天津市三次产业碳排放量估算的实证分析

吕明元，胡 伟，李彦超

(天津商业大学经济学院，天津300134)

以低能耗、低物耗、低排放、低污染为特征的低碳经济(Low-carbon Economy)是未来经济发展方式的方向，也是我国区域经济发展方式转型的战略性选择。

我国已经将低碳经济纳入国家“十二五”发展规划中。2010年7月，国家发改委正式出台了《关于开展低碳省区和低碳城市试点工作的通知》，天津被列为低碳试点省市之一。经济高速发展、城市化水平不断推进、居民生活水平不断提高都带动了能源消费总量的不断增加，天津市已成为国内能源消费较大的城市之一，但天津却是一个能源资源相对贫乏的地区，由于产业结构不合理、能源消费不合理等因素造成的能源消耗过大、环境污染严重等问题逐步成为制约天津经济进一步发展的主要障碍，从发展低碳经济的角度看，天津市产业结构调整势在必然。

20世纪90年代以来，国内外学者对低碳经济发展方式的研究逐渐增多。［1－2］关于碳排放量估算的研究，到目前尚没有统一的估算方法。日本学者茅阳一的Kaya公式揭示了碳排放推动力的四因素，碳排放量=人口×人均GDP×单位GDP能源用量×单位能源用量的碳排放量。Albrecht J等［3］扩展了kaya公式，把该公式中的四因素分解为九种因素用于测算碳排放量，九种因素为:工业部门、运输部门和其他部门的三部门碳强度因素，三部门能源强度因素，人均GDP，人口和结构因素。国内学者岳超等［4］根据GDP和碳强度对我国2050年的碳排放量进行了预测。蒋金荷［5］在研究中国碳排放量测算及影响因素的分析中，碳排放量测算涉及的能源品种为煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气，将这些能源消费量折成标准煤，再根据标准煤的碳转换系数计算碳排放量。

本文拟选择合理的碳排放量的估算方法，对1995—2010年天津市三次产业碳排放量及碳排放强度进行估算，并对天津市工业结构的优化以及三次产业结构的调整，提出对策性建议。

1 天津市产业结构演进的基本分析

1978—2011年天津市统计资料表明，经过几十年的经济发展和产业结构优化调整，天津初步形成了以高新技术产业为引导，以优势支柱产业为支撑的产业结构格局。

从天津市改革开放以来产业结构演进状况看，大致可分为三个阶段(图1)。

第一阶段(1978—1989年)，三次产业产值占GDP 比重由 1978年的 6.1% ∶69.6% ∶24.3% 变化到 1989年的 9.5%∶62.6% ∶27.9%，呈现出第二产业产值比重远远大于第一、三产业比重，且呈缓慢下降趋势，这是由于天津延续了改革开放前的计划经济时期大力发展第二产业尤其是重工业的路线。第三产业比重虽缓慢上升但仍低于30%，说明第三产业发展薄弱且呈低端化，远未调动出应有的拉动经济增长的潜力。第一产业比重呈小幅上升趋势，这也与经济发展和产业结构演进规律相悖。

第二阶段(1990—2002年)，三次产业产值占GDP 比重之比由 8.8% ∶58.3% ∶32.9% 调整到3.9%∶49.7%∶46.4%，三次产业呈现出快速调整的态势。第一产业产值比重迅速下降，第二产业产值比重仍呈下降趋势，但降幅明显快于第一阶段，第三产业上升幅度最大，在2002年达到了与第二产业比重最接近的程度，说明天津市的产业结构调整方向日益合理，对第三产业的重视程度正逐步加深。

第三阶段(2003—2010年)，三次产业结构继续在波动中调整。第一产业产值比重继续下降，第二、三产业产值比重波动中此消彼长，其中第二产业表现出小幅上扬的趋势，这与天津市工业结构的调整优化升级并成为经济增长最主要的贡献力量有关。

