均碳排放量的因素分解模型[5]，徐大豐(2011)運(yùn)用2007年的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)，計算出產(chǎn)業(yè)影響力和碳排放的影響力系數(shù)[6]；高衛(wèi)東、姜巍等(2009)研究了經(jīng)濟(jì)發(fā)展對我國能源碳排放空間分布的影響[7]。

利用1997、2000、2002、2005、2007年的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)以及相應(yīng)年份的能源消耗數(shù)據(jù)，計算產(chǎn)業(yè)影響系數(shù)、碳排放總量、碳生產(chǎn)率，構(gòu)造并計算出對應(yīng)年份的碳排放結(jié)構(gòu)系數(shù)：影響力系數(shù)、推動力系數(shù)，通過實(shí)證分析綜合考慮經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性，提出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的目標(biāo)和方向。

1 碳排放結(jié)構(gòu)系數(shù)分析

1.1 各行業(yè)碳生產(chǎn)率

通過測算各種能源的單位消耗量與二氧化碳排放量之間的數(shù)量關(guān)系，以能源消耗統(tǒng)計資料為基礎(chǔ)，對二氧化碳的排放進(jìn)行估算。碳排放的估算公式如下：

(1)

其中，TCi表示第i個部門的二氧化碳排放總量；Vij表示第i個部門對第j種一次能源的消費(fèi)量，可直接從《中國能源統(tǒng)計年鑒》獲得數(shù)據(jù)；aj表示第j種能源的碳排放系數(shù)，取值見表1。

表1 各類一次能源的二氧化碳排放系數(shù)

資源來源：國家發(fā)展和改革委員會能源研究所；中國可持續(xù)發(fā)展能源暨碳排放情景分析[R].2003

各部門的碳生產(chǎn)率用各部門的最終產(chǎn)品與二氧化碳排放量的比值來表示，這一指標(biāo)反應(yīng)了部門為獲得一單位產(chǎn)量所要付出的二氧化碳排放成本。計算公式如下：

Ci=Yi/TCi

(2)

其中，Ci表示第i部門的碳生產(chǎn)率，Yi表示第i部門的最終產(chǎn)品，TCi表示第i個部門的二氧化碳排放總量。

1.2 產(chǎn)業(yè)影響力

影響力系數(shù)表現(xiàn)出某一部門增加一個單位最終產(chǎn)品時，對國民經(jīng)濟(jì)最終產(chǎn)品綜合影響程度。運(yùn)用劉啟運(yùn)關(guān)于影響力系數(shù)[8]的計算方法，通過最終產(chǎn)品加權(quán)來計算影響力系數(shù)，計算公式如下：

(3)

其中，δj為第j部門對國民經(jīng)濟(jì)的影響力系數(shù)；bj為投入產(chǎn)出表中的完全需求矩陣B的列和，表示第j部門生產(chǎn)一個最終產(chǎn)品對國民經(jīng)濟(jì)各部門的完全需求量；

(4)

1.3 碳排放影響力系數(shù)

類似于產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)的概念，碳排放影響力系數(shù)放映出某一部門增加一個單位最終產(chǎn)品時，對國民經(jīng)濟(jì)二氧化碳排放的綜合影響程度。

記C為各部門的碳生產(chǎn)率構(gòu)成的對角陣，即：

(5)

其中，cj為第j部門的碳生產(chǎn)率，與投入產(chǎn)出中完全需求矩陣相似，給出二氧化碳需求矩陣Bc，Bc=C-1B，其中B為投入產(chǎn)出表的完全需求系數(shù)，則矩陣Bc的第j列的列和即為j部門增加一個單位的最終產(chǎn)品所引起的二氧化碳排放總和。則碳排放影響力系數(shù)為：

(6)

其中，cδj為第j部門對國民經(jīng)濟(jì)的碳影響力系數(shù)，cbj為碳需求矩陣Bc的列和，αj的含義同前。

1.4 碳排放推動力系數(shù)

投入產(chǎn)出理論中在分配系數(shù)之上可以建立推動力系數(shù)，與投入產(chǎn)出中完全供給系數(shù)矩陣相似，給出二氧化碳供給系數(shù)矩陣Dc，Dc=C-1D，其中D為投入產(chǎn)出表的完全供給系數(shù)矩陣，則矩陣Dc的第i行的行和表示第i部門一個單位的初始投入對國民經(jīng)濟(jì)二氧化碳排放的推動，則碳排放推動力系數(shù)為：

(7)

其中，cθi為第i部門產(chǎn)品碳排放對國民經(jīng)濟(jì)的推動力系數(shù)；cdi為投入產(chǎn)出表中的二氧化碳排放完全供給系數(shù)矩陣Dc的行和：

(8)

2 實(shí)證分析

2.1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

根據(jù)數(shù)據(jù)的可得性以及研究目標(biāo)的需求，數(shù)據(jù)主要來源于1997、2000、2002、2005、2007年全國的投入產(chǎn)出表，以及對應(yīng)年份的《中國能源統(tǒng)計年鑒》。由于投入產(chǎn)出表和能源統(tǒng)計年鑒的部門分類不一致，最終以《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類與代碼》為參考，以盡量細(xì)分行業(yè)為準(zhǔn)，合并整理出27×27的投入產(chǎn)出表。

