周 茜,周雪嬌,耿佳樂

(華北電力大學 經濟與管理學院,北京 102206)

氣候變化問題是受到廣泛關注的全球性問題,減少碳排放量是中國當前重要的任務之一。中國作為一個負責任的大國,在2009年作出了環(huán)保承諾,在2020年前,單位GDP二氧化碳排放量較2005年降低40%～50%,并在2019年底提前完成了目標;中國還在2015年的《巴黎協(xié)定》中作出承諾,在2030年前,單位國內生產總值的二氧化碳排放量較2005年降低60%～65%;中國在2020年再次作出承諾,爭取在2030年前達到二氧化碳排放峰值,到2060年前實現(xiàn)碳中和[1]。減排已成為中國未來發(fā)展的重要主題。為了實現(xiàn)碳減排目標,中國的經濟發(fā)展模式應向高效率、低能耗和低排放的經濟發(fā)展模式轉變。產業(yè)結構對能源消耗和碳排放有直接影響,因此優(yōu)化產業(yè)結構是經濟發(fā)展中至關重要的措施。因此,調整產業(yè)結構,促進低碳經濟發(fā)展,是中國實現(xiàn)碳減排目標的關鍵措施之一。本文在實證的基礎上從能源碳排放投入產出視角對產業(yè)結構優(yōu)化進行了研究,為中國進一步調整產業(yè)結構、實現(xiàn)高質量經濟發(fā)展提供科學依據(jù)。

一 文獻綜述

中國如何平衡經濟發(fā)展、能源安全和溫室氣體減排之間的關系?這一問題已經成為近年來研究的熱點。投入產出模型是綜合分析經濟活動中投入與產出之間數(shù)量依存關系的一種經濟數(shù)學模型,該模型可用于量化分析產業(yè)結構調整對經濟與碳排放量的影響[2]。投入產出模型的使用最早可以追溯到里昂惕夫[3]。近年來,投入產出模型已經成為研究經濟發(fā)展和減排問題的重要工具。具體而言,閆云鳳、Meng J等和Zhou D等研究了不同區(qū)域、不同國家間碳排放量增長的因素,如人口、人均消費量和消費結構因素[4-6]。Yang J等對中國海洋產業(yè)的碳排放結構進行了分析,得出了海洋產業(yè)碳排放的影響因素[7]。劉春蘭等和王媛等研究發(fā)現(xiàn)產業(yè)結構的調整可以抑制碳排放量的增加[8-9]。張捷等研究了經濟發(fā)展和碳減排約束下的最優(yōu)產業(yè)結構[10]。Li Y等進一步研究發(fā)現(xiàn)制定產業(yè)結構調整政策對整個社會經濟效益的提高有至關重要的作用[11]。洪思揚等在低碳經濟背景下,進一步分析了在不同情景設定下經濟—資源—環(huán)境多目標下的最優(yōu)產業(yè)結構[12]。產業(yè)結構的調整不僅可以實現(xiàn)現(xiàn)階段的減排目標,還可以預測未來的減排路徑。Wang S等研究了經濟發(fā)展與環(huán)境污染目標下中國高新技術產業(yè)出口貿易的最優(yōu)路徑[13]。吳立軍等從行業(yè)視角對減排路徑進行了研究[14]。陳郭石等對2020—2050期間中國經濟增長、能源消費和碳排放量等進行預測,研究發(fā)現(xiàn)產業(yè)結構調整有利于實現(xiàn)碳減排目標[15]。Ning Y等模擬了到2030年不同路徑選擇下的碳減排效果[16]。Xu X等預測了2030年中國在經濟增長和碳減排目標下的最優(yōu)產業(yè)結構[17]。

