中國碳排放增長驅(qū)動因素及其關(guān)鍵路徑研究

謝 銳，王振國，張彬彬

(湖南大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，湖南 長沙 410079)

中國碳排放增長驅(qū)動因素及其關(guān)鍵路徑研究

謝 銳，王振國，張彬彬

(湖南大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，湖南 長沙 410079)

深入研究中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中二氧化碳排放增長的驅(qū)動因素和關(guān)鍵路徑，對有的放矢地制定減排政策，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，應(yīng)對氣候變化有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文基于WIOD提供的中國序列投入產(chǎn)出表，采用結(jié)構(gòu)分解分析和結(jié)構(gòu)路徑分解方法考察了1995-2014年影響中國碳排放變動的主要因素和關(guān)鍵路徑。結(jié)果表明：中國碳排放增長的最大驅(qū)動因素是經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)張；而抑制國內(nèi)碳排放增長的最主要因素則是各部門碳排放強(qiáng)度的下降；中間投入產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變動則進(jìn)一步導(dǎo)致碳排放增長。從供給鏈路徑來看，“非金屬礦物制品業(yè)→(中間部門)→固定資本形成”和“電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)→(中間部門)→固定資本形成”分別是驅(qū)動中國碳排放實(shí)現(xiàn)增長和下降的最重要路徑類型。為有效降低碳排放，中國應(yīng)加強(qiáng)碳排放強(qiáng)度在關(guān)鍵路徑中的減排作用，促進(jìn)生產(chǎn)的中間投入改革，優(yōu)化需求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)居民消費(fèi)、投資與減排的關(guān)系。

碳排放；結(jié)構(gòu)分解分析；結(jié)構(gòu)路徑分解；驅(qū)動因素；關(guān)鍵路徑

1 引言

氣候變暖受到了國際廣泛關(guān)注，溫室氣體減排問題成為國際環(huán)境外交的核心議題，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家對話的重要內(nèi)容。2015年12月，近200個締約方達(dá)成《巴黎協(xié)定》，標(biāo)志著全球氣候新秩序的起點(diǎn)，如何實(shí)現(xiàn)合作調(diào)節(jié)、控制并最終減少碳排放成為各國未來幾十年的重要工作。中國作為二氧化碳排放量最大的國家，到底是什么原因促進(jìn)了中國碳排放持續(xù)快速增長，值得探討。且中國承諾二氧化碳排放在2030年左右達(dá)到峰值并爭取盡早達(dá)峰，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，面臨著嚴(yán)峻減排形勢。為深化中國碳排放增長的認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，有必要識別中國二氧化碳排放增長的驅(qū)動力，針對性地制定有效的減排政策。

基于投入產(chǎn)出模型的結(jié)構(gòu)分解分析(Structural Decomposition Analysis, SDA)可以將影響經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境系統(tǒng)的各個因素分離出來，單獨(dú)定量各因素對系統(tǒng)碳排放的貢獻(xiàn)。目前，SDA方法被廣泛應(yīng)用于中國碳排放增長的驅(qū)動因素研究中，Peters等[1]和Guan Dabo等[2]分析了中國碳排放量變化影響因素，F(xiàn)an Ying等[3]和Zhang Youguo[4]對中國碳排放強(qiáng)度變化進(jìn)行了分解，Geng Yong等[5]和Tian Xin等[6]則探究了中國省份碳排放的驅(qū)動因素，趙忠秀等[7]和張友國[8]等對中國貿(mào)易含碳量進(jìn)行分解。研究者從上述不同層面與角度對中國碳排放變化的驅(qū)動因素進(jìn)行了研究，但一般缺少動態(tài)序列分解分析。Su Bin和Ang[9]認(rèn)為序列分解提供了每種效應(yīng)隨時間推移而變化的信息，當(dāng)研究時期大于五年且投入產(chǎn)出表可得時，序列分解更優(yōu)。除SDA方法外，其它方法也被用于能源消耗與碳排放的研究，如LMDI(Logarithmic Mean Divisia Index)分解法(孟明等[10])、DEA-MPI(Data Envelopment Analysis and Malmquist Productivity Index)分解法(趙國浩和高文靜[11])和計(jì)量方法(吳振信等[12])。

盡管SDA可以識別碳排放變化的驅(qū)動因素，為政策制定者提供重要建議，但未來碳減排政策將轉(zhuǎn)向生產(chǎn)、分配、流通和消費(fèi)全過程，因此，需要對碳排放進(jìn)行更深層面的分解，具體識別驅(qū)動碳排放變動的產(chǎn)業(yè)路徑。然而，現(xiàn)有研究缺少產(chǎn)業(yè)路徑層面的分解分析。EIO-LCA(Environmental Input-Output-Life Cycle Assessment)模型可以分析產(chǎn)品生命周期對環(huán)境的影響，揭露產(chǎn)業(yè)部門經(jīng)濟(jì)活動間的鏈狀關(guān)系。其基本思想是將列昂惕夫逆矩陣拆分為關(guān)于直接消耗系數(shù)矩陣的序列展開式(Waugh[13])，以分析最終需求直接導(dǎo)致的影響(如為滿足居民對電力的直接需求而產(chǎn)生的排放)和涉及中間需求的間接影響(如建筑業(yè)對非金屬礦物品的間接需求而引致的排放)，但其屬于靜態(tài)層面的研究。Wood和Lenzen[14]通過結(jié)合SDA，提出了結(jié)構(gòu)路徑分解(Structural Path Decomposition, SPD)分析法。該方法不僅可以識別碳排放變動的具體產(chǎn)業(yè)路徑，還可以明確每條路徑上不同因素的變動效應(yīng)。Gui Shusen等[15]即采用SDA和SPD方法分析了中國1992、1997、2002和2007年25部門碳排放變動的關(guān)鍵因素和關(guān)鍵路徑，但其所依據(jù)的表是國家統(tǒng)計(jì)局編制的競爭型投入產(chǎn)出表，不能直接測算最終需求對碳排放的影響(劉瑞翔和姜彩樓[16])。且中國加入世界貿(mào)易組織后，對外經(jīng)貿(mào)關(guān)系日益密切，競爭型投入產(chǎn)出表不能詳細(xì)反映研究系統(tǒng)與外部環(huán)境間的聯(lián)系，所得結(jié)果往往存在偏誤，而非競爭型投入產(chǎn)出表更適用于國際貿(mào)易發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境(陳錫康等[17])。

