基于投入產(chǎn)出模型的建筑業(yè)碳排放效應(yīng)測算

王 連，華歡歡，王世偉

（蘭州財經(jīng)大學(xué) 甘肅經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)量分析研究中心，蘭州 730020）

基于投入產(chǎn)出模型的建筑業(yè)碳排放效應(yīng)測算

王 連，華歡歡，王世偉

（蘭州財經(jīng)大學(xué) 甘肅經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)量分析研究中心，蘭州 730020）

文章利用STIRPAT模型和投入產(chǎn)出模型，提出直接碳排放效應(yīng)和間接碳排放效應(yīng)用來測算綜合碳排放效應(yīng)。通過行業(yè)的碳排放量和行業(yè)增加值之間的回歸分析測算出直接碳排放系數(shù)，再利用投入產(chǎn)出表計(jì)算出的完全消耗系數(shù)乘以行業(yè)的直接碳排放系數(shù)，兩者相加得到綜合碳排放效應(yīng)，此種方法成功的回避了投入產(chǎn)出表編制量少及以往研究中缺少對二氧化碳吸收方面的弊端。并且通過2004—2012年碳排放量和人均產(chǎn)業(yè)增加值及投入產(chǎn)出表的相關(guān)數(shù)據(jù)得出實(shí)證結(jié)論：2005年、2007年及2012年中由于電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)等行業(yè)的作用使得建筑業(yè)人均產(chǎn)業(yè)增加值每變化一個百分點(diǎn)就會綜合引起碳排放量變化了21.29、25.80及25.69百分點(diǎn)；建筑業(yè)間接碳排放量占總碳排放量較大；并且農(nóng)林牧漁業(yè)消減了總效應(yīng)的30.57%、8.19%和9.44%。

間接碳排放效應(yīng)；直接碳排放效應(yīng)；STIRPAT模型；投入產(chǎn)出模型

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)，溫室氣體的大量排放導(dǎo)致溫室效應(yīng)越來越嚴(yán)重，得到社會越來越廣泛的關(guān)注。中國工業(yè)的高增長具有強(qiáng)烈的高能耗特點(diǎn)，2007年中國成為全球碳排放量最大的國家。我國政府積極應(yīng)對氣候變化，把低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展作為調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重大機(jī)遇。

建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)，與很多產(chǎn)業(yè)存在著密切的聯(lián)系，所以建筑業(yè)的發(fā)展對其他行業(yè)有較大的影響，從而對碳排放量也有相應(yīng)的影響。因此建筑的發(fā)展對碳排放量的問題必須正確認(rèn)識，必須準(zhǔn)確核算建筑業(yè)碳排放的影響力。雖然，以前的學(xué)者對碳排放的現(xiàn)實(shí)情況、碳排放的主要原因、主要工業(yè)行業(yè)的碳排放的現(xiàn)狀及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)碳排放都有相關(guān)研究，但是行業(yè)關(guān)聯(lián)性碳排放的研究仍然較少，而且這些研究只是在總量上核算了行業(yè)的碳排放量，并沒有計(jì)算出具體行業(yè)增加值和碳排放量之間存在數(shù)量關(guān)系。另外，以往對碳排放的測算，多集中在碳排放沒有提及到碳吸收，本文運(yùn)用人均行業(yè)產(chǎn)出與碳排放量之間的回歸，可測算出某些行業(yè)具有吸收碳的功能，能夠更加綜合的測算碳排放。

