碳中和目标下长三角地区能源结构调整的经济影响及其差异性

王理想，王建民

（安徽理工大学 经济与管理学院，安徽 淮南 232001）

0 引言

寻求高质量发展新路径不仅是中国转变发展方式、转化增长动力的关键探索，亦是长三角地区调整能源结构、提高全球资源配置能力和辐射带动全国发展能力的重要着手点。自中国特色社会主义进入新时代，生态文明建设战略定力不断加强。2018年3月，十三届全国人大一次会议将“生态文明”和“美丽中国”建设的要求历史性地写入宪法，同年5月召开的全国生态环境保护大会，第一次以中共中央、国务院名义印发加强生态环境保护的重大政策性文件。长三角地区是率先探索生态友好型高质量发展模式的先行者，《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》指出优化能源结构，破除制约一体化发展的行政壁垒和体制机制障碍，为更高质量一体化发展提供强劲内生动力。2020年10月，中共十九届五中全会提出，广泛形成绿色生产生活方式，碳排放达峰后稳中有降，生态环境根本好转是2035年基本实现社会主义现代化远景目标的重要内容。2021年3月，十四五规划纲要再次强调推进能源革命，建设清洁低碳、安全高效的能源体系，推进沪苏浙皖生态环境共保联治，进一步为推进长三角地区绿色转型发展指明了方向。2022年10月，习近平总书记在党的二十大报告中提出，高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务，推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。实现以碳中和为主要目标的能源结构调整是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，有序推进能源结构调整是长三角乃至全国积极稳妥推进碳达峰碳中和战略的必然要求，也是各区域在新发展阶段寻求高质量发展新路径的必然探索。

长三角地区是我国碳排放较为严重的地区之一。高碳排放总量不仅严重影响公众健康和国家形象，也对其区域经济造成不可估量的损失，成为长三角地区高质量发展的突出短板，亟须研究治理路径（陈诗一等，2018；王晓红等，2019）。有效实施能源结构调整是实现碳中和目标的重要途径，亦是突破制约长三角经济高质量发展的关键（柳亚琴等，2022）。国内关于碳中和目标下的能源结构调整的研究较为普遍，既包括理论分析能源结构调整内涵的（温馨，2021），也包括实证模拟能源结构转型的（何则等，2020）。学者选择的研究对象多数以双碳目标下能源转型路径（李世峰等，2021）、行动方略探讨为主（于贵瑞等，2022）。

自2020年9月“双碳目标”提出以来，有关能源结构转型的研究越来越多。诸多学者从不同角度对我国及各区域的能源结构调整进行了分析（刘华军等，2022；唐云霓等，2023）。如朱欢等（2020）运用联立方程模型实证检验了全球67个经济体1990—2018年的面板数据，研究发现能源结构调整分别与经济增长、二氧化碳排放呈现U型关系、倒U型关系。白雪洁等（2021）采用双重差分法实证检验有关碳排放的节能减排效应及影响机制，得出能源结构调整是碳排放交易制度实现节能减排的主要动力。张希良等（2022）也对碳中和目标下的能源经济调整路径进行了模拟分析，研究结果表明实现碳中和目标将有助于我国实现经济高质量发展。能源结构调整是我国实现碳中和目标的关键（李政等，2021），在我国目前的能源结构下，往往会对区域经济产生不确定性影响。因此，开展能源结构调整对我国区域经济的影响有着重要的理论意义和现实意义。国内关于能源结构调整方面代表性的研究有，王小林等（2021）建立能源替代系统动力学模型，模拟分析了2019—2050年天然气替代下能源消费结构变化，研究得出采用天然气替代实现能源结构调整是一个长期且渐进过程。黄强等（2021）在 “双碳”目标下，估算了2030和2050年规划水平年电力系统结构组成，预计2050年火电、核电将被清洁电力全部取代，基本全面实现电力系统的绿色转型。此外，Pei et al.（2019）、Yang etal.（2020）、Caietal.（2018）分别采用投资模型、生态足迹法、能值理论法等对水流量服务、风景名胜区、工业固体废物等方面的生态补偿标准进行了研究，为碳污染方面的能源结构调整和经济高质量发展提供了参考。目前有关能源结构调整对区域经济影响方面的研究文献还相对较少，多数学者在区域产能减少、绿色低碳转型与经济高质量发展方面进行了相关分析，而对于在经济低碳转型发展过程中能源结构调整下宏观经济指标所受影响的讨论较少，如孙晓奇等 （2022）、田泽等（2023）、姜春海等（2017）。

