中国碳排放总量产业间分配研究
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摘要
近年来，气候变化问题已经成为全球最大的环境问题。人为的温室气体排放已开始影响全球气候模式，并给人类社会的生产、消费和生活带来了严峻的挑战。从长远看，减少碳排放，避免气候灾难是各国的必然选择；从近期看，减排对各国的经济发展均有或多或少的影响，因而都不愿主动减排。目前气候变化问题中亟待解决的基本问题是全球气候变化的历史责任分担以及碳排放权的初始分配。就国内而言，更关注的是如何实现2020年单位增加值碳排放下降40%—45%的减排目标。如何核算历史排放，按什么原则核算历史排放，都将影响各国的历史责任分担，也必然影响碳排放权的分配。对于贸易隐含碳排放，如何核算，是应该“生产者负责”还是应该“消费者负责”？因此有必要研究全球及主要国家的人均历史累积碳排放以及最终消费碳排放，以便为国家的气候谈判提供数据支持，为中国在未来的碳排放权初始分配中争取更大的份额。
在明确了我国的碳减排目标后，减排指标必然要在产业间进行分配。只有分配合理，才能保证减排任务的完成。由于各产业之间关系错综复杂，单纯的限制高排放产业，发展低排放产业虽然一定程度上可以减少碳排放，但很有可能导致经济结构失衡，最终拖累整个经济。而且各产业内部的能源消费结构和技术水平不一样，调整的难度和节能减排潜力也有显著差别，统一的碳强度下降目标很难执行。因此，根据减排目标和经济发展要求，在保障能源安全的前提下，合理分配各产业的碳减排指标，有助于缓解减排压力，明确减排责任，调整经济结构和能源结构，进而实现向低碳经济的转型，促进经济的长期可持续发展。
本文在对国内外相关研究的基础上，综合运用各种计量方法核算了世界主要国家的碳排放量，然后定量分析了经济、能源、技术等因素对中国碳排放强度的影响，测算了产业结构调整和能源结构调整的节能减排潜力，在此基础上给出了碳减排指标在产业间的分配方案，提出了低碳产业结构调整和低碳能源结构调整的政策建议。
首先，本文运用投入产出分析方法核算了世界主要国家的贸易碳排放，提出对贸易中碳排放的净转移按规模效应、结构效应、纯技术效应和汇率效应分配生产者责任和消费者责任，然后结合生产者排放数据，给出了计算最终消费碳排放的方法。
其次，本文通过将SDA和LMDI相结合，对我国1995—2000、2000—2005年两个阶段的碳排放强度变化进行了因素分解，将影响碳排放强度的因素分解为能源转化技术效应、能源结构效应、能源强度效应、投入技术效应和产品结构效应，结果发现，中国在“九五”和“十五”期间碳排放强度下降的主要原因是能源效率的提高，效率效应在整个期间的贡献率超过77%；能源转化技术效应和能源结构效应使得碳排放强度下降，但幅度很小；投入技术在“十五”期间的减排贡献较大，可能源于能源和非能源之间的替代；产品结构对碳强度的影响方向由正变负，但影响较小。
第三，根据我国城乡居民消费的变化趋势预测以及未来的收入预测，结合优化模型和统计数据，预测了我国2020年的居民消费产品结构；根据政府消费的特点和出口结构变化情况预测了我国2020年的政府消费、出口产品结构，建立了经济均衡增长的动态投入产出模型，在给定不同消费率和出口率的情形下，求解得到我国的均衡产业结构，并据此评估了不同GDP目标下的节能减排潜力，结果显示：结构减排的潜力巨大，即使只将产业结构小幅调整，使其恢复到2000年的情况，也能节能28%以上。消费在总需求中的比例越大，节能减排的潜力越大。当消费的比例达到70%时，能耗能下降31.6%—32.8%以上。
第四，根据文献预测了我国2020年的能源供给量和供给结构，运用超越对数生产函数对各行业的能源生产函数进行估计，计算各行业煤炭、石油、天然气、热力和电力的产出弹性，建立能源供给和替代约束下最小碳排放量的优化模型，给出分部门的能源结构调整方案，并计算能源结构调整的节能减排潜力，发现能源结构调整能减少20.17%—24.87%的能耗，减少27.12—32.08%的碳排放。
最后，根据产业结构调整后各产业的增加值、总能耗以及各产业的能源结构，计算出各产业的碳排放强度，给出了各部门的总量排放指标和碳排放强度指标，并就实现碳排放目标提出了相应的对策建议。
In recent years， the climate change has already become the biggest globalenvironmental problem. The greenhouse gas emission has begun to affect the globalclimate model and bring a grim challenge to human social production, consumption andlife. In the long run, it is an inevitable choice in all countries to reduce carbon emissionsand avoid climate disaster. Because the emissions reduction has some effects on economicdevelopment, all countries in the world are reluctant to reduce emissions. Recently, thehistoric responsibility and the initial allocation of carbon emissions are exigent problems tobe solved in climate change. In China, we must pay more attention to how to achieve thereduction targets that the value added divided by carbon emission can decrease by40%-45%in2020. How to account for historical emissions will affect the historicalresponsibility of all countries to share and inevitably affect the right distribution of carbonemissions. Therefore it is necessary to research per capita historical cumulative carbonemissions and the final consumption of carbon emissions in main countries of the world,which will provide data support for negotiation on the climate change and win greatershare in initial right allocation of carbon emissions of our country.
