□文/雙家鵬（加利福尼亞大學戴維斯分校美國·加利福尼亞州）

中國產業(yè)部門碳減排研究

□文/雙家鵬
（加利福尼亞大學戴維斯分校美國·加利福尼亞州）

［提要］全球氣候變暖對人類的可持續(xù)發(fā)展造成巨大威脅，促進碳減排成為緩解全球氣候變暖的重要途徑。本文基于產業(yè)部門視角，以國家統(tǒng)計局公布的《2012年中國投入產出表》為數(shù)據(jù)源，綜合運用投入產出分析方法和網絡分析方法，對中國產業(yè)部門碳減排進行研究。結論指出：通信設備計算機及其他電子設備制造業(yè)、金屬礦采選業(yè)、紡織業(yè)等產業(yè)部門為中國碳減排網絡的中心產業(yè)部門，對這三個產業(yè)部門施加節(jié)能減排措施，可以打破高碳生產網絡，實現(xiàn)低碳經濟發(fā)展。

產業(yè)部門；碳減排；投入產出法；網絡分析法

原標題：基于投入產出和網絡分析的我國產業(yè)碳減排研究

收錄日期：2016年9月6日

一、引言

全球氣候變暖已成為不爭的事實，對人類生存和生態(tài)平衡造成了嚴重威脅。而聯(lián)合國氣候變化專門委員會（IPCC）的研究表明，二氧化碳所產生的增溫效應占全部溫室氣體總增溫效應的71%。因此，促進碳減排成為緩解全球氣候變暖的重要途徑。作為世界上最大的發(fā)展中國家和最大的商品生產加工基地，中國的碳排放問題越來越受到來自經濟可持續(xù)發(fā)展和國際輿論的壓力，降低二氧化碳排放成為“十三五”期間中國的一項重要任務。

“低碳經濟”的概念自2003年提出以來，已經得到了世界各國的廣泛認同和實踐，也直接引起了學術界對于碳排放和碳減排的深入研究。其中，關于中國碳排放量一直居高不下的原因，學者的觀點主要集中在以下三個方面：第一種觀點認為這是由于中國經濟發(fā)展階段造成的（單聰聰，2011；閆云鳳、趙忠秀，2012），即中國依然處在工業(yè)化中后期階段，促進工業(yè)發(fā)展直接刺激了對于高碳化石能源的消耗，繼而產生了大量碳排放；第二種觀點認為這是由于中國的經濟結構造成的（馬曉微，2007；高靜、劉友金，2012），即中國長期以第二產業(yè)為主要增長動力的經濟結構導致了粗放式經濟模式的形成，進而產生了路徑依賴；第三種觀點認為這是由于中國的能源結構造成的（韓謝梅、劉歡歡，2009），即中國“多煤少油缺氣”的能源結構使得燃燒煤炭成為企業(yè)成本最小的生產方式，而煤炭是碳排放系數(shù)最高的化石能源之一，直接導致了中國碳排放量的快速增長；第四種觀點認為這是由于中國的貿易結構造成的（朱啟榮，2010；馬述忠、陳穎，2010），即蓬勃發(fā)展的進出口貿易和巨額的貿易順差、以勞動密集型和能源密集型產品為主的貿易產品使得中國為其他發(fā)達國家生產了大量高耗能高碳排的產品，卻為此承擔了排放了大量二氧化碳。

以上文獻基本都是基于投入產出法進行分析的，因此處理的是屬性數(shù)據(jù)，即在對數(shù)據(jù)進行分析時基本沒考慮數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。然而，我們的社會是一個復雜的網絡結構，許多事物之間都存在千絲萬縷的聯(lián)系。就本文而言，促進中國碳減排不可能針對每個產業(yè)都面面俱到，必須把重點放在那些自身碳排放量大并且和其他產業(yè)部門聯(lián)系緊密的產業(yè)部門上來，對這些產業(yè)制定專門的節(jié)能減排措施，繼而對其他產業(yè)部門產生聯(lián)動效應。基于此，本文嘗試綜合運用投入產出分析方法和網絡分析方法，找出居于碳減排網絡中心的若干產業(yè)部門，并針對這些產業(yè)部門提出具體的對策措施。

二、模型構建和數(shù)據(jù)來源

（一）投入產出分析方法。假設令xj表示j部門的總產出，yj表示j部門的最終產出，則考慮中間投入時的社會生產函數(shù)可以表述為：

式（1）中，aij=qij/xi，qij表示j部門生產所消耗的i部門的產品數(shù)量，則aij表示j部門生產所消耗的i部門的產品數(shù)量占i部門全部總產出的比例。將所有aij所構成的矩陣記做矩陣A，它就是直接消耗系數(shù)矩陣。