碳达峰后实现碳中和目标历时较短是我国较世界上许多国家相比主要的特点之一，其实现途径主要以能源结构转型、技术进步及新能源研发为主（刘宇等，2022）。在较短时间内实现碳中和目标可能会对我国区域经济造成一定影响。因此，需要科学的能源结构调整政策作为引导，在实现碳中和目标过程中，保障区域经济的高质量发展。

综上所述，本文针对长三角地区能源结构调整造成的经济影响开展了如下探索：1）从碳排放产生机制与经济增长的共生关系出发，将经济高质量发展纳入碳中和目标约束，构建能源结构调整模拟分析CGE模型；2）推导出碳中和目标下包含能源结构调整、经济发展水平等因素的碳减排效率的结构表达机制，科学刻画了能源结构调整相关因素的定量关系，丰富了该领域的研究测量方法；3）碳中和目标下，科学测度能源结构调整对长三角区域经济造成的影响，并进一步分析各区域间经济影响的差异性，为长三角地区在实现碳中和目标过程中，保障区域经济高质量发展提供决策支持。

1 研究思路及数据处理

1.1 研究思路

从碳排放的形成机制来看，实现碳中和目标与经济发展模式息息相关，碳排放治理的源头是能源结构调整以及产业结构的转型升级，由于区域经济发展水平存在不平衡性，能源结构调整对各区域的经济影响存在一定的异质性。因此，科学有效进行能源结构调整是高质量实现碳中和目标、保障经济发展的关键。

碳排放总量与本区域化石能源使用结构比例息息相关，化石能源使用降低、清洁能源使用增加与该区域产业结构转型升级联系紧密，合理的能源结构调整政策能够有效保障区域经济发展，推动碳中和目标的实现。

基于以上内在机理，本文的主要思路如下：首先，从碳排放产生机制与经济增长的共生关系出发，将经济发展纳入碳中和目标框架，构建研讨能源结构调整与经济发展共赢的理论基础；其次，在碳中和目标下，基于长三角地区化石能源使用结构，设定碳排放等指标值域；最后，建立能源结构调整模拟分析CGE模型，模拟碳中和目标下能源结构调整对各区域经济指标的影响。

1.2 数据处理

1.2.1 部门划分

长三角地区各部门划分情况见表1。农业部门作为最基本的物质生产部门，是整个国民经济体系的基础，将其单列为一个部门。化石能源的大量使用是产生CO2的主要原因，因此，在进行部门划分时，将煤炭、石油和天然气合并为化石能源部门，并拆分电力、热力的生产和供应部门，拆分后的数据一部分划入清洁能源部门，剩余部分划入化石能源部门，拆分比例参考李刚等（2019）的研究。投入产出表中1—28部门余下的合并为制造业部门，剩余部门划入服务业部门。至此，投入产出表中42个部门依次划分为农业部门、化石能源部门、清洁能源部门、制造业部门和服务业部门。

表1 CGE模型部门划分Table 1 CGEmodel department division

1.2.2 社会核算矩阵

依据社会核算矩阵 （social account matrix，SAM）基本原理及宏观账户之间关系，分别构建了长三角各省市宏、微观社会核算矩阵。研究数据主要来源于长三角各区域2017年42部门投入产出表、各年度统计年鉴以及《中国能源统计年鉴》等，并通过GAMS软件检验调平。以江苏省为例，调平后的江苏省宏观社会核算矩阵如表2所示。

表2 江苏省宏观社会核算矩阵Table 2 Macro social accountingmatrix of Jiangsu Province亿元

1.2.3 相关参数

实物量转化系数参考中国能源统计年鉴得出，化石能源使用产生的大气污染物价值量排放系数参考周迪等（2020）、陆春华等（2022）的研究。相关替代弹性参数，参考叶文奇（2014）的研究并结合具体情况进行调整，调整后的相关替代弹性参数见表3。

