我国二氧化碳排放的实证分析*——基于投入产出表的产业碳排放分析

黑韶敏， 孟彦菊

(1.大理学院 数学与计算机学院，云南 大理 671000；2.云南财经大学 统计与数学学院，昆明 650221)

我国二氧化碳排放的实证分析*
——基于投入产出表的产业碳排放分析

黑韶敏1， 孟彦菊2

(1.大理学院 数学与计算机学院，云南 大理 671000；2.云南财经大学 统计与数学学院，昆明 650221)

利用我国1997、2000、2002、2005、2007年投入产出表计算了产业影响力系数和改进的结构系数，分析了我国近年来二氧化碳的排放量与国民经济各部门之间的产业关联情况;提出既可以降低二氧化碳排放，又可以保持经济稳定增长的产业结构调整方向和策略。

投入产出表；碳生产率；产业影响力；产业关联

低碳经济是气候变化背景下人类的必然选择。哥本哈根会议之后，国际社会日益达成共识，发展低碳经济是应对气候变化的主渠道。低碳经济一方面要求节能减排，降低碳排放量；另一方面，也需要保持经济增长的稳定性。因而，考虑产业之间的关联特征，进行产业结构调整，从而促进我国低碳经济发展成为目前大家广泛关注的问题之一。

关于碳排放研究可以从不同侧重点入手，Richard King(2008)研究了在不减缓总体经济发展水平下，技术创新和技术转移对碳排放的影响[1]。Paul Burke(2008)使用OECD国家的碳排放数据对经济增长与环境污染的关系进行了研究[2]。Lucas W.Davis和Lutz Kilian(2009)从税收的角度研究了美国汽油税对碳排放的影响[3]。王中英、王礼茂(2006)通过相关分析探讨了我国GDP增长与碳排放的关系[4]；徐国泉、刘则渊等(2006)基于碳排放恒等式，采用对数平均权重分解法，建立了我国人均碳排放量的因素分解模型[5]，徐大丰(2011)运用2007年的投入产出数据，计算出产业影响力和碳排放的影响力系数[6]；高卫东、姜巍等(2009)研究了经济发展对我国能源碳排放空间分布的影响[7]。

利用1997、2000、2002、2005、2007年的投入产出数据以及相应年份的能源消耗数据，计算产业影响系数、碳排放总量、碳生产率，构造并计算出对应年份的碳排放结构系数：影响力系数、推动力系数，通过实证分析综合考虑经济稳定性，提出产业结构调整的目标和方向。

1 碳排放结构系数分析

1.1 各行业碳生产率

通过测算各种能源的单位消耗量与二氧化碳排放量之间的数量关系，以能源消耗统计资料为基础，对二氧化碳的排放进行估算。碳排放的估算公式如下：

(1)

其中，TCi表示第i个部门的二氧化碳排放总量；Vij表示第i个部门对第j种一次能源的消费量，可直接从《中国能源统计年鉴》获得数据；aj表示第j种能源的碳排放系数，取值见表1。

表1 各类一次能源的二氧化碳排放系数

资源来源：国家发展和改革委员会能源研究所；中国可持续发展能源暨碳排放情景分析[R].2003

各部门的碳生产率用各部门的最终产品与二氧化碳排放量的比值来表示，这一指标反应了部门为获得一单位产量所要付出的二氧化碳排放成本。计算公式如下：

Ci=Yi/TCi

(2)

其中，Ci表示第i部门的碳生产率，Yi表示第i部门的最终产品，TCi表示第i个部门的二氧化碳排放总量。

1.2 产业影响力

影响力系数表现出某一部门增加一个单位最终产品时，对国民经济最终产品综合影响程度。运用刘启运关于影响力系数[8]的计算方法，通过最终产品加权来计算影响力系数，计算公式如下：

(3)

其中，δj为第j部门对国民经济的影响力系数；bj为投入产出表中的完全需求矩阵B的列和，表示第j部门生产一个最终产品对国民经济各部门的完全需求量；

(4)

