張 晴

（南京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南京 210037）

一、引言

近年來，全球氣候變暖、冰川融化等問題愈發(fā)嚴(yán)峻，對(duì)人類可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。中國作為負(fù)責(zé)任的大國，承諾2030 年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，并相繼出臺(tái)了改革能源獲取和利用方式、加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)部門的綠色化等一系列“碳達(dá)峰”行動(dòng)方案。十三五期間，我國單位GDP 二氧化碳排放持續(xù)下降，2020 年我國碳排放強(qiáng)度比2005 年下降48.4%，超額完成我國向國際社會(huì)承諾的目標(biāo)，但我國能源結(jié)構(gòu)偏煤、能源強(qiáng)度較高的問題仍然存在，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量根本好轉(zhuǎn)以及“碳達(dá)峰”的目標(biāo)任務(wù)仍然艱巨。華北地區(qū)作為我國煤炭的主產(chǎn)區(qū)，大量的煤炭生產(chǎn)使得地區(qū)碳排放連年上升，空氣污染和霧霾頻發(fā)等問題日趨嚴(yán)重。2021 年全國碳排放前五席中華北地區(qū)占到三席，地區(qū)整體碳排放占到全國的20%以上。從某種意義上說，華北地區(qū)碳減排工作的力度和速度，將在很大程度上影響著我國碳減排工作的進(jìn)程。因此，了解華北地區(qū)碳排放的歷史演變，厘清華北地區(qū)碳排放變動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制對(duì)于華北地區(qū)乃至全國“碳達(dá)峰”的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。

國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于碳排放的研究主要集中在碳排放核算、碳排放影響因素兩個(gè)方面。

第一，關(guān)于碳排放核算主要采用能源消耗法、生命周期法、投入產(chǎn)出法等研究方法。能源消耗法是一種基于能源平衡表的自上而下的碳排放測(cè)算方法，計(jì)算公式為碳排放量=分燃料類型的能源消耗（實(shí)物）量×二氧化碳排放因子。如佟家棟和馮祥玉（2022）[1]、張恒碩等（2022）[2]分別采用能源消耗法對(duì)中國各產(chǎn)業(yè)、中國八大地區(qū)農(nóng)村的碳排放進(jìn)行核算；生命周期法主要通過獲取產(chǎn)品在生命周期內(nèi)所有輸入或輸出數(shù)據(jù)得出總的碳排放量[3]，如勵(lì)汀郁等（2022）[4]采用生命周期法對(duì)我國奶牛產(chǎn)業(yè)等的碳排放進(jìn)行核算，Blanco 等（2020）[5]采用生命周期法對(duì)歐盟能源系統(tǒng)2050 年要實(shí)現(xiàn)的碳減排目標(biāo)進(jìn)行評(píng)估；投入產(chǎn)出方法通過投入產(chǎn)出表計(jì)算列昂惕夫逆矩陣[6]，從而變換得到產(chǎn)品投入與產(chǎn)出之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并結(jié)合各部門的碳排放數(shù)據(jù)，計(jì)算各部門向終端用戶生產(chǎn)產(chǎn)品或提供服務(wù)而在整個(gè)生產(chǎn)鏈上產(chǎn)生的碳排放量，該方法的優(yōu)點(diǎn)是不僅可以測(cè)算出最終產(chǎn)品的碳排放，還可以測(cè)算該產(chǎn)品在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的隱含碳排放，如Su 等（2017）[7]、吳立軍和田啟波（2022）[8]等分別使用投入產(chǎn)出方法對(duì)新加坡、中國各地區(qū)等區(qū)域的碳排放進(jìn)行核算。

第二，關(guān)于碳排放影響因素的研究主要采用結(jié)構(gòu)分解方法和計(jì)量經(jīng)濟(jì)方法。前者主要通過分解模型探討經(jīng)濟(jì)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、人口等因素對(duì)碳排放的影響，常用的模型包括IO-SDA[9]模型等；后者主要通過計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)模型對(duì)二氧化碳排放量的影響進(jìn)行定量分析，常用的模型包括隨機(jī)影響回歸模型[3]、向量自回歸模型[10]、廣義矩估計(jì)模型[11]等，相關(guān)因素涉及經(jīng)濟(jì)發(fā)展、自然狀況、科技水平（比如綠色技術(shù)創(chuàng)新等）[12]、產(chǎn)權(quán)制度[13]等幾個(gè)方面。