表3 相关替代弹性参数Table 3 Relevant elasticity of substitution parameters

2 模型构建

基于张欣（2017）的能源结构调整模拟分析CGE模型，在生产模块、贸易模块的基础上，设计了收入与支出、环境、均衡和闭合4大模块。收入与支出模块包含居民、企业和政府3个主体，与生产模块和贸易模块共同构成了模型中的买卖关系。模型中新加入的环境模块能够将SAM表中化石能源排放的CO2量化处理，从而为碳中和目标下的能源结构调整及经济高质量发展提供理论支持。均衡模块、闭合模块是根据区域市场以及我国处于发展中国家的实际情况对模型设定的约束性条件。模块主要设计如下。

2.1 收入与支出模块

该模块主要是对模型内经济主体（居民、企业和政府）的收入和支配进行描述。

式中：YH为居民收入，来自劳动收入及政府的转移支付transfrhgov；WL、QLS分别为劳动价格和劳动总供应量；shrh和mpc为居民商品消费份额以及居民边际消费倾向；tih为个人所得税；QH、PQ分别为居民消费商品数量及价格；YENT为企业收入，包括政府对企业的转移支付transfrentgov以及资本收入；QKS为资本总供应量；shifentk为资本收入分配给企业的份额；ENTSAV为企业储蓄；YG为政府收入，来自居民和企业所得税以及资本投入的增值税；tvaka为资本投入的增值税率；QKD为资本需求；WK为资本价格；a为生产部门；c为商品部门。

2.2 环境模块

研究假设CO2的排放全部来自生产过程中化石能源投入，其排放量可由相加汇总后的化石能源投入与排放系数相乘得到。

式中：EMITCC为生产过程中化石能源的CO2排放总量；EMITC为不同能源部门的CO2排放量；QINT为各个部门的中间投入；EC为优化后的化石能源的CO2排放系数，其与化石能源的实物量转化系数、价值量转化系数相关；i为化石能源部门。

2.3 均衡模块

此模块要求要素市场出清，供应全部用于要素需求。

式中：QLD、QKD分别为区域社会劳动及资本需求；QLS为劳动总供应量；QKS为资本总供应量；EINV为区域总投资，等于区域总储蓄；GSAV、FSAV分别为政府储蓄及外部储蓄。

2.4 闭合模块

本模型采用新古典主义宏观闭合方式，要素价格和商品价格完全弹性，由模型内生决定。

2.5 其他模块

1）生产模块。总产出和增加值采用CES函数，分别对增加值与中间投入、劳动与资本进行嵌套。中间投入由列昂惕夫生产函数表示。2）商品流通模块。设定生产活动产出到商品的映射关系不变。来自内部生产经营活动的商品分为区域内销售和出口两部分，其替代关系由CET函数进行刻画。根据Armington假设，区域内市场上的商品分为区域内产内销商品和区域外流入商品。3）居民福利模块。居民福利变动选用政策变化前后居民对商品的支出变化表示。

3 模拟结果

3.1 长三角能源结构调整的经济影响

本文整理了长三角地区能源结构调整下各项经济指标的变化情况，如表4所示。清洁能源替代5%、10%、15%时，长三角除清洁能源部门产出，化石能源部门、农业、制造业、服务业的产出、GDP、劳动、政府收入、居民福利的变动均为负值。清洁能源替代10%时，长三角的多数经济指标的变化量约是清洁能源替代5%时的两倍。当清洁能源替代15%时，长三角多项经济指标，如农业、制造业、服务业部门的产出及GDP、劳动、政府收入、居民福利的损失较清洁能源替代10%时的损失明显降低。随着能源结构调整的不断推动，当清洁能源替代20%时，长三角多项经济指标，如农业、制造业、服务业部门的产出及劳动的损失基本降为0*①0*表示变动量不到0.01%。，且GDP、居民福利的损失明显降低，较清洁能源替代15%时损失减少幅度分别约为15.831%、36.648%，政府收入的损失增加0.495%。说明能源结构调整初期，长三角地区受到能源结构调整的经济影响较大，随着能源结构调整的不断深入，长三角地区产业结构实现转型升级，经济发展对传统化石能源的依赖性降低。

表4 长三角能源结构调整的经济影响Table 4 Economic impact of energy structure adjustment in Yangtze River Delta%

