經(jīng)濟(jì)增長、節(jié)能減排與區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

焦翠紅，李秀敏

(東北師范大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，吉林 長春130024)

一、引 言

近年來全球極端氣候事件頻繁發(fā)生，降水量減少，持續(xù)高溫，許多城市出現(xiàn)持續(xù)霧霾天氣，環(huán)境質(zhì)量的不斷惡化給人類的生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來災(zāi)難性后果。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)2007年第四次評估報(bào)告指出，平均氣溫提高4℃，全球國內(nèi)生產(chǎn)總值平均損失可達(dá)1%～5%?，F(xiàn)有生產(chǎn)消費(fèi)模式下，人類社會經(jīng)濟(jì)活動所產(chǎn)生的溫室氣體排放是全球氣候加速變暖的主要原因。其中，CO2作為最主要的人為溫室氣體在2004年已占到溫室氣體排放總量的77%。2005年每噸二氧化碳的社會碳成本平均估算值達(dá)到12美元，如果依照目前工業(yè)發(fā)展速度而不釆取減緩溫室氣體排放措施的話，到2030年碳排放成本將會增至100美元。[1]因此，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)既是應(yīng)對氣候變化所造成災(zāi)害的現(xiàn)實(shí)要求，也是世界新的經(jīng)濟(jì)增長動力，其中產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型在解決氣候變化問題、實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)中扮演核心角色。

關(guān)于低碳經(jīng)濟(jì)下產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的相關(guān)研究集中在三個方面：一是從宏觀上探討產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和環(huán)境及能源消耗之間的關(guān)系。1984年福雷斯特在其發(fā)表的《世界動態(tài)學(xué)》中提出了產(chǎn)業(yè)環(huán)境的概念，認(rèn)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)是相互影響的，政府在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程中應(yīng)充分考慮兩者的關(guān)系，使之協(xié)調(diào)發(fā)展。[2]環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家格羅斯曼等人(Grossman 和 Krueger，1994)對一些工業(yè)化國家反映環(huán)境指標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)長期中部分環(huán)境污染物排放量與經(jīng)濟(jì)增長表現(xiàn)為倒U形軌跡，與反映經(jīng)濟(jì)增長與收入分配關(guān)系的“庫茲涅茨曲線”相似。[3]二是把產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)作為影響碳排放的因素之一，采用指數(shù)分解法、投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)分解法、非參數(shù)距離函數(shù)等多種分解方法對碳排放進(jìn)行分解，從而了解碳排放的影響因素。這些研究結(jié)論并不一致，一方面顯示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的碳減排效應(yīng)并不明顯。Wu 等(2005)對1996～1999年中國升級二氧化碳完全分解為強(qiáng)度效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)及規(guī)模效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)中國二氧化碳排放下降的主要原因是工業(yè)部門勞動生產(chǎn)率增速減慢和能源強(qiáng)度的降低引起，而結(jié)構(gòu)調(diào)整的減排效應(yīng)不顯著[4]；Charles Lewis等(2008)對1989～2004年期間臺灣二氧化碳排放的影響因素進(jìn)行分解，得出能源強(qiáng)度、出口水平和最終需求是重要的影響因子，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的作用很小。[5]而另外一方面研究表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放有較大影響。紀(jì)玉山等(2010)以冶金礦業(yè)、化工行業(yè)、汽車行業(yè)這些高耗能行業(yè)為切入點(diǎn)探討區(qū)域低碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，指出對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行信息化 、低碳化改造的結(jié)構(gòu)升級是完成經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境保護(hù)雙重任務(wù)的重要操作手段[6]；張雷和李艷梅等 (2011) 構(gòu)建了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與單位能耗、能源消費(fèi)和能源結(jié)構(gòu)及碳排放的聯(lián)動模型，研究得出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對中國低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)可能達(dá)到60%[7]；郭運(yùn)功(2010)運(yùn)用對數(shù)平均的迪氏分解法(LMDI)對上海市物質(zhì)生產(chǎn)部門終端能源利用導(dǎo)致的二氧化碳排放量進(jìn)行了分解分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源利用效率對二氧化碳排放起抑制作用，而產(chǎn)業(yè)增加值起到促進(jìn)作用[8]；王少林(2010)基于微觀企業(yè)層面與宏觀經(jīng)濟(jì)層面的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對低碳經(jīng)濟(jì)的重要意義進(jìn)行探討，得出企業(yè)主動轉(zhuǎn)變生產(chǎn)結(jié)構(gòu)是確保企業(yè)渡過低碳挑戰(zhàn)，保持持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ闹匾侄?，政府通過大力淘汰高耗能、低效益企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，主動適應(yīng)低碳要求，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。[9]三是一些學(xué)者從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)路徑演變角度分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方向。陳詩一(2010)基于方向性距離函數(shù)的動態(tài)行為分析模型對中國工業(yè)節(jié)能減排的收益和損失進(jìn)行模擬分析，并對發(fā)展優(yōu)先的不同節(jié)能減排路徑進(jìn)行了前景模擬，找到了通向中國未來雙贏發(fā)展的最優(yōu)節(jié)能減排路徑[10]；馬濤等(2011)以寧波市為例，在傳統(tǒng)指標(biāo)和低碳指標(biāo)基礎(chǔ)之上進(jìn)行戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)選擇，進(jìn)而對寧波市實(shí)現(xiàn)“十二五”期末工業(yè)增長和碳排放減排目標(biāo)進(jìn)行模擬，結(jié)果顯示根據(jù)低碳條件下的指標(biāo)體系進(jìn)行戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)選擇，同時(shí)采用技術(shù)減排，可以有效促進(jìn)地區(qū)實(shí)現(xiàn)工業(yè)增長[11]；李秀珍和張?jiān)?2013)將經(jīng)濟(jì)增長作為目標(biāo)，碳排放、水資源和就業(yè)人數(shù)作為約束條件構(gòu)建最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，對中國提出的2015年減排目標(biāo)在工業(yè)化進(jìn)程中的可行性進(jìn)行了證實(shí)，并指出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)低碳化調(diào)整是中國實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的必要路徑。[12]