以上兩個(gè)方面前人研究相對(duì)充分，但大多是對(duì)全國層面或者行業(yè)層面的碳排放進(jìn)行研究，對(duì)能源型地區(qū)分行業(yè)碳排放時(shí)空變化特征的研究還存在不足，除此之外，將能源消耗法和IO-SDA 方法結(jié)合可以更加準(zhǔn)確地測(cè)算出能源型地區(qū)的碳排放變化成因。因此，本文以華北地區(qū)為研究對(duì)象，以能源消耗法、IO-SDA 方法為研究方法，對(duì)2007—2017 年華北地區(qū)碳排放變動(dòng)及其驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析，以期找到華北地區(qū)碳排放變動(dòng)的主要成因，進(jìn)而提出相關(guān)政策建議。

二、數(shù)據(jù)來源與研究方法

（一）數(shù)據(jù)來源

本文所使用的能源相關(guān)數(shù)據(jù)來自《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒2008》《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒2013》《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒2018》，單位熱值含碳量、碳氧化率等數(shù)據(jù)來自《省級(jí)溫室氣體清單編制指南》等，投入產(chǎn)出表編制相關(guān)數(shù)據(jù)來自2007 年、2012 年、2017 年華北地區(qū)三省兩市共計(jì)15 張投入產(chǎn)出表（省級(jí)投入產(chǎn)出表最新更新到2017 年）。

（二）研究方法

1.區(qū)域碳排放的核算。借鑒張曉梅和莊貴陽（2015）[14]關(guān)于碳排放的計(jì)算方法，假設(shè)各行業(yè)消耗的能源折二氧化碳排放系數(shù)一致，因此各行業(yè)的碳排放量可以用公式（1）表示。

式（1）中，Pj代表各行業(yè)的碳排放量，j 代表行業(yè)，e 代表第e 種能源，ALHVe表示各能源的平均低位發(fā)熱量，QCe表示各能源的單位熱值含碳量，CORe表示各能源的碳氧化率。

2.投入產(chǎn)出表的處理。選取2007 年、2012 年、2017 年華北地區(qū)三省兩市42 部門投入產(chǎn)出表，參考潘文卿和李跟強(qiáng)（2017）[15]對(duì)投入產(chǎn)出表部門的處理規(guī)則，結(jié)合各部門碳排放的特征，編制10 部門非競爭型投入產(chǎn)出表。首先，由于省內(nèi)生產(chǎn)、國內(nèi)省外生產(chǎn)和國外生產(chǎn)的中間投入具有不完全替代性，因此本文借鑒張友國（2010）[16]的比例拆分法，將中間投入拆分為省內(nèi)產(chǎn)品中間投入、省際產(chǎn)品中間投入和進(jìn)口產(chǎn)品中間投入；其次，將原始42 部門投入產(chǎn)出表合并成10 部門，其中，01 代表農(nóng)業(yè)，02 代表采掘業(yè)，03 代表輕工業(yè)，04 代表重化工業(yè)，05 代表金屬冶煉加工和重型機(jī)械產(chǎn)品，06 代表電力蒸汽熱水、煤氣自來水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)，07 代表建筑業(yè)，08 代表商業(yè)，09 代表運(yùn)輸業(yè)，10 代表其他服務(wù)業(yè)；最后，將計(jì)算得到的各部門碳排放數(shù)據(jù)納入投入產(chǎn)出表，最終可以得到華北地區(qū)三省兩市2007 年、2012 年、2017 年非競爭型環(huán)境投入產(chǎn)出表，進(jìn)而得到華北地區(qū)2007 年、2012 年、2017 年非競爭型投入產(chǎn)出表。

3.碳排放變動(dòng)的SDA 分解。借鑒陳錫康和楊翠紅（2011）[17]關(guān)于污染物產(chǎn)生系數(shù)的測(cè)算方法，利用列昂惕夫逆矩陣：