綜合以往的研究，可以發(fā)現(xiàn)關(guān)于中國碳排放變化影響因素文獻(xiàn)存在以下不足：(1)缺少SDA序列分解，缺少從動態(tài)角度分析碳排放變化影響效應(yīng)隨時間推移的變化趨勢；(2)大多學(xué)者側(cè)重碳排放影響因素分析，針對關(guān)鍵影響路徑的分析較少。因此，本文主要貢獻(xiàn)在于：(1)基于1995-2014年中國非競爭型投入產(chǎn)出表和分部門碳排放數(shù)據(jù)，利用SDA序列分解法研究了中國碳排放增長的影響因素及其動態(tài)變遷；(2)利用SPD方法深入挖掘中國碳排放增長的影響因素，以及最終需求背后從上游到下游的完整產(chǎn)業(yè)路徑，描繪驅(qū)動中國碳排放變動的關(guān)鍵部門間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而促進(jìn)減排策略更精確地針對特定產(chǎn)業(yè)部門或特定需求類型。

本文后續(xù)部分安排如下：第二部分，理論模型及數(shù)據(jù)來源；第三部分，展示結(jié)構(gòu)分解分析結(jié)果，并對結(jié)果進(jìn)行分析；第四部分，介紹結(jié)構(gòu)路徑分解結(jié)果并對結(jié)果進(jìn)行討論；第五部分，結(jié)論與政策啟示。

2 理論模型與數(shù)據(jù)說明

2.1理論模型

本文采用中國(進(jìn)口)非競爭型投入產(chǎn)出表，即區(qū)分了國內(nèi)產(chǎn)品與進(jìn)口產(chǎn)品的中間投入。記A為生產(chǎn)過程中國產(chǎn)品和進(jìn)口品的直接投入產(chǎn)出技術(shù)系數(shù)矩陣；F為國內(nèi)對所有產(chǎn)品(包括國產(chǎn)品和進(jìn)口品)的最終需求矩陣，包含居民消費(fèi)、政府消費(fèi)、固定資本形成、存貨變動；Ex為出口向量；X為總產(chǎn)出向量；M為進(jìn)口向量；C為CO2排放向量。如下表1是(進(jìn)口)非競爭型經(jīng)濟(jì)-環(huán)境投入產(chǎn)出表。

表1 單區(qū)域(進(jìn)口)非競爭型經(jīng)濟(jì)-環(huán)境投入產(chǎn)出表

注：右上角標(biāo)d代表國產(chǎn)品，m表示進(jìn)口品。

由表1的橫向平衡關(guān)系，可得：

AdX+(Fd+Ex)=X

(1)

利用Leontief逆矩陣，L=(I-Ad)-1，(1)式可表示如下：

X=(I-Ad)-1(Fd+Ex)=L(Fd+Ex)

(2)

C=cX=cL(Fd+Ex)

(3)

最終需求(Fd+Ex)可進(jìn)一步分解為最終需求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)ψ、最終需求類型結(jié)構(gòu)δ、經(jīng)濟(jì)規(guī)模Y、人口規(guī)模P四個因素相乘形式，則式(3)可改寫為：

C=cLψδYP

(4)

其中，ψ為n×d維矩陣，表示基于最終需求的各部門產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，元素ψij表示第j類最終需求中第i類部門產(chǎn)品的比例。δ為d×1維列向量，表示各類型最終需求結(jié)構(gòu)，元素δj表示第j類最終需求占國產(chǎn)品總需求的比例。Y為數(shù)值，由最終需求與人口規(guī)模之比得到。

記比較期CO2排放量為Ct,基期CO2排放量為C0,則該段時期內(nèi)CO2排放量變化由ΔC=Ct-C0給出。符號“Δ”表示變化量。

根據(jù)(4)式可對ΔC進(jìn)行增量分解如下：

ΔC=C(Δc)+C(ΔL)+C(Δψ)+C(Δδ)+C(ΔY)+C(ΔP)

(5)

則從(5)式可識別出六類因素變動對CO2排放的影響。針對SDA分解形式非唯一性問題，本文采用Dietzenbacher和Los[18]建議的兩極分解法確定各因素的影響。所謂兩極分解方法，就是將從第一個因素開始分解得到的各因素變化對應(yīng)變量的影響值，以及從最后一個因素開始分解得到的各因素的影響值的平均值，確定為各因素對應(yīng)變量的影響值。分解形式如式(6)：

(6)

(7)

為進(jìn)一步挖掘中國CO2排放增長影響因素背后的上下游產(chǎn)業(yè)關(guān)系，根據(jù)SPD模型，對中國CO2排放量結(jié)構(gòu)分解模型進(jìn)行擴(kuò)展。由于Leontief逆矩陣反映了各個部門最終使用對其他部門產(chǎn)品的完全消耗情況，可以進(jìn)一步分解為直接消耗和經(jīng)過多個部門的間接消耗：