已有的相關(guān)文獻(xiàn)多是基于全國整體研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對節(jié)能減排的影響，而在中國現(xiàn)階段存在較大區(qū)域差異的情況下，各地區(qū)如何結(jié)合其自身的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和節(jié)能減排的實(shí)際情況進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、各地區(qū)具體的產(chǎn)業(yè)調(diào)整方向和調(diào)整幅度如何設(shè)定，則需要進(jìn)行更有針對性的理論研究?；诖耍疚慕Y(jié)合東北老工業(yè)基地面臨的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境問題并考慮經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的生產(chǎn)能力、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等各方面約束條件，構(gòu)建出適用于東北地區(qū)的多目標(biāo)投入產(chǎn)出優(yōu)化模型，探討如何通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長和節(jié)能減排的雙重目標(biāo)。

二、多目標(biāo)投入產(chǎn)出優(yōu)化模型設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理

(一)模型構(gòu)建

通過將投入產(chǎn)出與線性規(guī)劃、多目標(biāo)規(guī)劃方法相結(jié)合建立多目標(biāo)投入產(chǎn)出線性優(yōu)化模型，在保持經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，兼顧低碳目標(biāo)，在投入產(chǎn)出平衡經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)尋求低碳與經(jīng)濟(jì)增長雙贏的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化路徑。模型構(gòu)建過程如下：

1.目標(biāo)函數(shù)設(shè)定。

(1)區(qū)域GDP最大，即所有產(chǎn)業(yè)增加值的和達(dá)到最大：

式中，xi(t)為第t時(shí)期i部門的總產(chǎn)出，是模型中的可控優(yōu)化變量，aij(t)為第t時(shí)期j部門對i部門的直接消耗系數(shù)，n為產(chǎn)業(yè)部門的個數(shù)。

其中，ci(t)為i部門的碳排放強(qiáng)度，即第i部門單位增加值的碳排放量，vi(t)為i部門在t期的增加值系數(shù)，表示i部門增加值占總產(chǎn)出的比重。

2.約束條件設(shè)定。

對模型中的約束條件需要結(jié)合東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和低碳環(huán)保的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。2009年，哥本哈根氣候會議上中國承諾到2020年中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值碳排放比2005年降低40%～45%。2012年黨的十八大報(bào)告中提出“2020年實(shí)現(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)總值和城鄉(xiāng)居民人均收入比2010年翻一番”的經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)。其中碳減排和經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo)也是東北地區(qū)的指標(biāo)和任務(wù)。因此，本文將2020年作為規(guī)劃期，中國宏觀的節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)作為基本約束。

