苑清敏，吳靜

（天津理工大學管理學院，天津300384）

0 引言

京津冀區(qū)域是我國經(jīng)濟發(fā)展快、人口規(guī)模大、城市群和產(chǎn)業(yè)群較為密集的區(qū)域之一，也是獨特的關鍵減排區(qū)域[1]。隨著京津冀一體化的開展，合作減排也成為京津冀協(xié)同發(fā)展的重要任務。工業(yè)是大多數(shù)國家能源消耗與碳排放最重要的領域，也是減排潛力最大、持續(xù)時間最長的領域[2]。而京津冀現(xiàn)處于重工業(yè)階段，工業(yè)具有資源消耗高、污染排放強度大的基本特征。京津冀三地工業(yè)經(jīng)濟和技術水平、產(chǎn)業(yè)結構等差異較大，產(chǎn)業(yè)間碳排放量和效率也存在差別，地區(qū)間資源流動和碳排放轉移較為復雜[3]。因此對京津冀產(chǎn)業(yè)碳排放情況加以研究才能協(xié)調(diào)地區(qū)間排放責任和制定合理的應對策略，才能促使京津冀合作減排[4]。

絕大多數(shù)研究認為，促進節(jié)能減排技術的推進基本上是唯一加速中國碳減排的因素，而產(chǎn)業(yè)結構變化和一次能源的消費結構變動在實施碳減排中的影響沒有完全發(fā)揮出來，而現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)活動及其碳排放影響效應研究也受到國內(nèi)外學者的關注[5]。Schipper[6]利用因素分解方法對13個IEA國家的9個制造產(chǎn)業(yè)的碳排放強度進行了分析，給出了自1990年以來碳排放增長的主要成因，并結合京都議定書的目標對其進行了評價。Chang等[7]采用了投入產(chǎn)出方法對臺灣地區(qū)多個產(chǎn)業(yè)碳排放及其構成進行了分析。Casler等[8]基于模型方法，對美國各個產(chǎn)業(yè)碳排放進行了結構分解研究，得出替代性能源的采用消耗是促使碳排放降低的主要原因。牛鴻蕾等[9]通過投入產(chǎn)出多目標優(yōu)化模型，利用多目標遺傳算法分部門核算了中國產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整導致的碳排放降低效應。徐成龍等[10]采用LMDI分解技術對山東省產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整對碳放的影響進行分析，并進行預測，認為產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整對碳排放影響較大。陳紅敏等[11]采用投入產(chǎn)出分析方法對我國各產(chǎn)業(yè)部門最終消費和最終使用導致的隱含碳排放進行了研究。吳常艷等[12]采用EIO-LCA方法對江蘇省各個產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整造成碳減排，另外分析了產(chǎn)業(yè)碳減排潛力。以上研究都是將產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整作為政策措施，宏觀分析其變化帶來的碳排放效應，本文在此基礎上從微觀層面分析具體產(chǎn)業(yè)間的碳關聯(lián)情況，基于投入產(chǎn)出模型測算了京津冀各產(chǎn)業(yè)能源消耗、生產(chǎn)、最終需求導致的碳排放量，并核算京津冀真實碳足跡（實際排放碳足跡與虛擬碳足跡）現(xiàn)狀，為京津冀合作減排政策的制定提供參考。

1 計算方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 碳排放計算模型

1.1.1 能源消費碳排放及碳強度

式（1）中：Ci為i部門的CO2排放量Mt;Nk為k燃料的低位熱值,KJKg或KJm3;n為消耗的能源類型數(shù);Ck為k能源的CO2排放系數(shù),Kg TJ或m3TJ;Aik為i部門k燃料的消費量,Kg或m3;式（2）中Ri為i部門單位產(chǎn)值的CO2排放量及排放強度,單位：Mt萬元;Xi為i部門的產(chǎn)出,單位：萬元。

1.1.2 投入產(chǎn)出模型

式（3）中B為各部門CO2排放矩陣，bij為B中元素(i為產(chǎn)品生產(chǎn)或服務提供部門的序號，j為產(chǎn)品或服務部門的序號，i=1…n;j=1…n;n為投入產(chǎn)出表中的部門數(shù)）；R為對角矩陣，對角元素為Ri，即為每個部門的一次能源消耗碳排放強度；為列昂惕夫逆矩陣，其中I為單位矩陣，Ad為國內(nèi)投入部分的直接消耗系數(shù)矩陣；Yd為對角矩陣，對角元素Yj即j部門產(chǎn)品或服務的中間使用量、最終使用量（最終消費、資本形成、調(diào)入）、調(diào)出量。