L=(I-Ad)-1=I+Ad+Ad2+Ad3+…

(8)

由于本文僅考慮國產(chǎn)品的CO2排放，因此接下來將Ad簡寫為A,表示國產(chǎn)品的直接消耗系數(shù)矩陣。將式(8)引入式(4)，可得：

C=c(I+A+A2+A3+…)ψδYP=cψδYP+cAψδYP+cA2ψδYP+…

(9)

由于引入了Leontief逆矩陣的展開式，根據(jù)式(9)對CO2排放的變化ΔC進(jìn)行增量分解，據(jù)此可以考察每一條產(chǎn)業(yè)路徑中不同因素所導(dǎo)致的碳排放變化量。

ΔC=(Δc)ψδYP+c(Δψ)δYP+cψ(Δδ)YP+cψδ(ΔY)P+cψδY(ΔP)+(Δc)AψδYP+c(ΔA)ψδYP+cA(Δψ)δYP+cAψ(Δδ)YP+cAψδ(ΔY)P+cAψδY(ΔP)+(Δc)AAψδYP+c(ΔA)AψδYP+cA(ΔA)ψδYP+cAA(Δψ)δYP+cAAψ(Δδ)YP+cAAψδ(ΔY)P+cAAψδY(ΔP)+…

(10)

式(10)中，等式1-5項(xiàng)為CO2排放的一階效應(yīng)，即某一部門沒有經(jīng)過中間部門直接流向最終需求的碳排放，如居民消費(fèi)對電力部門的需求引起的碳排放變化。等式右邊6-11項(xiàng)為二階效應(yīng)，可以解釋某一類型的最終需求對某一部門的直接需求所引致的對另一部門的間接需求所引起的碳排放，如固定資本形成對建筑業(yè)的直接需求所引致的對非金屬礦物產(chǎn)業(yè)的間接需求，所引起的CO2排放為一個二階路徑。三階及其以上影響路徑涉及更多的中間需求。SPD賦予各階影響路徑更細(xì)致的內(nèi)涵，即可以細(xì)致分析某一條路徑中碳排放強(qiáng)度、中間投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)、最終需求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、最終需求類型結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)規(guī)模、人口規(guī)模六種因素的影響，特別是占主導(dǎo)地位的因素和作用方向大小。

2.2數(shù)據(jù)來源及說明

本文在實(shí)證分析中采用了中國1995-2014年中國(進(jìn)口)非競爭型投入產(chǎn)出表。其中，1995-2011年投入產(chǎn)出表來自于2013年WIOD編制發(fā)布的表，2012-2014年投入產(chǎn)出表取自于2016年WIOD編制發(fā)布的表。為使不同年份的投入產(chǎn)出表具有統(tǒng)一口徑，本文對產(chǎn)業(yè)部門進(jìn)行整理，得到具有相同產(chǎn)業(yè)部門分類1995-2014年中國34部門投入產(chǎn)出序列表。1995-2009年二氧化碳排放數(shù)據(jù)來自WIOD環(huán)境賬戶，2010-2014年二氧化碳排放數(shù)據(jù)采用中國分行業(yè)能源消費(fèi)數(shù)據(jù)并參考IPCC[19]方法估計(jì)得到。中國分行業(yè)能源消費(fèi)數(shù)據(jù)來源為歷年《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》。需要說明的是，由于WIOD環(huán)境賬戶中的碳排放數(shù)據(jù)不僅僅包含能源消費(fèi)所產(chǎn)生的碳排放，還包括非能源消費(fèi)所產(chǎn)生的碳排放，而《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》并沒有公布相應(yīng)年份中國分行業(yè)的非能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，根據(jù)1995-2009年WIOD所公布碳排放數(shù)據(jù)對2010-2014年中國分行業(yè)碳排放估計(jì)值進(jìn)行了調(diào)整。人口數(shù)據(jù)來源于世界銀行(World Bank)。

3 二氧化碳排放變化的結(jié)構(gòu)分解分析

3.1驅(qū)動因素分析

本部分將根據(jù)SDA分解結(jié)果(公式6)，從動態(tài)視角來分析六個不同影響因素對碳排放變化的貢獻(xiàn)。如圖1所示，1995-2014年20年間中國碳排放量呈現(xiàn)了快速增長趨勢，從2723.1 MT(百萬噸)CO2增長至8494.0 MT CO2，增長了211.9%。尤其在2001年加入世界貿(mào)易組織之后，中國碳排放量實(shí)現(xiàn)了大幅增長。2002-2014年期間排放量增長了5643.3 MT，占整個研究期間總排放增長量的97.8%。

SDA分解結(jié)果顯示，經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)張是中國碳排放增長的最大驅(qū)動因素，它導(dǎo)致碳排放在1995-2014年間增加了220.5%。從趨勢上看，在1995-2002年期間，經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)張對碳排放增長的拉動作用比較平緩，2002年后，其成為驅(qū)動中國碳排放增長的主要因素，但由于2008年國際金融危機(jī)的沖擊，經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)張對中國碳排放的拉動有放緩趨勢。在整個研究期間及分階段內(nèi)，抑制國內(nèi)碳排放增長的最主要因素是各部門碳排放強(qiáng)度的下降。1995-2014年期間，碳排放強(qiáng)度的下降導(dǎo)致碳排放減少了162.0%，但仍不能抵消經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大所導(dǎo)致的中國碳排放增長(差額為3376.8 MT)。動態(tài)來看，碳排放強(qiáng)度效應(yīng)促使碳排放減少，2001年后，碳排放強(qiáng)度下降促使碳排放下降的效應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)。