1.3 碳排放影响力系数

类似于产业影响力系数的概念，碳排放影响力系数放映出某一部门增加一个单位最终产品时，对国民经济二氧化碳排放的综合影响程度。

记C为各部门的碳生产率构成的对角阵，即：

(5)

其中，cj为第j部门的碳生产率，与投入产出中完全需求矩阵相似，给出二氧化碳需求矩阵Bc，Bc=C-1B，其中B为投入产出表的完全需求系数，则矩阵Bc的第j列的列和即为j部门增加一个单位的最终产品所引起的二氧化碳排放总和。则碳排放影响力系数为：

(6)

其中，cδj为第j部门对国民经济的碳影响力系数，cbj为碳需求矩阵Bc的列和，αj的含义同前。

1.4 碳排放推动力系数

投入产出理论中在分配系数之上可以建立推动力系数，与投入产出中完全供给系数矩阵相似，给出二氧化碳供给系数矩阵Dc，Dc=C-1D，其中D为投入产出表的完全供给系数矩阵，则矩阵Dc的第i行的行和表示第i部门一个单位的初始投入对国民经济二氧化碳排放的推动，则碳排放推动力系数为：

(7)

其中，cθi为第i部门产品碳排放对国民经济的推动力系数；cdi为投入产出表中的二氧化碳排放完全供给系数矩阵Dc的行和：

(8)

2 实证分析

2.1 数据来源与预处理

根据数据的可得性以及研究目标的需求，数据主要来源于1997、2000、2002、2005、2007年全国的投入产出表，以及对应年份的《中国能源统计年鉴》。由于投入产出表和能源统计年鉴的部门分类不一致，最终以《国民经济行业分类与代码》为参考，以尽量细分行业为准，合并整理出27×27的投入产出表。

2.2 基于碳排放机构系数的产业关联分析

通过比较影响力系数，可以分析不同部门产品作为最终产品对国民经济各部门二氧化碳排放的影响。将影响力系数变化较大的几个部门列入表2。

表2 部分行业的碳排放影响力系数

从表2的纵向来看，石油加工、炼焦及核燃料加工业，金属冶炼及压延加工业，电力、热力的生产和供应业，燃气生产和供应业等4个行业对国民经济各部门的碳排放影响最大，即部门增加单位的最终产品对国民经济碳排放的影响巨大。从横向比较可以看出，石油加工、炼焦及核燃料加工业，金属冶炼及压延加工业，燃气生产和供应业影响力系数呈现递减趋势，而电力、热力的生产和供应业的碳影响力系数较为稳定，无明显变化。而农、林、牧、渔、水利业，食品制造及烟草加工业，纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业，工艺品及其他制造业，服务业等行业的碳排放影响力远远低于碳排放影响力系数均值。另一方面，石油和天然气开采业，仪器仪表及文化、办公用机械，交通运输、仓储和邮政业的碳排放影响力系数变化较为显著，均由1997年的高于碳排放影响力均值逐渐降低到2007年的低于碳排放影响力均值，由此可以看出，在这10年中这4个部门作为最终产品对国民经济的二氧化碳排放的影响力呈递减趋势。

通过比较推动力系数，可以分析不同部门作为初始投入要素对国民经济二氧化碳排放的推动情况。即反映i部门增加一个初始投入对国民经济碳排放的推动作用。将推动力系数变化较大的几个部门列入表3。

