产业发展、GDP增长与二氧化碳排放脱钩关系研究

李忠民，姚 宇，庆东瑞

（陕西师范大学 国际商学院，西安 710062)

1 脱钩理论研究综述和问题的提出

1992年里约热内卢“世界可持续发展大会”以来，国际社会开始重视经济发展与环境质量之间的关联性。经济合作与发展组织（OECD）(2002)为探讨如何阻断环境质量损害与经济发展之间的关联性，提出“脱钩”（decoupling）概念，开启了国际建立各类经济活动“脱钩指标”的理论研究，“脱钩”是测度经济发展与物质消耗投入和生态环境之间的压力状况、衡量经济发展模式可持续性的工具。OECD国家非常重视“脱钩”理论的研究与应用工作，希望由整合能源、运输、农业及制造业各部门相关政策，使得经济增长及其所带来的环境负荷可以实现“脱钩”，并建立了一套基于驱动力-环境压力-环境状态等层面（Driving Force-Pressure-State，DSR）的指标体系，用以测度经济发展与物质消耗投入及环境压力之间的“脱钩”状况，并进一步提出了相对脱钩（relative）与绝对脱钩（absolute）的概念。OECD对其30个成员国39个指标作为其环境与经济脱钩的整体代表得出OECD国家总脱钩率约为52%。Juknys(2003)则将自然资源利用与经济增长之间的脱钩称为初级脱钩（primary decoupling），将环境污染与自然资源的脱钩称为次级脱钩（second decoupling）。Jukns(2003)分析立陶宛 (Lithuania)的脱钩情形；Herry Consult GmbH（2003）等对奥地利的经济增长与运输业需求情况做了脱钩分析。Petri Tapio（2005）在研究1970～2001年间欧洲的交通业能源及二氧化碳的脱钩级别时更进一步将脱钩细分为弱（weak）脱钩、强（strong）脱钩、扩张连结(expansive coupling)、衰退脱钩（recessive decoupling）等八项指标，推动了脱钩指标构建的科学性与完整性，推动了脱钩理论的发展。之后David Gray， Jillian Anable， Laura Illingworth and Wendy Graham（2006）等对苏格兰地区经济增长与交通运输量及二氧化碳排放之间脱钩情况做了研究。

目前国内学者关于脱钩的研究开展的还较少，而且大多集中在节能领域。邓华、段宁（2004）介绍了西方研究经济增长与物质消耗关系的“脱钩”理论的两种主流评价模式；赵一平、孙启宏、段宁（2006）在脱钩理论基础上对国内生产总值（GDP）与能源消费总量（TEC）之间建立脱钩指标，对中国经济发展与能源消费相应关系进行了研究；周跃志、吕光辉、秦燕（2007）通过在单位GDP能耗、水耗以及转移投入和GDP之间建立脱钩指标，分析了天山北坡经济带绿洲生态经济脱钩情况。减排领域，国内学者的研究更不多见，台湾学者李坚明等（2005）对台湾的二氧化碳排放与经济增长的脱钩指标进行了研究；大陆目前则只有庄贵阳（2007）运用Tapio脱钩指标对包括中国在内的全球20个温室气体排放大国在不同时期的脱钩特征进行了分析。

产业发展是经济发展的基础，产业减排是社会减排目标的落实，寻找产业发展、产业减排和经济发展之间的关系，发现解决办法，是实现我国经济可持续发展、实现经济低碳化发展的关键。但在这一领域的研究上，目前国内基本还属空白。鉴于此，本文希望在借鉴国外研究成果的基础上，探寻国内产业发展、GDP增长与二氧化碳排放的脱钩关系，推动我国产业低碳化的研究。

2 基于Tapio模型修正的我国产业低碳发展脱钩分析框架

低碳经济标准是指在经济增长同时，温室气体排放量负增长。这只是一种理想状态，向低碳经济转型就是经济增长与温室气体排放之间关系不断弱化乃至消失的过程，这一过程就是“脱钩”。脱钩指标构成衡量各国家与地区低碳状况的主要工具，脱钩理论是测度各国各地区低碳经济发展情况与温室气体排放的主要理论基础。

2.1 Tapio脱钩模型简介

(1)Tapio脱钩模型的评价

Tapio脱钩模型在OECD脱钩模型基础上发展而来，是目前研究经济脱钩关系的最主要研究方法：一方面其克服了OECD脱钩模型在基期选择上的困境，采用“弹性概念”可以动态的反映变量间脱钩关系；另一方面，其克服了OECD脱钩指标在经济驱动力与环境驱动力之间关联性与因果关系分析的欠缺性，模型将交通运量作为中间变量，可以有效说明造成减排与经济发展脱钩的成因是交通业GDP贡献减少，还是产业减排能力增强，或者两者兼而有之。

(2)Tapio脱钩模型的分析方法

Tapio(2005)在针对1970～2001年间欧洲的交通业发展及二氧化碳排放的脱钩研究时，引入弹性概念构建脱钩指标，对脱钩的定义为交通量与经济增长之间弹性值小于1的状态。在一个特定时间内，当GDP变动一个百分点时，交通运量变化的百分比程度，如式（1）：