導(dǎo)致中國碳排放大幅增長的第二大因素是中間投入產(chǎn)品結(jié)構(gòu)效應(yīng)，其變動導(dǎo)致中國碳排放增長了27.8%，原因可能在于排放強(qiáng)度大和資源環(huán)境粗放型行業(yè)中間投入產(chǎn)品比例上升。雖然中間投入產(chǎn)品結(jié)構(gòu)效應(yīng)總體上呈現(xiàn)上升趨勢(導(dǎo)致排放增長)，但在各分階段內(nèi)變化較大，在1995-2003年變化幅度較小，2003年以后上升速率加快，2005-2012年穩(wěn)定在1200 MT左右，但之后又有上升趨勢。人口規(guī)模的擴(kuò)大則使中國碳排放在整個研究期間有所增加(549.0 MT)，但其促進(jìn)作用相對較小，其影響為9.5%。除上述因素外，無論是在整個研究期間還是在各分階段內(nèi)，最終需求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和最終需求類型結(jié)構(gòu)這兩個因素的變化對中國碳排放變化的驅(qū)動作用不明顯，影響都很有限。此外，我們發(fā)現(xiàn)中國碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)，由于受2001年“入世”和2008年全球金融危機(jī)的影響，經(jīng)濟(jì)規(guī)模以及碳排放強(qiáng)度效應(yīng)都在2002和2008年附近發(fā)生變化。這與Gui等的結(jié)論類似。

圖1 1995-2014年中國CO2排放變化的影響因素效應(yīng)的趨勢

3.2最終需求分析

前文對于中國碳排放變化的分解結(jié)果顯示，經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)張是帶動中國碳排放增長的最重要因素。因此，本部分集中討論居民消費(fèi)、政府消費(fèi)、固定資本形成、存貨變動以及出口等反映經(jīng)濟(jì)規(guī)模的五類最終需求變動對碳排放的影響。圖2顯示，在1995-2014年間，五類最終需求規(guī)模的擴(kuò)大促進(jìn)中國碳排放增加了13516.6 MT。

圖2 1995-2014年五類最終需求對中國碳排放變化的影響

由固定資本形成、出口和居民消費(fèi)規(guī)模擴(kuò)大所引起的經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)是導(dǎo)致中國碳排放大幅度增加的主要原因?？傮w來看，固定資本形成是引起中國碳排放增長的最大需求來源，它導(dǎo)致碳排放在1995-2014年間增長了5980.4 MT，占總增長量的103.6%。這與Gui等有所不同，其認(rèn)為出口是導(dǎo)致中國碳排放增長的最主要需求，可能的解釋是不同路徑的相互抵消效應(yīng)。不過分階段來看，2002年前固定資本形成引起碳排放增長量要小于居民消費(fèi)所引起的排放增長量，但在2002年后固定資本形成需求效應(yīng)迅速上升，一躍成為促進(jìn)碳排放增長的最大需求源，這意味著中國固定資本投資結(jié)構(gòu)存在“高碳化”特征。

出口需求效應(yīng)則緊隨其后，其變化在整個研究期間使中國碳排放量增加了3225.2 MT，占總增長量的55.9%。動態(tài)地看，出口需求效應(yīng)自2001年中國“入世”后加速上升，并在2004年首度超過居民消費(fèi)需求效應(yīng)，成為導(dǎo)致中國碳排放量增加的第二大因素。2008年國際金融危機(jī)爆發(fā)后，受制于我國主要外貿(mào)市場的歐美發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷，外需疲軟使我國出口遭受巨大沖擊，導(dǎo)致出口需求效應(yīng)在2008-2009年間大幅度下降，意味著中國碳排放存在典型的“國外消費(fèi)，國內(nèi)污染”的現(xiàn)象。但2009年后出口需求效應(yīng)隨著出口回升又重現(xiàn)上升趨勢。

居民消費(fèi)需求效應(yīng)也使碳排放量在整個研究期間有較大幅度的上升，其變化引起了3209.4 MT碳排放增加量，占總排放增長量的55.6%。而分階段來看，居民消費(fèi)需求效應(yīng)對中國碳排放的推動貢獻(xiàn)作用主要發(fā)生在2002年前，之后其推動貢獻(xiàn)有所減弱，但由其變化所導(dǎo)致的絕對碳排放量規(guī)模則呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢。政府消費(fèi)需求效應(yīng)使中國碳排放規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)定持續(xù)上升趨勢，它導(dǎo)致碳排放在1995-2014年間增長了1014.9MT，占總增長量的17.6%。但從趨勢上來看，由于固定資本形成以及出口規(guī)模的大幅增加，政府消費(fèi)需求引致的碳排放的比重則趨于下降。此外，無論從絕對規(guī)模還是從相對比重來看，存貨變動對中國碳排放變動的影響甚微，存貨變動在1995-2014年間導(dǎo)致中國碳排放增加了86.7 MT，僅占總增長量的1.5%，程度非常小。

3.3基于行業(yè)層面影響因素分析

在上文對碳排放總量分解基礎(chǔ)上，并且考慮到不同行業(yè)之間的碳排放差異，本文進(jìn)一步深入行業(yè)層面，以期找到驅(qū)動中國碳排放增長的深層次原因。表2給出了中國三次產(chǎn)業(yè)的碳排放變化情況。不難看出，中國碳排放的絕大部分(89.9%)來自于第二產(chǎn)業(yè)，即與第一產(chǎn)業(yè)(0.8%)和第三產(chǎn)業(yè)(9.3%)相比，第二產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展是驅(qū)動碳排放大幅增加的最重要產(chǎn)業(yè)，其導(dǎo)致碳排放在1995-2014年間增加了5189.7 MT，這也符合一般預(yù)期。從具體細(xì)分行業(yè)來看，在整個研究期間，電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)以及基本金屬和金屬制品業(yè)占排放變化總量的比重分別為53.8%、11.7%、11.1%，是導(dǎo)致中國碳排放增長最大的前三個關(guān)鍵行業(yè)。

