基于投入產(chǎn)出分析的中國(guó)產(chǎn)業(yè)完全碳排放研究

秦昌才，劉樹林

（1．對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué) 國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易學(xué)院，北京， 100029；2．煙臺(tái)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山東 煙臺(tái)， 264005）

一、引 言

全球氣候變暖已是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)，以二氧化碳為主體的溫室氣體排放是最大的原因。溫室氣體減排，特別是碳減排已是全球共識(shí)。在2009年的聯(lián)合國(guó)氣候變化峰會(huì)上，中國(guó)政府提出，爭(zhēng)取到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的二氧化碳排放量，即碳排強(qiáng)度，比2005年下降40%～45%［1］。宏偉的減排目標(biāo)與承諾的實(shí)現(xiàn)依賴于具體的產(chǎn)業(yè)政策與貿(mào)易政策，而制定行之有效的產(chǎn)業(yè)與貿(mào)易政策需要科學(xué)的識(shí)別各產(chǎn)業(yè)的碳排放程度。

碳排放，主要來自于化石能源的消費(fèi)。能源消耗分為直接消耗和間接消耗。所謂直接消耗，是指最終產(chǎn)品的直接生產(chǎn)過程對(duì)能源的消耗，而間接消耗則是指生產(chǎn)最終產(chǎn)品所需要的中間產(chǎn)品的生產(chǎn)過程對(duì)能源的消耗。兩個(gè)能耗過程都會(huì)伴隨著碳的排放，分別稱為直接碳排放和間接碳排放。本文將二者之和定義為各產(chǎn)業(yè)部門生產(chǎn)最終產(chǎn)品的完全碳排放。完全碳排量的計(jì)算要求使用一個(gè)全面反映部門間能源需求關(guān)系的分析方法。投入產(chǎn)出分析能全面反映經(jīng)濟(jì)體系內(nèi)部各部門之間投入產(chǎn)出的相互依存關(guān)系，自然可用于碳排放的研究過程。

國(guó)外眾多學(xué)者使用投入產(chǎn)出分析方法來研究碳排放，這包括 Nobuko Yabe（2004），Schaeffer和Leal de Sá（1996）、Tolmasquim 和 Machado（2003）以及 Machado等人 （2001），Sánchez-Chóliz和 Duarte（2004），Lenzen（1998），Mongelli等人（2006），Mukhopadhyay（2004）。他們分別分析了日本、巴西、西班牙、澳大利亞、意大利和印度的碳排放情況［2－9］。

國(guó)內(nèi)，陳紅敏分析了2002年中國(guó)各部門最終消費(fèi)的隱含碳排放［10］；魏本勇等（2009）從最終需求的角度評(píng)估了2002年中國(guó)進(jìn)出口貿(mào)易中國(guó)家和部門的碳排放［11］；齊曄分析了進(jìn)出口商品的隱含碳排放［12］；Bin Shui等考察了中美貿(mào)易中的碳排放［13］；劉紅光等利用非競(jìng)爭(zhēng)性投入產(chǎn)出框架，建立了區(qū)域碳排放結(jié)構(gòu)分析模型，從最終需求（消費(fèi)）的角度衡量碳排放及其區(qū)位轉(zhuǎn)移［14］；余慧超和王禮茂建立了基于國(guó)際商品貿(mào)易的碳排放轉(zhuǎn)移模型，分別作了中美兩國(guó)間相互出口碳排放及碳轉(zhuǎn)移的分析［15］。李小平等就中國(guó)與經(jīng)濟(jì)合作組織（OECD）的發(fā)達(dá)國(guó)家做了比較研究［16］。

現(xiàn)有研究大多從總量的角度對(duì)國(guó)際貿(mào)易過程中的隱含碳（Embodied Carbon）進(jìn)行研究，鮮有從產(chǎn)業(yè)角度進(jìn)行的分析。本文定義了完全碳排放系數(shù)，建立產(chǎn)業(yè)完全碳排放框架，基于2007年投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)對(duì)各產(chǎn)業(yè)的隱含碳排放進(jìn)行研究與比較，以期為減排目標(biāo)約束下的產(chǎn)業(yè)政策與貿(mào)易政策的制定提供一些參考。