With clear objectives of carbon emission reduction, emission reduction target must beallocated among industries. There are intricate relationships between every industry. It isshown that limiting the high emission industries and developing low emission industriescan reduce emissions to some extent but could lead to the unbalance of the economicstructure. Moreover there are great differences in the energy structure and technical levelof each industry, so the unity target of carbon emission reduction is surely too complex toexecute. Therefore, according to the reduction targets and requirements of economicdevelopment, rational allocation of emission allowances along each industry will helprelieve stress of emission reduction, have clearly defined responsibilities and will adjustthe economic structure and energy structure properly, which can promote thetransformation towards low-carbon economy and secure economic developmentsustainably.
Based on related study both at home and abroad, the paper accounts the carbonemission of the main countries of the world basis on various econometrics methods, doesquantitative analysis of the effect of economic、energy、technology and other factors onChina’s carbon intensity and calculates the capacity of energy saving and emissionreduction with industrial structural adjustment and energy structure adjustment. The paper gives the plan of the allocation of emission allowances along each industry and providessome policy proposals for low carbon industrial structural adjustment and low carbonenergy structural adjustment.
Firstly, the paper calculates the carbon emission of the main countries of the worldbasis on input-output model, proposes the net transfer of carbon emission in foreign trade,allots producer responsibility and consumer responsibility according the scale effect,structure effect, technical effect and exchange effect, gives a method to calculate the finalconsumption of carbon emission through the emissions data of producer.
Secondly, the paper combines the SDA and the LMDI, decomposes factors of thecarbon emissions intensity in two stages from1995to2000and from2000to2005. Theresult shows that in our “Nine Five” and “Ten Five” period the carbon intensity decreasesbecause the country improves energy efficiency, and during the whole period thecontribution rate has exceeded77%. The result shows that energy conversion technologyeffect and energy structure effect decreases the intensity of carbon emission but slightly.The result also shows that technology has contributed enormously to emission reduction in“Ten Five” period, and the effect of product structure on carbon intensity changes frompositive to negative but slightly.
Thirdly, according to the consumption tends of urban and rural residents and theforecast of future income, combined with the optimal model and statistics, we forecast thestructure of consumer products in2020. According to the characteristics of governmentconsumption and the composition of export, we forecast the government consumption andthe structure of export products in2020. Meanwhile, an input-output dynamic model of ourcountry economy with different consumption rate and export rate is considered in thispaper. Balanced industry structure is found by solving this model. The results show that thepotential of structural emission reduction is significant. Emission reduction can achieveabove28%even a slight adjustment of industrial structure. If consumption accounts for thelarger proportion of the total demand, energy conservation and emission reduction willhave more potential.
Fourthly, we forecast energy supply and supply structure with literature review, useTranscendental Logarithmic Production Function to estimate energy production functionacross industries and calculate output elasticity of coal, oil, natural gas, heat and electricpower in all industries. We build the optimal model of energy supply and minimum carbonemission under alternative constrains, provide all department adjustment plans of energystructure and calculate the potential of emission reduction under adjustment which shows the adjustment can reduce20.17%—24.87%energy consumption and reduce27.12—32.08%carbon emission.
