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基于投入產(chǎn)出分析的中國產(chǎn)業(yè)完全碳排放研究

2013-09-05 02:11:42秦昌才劉樹林
統(tǒng)計與信息論壇 2013年9期
關(guān)鍵詞:投入產(chǎn)出出口能源

秦昌才,劉樹林

(1.對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué) 國際經(jīng)濟貿(mào)易學(xué)院,北京, 100029;2.煙臺大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院,山東 煙臺, 264005)

一、引 言

全球氣候變暖已是一個不爭的事實,以二氧化碳為主體的溫室氣體排放是最大的原因。溫室氣體減排,特別是碳減排已是全球共識。在2009年的聯(lián)合國氣候變化峰會上,中國政府提出,爭取到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的二氧化碳排放量,即碳排強度,比2005年下降40%~45%[1]。宏偉的減排目標(biāo)與承諾的實現(xiàn)依賴于具體的產(chǎn)業(yè)政策與貿(mào)易政策,而制定行之有效的產(chǎn)業(yè)與貿(mào)易政策需要科學(xué)的識別各產(chǎn)業(yè)的碳排放程度。

碳排放,主要來自于化石能源的消費。能源消耗分為直接消耗和間接消耗。所謂直接消耗,是指最終產(chǎn)品的直接生產(chǎn)過程對能源的消耗,而間接消耗則是指生產(chǎn)最終產(chǎn)品所需要的中間產(chǎn)品的生產(chǎn)過程對能源的消耗。兩個能耗過程都會伴隨著碳的排放,分別稱為直接碳排放和間接碳排放。本文將二者之和定義為各產(chǎn)業(yè)部門生產(chǎn)最終產(chǎn)品的完全碳排放。完全碳排量的計算要求使用一個全面反映部門間能源需求關(guān)系的分析方法。投入產(chǎn)出分析能全面反映經(jīng)濟體系內(nèi)部各部門之間投入產(chǎn)出的相互依存關(guān)系,自然可用于碳排放的研究過程。

國外眾多學(xué)者使用投入產(chǎn)出分析方法來研究碳排放,這包括 Nobuko Yabe(2004),Schaeffer和Leal de Sá(1996)、Tolmasquim 和 Machado(2003)以及 Machado等人 (2001),Sánchez-Chóliz和 Duarte(2004),Lenzen(1998),Mongelli等人(2006),Mukhopadhyay(2004)。他們分別分析了日本、巴西、西班牙、澳大利亞、意大利和印度的碳排放情況[2-9]。

國內(nèi),陳紅敏分析了2002年中國各部門最終消費的隱含碳排放[10];魏本勇等(2009)從最終需求的角度評估了2002年中國進出口貿(mào)易中國家和部門的碳排放[11];齊曄分析了進出口商品的隱含碳排放[12];Bin Shui等考察了中美貿(mào)易中的碳排放[13];劉紅光等利用非競爭性投入產(chǎn)出框架,建立了區(qū)域碳排放結(jié)構(gòu)分析模型,從最終需求(消費)的角度衡量碳排放及其區(qū)位轉(zhuǎn)移[14];余慧超和王禮茂建立了基于國際商品貿(mào)易的碳排放轉(zhuǎn)移模型,分別作了中美兩國間相互出口碳排放及碳轉(zhuǎn)移的分析[15]。李小平等就中國與經(jīng)濟合作組織(OECD)的發(fā)達(dá)國家做了比較研究[16]。

現(xiàn)有研究大多從總量的角度對國際貿(mào)易過程中的隱含碳(Embodied Carbon)進行研究,鮮有從產(chǎn)業(yè)角度進行的分析。本文定義了完全碳排放系數(shù),建立產(chǎn)業(yè)完全碳排放框架,基于2007年投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)對各產(chǎn)業(yè)的隱含碳排放進行研究與比較,以期為減排目標(biāo)約束下的產(chǎn)業(yè)政策與貿(mào)易政策的制定提供一些參考。

二、產(chǎn)業(yè)完全碳排放分析框架

(一)產(chǎn)業(yè)完全碳排放分析框架

投入產(chǎn)出分析能夠全面反映經(jīng)濟體系內(nèi)部各部門之間投入產(chǎn)出的相互依存關(guān)系,其基本形式為:其中

bij表示j部門單位最終產(chǎn)品的生產(chǎn)對第i部門總產(chǎn)出的消耗。

與投入產(chǎn)出分析中直接消耗系數(shù)的定義類似,第k個部門單位總產(chǎn)出的碳排放量即k部門的直接排放系數(shù)(簡稱直排系數(shù))定義如下:其中,qik表示k部門所消耗的第i種能源的數(shù)量,γi表示第i種能源折算成標(biāo)煤的系數(shù),δi表示各能源的碳排放系數(shù),Ck表示k部門的碳排放總量,Xk表示k部門的產(chǎn)出總量。