二、產(chǎn)業(yè)完全碳排放分析框架

（一）產(chǎn)業(yè)完全碳排放分析框架

投入產(chǎn)出分析能夠全面反映經(jīng)濟(jì)體系內(nèi)部各部門之間投入產(chǎn)出的相互依存關(guān)系，其基本形式為：其中

bij表示j部門單位最終產(chǎn)品的生產(chǎn)對(duì)第i部門總產(chǎn)出的消耗。

與投入產(chǎn)出分析中直接消耗系數(shù)的定義類似，第k個(gè)部門單位總產(chǎn)出的碳排放量即k部門的直接排放系數(shù)（簡(jiǎn)稱直排系數(shù)）定義如下：其中，qik表示k部門所消耗的第i種能源的數(shù)量，γi表示第i種能源折算成標(biāo)煤的系數(shù)，δi表示各能源的碳排放系數(shù)，Ck表示k部門的碳排放總量，Xk表示k部門的產(chǎn)出總量。

根據(jù)直排系數(shù)以及bij的含義，第k個(gè)部門的完全排放系數(shù)①文中完全排放系數(shù)的定義思路借鑒了沈利生等在二氧化硫方面的研究［17］。（簡(jiǎn)稱完排系數(shù)）的定義如下：

（二）分析變量及數(shù)據(jù)來源

本文根據(jù)以上框架中對(duì)變量的定義，將變量逐級(jí)進(jìn)行分解，其數(shù)據(jù)來源如表1。

表1 變量列表

本文假設(shè)各個(gè)產(chǎn)業(yè)消耗的能源包括煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、燃料油、柴油、天然氣和電力9種能源。各種能源折算成標(biāo)煤的系數(shù)數(shù)據(jù)來自于2007年中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒，如表2所示。各種能源的碳排放系數(shù)δi則是根據(jù)中國(guó)溫室氣體排放清單研究中的相關(guān)排放因子數(shù)據(jù)和IPCC的排放因子數(shù)據(jù)③來源為“2006IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories”Volume 2Energy。電力碳排放系數(shù)是根據(jù)魏一鳴等2005年全國(guó)電力生產(chǎn)碳排系數(shù)折算的［19］。綜合考慮后確定的。

表2 九種能源折算標(biāo)煤系數(shù)表

模型所需要的數(shù)據(jù)來自于2007年42部門中國(guó)投入產(chǎn)出表，本文基于第三產(chǎn)業(yè)能源消耗量較少、碳排放量較少的事實(shí)，把第三產(chǎn)業(yè)部門合并成五個(gè)，并對(duì)第二產(chǎn)業(yè)的若干部門進(jìn)行了合并，合并后部門共有30個(gè)，詳見表3。

三、計(jì)算結(jié)果與分析

（一）各產(chǎn)業(yè)碳排系數(shù)比較

根據(jù)2007年投入產(chǎn)出表和中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒（2007）的數(shù)據(jù)，利用完全碳排放分析框架中有關(guān)碳排系數(shù)的公式（1）（2），我們得到了30部門的直排系數(shù)和完排系數(shù)，見表3，詳見表3。

表3 產(chǎn)業(yè)碳排系數(shù)列表

從表3可以看出：

1．產(chǎn)業(yè)隱含碳排放量較大。也就是說，直接排放與完全排放差別很大。從倒數(shù)一、二列可以看出，從直排系數(shù)到完排系數(shù)變化最大的是電氣機(jī)械及器材制造業(yè)（編號(hào)18），完排系數(shù)是直排系數(shù)的24．088 91倍，成為30部門中隱含碳排最大的部門。而其直排系數(shù)僅為0．040 639，是30部門中的倒數(shù)第四，但從完排系數(shù)0．978 945來看，卻高居第九位。建筑業(yè)以20．057 3倍緊隨其后，其他第3～10部門兩個(gè)系數(shù)的差異均在9倍之上。我們著重分析碳排排序靠后、但直接排放與完全排放差別很大的部門，如通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備業(yè)、木材加工及木、竹、藤、棕、草業(yè)和紡織服裝、鞋、帽制造業(yè)。結(jié)合第四、六、八列可以看出，這類產(chǎn)業(yè)的直排和完排系數(shù)在30部門中排在倒數(shù)第七位；但其完排與直排的倍數(shù)卻是30部門中正數(shù)第三、六、九位，也即其隱蔽的間接排放大。