总体上看，1995—2010年天津市产业结构演进表现出如下特点:

(1)第一产业比重最低，且呈逐年平稳下降趋势。产值比重由1995年的6.5%下降到2010年的1.6%，年均下降幅度9.8%。同期全国第一产业产值比重由19.9%下降到10.1%，也呈逐年下降趋势，天津市第一产业比重水平低于全国平均水平，但总体发展水平在不断提高。

(2)第二产业比重最大，呈稳中有降的趋势。到2010年，第二产业产值占全市国内生产总值的52.4%，同期全国第二产业比重为46.8%，高于全国平均水平。天津市工业产值比重为47.8%，占第二产业产值的91%，说明天津市第二产业对经济增长的贡献主要来自于工业行业。

(3)第三产业比重呈稳中有升的趋势，且与第二产业产值比重差距逐渐缩小。从1995年占国内生产总值的37.8%上升到2010年的46%，年均增速为1.3%，而全国平均水平同期由32.9%上升至43.1%，年均增速为1.8%。第三产业比重高于全国水平，但增速略低于全国平均水平。

2 天津市三次产业及工业行业碳排放量的估算方法

国内学术界有关碳排放的实证分析较多，［6］但关于碳排放量的估算，到目前尚没有统一的估算方法。国内外学者一般都是根据自己研究的问题和目的，设计适用于自己研究课题的碳排放量估算方法，或使用众多学者普遍接受和采纳的计算方法、公式计算碳排放量。

从学术界的研究来看，娄伟［7］把估算城市碳排放量的方法大致归纳为五种:(1)碳足迹的计算方法;(2)城市二氧化碳排放总量计算方法;(3)城市能源消费产生的二氧化碳排放量的计算方法;(4)工业产品生产造成的二氧化碳排放量的计算方法;(5)城市土地利用影响碳排放量的计算方法。

综上所述，目前对于碳排放量的估算方法大致分为两类:一是根据kaya恒等式进行估算，或结合研究者的研究目的对kaya恒等式进行不同的扩展和修正估算;二是根据IPCC提出的碳排放量估算方法进行估算。

联合国政府间气候变化委员会IPCC编制了《IPCC国家温室气体排放清单指南》，对碳排放量的估算提供了方法论。IPCC碳排放量估算法其实可以归结为系数法和能源消费转换法的结合，即把不同种能源的消费量都转换成统一的以标准煤为单位的消费量，然后结合碳与标准煤转换系数折算成碳排放量。由于这种方法所需的数据在我国(包括天津)的统计年鉴中均有公布，根据统计方法对数据的易获得性和客观性的要求，本文在估算碳排放量的方法上选取该方法。

本文对三次产业及工业行业碳排放量估算方法采用近似条件下的碳排放能源转换系数折算法，不包括对具体温室气体(如二氧化碳、甲烷、二氧化氮)的计算。

公式(1)中，Cj(j=1，2，3)为第一、二、三产业碳排放量，c=0.7476为碳与标准煤的转换系数，Ei，t为 t时期 j产业对主要能源 i的终端消费量，Ii，t为t时期j产业消耗的i能源折标准煤系数。

表1 各种能源折标准煤系数表

相应地，本文工业内部各行业部门碳排放量估算公式为:

公式(2)中，Cx(x=1，2，…，24)为 24 个工业行业的碳排放量;c=0.7476为碳与标准煤的转换系数;Ei，t同上，为 t时期 x工业行业对主要能源 i的终端消费量;Ii，t同上，为t时期x工业行业消耗的i能源折标准煤系数。

3 天津市三次产业碳排放量及碳排放强度估算(1995—2010)