表2 1995-2014年中國CO2排放變化分產(chǎn)業(yè)的構(gòu)成分解

注：二氧化碳變化量的單位是(百萬噸)，占排放變化總量的比重單位是(%)

進(jìn)一步對上述三個關(guān)鍵行業(yè)的碳排放影響因素進(jìn)行分析，表3給出了具體SDA分析結(jié)果。三個行業(yè)的結(jié)果都說明了排放強(qiáng)度的下降是抑制碳排放量增加的最主要因素。與碳排放強(qiáng)度效應(yīng)相反，持續(xù)擴(kuò)張的經(jīng)濟(jì)規(guī)模是促進(jìn)碳排放快速增長的最重要因素，完全抵消了碳排放強(qiáng)度下降所抑制的碳排放增長。分部門來看，對非金屬礦物制品業(yè)而言，經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化帶動的排放增長是碳排放強(qiáng)度下降所抑制的排放減少的近兩倍。值得注意的是，中國對中間產(chǎn)品的使用結(jié)構(gòu)以及最終產(chǎn)品的需求結(jié)構(gòu)這兩個因素均使碳排放在1995-2014年間下降，這意味著該部門中間投入和最終需求結(jié)構(gòu)有“低碳化”趨勢。至于基本金屬和金屬制品業(yè)，除碳排放強(qiáng)度效應(yīng)外，其它五個因素都導(dǎo)致該部門碳排放增長，僅經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)就完全抵消了碳排放強(qiáng)度下降的減排效應(yīng)。由前文可知，在1995-2014年間電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)累計(jì)為中國碳排放增長貢獻(xiàn)超過一半，是最大的碳排放部門。經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大和中間投入產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變動是導(dǎo)致該部門碳排放增長的主要因素?？梢灶A(yù)期的是，該部門可能隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來更多的碳排放，避免的方法在于能否改善其中間投入結(jié)構(gòu)，從而改善投入結(jié)構(gòu)減少該行業(yè)蘊(yùn)含的CO2。

4 二氧化碳排放變化的結(jié)構(gòu)路徑分解

通過上文SDA分析，我們對影響中國碳排放增長的驅(qū)動因素、主要需求類型以及關(guān)鍵部門在宏觀層面上有了比較清晰的認(rèn)識。本文進(jìn)一步剖析各類最終需求影響中國碳排放變化的產(chǎn)業(yè)路徑以及產(chǎn)業(yè)路徑上不同因素的影響程度。本部分將利用式(10)對中國碳排放變化的產(chǎn)業(yè)路徑進(jìn)行SPD分析。

表3 1995-2014年中國關(guān)鍵行業(yè)CO2排放變化的SDA結(jié)果(百萬噸)

注：表中的百分比是指各因素在1995-2014年間引起的碳排放量占碳排放變化總量的比重。

由于三階以上排放路徑影響較小，且涉及中間部門多而復(fù)雜，因此，本文對影響碳排放的關(guān)鍵路徑分析集中于前三階路徑。通過設(shè)定閾值篩選，對1995-2014年影響碳排放增長及減少的前30條關(guān)鍵路徑進(jìn)行分析。表4和表5顯示了結(jié)構(gòu)路徑分解結(jié)果。表中，“排放變化”表示在某條產(chǎn)業(yè)路徑中因素變化導(dǎo)致碳排放量的變動程度?！半A數(shù)”代表構(gòu)成產(chǎn)業(yè)路徑的部門數(shù)量：如果為1，一階產(chǎn)業(yè)路徑表示為“部門1→最終需求”；如果為2，二階產(chǎn)業(yè)路徑表示為“部門1→部門2→最終需求”；如果為3，三階產(chǎn)業(yè)路徑表示為“部門1→部門2→部門3→最終需求”。“因素”表示導(dǎo)致碳排放變化的作用因素，如式(10)所表述。

4.1二氧化碳排放增長的關(guān)鍵路徑分析

本小節(jié)對促進(jìn)中國碳排放增加的前30條關(guān)鍵路徑進(jìn)行分析。如表4所示，經(jīng)濟(jì)規(guī)模是促進(jìn)碳排放在1995-2014年間增長的最主要因素，引起了69.3%的碳排放增長(表中前30條路徑導(dǎo)致的排放增長總量，下同)，這再次印證了上文SDA結(jié)論，即經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)張是中國碳排放增長的最大驅(qū)動因素。一階中間投入結(jié)構(gòu)次之，是推動CO2排放增長的第二大因素(14.5%)。最終需求類別結(jié)構(gòu)和最終需求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)這兩個因素分別引起了9.0%和7.1%的CO2排放增長。

前文從最終需求層面對于中國碳排放的SDA結(jié)果顯示，由固定資本形成引起的經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)是導(dǎo)致中國碳排放大幅度增加的最重要原因(如圖2)，因此可以預(yù)期固定資本形成是引起CO2排放增長的最主要需求。表4所顯示的SPD結(jié)果很好的證實(shí)了這一點(diǎn)，顯示在整個研究期間有55.6%的碳排放增長量是由固定資本形成需求拉動的。在1995-2014年間，居民消費(fèi)規(guī)模的變動使中國碳排放增加了32.2%。值得注意的是，與SDA結(jié)果不同，表4顯示出口對中國碳排放增長的貢獻(xiàn)僅為7.7%，可能存在如下原因：一是中國出口以制造業(yè)為主，其生產(chǎn)工序階段涉及產(chǎn)業(yè)部門較多，產(chǎn)業(yè)路徑大于三階；二是出口通過三階以內(nèi)的路徑引致的碳排放增長量較分散，不在閾值選擇范圍內(nèi)，從而未在本部分的分析范圍中。