Finally, based on the industrial added value, total energy consumption and theproportion of various kinds of energy in the total energy consumption, the paper calculatesthe intensity of carbon emission in each industry, gives the aggregate amount of theemission reduction and the carbon intensity reduction, and proposes some correspondingmeasures to carry out carbon emissions objectives.
在明确了我国的碳减排目标后，减排指标必然要在产业间进行分配。只有分配合理，才能保证减排任务的完成。由于各产业之间关系错综复杂，单纯的限制高排放产业，发展低排放产业虽然一定程度上可以减少碳排放，但很有可能导致经济结构失衡，最终拖累整个经济。而且各产业内部的能源消费结构和技术水平不一样，调整的难度和节能减排潜力也有显著差别，统一的碳强度下降目标很难执行。因此，根据减排目标和经济发展要求，在保障能源安全的前提下，合理分配各产业的碳减排指标，有助于缓解减排压力，明确减排责任，调整经济结构和能源结构，进而实现向低碳经济的转型，促进经济的长期可持续发展。
本文在对国内外相关研究的基础上，综合运用各种计量方法核算了世界主要国家的碳排放量，然后定量分析了经济、能源、技术等因素对中国碳排放强度的影响，测算了产业结构调整和能源结构调整的节能减排潜力，在此基础上给出了碳减排指标在产业间的分配方案，提出了低碳产业结构调整和低碳能源结构调整的政策建议。
首先，本文运用投入产出分析方法核算了世界主要国家的贸易碳排放，提出对贸易中碳排放的净转移按规模效应、结构效应、纯技术效应和汇率效应分配生产者责任和消费者责任，然后结合生产者排放数据，给出了计算最终消费碳排放的方法。
其次，本文通过将SDA和LMDI相结合，对我国1995—2000、2000—2005年两个阶段的碳排放强度变化进行了因素分解，将影响碳排放强度的因素分解为能源转化技术效应、能源结构效应、能源强度效应、投入技术效应和产品结构效应，结果发现，中国在“九五”和“十五”期间碳排放强度下降的主要原因是能源效率的提高，效率效应在整个期间的贡献率超过77%；能源转化技术效应和能源结构效应使得碳排放强度下降，但幅度很小；投入技术在“十五”期间的减排贡献较大，可能源于能源和非能源之间的替代；产品结构对碳强度的影响方向由正变负，但影响较小。
第三，根据我国城乡居民消费的变化趋势预测以及未来的收入预测，结合优化模型和统计数据，预测了我国2020年的居民消费产品结构；根据政府消费的特点和出口结构变化情况预测了我国2020年的政府消费、出口产品结构，建立了经济均衡增长的动态投入产出模型，在给定不同消费率和出口率的情形下，求解得到我国的均衡产业结构，并据此评估了不同GDP目标下的节能减排潜力，结果显示：结构减排的潜力巨大，即使只将产业结构小幅调整，使其恢复到2000年的情况，也能节能28%以上。消费在总需求中的比例越大，节能减排的潜力越大。当消费的比例达到70%时，能耗能下降31.6%—32.8%以上。
第四，根据文献预测了我国2020年的能源供给量和供给结构，运用超越对数生产函数对各行业的能源生产函数进行估计，计算各行业煤炭、石油、天然气、热力和电力的产出弹性，建立能源供给和替代约束下最小碳排放量的优化模型，给出分部门的能源结构调整方案，并计算能源结构调整的节能减排潜力，发现能源结构调整能减少20.17%—24.87%的能耗，减少27.12—32.08%的碳排放。
最后，根据产业结构调整后各产业的增加值、总能耗以及各产业的能源结构，计算出各产业的碳排放强度，给出了各部门的总量排放指标和碳排放强度指标，并就实现碳排放目标提出了相应的对策建议。
In recent years， the climate change has already become the biggest globalenvironmental problem. The greenhouse gas emission has begun to affect the globalclimate model and bring a grim challenge to human social production, consumption andlife. In the long run, it is an inevitable choice in all countries to reduce carbon emissionsand avoid climate disaster. Because the emissions reduction has some effects on economicdevelopment, all countries in the world are reluctant to reduce emissions. Recently, thehistoric responsibility and the initial allocation of carbon emissions are exigent problems tobe solved in climate change. In China, we must pay more attention to how to achieve thereduction targets that the value added divided by carbon emission can decrease by40%-45%in2020. How to account for historical emissions will affect the historicalresponsibility of all countries to share and inevitably affect the right distribution of carbonemissions. Therefore it is necessary to research per capita historical cumulative carbonemissions and the final consumption of carbon emissions in main countries of the world,which will provide data support for negotiation on the climate change and win greatershare in initial right allocation of carbon emissions of our country.