1.2 數(shù)據(jù)來源

由于目前工業(yè)產(chǎn)業(yè)的能源碳排放主要源于一次性能源的消耗所致。因此，本文僅以煤、石油、天然氣等一次性能源計算其碳排放，并統(tǒng)一能源轉化為標準煤，再作比較和研究。本文分產(chǎn)業(yè)能源消費數(shù)據(jù)來源于北京市、天津市和河北省的統(tǒng)計年鑒和《中國能源統(tǒng)計年鑒》。為確保核算的可靠性與精確性，各類化石燃料的低位熱值及CO2排放系數(shù)盡量采取適用于我國國情的數(shù)據(jù)，采用國家發(fā)改委能源研究所推薦值1Kg標準煤的“碳排放系數(shù)”為0.67,1Kg標準碳的低位熱值為29270KJ。

將投入產(chǎn)出表結合能源平衡表，調(diào)整合并42個部門最后確定為26個部門，并簡化各產(chǎn)業(yè)名稱。其中化學工業(yè)包含化學原料及化學制品制造業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)、橡膠和塑料制品業(yè)和化學纖維制造業(yè)。除此之外，本文中京津冀各產(chǎn)業(yè)CO2排放數(shù)據(jù)不涵蓋CO2以外的溫室氣體。

2 研究結果

2.1 基于產(chǎn)業(yè)中間使用的京津冀產(chǎn)業(yè)碳關聯(lián)分析

基于投入產(chǎn)出表第Ⅰ象限產(chǎn)業(yè)間投入產(chǎn)出分析，可以分析產(chǎn)業(yè)間碳關聯(lián)關系即產(chǎn)業(yè)用于其他產(chǎn)業(yè)中間使用的碳排放量（本文稱為生產(chǎn)碳），京津冀26個產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)碳如表1所示。由表1可知，河北省產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)碳排放總量最高，天津次之，京津冀產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)碳明顯不同，但京津冀生產(chǎn)碳關鍵產(chǎn)業(yè)比較集中。

由表1可得：（1）北京制造業(yè)基于中間使用而產(chǎn)生的碳排放較低，生產(chǎn)碳差距較小，石油煉焦業(yè)、非金屬制品業(yè)生產(chǎn)碳貢獻最大。由中間使用碳排放分配情況可看出，北京石油煉焦業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)碳關聯(lián)程度較低，其他產(chǎn)業(yè)對此產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品和服務的中間碳使用需求低，僅燃氣生產(chǎn)業(yè)對石油煉焦業(yè)有較大的中間使用需求。非金屬制品業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)碳關聯(lián)度較高，大部分的生產(chǎn)碳用于對其他產(chǎn)業(yè)的貨物和服務投入。食品煙草業(yè)、通信設備業(yè)是非金屬制品業(yè)中間使用碳關聯(lián)程度最大的產(chǎn)業(yè)。

（2）天津生產(chǎn)碳總量在京津冀占較小比重，大多數(shù)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)碳與北京相似，僅化學產(chǎn)業(yè)、金屬冶煉業(yè)生產(chǎn)碳明顯。這兩個產(chǎn)業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)關聯(lián)較低，大部分的生產(chǎn)碳是由于自身產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品服務中間使用，低于50%的碳是為其他產(chǎn)業(yè)提供中間生產(chǎn)服務?；瘜W產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)碳主要用于交運設備、通信設備的中間使用，金屬冶煉業(yè)主要滿足金屬制品、通用設備、交運設備的中間碳需求。

表1 京津冀產(chǎn)業(yè)中間使用碳排放（生產(chǎn)碳）(單位：百萬噸)

（3）河北生產(chǎn)碳最高，產(chǎn)業(yè)間生產(chǎn)碳差距大，金屬冶煉業(yè)、電熱力業(yè)貢獻了本地區(qū)絕大多數(shù)的生產(chǎn)碳。金屬冶煉業(yè)、電熱力業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)碳關聯(lián)度高，金屬制品、通用設備、交運設備業(yè)對金屬冶煉業(yè)產(chǎn)品或服務的中間使用碳需求大，金屬礦采、金屬冶煉、化學產(chǎn)業(yè)對電熱力的中間使用需求大。因此產(chǎn)業(yè)碳減排不僅要降低自身碳排放，而且要針對生產(chǎn)碳需求較大的產(chǎn)業(yè)設置減排計劃，提高物質的利用效率和循環(huán)利用率,減少產(chǎn)業(yè)鏈中的中間產(chǎn)品投入,從而減少因中間產(chǎn)品投入而導致的中間碳需求，實現(xiàn)碳減排目標。