2.2 基于碳排放機(jī)構(gòu)系數(shù)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)分析

通過比較影響力系數(shù)，可以分析不同部門產(chǎn)品作為最終產(chǎn)品對國民經(jīng)濟(jì)各部門二氧化碳排放的影響。將影響力系數(shù)變化較大的幾個部門列入表2。

表2 部分行業(yè)的碳排放影響力系數(shù)

從表2的縱向來看，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)等4個行業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)各部門的碳排放影響最大，即部門增加單位的最終產(chǎn)品對國民經(jīng)濟(jì)碳排放的影響巨大。從橫向比較可以看出，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)，燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)影響力系數(shù)呈現(xiàn)遞減趨勢，而電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的碳影響力系數(shù)較為穩(wěn)定，無明顯變化。而農(nóng)、林、牧、漁、水利業(yè)，食品制造及煙草加工業(yè)，紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品業(yè)，工藝品及其他制造業(yè)，服務(wù)業(yè)等行業(yè)的碳排放影響力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于碳排放影響力系數(shù)均值。另一方面，石油和天然氣開采業(yè)，儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械，交通運(yùn)輸、倉儲和郵政業(yè)的碳排放影響力系數(shù)變化較為顯著，均由1997年的高于碳排放影響力均值逐漸降低到2007年的低于碳排放影響力均值，由此可以看出，在這10年中這4個部門作為最終產(chǎn)品對國民經(jīng)濟(jì)的二氧化碳排放的影響力呈遞減趨勢。

通過比較推動力系數(shù)，可以分析不同部門作為初始投入要素對國民經(jīng)濟(jì)二氧化碳排放的推動情況。即反映i部門增加一個初始投入對國民經(jīng)濟(jì)碳排放的推動作用。將推動力系數(shù)變化較大的幾個部門列入表3。

表3 部分行業(yè)的碳排放推動力系數(shù)

從表3的縱向可以看出，同樣是石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)這四個部門的推動力對國民經(jīng)濟(jì)的碳排放是最大的。從橫向來看，金屬冶煉及壓延加工業(yè)，燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的二氧化碳排放量有明顯降低。而電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)的推動力系數(shù)相對穩(wěn)定。另一方面建筑業(yè)，農(nóng)、林、牧、漁、水利業(yè)，食品制造及煙草加工業(yè)，紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品業(yè)，服務(wù)業(yè)等行業(yè)的碳排放推動力穩(wěn)定的遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于碳排放推動力系數(shù)均值。從表中還可以看出石油和天然氣開采業(yè)，金屬礦采選業(yè)，電氣機(jī)械及器材制造業(yè)，工藝品及其他制造業(yè)，儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械的碳排放推動力系數(shù)變化較為顯著，均呈顯著下降趨勢。這說明在這十年中，這5個部門作為初始投入對國民經(jīng)濟(jì)的二氧化碳排放的推動逐漸減弱。

3 結(jié)論及建議

如果僅從二氧化碳排放的影響力系數(shù)及推動力系數(shù)的大小比較來分析，兩類系數(shù)得到的結(jié)果是相似的，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的單位最終使用及單位初始投入的增加，對我國國民經(jīng)濟(jì)的二氧化碳排放的影響和推動非常大。結(jié)合影響力系數(shù)和推動力系數(shù)可以看出，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)的碳排放的影響力系數(shù)和推動力系數(shù)是最大的；電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的碳排放平均影響力系數(shù)居于第三位，而平均推動力系數(shù)居于第二位；燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的碳排放平均影響力系數(shù)居于第二位，而平均推動力系數(shù)居于第四位。這說明我國國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)體系在能源使用上是以石油和電力使用為主，燃?xì)鉃檩o。另一方面，煤炭開采和洗選業(yè)，石油和天然氣開采業(yè)的碳排放的平均影響力系數(shù)在均值附近波動，特別是石油和天然氣開采業(yè)的碳排放的平均影響力系數(shù)低于均值，而這兩個產(chǎn)業(yè)的碳排放平均推動力系數(shù)卻比較高，分別居于第五、六位。這說明作為單位最終使用的增加，煤炭開采和洗選業(yè)，石油和天然氣開采業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)碳排放的影響并不大，但作為單位初始投入的增加卻對國民經(jīng)濟(jì)碳排放產(chǎn)生巨大地推動作用，由此體現(xiàn)出我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對煤炭和石油的依賴性非常大。另一方面可以大力發(fā)展碳排放影響力和推動力小的產(chǎn)業(yè)，例如建筑業(yè)，農(nóng)、林、牧、漁、水利業(yè)，食品制造及煙草加工業(yè)，紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品業(yè)，服務(wù)業(yè)等。