2．產(chǎn)業(yè)間差別明顯。從第四、六列直排、完排的排序來看，一類是碳排放特征明顯而穩(wěn)定的，如黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)（編號(hào)14）、非金屬礦物制品業(yè)（編號(hào)13），分別高居第一、第二位，無論從哪個(gè)角度來衡量，都是“碳排大戶”。除此兩產(chǎn)業(yè)是典型的高碳排特征外，還有石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)（編號(hào)11）、黑色金屬礦采選業(yè)（編號(hào)4）也穩(wěn)定地居于排序的前列。而廢棄資源和廢舊材料回收加工業(yè)（編號(hào)22）、農(nóng)副食品加工業(yè)（編號(hào)6）、木材加工及木、竹、藤、棕、草行業(yè)（編號(hào)9）和紡織服裝、鞋、帽制造業(yè)（編號(hào)8），則位居碳排系數(shù)的倒數(shù)幾位，屬于典型的相對(duì)低碳的產(chǎn)業(yè)。另一類則是碳排特征依賴衡量角度、變化較為明顯的，如前文中提到的幾個(gè)部門。

綜上，與直接碳排放系數(shù)相比，完全碳排放系數(shù)更適合度量各產(chǎn)業(yè)的碳排放程度。立足于節(jié)能減排的角度，應(yīng)尤其關(guān)注黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)等穩(wěn)居碳排放前列的行業(yè)，和通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備業(yè)等隱含碳排放較大的產(chǎn)業(yè)。加強(qiáng)對(duì)此類產(chǎn)業(yè)的能耗、碳排控制，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵。

（二）各產(chǎn)業(yè)完全碳排結(jié)果及分析

表4給出了由公式（3）計(jì)算出的各部門消費(fèi)、投資、出口、進(jìn)口和凈出口等方面的碳排放總量。

表4 各部門完全碳排列表

表4中的每一行與最后一行的比值為各個(gè)部門各個(gè)環(huán)節(jié)（消費(fèi)、投資出口、進(jìn)口、凈出口、最終需求）的碳排放量占各環(huán)節(jié)碳排放總量的比重，視為貢獻(xiàn)比例矩陣，見表5。

表5 貢獻(xiàn)比例矩陣表

根據(jù)表4、表5可以看出：

2007年中國(guó)國(guó)內(nèi)滿足最終需求（消費(fèi)、投資、出口三者的和）的二氧化碳排放總量為25．3億噸，其中建筑業(yè)（編號(hào)26）碳排總量高達(dá)5．55億噸，占21．96%，位居第一位，因此建筑行業(yè)是節(jié)能減排的一個(gè)關(guān)鍵行業(yè)。

消費(fèi)需求碳排總量為8．02億噸，其中生活消費(fèi)部門（編號(hào)30）為3．3億噸，占總需求的41．6%，遠(yuǎn)大于第二位的農(nóng)副食品加工業(yè)的9．6%，遙遙領(lǐng)先于其他行業(yè)。

投資需求碳排量為9．39億噸，其中建筑業(yè)（編號(hào)26）為5．42億噸，以占57．7%的比重高居第一位；石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)（編號(hào)11）由于投資需求為0，使用的完全是存貨投資，因此碳排的數(shù)據(jù)計(jì)算上為負(fù)值。

出口需求排放總量為7．8億噸，占最終需求碳排放的31．1%。其中碳排放最大的是通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備業(yè)（編號(hào)19），約為1．44億噸，占18．3%。