經(jīng)濟(jì)增長約束：終期國內(nèi)生產(chǎn)總值要能夠達(dá)到一定經(jīng)濟(jì)增長率下的預(yù)期值。東北地區(qū)近十年經(jīng)濟(jì)保持快速增長，年均增長率高于10%，但由于近年來經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，更加注重社會效益和經(jīng)濟(jì)增長質(zhì)量，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)增長速度放緩，2012年經(jīng)濟(jì)增長率已經(jīng)低于10%，并有進(jìn)一步下降的趨勢?？紤]到上述因素，本文以2010年為基期，設(shè)定到規(guī)劃期2020年的經(jīng)濟(jì)預(yù)期年均增長率分別為7.17%(GDP翻一番的增長率)、8%(正常發(fā)展)和9%(快速發(fā)展)三個檔次，進(jìn)而計(jì)算得到2020年三個檔次增長率所對應(yīng)的GDP約束的下限值。

低碳約束：根據(jù)中國政府的減排承諾，分兩種情境設(shè)定東北地區(qū)2020年碳強(qiáng)度目標(biāo)，分為在2005年的基礎(chǔ)上降低40%和45%兩檔，用每個產(chǎn)業(yè)的碳排放系數(shù)(見表2)乘以其增加值再求和算出二氧化碳排放總量。通過計(jì)算，2005年東北地區(qū)碳排放強(qiáng)度為6.38噸/萬元，按照減排目標(biāo)，2020年的碳排放強(qiáng)度約束為3.82～3.51噸/萬元。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)約束：現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)之一就是第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，提高第三產(chǎn)業(yè)占比是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向。因此，將規(guī)劃期末第三產(chǎn)業(yè)達(dá)到期望比重作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)約束。圖1為東北地區(qū)2006年以來三次產(chǎn)業(yè)比重變化。近年來，東北地區(qū)三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)基本保持穩(wěn)定狀態(tài)，第一產(chǎn)業(yè)平均比重在11%左右，二次產(chǎn)業(yè)比重占到52%，三次產(chǎn)業(yè)平均占比為37%。各省也在經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中提出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)要進(jìn)一步得到優(yōu)化，加強(qiáng)對第三產(chǎn)業(yè)的政策扶持和關(guān)注，使第三產(chǎn)業(yè)的比重提高到40%以上，本文設(shè)定到2020年第三產(chǎn)業(yè)占總產(chǎn)值比重的下限為40%。

圖1 東北地區(qū)三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化圖

投入產(chǎn)出平衡約束：該約束條件中，最終使用Yt按照GDP呈現(xiàn)的年均增長速度保守估計(jì)各產(chǎn)業(yè)增加值的期望下限值，At按照上文所論述的方法取值；另外，模型中各產(chǎn)業(yè)部門的產(chǎn)值及引入模型中的正負(fù)偏差變量都要求為非負(fù)值。

在優(yōu)化目標(biāo)和約束條件設(shè)定后，根據(jù)多目標(biāo)規(guī)劃的經(jīng)典解法，在兩個目標(biāo)約束中加上正負(fù)偏差變量d1+、d1-、d2+、d2-，并將經(jīng)濟(jì)增長和低碳目標(biāo)賦予相同的優(yōu)先級，權(quán)重均為1。以總偏差最小作為達(dá)成函數(shù)得到最終模型為：

模型中，xi為各產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值，是優(yōu)化變量，vi是i部門的增加值率，Y0是基期(2010年)的GDP，rk表示不同的預(yù)期增長率，ci是i部門的碳排放強(qiáng)度，C0表示東北地區(qū)基期(2005年)碳排放強(qiáng)度，rh表示碳排放強(qiáng)度降低率，C0(1-rh) Y0(1+rk)表示第k經(jīng)濟(jì)增率和第h碳排放強(qiáng)度降低率下CO2排放總量的上限值。第三個等式為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)約束，17部門劃分中，x16為商業(yè)、運(yùn)輸業(yè)，x17為其他服務(wù)業(yè)，均屬于第三產(chǎn)業(yè)。

(二)模型數(shù)據(jù)

