基于結(jié)構(gòu)分解的中國碳排放驅(qū)動因素研究

馬 浩

(晉中學(xué)院 經(jīng)濟(jì)管理系，山西 晉中 030619)

關(guān)于碳排放驅(qū)動因素的研究主要是運用指數(shù)分解法(IDA)和結(jié)構(gòu)分解法(SDA)兩種方法來探討能源強度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)進(jìn)步等因素對碳排放的影響因素。權(quán)麗[1]、史紅亮等[2]應(yīng)用IDA中的Laspeyres指數(shù)分解方法對碳排放進(jìn)行分解。但I(xiàn)DA中應(yīng)用最為廣泛的是對數(shù)平均Divisia 指數(shù)分解法(LMDI)，楊武等[3]在區(qū)域?qū)用嫔蠎?yīng)用了該方法對武漢市的能源消費碳排放也采用了LMDI分解，徐國泉[4]、朱勤等[5]則從國家這一宏觀層面用該方法對我國的碳排放進(jìn)行了分解分析。雖然IDA可以充分利用每一年的數(shù)據(jù)，并且使用起來更為簡便、操作難度更低，但卻無法對不同產(chǎn)業(yè)之間的聯(lián)系進(jìn)行描述。而SDA的實現(xiàn)需要借助投入產(chǎn)出表，在分析的過程中從不同行業(yè)的角度探討，同時也可以根據(jù)研究的需要將不同的產(chǎn)業(yè)部門進(jìn)行合并，有針對性地進(jìn)行論述。Leontief.W等[6]最早利用SDA方法對美國空氣污染排放的變動進(jìn)行解析研究。查建平等[7]在對我國的旅游業(yè)的碳排放的因素分解中借助SDA分解法對旅游業(yè)的碳排放進(jìn)行了分解，得出旅游業(yè)的直接碳排放占比較低，其所引致的碳排放間接來源于其他部門。綜上，SDA方法借助投入產(chǎn)出表將不同時期二氧化碳排放量的變化分解為能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)、能源強度效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動效應(yīng)，最終需求效應(yīng)等因素，來測算這些因素對碳排放的貢獻(xiàn)程度。一般認(rèn)為能源強度效應(yīng)是主要起抑制作用，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)和最終需求效應(yīng)是主要的拉升因素。因為能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)的影響相對不顯著，所以本文在進(jìn)行分解的時候選擇了能源強度效應(yīng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)，同時將最終需求效應(yīng)分解最終需求結(jié)構(gòu)效應(yīng)和最終需求總量效應(yīng)。此外，還采用了影響力系數(shù)和感應(yīng)度系數(shù)來分析和比較經(jīng)濟(jì)中各行業(yè)的重要地位以及其與國民經(jīng)濟(jì)總體之間的相互影響。

一、IO-SDA模型構(gòu)建

(一)IO-SDA分解模型的構(gòu)建

本文參考以往學(xué)者的研究，把二氧化碳的排放量分解為四項驅(qū)動因素的乘積，建立如下的IO-SDA模型[8]：

≈F(Tt-T0)LUsUv+FT(Lt-L0)UsUv+

FΔTLUsUv+FTΔLUsUv+FTLΔUsUv+

FTLUsΔUv+ΔCrsd

也就是說，碳排放的差值最終分解成了能源強度效應(yīng)、技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)(即里昂惕夫逆矩陣效應(yīng))、最終需求結(jié)構(gòu)效應(yīng)和最終需求總量效應(yīng)，因為碳排放系數(shù)是固定的，其效應(yīng)為0。

SDA分解方法通常面對如何處理結(jié)構(gòu)分解余項的問題，結(jié)構(gòu)分解余項ΔCrsd即多重因素效應(yīng)對碳排放變化產(chǎn)生的交互作用。碳排放變化量ΔC的一階泰勒展開式為：

其中i為所基于的時期，這里對權(quán)重時期的選擇具有隨意性，而兩極分解算法解決了以上權(quán)重時期選擇隨意性問題。分解結(jié)果為：

(二)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備及處理

本文投入產(chǎn)出表的數(shù)據(jù)為2007年、2012年和2017年，因為投入產(chǎn)出表中的數(shù)據(jù)都是以當(dāng)年價計算的，為保證價格的可比性，將2012年和2017年數(shù)據(jù)換算成以2007年為不變價格的數(shù)據(jù)。為與《中國能源統(tǒng)計年鑒》中分行業(yè)終端能源消費中的行業(yè)保持一致，把42部門的2007年、2012年和149部門的2017年的投入產(chǎn)出表合并為26部門的投入產(chǎn)出表。碳排放系數(shù)采取0.68噸碳/噸標(biāo)準(zhǔn)煤計算。