3.1 天津市三次产业碳排放量估算

根据上述三次产业碳排放量估算方法，对天津市三次产业碳排放量估算结果如表2。

由估算结果来看，天津市三次产业碳排放总量快速增加，从1995年的1 734.98万吨增加到2010年的4 373.58万吨，年均增长6.5%。其中第一产业和第三产业碳排放量较低，历年第一、第三产业碳排放总量尚不及第二产业碳排放量。到2010年，第一产业碳排量占三次产业碳排放总量的1.5%，第二产业占 80.4%，第三产业占 18.1%。第二产业碳排放量从1995年的1 325.52万吨增加到2010年的3 515.69万吨，年均增加6.7%，快于三次产业碳排放总量的年均增速，说明第二产业是天津市碳排放量增加的最主要原因。

3.2 天津市三次产业碳排放强度分析

碳排放强度是指单位国内生产总值的碳排放量，该指标主要是用来衡量一国或地区经济总量同碳排放量之间的关系。也可以理解为，如果一国或地区在经济增长的同时，每单位国内生产总值的碳排放量在下降，那么说明该国或地区正在趋向于实现低碳发展模式。

表2 天津市1995—2010年三次产业碳排放量 万吨

天津市三次产业碳排放强度呈逐年下降趋势(表3)，从1995年的1.86下降到2010年的0.47，其中第二产业降幅最大，从2.56下降到0.73，对拉动三次产业整体碳排放强度的下降贡献最大。从产业结构的分析中可知，天津市产业结构中第二产业重化工业的产值比重最大，对经济总量的影响最为明显，这些行业又属于高排放、高污染、高能耗行业，但是第二产业的碳排放强度却在下降，说明这些对天津经济增长和碳排放起重要作用的工业行业的能源利用效率和节能减排水平在提高。

表3 天津市1995—2010年三次产业碳排放强度 万吨/亿元

3.3 天津市工业行业碳排放分析

由三次产业的碳排放量和碳排放强度的分析可知，第一产业和第三产业的比重很小，以下是对碳排放量和强度所占比重最大的第二产业的工业各行业的具体分析(表4)。

由估算结果可见，天津市“十一五”时期工业行业对主要能源的终端消费量主要集中在对煤、石油、天然气、电力和热力的消耗。其中，对煤炭的消费量最大，基本上所有工业行业都要消耗煤炭能源，而煤炭又是化石能源中碳排放量最大的，所以天津市在未来的经济发展中要抓紧改变能源结构，开发利用清洁能源，这样才有利于降低碳排放量，实现“十二五”时期的节能减排任务。

从表4的分析中可见，“十一五”时期天津市工业行业中碳排放量呈增加趋势的行业主要集中在重化工业，有:采矿业大类中的煤炭开采和洗选业，石油和天然气开采业，非金属矿及其他矿采选业;制造业大类中的造纸印刷及文教体育用品制造业，化学工业，金属冶炼及压延加工业，金属制品业，通用、专用设备制造业，交通运输设备制造业，工艺品及其他制造业，废品废料;电力、热力的生产和供应业，水的生产和供应业。其他的为碳排放量呈下降趋势的行业，主要为轻工业。

表4 天津“十一五”时期工业行业消费主要能源的碳排放量 万吨

对2010年全部国有及规模以上工业行业的碳排放强度进行的具体分析表明:天津市工业行业碳排放强度较大的分别是非金属矿及其他矿采选业，纺织业，造纸印刷及文教体育用品制造业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，化学工业，非金属矿物制品业，金属冶炼及压延加工业，工艺品及其他制造业，电力、热力的生产和供应业，水的生产和供应业。这些行业同时也是产值较大或产值增速较快的行业，说明天津市经济增长主要靠高能耗的重化工业的发展带动的。

4 低碳经济模式下天津市三次产业调整的对策性建议

4.1 第二产业调整优化方向及对策

根据对第二产业及工业内部行业的详细分析可见，具备中坚力量特征的工业行业基本属于采矿业类和重化工业类。这些行业为天津市的经济增长做出了巨大贡献，但同时这些行业也是高能耗、高污染、高排放的高碳行业。