那么最終需求為：

定義c 二氧化碳直接排放系數(shù)行向量，公式為：

那么基于最終需求的碳排放為：

其中，c 為二氧化碳直接排放系數(shù)行向量，B 為列昂惕夫逆矩陣，F(xiàn)w為各行業(yè)最終需求的對(duì)角陣。

那么二氧化碳排放的變動(dòng)為：

參考Vaccara 和Simon，本文采用兩級(jí)分解法進(jìn)行分解，即：

又最終需求由消費(fèi)、投資、凈出口、凈國內(nèi)省外流出構(gòu)成，因此：

式（8）中，C、I、NE、NFPV 分別為消費(fèi)、投資、凈出口、凈國內(nèi)省外流出的對(duì)角陣。

因此某地區(qū)二氧化碳的變動(dòng)最終可以分解為：

三、結(jié)果與分析

（一）基于生產(chǎn)的華北地區(qū)碳排放核算結(jié)果

2007—2017 年，華北地區(qū)基于生產(chǎn)的碳排放由133 080.38 萬噸上升至187 146.76 萬噸。分行業(yè)來看，如圖1 所示，“電力蒸汽熱水、煤氣自來水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)”和“金屬冶煉加工和重型機(jī)械產(chǎn)品”是華北地區(qū)碳排放的主要貢獻(xiàn)部門，兩者合計(jì)碳排放占總體碳排放的65%以上。從變化趨勢(shì)來看，金屬冶煉加工和重型機(jī)械產(chǎn)品、電力蒸汽熱水、煤氣自來水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)、其他服務(wù)業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的碳排放逐年上升，而重化工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、采選業(yè)、建筑生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的碳排放在2007—2012 年上升，2012—2017 年出現(xiàn)下降。

圖1 2007—2017 年華北地區(qū)各行業(yè)碳排放量

（二）華北地區(qū)二氧化碳排放系數(shù)測(cè)算結(jié)果

單純使用碳排放總量代表一個(gè)地區(qū)的碳排放水平較為片面，因此我們引入二氧化碳排放系數(shù)的概念[17]。二氧化碳排放系數(shù)指單位總產(chǎn)出二氧化碳排放量，該數(shù)據(jù)是在常用的碳排放強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品生產(chǎn)過程中中間投入產(chǎn)生的碳排放納入核算范圍，計(jì)算中間投入和增加值合計(jì)增加一個(gè)單位所帶來的二氧化碳排放增加量。如表1 所示，2007—2017 年間，華北地區(qū)二氧化碳排放系數(shù)整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，由2007 年的1.204 2 噸/ 萬元下降至2017年的0.762 1 噸/萬元，下降了36.72%。分行業(yè)來看，電力蒸汽熱水、煤氣自來水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)（04）始終是華北地區(qū)二氧化碳排放系數(shù)最高的行業(yè)，2017 年電力蒸汽熱水、煤氣自來水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)的二氧化碳排放系數(shù)甚至已經(jīng)達(dá)到排放系數(shù)最低的輕工業(yè)的125倍，這也是電力蒸汽熱水、煤氣自來水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)是華北地區(qū)碳排放主要貢獻(xiàn)部門的原因之一。觀察各行業(yè)排放系數(shù)變化趨勢(shì)，除農(nóng)業(yè)以外，其他9 個(gè)行業(yè)的二氧化碳排放系數(shù)在2007—2017 年均出現(xiàn)了下降，但下降趨勢(shì)及下降幅度不盡相同，重化工業(yè)（04）、電力蒸汽熱水、煤氣自來水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)（06）、建筑業(yè)（07）、商業(yè)（08）、運(yùn)輸業(yè)（09）5 個(gè)行業(yè)的二氧化碳排放系數(shù)持續(xù)下降，其他4 個(gè)行業(yè)出現(xiàn)先下降后上升趨勢(shì)。

