“雙碳”背景下河北省制造業(yè)的碳減排責(zé)任分配研究

張楓，王俊嶺

（河北地質(zhì)大學(xué)管理學(xué)院，石家莊 050031）

1 引言

以二氧化碳為代表的溫室氣體排放是全世界共同面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。我國(guó)作為最大的發(fā)展中國(guó)家，同時(shí)也是全世界二氧化碳排放量最大的國(guó)家，2019年我國(guó)的二氧化碳排放量約為98.3 億噸，約占全世界二氧化碳排放總量的28.8%[1]。由此可見(jiàn)，我國(guó)對(duì)二氧化碳排放的管控對(duì)全世界的碳達(dá)峰碳中和來(lái)說(shuō)具有關(guān)鍵性的作用。

我國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，制造業(yè)是除能源生產(chǎn)行業(yè)外第二大二氧化碳排放源。制造業(yè)也是河北省的支柱型產(chǎn)業(yè)，其中包含金屬冶煉加工、設(shè)備制造等對(duì)能源需求量極大的行業(yè)，河北省制造業(yè)每年的能源消費(fèi)量約占全省總能源消費(fèi)量的44.35%。根據(jù)張繼宏和程芳萍的研究，河北省的制造業(yè)規(guī)模很大，二氧化碳排放擁有較大的減排潛力，碳減排責(zé)任位居全國(guó)省份的第三名[2]。

碳減排責(zé)任是指某行業(yè)為二氧化碳排放量減少應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。影響制造業(yè)二氧化碳排放的因素很多，且制造業(yè)細(xì)分行業(yè)眾多，各行業(yè)碳減排責(zé)任的分配成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本文構(gòu)建雙層碳減排責(zé)任分配模型，運(yùn)用熵權(quán)TOPSIS 法研究碳減排責(zé)任分配情況，并將其細(xì)分到制造業(yè)的各個(gè)行業(yè)。

2 研究現(xiàn)狀

隨著2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和目標(biāo)的提出，近年來(lái)學(xué)者對(duì)于各行業(yè)二氧化碳減排的研究越來(lái)越豐富。早期的學(xué)者從影響二氧化碳排放的因素入手，找出影響顯著的因素，進(jìn)而尋求減排的路徑。林伯強(qiáng)和孫傳旺基于我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率、人口總量、城市化率、能效水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及能源結(jié)構(gòu)的情景預(yù)測(cè)，分析了我國(guó)2020年二氧化碳排放量的影響因素[3]。隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的推進(jìn)，一些學(xué)者更加關(guān)注產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)或產(chǎn)業(yè)集聚方面的研究[4]。黃圓圓運(yùn)用LMDI 因素分解法，研究了福建省制造業(yè)的影響因素：能源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等[5]。孫寧對(duì)制造業(yè)進(jìn)行行業(yè)細(xì)分，從而研究制造業(yè)低碳發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素[6]。

對(duì)于研究方法與評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇來(lái)說(shuō)，本文在結(jié)合河北省本地制造業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的前提下借鑒了張繼宏和程芳萍研究全國(guó)制造業(yè)碳減排責(zé)任分配時(shí)選取的指標(biāo)與數(shù)據(jù)。在研究方法的選擇上，本文考慮到應(yīng)計(jì)算各行業(yè)碳減排責(zé)任所占的比重，也充分考慮到指標(biāo)單位不同所帶來(lái)的誤差?；赥OPSIS 法計(jì)算的結(jié)果可為各行業(yè)碳減排責(zé)任分配提供數(shù)值依據(jù)，也可避免量綱不同所帶來(lái)的結(jié)果的不準(zhǔn)確性。各指標(biāo)的權(quán)重采用熵權(quán)法進(jìn)行確定，可以很好地避免人為設(shè)定存在的主觀(guān)性。因此，本文選用熵權(quán)TOPSIS 法。學(xué)者莊青和劉傳玉運(yùn)用熵權(quán)TOPSIS 法構(gòu)建了江蘇省電力行業(yè)碳排放權(quán)分配的評(píng)價(jià)模型，其研究與本文所作研究較為類(lèi)似，也足以看到熵權(quán)TOPSIS 法的適用性[7]。田成詩(shī)和陳雨運(yùn)用了TOPSIS 法的評(píng)價(jià)功能，對(duì)我國(guó)省際農(nóng)業(yè)低碳化水平進(jìn)行了評(píng)價(jià)[8]。

