基于投入产出分析的中国产业完全碳排放研究

秦昌才，刘树林

（1．对外经济贸易大学 国际经济贸易学院，北京， 100029；2．烟台大学 经济管理学院，山东 烟台， 264005）

一、引 言

全球气候变暖已是一个不争的事实，以二氧化碳为主体的温室气体排放是最大的原因。温室气体减排，特别是碳减排已是全球共识。在2009年的联合国气候变化峰会上，中国政府提出，争取到2020年单位国内生产总值的二氧化碳排放量，即碳排强度，比2005年下降40%～45%［1］。宏伟的减排目标与承诺的实现依赖于具体的产业政策与贸易政策，而制定行之有效的产业与贸易政策需要科学的识别各产业的碳排放程度。

碳排放，主要来自于化石能源的消费。能源消耗分为直接消耗和间接消耗。所谓直接消耗，是指最终产品的直接生产过程对能源的消耗，而间接消耗则是指生产最终产品所需要的中间产品的生产过程对能源的消耗。两个能耗过程都会伴随着碳的排放，分别称为直接碳排放和间接碳排放。本文将二者之和定义为各产业部门生产最终产品的完全碳排放。完全碳排量的计算要求使用一个全面反映部门间能源需求关系的分析方法。投入产出分析能全面反映经济体系内部各部门之间投入产出的相互依存关系，自然可用于碳排放的研究过程。

国外众多学者使用投入产出分析方法来研究碳排放，这包括 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）。他们分别分析了日本、巴西、西班牙、澳大利亚、意大利和印度的碳排放情况［2－9］。

国内，陈红敏分析了2002年中国各部门最终消费的隐含碳排放［10］；魏本勇等（2009）从最终需求的角度评估了2002年中国进出口贸易中国家和部门的碳排放［11］；齐晔分析了进出口商品的隐含碳排放［12］；Bin Shui等考察了中美贸易中的碳排放［13］；刘红光等利用非竞争性投入产出框架，建立了区域碳排放结构分析模型，从最终需求（消费）的角度衡量碳排放及其区位转移［14］；余慧超和王礼茂建立了基于国际商品贸易的碳排放转移模型，分别作了中美两国间相互出口碳排放及碳转移的分析［15］。李小平等就中国与经济合作组织（OECD）的发达国家做了比较研究［16］。

现有研究大多从总量的角度对国际贸易过程中的隐含碳（Embodied Carbon）进行研究，鲜有从产业角度进行的分析。本文定义了完全碳排放系数，建立产业完全碳排放框架，基于2007年投入产出数据对各产业的隐含碳排放进行研究与比较，以期为减排目标约束下的产业政策与贸易政策的制定提供一些参考。

二、产业完全碳排放分析框架

（一）产业完全碳排放分析框架

投入产出分析能够全面反映经济体系内部各部门之间投入产出的相互依存关系，其基本形式为：其中

bij表示j部门单位最终产品的生产对第i部门总产出的消耗。

与投入产出分析中直接消耗系数的定义类似，第k个部门单位总产出的碳排放量即k部门的直接排放系数（简称直排系数）定义如下：其中，qik表示k部门所消耗的第i种能源的数量，γi表示第i种能源折算成标煤的系数，δi表示各能源的碳排放系数，Ck表示k部门的碳排放总量，Xk表示k部门的产出总量。

根据直排系数以及bij的含义，第k个部门的完全排放系数①文中完全排放系数的定义思路借鉴了沈利生等在二氧化硫方面的研究［17］。（简称完排系数）的定义如下：

（二）分析变量及数据来源

本文根据以上框架中对变量的定义，将变量逐级进行分解，其数据来源如表1。

表1 变量列表

本文假设各个产业消耗的能源包括煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、燃料油、柴油、天然气和电力9种能源。各种能源折算成标煤的系数数据来自于2007年中国能源统计年鉴，如表2所示。各种能源的碳排放系数δi则是根据中国温室气体排放清单研究中的相关排放因子数据和IPCC的排放因子数据③来源为“2006IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories”Volume 2Energy。电力碳排放系数是根据魏一鸣等2005年全国电力生产碳排系数折算的［19］。综合考虑后确定的。

表2 九种能源折算标煤系数表

模型所需要的数据来自于2007年42部门中国投入产出表，本文基于第三产业能源消耗量较少、碳排放量较少的事实，把第三产业部门合并成五个，并对第二产业的若干部门进行了合并，合并后部门共有30个，详见表3。

