中国八大经济区碳生产率时空变化和区域差异分析

郭佳茹

（山西财经大学，太原 030012）

1 引言

推动低碳经济发展是成为建设美丽中国的关键。然而，当前中国工业经济正步入高质量发展阶段，高能源消耗和高工业排放问题仍旧显著存在。由此中国面临的新挑战是如何降低碳排放量促进经济发展，而碳生产率正体现出经济增长与减碳降污的双赢要求，是一个国家实现低碳高质量发展的关键所在。碳生产率是从投入产出的角度考虑对经济发展的约束，追求低排放的高质量发展。从区域层面来说，各省市产业结构等方面都大不相同，从而面临的环境因素也不尽相同。所以对区域层面碳生产率的差异进行研究变得极为重要。

2 中国八大经济区碳排放和碳强度的时空变化

2.1 中国八大综合经济区

本文根据国务院发展研究中心发布的《区域协调发展战略与政策》，将我国划分为八个经济区。划分依据更多是考虑到区域国民生产总值（GDP）、经济发展水平等方面的相似性，所以中国八大综合经济区的分区在区域内存在很多共通的地方，比如自然条件、经济关系、空间位置社会结构等。这也使得对中国八大综合经济区碳排放率的研究具有代表性。中国八大综合经济区具体划分如下：东北综合经济区，包括辽宁、吉林和黑龙江；北部沿海综合经济区，包括北京，天津，河北和山东；东部沿海综合经济区，包括上海，江苏和浙江；南部沿海综合经济区，包括福建，广东和海南；黄河中游综合经济区，包括陕西、山西、河南、内蒙古；长江中游综合经济区，包括湖北、湖南、江西、安徽；西南综合经济区，包括云南、贵州、四川、重庆、广西；西北综合经济区，包括甘肃，青海，宁夏，西藏，新疆。

2.2 数据来源与碳生产率估算

2.2.1 数据来源与处理

本文中所用到的人口数据（各省市年末总人口）、国内生产总值数据（GDP）来自于1997—2019 年《中国统计年鉴》；17 种化石燃料（原煤、精煤、其他洗煤、煤制品、焦炭、焦炉煤气、其他煤气、其他焦化产品、原油、煤油、柴油、汽油、燃料油、其他石油制品、液化石油气、炼厂干气和天然气）消耗量从各省相应的统计年鉴中收集的。对于年鉴中没有相关数据的某些省份（河北、江苏、浙江、山东、广西、海南、四川和贵州），我们使用了2008 年的国民经济普查数据，该数据假设在此期间产业结构稳定。其中，1997-2019 年的实际GDP，是由各省（市）每年的名义GDP 以1997 年为基期按照国内生产总值指数换算而来。由于数据的缺少，以上数据均不包括我国西藏自治区、香港特别行政区、澳门特别行政区、台湾省和南海诸岛的相关数据。

2.3 碳排放和碳生产率的估算

2.3.1 碳排放量的估算

与能源相关的排放是指化石燃料燃烧过程中排放的CO2。根据IPCC 指南，部门方法排放量是根据化石燃料的部门燃烧计算的，公式如下：

式中，CEij指在j 部门燃烧的化石燃料时产生的二氧化碳排放量；ADij代表相应的一种化石燃料i 和相应的部门j所消耗的化石燃料的数量；NCVi指净热值，即当化石燃料燃烧每一物理单位时，所产生的热值；CC（i碳含量）是指化石燃料i 产生的每一净热值的二氧化碳排放量；Oij是氧化效率，是指化石燃料燃烧过程中的氧化率。下标i 表示化石燃料；j代表部门。

2.3.2 碳生产率的估算

按照Kaya &Yokobori 的定义，碳生产率指一段时期内国内生产总值（GDP）与同期二氧化碳排放量之比，等于单位GDP 二氧化碳排放强度的倒数。该指标只考虑二氧化碳排放空间（即二氧化碳排放量）一种要素的投入，用于考察二氧化碳排放空间要素的投入在经济中的作用，它同时兼顾了经济增长和减缓气候变化两个目标，其数值越大说明区域（或部门）在实施相对减排方面的绩效越高。

3 八大经济区碳排放量的时空变化

3.1 八大经济区碳排放量的时空变化

我国八大经济区碳排放总量由各经济区所包含省域碳排放总量相加得到。由于各经济区经济水平、科技条件和产业结构等发展情况各不相同，碳排放量也各不相同。

根据上述公式，可以求出我国各省域的碳排放量，以经济区为单位求和得到1997-2019 年中国八大经济区各经济区的区域碳排放总量通过计算可以获悉在研究区考察时间内，碳排放量基本处在前三位的分别是东北综合经济区、北部沿海经济区和东部沿海经济区，这说明在这三个地区始终有着较高的碳排放量；而平均碳排放量始终处于最后的是西北经济区和西南经济区。长江中游综合经济区和南部沿海综合经济区的平均碳排放量基本一致之外，其它综合经济区之间的碳排放差异显著。从平均碳排放整体变化过程来看，西北综合经济区为持续上升，八大综合经济区其他经济区的碳排放量均呈现为“先上升—基本稳定—再上升”的增长趋势，即从样本考察期初期到2012 年前后，各经济区的碳排放量均呈现出增高的态势；2012 年之后各经济区（除西北经济区仍是上升趋势）碳排放量基本稳定，波动幅度较小；直到2016年八大经济区碳排放量又呈现出急剧升高的态势。