3 數(shù)據(jù)與研究方法

3.1 指標(biāo)選取

研究河北省各大行業(yè)的碳減排責(zé)任分配時(shí)，本文選取了農(nóng)林牧漁水利業(yè)、制造業(yè)、建筑業(yè)、交通運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)和郵政業(yè)、批發(fā)零售住宿和餐飲業(yè)、其他行業(yè)以及生活消費(fèi)7 個(gè)行業(yè)，選取的指標(biāo)為碳排放量、能源消費(fèi)總量、增加值占GDP比重和能源消費(fèi)碳強(qiáng)度，以此分析制造業(yè)在這七大行業(yè)中應(yīng)承擔(dān)的碳減排責(zé)任。選取的4 個(gè)指標(biāo)均為正向化指標(biāo)，即以上4 個(gè)指標(biāo)數(shù)值越大，說(shuō)明其所對(duì)應(yīng)的行業(yè)二氧化碳減排的潛力和空間越大。對(duì)于制造業(yè)細(xì)分行業(yè)的選取，本文參考了《河北經(jīng)濟(jì)年鑒》中的制造業(yè)細(xì)分行業(yè)，并將二氧化碳排放很少的煙草制造業(yè)、儀表制造業(yè)、計(jì)算機(jī)制造業(yè)等排除在研究范圍之外，最后共選取15 個(gè)制造業(yè)細(xì)分行業(yè)。在指標(biāo)的選取中，《河北經(jīng)濟(jì)年鑒》未統(tǒng)計(jì)制造業(yè)各細(xì)分行業(yè)的增加值，因此，本文采用具有類(lèi)似評(píng)價(jià)意義的主營(yíng)業(yè)務(wù)收入來(lái)代替。

3.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

各指標(biāo)的數(shù)據(jù)均來(lái)自《河北經(jīng)濟(jì)年鑒》。河北省各行業(yè)碳減排責(zé)任核算指標(biāo)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，河北省制造業(yè)細(xì)分行業(yè)碳減排責(zé)任核算指標(biāo)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表1 河北省各行業(yè)碳減排責(zé)任核算指標(biāo)數(shù)據(jù)

表2 河北省制造業(yè)細(xì)分行業(yè)碳減排責(zé)任核算指標(biāo)數(shù)據(jù)

3.3 研究方法

熵權(quán)TOPSIS 法是在排序過(guò)程中先用熵權(quán)法對(duì)所選取的4 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重的設(shè)定，再對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行排序。本文的評(píng)價(jià)對(duì)象為河北省各大行業(yè)以及制造業(yè)各細(xì)分行業(yè)。本文以河北省制造業(yè)各細(xì)分行業(yè)碳減排責(zé)任分配模型為例闡述具體計(jì)算過(guò)程。

第一，構(gòu)建初始判斷矩陣。本文設(shè)定河北省制造業(yè)細(xì)分行業(yè)碳減排責(zé)任分配矩陣模型是由15 個(gè)行業(yè)、4 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成的。判斷矩陣如式（1）所示。

式（1）中，xij為原始的指標(biāo)數(shù)據(jù)，表示i行業(yè)在j指標(biāo)下的數(shù)據(jù)。

第二，由于4 個(gè)指標(biāo)單位不同，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)會(huì)因?yàn)榱烤V不同而產(chǎn)生誤差，因此，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，將指標(biāo)數(shù)據(jù)的絕對(duì)大小調(diào)整為相對(duì)大小。本文采用min-max 標(biāo)準(zhǔn)化方法，如式（2）所示。

式（2）中，minxij和maxxij分別為原始判斷矩陣中第j列指標(biāo)的最小值和最大值；yij為標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值。標(biāo)準(zhǔn)化后的矩陣如式（3）所示。

第三，構(gòu)建加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)矩陣。在用熵權(quán)TOPSIS 法進(jìn)行排序前，需要先用熵權(quán)法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重的設(shè)定。熵權(quán)法是一種客觀(guān)賦權(quán)的方法，其可以避免主觀(guān)賦權(quán)帶來(lái)的主觀(guān)性誤差。對(duì)于本文的4 個(gè)指標(biāo)來(lái)說(shuō)，每個(gè)指標(biāo)對(duì)于評(píng)價(jià)結(jié)果的影響程度不完全相同，因此，需要用熵權(quán)法來(lái)確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。具體步驟如式（4）、式（5）、式（6）所示。

式（4）用來(lái)計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)下第i行業(yè)所占該指標(biāo)的比重qij；式（5）用來(lái)計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的熵值Hj，其中k的值通過(guò)計(jì)算，這會(huì)保證Hj處于0～1；式（6）用來(lái)計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)wj，熵權(quán)wj的取值范圍是0～1，其取值的大小代表在評(píng)價(jià)指標(biāo)中某一指標(biāo)可提供有效信息的量。

在此基礎(chǔ)上可以得到加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，如式（7）所示。Z矩陣為標(biāo)準(zhǔn)化矩陣與指標(biāo)熵權(quán)矩陣的乘積，最終的結(jié)果是加入指標(biāo)權(quán)重后的加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣。