三、计算结果与分析

（一）各产业碳排系数比较

根据2007年投入产出表和中国能源统计年鉴（2007）的数据，利用完全碳排放分析框架中有关碳排系数的公式（1）（2），我们得到了30部门的直排系数和完排系数，见表3，详见表3。

表3 产业碳排系数列表

从表3可以看出：

1．产业隐含碳排放量较大。也就是说，直接排放与完全排放差别很大。从倒数一、二列可以看出，从直排系数到完排系数变化最大的是电气机械及器材制造业（编号18），完排系数是直排系数的24．088 91倍，成为30部门中隐含碳排最大的部门。而其直排系数仅为0．040 639，是30部门中的倒数第四，但从完排系数0．978 945来看，却高居第九位。建筑业以20．057 3倍紧随其后，其他第3～10部门两个系数的差异均在9倍之上。我们着重分析碳排排序靠后、但直接排放与完全排放差别很大的部门，如通信设备、计算机及其他电子设备业、木材加工及木、竹、藤、棕、草业和纺织服装、鞋、帽制造业。结合第四、六、八列可以看出，这类产业的直排和完排系数在30部门中排在倒数第七位；但其完排与直排的倍数却是30部门中正数第三、六、九位，也即其隐蔽的间接排放大。

2．产业间差别明显。从第四、六列直排、完排的排序来看，一类是碳排放特征明显而稳定的，如黑色金属冶炼及压延加工业（编号14）、非金属矿物制品业（编号13），分别高居第一、第二位，无论从哪个角度来衡量，都是“碳排大户”。除此两产业是典型的高碳排特征外，还有石油加工、炼焦及核燃料加工业（编号11）、黑色金属矿采选业（编号4）也稳定地居于排序的前列。而废弃资源和废旧材料回收加工业（编号22）、农副食品加工业（编号6）、木材加工及木、竹、藤、棕、草行业（编号9）和纺织服装、鞋、帽制造业（编号8），则位居碳排系数的倒数几位，属于典型的相对低碳的产业。另一类则是碳排特征依赖衡量角度、变化较为明显的，如前文中提到的几个部门。

综上，与直接碳排放系数相比，完全碳排放系数更适合度量各产业的碳排放程度。立足于节能减排的角度，应尤其关注黑色金属冶炼及压延加工业等稳居碳排放前列的行业，和通信设备、计算机及其他电子设备业等隐含碳排放较大的产业。加强对此类产业的能耗、碳排控制，是实现节能减排的关键。

（二）各产业完全碳排结果及分析

表4给出了由公式（3）计算出的各部门消费、投资、出口、进口和净出口等方面的碳排放总量。

表4 各部门完全碳排列表

表4中的每一行与最后一行的比值为各个部门各个环节（消费、投资出口、进口、净出口、最终需求）的碳排放量占各环节碳排放总量的比重，视为贡献比例矩阵，见表5。

表5 贡献比例矩阵表

根据表4、表5可以看出：

2007年中国国内满足最终需求（消费、投资、出口三者的和）的二氧化碳排放总量为25．3亿吨，其中建筑业（编号26）碳排总量高达5．55亿吨，占21．96%，位居第一位，因此建筑行业是节能减排的一个关键行业。

消费需求碳排总量为8．02亿吨，其中生活消费部门（编号30）为3．3亿吨，占总需求的41．6%，远大于第二位的农副食品加工业的9．6%，遥遥领先于其他行业。

投资需求碳排量为9．39亿吨，其中建筑业（编号26）为5．42亿吨，以占57．7%的比重高居第一位；石油加工、炼焦及核燃料加工业（编号11）由于投资需求为0，使用的完全是存货投资，因此碳排的数据计算上为负值。