3.2 八大经济区人均碳排放的时空变化

人均碳排放指的是某一地区时间段内碳排放总量和该段时间段内的总人口之间的比值，该指标是以个人为衡量单位的碳排放指标，代表的是个人在对化石能源方面的平等权，在当代社会可以也表示个人的生活水平。通过对中国八大综合经济区1997-2019 年人均碳排放量进行计算，我国八大经济区人均碳排放量在地理位置上呈现出由北向南逐渐降低的趋势。而人均碳排放量较大的经济区基本都是碳排放量大的经济区。但是西北经济区的人均碳排放量较大的主要原因是高能耗工厂数量较多而导致的碳排量较大，人口数量稀少。八大经济区各区域的人均碳排放量还是随着时间迁移而逐渐升高的，其中部分经济区人均碳排放量变化较大。

3.3 八大经济区碳生产率的时空变化

根据碳生产率的公式计算结果看出我国八大经济区碳生产率随时间变化大体上呈现波动上升的趋势，这说明我国八大经济区将经济发展与碳排放两者之间协调的很好，发展水平越来越趋于科学性。东部沿海经济区、南部沿海经济区碳生产率分别在2018 年、2016 年超过1，表明这些地区单位碳排放量所产生的GDP 很高，说明这些地区的低碳政策是有效的。西北综合经济区和东北综合经济区的碳生产率持续最低，说明低碳政策有待完善。

4 中国八大经济区碳强度的区域差异分析

4.1 泰尔指数测算方法

泰尔指数（Theilindex）出现的目的是用来测算不同区域之间的经济发展水平存在的差异程度的重要指标。泰尔指数由一个很大的优点是，他可以在不同地区间进行分解。本文就是将八大综合经济区的碳生产率总体差异（T）可以分解为八大综合经济区中各经济区区域间的差异（TB）和各经济区区域内部里不同省份之间的差异（Tw）两部分。通过Theil 指数的基本理论得到全国八大综合经济区碳生产率的总体差异用等式表示为

在上述公式中，Ti表示区域i 碳生产率的泰尔指数，i 和j分别为综合经济区的个数和所在综合经济区内省份的数量；GDPi表示综合经济区i 的各省的GDP 之和，Ni表示i 组的省份个数，GDPij表示综合经济区i 中省份j 的GDP，GDP 表示全国各省份GDP 之和，Cij表示综合经济区i 中省份j 的二氧化碳排放量，Ci表示区域i 的各省二氧化碳排放之和，C 表示全国整体的二氧化碳排放量，TW表示区域内差异的泰尔指数，TB表示八大综合经济区之间差异的泰尔指数，T 表示全国总体差异的泰尔指数。而通过计算得到的Theil 指数如果越是接近于0，则说明区域差异越小；如果得到的Theil 指数越接近于1，则表明区域差异越大。

4.2 八大经济区碳强度的区域差异分析

根据上述公式计算八大综合经济区的泰尔指数，结果显示八大综合经济区碳生产率总体差异变化在不同的时间段有着不同的变化规律，对这些变化规律进行深入的分析和研究对实施节能减排政策有着重要意义。我国八大综合经济区总体差异呈现出“先下降-后上升”的波动升高态势，而总体差异指数始终介于0.31～0.43 之间。即2000-2011 年的总体差异指数在波动下降，说明八大经济区碳排放区域差异有所缩小；而2011-2019 年的总体差异指数波动上升，说明八大经济区碳排放区域差异有所扩大；但在2014年之后八大经济区碳排放区域差异呈现持续增加态势，表明我国八大经济区碳排放区域总体差异仍存在着持续扩大的趋势。再通过观察八大经济区碳排放区间的差异和区域内不同省域之间的差异的变化发现，八大综合经济区碳排放区域间和区间内差异指数上升态势与总体区域差异指数几乎一致。而八大经济区碳排放区域内不同省域之间的差异指数有上升小于区域间差异指数，这可以说明八大经济区碳排放区域总体差异的变化由区间差异指数的变化影响的较多。

4.3 八大经济区碳强度的区间差异分析

通过图1 观察发现，在整个考察期内，东北综合经济区碳排放区间的Theil 指数最大，波动范围在0.075-0.175 之间，呈波动下降态势；其次是黄河中游的综合经济区呈现出稳定-上升的趋势，2012 年前，基本稳定，2012 年之后开始上升；其他经济区在整个考察期内的碳排放区间的Theil 指数基本都是在0.025 上下浮动，均呈小幅波动变化。

图1 八大综合经济区区间差异

5 结论与对策

本文以中国八大经济综合区为研究对象，1997-2019 年为样本期，利用Theil 指数分析了区域碳生产率的差异性，研究结果表明：

①除了西北综合经济区为持续上升外，八大综合经济区其他经济区的碳排放量均呈现为“先上升—基本稳定—再上升”的增长趋势，即从样本考察期初期到2012 年前后，各经济区的碳排放量均呈现出增高的态势；2012 年之后各经济区（除西北经济区仍是上升趋势）碳排放量基本稳定，波动幅度较小；直到2016 年八大经济区碳排放量又呈现出急剧升高的态势。

②我国八大经济区碳生产率随时间变化大体上呈现波动上升的趋势，这说明我国八大经济区将经济发展与碳排放两者之间协调的很好，发展水平越来越趋于科学性。

③八大综合经济区碳排放区域间和区间内差异指数上升态势与总体区域差异指数几乎一致。而八大经济区碳排放区域内不同省域之间的差异指数有上升小于区域间差异指数，这可以说明八大经济区碳排放区域总体差异的变化由区间差异指数的变化影响的较多。

基于以上结论，提出以下几点建议：

①在制定低碳经济政策之前要充分考虑区间差异，特别是不同区域间的差异。

②东北综合经济区和西部综合经济区的碳生产率还较低，需要制定更加科学协调的经济政策。

③合理调整产业结构，改变能源消费结构，降低碳排放。