3.2 江苏省能源结构调整的经济影响

江苏省能源结构调整的经济影响见表5。当江苏省清洁能源替代5%、10%、15%时，江苏省除清洁能源部门产出，其余部门的产出、GDP、劳动、政府收入，居民福利变动均为负值。与长三角能源结构调整模拟结果不同的是，清洁能源替代10%时，江苏省多数经济指标的经济影响不再是清洁能源替代5%时的两倍，反而损失相比清洁能源替代5%时明显降低，如农业、制造业、服务业部门产出、GDP、劳动、政府收入、居民福利变动的经济指标的损失降低幅度接近50%。江苏省在长三角3省1市中经济发展水平较高，以国民生产总值为例，江苏省GDP常年位居长三角第一、全国第二，其产业结构优于其他地区，经济发展对传统化石能源的依赖性较低。

表5 江苏省能源结构调整的经济影响Table 5 Economic impact of energy structure adjustment in Jiangsu Province%

当清洁能源替代15%时，江苏省各项经济指标，如化石能源、农业、制造业、服务业部门的产出及GDP、劳动、政府收入、居民福利的损失较清洁能源替代10%时的各项经济指标损失又明显增加。随着能源结构调整的不断推动，当清洁能源替代20%时，表5中多项经济指标变动均缩减明显，除清洁能源部门外，其他各项经济指标变动仍为负，且接近0，如GDP、劳动、政府收入、居民福利较清洁能源替代15%时损失明显降低，降低幅度分别为 19.381%、46.536%、0.823%、45.288%。江苏省能源结构调整的经济影响存在一定的阶段性浮动空间，整体趋势与长三角地区能源结构调整的平均经济影响水平趋势大致相同。

3.3 浙江省能源结构调整的经济影响

浙江省能源结构调整的经济影响如表6所示。当浙江省清洁能源替代5%、10%、15%时，浙江省除清洁能源部门外，其余部门产出、GDP、劳动、政府收入、居民福利的变动大部分处于负值。与长三角整体能源结构调整模拟结果相同的是，清洁能源替代10%时，浙江省多数经济指标的经济影响高于清洁能源替代5%、15%时的损失水平。清洁能源替代20%时，浙江省各项经济指标，如化石能源、农业、制造业、服务业部门的产出及GDP、劳动、政府收入、居民福利的损失较清洁能源替代5%、10%、15%时的各项经济指标损失又明显增加。将清洁能源替代20%与清洁能源替代15%时的经济影响进行比较，浙江省农业、制造业、服务业部门产出及GDP、劳动、政府收入、居民福利的损失增加，增加幅度分别为8.577%、6.674%、6.540%、7.014%、14.904%、0.209%、14.446%。浙江省经济发展对传统化石能源的依赖性较高，实现其经济高质量发展与产业结构的转型升级需要更大力度的能源结构调整。

表6 浙江省能源结构调整的经济影响Table 6 Economic impact of energy structure adjustment in Zhejiang Province%

3.4 上海市能源结构调整的经济影响

上海市能源结构调整的经济影响如表7所示。当上海市清洁能源替代5%、10%、15%、20%时，除清洁能源部门外，其余部门产出、GDP、劳动、政府收入、居民福利的变动不再全是负值。清洁能源替代5%时，农业、制造业的产出及GDP、政府收入均有所增加，增加幅度分别为1.836%、27.259%、0.111%、0.540%。其次，上海市能源结构调整的经济影响较其他区域明显较低，即大多数经济指标因清洁能源替代而导致的经济影响较其他地区明显较低。以上海市清洁能源替代20%时为例，农业、制造业、服务业部门的产出及GDP、劳动、政府收入、居民福利的变动均较小，变动情况依次为-0.077%、0*、 -0.852%、 -0.105%、0.040%、-0.508%、0*。上海市经济发展水平优于长三角其他省市，作为全国经济中心，上海市经济发展主要依赖商品贸易及科技产业，对传统化石能源刺激经济发展的需要较低。因此，上海市多数部门在能源结构调整中受到的经济影响较其他区域明显较小。

表7 上海市能源结构调整的经济影响Table 7 Economic impact of energy structure adjustment in Shanghai%