二、分解結(jié)果分析

從貢獻(xiàn)率來看，能源強度效應(yīng)表現(xiàn)出顯著的負(fù)效應(yīng)，里昂惕夫技術(shù)效應(yīng)和最終需求總量效應(yīng)是碳排放增加的主要因素，最終需求的結(jié)構(gòu)效應(yīng)影響比較小。2007年到2012年能源強度是減少二氧化碳排放的唯一因素，2012年到2017年，最終需求結(jié)構(gòu)效應(yīng)的貢獻(xiàn)率也變?yōu)樨?fù)值，成為另外一個抑制碳排放增長的因素，雖然占比較低卻意義重大，它意味著最終需求結(jié)構(gòu)正在朝著綠色、低碳發(fā)展的方向改變。能源強度效應(yīng)所占比例的下降，表明2017年到2012年能源強度的下降比例小于2012年到2007年下降的比例，我國各產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)已經(jīng)很大程度上擺脫了過度依賴能源要素投入的狀況，達(dá)到了更有效率的生產(chǎn)，未來進(jìn)一步尋求能源強度的下降不能只依靠要素結(jié)構(gòu)的調(diào)整，更多地通過行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步來實現(xiàn)。里昂惕夫技術(shù)效應(yīng)的貢獻(xiàn)率同樣有所下降，說明可以通過優(yōu)化投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)減排的目標(biāo)。最終需求總量效應(yīng)始終是導(dǎo)致碳排放增長的主要因素，通過最終需求總量的調(diào)整來達(dá)到碳排放減少的目標(biāo)，是我們需要著重注意的地方。

能源強度效應(yīng)對碳排放量的變化起主要的抑制效應(yīng)。食品行業(yè)和紡織業(yè)等輕工業(yè)部門貢獻(xiàn)明顯，石油、化工、與電子通信等制造業(yè)部門也較為明顯，此外，建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)等部門也呈現(xiàn)出顯著的負(fù)效應(yīng)。這反映出我國已經(jīng)由過去靠大量投入資源要素來獲取經(jīng)濟(jì)效益的簡單粗放型增長轉(zhuǎn)變?yōu)楦哔|(zhì)量的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，上述行業(yè)在這個過程中轉(zhuǎn)變得較為明顯，其負(fù)效應(yīng)顯著。

由里昂惕夫技術(shù)效應(yīng)來看，這段時期該效應(yīng)對碳排放量的變化起拉升作用。伴隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高，需要投入的能源要素也隨之增加，從而引起碳排放的增加。食品加工和煙草加工業(yè)、電子設(shè)備制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)調(diào)整較快，較之前的能源消耗有了比較大的變化?？傮w來說投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)的變化在一段時期里仍然使得碳排放不斷增加，我國的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整依然任重道遠(yuǎn)。

表1 2007—2017年中國碳排放結(jié)構(gòu)分解結(jié)果(萬噸碳)

需求結(jié)構(gòu)的改變對這段時期的碳排放變化均為拉升作用，總體影響比較小。2007年消費支出占最終需求的38%，投資形成總額占32%，出口約占30%。到2017年消費支出占最終需求的比例提升至46%，資本形成總額占37%，出口為17%。消費支出是最終需求總量變動中影響碳排放的主要因素，資本形成總額次之，出口較小。消費支出和出口的相對變動說明了我國正在逐步降低經(jīng)濟(jì)的對外依賴性，更多要靠國內(nèi)消費和投資推動。具體到行業(yè)來看，電氣、通信等制造業(yè)、食品制造業(yè)和煙草加工業(yè)和紡織業(yè)和其他纖維制品產(chǎn)業(yè)等輕工業(yè)部門等與服務(wù)業(yè)是最終需求結(jié)構(gòu)變動中影響碳排放變化的主要內(nèi)容。

