基于投入产出模型的制造业能源消费碳排放效应测算

　　【摘要】：显著降低二氧化碳排放是中国政府向世界做出的庄重承诺。将IPCC国家温室气体排放清单2006提供的二氧化碳排放指数依据我国燃料热值进行单位转换，测算制造业的能源消费二氧化碳排放量，对比制造业的生产总值，发现其碳排放强度呈现明显下降趋势。采用调整后STIRPAT模型对合并后的各行业计算直接碳排放效应，回归模型显示制造业人均产值每增加1%，会引起直接碳排放量增加0.7285%；基于投入产出模型中完全消耗系数计算的间接碳排放效应表明，制造业有90%以上的碳排放是通过其他行业的消耗释放出来的。二者结合的综合碳排放效应意味着，由于广泛的产业关联性，制造业直接碳排放效应下降未必使得总体碳排放有对应的减少。
　　【关键词】：投入产出模型 制造业 二氧化碳排放；能源消费
　　一、引言
　　温室气体排放导致的全球变暖是近年来非常明显的一个现象，我国是世界上最大的发展中国家，工业的高能耗特征明显，经济高速发展的同时也不可避免的存在巨大的二氧化碳排放问题。中国政府在气候大会上直面节能减排任务，把发展低碳经济作为优化结构的方向，承诺2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。制造业是工业的重要组成部分，具有产业关联度高、产业链条长的特点。国务院《中国制造2025》报告指出，虽然我国已经进入后工业化阶段，但是经济发展面临的资源和环境约束不断强化，依靠资源要素投入、规模扩张的粗放式发展模式难以为继。同时能源利用效率低，环境污染严重又是工业化过程中的一个突出问题。相关研究发现，2007年工业CO2排放占全部碳排放的比例达到了71.6%，而制造业的碳排放占工业总碳排放的比例超过了2/3，由此可见，控制碳排放，制造业的问题为重中之重。因此本文将制造业的碳排放效应测算作为研究的重点。
　　二、文献综述
　　关于碳排放的热点问题，国内外学者进行了一些有贡献的研究。首要并且比较有代表性的研究是赵敏等（2009）发表的《上海市能源消费碳排放分析》一文，该文引入了联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）碳排放计算指南（2006年版）中的计算公式和参考排放系数（以下简称“IPCC参考方法”），计算了上海市1994-2006年能源消费碳排放量，该文发表后其使用的方法被大量引用。除了使用IPCC参考方法计算碳排放外，统计学的投入产出建模也被引入了碳排放测算的研究。
　　国内对于产业碳排放的研究主要集中于工业。张智慧、刘睿劼（2013）把投入产出建模引入建筑业碳排放的测算中，根据投入产出系数引入了“关联碳排放”的概念，将总体碳排放分为直接碳排放与间接碳排放两个部分，间接碳排放使用投入产出分析计算。潘文卿，刘婷等（2017）在使用LMDI方法时，采用“三层完全分解法”，分析了能源结构、能源强度、人均产出、人口结构及人口总量对CO2排放特征的影响，发现在不同经济增长阶段，不同区域的碳排放影响因素呈现出不同的特征。宗刚等（2014） LMDI分解法的基础上引入投入产出理论，建立直接和间接碳排放因素分解模型，测算了交通运输设备制造业及其5个子行业的能源消耗。王连，华欢欢等（2016）将STIRPAT模型与投入产出模型相结合，通过行业的碳排放量和行业增加值之间的回归计算直接碳排放效应，通过完全消耗系数与回归系数计算间接碳排放效应，两者相加得到综合碳排放效应。
　　已有的研究多聚焦于整个国家或者该国某个细分产业的碳排放情况。这些研究从不同角度入手，引入了SDA，STIRPAT，投入产出建模等方法，结合能源消费和国民经济统计数据，测度了不同地区或产业的碳排放效应。本文在参考前人研究的基础上，综合使用STIRPAT模型与投入产出方法，测算2004-2014年制造业的直接碳排放效应与间接碳排放效应。
　　三、方法与数据
　　（一）相关概念
　　研究方法上，本文将制造业的综合碳排放效应分解为直接碳排放与间接碳排放。参照赵敏（2009）和张智慧（2013）的方法，本文使用的直接碳排放效应定义为，制造业在生产过程中所消费能源产生的二氧化碳排放量。制造业在生产过程中的各个环节都会产生二氧化碳排放，考虑到数据的可获得性和代表性，使用终端能源消费或一次能源消费数据代表制造业的二氧化碳排放量。由于制造业与上下游产业关联性大，其自身在产生二氧化碳排放的同时也会引起其他行业的二氧化碳排放。根据王连（2016）的定义，在引入投入产出建模的完全消耗系数之后，可以测算制造业的间接碳排放效应。完全消耗系数是指某一部门每提供一个单位的最终产品，需要直接和间接消耗（即完全消耗）各部门的产品或服务数量。具体在碳排放效应上，制造业首先通过前向关联和后向关联与其他产业建立经济技术联系，即制造业本身与其他产业相互需要和提供物资与服务，因而在产值变动过程中，制造业所产生的碳排放也会影响其他产业的碳排放。
　　所谓综合碳排放效应即为制造业碳排放的直接效应与间接效应二者之和，在模型上体现为制造业产值变动相对于碳排放量变动的弹性。
　　（二）模型与方法
　　本文在测量碳排放使用的方法为IPCC国家温室气体排放清单2006中的参考方法：
　　其中I为产业二氧化碳排放量，为第i种能源的消费量，为第i种能源的二氧化碳排放系数。
　　能源i的二氧化碳排放系数为该能源燃料热值CF，含碳量CC，氧化率O以及44/12的乘积。本文在测算制造业的碳排放量时使用的8种能源为煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油以及天然气。
　　STIRPAT模型全称Stochastic Impacts by Regression on Population， Affluence and Technology，即可拓展的随机性的环境影响评估模型。通过对人口、经济、技术三个自变量对因变量进行评估。STIRPAT模型起源于Ehrlich等人于1971年提出的IPAT模型，该模型将对环境的影响I用人口规模P，人均财富水平A和技术因子T来回归。但是该方程的局限性在于其变量系数是等比例的，也就是三个因素对环境压力的影响水平是一样的。为了区别各因素的影响水平，引入STIRPAT模型為：

相关热词搜索：投入产出 测算 排放 制造业 效应