表1 2007—2017 年華北地區(qū)各行業(yè)碳排放系數(shù)（噸/萬元）

（三）基于最終需求的華北地區(qū)碳排放變動(dòng)因素分解

SDA 分解結(jié)果如表2 所示，2007—2017 年華北地區(qū)基于最終需求的碳排放上升了5582.17 萬噸，2007—2012 年上升幅度較小，2012—2017 年上升幅度較大。各驅(qū)動(dòng)因素在不同時(shí)間段對(duì)碳排放變動(dòng)的貢獻(xiàn)程度不同。2007—2012 年華北地區(qū)的碳排放變動(dòng)主要由固定資產(chǎn)投資、消費(fèi)和凈國內(nèi)省外流出引致，而二氧化碳系數(shù)變動(dòng)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)系數(shù)變動(dòng)、凈出口變動(dòng)抑制了二氧化碳的上升，其中，固定資產(chǎn)投資的上升是碳排放上升的主要成因，對(duì)地區(qū)碳排放變動(dòng)的貢獻(xiàn)高達(dá)1959.69%；2012—2017 年，由固定資產(chǎn)投資引致的碳排放變動(dòng)逐漸下降至負(fù)值，而由經(jīng)濟(jì)技術(shù)系數(shù)變動(dòng)引致的碳排放不降反升，這與地區(qū)工藝變動(dòng)或者價(jià)格變動(dòng)導(dǎo)致的中間產(chǎn)品的相互替代有關(guān)，中間投入品的生產(chǎn)向二氧化碳排放系數(shù)較高的產(chǎn)品偏移，由此引致的二氧化碳排放上升?？傮w來看，消費(fèi)和固定資產(chǎn)投資是華北地區(qū)碳排放上升的主要因素，兩者對(duì)碳排放變動(dòng)的貢獻(xiàn)分別為361.69%和255.97%，而二氧化碳排放系數(shù)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)系數(shù)的變動(dòng)在一定程度上緩解了碳排放的上升。

表2 各因素對(duì)華北地區(qū)碳排放的影響及貢獻(xiàn)率

分行業(yè)來看，2007—2017 年，建筑業(yè)（07）、其他服務(wù)業(yè)（10）、運(yùn)輸業(yè)（09）、金屬冶煉加工和重型機(jī)械產(chǎn)品（05）、輕工業(yè)（03）、農(nóng)業(yè)（01）、商業(yè)（08）7 個(gè)行業(yè)的最終需求引致的碳排放上升，而重化工業(yè)（04）、電力蒸汽熱水、煤氣自來水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)（06）、采掘業(yè)（02）3 個(gè)行業(yè)的最終需求產(chǎn)生的碳排放下降。其中，重化工業(yè)是碳排放下降最多的行業(yè)，這與地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及節(jié)能減排管制有關(guān)?？紤]7個(gè)碳排放上升的行業(yè)，由建筑業(yè)最終需求產(chǎn)生的碳排放上升最多。由表3 可以看出，二氧化碳排放系數(shù)變動(dòng)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)系數(shù)變動(dòng)和消費(fèi)變動(dòng)均對(duì)建筑業(yè)碳排放產(chǎn)生負(fù)向影響，而固定資產(chǎn)投資變動(dòng)、凈出口變動(dòng)和凈國內(nèi)省外流出變動(dòng)對(duì)建筑業(yè)碳排放產(chǎn)生正向影響，尤其是固定資產(chǎn)投資變動(dòng)，對(duì)華北地區(qū)建筑業(yè)碳排放變動(dòng)的貢獻(xiàn)率高達(dá)183%，是建筑業(yè)碳排放上升的主要驅(qū)動(dòng)因素；其他幾個(gè)行業(yè)大都由消費(fèi)變動(dòng)引致。值得注意的是，2007—2017 年碳排放強(qiáng)度變動(dòng)效應(yīng)對(duì)商業(yè)（08）碳減排效果明顯，貢獻(xiàn)率高達(dá)-2 075.94%，但仍舊難以抵消消費(fèi)增加帶來的碳排放的變動(dòng)。