進(jìn)口產(chǎn)品的減排總量為6．1億噸，占24．2%；通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備業(yè)（編號(hào)19）、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)（編號(hào)12）位居前兩位。

凈出口碳排為1．7億噸，對(duì)外貿(mào)易使中國(guó)成為碳污染轉(zhuǎn)入國(guó)家，其中紡織業(yè)凈出口碳排貢獻(xiàn)最大，為33．6%，這再次反映了中國(guó)的出口結(jié)構(gòu)仍是附加值低的產(chǎn)業(yè)占比高的事實(shí)。

（三）產(chǎn)業(yè)分析

以上實(shí)證結(jié)果可以從部分產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及實(shí)際進(jìn)行解釋。

1．建筑業(yè)

目前全世界每年新增的建筑量的1／10都在中國(guó)。由于建筑生產(chǎn)粗放、建筑品質(zhì)不高、壽命短、戶型偏大、設(shè)計(jì)陳舊、政策缺位等多種原因，導(dǎo)致中國(guó)的多數(shù)建筑“高碳排放、高耗能”。發(fā)達(dá)國(guó)家建筑物使用壽命一般長(zhǎng)達(dá)100～120年，而國(guó)內(nèi)一些建筑往往使用50～60年甚至一二十年后，就要拆遷重建，這是導(dǎo)致建筑業(yè)碳排放位居第一的重要因素之一。［20］此外，建筑業(yè)大量使用高碳排放的水泥等建筑原材料，也是其碳排放居高的重要因素?？傊?，建筑業(yè)是中國(guó)各產(chǎn)業(yè)中碳排量最大的產(chǎn)業(yè)。

2．通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備業(yè)

從對(duì)外貿(mào)易角度來講，該產(chǎn)業(yè)是碳排強(qiáng)度最為顯著的部門，這與其本身特點(diǎn)具有顯著關(guān)系。通信行業(yè)不僅是一個(gè)高科技的行業(yè)，也是一個(gè)高耗能行業(yè)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，通信網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備、動(dòng)力系統(tǒng)以及機(jī)房、基站等成倍增加，耗能巨大。目前中國(guó)的通信網(wǎng)絡(luò)有上萬臺(tái)的主交換設(shè)備，有幾十萬的基站，不間斷的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需要大量的能源來保障。

3．生活消費(fèi)部門

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，城鄉(xiāng)居民生活水平日益提高，居民生活能源消費(fèi)總量呈現(xiàn)較明顯的上升趨勢(shì)。特別是近20年來，增速明顯加快。生活能源消費(fèi)總量從1980年的9 583．0萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量，增長(zhǎng)到2007年的26 789．7萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量，年均增長(zhǎng)率為3．74%。1998—2007年均增長(zhǎng)率上升到6．41%。家用電器及家用汽車的的使用，是造成能源消費(fèi)、碳排放增加的最大原因［21］。而且，基于中國(guó)農(nóng)村能源消費(fèi)遠(yuǎn)低于城市水平、農(nóng)村能源消費(fèi)剛性需求必然存在的現(xiàn)狀，隨著小康社會(huì)的全面推進(jìn)，中國(guó)居民特別是農(nóng)村居民生活用能和碳排放量必將面臨較高的節(jié)能減排壓力。

四、結(jié)論與政策建議

本文建立了產(chǎn)業(yè)完全碳排放分析框架，通過實(shí)證分析發(fā)現(xiàn)，與直接排放系數(shù)相比，完全排放系數(shù)更適合度量各產(chǎn)業(yè)的碳排放程度。二者的差異揭示了產(chǎn)業(yè)的隱含碳排放以及產(chǎn)業(yè)間的顯著差別。并且，計(jì)算了各產(chǎn)業(yè)在消費(fèi)、投資、出口、進(jìn)口和凈出口等方面的完全碳排放。最后，結(jié)合部分產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及實(shí)際對(duì)實(shí)證結(jié)果進(jìn)行了解釋，提出以下建議：