1 方法介紹

1.1 相關(guān)概念

建筑業(yè)的直接碳排放效應(yīng)是指建筑業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)中的重要行業(yè)，自身產(chǎn)業(yè)的發(fā)展直接帶動產(chǎn)生二氧化碳效應(yīng)。建筑業(yè)不僅自身具有一定的碳排放效應(yīng)，同時也對社會的碳排放有間接的帶動效應(yīng)。所謂建筑業(yè)的間接碳排放效應(yīng)就是指通過帶動其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展間接引起的碳排放。間接效應(yīng)的傳導(dǎo)機(jī)制為：首先通過前向關(guān)聯(lián)和后向關(guān)聯(lián)與其他產(chǎn)業(yè)取得聯(lián)系，即建筑業(yè)既為其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供物資和服務(wù)，同時自身的發(fā)展也需要其他產(chǎn)業(yè)提供相應(yīng)的物資和服務(wù)，這樣建筑業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)之間形成一種緊密的關(guān)系。其次，其他產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)值變動的過程中，就會影響其碳排放量。因此，建筑業(yè)通過這種機(jī)制間接地引起了社會碳排放量的變動。

建筑業(yè)對于社會碳排放效應(yīng)的綜合效應(yīng)就是把直接效應(yīng)和間接效應(yīng)相加得到的，這種效應(yīng)也可以表示為建筑業(yè)變動相對于碳排放量變動的綜合系數(shù)，就是說建筑業(yè)變動一個百分比與碳排放量正向或者負(fù)向變動一個百分比的比值。

1.2 研究方法

我國沒有直接公布二氧化碳的排放量，因此用相關(guān)方法進(jìn)行估算，參照IPCC（2006）以及國家氣候變化對策協(xié)調(diào)小組辦公室和國家發(fā)改委能源研究所（2007）的方法，依據(jù)《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》的劃分標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)，本文估算了建筑業(yè)的碳排放量。

化石能源燃燒二氧化碳排放量的具體計(jì)算公式如下：

其中，I為各類能源消費(fèi)二氧化碳排放量的估算值；i為能源消費(fèi)種類，包括煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然氣共8種；Ei為第i種能源的消費(fèi)總量；CFi為發(fā)熱值；CCi為碳含量；COFi為氧化因子；CFi′CCi′COFi′3.67被稱為二氧化碳排放系數(shù)。

Ehrlich首次提出建立“I=PAT”方程來反映人口對環(huán)境壓力的影響，該方程將環(huán)境影響（I）與人口規(guī)模（P）、人均財富（A）和對環(huán)境毀壞的技術(shù)水平（T）用方程聯(lián)系起來，雖然該模型是一個被廣泛認(rèn)可的對環(huán)境影響的公式并且被廣泛運(yùn)用于分析環(huán)境變化的決定因素，但是該模型有一些局限性即自變量對因變量的影響是等比例的。為了克服該模型的不足，結(jié)合York等的觀點(diǎn)，可以建立一個較合理的隨機(jī)模型即STIRPAT模型來分析人口、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等因素對環(huán)境的影響。其公式為：

本文在探討碳排放與各個產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)系時，基于以上理論引入經(jīng)濟(jì)增長與碳排放量之間的非線性模型，具體模型為：

其中，f（A）為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出函數(shù)；I為碳排放量；A為人均產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出；α為調(diào)節(jié)系數(shù)。通常情況下兩邊取對數(shù)，表達(dá)式為：

通過這樣的變形后，系數(shù)β反映了產(chǎn)業(yè)人均產(chǎn)出與碳排放量之間的變化關(guān)系即產(chǎn)業(yè)人均產(chǎn)出與碳排放量之間的彈性系數(shù)。這樣系數(shù)β表示的就是建筑業(yè)人均產(chǎn)值的變化直接引起碳排放量的變化情況，即建筑業(yè)人均產(chǎn)值變化1%就會引起碳排放量的變化為100β%，由此可測算出建筑業(yè)碳排放的直接效應(yīng)。

投入產(chǎn)出模型指在馬克思主義經(jīng)濟(jì)理論指導(dǎo)下，利用數(shù)學(xué)方法和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，來研究各種經(jīng)濟(jì)活動的投入與產(chǎn)出之間的數(shù)量依存關(guān)系，特別是研究與分析國民經(jīng)濟(jì)各個部門在產(chǎn)品的生產(chǎn)與消耗之間的數(shù)量依存關(guān)系所建立的一種數(shù)學(xué)模型。本文中主要運(yùn)用投入產(chǎn)出模型中的主要指標(biāo)進(jìn)行分析的，以下對其主要指標(biāo)進(jìn)行說明：