以上研究多是基于價值型投入產出表的數(shù)據(jù),以碳排放量的影響因素之一為約束條件進行優(yōu)化,并未對各產業(yè)部門的產值與其消耗各種能源所產生的碳排放量之間的內在關系進行量化分析。而“碳排”投入產出表的模型有很強的碳排放核算和分析功能,并且能用于深入量化分析各部門的產值與其所消耗能源產生的碳排放之間的關系。苑立波等首次基于能源消費數(shù)據(jù)建立了含4種能源的“碳排”投入產出模型,設計了直接碳排系數(shù)和完全碳排系數(shù)等反映碳排放的系數(shù)[18]。張恪渝等構建了含15種能源的“碳排”投入產出模型和環(huán)境DEA模型,對北京市環(huán)境表現(xiàn)指數(shù)進行了效率值評估[19],并編制了含9種能源的“碳排”投入產出表,研究了中國2020年產業(yè)調整的最優(yōu)方案[20]。Wang F等基于含7種能源的“碳排”投入產出表,研究了中國工業(yè)在碳達峰目標下的產業(yè)結構優(yōu)化[21]。Yu J基于含12種能源的“碳排”投入產出表,對2007—2017年影響中國服務業(yè)能源碳排放的結構因素進行研究[22]。Wang H等基于含4種能源的“碳排”投入產出表,量化了工業(yè)結構調整對高能耗部門空氣污染物和溫室氣體排放強度的影響[23]。這些研究主要是對三次產業(yè)結構的優(yōu)化分析或工業(yè)在碳目標下的結構優(yōu)化,如何對各個部門進行進一步的優(yōu)化調整仍有待研究。

根據(jù)以上研究發(fā)現(xiàn),基于投入產出表的碳排放量約束下的產業(yè)結構優(yōu)化研究和基于“碳排放”投入產出表的三次產業(yè)結構優(yōu)化研究,揭示了各部門產出與碳排放量之間的關系以及三次產業(yè)的最優(yōu)結構。為了進一步提高測算各個產業(yè)部門的碳排放量精度,精細化各部門能源消費類別及其排放系數(shù)成為解決這一問題的重要手段。本文編制了30種能源消費所產生二氧化碳排放量的“碳排放”投入產出表,在經濟優(yōu)先型、均衡型和減排優(yōu)先型三種情景下,揭示了三次產業(yè)和30個部門的最優(yōu)結構以及各部門的經濟和碳排放量的結構變化。

二 研究方法和數(shù)據(jù)

(一)“碳排放”投入產出表的編制及線性優(yōu)化模型的構建

1.“碳排放”投入產出表的編制

投入產出分析是在投入產出表的基礎上,對國民經濟部門進行研究的一種系統(tǒng)化的分析方法?，F(xiàn)有的“碳排”投入產出表的設計包括兩種方法,一種是嵌入式方法,一種是加邊矩陣式方法。本文采取的是加邊矩陣的方法,在價值型投入產出表中第III象限縱向的下方,加入第V象限,作為各部門二氧化碳排放象限,由此編制含30種能源的“碳排放”投入產出表。碳排象限的主欄為30種能源消費品種,賓欄為部門名稱。構建“碳排放”投入產出表可以利用產業(yè)結構把部門的產出與碳排放量聯(lián)系起來。本文根據(jù)產業(yè)結構的變化計算碳排放量的變化情況,同時根據(jù)產業(yè)結構優(yōu)化后的產出變化計算碳排放量的變化。

與2017年CEADs數(shù)據(jù)庫中包含20種能源的45個部門的碳排放量數(shù)據(jù)相比,本文編制的包含30種能源的30個部門的“碳排放”投入產出表中新增了幾種能源類別,如煤種類下增加了煤制品和煤矸石;煤氣種類下增加了高爐煤氣和轉爐煤氣;油種類下增加了石腦油、潤滑油、石蠟、溶劑油、石油瀝青和石油焦;天然氣種類下增加了液化天然氣。同時,根據(jù)IPCC(2006)發(fā)布的排放因子發(fā)現(xiàn)新增的能源品種的排放因子默認值較大,如高爐煤氣的排放因子默認值是9.784噸二氧化碳/萬立方米燃氣,石腦油是4.160噸二氧化碳/噸燃料。此外,根據(jù)中國能源統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)新增的能源品種消耗量也較大,如第11部門(石油、煉焦產品和核燃料加工品)消耗石腦油和液化天然氣量較大,分別消耗了1 091.5萬噸和1 049.88萬噸;第13部門(非金屬礦物制品業(yè))消耗石油焦和液化天然氣量較大,分別消耗了1 678.93萬噸和527.78萬噸;第14部門(金屬冶煉和壓延加工品)消耗高爐煤氣和轉爐煤氣量較大,分別消耗5 892.92億立方米和404.34億立方米[24]。由此可見,更細化的能源種類能更準確地計算出各部門下各種能源的碳排放量。30種能源的“碳排放”投入產出表結構見表1。