根據(jù)直排系數(shù)以及bij的含義,第k個部門的完全排放系數(shù)①文中完全排放系數(shù)的定義思路借鑒了沈利生等在二氧化硫方面的研究[17]。(簡稱完排系數(shù))的定義如下:

(二)分析變量及數(shù)據(jù)來源

本文根據(jù)以上框架中對變量的定義,將變量逐級進行分解,其數(shù)據(jù)來源如表1。

表1 變量列表

本文假設(shè)各個產(chǎn)業(yè)消耗的能源包括煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、燃料油、柴油、天然氣和電力9種能源。各種能源折算成標(biāo)煤的系數(shù)數(shù)據(jù)來自于2007年中國能源統(tǒng)計年鑒,如表2所示。各種能源的碳排放系數(shù)δi則是根據(jù)中國溫室氣體排放清單研究中的相關(guān)排放因子數(shù)據(jù)和IPCC的排放因子數(shù)據(jù)③來源為“2006IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories”Volume 2Energy。電力碳排放系數(shù)是根據(jù)魏一鳴等2005年全國電力生產(chǎn)碳排系數(shù)折算的[19]。綜合考慮后確定的。

表2 九種能源折算標(biāo)煤系數(shù)表

模型所需要的數(shù)據(jù)來自于2007年42部門中國投入產(chǎn)出表,本文基于第三產(chǎn)業(yè)能源消耗量較少、碳排放量較少的事實,把第三產(chǎn)業(yè)部門合并成五個,并對第二產(chǎn)業(yè)的若干部門進行了合并,合并后部門共有30個,詳見表3。

三、計算結(jié)果與分析

(一)各產(chǎn)業(yè)碳排系數(shù)比較

根據(jù)2007年投入產(chǎn)出表和中國能源統(tǒng)計年鑒(2007)的數(shù)據(jù),利用完全碳排放分析框架中有關(guān)碳排系數(shù)的公式(1)(2),我們得到了30部門的直排系數(shù)和完排系數(shù),見表3,詳見表3。

表3 產(chǎn)業(yè)碳排系數(shù)列表

從表3可以看出:

1.產(chǎn)業(yè)隱含碳排放量較大。也就是說,直接排放與完全排放差別很大。從倒數(shù)一、二列可以看出,從直排系數(shù)到完排系數(shù)變化最大的是電氣機械及器材制造業(yè)(編號18),完排系數(shù)是直排系數(shù)的24.088 91倍,成為30部門中隱含碳排最大的部門。而其直排系數(shù)僅為0.040 639,是30部門中的倒數(shù)第四,但從完排系數(shù)0.978 945來看,卻高居第九位。建筑業(yè)以20.057 3倍緊隨其后,其他第3~10部門兩個系數(shù)的差異均在9倍之上。我們著重分析碳排排序靠后、但直接排放與完全排放差別很大的部門,如通信設(shè)備、計算機及其他電子設(shè)備業(yè)、木材加工及木、竹、藤、棕、草業(yè)和紡織服裝、鞋、帽制造業(yè)。結(jié)合第四、六、八列可以看出,這類產(chǎn)業(yè)的直排和完排系數(shù)在30部門中排在倒數(shù)第七位;但其完排與直排的倍數(shù)卻是30部門中正數(shù)第三、六、九位,也即其隱蔽的間接排放大。

2.產(chǎn)業(yè)間差別明顯。從第四、六列直排、完排的排序來看,一類是碳排放特征明顯而穩(wěn)定的,如黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)(編號14)、非金屬礦物制品業(yè)(編號13),分別高居第一、第二位,無論從哪個角度來衡量,都是“碳排大戶”。除此兩產(chǎn)業(yè)是典型的高碳排特征外,還有石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)(編號11)、黑色金屬礦采選業(yè)(編號4)也穩(wěn)定地居于排序的前列。而廢棄資源和廢舊材料回收加工業(yè)(編號22)、農(nóng)副食品加工業(yè)(編號6)、木材加工及木、竹、藤、棕、草行業(yè)(編號9)和紡織服裝、鞋、帽制造業(yè)(編號8),則位居碳排系數(shù)的倒數(shù)幾位,屬于典型的相對低碳的產(chǎn)業(yè)。另一類則是碳排特征依賴衡量角度、變化較為明顯的,如前文中提到的幾個部門。