表3 部分行业的碳排放推动力系数

从表3的纵向可以看出，同样是石油加工、炼焦及核燃料加工业，金属冶炼及压延加工业，电力、热力的生产和供应业，燃气生产和供应业这四个部门的推动力对国民经济的碳排放是最大的。从横向来看，金属冶炼及压延加工业，燃气生产和供应业的二氧化碳排放量有明显降低。而电力、热力的生产和供应业，石油加工、炼焦及核燃料加工业的推动力系数相对稳定。另一方面建筑业，农、林、牧、渔、水利业，食品制造及烟草加工业，纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业，服务业等行业的碳排放推动力稳定的远远低于碳排放推动力系数均值。从表中还可以看出石油和天然气开采业，金属矿采选业，电气机械及器材制造业，工艺品及其他制造业，仪器仪表及文化、办公用机械的碳排放推动力系数变化较为显著，均呈显著下降趋势。这说明在这十年中，这5个部门作为初始投入对国民经济的二氧化碳排放的推动逐渐减弱。

3 结论及建议

如果仅从二氧化碳排放的影响力系数及推动力系数的大小比较来分析，两类系数得到的结果是相似的，石油加工、炼焦及核燃料加工业，金属冶炼及压延加工业，电力、热力的生产和供应业，燃气生产和供应业的单位最终使用及单位初始投入的增加，对我国国民经济的二氧化碳排放的影响和推动非常大。结合影响力系数和推动力系数可以看出，石油加工、炼焦及核燃料加工业的碳排放的影响力系数和推动力系数是最大的；电力、热力的生产和供应业的碳排放平均影响力系数居于第三位，而平均推动力系数居于第二位；燃气生产和供应业的碳排放平均影响力系数居于第二位，而平均推动力系数居于第四位。这说明我国国民经济生产体系在能源使用上是以石油和电力使用为主，燃气为辅。另一方面，煤炭开采和洗选业，石油和天然气开采业的碳排放的平均影响力系数在均值附近波动，特别是石油和天然气开采业的碳排放的平均影响力系数低于均值，而这两个产业的碳排放平均推动力系数却比较高，分别居于第五、六位。这说明作为单位最终使用的增加，煤炭开采和洗选业，石油和天然气开采业对国民经济碳排放的影响并不大，但作为单位初始投入的增加却对国民经济碳排放产生巨大地推动作用，由此体现出我国经济发展对煤炭和石油的依赖性非常大。另一方面可以大力发展碳排放影响力和推动力小的产业，例如建筑业，农、林、牧、渔、水利业，食品制造及烟草加工业，纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业，服务业等。

表4 部分行业的碳生产率

如果结合碳生产率的大小与碳排放结构系数之间关联来分析产业结构的调整分析。由表4可以看出石油加工、炼焦及核燃料加工业，金属冶炼及压延加工业，电力、热力的生产和供应业，燃气生产和供应业这4个产业的碳生产率是所有产业中的最低的，这4个产业应该成为促进低碳经济发展的产业结构调整的首选行业。农、林、牧、渔、水利业，纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业，通信设备、计算机及其他电子设备，电气机械及器材制造业，工艺品及其他制造业，水的生产和供应业，建筑业等产业碳生产率高，但二氧化碳的影响力系数及推动力系数较小，这些行业是属于发展低碳经济过程中应大力发展的行业。

如果结合产业影响系数的大小与碳排放结构系数之间关联来分析产业结构的调整分析。首先，可以看出，电气机械及器材制造业，通信设备、计算机及其他电子设备制造业，纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业，建筑业等产业的产业影响系数大，而碳排放的影响力和推动力系数较小，这些产业的大力发展将促进我国经济的增长，而不会对碳排放的影响造成过大压力。其次，前面我们提到的碳排放影响力最高的四个产业：石油加工、炼焦及核燃料加工业，金属冶炼及压延加工业，电力、热力的生产和供应业，燃气生产和供应业。其中除电力、热力的生产和供应业的产业影响力系数低于各年产业影响力系数的均值而外，其余产业的产业影响力系数均高于各年产业影响力系数的均值。这说明，如果简单的只为降低二氧化碳排放，就严格限制以上四个产业的发展，这将影响整个国民经济的发展。最后，电力、热力的生产和供应业，煤炭开采和洗选业的产业影响力系数略低于产业影响力系数均值，而碳排放的影响力系数较高，因此，对这样的行业进行产业结构调整不仅可以有效降低二氧化碳排放量，同时对国民经济的稳定发展不会有太大影响。