（1）直接消耗系數(shù)，是指第j部門每生產(chǎn)單位總產(chǎn)出所消耗第i部門產(chǎn)品的單位消耗量，稱第j部門對第i部門的直接消耗系數(shù)。直接消耗系數(shù)可從投入產(chǎn)出表中直接求出，即：

其中，xij表示j部門投入i部門產(chǎn)品的數(shù)量，即投入產(chǎn)出表中第i行第j列的數(shù)字；xj表示第j部門的總投入量，即投入產(chǎn)出表中最后一個數(shù)字；aij表示直接消耗系數(shù)。

（2）完全消耗系數(shù)，是指第j部門每生產(chǎn)單位最終產(chǎn)品所直接消耗和間接消耗第i部門產(chǎn)品的單位消耗量和，稱第j部門對第i部門的完全消耗系數(shù)，用bij表示。其公式為:

計(jì)算間接效應(yīng)的主要步驟為：（1）運(yùn)用模型測算建筑業(yè)關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的碳排放彈性系數(shù)；（2）運(yùn)用投入產(chǎn)出模型中建筑業(yè)與關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的相關(guān)度即完全消耗系數(shù)乘以各產(chǎn)業(yè)的碳排放彈性系數(shù)，得出建筑業(yè)拉動其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展而產(chǎn)生的間接碳排放效應(yīng)。

2 實(shí)證研究

2.1 直接碳排效應(yīng)的測算

由于數(shù)據(jù)缺失和《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》中行業(yè)分類與《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中行業(yè)分類口徑不一致，本文僅選用建筑業(yè)和電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、農(nóng)林牧漁業(yè)、交通運(yùn)輸、倉儲和郵政業(yè)和批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)五個行業(yè)進(jìn)行測算說明。由以上公式及理論，計(jì)算得出2004—2012年各行業(yè)二氧化碳的直接排放量如表1所示。

表1 建筑業(yè)和電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的直接碳排量

根據(jù)《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》中的行業(yè)增加值和各年人口計(jì)算得出各產(chǎn)業(yè)的人均增加值，如表2所示。

表2 建筑業(yè)和電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的年人均增加值

對各個行業(yè)的直接碳排放量和人均產(chǎn)業(yè)增加值取對數(shù)，然后運(yùn)用eviews分別進(jìn)行線性回歸得到結(jié)果如表3所示。

表3 線性回歸結(jié)果

由以上結(jié)果可以看出，p值均小于0.05，說明人均產(chǎn)業(yè)增加值的對數(shù)對碳排放量對數(shù)有顯著的線性關(guān)系，由此可以得出：LPJ=-38.4268+21.26102LJ、LPD=-28.18173+ 19.20903LD、LPN=116.913-49.619LN、LPT=-30.779+ 21.544LT和LPP=4.022+1.223LP，其中LPJ、LPD、LPN、LPT和LPP分別為上述五個行業(yè)直接碳排放量取對數(shù)的值；LJ、LD、LN、LT和LP為上述五個行業(yè)人均增加值取對數(shù)的值由此，得出建筑業(yè)及其他五個行業(yè)的碳排放直接效應(yīng)分別為21.26、19.21、-49.619、21.544和1.223。

2.2 間接碳排效應(yīng)的測算

由2005年、2007年和2010年投入產(chǎn)出表計(jì)算可得出建筑業(yè)對其他行業(yè)的完全消耗系數(shù)，如表4所示。

由建筑業(yè)對其他行業(yè)的完全消耗系數(shù)乘以其他行業(yè)的直接碳排放效應(yīng)得到其他行業(yè)對建筑業(yè)的間接消耗系數(shù)，如表5所示。