式（1）可以用矩陣X=AX+Y來表示，經過轉置變換得到X=（I-A）-1Y。其中，（I-A）-1就是里昂惕夫逆矩陣，其元素bij代表j部門的單位最終需求需要從i部門獲得直接和間接投入的總和，即完全消耗系數(shù)，即（I-A）-1被稱為完全消耗系數(shù)矩陣。

假設令E為單位國內總產出的直接碳排放強度矩陣，則E（I-A）-1表示單位國內總產出的完全碳排放強度矩陣。雖然不同產業(yè)對不同能源種類（煤、石油、天然氣）消耗的比例各不相同，并且不同能源的碳排放系數(shù)也不相同，但是由于中國的化石能源消耗97%為對煤炭的消耗，因此為了數(shù)據(jù)處理的簡便，將不同的能源按照《2008年中國能源統(tǒng)計年鑒》附錄四的折算標準折算成標準煤。

（二）網絡分析方法。網絡是由許多“節(jié)點”與連接兩個節(jié)點之間的“邊”組成的，網絡通過節(jié)點和邊實現(xiàn)網絡流的流動。本文以中國42個產業(yè)部門為節(jié)點，以各產業(yè)部門間的完全碳排放系數(shù)為邊，構建出產業(yè)部門碳減排網絡模型。在模型的構建過程中，任何兩個部門之間的碳排放都會存在相關關系，只是不同產業(yè)部門之間的相關程度不一樣，體現(xiàn)為邊的具體數(shù)值不一樣。進一步分析發(fā)現(xiàn)，那些數(shù)值較小的邊表明其所代表的產業(yè)部門間的相互影響較弱，因此在分析過程中可以進行取舍。為了實現(xiàn)這一點，在網絡分析時加入閾值C，當邊的數(shù)值大于設定的閾值C時就給這兩個節(jié)點之間加一條邊，反之則不賦邊給這兩個節(jié)點。在此基礎上，再對每個節(jié)點（產業(yè)部門）的度、聯(lián)動效應進行分析。

所謂度，就是指與一個節(jié)點直接相連的其他節(jié)點的個數(shù)，如果某個節(jié)點的度數(shù)越高，表明該節(jié)點越居于網絡的中心；所謂聯(lián)動效應，是指對某一節(jié)點給予一單位沖擊，其可以帶來的整個網絡的變化程度。本文將通過度分析和聯(lián)動效應分析，找出居于中國碳減排網絡中的中心產業(yè)部門。

（三）數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理。本文以國家統(tǒng)計局公布的《2012年中國投入產出表》為數(shù)據(jù)源。通過《2012年中國投入產出表》所公布的各產業(yè)之間的投入產出數(shù)據(jù)計算出直接消耗系數(shù)矩陣A，然后計算出完全消耗系數(shù)矩陣（I-A）-1。進一步通過IPCC《國家溫室氣體排放清單指南》計算出各產業(yè)部門的直接碳排放系數(shù)矩陣E，并將直接碳排放系數(shù)矩陣E與各產業(yè)部門的產出Y相乘，即為中國產業(yè)部門網絡碳減排模型的節(jié)點的數(shù)值；將其與完全消耗系數(shù)矩陣（I-A）-1相乘，得到完全碳排放系數(shù)矩陣E（I-A）-1，即為中國產業(yè)部門網絡碳減排模型的邊的數(shù)值。

三、實證結果分析

（一）中國產業(yè)部門碳減排網絡的描繪?；凇?012年中國投入產出表》，運用網絡分析軟件UCINET，將42個部門的完全碳排放系數(shù)矩陣輸入軟件，得到如圖1所示的網絡結構圖。（圖1）

圖1閾值C=0.00時2012年中國42個部門網絡關系圖

圖1所顯示的是42個產業(yè)部門完整的網絡結構圖，即當閾值設定為零時，所有部門的關系網絡。從圖1可以看出，任何兩個產業(yè)部門之間均存在聯(lián)系，即使兩個部門的聯(lián)系再弱，它們的關系依然會顯示在圖1中，但是對這類部門的關系分析是不具有實際意義的?；诖耍疚膶㈤撝礐的值提高，圖2報告了當把閾值設定為0.10時的網絡結構圖。從圖2可以看出，當閾值設定為0.10時，42個產業(yè)部門的關系網絡變得簡潔，更加有利于本文進行有針對性的分析。（圖2）