表4 部分行業(yè)的碳生產(chǎn)率

如果結(jié)合碳生產(chǎn)率的大小與碳排放結(jié)構(gòu)系數(shù)之間關(guān)聯(lián)來分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整分析。由表4可以看出石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)這4個產(chǎn)業(yè)的碳生產(chǎn)率是所有產(chǎn)業(yè)中的最低的，這4個產(chǎn)業(yè)應(yīng)該成為促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的首選行業(yè)。農(nóng)、林、牧、漁、水利業(yè)，紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品業(yè)，通信設(shè)備、計算機(jī)及其他電子設(shè)備，電氣機(jī)械及器材制造業(yè)，工藝品及其他制造業(yè)，水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，建筑業(yè)等產(chǎn)業(yè)碳生產(chǎn)率高，但二氧化碳的影響力系數(shù)及推動力系數(shù)較小，這些行業(yè)是屬于發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)過程中應(yīng)大力發(fā)展的行業(yè)。

如果結(jié)合產(chǎn)業(yè)影響系數(shù)的大小與碳排放結(jié)構(gòu)系數(shù)之間關(guān)聯(lián)來分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整分析。首先，可以看出，電氣機(jī)械及器材制造業(yè)，通信設(shè)備、計算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)，紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品業(yè)，建筑業(yè)等產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)影響系數(shù)大，而碳排放的影響力和推動力系數(shù)較小，這些產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展將促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的增長，而不會對碳排放的影響造成過大壓力。其次，前面我們提到的碳排放影響力最高的四個產(chǎn)業(yè)：石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。其中除電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)低于各年產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)的均值而外，其余產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)均高于各年產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)的均值。這說明，如果簡單的只為降低二氧化碳排放，就嚴(yán)格限制以上四個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這將影響整個國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。最后，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，煤炭開采和洗選業(yè)的產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)略低于產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)均值，而碳排放的影響力系數(shù)較高，因此，對這樣的行業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不僅可以有效降低二氧化碳排放量，同時對國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展不會有太大影響。

通過分析，得結(jié)論及建議：

(1) 綜合二氧化碳排放的影響力及推動力分析，中國的能源結(jié)構(gòu)變化不大，仍然以煤炭為主，對石油和電力也表現(xiàn)出較強(qiáng)的依賴。就能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)而言，應(yīng)該采取一種多元的能源發(fā)展戰(zhàn)略，也就是在未來的發(fā)展中，仍將煤炭作為重要能源，通過提高技術(shù)水品，降低污染、提高煤炭使用效率 ；積極拓寬石油進(jìn)口渠道，建立石油儲備；同時重點(diǎn)發(fā)展對其他能源的開發(fā)利用，包括核能、水電、太陽能、風(fēng)能以及其他再生能源等，最終形成一種多元的生產(chǎn)和使用的能源新結(jié)構(gòu)。

(2) 綜合產(chǎn)業(yè)影響系數(shù)與碳排放影響力系數(shù)之間關(guān)聯(lián)分析，既要考慮國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的穩(wěn)定性，同時也要兼顧低碳需求。應(yīng)該重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)大且碳排放影響系數(shù)小的部門產(chǎn)業(yè)，例如電氣機(jī)械及器材制造業(yè)，通信設(shè)備、計算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)，紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品業(yè)，建筑業(yè)，服務(wù)業(yè)等。而對電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，煤炭開采和洗選業(yè)這樣的產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)略低于產(chǎn)業(yè)影響力系數(shù)均值，而碳排放的影響力系數(shù)較高，可以直接對其進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，考慮到部門產(chǎn)品之間的差異性和不可不可補(bǔ)償性，對這兩個部門的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整有一定的局限性。只能通過產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)進(jìn)步的方式來降低碳排放。

總的來說，對于我國而言發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)應(yīng)該繼續(xù)推進(jìn)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興。加大技術(shù)改造力度，引導(dǎo)企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品和節(jié)能減耗。大力發(fā)展新能源、新材料、信息網(wǎng)絡(luò)和高端制造產(chǎn)業(yè)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。加快發(fā)展服務(wù)業(yè)，進(jìn)一步提高服務(wù)業(yè)發(fā)展水平和在國民經(jīng)濟(jì)中的比重。

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Keywords：input-output table；carbon productivity；industrial influence force；industrial correlation

Empirical Analysis of China’s Carbon Dioxide Emission——Analysis of Industrial Carbon Emission Based on Input-Output Table

HEIShao-min1,MENGYan-ju2

(1.School of Mathematics and Computer, Dali University, Yunnan Dali 671000, China；2. School of Mathematics and Statistics, Yunnan University of Finance and Economics, Kunming 650221, China)

This paper uses China’s input-output table in 1997, 2000, 2002, 2005 and 2007 to calculate industrial influence coefficient and improved structure coefficient, analyzes industrial correlation between carbon dioxide emission amount and each department of national economy of China in recent years, and proposes industrial structure adjustment direction and strategy for both reducing carbon dioxide emission and keeping stable economic growth.

1672-058X(2013)10-0085-07

2013-04-01；

2013-04-25.

云南省教育廳科學(xué)研究基金項(xiàng)目(2010C045).

黑韶敏(1977-)，女，云南大理人，講師，碩士，從事統(tǒng)計應(yīng)用研究.

F222

A

責(zé)任編輯：田靜