With clear objectives of carbon emission reduction, emission reduction target must beallocated among industries. There are intricate relationships between every industry. It isshown that limiting the high emission industries and developing low emission industriescan reduce emissions to some extent but could lead to the unbalance of the economicstructure. Moreover there are great differences in the energy structure and technical levelof each industry, so the unity target of carbon emission reduction is surely too complex toexecute. Therefore, according to the reduction targets and requirements of economicdevelopment, rational allocation of emission allowances along each industry will helprelieve stress of emission reduction, have clearly defined responsibilities and will adjustthe economic structure and energy structure properly, which can promote thetransformation towards low-carbon economy and secure economic developmentsustainably.
Based on related study both at home and abroad, the paper accounts the carbonemission of the main countries of the world basis on various econometrics methods, doesquantitative analysis of the effect of economic、energy、technology and other factors onChina’s carbon intensity and calculates the capacity of energy saving and emissionreduction with industrial structural adjustment and energy structure adjustment. The paper gives the plan of the allocation of emission allowances along each industry and providessome policy proposals for low carbon industrial structural adjustment and low carbonenergy structural adjustment.
Firstly, the paper calculates the carbon emission of the main countries of the worldbasis on input-output model, proposes the net transfer of carbon emission in foreign trade,allots producer responsibility and consumer responsibility according the scale effect,structure effect, technical effect and exchange effect, gives a method to calculate the finalconsumption of carbon emission through the emissions data of producer.
Secondly, the paper combines the SDA and the LMDI, decomposes factors of thecarbon emissions intensity in two stages from1995to2000and from2000to2005. Theresult shows that in our “Nine Five” and “Ten Five” period the carbon intensity decreasesbecause the country improves energy efficiency, and during the whole period thecontribution rate has exceeded77%. The result shows that energy conversion technologyeffect and energy structure effect decreases the intensity of carbon emission but slightly.The result also shows that technology has contributed enormously to emission reduction in“Ten Five” period, and the effect of product structure on carbon intensity changes frompositive to negative but slightly.
Thirdly, according to the consumption tends of urban and rural residents and theforecast of future income, combined with the optimal model and statistics, we forecast thestructure of consumer products in2020. According to the characteristics of governmentconsumption and the composition of export, we forecast the government consumption andthe structure of export products in2020. Meanwhile, an input-output dynamic model of ourcountry economy with different consumption rate and export rate is considered in thispaper. Balanced industry structure is found by solving this model. The results show that thepotential of structural emission reduction is significant. Emission reduction can achieveabove28%even a slight adjustment of industrial structure. If consumption accounts for thelarger proportion of the total demand, energy conservation and emission reduction willhave more potential.
Fourthly, we forecast energy supply and supply structure with literature review, useTranscendental Logarithmic Production Function to estimate energy production functionacross industries and calculate output elasticity of coal, oil, natural gas, heat and electricpower in all industries. We build the optimal model of energy supply and minimum carbonemission under alternative constrains, provide all department adjustment plans of energystructure and calculate the potential of emission reduction under adjustment which shows the adjustment can reduce20.17%—24.87%energy consumption and reduce27.12—32.08%carbon emission.
Finally, based on the industrial added value, total energy consumption and theproportion of various kinds of energy in the total energy consumption, the paper calculatesthe intensity of carbon emission in each industry, gives the aggregate amount of theemission reduction and the carbon intensity reduction, and proposes some correspondingmeasures to carry out carbon emissions objectives.
引文
①世界自然基金会（WWF）在2007年4月发布的调查报告。
①刘竹，耿涌，薛冰，郗凤明，焦江波，《城市能源消费碳排放核算方法》，资源科学，2011年7月。
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