3.5 安徽省能源结构调整的经济影响

安徽省能源结构调整的经济影响如表8所示。当安徽省清洁能源替代5%、10%、15%、20%时，清洁能源替代对农业部门的产出的影响可忽略不计，其余经济指标随清洁能源替代程度扩大的影响不断累计，化石能源部门产出越来越少，清洁能源部门产出越来越多。以GDP、政府收入变动为例，当安徽省清洁能源替代5%、10%、15%、20%时，前者依次增加0.011%、0.021%、0.032%、0.043%；后者依次减少0.180%、0.359%、0.539%、0.718%。安徽省各项经济指标受清洁能源替代影响最低，当安徽省清洁能源替代水平为5%、10%、15%、20%时，其制造业部门产出仅在0.001%的水平上变动，服务业部门产出、GDP仅在0.01%的水平上变化，劳动、政府收入、居民福利等多项经济指标仅在0.1%的水平上变动。除化石能源部门和清洁能源部门外，安徽省多数经济发展指标受到能源结构调整的影响较低，各经济指标发展水平明显低于江苏省和安徽省。

表8 安徽省能源结构调整的经济影响Table 8 Economic impact of energy structure adjustment in Anhui Province%

4 结论与建议

本文以长三角地区为例，从碳排放产生机制与经济增长的共生关系出发，构建能源结构调整模拟分析CGE模型，模拟分析了长三角各区域能源结构调整的经济影响及其差异性，得出以下结论。

1）长三角各区域随着能源结构调整地不断推进，其经济影响存在明显差异性。以江苏省为例，当清洁能源替代5%、10%、15%、20%时，江苏省多数经济指标的经济影响以替代5%时的损失最多，替代10%时的损失小于替代5%、15%时的损失。当清洁能源替代20%，江苏省多项经济指标变动均明显缩减，例如江苏省GDP、劳动、政府收入、居民福利较清洁能源替代15%损失明显降低，降低幅度分别为19.381%、46.536%、0.823%、45.288%。

2）长三角各区域经济发展对传统化石能源的依赖程度存在较大差异。江苏省经济发展受到能源结构调整的影响较低，随着能源结构调整不断推进，各项经济指标损失呈现降低趋势。而浙江省刚好与之相反。上海市在清洁能源替代5%的情况下，制造业和服务业部门产出分别变动约27%、15%。除化石能源部门和清洁能源部门外，安徽省多数经济发展指标受到能源结构调整的影响较低。

3）随着能源结构调整不断推进，长三角部分地区受到的经济影响存在阶段性浮动。江苏省清洁能源替代10%时，多数经济指标，如农业、制造业、服务业部门的产出以及GDP、政府收入等的经济影响均小于清洁能源替代5%、15%时产生的影响。浙江省清洁能源替代5%时，多数经济指标的经济影响均小于清洁能源替代10%、15%、20%时的影响。

基于以上结论，从能源结构调整目标、化石能源依赖、能源结构调整时间把控3个方面提出如下建议。

1）科学制定区域能源结构调整目标，降低区域经济损失。长三角不同区域受到能源结构调整的经济影响存在明显的差异性，因此，要依据各区域的经济发展水平、产业结构及能源结构等实际情况，制定对各区域经济发展影响较小的高质量能源结构调整目标，合理推进长三角各区域能源结构调整进度，精准把控能源结构调整目标节点。

2）根据区域化石能源依赖程度，优化能源结构调整任务分配。长三角各地区经济发展对传统化石能源的依赖程度不同，可将对传统化石能源依赖程度较高地区的能源结构调整任务转移到对传统化石能源依赖程度较低的地区。例如，浙江省经济发展对传统化石能源的依赖性较高，且各项经济指标损失较为明显，优化各区域能源结构调整任务分配，将浙江省部分能源结构调整任务转移江苏省、上海市和安徽省，降低长三角地区由能源结构调整导致的经济损失。

3）针对阶段性浮动的经济影响，合理安排能源结构调整进度。当能源结构调整向下一阶段推进时，在经济损失扩大情景下，需加快能源结构调整进程。以浙江省为例，当清洁能源替代15%时，浙江省的经济损失高于清洁能源替代10%、20%的经济损失，缩短浙江省清洁能源替代15%时的能源结构调整时间，合理安排能源结构调整进度，进一步保障长三角地区经济高质量发展。