張 偉，王韶華，初釗鵬，高 睿

（1．東北大學 秦皇島分校，河北 秦皇島066004；2．燕山大學 經(jīng)濟管理學院，河北 秦皇島066004）

一、引 言

為兌現(xiàn)哥本哈根氣候大會上的降低碳排放承諾，中國政府已將“到2020年單位GDP碳排放降低40%～45%”作為重要的約束性指標納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中長期規(guī)劃。從這一目標可以看出，中國的碳減排目標是以經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定增長為前提條件的低碳經(jīng)濟。碳生產(chǎn)力是單位CO2排放所產(chǎn)生的國內生產(chǎn)總值，其衡量了CO2排放的產(chǎn)出效益。碳生產(chǎn)力的提高意味著較低的碳排放和較快的經(jīng)濟增長，國務院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所副所長李佐軍認為中國發(fā)展低碳經(jīng)濟的關鍵是提高碳生產(chǎn)力。為衡量碳生產(chǎn)力的變化速度，本文提出邊際碳生產(chǎn)力的概念。邊際碳生產(chǎn)力指的是在其他條件不變前提下，每增加1單位CO2排放量所增加的GDP，邊際碳生產(chǎn)力越大，越有利于碳生產(chǎn)力的提高。目前中國經(jīng)濟面臨較大下行壓力，2013年下半年政府采取多方面措施發(fā)揮消費的基礎性作用和投資的關鍵性作用。新一輪投資的啟動必將改變中國的產(chǎn)業(yè)結構，影響碳生產(chǎn)力，因此研究產(chǎn)業(yè)投資所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力，對于當前經(jīng)濟下行與CO2排放量較高雙重壓力下產(chǎn)業(yè)投資政策的制定和實施具有重要的指導意義。

關于產(chǎn)業(yè)投資對于碳排放的作用，已有學者進行了初步的研究。在投資總量與碳排放方面，郭朝先認為在規(guī)模擴張諸因素中投資擴張效應對碳排放的影響越來越顯著［1］。張樂勤等運用STIRPAT模型得出全社會固定資產(chǎn)投資對碳排放量有較大的影響，全社會固定資產(chǎn)投資增加1%，碳排放量將增加0．268 8%［2］。孫騰運用格蘭杰因果檢驗對中國1980—2009年投資率和碳密度的數(shù)據(jù)進行分析，檢驗結果表明投資率是碳密度的格蘭杰原因［3］。李園等指出，固定資產(chǎn)投資在中國未來節(jié)能減排中所起的作用不容忽視，應適當調整投資規(guī)模，改善投資結構［4］。在投資結構與碳排放關系方面，潘新華、仇偉指出，提高農業(yè)投資份額有助于減少碳排放，以工業(yè)為主的第二產(chǎn)業(yè)對碳排放的影響顯著，而第三產(chǎn)業(yè)的碳增排效應較弱［5］。熊強、郭貫成通過灰色關聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)第二產(chǎn)業(yè)投資與能源消耗和碳排放量的相關性最大［6］?，F(xiàn)有研究采用描述性統(tǒng)計、回歸等統(tǒng)計分析方法揭示了產(chǎn)業(yè)投資與碳排放量之間存在必然的聯(lián)系，但還沒有闡明產(chǎn)業(yè)投資與碳排放的作用機理，也沒有將經(jīng)濟增長與CO2排放納入統(tǒng)一體系來研究產(chǎn)業(yè)投資對碳生產(chǎn)力的影響。產(chǎn)業(yè)投資的增加會拉動國內生產(chǎn)總值和CO2排放量同時增加，對不同產(chǎn)業(yè)進行投資，GDP和CO2排放增長的速度是不一樣的。為此，本文定義邊際碳生產(chǎn)力這一速度變量作為衡量經(jīng)濟增長與CO2排放協(xié)調狀況的指標，分析17個部門產(chǎn)業(yè)投資對其的影響，探討如何選擇產(chǎn)業(yè)投資取向，提高碳生產(chǎn)力。

二、產(chǎn)業(yè)投資變動與邊際碳生產(chǎn)力的作用關系與機理

里昂惕夫靜態(tài)投入產(chǎn)出模型的基本形式為：X＝AX＋Y，其中X＝［x1，x2，…，xn］T為各產(chǎn)業(yè)部門總產(chǎn)出，A＝（αij）n×n為直接消耗系數(shù)矩陣，Y＝［y1，y2，…，yn］T為最終使用向量，由最終消費、資本形成額、存貨、凈出口四部分組成，n為產(chǎn)業(yè)部門總數(shù)。以ΔY表示各產(chǎn)業(yè)部門最終使用變化量，總產(chǎn)出變化量ΔX可以表示為：