2.2 基于最終使用的京津冀產(chǎn)業(yè)碳排放分析

基于投入產(chǎn)出表第Ⅱ象限最終使用分析，可以得到各產(chǎn)業(yè)用于最終需求引起的碳排放總量（本文稱為消費碳），結果如表2所示。由表2可知，京津冀產(chǎn)業(yè)消費碳結構明顯差異，天津消費碳排放量最少。從最終消費需求、資本形成、出口需求等方面對京津冀消費碳進行分析結果見下頁表3所示。由表3可知京津冀最終消費、資本形成及調(diào)出需求引起的碳比重不同，但京津冀各需求引起的碳排放下的關鍵排放產(chǎn)業(yè)相似度較高。

表2 京津冀產(chǎn)業(yè)最終使用引起的碳排放(消費碳)（單位：百萬噸）

表3 京津冀各需求引起的碳排放比重及排放關鍵產(chǎn)業(yè)

由表2、表3綜合可得：（1）北京產(chǎn)業(yè)用于最終使用的碳排放最高，從各個產(chǎn)業(yè)對總體消費碳貢獻來看，石油天然氣開采業(yè)、石油煉焦業(yè)是對北京消費碳貢獻最大的產(chǎn)業(yè)。北京消費碳以調(diào)出需求為主。（2）天津產(chǎn)業(yè)用于最終使用引起的碳排放較低，化學產(chǎn)業(yè)、金屬冶煉業(yè)、交通設備業(yè)、通信設備業(yè)消費碳較高，且調(diào)出需求碳排放比重較大，資本形成碳需求比重相對京冀較大?；瘜W產(chǎn)業(yè)、交通設備業(yè)、金屬冶煉業(yè)消費碳排放在資本形成及調(diào)出需求方面較為顯著。（3）河北總體上產(chǎn)業(yè)間消費碳差距小，金屬冶煉業(yè)消費碳遠高于其他產(chǎn)業(yè)。用于最終消費的碳排放較京津比重大。

2.3 基于調(diào)入調(diào)出的京津冀產(chǎn)業(yè)虛擬碳分析

將調(diào)入碳排放與進口碳排放相加并減去調(diào)出碳排放及出口碳排放,得到各地區(qū)產(chǎn)業(yè)碳排放平衡差額，即產(chǎn)業(yè)虛擬碳。可以得出該地區(qū)是碳排放凈流入?yún)^(qū)域,還是凈流出區(qū)域，結果如表4所示。

表4 京津冀產(chǎn)業(yè)虛擬碳分析（單位：位百萬噸）

由表4可知：（1）北京地區(qū)虛擬碳排放較高，碳排放平衡差額為負的產(chǎn)業(yè)為6個，大部分產(chǎn)業(yè)碳流入多于本地碳流出，避碳效果較好。造紙印刷業(yè)、金屬冶煉業(yè)通過貿(mào)易為北京避免了較高的碳排放，是避碳效果最好的產(chǎn)業(yè)。（2）天津地區(qū)虛擬碳排放小，為碳排放流入地區(qū)，為了滿足生產(chǎn)生活需要，多半產(chǎn)業(yè)需要調(diào)入碳多于調(diào)出碳。其中非金屬制造業(yè)、電熱力業(yè)是對地區(qū)虛擬碳貢獻最高的產(chǎn)業(yè)。（3）河北地區(qū)碳排放平衡差額為負，為地區(qū)之外承擔了較高的碳排放，是較強的碳排放流出地區(qū)。但仍有很多產(chǎn)業(yè)平衡差額為正，說明河北許多產(chǎn)業(yè)雖然產(chǎn)出多，最終使用量超出了產(chǎn)出總量，供不應求，有較大調(diào)入需求。電熱力業(yè)是碳調(diào)入需求最高的產(chǎn)業(yè)。

2.4 基于總產(chǎn)出的京津冀產(chǎn)業(yè)碳排放分析

產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出碳排放，即中間使用碳、最終使用碳相加減去調(diào)入碳排放可得總產(chǎn)出碳排放，結果如表5所示。

表5 京津冀產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出碳排放（單位：百萬噸）

由表5可知京津冀總產(chǎn)出碳排放有明顯的差距且產(chǎn)業(yè)排放水平嚴重不均衡，河北產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出碳排放普遍高于北京天津，可明顯看出京津冀產(chǎn)業(yè)碳排放主要集中在能源、原材料加工業(yè)，碳排放關鍵產(chǎn)業(yè)重疊，相似度高。（1）北京總產(chǎn)出碳排放最小，石油煉焦業(yè)、化學產(chǎn)業(yè)、非金屬制造業(yè)、電熱力業(yè)是碳排放主要產(chǎn)業(yè)。（2）天津總產(chǎn)出碳總量在京津冀占較小比重，大多數(shù)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)碳與北京相似，總產(chǎn)出碳較低。僅金屬冶煉業(yè)、化學產(chǎn)業(yè)以及電熱力業(yè)總產(chǎn)出碳排放突出。（3）河北總產(chǎn)出碳總量遠高于京津，碳依賴程度大，金屬冶煉、電熱力業(yè)是河北總產(chǎn)出碳排放關鍵產(chǎn)業(yè)。