表1 中國2017年“碳排放”投入產出表結構 (單位:萬元)

2.線性優(yōu)化模型的構建

(1)目標函數(shù)的設定

“碳排放”投入產出表的產出可以計算GDP和碳排放量,因此將線性優(yōu)化的目標函數(shù)設置為產出最大化。為了得到唯一最優(yōu)解,本文使用單目標優(yōu)化模型,目標函數(shù)表達式為:

(1)

其中,X作為決策變量,Xj代表投入產出表中j部門的總產出,j=1,2,…,n-1,n。目標函數(shù)z是中國n個產業(yè)部門的產出量的和。

(2)投入產出橫向平衡約束:

(2)

其中,I是n×n的單位矩陣,A為直接消耗系數(shù)矩陣,Xj表示總投入(總產出),Yi表示最終使用。

(3)經濟發(fā)展水平約束:

(3)

其中,GDP是基年2017年產值。Uj是GDP增長率,r1和r2為優(yōu)化后的GDP相對于基年的變化率。該約束表示將所有部門的增加值進行加總,總量控制在約束值之間。從投入產出表的縱向來看:中間投入+增加值=總投入,即增加值=總投入-中間產出,等式左右同時除以總投入即為:增加值/總投入=1-中間投入/總投入。其中,增加值/總投入=增加值率,等式右邊的中間投入/總投入是直接消耗系數(shù)的矩陣。根據(jù)該等式計算出各個產業(yè)的增加值率。然后再結合各個產業(yè)部門的增加值數(shù)據(jù)可計算各個產業(yè)部門的投入。用Uj來表示我國產業(yè)的增加值率,則有:

(4)

(4)二氧化碳氣體排放約束:

(5)

其中,Cj表示j部門單位產出分別消耗30種能源排放的二氧化碳總和,為1×n的矩陣,C0表示2017年的二氧化碳排放總量,r3為優(yōu)化后的碳排放量相對于基礎數(shù)據(jù)的變化率。該約束式表示優(yōu)化所有部門生產活動排出的二氧化碳總和不超過C0。

(5)部門結構調整范圍約束:

lXj0≤Xj≤uXj0

(6)

其中,lXj0和uXj0分別表示部門j產出量的下界和上界。

(6)合理性約束:

Xj≥0

(7)

表示所有部門的產出量必須為非負值。

3.參數(shù)設置

(1)GDP增長率

本文使用2017年投入產出數(shù)據(jù)作為優(yōu)化調整的基礎數(shù)據(jù)來進行模型優(yōu)化,根據(jù)近10年中國的經濟發(fā)展(見表2),選取2.20%和8.10%作為GDP增長的下限和上限。

表2 國內生產總值增長

(2)碳減排率

根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)發(fā)布的有關報告,如果要實現(xiàn)全球升溫控制在工業(yè)化前2℃以內的溫控目標,2020年到2030年間全球碳排放量需要每年減少2.70%;如果要實現(xiàn)全球升溫控制在工業(yè)化前1.5 ℃以內的溫控目標,2020年到2030年間全球碳排放量需要每年減少7.60%。本文的目的是通過探究基礎年產業(yè)結構調整能多大程度實現(xiàn)經濟增長和碳減排。其中碳減排目標是指基礎年的目標,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署報告的溫控目標是年減排目標,因此采用聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的目標是符合本文的碳排放量年降低目標。由于中國是發(fā)展中國家,中國的重工業(yè)消耗能源所產生的碳排放量較多,若想實現(xiàn)全球的減排目標,中國需進一步加強減排標準,因此本文將碳排放量降低率的上限設置為-3.00%,下限設置為-8.00%。

(3)各部門總產出調整的上下限

本文以2017年的經濟生產活動為基礎進行調整優(yōu)化。綜合產業(yè)結構優(yōu)化調整方面的相關文獻,將部門總產出的下限調整為基年的85%。為了保證GDP增長率至少達到2.20%和碳減排率至少達到3.00%,根據(jù)多次模型實驗結果,將部門總產出的上限調整為基年的1.80倍。