定義C＝diag［c1，c2，…，cn］為 CO2排放系數(shù)矩陣，其中ci表示i產(chǎn)業(yè)部門單位產(chǎn)出所產(chǎn)生的CO2排放量，E＝［1，1，…，1］，則CO2排放總量的變化量Δc可以表示為：

由里昂惕夫靜態(tài)投入產(chǎn)出模型的基本含義，可得國內生產(chǎn)總值變化量ΔGDP的表達式為：

將式（1）代入式（3）得：

碳生產(chǎn)力為單位CO2排放量所產(chǎn)業(yè)的GDP，為GDP與CO2排放量總量的比值，則邊際碳生產(chǎn)力MCP的表達式為：

表1 投資消耗系數(shù)矩陣表

考察產(chǎn)業(yè)投資變動ΔI對邊際碳生產(chǎn)力的影響，假定最終消費、存貨和凈出口不發(fā)生變化，即ΔY＝ΔYI，由此可得產(chǎn)業(yè)投資變化與邊際碳生產(chǎn)力的表達式為：

根據(jù)投資消耗系數(shù)矩陣G的含義可知＝1，E·G＝E。令ΔI＝ei，ei為第i行數(shù)值，其值為1，其余數(shù)值為0的列向量，由此可知E·GΔI＝1，式（7）可變形為：

利用公式（8）分別計算 ΔI取值為e1、e2、…、en時MCP的數(shù)值，即可得到各產(chǎn)業(yè)部門投資增加1個單位時邊際生產(chǎn)力的數(shù)值。研究短期內產(chǎn)業(yè)投資變動與邊際碳生產(chǎn)力的關系，假定技術水平不發(fā)生變化，A、G則可以看作常數(shù)，其中A可以利用投入產(chǎn)出表直接求解，G可通過規(guī)劃問題gijIj）2為目標函數(shù)為約束條件求解［8］。

進一步分情況討論CO2排放系數(shù)矩陣C在式（8）中的作用。

其一，能源消費結構不發(fā)生變化條件下，CO2排放系數(shù)矩陣C可看作常數(shù)，通過式（7）分析產(chǎn)業(yè)投資變動對邊際生產(chǎn)力的影響；

第二，不同種類能源碳排放系數(shù)存在較大差異，能源消費結構的變動會影響C的變化。下面對這種情況進行分析。

前面已經(jīng)假定了技術水平不發(fā)生變化，因而各產(chǎn)業(yè)部門單位產(chǎn)出的能源消耗系數(shù)矩陣EC＝diag［ec1，ec2，…，ecn］可以看作為常數(shù)。產(chǎn)出變化 ΔX所引起的能耗總量的增加值Δec可以表示為：Δec＝E·EC·ΔX，各類能源單位能耗（標準煤）的碳排放系數(shù)設為nm，m表示能源類型，則考慮能源消費結構變動，并且增加的能耗在m能源條件下，式（8）可以變形為：

三、中國17個部門產(chǎn)業(yè)投資變動所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力

首先利用2007年中國17個部門投入產(chǎn)出表中的直接消耗系數(shù)矩陣A，固定資產(chǎn)形成額數(shù)據(jù)及《中國統(tǒng)計年鑒》中相應年份行業(yè)固定資產(chǎn)投資額數(shù)據(jù)，計算投資消耗系數(shù)矩陣G；然后將2007年各產(chǎn)業(yè)部門煤炭、焦炭、原油等石化能源的消耗量與相應能源碳排放系數(shù)相乘，得到各產(chǎn)業(yè)CO2排放總量；最后將各產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出與CO2排放量相除，得到各產(chǎn)業(yè)單位產(chǎn)出的CO2排放量，組成矩陣C。由于統(tǒng)計局并沒有對房地產(chǎn)租賃和商務服務業(yè)、金融保險業(yè)和其他服務業(yè)能源消耗狀況進行統(tǒng)計，本文假定這三個產(chǎn)業(yè)部門的產(chǎn)出不消耗能源和不產(chǎn)生CO2。各產(chǎn)業(yè)部門能源消耗總量（標準煤）與相應產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出相除，得到能源消耗系數(shù)矩陣EC。將各類能源的CO2排放系數(shù)與折標煤系數(shù)相除，得到單位標準煤的各類能源CO2排放量nm，其中m＝1，2，…，9分別表示煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣和電力，即n1＝2．660 4，n2＝2．944 6，n3＝2．114 1，n4＝1．988 0，n5＝2．051 0，n6＝2．124 7，n7＝2．219 3，n8＝1．625 7，n9＝0．997，各系數(shù)單位為kg－CO2／kgce。將所得參數(shù)代入公式（8），計算能源結構不變條件下產(chǎn)業(yè)投資變動所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力。