如何使低碳经济约束与高碳工业行业适度发展相协调，对天津未来经济的发展意义重大。首先，政府应对具备中间力量特征的企业建立完善的低碳经济发展制度。鼓励科研机构积极研发适用于高碳行业的低碳节能技术和工艺，并给予研发基金支持。其次，大力推广低碳节能减排技术，促进产业结构低碳化。建立低碳技术、设备的交易和交流平台，加速企业的低碳转型发展。第三，企业要提高自身低碳技术创新能力和节能环保意识，自发研究低碳发展方式和方法以及新型的企业管理模式。

天津市具备驱动力量特征的工业行业基本属于电子信息业、装备制造业和轻纺工业。第二产业的驱动力量在整个产业的发展中处于主导地位，具有高产值、高技术、低能耗的特征，是未来经济发展的引擎，其中电子信息业和装备制造业经过近几年的重点培育和发展，已经在天津的经济发展中做出突出贡献。这些具有高产值、高技术、低能耗特征的行业必将是天津市未来低碳经济发展的重要拉动力量。

4.2 第三产业调整优化方向及对策

第三产业将是天津“十二五”时期产值比重最大的产业，也是完成天津市产业结构由原来的“二、三、一”向“三、二、一”格局转变的关键。第三产业大都是低能耗、低污染行业，且有很好的经济发展前景，符合低碳经济发展要求。

《天津市服务业发展“十二五”规划》强调“十二五”时期天津市将加快实施“两核、两轴、两带”的现代服务业空间布局。首先，大力发展天津市生产性服务业，促进服务业与现代制造业联动发展。促进知识密集型、高附加值的高端科技服务业发展，扩大全市高端科技服务业规模和数量。其次，提升生活性服务业的层次和发展水平，培育高端旅游服务业，合理发展房地产业，加大医疗、卫生、教育、体育等服务型设施供给。第三，培育、发展、壮大新兴服务业。围绕文化传媒、咨询策划、研发设计、时尚创意等为核心发展创意产业，重视发展会展业。

4.3 第一产业调整优化方向及对策

发展基于低碳经济模式的高效、碳汇农业产业，降低温室气体排放量、实现经济增长和生态环境可持续发展，是天津市第一产业结构调整优化的基本趋势。

首先，要提高第一产业的生产率，大力推广经济高产农作物的种植，提高农作物产量，努力培育和普及优势品种和特色品种的种植，优化种植业结构、提高种植业经济效益;鼓励发展生态林业，提高林业碳汇能力;发展生态绿色养殖，减少对饲料的依赖;高效利用天津沿海的地理优势，大力发展海洋渔业，发展多样化和生态化经营，提高渔业的经济效益。其次，在农林牧渔业产品总量的合理增长和品种的多样培育的前提下，促进第一产业的生产技术水平向着高效低碳方向改善，不断提高农林牧渔业产品的品质。第三，大力推广和发展高产值品种，优化各行业结构，促进第一产业的节能减排，提高第一产业的生产效益;优化第一产业区域布局，有效利用各区域资源优势和劳动者技能优势调整第一产业结构，促进农民收入持续增长。

［1］林伯强，刘希颖.中国城市化阶段的碳排放:影响因素和减排策略［J］.经济研究，2010(8):66 －78.

［2］陈诗一.能源消耗，二氧化碳排放与中国工业的可持续发展［J］.经济研究，2009(4):41 －55.

［3］Albrecht J，Francois D，Schoors K.A Shapley Decomposition of Carbon Emissions Without Residuals［J］.Energy Policy，2002(30):727－736.

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［5］蒋金荷.中国碳排放量测算及影响因素分析［J］.资源科学，2011(4):597－604.

［6］徐国泉，刘则渊，姜照华.中国碳排放的因素分解模型及实证分析:1995—2004［J］.中国人口·资源与环境，2006，16(6):158－161.

［7］娄伟.城市碳排放量测算方法研究——以北京为例［J］.华中科技大学学报，2011(3):104－110.