表5 其他行業(yè)對建筑業(yè)的間接碳排效應(yīng)

由表5可以看出，建筑業(yè)三年的間接碳排放效應(yīng)分別是0.033343、4.537026和4.427919。把建筑業(yè)直接碳排放效應(yīng)和間接效應(yīng)相加得到建筑業(yè)三年的碳排放效應(yīng)，分別是21.294363、25.798046及25.688939。間接碳排放效應(yīng)分別占綜合碳排放效應(yīng)的比例為0.157%、17.59%和17.24%。但是除了農(nóng)林牧漁業(yè)，其他三個行業(yè)的總間接碳排放效應(yīng)是6.553、7.021和7.272，分別占綜合效應(yīng)的30.72%、23.15%和24.15%。農(nóng)林牧漁業(yè)分別消減了總效應(yīng)的30.57%、8.19%和9.44%。

3 結(jié)論

從方法上看，本文所提的方法能夠在數(shù)量上測算出建筑業(yè)的碳排放效應(yīng)，并且比較綜合的反映行業(yè)之間的碳排放方面的相互關(guān)系，對有效減排提供了有力的理論依據(jù)。

從直接碳排放效應(yīng)的測算中可看到，產(chǎn)業(yè)增加值對碳排放量有顯著的相關(guān)性。建筑業(yè)、電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、農(nóng)林牧漁業(yè)、交通運(yùn)輸、倉儲和郵政業(yè)和批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)等五個行業(yè)的人均產(chǎn)業(yè)增加值每變化一個百分點(diǎn)就會直接引起碳排放量變化21.26、19.21、-49.619、21.544和1.223個百分點(diǎn)。雖然本文對碳排放間接效應(yīng)的測算實(shí)踐上仍不完善，但是可以看出由于電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、交通運(yùn)輸、倉儲和郵政業(yè)和批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)等行業(yè)的作用使得建筑業(yè)人均產(chǎn)業(yè)增加值每變化一個百分點(diǎn)在2005年、2007年和2010年分別間接引起碳排放量變化6.553、7.021和7.272百分點(diǎn)，占綜合效應(yīng)的30.72%、23.15%和24.15%，也就是說在這三年中由于這三個行業(yè)的作用使得建筑業(yè)人均產(chǎn)業(yè)增加值每變化一個百分點(diǎn)就會間接引起碳排放量變化6.553、7.021和7.272個百分點(diǎn)，使得建筑業(yè)的碳排放效應(yīng)提升了30.72%、23.15%和24.15%。并且，測算出農(nóng)林牧漁業(yè)對碳排放具有減化作用，通過農(nóng)林牧漁對二氧化碳的吸收使得建筑業(yè)的綜合碳排放效應(yīng)減少了30.57%、8.19%和9.44%。

從這些結(jié)果可以看出建筑業(yè)碳排放影響力巨大，尤其具有很強(qiáng)的碳排放拉動能力，相關(guān)部門應(yīng)該根據(jù)行業(yè)的實(shí)際情況相應(yīng)的采取措施，使得“節(jié)能減排”進(jìn)行的更順利。另一方面，從電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)等三個行業(yè)對建筑業(yè)的間接碳排放效應(yīng)上看，其間接效應(yīng)對建筑業(yè)碳排放效應(yīng)有較大影響，并且不存在上升趨勢，而是一種波動狀態(tài)，應(yīng)該引起相關(guān)部門的注意。

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（責(zé)任編輯/浩 天）

F223

A

1002-6487（2016）21-0077-03

王 連（1977—），女，河南羅山人，博士，副教授，研究方向：應(yīng)用統(tǒng)計(jì)。

華歡歡（1989—），女，河南開封人，碩士，研究方向：經(jīng)濟(jì)預(yù)測與決策。

王世偉（1991—），男，河北沙河人，碩士，研究方向：數(shù)量經(jīng)濟(jì)分析。