本文的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)為國家信息中心編制的2002年和2007年中國區(qū)域間投入產(chǎn)出表——東北區(qū)域17部門投入產(chǎn)出表，部門分類如表1所示。相關(guān)數(shù)據(jù)分別來自于《中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《黑龍江統(tǒng)計(jì)年鑒》、《吉林統(tǒng)計(jì)年鑒》、《遼寧統(tǒng)計(jì)年鑒》。

表1 東北地區(qū)投入產(chǎn)出表部門分類

模型中需要預(yù)測東北地區(qū)2020年各產(chǎn)業(yè)的直接消耗系數(shù)矩陣At，直接消耗系數(shù)反應(yīng)了某一產(chǎn)業(yè)部門單位產(chǎn)出對其他部門的消耗，又稱為技術(shù)系數(shù)。東北地區(qū)作為經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)，其技術(shù)效率相對較低，可用經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平較高的東部沿海地區(qū)直接消耗系數(shù)當(dāng)前值替代東北區(qū)域2020年的直接消耗系數(shù)矩陣。另外，對于模型中的增加值系數(shù)向量Vt，通過2002年和2007年東北地區(qū)投入產(chǎn)出表可以計(jì)算出各個產(chǎn)業(yè)增加值系數(shù)的年均變化率，進(jìn)而推算出2020年的增加值系數(shù)向量。

由于統(tǒng)計(jì)年鑒中缺乏二氧化碳排放數(shù)據(jù)，需要通過計(jì)算得到。本文綜合補(bǔ)充了以往的對碳排放量的計(jì)算方法，首先根據(jù)《IPCC 國家溫室氣體清單指南》提供的方法并結(jié)合東北地區(qū)實(shí)際的能源消耗情況計(jì)算出各種能源的碳排放系數(shù)C,計(jì)算公式為：

Ci=Hi×Yi×Oi

其中，Ci為第i種能源的CO2排放系數(shù)，Hi為第i種能源的低位發(fā)熱量，Yi為第i種能源的碳排放因子，Oi為第i種能源的碳氧化率。IPCC提供了各能源的碳含量和氧化率，通過CO2和C的分子量計(jì)算得到Y(jié)i，各能源CO2排放系數(shù)見表2：

表2 能源碳排放系數(shù)

結(jié)合碳排放系數(shù)根據(jù)下面公式得到各行業(yè)CO2的排放量。

其中，ECj表示第j個行業(yè)的CO2排放量，F(xiàn)ij表示j行業(yè)對第i種能源的消耗量。分行業(yè)終端能源消費(fèi)量可以從各省的統(tǒng)計(jì)年鑒中獲得。由于東北地區(qū)分行業(yè)能源消費(fèi)量無法直接獲得，因而需要依照上述方法分別計(jì)算出吉林、遼寧、黑龍江三個省份分行業(yè)CO2排放量，然后將其加總得出東北地區(qū)17個行業(yè)CO2排放量，進(jìn)而除以東北地區(qū)2005年GDP計(jì)算得到東北地區(qū)各產(chǎn)業(yè)CO2排放強(qiáng)度，見表3：

表3東北地區(qū)17個產(chǎn)業(yè)部門碳排放強(qiáng)度(單位:噸/萬元)

產(chǎn)業(yè)部門碳排放強(qiáng)度(2005年)減排40%減排45%產(chǎn)業(yè)部門碳排放強(qiáng)度(2005年)減排40%減排45%10.210.120.11104.982.992.7425.723.433.14115.123.072.8231.330.800.73121.610.960.8842.841.711.56133.622.171.9959.615.775.291422.5113.5112.3864.572.742.51150.220.130.1276.623.973.64160.640.380.3585.853.513.22171.240.740.68912.157.296.68

三、東北區(qū)域低碳約束下產(chǎn)業(yè)優(yōu)化結(jié)果分析

表4～6*注：受限于數(shù)據(jù)可得性，表4～6中的年均增長率是2007～2020年的平均增長率。模擬出經(jīng)濟(jì)增長率為7.17%(GDP翻一番的增長率)、8%(正常發(fā)展)和9%(快速發(fā)展)和碳排放強(qiáng)度在2005年基礎(chǔ)上降低40%和45%六種情境下的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化結(jié)果：