4.線性優(yōu)化模型的數(shù)據(jù)及情景設定

線性優(yōu)化模型的數(shù)據(jù)主要基于本文編制的“碳排放”投入產出表。以直接消耗系數(shù)矩陣(A)、二氧化碳排放矩陣(C)分別作為部門現(xiàn)有的生產結構和碳排結構;以GDP增長率和碳減排率作為約束進行模型構建,具體的情景詳見表3。

表3 情景設定

(二)數(shù)據(jù)來源

本文使用的產業(yè)數(shù)據(jù)和能源消費數(shù)據(jù)分別來源于中國能源統(tǒng)計年鑒的能源平衡表(實物量)[25]和全國投入產出表[26],國家統(tǒng)計局每隔5年編制一次投入產出表,因此本文采用的是2017年的投入產出表。綜合參考鐘茂初和劉淳森的研究和方法[27-28],本文中二氧化碳排放量是根據(jù)IPCC發(fā)布的碳排放因子與碳排投入產出數(shù)據(jù)計算所得①。

三 實證分析

(一)三次產業(yè)的產出、國內生產總值、碳排放量優(yōu)化分析

由表4可知,在三種情景下優(yōu)化后的產業(yè)結構可同時實現(xiàn)經濟增長和碳減排的目標。其中在經濟優(yōu)先型情景下GDP變化率增長最多,達到8.10%;在減排優(yōu)先型情景下碳排放量變化率降低幅度最大,達到8%。產業(yè)產出變化率在經濟優(yōu)先型情景下增長最多,達到6.37%;碳強度變化率在均衡型情景下降低幅度最大,達到11.72%。從GDP變化率和碳排放量變化率看,經濟優(yōu)先型情景下最利于經濟發(fā)展,減排優(yōu)先型情景下最有利于減排。然而碳強度變化率在減排優(yōu)先型情景下比均衡型情景下降低得少,說明減排目標過高會一定程度上限制經濟的發(fā)展。從產業(yè)產出、GDP、碳排放量和碳強度的變化率綜合來看,均衡型情景最有利于經濟增長和碳減排雙目標的實現(xiàn),同時其碳強度降低率最大。綜上,若優(yōu)先經濟發(fā)展則選擇情景1;若優(yōu)先減排目標則選擇情景3;若兼顧經濟和減排目標則選擇情景2。以上三種情景說明通過產業(yè)結構優(yōu)化可以同時滿足經濟增長和碳減排目標,產業(yè)結構的調整有利于低碳經濟的發(fā)展。為了驗證結果的穩(wěn)定性,本文加入了敏感性分析。

表4 不同情景下產業(yè)產出、GDP、碳排放量和碳強度的變化率

圖1A-C表明,在經濟優(yōu)先型情景下三次產業(yè)的產出和GDP的增長量最大,在減排優(yōu)先型情景下的增長量最小,在均衡型情景下的增長量居中,并隨著減排力度的加大增長量呈現(xiàn)下降趨勢;碳排放總量在減排優(yōu)先型情景下的降低量最大,在經濟優(yōu)先型情景下的降低量最少,在均衡型情景下的降低量居中,并隨著減排力度的加大降低量呈現(xiàn)上升趨勢。圖1A-C表明,三次產業(yè)的產出總量在經濟優(yōu)先型情景下比原始量增加143.91千億元,在均衡型情景下增長64.38千億元,在減排優(yōu)先型情景下降低45.63千億元;GDP在經濟優(yōu)先型情景下比原始值增加66.68千億元,在均衡型情景下增長58.04千億元,在減排優(yōu)先型情景下增加28.31千億元;碳排放總量在經濟優(yōu)先型情景下比原始量降低30.20千萬噸,在均衡型情景下降低55.38千萬噸,在減排優(yōu)先型情景下降低80.55千萬噸。對以上數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),從實現(xiàn)情景1中設定的經濟和減排目標至實現(xiàn)情景2中的相應目標,GDP降低8.64千億元時,碳排放量可降低26.18千萬噸;從情景2至情景3,GDP降低了29.73千億元,但是碳排放量僅降低25.17千萬噸。充分說明在情景1至情景2過程中,我們可以花費少量的經濟代價達到較好的減排目標;然而在情景2至情景3過程中,需要付出更大的經濟代價才能達到同樣的減排目標。因此在三種情景下,均衡型情景更能經濟性地實現(xiàn)既定的經濟增長和碳減排目標?？傮w而言,優(yōu)化后的產業(yè)結構在三種情景下都能實現(xiàn)經濟增長和碳減排目標,雖然減排優(yōu)先型情景既能在最大量減排基礎上實現(xiàn)一定的經濟增長,但是均衡型情景能同時實現(xiàn)經濟和減排目標最大化,因此在同時考慮經濟增長和碳減排雙目標的情況下,應當優(yōu)先選擇在均衡型情景下進行產業(yè)結構優(yōu)化。以上研究結果表明產業(yè)結構優(yōu)化能最大化地實現(xiàn)部門經濟增長和減排。