接下來，我們對關(guān)鍵路徑進(jìn)行深入分析。由表4可知，經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大在路徑“非金屬礦物制品業(yè)→建筑業(yè)→固定資本形成”中導(dǎo)致中國碳排放增加了1286.0 MT，占1995-2014年CO2排放增加量的22.3%，是促進(jìn)CO2排放增長的最關(guān)鍵路徑。其它路徑可作類似解釋。

對表4中路徑總體影響分析可知，“非金屬礦物制品業(yè)→(中間部門)→固定資本形成”路徑類型(包括中間部門非金屬礦物制品業(yè)、建筑業(yè))，涉及路徑1、4和13，對中國碳排放增長貢獻(xiàn)最大，引發(fā)的碳排放量占1995-2014年前30條關(guān)鍵路徑碳排放總增長量的25.2%。經(jīng)濟(jì)規(guī)模和最終需求類型結(jié)構(gòu)均在這類路徑上起到促進(jìn)碳排放增長的作用，且均為間接影響。其中，經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大在“非金屬礦物制品業(yè)→建筑業(yè)→固定資本形成”和“非金屬礦物制品業(yè)→非金屬礦物制品業(yè)→固定資本形成”這兩條路徑上引起了1469.1 MT碳排放增加量；最終需求類型結(jié)構(gòu)變動在“非金屬礦物制品業(yè)→建筑業(yè)→固定資本形成”路徑上導(dǎo)致碳排放增長了465.8 MT，是第四大促進(jìn)碳排放增長路徑。

對中國碳排放增長的整體影響第二大的路徑類型為“電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)→(中間部門)→固定資本形成”(包括中間部門建筑業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)、基本金屬和金屬制品業(yè))，涉及路徑5、6、11、14、15、18和22，總共引起了20.4%的碳排放增加量。在這類路徑上，經(jīng)濟(jì)規(guī)模、一階中間投入結(jié)構(gòu)和最終需求類型結(jié)構(gòu)都呈現(xiàn)為間接效應(yīng)。以一階中間投入結(jié)構(gòu)為例，在“電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)→建筑業(yè)→固定資本形成”路徑上，其變化導(dǎo)致中國碳排放在整個研究期間增加了386.2 MT(第5大影響路徑)。

表4 1995-2014年中國CO2排放量增加的前30條關(guān)鍵路徑

注：“排放變化”單位是百萬噸。

4.2二氧化碳排放減少的關(guān)鍵路徑分析

本小節(jié)對促進(jìn)中國碳排放減少的前30條關(guān)鍵路徑進(jìn)行分析。由表5不難看出，抑制中國碳排放增加的最主要影響因素是碳排放強(qiáng)度。在前30條關(guān)鍵減少路徑上，排放強(qiáng)度下降使碳排放量減少了5894.8 MT，占1995-2014年期間碳排放減少總量(表中前30條路徑導(dǎo)致的排放減少總量，下同)的84.5%。這意味著，降低生產(chǎn)工序過程中碳排放強(qiáng)度有利于實(shí)現(xiàn)“碳減排”目標(biāo)。此外，中間投入產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、最終需求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和最終需求類型結(jié)構(gòu)這三個因素變化對減少碳排放作用相對有限，僅涉及路徑4、11、15、19、20和21，引起了13.5%的碳排放減少。需要注意的是，一階中間投入結(jié)構(gòu)(涉及路徑4和21)在降低CO2排放量上亦發(fā)揮重要作用，占整個研究期間碳排放減少總量的7.9%。

從最終需求角度看，固定資本形成與居民消費(fèi)同樣是引起中國碳排放減少的主要需求類型，分別引起了56.3%、30.3%的排放量減少。結(jié)合表4的分解結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)在不同產(chǎn)業(yè)路徑層面，固定資本形成與居民消費(fèi)不僅可以促進(jìn)碳排放增長還可以抑制碳排放增長。之所以出現(xiàn)這樣的情況，是因?yàn)镾DA將碳排放變化完全分解為六個因素的作用結(jié)果，而SPD僅僅分析特定因素在特定產(chǎn)業(yè)路徑上的作用，是不完全分解，因此使用SDA和SPD方法得到最終需求的結(jié)果不同。這也再次印證針對重點(diǎn)碳排放部門和具體部門間流向治理的重要性。

對關(guān)鍵路徑的深入分析表明，碳排放強(qiáng)度的下降在路徑“電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)→居民消費(fèi)”上導(dǎo)致中國碳排放減少了967.0 MT，占1995-2014年期間中國碳排放總變動量的16.8%，在抑制碳排放增長的關(guān)鍵路徑中排序第1。

從路徑整體影響來看，“電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)→(中間部門)→固定資本形成”路徑類型(包括中間部門建筑業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)、基本金屬和金屬制品業(yè)以及機(jī)械和設(shè)備制造業(yè)，涉及路徑3、5、7、10、20和29)，對中國實(shí)現(xiàn)“碳減排”目標(biāo)助益最大，上述路徑減少碳排放量占前30條路徑總和的23.8%。碳排放強(qiáng)度和二階中間投入結(jié)構(gòu)均在這類路徑上起到促進(jìn)排放減少的作用，且都為間接影響。其中，二階中間投入結(jié)構(gòu)變動在“電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)→非金屬礦物制品業(yè)→建筑業(yè)→固定資本形成”路徑20上減少碳排放量115.1MT，占CO2排放減少總量的1.6%。除上述路徑20外，碳排放強(qiáng)度下降通過其余3、5、7和29路徑一共減少了CO2排放1544.2 MT。以路徑3為例，碳排放強(qiáng)度變化在“電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)→建筑業(yè)→固定資本形成”路徑上使中國碳排放減少566.2 MT，為第三大促進(jìn)碳排放減少的關(guān)鍵路徑。