表4 低碳約束下GDP翻一番的優(yōu)化模擬結(jié)果

表4顯示了在滿足2020年的GDP比2010年翻一番的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求時(shí)，各產(chǎn)業(yè)部門在兩種低碳約束下模擬得到的最優(yōu)總產(chǎn)出和年均增長率。由上表可以看出，為了滿足經(jīng)濟(jì)增長和低碳的雙重目標(biāo)，各產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出顯著差異，增長速度分布離散，17個產(chǎn)業(yè)部門中7個產(chǎn)業(yè)部門的增長率需要達(dá)到兩位數(shù)以上，第三產(chǎn)業(yè)中的商業(yè)、運(yùn)輸業(yè)的年均增長率需要達(dá)到17%以上，而建筑業(yè)總產(chǎn)出呈現(xiàn)負(fù)增長，即應(yīng)該減少其總產(chǎn)出。2020年要達(dá)到增加值翻一番，則2007～2020年的年均增長率需要達(dá)到9.4%，達(dá)到這一增長率要求的有10個產(chǎn)業(yè)部門，包括采選業(yè)、紡織服裝業(yè)、造紙印刷及文教用品制造業(yè)、石化工業(yè)、金屬冶煉及制品業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、其他制造業(yè)、電力熱力及水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)、商業(yè)和運(yùn)輸業(yè)、其他服務(wù)業(yè)，即這10個產(chǎn)業(yè)部門應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展，加快其增長速度。該優(yōu)化結(jié)果表明，東北地區(qū)目前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與節(jié)能減排所要求的優(yōu)化結(jié)構(gòu)還有較大差距。另外，在GDP翻一番的前提下，碳排放強(qiáng)度約束由40%增加到45%時(shí)，農(nóng)林牧漁業(yè)、紡織服裝業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、機(jī)械工業(yè)、電子機(jī)械及電子通信設(shè)備制造業(yè)及其他制造業(yè)這6個部門增長率有小幅度增加，調(diào)增幅度均在0.05%以下，商業(yè)運(yùn)輸業(yè)的增長率有較大幅度提升，增長率從17.22%提高到18.17%。這7個產(chǎn)業(yè)部門的碳排放強(qiáng)度相對較小，它們的發(fā)展既能保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，又具有低碳化的發(fā)展空間，對東北地區(qū)的低碳化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了良好的條件。

表5 低碳約束下GDP年均增長8%的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化結(jié)果

表5是2010～2020年年均增長率在8%時(shí)各產(chǎn)業(yè)部門在不同碳強(qiáng)度約束下的發(fā)展趨勢。17個產(chǎn)業(yè)部門的增長率同樣表現(xiàn)出較大差異，商業(yè)、運(yùn)輸業(yè)及其他服務(wù)業(yè)所屬的第三產(chǎn)業(yè)仍然表現(xiàn)出較大的增長幅度。換算成以2007年為基期時(shí)，年均增長率需要達(dá)到10.3%，該表中達(dá)到或者超過這一平均水平的部門有10個，與表3中的部門相同，即這10個部門的發(fā)展對經(jīng)濟(jì)增長有明顯的拉動作用。與表3情況不同的是，碳排放強(qiáng)度從40%增加到45%時(shí)，該種情境下有6個產(chǎn)業(yè)部門增長率增加。農(nóng)業(yè)部門、非金屬礦物制品業(yè)和機(jī)械業(yè)的增長率開始小幅下降，分別需要降低0.27%、0.13%和0.12%，采選業(yè)和交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)的增長率調(diào)增，調(diào)增幅度為0.05%和1%。也就是說，在較高的經(jīng)濟(jì)增長的目標(biāo)下，進(jìn)一步加強(qiáng)減排強(qiáng)度時(shí)，對農(nóng)業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)和機(jī)械業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長的促進(jìn)作用減弱，對采選業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長較為有利。

表6 低碳約束下GDP年均增長9%的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化結(jié)果

表6是2010～2020年年均增長率在9%時(shí)各產(chǎn)業(yè)部門模擬優(yōu)化結(jié)果。換算成以2007年為基期時(shí)，年均增速為10.8%，表3和表4中發(fā)展較快的10個部門在該種情境下繼續(xù)表現(xiàn)出較高的優(yōu)化增速。與表3和表4不同的是，除建筑業(yè)外，其他16個產(chǎn)業(yè)部門的增長差距減小，各產(chǎn)業(yè)部門增速分布相對更集中，即在更高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求下，碳排放約束對各產(chǎn)業(yè)部門的影響減弱。建筑業(yè)在6種情境下均出現(xiàn)負(fù)的增長率，說明建筑業(yè)對東北區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響很小，應(yīng)該縮減其產(chǎn)業(yè)規(guī)模。另外，在該經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo)下，石化工業(yè)的發(fā)展情況與表3和表4中該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)反向變化，隨著碳排放強(qiáng)度的增強(qiáng)，其增長速度反而需要調(diào)增，表明了該產(chǎn)業(yè)對東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長的重要作用。