圖1 不同情景下三次產業(yè)的產出、GDP和碳排放量及其對比

圖1D-F表明,從三種情景下三次產業(yè)產出對總產出占比、三次產業(yè)增加值對GDP占比、三次產業(yè)碳排放量對總排放量占比與初始情景的對比中發(fā)現(xiàn),三種情景下的占比與初始占比保持一致,表明在三種情景下優(yōu)化后的產業(yè)結構不會對經濟造成較大沖擊,文中設定的三種產業(yè)結構優(yōu)化方案具有可行性。優(yōu)化后的第一產業(yè)和第二產業(yè)在三個指標中的占比均有所下降,并隨著減排力度加大,第二產業(yè)的三項指標下降幅度較大;優(yōu)化后第三產業(yè)的三項指標占比均有所上升,并隨著減排力度加大上升更多。從三次產業(yè)產出對總產出占比的變化來看,第一產業(yè)占比在均衡型情景下降低最多,達到0.58%,第二產業(yè)占比在減排優(yōu)先型情景下降低最多,達到5.87%,第三產業(yè)占比在減排優(yōu)先型情景下增長最多,達到6.52%。從三次產業(yè)增加值對GDP占比的變化來看,第一產業(yè)占比在均衡型情景下降低最多,達到1.64%,第二產業(yè)占比在減排優(yōu)先型情景下降低最多,達到4.96%,第三產業(yè)占比在減排優(yōu)先型情景下增長最多,達到6.38%。從三次產業(yè)碳排放量對總碳排放量占比的變化來看,第一產業(yè)占比在均衡型情景下降低最多,達到0.23%,第二產業(yè)占比在減排優(yōu)先型情景下降低最多,達到1.48%,第三產業(yè)占比在減排優(yōu)先型情景下增長最多,達到1.65%。從以上分析發(fā)現(xiàn)第二產業(yè)產出對總產出占比、第二產業(yè)增加值對GDP占比、第二產業(yè)碳排放量對總排放量占比都是降低幅度最大的,第一產業(yè)占比降低幅度居中,第三產業(yè)占比增長幅度最大。說明第一產業(yè)對經濟和減排的貢獻最少,第二產業(yè)和第三產業(yè)是經濟增加和減排的主要來源,因此我國應該首先在鼓勵第三產業(yè)發(fā)展的同時適當限制第二產業(yè)的發(fā)展。從三次產業(yè)增加值對GDP占比和三次產業(yè)碳排放對總碳排放量占比的變化發(fā)現(xiàn),第二產業(yè)產值在GDP中占比降低4.96%時,其在碳排放量中占比降低1.48%;然而第三產業(yè)產值對GDP占比增加6.38%時,其碳排放量占比僅增加1.65%,這進一步說明發(fā)展第三產業(yè)可以促進經濟增長并達到減排效果。綜上,若想達到經濟增長和碳減排目標,應該適當限制第二產業(yè)發(fā)展并鼓勵第三產業(yè)發(fā)展。