邊際碳生產(chǎn)力的數(shù)值越大，說明增加對該產(chǎn)業(yè)的投資更有助于提高碳生產(chǎn)力。從表2中可以看出，其他制造業(yè)增加1億元投資所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力最大，為115．27億元／萬噸－CO2，其次為紡織縫紉及皮革產(chǎn)品制造業(yè)、食品制造業(yè)、其他服務業(yè)、化學工業(yè)。采掘業(yè)、電力熱力及水的生產(chǎn)和供應業(yè)、煉焦煤氣及石油加工業(yè)、建筑業(yè)、運輸郵電業(yè)和金融保險業(yè)，增加1億元投資所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力相同，均為80．15億元／萬噸－CO2；批發(fā)零售貿易和住宿餐飲業(yè)、金屬產(chǎn)品制造業(yè)、農業(yè)增加投資所帶來的邊際碳生產(chǎn)力較小。

表2 各產(chǎn)業(yè)部門增加1億元投資所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力表

實證結果還可看出，產(chǎn)業(yè)投資所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力與該產(chǎn)業(yè)能耗狀況并沒有直接的聯(lián)系，而是產(chǎn)業(yè)投資關聯(lián)效應和生產(chǎn)關聯(lián)效應共同作用的結果。如電力熱力及水的生產(chǎn)和供應業(yè)、煉焦煤氣及石油加工業(yè)、其他制造業(yè)能源是消耗比較大，CO2排放量比較多的產(chǎn)業(yè)部門，但并不會因為對其增加投資而降低碳生產(chǎn)力，反而產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力還比較大。產(chǎn)業(yè)投資必然會消耗掉投資品，產(chǎn)業(yè)單位投資所需要的高碳排放類產(chǎn)品所占比重較大，那么由投資所引發(fā)的CO2排放增量就越大，不考慮乘數(shù)作用條件下，1單位的投資需求均增加1單位的GDP，因而產(chǎn)業(yè)投資所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力越小。此外，由產(chǎn)業(yè)投資引發(fā)的對某產(chǎn)業(yè)投資品需求的擴張不僅會拉動該產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出增加，同時還會通過生產(chǎn)關聯(lián)效應拉動關聯(lián)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，導致這些產(chǎn)業(yè)部門的能耗量增加。與投資品來源產(chǎn)業(yè)關聯(lián)系數(shù)比較大的若是高碳排放產(chǎn)業(yè)，則會進一步拉低碳生產(chǎn)力。因此碳減排目標下的產(chǎn)業(yè)投資取向不是簡單的以高資本投入促進低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展，必須考慮產(chǎn)業(yè)之間的關聯(lián)效應。

利用公式（9）計算產(chǎn)業(yè)投資變動所產(chǎn)生的總產(chǎn)出增量，計算不同種類能源生產(chǎn)所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力，結果如表3。從表3可以看出，不管采用何種能源，各產(chǎn)業(yè)1億元投資所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力排序情況均不發(fā)生變化。其他制造業(yè)增加1億元投資所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力最大，其次為批發(fā)零售貿易和住宿餐飲業(yè)、紡織縫紉及皮革制造業(yè)、農業(yè)、金屬產(chǎn)品制造業(yè)、房地產(chǎn)租賃和商務服務業(yè)；采掘業(yè)、電力熱力及水的生產(chǎn)和供應業(yè)、煉焦煤氣及石油加工業(yè)、建筑業(yè)、運輸郵電業(yè)和金融保險業(yè)投資所帶來的邊際碳生產(chǎn)力相同；食品制造業(yè)和機械設備制造業(yè)投資所產(chǎn)業(yè)的邊際碳生產(chǎn)力均較小。該結果與表2比較發(fā)現(xiàn)，各產(chǎn)業(yè)部門投資所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力大小排序情況存在較大差異，這是因為各產(chǎn)業(yè)部門單位產(chǎn)出CO2排放量ci與單位產(chǎn)出能源消耗eci不是同比例變化關系。原因主要有兩點：一是，相同數(shù)量的不同能源類型所產(chǎn)生的CO2排放量存在差異。以煤炭和焦炭為例，1標準煤的煤炭CO2排放量為2．660 4kg，焦炭CO2排放量2．944 6kg。產(chǎn)業(yè)消耗相同數(shù)量的能源，利用焦炭要比煤炭產(chǎn)生更多的CO2。各產(chǎn)業(yè)的能源消費結構是不一樣的，即使是同樣能耗水平的不同產(chǎn)業(yè)，其CO2排放量也存在差異；二是，不同能源的利用效率存在差異，對于同一產(chǎn)業(yè)而言，各種能源得到充分利用條件下，由產(chǎn)業(yè)投資變動產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力水平：焦炭＞煤炭＞燃料油＞柴油＞原油＞煤油＞汽油＞天然氣＞電力。需要說明的是，目前技術水平并不能夠實現(xiàn)各種能源之間的相互替代，本部分的計算是假定能源之間能夠進行替代，且得到充分利用條件下的預測值。