對“碳減排”整體影響第二大的關(guān)鍵路徑類型為“非金屬礦物制品業(yè)→(中間部門)→固定資本形成”，包括中間部門建筑業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)，涉及路徑2、4和12，在1995-2014年期間貢獻(xiàn)了21.0%的CO2減少量。碳排放強(qiáng)度和一階中間投入結(jié)構(gòu)這兩個因素變化在該類路徑上促進(jìn)CO2排放減少1467.4 MT。具體來看，碳排放強(qiáng)度下降在“非金屬礦物制品業(yè)→建筑業(yè)→固定資本形成”路徑上減少CO2排放878.0 MT，為第2大促進(jìn)“碳減排”的關(guān)鍵路徑；一階中間投入結(jié)構(gòu)變動在路徑“非金屬礦物制品業(yè)→建筑業(yè)→固定資本形成”上抑制碳排放增長440.0 MT (第4大影響路徑)。

表5 1995-2014年中國CO2排放量減少的前30條關(guān)鍵路徑

注：“排放變化”單位是百萬噸；部門3列中“電燃水”為電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)縮寫。

綜合上述中國碳排放變化的關(guān)鍵路徑(如表4、5所示)，從關(guān)鍵路徑涉及的重要部門來看，非金屬礦物制品業(yè)、電力燃?xì)饧八纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)、建筑業(yè)以及基本金屬和金屬制品業(yè)等四個產(chǎn)業(yè)部門在1995-2014年期間對中國碳排放變動的影響較大。而Gui等分析認(rèn)為，影響中國碳排放關(guān)鍵路徑涉及非金屬產(chǎn)品部門、電力部門、金屬冶煉業(yè)、建筑業(yè)以及機(jī)械制造業(yè)等部門，與本文分析結(jié)果相類似。

從關(guān)鍵路徑的整體影響來看，SPD結(jié)果表明，“非金屬礦物制品業(yè)→(中間部門)→固定資本形成”和“電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)→(中間部門)→固定資本形成”這兩類路徑類型在1995-2014年間分別對中國碳排放增長和下降影響最為顯著。并且在上述兩類路徑上，經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大和最終需求類型結(jié)構(gòu)變動促進(jìn)CO2排放增加的效應(yīng)大于碳排放強(qiáng)度下降的“碳減排”效應(yīng)，因此上述兩類路徑總體上導(dǎo)致了中國CO2排放量的增加。

5 結(jié)語

本文基于中國(進(jìn)口)非競爭型投入產(chǎn)出表和分部門二氧化碳排放數(shù)據(jù)，運(yùn)用結(jié)構(gòu)分解分析和結(jié)構(gòu)路徑分解方法，對1995年至2014年中國碳排放變化的驅(qū)動因素及其關(guān)鍵路徑進(jìn)行了研究。綜合上文分析，我們得到以下結(jié)論與政策啟示：

(1)SDA實(shí)證結(jié)果顯示，在整個研究期間及分階段內(nèi)，經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)張是中國碳排放增長的最大驅(qū)動因素，抑制國內(nèi)碳排放增長的最主要因素則是各部門碳排放強(qiáng)度的下降，但是持續(xù)擴(kuò)張的經(jīng)濟(jì)規(guī)模完全抵消了碳排放強(qiáng)度下降所延緩的碳排放增長。此外，中間投入產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變動則進(jìn)一步推動中國碳排放的增長。除了上述因素外，最終需求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、最終需求類型結(jié)構(gòu)以及人口規(guī)模這三個因素對中國碳排放變化的影響有限。

隨著中國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大帶來的碳排放增長具有剛性。因此，中國控制碳排放增長并不意味著要盲目地通過抑制經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)張來減少碳排放。而碳排放強(qiáng)度下降對CO2排放減少具有極大的促進(jìn)作用，同時碳排放強(qiáng)度的減排效應(yīng)還不能彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)規(guī)模對碳排放增長的促進(jìn)作用，因此通過有效政策進(jìn)一步降低碳排放強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)碳排放減少目標(biāo)是可行的。包括改善能源需求結(jié)構(gòu)，鼓勵生產(chǎn)和消費(fèi)清潔能源；與擁有先進(jìn)節(jié)能技術(shù)和清潔生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)達(dá)國家合作，請求技術(shù)援助，引入新可再生的綠色能源生產(chǎn)技術(shù)。另外，中國還應(yīng)優(yōu)化中間產(chǎn)品投入結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)生產(chǎn)部門減少對高排放產(chǎn)業(yè)部門產(chǎn)品的投入和需求。

(2)由于SDA將碳排放變化完全分解為六個因素的作用結(jié)果，而SPD僅僅分析特定因素在特定產(chǎn)業(yè)路徑上的作用，是不完全分解，因此SDA和SPD方法關(guān)于最終需求的結(jié)果不同。SDA結(jié)果表明，固定資本形成和出口擴(kuò)張引起的經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)是導(dǎo)致中國碳排放增長的主要原因；但考慮到SPD結(jié)果，居民消費(fèi)同樣是延緩中國碳排放增長的主要需求類型，因而與居民消費(fèi)有關(guān)的產(chǎn)業(yè)路徑不容忽視。SPD結(jié)果表明外貿(mào)增長并非導(dǎo)致中國碳排放增長的最主要原因，居民消費(fèi)和固定資本形成規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大才是驅(qū)動碳排放增長的動因。