由圖1D-F橫向比較可知,在三種情景下第一產業(yè)產出對總產出占比、第一產業(yè)增加值對GDP占比、第一產業(yè)碳排放量對總排放量占比都是最低的;第二產業(yè)產出對總產出和第二產業(yè)碳排放量對總碳排放量占比最大,第二產業(yè)增加值對GDP占比居中;第三產業(yè)產出對總產出和第二產業(yè)碳排放量對總碳排放量占比居中,而第三產業(yè)增加值對GDP占比最大。該現(xiàn)象說明第二產業(yè)消耗能源釋放的二氧化碳量是最大的,而第三產業(yè)是經濟發(fā)展的主要推力,因此若想到達到經濟增長和碳減排目標,應該適當限制第二產業(yè)的發(fā)展并鼓勵第三產業(yè)的發(fā)展。

(二)產業(yè)部門的優(yōu)化分析

圖2A和圖2B表明,第6部門(食品和煙草)、第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè))和第30部門(其他)產出和產出增加值的增幅較明顯,增幅最大的部門都是第30部門(其他)。第30部門(其他)的產出在均衡型情景下增幅最大,達到182.83千億元;在減排優(yōu)先型下情景下增幅居中,為166.71千億元;在經濟優(yōu)先型情景下增幅最小,僅有34.32千億元。第30部門(其他)的產出增加值在均衡型情景下增幅最大,達到98.21千億元;在減排優(yōu)先型情景下增幅居中,為89.55千億元;在經濟優(yōu)先型情景下增幅最小,為50.12千億元。圖2A和2B表明第6部門(食品和煙草)和第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè))的產出和產出增加值隨著減排力度的加強而逐漸降低,并且在減排優(yōu)先型情景下其產出和產出增加值比初始情景還低。產出在三種情景下降低最多的部門都是第27部門(建筑),下降34.32千億元;產出增加值在均衡型情景和減排優(yōu)先型情景下降低最多的部門都是第29部門(批發(fā)零售和住宿),下降13.62千億元;產出增加值在經濟優(yōu)先型情景下降低最多的部門是第27部門(建筑),下降8.29千億元。圖2C表明,第13部門(非金屬礦物制品業(yè))、14部門(金屬冶煉和壓延加工品)和28部門(交通運輸倉儲和郵政業(yè))的碳排放降低量較明顯,降低最多的部門是第14部門(金屬冶煉和壓延加工品)。第14部門(金屬冶煉和壓延加工品)的碳排放降低量在減排優(yōu)先型情景下降低最多,達到32.64千萬噸;在均衡型情景下降低居中,達到30.08千萬噸;在經濟優(yōu)先型情景下降低最少,達到23.40千萬噸。碳排放增長量在三種情景下增長最多的部門都是第30部門(其他),在均衡型情景下增長最多,達到20.80千萬噸;減排優(yōu)先型情景下增長居中,為18.97千萬噸;在經濟優(yōu)先型情景下增長最少,為10.62千萬噸。

圖2 三種情景下各部門的優(yōu)化結果

從以上的數(shù)據(jù)分析可知,對經濟增長貢獻最大的部門是第30部門(其他),其次是第6部門(食品和煙草)和第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè))。因此鼓勵第6部門(食品和煙草)、第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè))和第30部門(其他)的發(fā)展有利于整體經濟的發(fā)展。此外我們發(fā)現(xiàn)第30部門(其他)的產出增加值并沒有隨著減排強度的增加而降低,尤其在均衡型情景下第30部門的產出增加值最高。由此說明適當?shù)慕洕l(fā)展和減排目標,不僅有利于減排也有利于經濟發(fā)展,同時說明過度減排會以經濟為代價。從以上的數(shù)據(jù)分析也可表明減排潛力最大的部門是第14部門(金屬冶煉和壓延加工品),其次是第13部門(非金屬礦物制品業(yè))和第28部門(交通運輸倉儲和郵政業(yè)),這三個部門都屬于高能耗高排放行業(yè),會在減排政策下最先受到沖擊。