3 結論

本文運用投入產(chǎn)出模型，分別從中間使用、最終使用、調(diào)入調(diào)出、總產(chǎn)出分析了京津冀產(chǎn)業(yè)碳排放結構。分析可得雖同為華北經(jīng)濟地區(qū),但京津冀3地的碳排放誘因差異較大。各產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平參差不齊，碳排放量高低并存，京津冀合作減排存在一定的難度。主要結論為：

（1）將產(chǎn)業(yè)中間使用碳比產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出碳，將比例大的產(chǎn)業(yè)即產(chǎn)業(yè)碳多用于生產(chǎn)中間使用，稱產(chǎn)業(yè)為生產(chǎn)型基礎產(chǎn)業(yè)。北京生產(chǎn)型基礎產(chǎn)業(yè)較少，僅非金屬制造業(yè)等8個產(chǎn)業(yè)為生產(chǎn)基礎產(chǎn)業(yè)。天津和河北生產(chǎn)基礎產(chǎn)業(yè)較多且相似，有20個產(chǎn)業(yè)都為生產(chǎn)基礎產(chǎn)業(yè)。

（2）將產(chǎn)業(yè)最終使用碳比總產(chǎn)出碳，將比例大的產(chǎn)業(yè)即產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出碳多用于最終使用，稱產(chǎn)業(yè)為消費型基礎產(chǎn)業(yè)。北京消費型基礎產(chǎn)業(yè)較多，有18個消費型基礎產(chǎn)業(yè)；天津和河北僅6個產(chǎn)業(yè)為消費基礎產(chǎn)業(yè)。

（3）北京產(chǎn)業(yè)碳排放最低，虛擬碳較高，為碳排放流入地區(qū)；天津產(chǎn)業(yè)碳排放較低，虛擬碳排放小，同樣為碳排放流入地區(qū)；河北產(chǎn)業(yè)碳排放最高，且為地區(qū)之外承擔了較高的碳排放，是較強的碳排放流出地區(qū)。

（4）京津冀三地碳排放關鍵產(chǎn)業(yè)分布集中且相似度較高，因此關鍵產(chǎn)業(yè)間協(xié)同減排能達到京津冀協(xié)同減排更佳的效果。京津冀實施合作減排以政府為主導，使得高排放產(chǎn)業(yè)依托北京天津的資金技術優(yōu)勢、向資源能源集中的河北轉移，才能實現(xiàn)碳減排目標。

[1]汪浩，陳操操，潘濤等.京津冀區(qū)域生產(chǎn)和消費CO2排放的時空特點分析[J].環(huán)境科學，2014，(9).

[2]郭朝先.中國工業(yè)碳減排潛力估算[J].中國人口·資源與環(huán)境，2014，24(9).

[3]唐建榮，李燁嘯.基于EIO-LCA的隱性碳排放估算及地區(qū)差異化研究——江浙滬地區(qū)隱含碳排放構成與差異[J].工業(yè)技術經(jīng)濟,2013,(4).

[4]Wiedmann T.A Review of Recent Multi-region Input-output Models Used for Consumption-based Emission and Resource Accounting[J].Ecological Econonics,2009,69(2)

[5]趙榮欽，黃賢金，鐘太洋.中國不同產(chǎn)業(yè)空間的碳排放強度與碳足跡分析[J].地理學報,2010，(9).

[6]Schipper L.Carbon Emissions from Manufacturing Energy Use in 13 IEA Countries[J].Energy Policy,2001,29(9).

[7]Chang Y F,Lin S J.Structural Decomposition of Industrial CO2emission in Taiwan[J].Energy Policy,1998,26(1).

[8]Casler S D.Carbon Dioxide Emissions in the U.S.Economy[J].Environmental and Resource Economics,1998,(11).

[9]牛鴻蕾，江可申.中國產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整碳排放效應的多目標遺傳算法[J].系統(tǒng)管理學報，2013，22(4).

[10]徐成龍，任建蘭，鞏燦娟.產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整對山東省碳排放的影響[J].自然資源學報，2014，29(2).

[11]陳紅敏.包含工業(yè)生產(chǎn)過程碳排放的產(chǎn)業(yè)部門隱含碳研究[J].中國人口·資源與環(huán)境，2009，19(3).

[12]吳常艷，黃賢金，揣小偉等.基于EIO-LCA的江蘇省產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整與碳減排潛力分析[J].中國人口·資源與環(huán)境，2015，25(4).