需求總量效應(yīng)變動對碳排放的貢獻(xiàn)率最大。交通設(shè)備制造業(yè)、食品制造業(yè)和煙草加工業(yè)、建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)表現(xiàn)出明顯的正效應(yīng)。這些部門在這段時期里最終需求快速增長，碳排放的增長速度則慢于這些部門總量的增長速度，總量的增長效應(yīng)拉動了碳排放量的增長。而大部分工業(yè)部門在這段時期里需求總量效應(yīng)表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，但總體的正效應(yīng)表明，相較于上述總量增長較快的部門，大部分工業(yè)部門的增長速度仍然較慢。

三、碳排放影響力系數(shù)、感應(yīng)度系數(shù)

參照顧阿倫等引入關(guān)于碳排放的影響力系數(shù)和感應(yīng)度系數(shù)。

計算出的結(jié)果顯示：石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、非金屬礦物制造業(yè)、金屬冶煉及壓延制造業(yè)、電力熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)與交通運輸倉儲和郵政業(yè)的影響力系數(shù)和感應(yīng)度系數(shù)都比較顯著；煤炭采選業(yè)、石油天然氣采選業(yè)、金屬礦采選業(yè)、非金屬礦和其他采選業(yè)與水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的影響力系數(shù)較顯著，感應(yīng)度系數(shù)相對不顯著，表明這些部門的最終需求增加一個單位時，會導(dǎo)致其他部門碳排放的大幅增長；建筑業(yè)和其他服務(wù)業(yè)的感應(yīng)度系數(shù)較顯著，影響力系數(shù)則比較小，表明當(dāng)其他部門的最終需求增加一個單位時，將會使該部門的碳排放有較大增長；農(nóng)林牧漁業(yè)、食品制造業(yè)和煙草加工業(yè)、紡織業(yè)和其他纖維制造業(yè)、石材及其加工制造業(yè)、造紙印刷及文教用品制造業(yè)、金屬制品業(yè)、通用專用設(shè)備制造業(yè)、交通設(shè)備制造業(yè)、電氣機械及器材制造業(yè)、通信設(shè)備計算機及其它電子設(shè)備制造業(yè)、儀器儀表及其他制造業(yè)、燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)與批發(fā)和零售貿(mào)易餐飲業(yè)的影響力系數(shù)和感應(yīng)度系數(shù)都比較小。

四、結(jié)論

從2007年開始至2017年這十年間，我國各行業(yè)產(chǎn)生的碳排放由167 871.97萬噸碳擴(kuò)大至297 589.22萬噸碳，導(dǎo)致我國2007年到2017年碳排放增長變化的四種因素中，能源強度效應(yīng)是主要的抑制因素，能源強度效應(yīng)在這期間導(dǎo)致的碳排放比例有所下降，表明各行業(yè)的能源強度是在下降的，正在逐步向經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量增長轉(zhuǎn)變。里昂惕夫逆矩陣效應(yīng)和最終需求總量效應(yīng)是二氧化碳排放增長的拉升因素，最終需求結(jié)構(gòu)效應(yīng)在這段時間里效果不太顯著。

大部分工業(yè)部門的影響力系數(shù)都是比較高的，所以眾多工業(yè)部門是未來節(jié)能減排政策需要著重注意的。但同時也需要考慮到許多基礎(chǔ)工業(yè)部門是國民經(jīng)濟(jì)的命脈，像煤炭采選業(yè)等能源行業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、金屬冶煉及壓延制造業(yè)和交通運輸倉儲和郵政業(yè)等部門不可輕易調(diào)整，需要配合國家的整體經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變動，側(cè)重點應(yīng)更多放在行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步上來尋求碳減排目的的實現(xiàn)。而非金屬礦和其他采選業(yè)、儀器儀表制造業(yè)及其他制造業(yè)、水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)等影響力系數(shù)較高而感應(yīng)度系數(shù)較低的部門，因為其他部門最終需求的增加會導(dǎo)致較少的碳排放增加和自身最終需求的增加會導(dǎo)致其他部門碳排放的大量增加，所以可以在保障需求的前提下，適當(dāng)減少這些行業(yè)的比例。影響力系數(shù)和感應(yīng)度系數(shù)都比較低的像批發(fā)和零售貿(mào)易餐飲業(yè)等服務(wù)業(yè)部門和電氣機械及器材制造業(yè)、通信設(shè)備計算機及其它電子設(shè)備制造業(yè)等高精尖制造業(yè)應(yīng)該是未來需要著重培育的產(chǎn)業(yè)部門。