為了進(jìn)一步了解產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整方向和調(diào)整力度，本文測算了17個產(chǎn)業(yè)部門的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力是指優(yōu)化后的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中各個產(chǎn)業(yè)所占比例與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中各產(chǎn)業(yè)比重之差，這是制定產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方案的依據(jù)。正號表示該產(chǎn)業(yè)存在擴(kuò)大潛力，即該產(chǎn)業(yè)在總產(chǎn)出中的比例調(diào)增；負(fù)號表示該產(chǎn)業(yè)存在縮小潛力，即應(yīng)該縮減其在總產(chǎn)出中的比重。表7是不同經(jīng)濟(jì)增長與低碳約束下各產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力。

表7不同情境下產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力(單位：%)

部門編號GDP翻番8%增長率9%增長率減排40%減排45%減排40%減排45%減排40%減排45%1-2.28-2.22-2.55-2.42-2.60-2.542-0.11-0.21-0.35-0.45-0.49-0.573-1.97-2.16-2.05-2.16-2.02-2.1940.090.110.050.080.040.075-0.35-0.40-0.37-0.40-0.36-0.4161.000.831.010.881.060.8971.720.831.340.581.210.388-0.46-0.43-0.31-0.28-0.22-0.2091.041.070.790.890.740.7710-0.99-1.00-1.11-1.09-1.14-1.15112.852.302.952.492.552.4512-0.62-0.58-0.56-0.39-0.57-0.37130.450.450.410.410.400.39143.110.743.100.652.710.6015-4.94-4.88-4.03-5.96-5.06-5.01166.8610.266.728.586.538.551714.576.6812.466.0010.515.08

表7顯示，每個產(chǎn)業(yè)部門在6種情境下的結(jié)構(gòu)調(diào)整方向是一致的，僅表現(xiàn)為調(diào)整幅度的不同。17個產(chǎn)業(yè)部門中9個表現(xiàn)出不同程度的正的結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力，尤其是第三產(chǎn)業(yè)(商業(yè)、運(yùn)輸業(yè)和其他服務(wù)業(yè))在不同的經(jīng)濟(jì)增長和碳減排約束下均具有很大的調(diào)整潛力，調(diào)整幅度達(dá)到5%以上，即相對于2007年的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)而言，2020年經(jīng)過優(yōu)化后的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出在整個國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出中的比例至少應(yīng)該提高5個百分點(diǎn)。其次，電力、熱力及水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)也具有較大的正向調(diào)整潛力，不過可以看出隨著碳減排約束程度的加大，其正向調(diào)整潛力幅度明顯降低，主要由其行業(yè)本身特征決定，在生產(chǎn)電力、熱力的過程中會產(chǎn)生大量二氧化碳，使其具有較高的碳排放強(qiáng)度。另外，注意到具有較高碳排放強(qiáng)度的交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)(5.12噸/萬元)、石化工業(yè)(6.62噸/萬元)和金屬冶煉及制品業(yè)(12.15噸/萬元)在總產(chǎn)出中的比重也具有增加趨勢，它們的平均調(diào)增幅度分別為2.6%、1.01%、0.88%，雖然這些產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出的減少對于CO2減排有比較明顯的效果，但它們對東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長的影響遠(yuǎn)高于其他行業(yè)，東北三省“十二五”中也均將它們作為重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。紡織服裝業(yè)和包括儀器儀表及文化辦公用機(jī)械制造業(yè)、工業(yè)品及其他制造業(yè)、廢品廢料在內(nèi)的其他制造業(yè)也都呈現(xiàn)出正向調(diào)整潛力，但調(diào)整幅度均較小，分別為0.07%和0.42%，這些產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度較小，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)發(fā)展水平不高。此外，在這些產(chǎn)出調(diào)增的部門中，隨著經(jīng)濟(jì)增長速度的加快，其調(diào)增幅度在減緩，這說明東北地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在著調(diào)整潛力，但這種潛力是有限度的，在調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的同時(shí)還應(yīng)注意產(chǎn)業(yè)部門技術(shù)效率的提高。同時(shí)，17個產(chǎn)業(yè)部門中8個產(chǎn)業(yè)部門存在負(fù)向調(diào)整潛力。農(nóng)林牧漁業(yè)在6種情境下的平均調(diào)減幅度為2.44%，該調(diào)整幅度基本符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，并且隨著低碳約束的加強(qiáng)其縮減幅度下降，但縮減幅度很小，說明第一產(chǎn)業(yè)受低碳約束的影響很小。優(yōu)化后的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中建筑業(yè)呈現(xiàn)出較大幅度的縮減，平均調(diào)減幅度達(dá)到5.13%，雖然其碳排放強(qiáng)度很小，僅為0.22噸/萬元，但建筑業(yè)對東北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長貢獻(xiàn)很小，并非優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，因而應(yīng)該在一定程度上減少其在總產(chǎn)出中的比重。對于機(jī)械工業(yè)，在低碳強(qiáng)度約束相同時(shí)，其縮減比例的絕對值隨著經(jīng)濟(jì)增長的加快而增大，經(jīng)濟(jì)增長為7.17%、8%和9%時(shí)對應(yīng)的縮減幅度分別為0.99%、1.11%和1.14%，在經(jīng)濟(jì)增長較慢(7.17%)和較快(9%)時(shí)，該產(chǎn)業(yè)縮減幅度隨著碳強(qiáng)度約束的加強(qiáng)而增加，在經(jīng)濟(jì)增長處于中間時(shí)(8%)，碳強(qiáng)度約束由40%增加到45%時(shí)，其縮減比例反而有所降低。采選業(yè)、木材加工及家具制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、電氣機(jī)械及電子通信設(shè)備制造業(yè)也都應(yīng)該縮小它們在總產(chǎn)出中的比重，縮減比例均在1%以下，表明現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中這些產(chǎn)業(yè)部門所占的比重是較為合理的。