綜上,與直接碳排放系數(shù)相比,完全碳排放系數(shù)更適合度量各產(chǎn)業(yè)的碳排放程度。立足于節(jié)能減排的角度,應(yīng)尤其關(guān)注黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)等穩(wěn)居碳排放前列的行業(yè),和通信設(shè)備、計算機及其他電子設(shè)備業(yè)等隱含碳排放較大的產(chǎn)業(yè)。加強對此類產(chǎn)業(yè)的能耗、碳排控制,是實現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵。

(二)各產(chǎn)業(yè)完全碳排結(jié)果及分析

表4給出了由公式(3)計算出的各部門消費、投資、出口、進口和凈出口等方面的碳排放總量。

表4 各部門完全碳排列表

表4中的每一行與最后一行的比值為各個部門各個環(huán)節(jié)(消費、投資出口、進口、凈出口、最終需求)的碳排放量占各環(huán)節(jié)碳排放總量的比重,視為貢獻比例矩陣,見表5。

表5 貢獻比例矩陣表

根據(jù)表4、表5可以看出:

2007年中國國內(nèi)滿足最終需求(消費、投資、出口三者的和)的二氧化碳排放總量為25.3億噸,其中建筑業(yè)(編號26)碳排總量高達(dá)5.55億噸,占21.96%,位居第一位,因此建筑行業(yè)是節(jié)能減排的一個關(guān)鍵行業(yè)。

消費需求碳排總量為8.02億噸,其中生活消費部門(編號30)為3.3億噸,占總需求的41.6%,遠(yuǎn)大于第二位的農(nóng)副食品加工業(yè)的9.6%,遙遙領(lǐng)先于其他行業(yè)。

投資需求碳排量為9.39億噸,其中建筑業(yè)(編號26)為5.42億噸,以占57.7%的比重高居第一位;石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)(編號11)由于投資需求為0,使用的完全是存貨投資,因此碳排的數(shù)據(jù)計算上為負(fù)值。

出口需求排放總量為7.8億噸,占最終需求碳排放的31.1%。其中碳排放最大的是通信設(shè)備、計算機及其他電子設(shè)備業(yè)(編號19),約為1.44億噸,占18.3%。

進口產(chǎn)品的減排總量為6.1億噸,占24.2%;通信設(shè)備、計算機及其他電子設(shè)備業(yè)(編號19)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)(編號12)位居前兩位。

凈出口碳排為1.7億噸,對外貿(mào)易使中國成為碳污染轉(zhuǎn)入國家,其中紡織業(yè)凈出口碳排貢獻最大,為33.6%,這再次反映了中國的出口結(jié)構(gòu)仍是附加值低的產(chǎn)業(yè)占比高的事實。

(三)產(chǎn)業(yè)分析

以上實證結(jié)果可以從部分產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及實際進行解釋。

1.建筑業(yè)

目前全世界每年新增的建筑量的1/10都在中國。由于建筑生產(chǎn)粗放、建筑品質(zhì)不高、壽命短、戶型偏大、設(shè)計陳舊、政策缺位等多種原因,導(dǎo)致中國的多數(shù)建筑“高碳排放、高耗能”。發(fā)達(dá)國家建筑物使用壽命一般長達(dá)100~120年,而國內(nèi)一些建筑往往使用50~60年甚至一二十年后,就要拆遷重建,這是導(dǎo)致建筑業(yè)碳排放位居第一的重要因素之一。[20]此外,建筑業(yè)大量使用高碳排放的水泥等建筑原材料,也是其碳排放居高的重要因素??傊ㄖI(yè)是中國各產(chǎn)業(yè)中碳排量最大的產(chǎn)業(yè)。

2.通信設(shè)備、計算機及其他電子設(shè)備業(yè)

從對外貿(mào)易角度來講,該產(chǎn)業(yè)是碳排強度最為顯著的部門,這與其本身特點具有顯著關(guān)系。通信行業(yè)不僅是一個高科技的行業(yè),也是一個高耗能行業(yè)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴張,通信網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備、動力系統(tǒng)以及機房、基站等成倍增加,耗能巨大。目前中國的通信網(wǎng)絡(luò)有上萬臺的主交換設(shè)備,有幾十萬的基站,不間斷的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需要大量的能源來保障。