其中，r为运输量弹性值；v为交通运输量；该弹性表示，随着经济增长，导致运量增加的情况。运输量与运输所产生的二氧化碳排放量之间的脱钩弹性则如公式（2）所示：

将公式（1）与（2）相乘，即可得到 CO2弹性，如公式（3），这也就是一般所称的脱钩指标。

如果 rV,GDP＜0.8 则称之为“去物质化”；如果 tCO2，GDP＜0.8 则称之为为“去连结”或“去碳化”。

Tapio构建的脱钩指标是以某一弹性值范围作为脱钩状态界定的，例如弹性值介于0～0.8之间则界定为弱负脱钩；介于0.8～1.2之间则界定为衰退连结。

2.2 我国产业低碳发展脱钩分析框架

基于Tapio脱钩模型修正并结合我国产业发展实际，尝试构建我国产业低碳发展的脱钩分析框架：

(1)构造因果链和对Tapio脱钩模型的修正Tapio脱钩模型采用交通运输量来标志交通运输业的发展状况，将产业碳排放与经济发展的脱钩关系分解为产业发展与GDP增长的脱钩关系和碳排放与产业发展的脱钩关系两部分，这种基于变量逻辑因果关系的成因分解（因果链构造）可以准确的发现造成产业脱钩的原因。因果链构造可以选择一个中间变量，也可以选择多个中间变量，但变量之间应具有明确的逻辑相关关系，通过两个连续变量之间弹性脱钩值的相乘可以得到最终经济驱动力与环境驱动力之间的脱钩关系，而每两个连续变量之间弹性脱钩值大小可以说明其对最终结果的影响。比如构造运输产业排放因果链为“产业碳排放——产业规模（运输量）——技术改善（产业能耗）——资产重估（产业GDP）——经济发展（GDP增长）”，从而可以达到分解研究产业碳排放与经济发展脱钩关系的成因。

表1 Tapio(2005)8个等级与弹性值比照表

表2 各类能源碳排放系数

由此得到一般的产业发展与经济增长弹性脱钩分析模型：

其中Ti表示因果链上第i项和第i-1项的脱钩弹性。tCO2，GDP表示产业碳排放与经济发展的脱钩弹性。

(2)变量选取

对于我国传统产业，由于生产技术进步在其中作用有限，产业能耗可以较为准确地反映产业发展规模，并且产业能耗数据可通过国家统计部门能源平衡表所载能源消费量和分品种能源的净发热量计算取得，其中换算系数采用《综合能耗计算通则》（GB/T2589-2008）所列各种能源折算标准煤参考系数。因此，在分析我国产业低碳化发展脱钩问题时，可以采用产业能耗作为中间变量。同时，除能源开发产业外，资产价值重估对产业发展作用有限。为简化分析，我们不考虑资产价值重估、生产技术进步等因素对传统产业发展的影响，因此一般产业只选择产业能耗作为反映产业规模变量进行排放与经济增长脱钩分析的中间变量，由此可将产业二氧化碳与GDP增长脱钩弹性分解为，产业发展脱钩弹性和产业排放脱钩弹性，即：

其中，EC为产业能耗；该弹性表示，产业发展与经济增长的弹性脱钩关系。产业发展与产业排放之间的脱钩弹性则如公式（7）所示：

将公式（6）与（7）相乘，即可得到CO2弹性，如公式（8），这也就是一般所称的脱钩指标。

(3)数据的获取

由于目前我国没有碳排放量的直接监测数据，因此大部分的测算研究都是基于对能源消费量的测算得来。

经济系统终端能源消费品种主要包括原煤、洗煤、型煤、原油、汽油、柴油、燃料油、液化石油气、炼厂干气、焦炭、煤气、电力、热力、天然气等。可以把上述燃料进一步归类为煤碳、焦炭、焦炉煤气、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气（PLG）、炼厂干气、天然气、热力、电力等14类进行计算。计算公式如下：

其中，Pi为i中燃料碳排放量；Ai为i种燃料固碳燃料量；Bi为i种燃料换算系数；Ci为i种燃料碳排放系数；Di为i种燃料固碳率；Ni为i种燃料氧化率。

基于以上模型设定、数据获取即可计算变量之间的脱钩系数，从而应用Tapio的8个等级与弹性值比照表进行变量间脱钩分析和脱钩成因分析。

3 案例：山西建筑业低碳发展脱钩分析

3.1 编制碳排放清单

基于山西建筑业终端能源消费数据，参照IPCC的参考方法5和部分缺省数据，估算2000～2007年山西碳排放量。核心数据包括2000～2007年山西能源平衡表所载能源消费量和分品种能源的净发热量和碳排放因子。换算系数采用《综合能耗计算通则》（GB/T 2589-2008）所列各种能源折算标准煤参考系数；潜在的碳排放系数采用IPCC（2006）缺省数据，其中热力，电力部分按煤碳碳排放系数换算；固碳率采用 IPCC（1999）缺省值；氧化率采用 IPCC（1999）推荐氧化份额（率）；数据方面，2000～2007年分品种终端能源消费量来源于文献[6]；为消除价格因素影响，GDP以1999年不变价格根据文献[7]相关数据计算2000～2007年实际GDP值。