四、結(jié)論與啟示

結(jié)合東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境質(zhì)量的實(shí)際情況構(gòu)建含有經(jīng)濟(jì)增長和低碳雙重目標(biāo)的投入產(chǎn)出優(yōu)化模型，測算三檔經(jīng)濟(jì)增長率和兩檔碳排放強(qiáng)度目標(biāo)下各產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的演進(jìn)方向和各行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力。結(jié)果顯示：

1.從產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長方面看，調(diào)整碳排放強(qiáng)度和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對各產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)增長率都有一定的影響，但影響程度存在較大差異。一些產(chǎn)業(yè)部門在不同經(jīng)濟(jì)增長率和碳排放強(qiáng)度約束下都呈現(xiàn)出較高的增長潛力，包括采選業(yè)、紡織服裝業(yè)、造紙印刷及文教用品制造業(yè)、石化工業(yè)、金屬冶煉及制品業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、其他制造業(yè)、電力熱力及水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)、商業(yè)和運(yùn)輸業(yè)、其他服務(wù)業(yè)，這10個部門對區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長具有明顯的帶動作用，是需要重點(diǎn)關(guān)注的產(chǎn)業(yè)，尤其是第三產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長潛力遠(yuǎn)高于其他行業(yè)。在經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo)較低時(shí)，低碳約束的增強(qiáng)對農(nóng)業(yè)、紡織服裝業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、機(jī)械工業(yè)、其他制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長較為有利；在經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo)較高時(shí)，隨著低碳約束的增強(qiáng)，采選業(yè)、石化工業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)這些碳排放強(qiáng)度較高的產(chǎn)業(yè)反而有著更高的增長潛力；電氣機(jī)械及電子通信設(shè)備制造業(yè)、商業(yè)及運(yùn)輸業(yè)由于無論是在高經(jīng)濟(jì)增長還是低經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo)下，碳排放約束越強(qiáng)，它們的增長潛力越大。