從以上分析發(fā)現(xiàn),在經濟增長和減排目標下,我們應鼓勵第6部門(食品和煙草)、第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè))和第30部門(其他)的發(fā)展,并限制第13部門(非金屬礦物制品業(yè))、第14部門(金屬冶煉和壓延加工品)和第28部門(交通運輸倉儲和郵政業(yè))的發(fā)展。雖然在三種情景下都能實現(xiàn)經濟增長和減排目標,但在均衡型情景下第30部門(其他)的產出增加值最大,因此本文認為均衡型情景最有利于中國低碳經濟的發(fā)展。同時,在適合的情景下還需有相應的政策:對于第6部門(食品和煙草)、第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè))和第30部門(其他),應給予降低稅收、資金融資等政策支持,從而鼓勵這些部門發(fā)展;對于第13部門(非金屬礦物制品業(yè))、第14部門(金屬冶煉和壓延加工品)和第28部門(交通運輸倉儲和郵政業(yè)),應給予清潔能源供給、提升其冶煉技術、提高二氧化碳減排技術等支持,從而抑制這些部門的碳排放量的增加。

綜上,為了達到經濟增長和減排目標,應選擇均衡型情景下鼓勵第6部門(食品和煙草)、第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè))和第30部門(其他)的發(fā)展,限制第13部門(非金屬礦物制品業(yè))、第14部門(金屬冶煉和壓延加工品)和第28部門(交通運輸倉儲和郵政業(yè))發(fā)展,并提供降低稅收、提高減排技術等支持。

在經濟優(yōu)先型情景下(圖3A、圖3D和圖3G,情景1)共有14個部門的三種變化率指標下降15%,包括第7、9、10、13、15-19、23、25-28部門(紡織業(yè)、木材加工品及家具、造紙印刷和文教體育用品、非金屬礦物制品業(yè)、金屬制品業(yè)、通用設備制造業(yè)、專用設備制造業(yè)、交通運輸設備、電氣機械和器材制造業(yè)、金屬制品機械和設備修理業(yè)、燃氣生產和供應業(yè)、水的生產和供應業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸倉儲和郵政業(yè));在均衡型情景下(圖3B、圖3E和圖3H,情景2)共有16個部門的指標下降15%,與經濟優(yōu)先型情景下相比增加了第1部門(農林牧漁業(yè))和第29部門(批發(fā)零售業(yè)和住宿餐飲業(yè));在減排優(yōu)先型情景下(圖3G、圖3F和圖3I,情景3)共有19個部門的指標下降15%,比均衡型情景下增加了第6部門(紡織業(yè))、第8部門(紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品)和第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè))。在三種情景下變化率差距較大的部門也是第6部門(紡織業(yè))、第8部門(紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品)和第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè));此外發(fā)現(xiàn)第3部門(石油和天然氣開采業(yè))、第4部門(金屬礦采選業(yè))各情景下的變化率差距不大,并沒有受到情景變化的影響。從情景1中變化率下降了15%的部門來看,第13部門(非金屬礦物制品業(yè))和第28部門(交通運輸倉儲和郵政業(yè))的碳減排量較多,此外第14部門(金屬冶煉和壓延加工品)雖然變化率只下降7.95%,但是第14部門(金屬冶煉和壓延加工品)的碳減排量降低最多,所以應該限制第13部門(非金屬礦物制品業(yè))、第14部門(金屬冶煉和壓延加工品)和第28部門(交通運輸倉儲和郵政業(yè))的發(fā)展。

圖3 不同情景下的變化量和變化率

從以上分析可知,第7、9、10、13、15-19、23、25-28部門(紡織業(yè)、木材加工品及家具、造紙印刷和文教體育用品、非金屬礦物制品業(yè)、金屬制品業(yè)、通用設備制造業(yè)、專用設備制造業(yè)、交通運輸設備、電氣機械和器材制造業(yè)、金屬制品機械和設備修理業(yè)、燃氣生產和供應業(yè)、水的生產和供應業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸倉儲和郵政業(yè))在經濟增長和碳減排目標下的產業(yè)結構調整中會首先受到沖擊,原因在于這些部門是高耗能高排放部門,特別是第13部門(非金屬礦物制品業(yè))和第28部門(交通運輸倉儲和郵政業(yè))。而第6部門(紡織業(yè))、第8部門(紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品)和第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè))受減排力度影響較少,因為其屬于第二產業(yè)中相對低耗能低排放的部門,所以應該鼓勵此三個部門的發(fā)展。