表3 山西省建筑业2000～2007年能源消费量、CO2排放量及GDP比照表

3.2 修正的Tapio脱钩模型分析

表4 山西2000-2007建筑业能源脱钩因子与二氧化碳脱钩因子变化趋势一览表

根据以上数据，运用修正的Tapio脱钩模型和Tapio脱钩指标评价方法对山西省经济增长(GDP增长)、建筑业能源消费情况和碳排放进行计算和评价，结果见表4。

结果表明：

产业发展脱钩弹性方面：除2003年和2005年，山西建筑业发展与GDP增长整体呈弱脱钩状态，即建筑业与GDP同步增长，但速度滞后、所占比重在逐步降低；2003年产业发展脱钩弹性大于1.2，显示当年山西省GDP与建筑业发展呈现扩张负脱钩状态，即意味着当年山西省的GDP增加值不及山西省建筑业发展速度；但是值得一提的是2005年山西省产业发展脱钩弹性小于零，显示2005年山西省GDP增加值与建筑业发展呈现强脱钩状态，即当年山西建筑业发展缓慢、呈负增长。

产业排放脱钩弹性方面：2000～2007年变化趋势明显，呈现了由增长连接、到弱脱钩、再到强脱钩的发展态势，体现了山西建筑业在节能减排和产业耗能结构调整方面的重大进步；其中2005年的衰退脱钩反映了当年山西建筑业在节能减排方面采取了重大措施，不惜以产业衰退为代价，是影响趋势发展的最重要一年，之后产业排放脱钩弹性一直表现为了强脱钩状态，即建筑业发展的同时二氧化碳排放反而减少。

从产业二氧化碳排放与GDP增长整体脱钩弹性看：2000～2007年变化趋势明显，呈现了由弱脱钩到强脱钩的发展态势；2005、2006和2007年，二氧化碳脱钩弹性均为负值，显示山西GDP增加值与建筑业二氧化碳排放量增幅之间存在强脱钩状态，说明2005、2006和2007年，山西省GDP的增长不仅没有带来建筑业二氧化碳排放量的增长，相反，二氧化碳排放量反倒减少；造成这一变化趋势的原因，通过产业发展脱钩弹性和产业排放脱钩弹性的分解可以看出，主要是由于产业排放脱钩弹性造成的，两者趋势一致，即是由于山西建筑业在节能减排和产业升级方面的措施导致了产业二氧化碳排放与GDP增长的强脱钩趋势。

3.3 脱钩分析的结论和成因分析

通过利用修正的Tapio脱钩模型对山西省GDP和山西省建筑行业能耗投入及二氧化碳排放量的脱钩分析可以得出以下结论：山西省建筑行业的节能减排工作成效是显著的，特别是在减排领域的工作成就有目共睹。

分析原因：首先，山西省建筑行业在节能减排方向的科技进步与技术创新在其能效提高方面起到了重要的作用，通过发挥建筑企业科技创新的积极性，扶持和推广新技术、新材料、新工艺、新设备的研发，山西建筑企业科技创新能力不断提升，科技研发成果显著增多。2005年，山西建筑行业完成了2项省级科技成果的鉴定和66项省级工法关键技术成果的鉴定，其中有17项工法被审定为国家级工法，有效地推动了建筑企业节能减排技术的提高。其次，山西建筑行业能源使用种类的不断优化对山西建筑行业二氧化碳排放量的不断减少也贡献良多。2000～2007年期间，山西省建筑行业煤炭及焦炭类高碳能源使用量不断缩减，而汽油、煤油、柴油及液化石油气 （PLG）以及电力的直接使用量不断增加，汽油、煤油和柴油类能源产品较之于煤炭、焦炭类能源来说，其碳排放系数较低，而其固碳率较之于煤炭、焦炭类能源高，由此能源消耗所排放的二氧化碳量也呈逐年下降之势。

表5 2000～2007年间山西省建筑业能源消耗种类及数量比较(标准煤：兆顿：Mt)

4 结论

本文对Tapio脱钩模型进行了修正和发展，并结合我国国情进行了传统产业脱钩分析框架的设计，将产业排放与GDP增长的脱钩关系分解为产业排放脱钩和产业发展脱钩两个因子进行分析，以山西省建筑业为例进行了产业低碳化发展的脱钩分析，对我国产业低碳化的研究起到了一定推进作用。

本文不足在于产业能耗作为产业发展中间变量具有有限性，特别是对技术因素效果明显的高新技术产业和受金融体系影响强烈的资源产业，本文分析并不适合，两种情况都导致了产业能耗不足以反映产业发展，需要对产业脱钩分析需要延长因果链、增加中间变量，从而准确把握脱钩成因。这待于学者的进一步研究。

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