2.從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力方面看，在6種情境下，每個行業(yè)在調(diào)整方向上具有一致性，調(diào)整幅度有不同程度的差異。農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、食品制造及煙草加工業(yè)存在較大的負(fù)向調(diào)整潛力，即應(yīng)該降低它們在總產(chǎn)出中的比重；同時(shí)，由于前兩個產(chǎn)業(yè)的碳排放系數(shù)較低，當(dāng)碳排放約束增強(qiáng)時(shí)，它們的縮減比例有所降低，而食品制造及煙草加工業(yè)隨著低碳約束的增強(qiáng)需要進(jìn)一步地調(diào)減其在總產(chǎn)出的比例。采選業(yè)、木材加工及家具制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、機(jī)械工業(yè)和電氣機(jī)械及電子通信設(shè)備制造業(yè)均需要小幅度地調(diào)減。商業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、其他服務(wù)業(yè)、電力、熱力及水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)這四個產(chǎn)業(yè)需要加大幅度提高它們在總產(chǎn)出中的比重，紡織服裝業(yè)、造紙印刷及文教用品制造業(yè)、石化工業(yè)、金屬冶煉及制品業(yè)和其他制造業(yè)具有小幅度的正向調(diào)整潛力。

3.從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整趨勢方面看，東北地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化應(yīng)該呈現(xiàn)出“軟化”趨勢，即在產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中逐步降低資源和有形產(chǎn)品等要素的作用，而提高服務(wù)、信息和技術(shù)等生產(chǎn)要素的作用，無論從增長率還是從結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力看，交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、商業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、其他服務(wù)業(yè)都應(yīng)該進(jìn)一步得到提升，成為東北地區(qū)未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潮流。同時(shí)，模擬結(jié)果也表明，與經(jīng)濟(jì)增長和節(jié)能減排的目標(biāo)要求相比，還需要各產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)明顯的差異化發(fā)展格局，這說明東北地區(qū)目前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與節(jié)能減排所要求的優(yōu)化結(jié)構(gòu)相差甚遠(yuǎn)，而且產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在一定程度上存在“剛性”，因而未來很長一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整將成為東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要任務(wù)。

本文的測算結(jié)果較為清晰地顯示了東北地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方向，各個情境下的合意增長速度和各產(chǎn)業(yè)部門的調(diào)整潛力的計(jì)算可以作為制定有效產(chǎn)業(yè)政策的參考依據(jù)。對于碳排放強(qiáng)度小、調(diào)整潛力較大的第三產(chǎn)業(yè)部門(商業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、服務(wù)業(yè))，應(yīng)給予相應(yīng)的政策傾斜，大力發(fā)展和提升第三產(chǎn)業(yè)，包括積極發(fā)展以提高社會生產(chǎn)效率為重點(diǎn)的生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)，提升發(fā)展?jié)M足人們需求的生活性服務(wù)業(yè)，使第三產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟(jì)增長的新引擎。對于東北地區(qū)而言，農(nóng)業(yè)是其優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，從理論上講，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中該產(chǎn)業(yè)在總產(chǎn)出中的比例下降，但是農(nóng)業(yè)總產(chǎn)出的增長速度不能低于7.5%，以維持農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)地位和保證農(nóng)民的收入水平。同時(shí)，應(yīng)該大力發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品精深加工，促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)升級，實(shí)現(xiàn)由糧食產(chǎn)量大向糧食深加工和綠色食品跨越，突出重點(diǎn)領(lǐng)域，著力延長水稻、玉米等在東北地區(qū)具有優(yōu)勢的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，鞏固農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地位。對于交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、石化工業(yè)、金屬冶煉及制品業(yè)等碳排放系數(shù)較高但對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要貢獻(xiàn)的產(chǎn)業(yè)，要更多地從優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率方面考慮，最大限度發(fā)揮這些部門對經(jīng)濟(jì)增長和節(jié)能減排的潛力,帶來經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的雙贏。對于建筑業(yè)、食品制造及煙草加工業(yè)、機(jī)械工業(yè)這些需要放慢增長速度、縮減其在總產(chǎn)出中比重的產(chǎn)業(yè)，需要根據(jù)定量的測算結(jié)果有意識、有計(jì)劃地加以引導(dǎo)和限制。但也不能放棄這些行業(yè)的發(fā)展，因?yàn)閺漠a(chǎn)業(yè)全面發(fā)展的角度，這些行業(yè)很可能是某些重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)的配套行業(yè)；一個地區(qū)要想更快更好地發(fā)展，相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)也必須有很好的發(fā)展。

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