從以上分析可知,第14部門(金屬冶煉和壓延加工品)是最先受到限制發(fā)展的部門,其次是第13部門(非金屬礦物制品業(yè))和第28部門(交通運輸倉儲和郵政業(yè)),最后是第9、10、15-19、25-27部門(木材加工品及家具、金屬制品業(yè)、通用設備制造業(yè)、專用設備制造業(yè)、交通運輸設備、電氣機械和器材制造業(yè)、燃氣生產和供應業(yè)、水的生產和供應業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸倉儲和郵政業(yè));第30部門(其他)是最先受到鼓勵發(fā)展的部門,其次是第6部門(紡織業(yè))、第8部門(紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品)和第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè)),最后是第3部門(石油和天然氣開采業(yè))、第4部門(金屬礦采選業(yè))。對于被限制發(fā)展的部門應給予清潔能源供給、提升其冶煉技術、提高二氧化碳減排技術等支持;對于被鼓勵發(fā)展的部門應給予降低稅收、資金融資等政策支持。

四 結論與政策建議

本文以經濟增長和碳減排為目標,編制了含30種能源的“碳排放”投入產出表,基于該表數(shù)據(jù)構建了經濟和碳減排約束的線性優(yōu)化模型,揭示了在經濟優(yōu)先型、均衡型和減排優(yōu)先型三種情景下三次產業(yè)的最優(yōu)結構和30個產業(yè)部門的最優(yōu)結構。得出如下結論:(1)在三種情景下,優(yōu)化后的產業(yè)結構雖然都能實現(xiàn)經濟增長和減排目標,但在經濟優(yōu)先型情景下的GDP增長率最高,達到8.10%;減排優(yōu)先型情景下碳減排率最高,達到8.00%;(2)從優(yōu)化后的產業(yè)結構來看,第一產業(yè)和第二產業(yè)在GDP和碳排放量總量占比有所下降,而第三產業(yè)則顯著上升;其中在減排優(yōu)先型情景下,第三產業(yè)產值在GDP中的占比增長最大,達到6.38%;在均衡型情景下,第二產業(yè)的碳減排占比最大,達到1.48%;(3)從優(yōu)化后的各個部門來看,經濟增長貢獻最大部門是第30部門(其他),其次是第6部門(食品和煙草)和第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè));減排潛力最大的部門是第14部門(金屬冶煉和壓延加工品)、第13部門(非金屬礦物制品業(yè))和第28部門(交通運輸倉儲和郵政業(yè))。本文為中國進一步調整產業(yè)結構、實現(xiàn)高質量經濟發(fā)展提供科學依據(jù)。

根據(jù)以上結論,本文給出的建議如下:(1)積極推進三次產業(yè)結構的調整。鼓勵第三產業(yè)的發(fā)展,提升第三產業(yè)的附加值;適當限制第二產業(yè)的發(fā)展,優(yōu)化第二產業(yè)內部結構。(2)監(jiān)管高耗能高排放部門升級改造,鼓勵低碳部門的發(fā)展。監(jiān)管第14部門(金屬冶煉和壓延加工品)、第13部門(非金屬礦物制品業(yè))和第28部門(交通運輸倉儲和郵政業(yè))等高排放部門,對其進行綠色經濟轉型,并通過引進新技術等提高減排效果和能源利用效率;鼓勵第30部門(其他)、第6部門(食品和煙草)和第20部門(計算機通信和其他電子設備制造業(yè))等低排放部門的發(fā)展,提升部門產品附加值。(3)重視產業(yè)創(chuàng)新技術的科學發(fā)展,鼓勵能源利用技術的發(fā)展。通過科學的產業(yè)創(chuàng)新技術,不斷推進產業(yè)技術的發(fā)展和優(yōu)化產業(yè)系統(tǒng)能源利用率;鼓勵發(fā)展能源利用技術,提高企業(yè)的能源利用技術研發(fā)力度和使用的積極性。(4)保持各項低碳政策的長期性和穩(wěn)定性,保證各項嚴標準環(huán)境政策的有效實施,有效控制污染排放。

注釋：

①會議報告來源于美國政府間氣候變化專門委員會(INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE)2004年編制的《2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories》。