通过分析，得结论及建议：

(1) 综合二氧化碳排放的影响力及推动力分析，中国的能源结构变化不大，仍然以煤炭为主，对石油和电力也表现出较强的依赖。就能源产业结构而言，应该采取一种多元的能源发展战略，也就是在未来的发展中，仍将煤炭作为重要能源，通过提高技术水品，降低污染、提高煤炭使用效率 ；积极拓宽石油进口渠道，建立石油储备；同时重点发展对其他能源的开发利用，包括核能、水电、太阳能、风能以及其他再生能源等，最终形成一种多元的生产和使用的能源新结构。

(2) 综合产业影响系数与碳排放影响力系数之间关联分析，既要考虑国民经济发展的稳定性，同时也要兼顾低碳需求。应该重点发展产业影响力系数大且碳排放影响系数小的部门产业，例如电气机械及器材制造业，通信设备、计算机及其他电子设备制造业，纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业，建筑业，服务业等。而对电力、热力的生产和供应业，煤炭开采和洗选业这样的产业影响力系数略低于产业影响力系数均值，而碳排放的影响力系数较高，可以直接对其进行产业结构调整。但在实际应用过程中，考虑到部门产品之间的差异性和不可不可补偿性，对这两个部门的产业结构调整有一定的局限性。只能通过产业升级、技术进步的方式来降低碳排放。

总的来说，对于我国而言发展低碳经济应该继续推进重点产业调整振兴。加大技术改造力度，引导企业开发新产品和节能减耗。大力发展新能源、新材料、信息网络和高端制造产业等战略性新兴产业。加快发展服务业，进一步提高服务业发展水平和在国民经济中的比重。

[1] RICHARD K.Carbon Dioxide Emissions Technology and Economic Growth[J].Poverty to Power Research Papers，2008，14：1128-1131

[2] PAUL B.Economic growth and pollution in the long run：the case of carbon dioxide[J].Environmental Economics Research Hub Research Reports，2008，13(5)：2108-2112

[3] LUCAS W，DAVIS L K.Estimating the effict of a gasoline tax on carbon emissions National Bureau of Economic Research[J]. Working Paper，2009(7)：2304-2310

[4] 王中英，王礼茂.中国经济增长对碳排放的影响分析[J].安全与环境学报，2006，6(5)：88-91

[5] 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

[6] 徐大丰.碳生产率、产业关联与低碳经济结构调整 [J].软科学，2011(3)：42-46

[7] 高卫东，姜巍，谢辉.经济发展对中国能源摊派空间分布的影响[J].辽宁工程技术大学学报：自然科学版，2009，28(2)：296-299

[8] 刘起运.关于投入产出系数结构分析方法的研究[J].统计研究，2002(2)：40-42

Keywords：input-output table；carbon productivity；industrial influence force；industrial correlation

Empirical Analysis of China’s Carbon Dioxide Emission——Analysis of Industrial Carbon Emission Based on Input-Output Table

HEIShao-min1,MENGYan-ju2

(1.School of Mathematics and Computer, Dali University, Yunnan Dali 671000, China；2. School of Mathematics and Statistics, Yunnan University of Finance and Economics, Kunming 650221, China)

This paper uses China’s input-output table in 1997, 2000, 2002, 2005 and 2007 to calculate industrial influence coefficient and improved structure coefficient, analyzes industrial correlation between carbon dioxide emission amount and each department of national economy of China in recent years, and proposes industrial structure adjustment direction and strategy for both reducing carbon dioxide emission and keeping stable economic growth.

1672-058X(2013)10-0085-07

2013-04-01；

2013-04-25.

云南省教育厅科学研究基金项目(2010C045).

黑韶敏(1977-)，女，云南大理人，讲师，硕士，从事统计应用研究.

F222

A

责任编辑：田静