第四，計(jì)算各個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象到正負(fù)理想解即最優(yōu)最劣解的距離。正理想解指的是各指標(biāo)中最大值構(gòu)成的列向量，負(fù)理想解指的是各指標(biāo)中最小值構(gòu)成的列向量。公式分別為式（8）、式（9）。

第五，計(jì)算各評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合得分，此綜合得分也是熵權(quán)TOPSIS 法排序的最終依據(jù)。根據(jù)任一行業(yè)的綜合得分占所有行業(yè)綜合得分的和的比重，可得出此制造業(yè)細(xì)分行業(yè)應(yīng)承擔(dān)碳減排責(zé)任的比值。綜合得分的計(jì)算公式如式（10）所示，制造業(yè)細(xì)分行業(yè)應(yīng)承擔(dān)碳減排責(zé)任的比值的計(jì)算公式如式（11）所示。

綜合得分越大，此行業(yè)碳減排責(zé)任越大；反之，此行業(yè)碳減排責(zé)任越小。

4 研究結(jié)果

4.1 河北省制造業(yè)碳減排責(zé)任配比

本文運(yùn)用熵權(quán)TOPSIS 法計(jì)算的結(jié)果如表3所示。

表3 河北省各大行業(yè)碳減排責(zé)任分配TOPSIS 計(jì)算結(jié)果

由表3排序可知，河北省制造業(yè)在所選取的七大行業(yè)中碳減排潛力最大，應(yīng)承擔(dān)最大的碳減排責(zé)任。根據(jù)式（11），可以計(jì)算出河北省制造業(yè)應(yīng)承擔(dān)約55.81%的碳減排責(zé)任。河北省計(jì)劃2020-2030年的二氧化碳排放量要減少約61 706 萬(wàn)噸，因此，在這10年間，河北省制造業(yè)的二氧化碳排放量應(yīng)減少約34 438.12 萬(wàn)噸。

4.2 河北省制造業(yè)細(xì)分行業(yè)碳減排責(zé)任配比

在對(duì)制造業(yè)開(kāi)展二氧化碳減排工作時(shí)，要針對(duì)二氧化碳減排潛力最大的細(xì)分行業(yè)進(jìn)行改善，對(duì)于二氧化碳排放量較少的細(xì)分行業(yè)則適當(dāng)放松管控。本文同樣運(yùn)用熵權(quán)TOPSIS法計(jì)算了河北省制造業(yè)細(xì)分行業(yè)的碳減排責(zé)任分配情況，具體如表4所示。

由表4 排序可知，黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)排在第一位，說(shuō)明其應(yīng)承擔(dān)制造業(yè)細(xì)分行業(yè)中最大的碳減排責(zé)任，分列第二、第三位的分別是非金屬礦物制品業(yè)和食品制造業(yè)。根據(jù)式（11）可以計(jì)算得出，河北省制造業(yè)細(xì)分行業(yè)碳減排責(zé)任前三位共應(yīng)承擔(dān)約61.76%的碳減排責(zé)任，截至2030年，碳減排責(zé)任前三的行業(yè)應(yīng)使二氧化碳的排放量減少約21268.98 萬(wàn)噸。

表4 河北省制造業(yè)細(xì)分行業(yè)碳減排責(zé)任分配TOPSIS 計(jì)算結(jié)果

5 結(jié)論

本文構(gòu)建了河北省各大行業(yè)碳減排責(zé)任分配模型和制造業(yè)各細(xì)分行業(yè)碳減排責(zé)任分配模型，并運(yùn)用熵權(quán)TOPSIS法進(jìn)行計(jì)算，得到如下結(jié)論：首先，在所選取的主要造成河北省二氧化碳排放增加的七大行業(yè)中，制造業(yè)的二氧化碳排放量比其余6 個(gè)行業(yè)二氧化碳排放量之和還要多出約15 000萬(wàn)噸。經(jīng)計(jì)算，制造業(yè)應(yīng)承擔(dān)約55.81%的二氧化碳減排責(zé)任。其次，在對(duì)制造業(yè)細(xì)分行業(yè)的研究中發(fā)現(xiàn)，二氧化碳減排潛力最大的幾個(gè)行業(yè)不只是黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)等高污染行業(yè)，一些輕工業(yè)如食品加工業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)也擁有較大的碳減排潛力，應(yīng)承擔(dān)較大的碳減排責(zé)任。而醫(yī)藥制造業(yè)、紡織業(yè)等河北省特色行業(yè)的碳減排潛力相對(duì)較小，故應(yīng)承擔(dān)較小的碳減排責(zé)任。