表3 2007—2017 年華北地區(qū)各行業(yè)碳排放變動(dòng)成因分解（萬噸）

分地區(qū)來看，除北京市在2007—2017 年碳排放下降以外，其他地區(qū)均有所上升。具體來看，北京市2017 年碳排放比2007 年減少2 862.34 萬噸，下降幅度高達(dá)64.75%，這與北京市持續(xù)開展產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化等策略相關(guān)。河北是推動(dòng)華北地區(qū)碳排放增加的主要省份，碳排放增加占地區(qū)總體碳排放增加的62.58%。究其原因，河北省碳排放的上升主要由消費(fèi)和固定資產(chǎn)投資推動(dòng)，兩部門對(duì)河北省碳排放的貢獻(xiàn)率分別為82.96%和79.73%，二氧化碳排放系數(shù)變動(dòng)效應(yīng)和國內(nèi)省外流出變動(dòng)效應(yīng)在一定程度上緩解了河北省碳排放的增加，但難以改變整體碳排放變動(dòng)的趨勢(shì)。

表4 2007—2017 年華北地區(qū)各省份碳排放變動(dòng)成因分解

四、結(jié)論與政策建議

（一）結(jié)論

本文對(duì)2007—2017 年華北地區(qū)基于最終需求的碳排放進(jìn)行了SDA 分解，結(jié)論如下：

第一，各驅(qū)動(dòng)因素在不同時(shí)間段對(duì)碳排放變動(dòng)的貢獻(xiàn)程度不同。2007—2012 年華北地區(qū)的碳排放變動(dòng)主要由固定資產(chǎn)投資、消費(fèi)和凈國內(nèi)省外流出引致，2012—2017 年，由固定資產(chǎn)投資引致的碳排放變動(dòng)逐漸下降至負(fù)值，而由經(jīng)濟(jì)技術(shù)系數(shù)變動(dòng)引致的碳排放不降反升，由此引致的二氧化碳排放上升。整體來看，消費(fèi)和固定資產(chǎn)投資是華北地區(qū)碳排放上升的主要因素，而二氧化碳排放系數(shù)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)系數(shù)的變動(dòng)在一定程度上緩解了碳排放的上升，這與張炎治等（2021）[9]對(duì)于全國的研究基本一致。

第二，從行業(yè)視角來看，建筑業(yè)（07）、其他服務(wù)業(yè)（10）、運(yùn)輸業(yè)（09）等行業(yè)是導(dǎo)致華北地區(qū)碳排放上升的主要行業(yè)。

第三，從地區(qū)視角來看，河北是導(dǎo)致華北地區(qū)碳排放上升的主要地區(qū)，其次是內(nèi)蒙古、山西、天津和北京，北京市碳排放在2007—2017 年呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

（二）政策建議

在以上分析的基礎(chǔ)上，本文提出以下政策建議：

第一，加快綠色低碳轉(zhuǎn)型。消費(fèi)和固定資產(chǎn)投資是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中必不可少的組成部分，我們不能因?yàn)樘紲p排要求就完全放棄經(jīng)濟(jì)發(fā)展，最好的方式就是實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，即將長期形成的與自然生態(tài)環(huán)境對(duì)抗的生產(chǎn)和生活方式，逐步向生態(tài)環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變的過程。在消費(fèi)方面，城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民消費(fèi)是碳排放的主要來源，應(yīng)當(dāng)倡導(dǎo)居民綠色消費(fèi)、低碳消費(fèi)；在固定資產(chǎn)投資方面，大量的城市基礎(chǔ)設(shè)施、公共設(shè)施、城市交通系統(tǒng)、建筑物等的投資都是碳排放的主要貢獻(xiàn)者，應(yīng)當(dāng)避免重復(fù)、無效的投資。

第二，分行業(yè)制定相關(guān)政策。各行業(yè)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的定位不同，其要求的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、工藝、參數(shù)、規(guī)范、流程、模式、設(shè)計(jì)等均有所不同，因此應(yīng)當(dāng)參考中國節(jié)能協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)委員會(huì)發(fā)布《化工行業(yè)低碳企業(yè)評(píng)價(jià)體系指南》《石化行業(yè)低碳企業(yè)評(píng)價(jià)體系指南》等文件對(duì)不同行業(yè)制定不同的減排要求。

第三，分地區(qū)制定碳減排目標(biāo)。華北地區(qū)三省兩市的發(fā)展存在較大差異，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)有所不同，因此在制定“碳排放水平”指標(biāo)考核辦法時(shí)，需要遵循各地的發(fā)展水平、發(fā)展階段、發(fā)展主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，因地制宜實(shí)施考核。