圖2　閾值C=0.10時2012年中國42個部門網絡關系圖

（二）中國產業(yè)部門碳減排網絡的節(jié)點度數(shù)分析。表1報告了節(jié)點度數(shù)排名前三的產業(yè)部門。本文的分析同時發(fā)現(xiàn)，排名第四的產業(yè)部門煤炭開采和洗選業(yè)的節(jié)點度數(shù)為6，遠小于排名第三的產業(yè)部門紡織業(yè)的度數(shù)15。節(jié)點的度數(shù)衡量了該節(jié)點有多少個相鄰的節(jié)點，它從一個方面反映了該節(jié)點對其他節(jié)點甚至整個網絡系統(tǒng)的影響能力。節(jié)點的度數(shù)越大，說明該節(jié)點的變化能夠引起越多的其他節(jié)點的變化。基于此，本文得出結論，以節(jié)點度數(shù)為判別依據(jù)，通信設備計算機及其他電子設備制造業(yè)、金屬礦采選業(yè)、紡織業(yè)為中國碳減排網絡的中心產業(yè)部門。（表1）

（三）我國產業(yè)部門碳減排網絡的聯(lián)動效應分析。值得注意的是，節(jié)點的度數(shù)沒有考慮節(jié)點之間的權值，因此無法定量的衡量該節(jié)點變化造成其他節(jié)點變化的程度。為彌補這一缺陷，本文引入聯(lián)動效應的概念，給某個節(jié)點附一個變動的量△t=1，然后依次計算與該節(jié)點相鄰的所有節(jié)點的改變量的平方和，即，其值的大小就說明了對網絡的影響程度，其中wi2指兩節(jié)點之間的權值。聯(lián)動效應越大的節(jié)點，表明該節(jié)點對整個網絡產生了較大的影響，該節(jié)點也就越處于網絡中心位置。

表2報告了我國碳減排網絡中節(jié)點的聯(lián)動效應位于前三的產業(yè)部門。從表2可以看出：（1）聯(lián)動效應排名前三的產業(yè)部門與節(jié)點度數(shù)排名前三的產業(yè)部門正好吻合，說明這三個產業(yè)部門位于我國碳減排網絡的中心位置；（2）通信設備計算機及其他電子設備制造業(yè)的聯(lián)動效應最大，金屬礦采選業(yè)次之，紡織業(yè)最小。（表2）

（四）我國碳減排網絡的三大中心產業(yè)部門分析

1、通信設備計算機及其他電子設備制造業(yè)。當閾值C= 0.10時，該產業(yè)部門的節(jié)點度數(shù)為37，即與通信設備計算機及其他電子設備制造業(yè)部門的聯(lián)系程度大于閾值的有37個部門。當給予該產業(yè)部門1單位沖擊時，其帶來的聯(lián)動效應為4.22。由此可見，通信設備計算機及其他電子設備制造業(yè)在我國整個產業(yè)結構系統(tǒng)占有舉足輕重的地位，它的變化將會引起整個產業(yè)結構的巨大變動?；诖耍瑢νㄐ旁O備計算機及其他電子設備制造業(yè)部門施加節(jié)能減排干預，憑借其在碳減排網絡中的中心地位，迅速將節(jié)能減排效應擴散到其他產業(yè)部門。

2、金屬礦采選業(yè)。當閾值C=0.10時，該產業(yè)部門的節(jié)點度數(shù)為34，即與金屬采礦業(yè)的聯(lián)系程度大于閾值的有34個部門。當給予該產業(yè)部門1單位沖擊時，其帶來的聯(lián)動效應為2.80。分析其中的原因，我國正處在工業(yè)化進程中，規(guī)模巨大的基礎設施建設需要大量的鋼鐵材料，因而造成了金屬采礦業(yè)的快速發(fā)展。對金屬采礦業(yè)制定專門的節(jié)能減排措施，借助中心產業(yè)部門的聯(lián)動效應，將這一措施產生的效應迅速地傳遞到其他產業(yè)部門，可以打破我國的高碳生產體系，形成新的低碳生產體系。