出口需求排放总量为7．8亿吨，占最终需求碳排放的31．1%。其中碳排放最大的是通信设备、计算机及其他电子设备业（编号19），约为1．44亿吨，占18．3%。

进口产品的减排总量为6．1亿吨，占24．2%；通信设备、计算机及其他电子设备业（编号19）、化学原料及化学制品制造业（编号12）位居前两位。

净出口碳排为1．7亿吨，对外贸易使中国成为碳污染转入国家，其中纺织业净出口碳排贡献最大，为33．6%，这再次反映了中国的出口结构仍是附加值低的产业占比高的事实。

（三）产业分析

以上实证结果可以从部分产业发展的现状及实际进行解释。

1．建筑业

目前全世界每年新增的建筑量的1／10都在中国。由于建筑生产粗放、建筑品质不高、寿命短、户型偏大、设计陈旧、政策缺位等多种原因，导致中国的多数建筑“高碳排放、高耗能”。发达国家建筑物使用寿命一般长达100～120年，而国内一些建筑往往使用50～60年甚至一二十年后，就要拆迁重建，这是导致建筑业碳排放位居第一的重要因素之一。［20］此外，建筑业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。总之，建筑业是中国各产业中碳排量最大的产业。

2．通信设备、计算机及其他电子设备业

从对外贸易角度来讲，该产业是碳排强度最为显著的部门，这与其本身特点具有显著关系。通信行业不仅是一个高科技的行业，也是一个高耗能行业。随着网络规模的不断扩张，通信网络的核心设备、动力系统以及机房、基站等成倍增加，耗能巨大。目前中国的通信网络有上万台的主交换设备，有几十万的基站，不间断的网络环境需要大量的能源来保障。

3．生活消费部门

随着中国经济持续快速发展，城乡居民生活水平日益提高，居民生活能源消费总量呈现较明显的上升趋势。特别是近20年来，增速明显加快。生活能源消费总量从1980年的9 583．0万吨标准煤当量，增长到2007年的26 789．7万吨标准煤当量，年均增长率为3．74%。1998—2007年均增长率上升到6．41%。家用电器及家用汽车的的使用，是造成能源消费、碳排放增加的最大原因［21］。而且，基于中国农村能源消费远低于城市水平、农村能源消费刚性需求必然存在的现状，随着小康社会的全面推进，中国居民特别是农村居民生活用能和碳排放量必将面临较高的节能减排压力。

四、结论与政策建议

本文建立了产业完全碳排放分析框架，通过实证分析发现，与直接排放系数相比，完全排放系数更适合度量各产业的碳排放程度。二者的差异揭示了产业的隐含碳排放以及产业间的显著差别。并且，计算了各产业在消费、投资、出口、进口和净出口等方面的完全碳排放。最后，结合部分产业发展的现状及实际对实证结果进行了解释，提出以下建议：

1．产业政策方面，高度重视技术标准体系的创新，建立健全环境核算标准，以引导产业节能减排。在建筑业上，尝试制定住宅产业化技术体系，以大量减少房屋建造过程中的能耗，同时减少污染环境的建筑垃圾，有效克服工业化住宅的缺陷。实施新能源强制性安装政策，解决新能源应用与建筑节能项目建设主动性不足的问题。制定通信产品方面的技术标准，重视产品的节能指标，尤其控制通信设备和机房设备的能耗标准。编制工业、通信业清洁生产技术指南和重点节能技术推广专项规划，以引导产业低碳发展。

2．贸易政策方面，出口结构调整与出口产业升级同时并举。所谓出口结构调整，是指提高考虑资源价格与环境成本内部化后仍具有国际比较优势的资源密集型产业在出口结构中的比重。对于污染密集型产品来说，考虑环境成本后，成本提高、价格竞争力下降，在国际贸易过程中的比较优势就会降低或消失，此时应该慢慢被调整出出口序列，至少不应成为出口的主体产业。

所谓出口产业升级，是指根据中国环境资源禀赋的实情，适当提高出口产品的环境标准。考虑到中国处于国际分工链条的上游、仍是制造业大国的实际，众多商品“中国制造”后出口至发达国家，提高环境标准，实际上是提高了引进外资的环境门槛。今后中国吸引外资政策应当把重点放在纺织印染业、通信设备、计算机及其他电子设备业等行业，并逐步提高这些产业中外国投资者的市场准入条件，以促使这些产业升级。

3．创新节能导向的综合经济管理政策，完善有利于减排的财政、税收和金融、价格等政策体系。财政政策向低碳技术开发方面进一步加大投入，围绕能源、资源、环境等领域，加强科研攻关，攻克一批节能减排关键和共性技术。金融、税收政策应着力扶持节能减排的项目与企业，鼓励银行等金融机构为节能项目提供融资；将合同能源管理项目纳入减免税收范围。推进资源性产品价格改革，如成品油价格改革，天然气、工业用电、居民用电、用水等方面的价格改革等。

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