3.生活消費部門

隨著中國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展,城鄉(xiāng)居民生活水平日益提高,居民生活能源消費總量呈現(xiàn)較明顯的上升趨勢。特別是近20年來,增速明顯加快。生活能源消費總量從1980年的9 583.0萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量,增長到2007年的26 789.7萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量,年均增長率為3.74%。1998—2007年均增長率上升到6.41%。家用電器及家用汽車的的使用,是造成能源消費、碳排放增加的最大原因[21]。而且,基于中國農(nóng)村能源消費遠(yuǎn)低于城市水平、農(nóng)村能源消費剛性需求必然存在的現(xiàn)狀,隨著小康社會的全面推進,中國居民特別是農(nóng)村居民生活用能和碳排放量必將面臨較高的節(jié)能減排壓力。

四、結(jié)論與政策建議

本文建立了產(chǎn)業(yè)完全碳排放分析框架,通過實證分析發(fā)現(xiàn),與直接排放系數(shù)相比,完全排放系數(shù)更適合度量各產(chǎn)業(yè)的碳排放程度。二者的差異揭示了產(chǎn)業(yè)的隱含碳排放以及產(chǎn)業(yè)間的顯著差別。并且,計算了各產(chǎn)業(yè)在消費、投資、出口、進口和凈出口等方面的完全碳排放。最后,結(jié)合部分產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及實際對實證結(jié)果進行了解釋,提出以下建議:

1.產(chǎn)業(yè)政策方面,高度重視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的創(chuàng)新,建立健全環(huán)境核算標(biāo)準(zhǔn),以引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排。在建筑業(yè)上,嘗試制定住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)體系,以大量減少房屋建造過程中的能耗,同時減少污染環(huán)境的建筑垃圾,有效克服工業(yè)化住宅的缺陷。實施新能源強制性安裝政策,解決新能源應(yīng)用與建筑節(jié)能項目建設(shè)主動性不足的問題。制定通信產(chǎn)品方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),重視產(chǎn)品的節(jié)能指標(biāo),尤其控制通信設(shè)備和機房設(shè)備的能耗標(biāo)準(zhǔn)。編制工業(yè)、通信業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)指南和重點節(jié)能技術(shù)推廣專項規(guī)劃,以引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展。

2.貿(mào)易政策方面,出口結(jié)構(gòu)調(diào)整與出口產(chǎn)業(yè)升級同時并舉。所謂出口結(jié)構(gòu)調(diào)整,是指提高考慮資源價格與環(huán)境成本內(nèi)部化后仍具有國際比較優(yōu)勢的資源密集型產(chǎn)業(yè)在出口結(jié)構(gòu)中的比重。對于污染密集型產(chǎn)品來說,考慮環(huán)境成本后,成本提高、價格競爭力下降,在國際貿(mào)易過程中的比較優(yōu)勢就會降低或消失,此時應(yīng)該慢慢被調(diào)整出出口序列,至少不應(yīng)成為出口的主體產(chǎn)業(yè)。

所謂出口產(chǎn)業(yè)升級,是指根據(jù)中國環(huán)境資源稟賦的實情,適當(dāng)提高出口產(chǎn)品的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)??紤]到中國處于國際分工鏈條的上游、仍是制造業(yè)大國的實際,眾多商品“中國制造”后出口至發(fā)達(dá)國家,提高環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),實際上是提高了引進外資的環(huán)境門檻。今后中國吸引外資政策應(yīng)當(dāng)把重點放在紡織印染業(yè)、通信設(shè)備、計算機及其他電子設(shè)備業(yè)等行業(yè),并逐步提高這些產(chǎn)業(yè)中外國投資者的市場準(zhǔn)入條件,以促使這些產(chǎn)業(yè)升級。

3.創(chuàng)新節(jié)能導(dǎo)向的綜合經(jīng)濟管理政策,完善有利于減排的財政、稅收和金融、價格等政策體系。財政政策向低碳技術(shù)開發(fā)方面進一步加大投入,圍繞能源、資源、環(huán)境等領(lǐng)域,加強科研攻關(guān),攻克一批節(jié)能減排關(guān)鍵和共性技術(shù)。金融、稅收政策應(yīng)著力扶持節(jié)能減排的項目與企業(yè),鼓勵銀行等金融機構(gòu)為節(jié)能項目提供融資;將合同能源管理項目納入減免稅收范圍。推進資源性產(chǎn)品價格改革,如成品油價格改革,天然氣、工業(yè)用電、居民用電、用水等方面的價格改革等。

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