盡管中國二氧化碳排放增長主要是由于需求規(guī)模擴(kuò)大引起的，但減少碳排放不等于壓制需求增長，而是促進(jìn)需求增長模式的轉(zhuǎn)變，逐漸優(yōu)化最終需求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并通過需求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化控制需求引致的碳排放增長。具體而言，可通過適當(dāng)?shù)呢?cái)稅政策及宣傳教育在居民中倡導(dǎo)可持續(xù)消費(fèi)模式和綠色生活方式，優(yōu)化居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)；鼓勵出口附加價值高而碳排放強(qiáng)度低的產(chǎn)品或服務(wù)，如住宿和餐飲業(yè)以及批發(fā)和委托貿(mào)易業(yè)等等；利用資金和優(yōu)惠政策引導(dǎo)對長期綠色的項(xiàng)目的投資，減少物質(zhì)性投資以優(yōu)化固定資本形成需求結(jié)構(gòu)等。

(3)從重要部門和產(chǎn)業(yè)路徑層面分析發(fā)現(xiàn)，非金屬礦物制品業(yè)、電力燃?xì)饧八纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)、建筑業(yè)以及基本金屬和金屬制品業(yè)等四個產(chǎn)業(yè)部門是導(dǎo)致中國碳排放變化的重要部門，主要依靠碳排放強(qiáng)度的下降來延緩碳排放增長。1995-2014年研究期間，“非金屬礦物制品業(yè)→(中間部門)→固定資本形成”和“電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)→(中間部門)→固定資本形成”這兩類路徑類型在1995-2014年間分別對中國碳排放增長和下降影響最為顯著，經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大和最終需求類型結(jié)構(gòu)變化促進(jìn)碳排放增加的作用，大于碳排放強(qiáng)度和中間投入產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化的減排作用，因此這兩類路徑均在整體上導(dǎo)致中國碳排放增加。

政府應(yīng)加強(qiáng)對非金屬礦物制品業(yè)、電力燃?xì)饧八纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)、建筑業(yè)以及基本金屬和金屬制品業(yè)等高排放部門的監(jiān)管，并通過適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)、法律和行政手段限制其碳排放規(guī)模擴(kuò)大。具體包括加大對這些部門節(jié)能減排的技術(shù)支持，鼓勵企業(yè)部門加大對能源利用技術(shù)的研發(fā)投入力度，推進(jìn)其進(jìn)行技術(shù)設(shè)備更新?lián)Q代。對于關(guān)鍵路徑而言，應(yīng)從各個影響因素著手，針對上下游部門綜合治理，如優(yōu)化非金屬礦物制品業(yè)以及電力燃?xì)馑纳a(chǎn)供應(yīng)業(yè)的能源使用結(jié)構(gòu)，通過技術(shù)創(chuàng)新，降低碳排放強(qiáng)度，提高上述兩個上游部門對建筑業(yè)等中間部門的投入產(chǎn)出效率，優(yōu)化對上述部門的固定資本投資等。

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StudyonDrivingFactorsandCriticalSupplyChainPathsofCO2EmissionsinChina

XIERui，WANGZhen-guo，ZHANGBin-bin

(School of Economics and Trade, Hunan University, Changsha 410079，China)

As the world’s largest emitter of carbon dioxide emissions, China has promised to reach its peak carbon emissions by 2030 or earlier, thus facing a major challenge on aspect of emission reduction for its potential impact on climate change. To efficiently realize green development, it’s important to identify the driving factors as well as the critical supply chain paths that drive changes in life cycle CO2emissions and aid both policy makers and decision makers by enabling the tracing of the change in key production chains over time. In this paper, based on the 1995-2014 linked Chinese environmental non-competitive (import) input-output tables, structural decomposition analysis (SDA) and structural path decomposition (SPD) methods are applied to investigate the relative impact of various factors and extract critical supply chains involved in changes in CO2emissions over this study period. The IO tables and historical carbon emissions data by sector for China range from 1995 to 2014, extending over a 20-year study period. The influence on changes of CO2emissions derived from final demand is composed of six factors: sectoral emission intensity (c); intermediate input product structure (L); product structure of final demand (ψ); category composition of final demand (δ); per capita final demand (Y), and population (P). The detailed analysis reveals that the per capita final demand is the dominant driving factor in China’s CO2emissions growth, while the change of emission intensity of production in China greatly offset the growth of emissions, and intermediate input product structure further lead to emissions growth. From the perspective of supply chain paths, the top ranking path affecting CO2emissions is identified to be “non-metallic mineral industry→construction→fixed capital formation”. We also find that the supply chain paths with the largest increasing and decreasing overall impacts are “non-metallic mineral industry→fixed capital formation”, and “Electricity, gas and water supply→fixed capital formation”, respectively. And the conclusions of this paper provide insights into the driving factors influencing CO2emissions and boost supervision of critical emissions supply chain paths, offering theoretical and practical supports for the policy makers and decision makers reasonable measures that can be applied progressively to aid in China’s carbon abatement in reality.

1003-207(2017)10-0119-11

10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2017.10.013

F061；X32

A

2016-07-01；

2017-05-15

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(71673083，71303076，71420107027);湖南省科技計(jì)劃軟科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目(2015zk2002)

謝銳(1983-)，男(漢族)，江西人，湖南大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院副教授，研究方向：氣候變化與碳排放，E-mail：xrxrui@126.com.

Keywords： CO2emissions; structural decomposition analysis; structural path decomposition; driving factors; critical supply chain paths