表3 考慮能源消費結構變動條件下產(chǎn)業(yè)投資變動與邊際碳生產(chǎn)力之間的關系表

四、結論與對策

碳生產(chǎn)力反映的是能源利用效率。中國碳生產(chǎn)力雖然有了較大的提高，但相對發(fā)達國家來說，仍然具有較大的進步空間。在經(jīng)濟轉型和結構調整時期，通過投資結構調整提高碳生產(chǎn)力是實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的關鍵。本文從產(chǎn)業(yè)投資變動與邊際碳生產(chǎn)力作用機理的視角，確定了各產(chǎn)業(yè)部門單位投資所產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力，基本結論與對策建議如下：

第一，產(chǎn)業(yè)投資方向的改變不會影響經(jīng)濟增長速度，但會影響產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出結構的變化。不同產(chǎn)業(yè)部門投資產(chǎn)生的邊際碳生產(chǎn)力取決于投資消耗系數(shù)、生產(chǎn)消耗系數(shù)和CO2排放系數(shù)。對于i產(chǎn)業(yè)而言，若gij、cj較大，αij、αij較大的l產(chǎn)業(yè)ci也較大，其邊際碳生產(chǎn)力就較小。因此，提高碳生產(chǎn)力目標下的產(chǎn)業(yè)投資取向選擇過程中，不應該只注重對低碳產(chǎn)業(yè)的投入，要綜合考慮產(chǎn)業(yè)部門之間的投資關聯(lián)效應和生產(chǎn)關聯(lián)效應。如農業(yè)，雖然直接碳排放比較小，但通過產(chǎn)業(yè)之間的關聯(lián)作用后，其邊際碳生產(chǎn)力并不小。

第二，能源消費結構不變與增加的產(chǎn)出全部消耗一種能源兩種狀況下，各產(chǎn)業(yè)部門的邊際碳生產(chǎn)力排序狀況發(fā)生變化，說明目前產(chǎn)業(yè)間的能源消費結構和能源產(chǎn)出效率存在很大差異，導致CO2排放系數(shù)與能源消耗系數(shù)之間不存在明確的數(shù)量關系，即目前能源消費結構的調整和優(yōu)化還有很大的空間，可以嘗試從能源消費結構優(yōu)化視角提高碳生產(chǎn)力。

第三，當前條件下，表3所得各產(chǎn)業(yè)部門邊際碳生產(chǎn)力排名狀況具有一定的通用性，但各產(chǎn)業(yè)部門邊際碳生產(chǎn)力數(shù)值是一種理想值。這部分假定了能源替代彈性為1，并且各能源得到充分利用，因此所得數(shù)據(jù)不能與表2數(shù)據(jù)直接比較，但是理想狀態(tài)下利用焦炭更有助于提高碳生產(chǎn)力也是本文得到的通用性結論。

第四，不論是否考慮能源消費結構的變動，產(chǎn)業(yè)投資取向對碳生產(chǎn)力的影響都存在著明顯的差異，因此可以通過產(chǎn)業(yè)投資政策提高碳生產(chǎn)力。提高碳生產(chǎn)力目標下的產(chǎn)業(yè)投資應重點投向邊際碳生產(chǎn)力大的部門。能源消費結構不變條件下，主要投資部門包括其他制造業(yè)、紡織縫紉及皮革產(chǎn)品制造業(yè)、食品制造業(yè)；若能源消費結構變動，邊際碳生產(chǎn)力最大的三個行業(yè)分別為其他制造業(yè)，批發(fā)零售貿易和住宿餐飲業(yè)、紡織縫紉及皮革產(chǎn)品制造業(yè)，這三個部門為能源消費結構變動條件下應重點投資的產(chǎn)業(yè)。

本文的研究對于從產(chǎn)業(yè)投資的角度制定低碳經(jīng)濟發(fā)展政策具有一定的啟發(fā)意義，豐富了低碳經(jīng)濟相關理論，但存在一定的局限性。首先，在產(chǎn)業(yè)投資變動與邊際碳生產(chǎn)力作用關系模型的推導過程中，只研究了一次投資對總產(chǎn)出的影響，而沒有考慮投資與消費的交互作用，即沒有考慮投資乘數(shù)和消費乘數(shù)作用的存在。其次，本文假定CO2排放系數(shù)矩陣C和能源消耗系數(shù)矩陣EC為常數(shù)，暗含能源消費結構、技術水平以及能源充分利用的假定。最后，沒有考慮投資過剩問題。對于本文的研究局限，筆者在后續(xù)研究中將做進一步改進，以使所建模型更符合客觀實際。

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