1．產(chǎn)業(yè)政策方面，高度重視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的創(chuàng)新，建立健全環(huán)境核算標(biāo)準(zhǔn)，以引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排。在建筑業(yè)上，嘗試制定住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)體系，以大量減少房屋建造過程中的能耗，同時(shí)減少污染環(huán)境的建筑垃圾，有效克服工業(yè)化住宅的缺陷。實(shí)施新能源強(qiáng)制性安裝政策，解決新能源應(yīng)用與建筑節(jié)能項(xiàng)目建設(shè)主動(dòng)性不足的問題。制定通信產(chǎn)品方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，重視產(chǎn)品的節(jié)能指標(biāo)，尤其控制通信設(shè)備和機(jī)房設(shè)備的能耗標(biāo)準(zhǔn)。編制工業(yè)、通信業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)指南和重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣專項(xiàng)規(guī)劃，以引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展。

2．貿(mào)易政策方面，出口結(jié)構(gòu)調(diào)整與出口產(chǎn)業(yè)升級(jí)同時(shí)并舉。所謂出口結(jié)構(gòu)調(diào)整，是指提高考慮資源價(jià)格與環(huán)境成本內(nèi)部化后仍具有國(guó)際比較優(yōu)勢(shì)的資源密集型產(chǎn)業(yè)在出口結(jié)構(gòu)中的比重。對(duì)于污染密集型產(chǎn)品來說，考慮環(huán)境成本后，成本提高、價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力下降，在國(guó)際貿(mào)易過程中的比較優(yōu)勢(shì)就會(huì)降低或消失，此時(shí)應(yīng)該慢慢被調(diào)整出出口序列，至少不應(yīng)成為出口的主體產(chǎn)業(yè)。

所謂出口產(chǎn)業(yè)升級(jí)，是指根據(jù)中國(guó)環(huán)境資源稟賦的實(shí)情，適當(dāng)提高出口產(chǎn)品的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到中國(guó)處于國(guó)際分工鏈條的上游、仍是制造業(yè)大國(guó)的實(shí)際，眾多商品“中國(guó)制造”后出口至發(fā)達(dá)國(guó)家，提高環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際上是提高了引進(jìn)外資的環(huán)境門檻。今后中國(guó)吸引外資政策應(yīng)當(dāng)把重點(diǎn)放在紡織印染業(yè)、通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備業(yè)等行業(yè)，并逐步提高這些產(chǎn)業(yè)中外國(guó)投資者的市場(chǎng)準(zhǔn)入條件，以促使這些產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

3．創(chuàng)新節(jié)能導(dǎo)向的綜合經(jīng)濟(jì)管理政策，完善有利于減排的財(cái)政、稅收和金融、價(jià)格等政策體系。財(cái)政政策向低碳技術(shù)開發(fā)方面進(jìn)一步加大投入，圍繞能源、資源、環(huán)境等領(lǐng)域，加強(qiáng)科研攻關(guān)，攻克一批節(jié)能減排關(guān)鍵和共性技術(shù)。金融、稅收政策應(yīng)著力扶持節(jié)能減排的項(xiàng)目與企業(yè)，鼓勵(lì)銀行等金融機(jī)構(gòu)為節(jié)能項(xiàng)目提供融資；將合同能源管理項(xiàng)目納入減免稅收范圍。推進(jìn)資源性產(chǎn)品價(jià)格改革，如成品油價(jià)格改革，天然氣、工業(yè)用電、居民用電、用水等方面的價(jià)格改革等。

［1］ 林伯強(qiáng)，姚昕，劉希穎．節(jié)能和碳排放約束下的中國(guó)能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整［J］．中國(guó)社會(huì)科學(xué)，2010（1）．

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［11］魏本勇，方修琦，王媛，等．基于最終需求的中國(guó)出口貿(mào)易碳排放研究［J］．地理科學(xué)，2009（10）．

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［14］劉紅光，劉衛(wèi)東，唐志鵬．中國(guó)產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)碳排放結(jié)構(gòu)及其減排敏感性分析［J］．地理科學(xué)進(jìn)展，2010（6）．

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