3、紡織業(yè)。當閾值C=0.10時，該產業(yè)部門的節(jié)點度數(shù)為15，即與紡織業(yè)的聯(lián)系程度大于閾值的有15個部門。當給予該產業(yè)部門1單位沖擊時，其帶來的聯(lián)動效應為1.69。分析其中的原因，我國是一個人口大國，13億人口的生活需要大量的生活產品，而且發(fā)達國家也將這部分低科技含量的廉價產品交由我國生產，再通過進口滿足其國內的需求。對紡織業(yè)行業(yè)采取節(jié)能減排措施，可以帶動產業(yè)集群內部的碳排放形式的轉變，發(fā)展低碳經濟。

表1　我國碳減排網絡中節(jié)點的度數(shù)位于前三的產業(yè)部門

表2　我國碳減排網絡中節(jié)點聯(lián)動效應位于前三的產業(yè)部門

四、結論及啟示

本文基于產業(yè)部門視角，以國家統(tǒng)計局公布的《2012年中國投入產出表》為數(shù)據(jù)源，綜合運用投入產出分析方法和網絡分析方法對我國產業(yè)部門碳減排措施進行研究。結論指出：通信設備計算機及其他電子設備制造業(yè)、金屬礦采選業(yè)、紡織業(yè)三個產業(yè)部門為我國碳減排網絡的中心產業(yè)部門，對這三個產業(yè)部門施加節(jié)能減排措施，可以打破我國的高碳生產網絡，實現(xiàn)低碳經濟發(fā)展。

（一）充分利用產業(yè)部門之間的聯(lián)動關系，制定高效的措施。依據(jù)網絡模型的分析結果，發(fā)現(xiàn)我國的產業(yè)部門之間存在著千絲萬縷的聯(lián)系。節(jié)點度數(shù)分析和聯(lián)動效應分析發(fā)現(xiàn)，通信設備計算機及其他電子設備制造業(yè)、金屬礦采選業(yè)和紡織業(yè)位于我國碳減排網絡的中心位置?？梢葬槍@三個居于中心的產于部門制定專門的節(jié)能減排措施，通過產業(yè)之間的聯(lián)動效應促使整個產業(yè)體系的轉型，而不必針對每個產業(yè)制定獨立的節(jié)能減排措施。

（二）大力發(fā)展第三產業(yè)，提高服務業(yè)質量。由投入產出模型分析的結論可以看出，第三產業(yè)（金融服務業(yè)、旅游服務業(yè)、社會管理和服務業(yè)）的發(fā)展無需大量能源消耗來支撐。國外的經驗表明，第三產業(yè)充分發(fā)展有助于整個經濟體系的健康發(fā)展，而恰恰相反，我國的第三產業(yè)發(fā)展相當落后，三次產業(yè)發(fā)展不平衡，第二產業(yè)占的比重過大，第一和第三產業(yè)發(fā)展不充分，這也是我國碳排放一直居高不下的原因之一。所以，我國應該制定促進第一和第三產業(yè)，尤其是第三產業(yè)發(fā)展的措施。

（三）加強國際合作，主張?zhí)紲p排生產方和消費方共同承擔責任。結合網絡分析的結果還可以得出，通信設備計算機及其他電子設備制造業(yè)的碳排放主要來源于為國外加工中間產品，所以這一部門碳排放責任應主要由國外承擔；金屬采礦業(yè)的碳排放主要來源于我國國內的工業(yè)化和基礎設施建設，所以這部分碳排放責任應主要由我國承擔；紡織業(yè)的碳排放來源于國內和國外對生活品的需求，所以這部分碳排放責任應由生產方和消費方共同承擔。同時，各國應敞開進行經驗和技術交流，共同研發(fā)新技術。

主要參考文獻：

［1］單聰聰.中英兩國經濟發(fā)展與碳排放關聯(lián)比較［J］.中國城市經濟，2011.23.

［2］閆云鳳，趙忠秀.中國對外貿易隱含碳的測度研究——基于碳排放責任界定的視角［J］.國際貿易問題，2012.1.

［3］馬曉微.我國經濟發(fā)展與能源消費關系實證研究［J］.中國能源，2007.5.

［4］高靜，劉友金.中美貿易中隱含的碳排放以及貿易環(huán)境效應——基于環(huán)境投入產出法的實證分析［J］.當代經濟，2012.5.

［5］韓謝梅，劉歡歡.我國生態(tài)消耗與經濟發(fā)展的動態(tài)比較研究［J］.蘭州大學學報，2009.3.

［6］朱啟榮.中國出口貿易中的CO2排放問題研究［J］.中國工業(yè)經濟，2010.1.

F062.9

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