宋曉聰，沈鵬，謝明輝，趙慈，陳忱，劉曉宇

（中國環(huán)境科學(xué)研究院 國家環(huán)境保護(hù)生態(tài)工業(yè)重點實驗室，北京 100012）

0 引言

2020 年9 月，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上的講話中提出了我國2030 年前碳達(dá)峰、2060 年前碳中和的宏偉目標(biāo)[1]。作為我國碳排放量最大的領(lǐng)域——工業(yè)領(lǐng)域每年碳排放量占全國碳排放總量的80%以上[2]，所以工業(yè)領(lǐng)域碳減排對實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。2022 年3 月，李克強(qiáng)總理在第十三屆全國人民代表大會第四次會議上提出要正確處理好發(fā)展與減排關(guān)系的發(fā)展目標(biāo)[3]，因此，碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤關(guān)系的解析對于碳減排途徑的挖掘至關(guān)重要。

學(xué)術(shù)界從多領(lǐng)域、多角度對碳排放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤關(guān)系開展了一系列研究。像國家層面[4-9]，例如Kan 等[8]研究了2001—2011 年中國、日本、美國、歐盟、俄羅斯、巴西、印度和南非碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)國家在以生產(chǎn)為基礎(chǔ)的脫鉤方面比以消費為基礎(chǔ)的脫鉤表現(xiàn)更好。Zhang 等[9]基于脫鉤模型分析了1990—2014 年中國和東南亞國家CO2排放量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消耗之間的脫鉤彈性。省級層面[10-12]，例如Wu 等[11]應(yīng)用脫鉤模型從省級層面分析了2001—2015 年中國CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)中國30 個省份的主要脫鉤類型由弱脫鉤轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)脫鉤。Gao 等[12]研究了1995—2017 年中國省級能源相關(guān)的CO2排放與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤，發(fā)現(xiàn)中國東部省份普遍表現(xiàn)出比西部省份更好的脫鉤狀態(tài)。城市層面[13-15]，如Li 等[14]編制了長江經(jīng)濟(jì)帶85 個城市的CO2排放清單，同時發(fā)現(xiàn)41%的城市實現(xiàn)了GDP 與CO2排放的強(qiáng)脫鉤，45%的城市實現(xiàn)了弱脫鉤。Shan 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，2005—2015 年 中 國11% 的 城 市 實 現(xiàn) 了GDP 與CO2排放的強(qiáng)脫鉤，65.6%的城市實現(xiàn)了弱脫鉤。行業(yè)層面[16-20]，如Song 等[19]用脫鉤模型反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展對中國交通運(yùn)輸業(yè)CO2排放的依賴程度，發(fā)現(xiàn)1991—2015年，中國交通運(yùn)輸業(yè)的CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)增長連結(jié)狀態(tài)，還未脫鉤。Xie 等[20]研究顯示1985—2016年中國電力行業(yè)CO2排放和經(jīng)濟(jì)間處于弱脫鉤和擴(kuò)張性負(fù)脫鉤交替狀態(tài)。

目前研究多是針對CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤關(guān)系判別，對于探索脫鉤關(guān)系內(nèi)在原因的相關(guān)文獻(xiàn)較少，所以，本文基于脫鉤模型，探究了我國工業(yè)CO2排放與GDP 間的脫鉤關(guān)系，同時針對脫鉤穩(wěn)定性進(jìn)行判斷，并引入中間變量構(gòu)建分解模型，分析工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤關(guān)系的內(nèi)在原因，以期為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供助力。

1 研究方法和數(shù)據(jù)來源

1.1 脫鉤模型

脫鉤模型被廣泛用于評估碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系[4-20]。本文基于Tapio[21]的研究，并參考Vehmas 等[22]和Ren 等[23]的方法，對我國工業(yè)行業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展間的脫鉤狀態(tài)進(jìn)行分析，公式如下：

式中：δt表示t-1 年到t年的脫鉤彈性；C是我國工業(yè)CO2排放量，G是工業(yè)增加值，以1997 年不變價計；ΔC和ΔG分別代表t-1 年到t年CO2和經(jīng)濟(jì)的變化值。

脫鉤狀態(tài)的分類如圖1 所示。為更直觀表示δt代表的含義，參考羅素琴[24]的方法，對δt進(jìn)行細(xì)分并賦值，數(shù)值越大表示CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)程度越好，具體如表1 所示。

圖1 CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤狀態(tài)分類

表1 CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤分類定義表

1.2 脫鉤穩(wěn)定性模型

同時，為了分析工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤狀態(tài)的穩(wěn)定性，本文參考齊靜等[25]的研究，提出脫鉤穩(wěn)定性指標(biāo)概念，將其定義如下：

式中：Mt為脫鉤穩(wěn)定性指數(shù)；N是樣本量；Mt＜1 表示脫鉤狀態(tài)穩(wěn)定，指數(shù)越小，穩(wěn)定性越好，相反，則脫鉤狀態(tài)的波動性較大；Mt≥1 表示脫鉤狀態(tài)穩(wěn)定性差。

1.3 分解模型

脫鉤模型僅反映了CO2與GDP 的關(guān)系，并沒有解釋原因，因此，本文引入中間變量工業(yè)能耗、電力消耗和工業(yè)總產(chǎn)值構(gòu)建分解模型[26-28]，將脫鉤狀態(tài)分為四個定量部分，深入分析工業(yè)發(fā)展與碳排放脫鉤狀態(tài)的根本原因，具體公式如下：

式（3）～（5）中：C為工業(yè)CO2排放量，G為工業(yè)增加值，E為工業(yè)能源消耗總量，L為工業(yè)用電量，S為工業(yè)總產(chǎn)值。此外，δ(C,G)t、δ(C,E)t、δ(E,L)t、δ(L,S)t和δ(S,G)t表示第t-1 年到第t年的總脫鉤彈性（CG）、能耗脫鉤彈性（CE）、電力脫鉤彈性（EL）、工業(yè)電氣化脫鉤彈性（LS）、價值創(chuàng)造脫鉤彈性（SG）。

各脫鉤彈性代表的具體含義詳見表2。

表2 脫鉤彈性含義表

1.4 數(shù)據(jù)來源及說明

本文工業(yè)CO2排放數(shù)據(jù)來自CEADs 數(shù)據(jù)庫；工業(yè)能源消耗、用電量和增加值數(shù)據(jù)來自1998—2021 年的《中國統(tǒng)計年鑒》；工業(yè)總產(chǎn)值數(shù)據(jù)來源于1998—2012年的《中國工業(yè)統(tǒng)計年鑒》，因2012 年后國家統(tǒng)計局不再對外公布工業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)，因此，2012—2016 年的工業(yè)總產(chǎn)值數(shù)據(jù)根據(jù)國家統(tǒng)計局公布的產(chǎn)品銷售率和銷售產(chǎn)值計算獲得，2016 年以后工業(yè)銷售產(chǎn)值不再對外發(fā)布，而通過歷年趨勢得到工業(yè)營業(yè)收入約為工業(yè)總產(chǎn)值的99%左右，所以2017—2020 年工業(yè)總產(chǎn)值用營業(yè)收入計算近似替代。

2 結(jié)果與討論

2.1 中國工業(yè)CO2排放量

1997—2020 年中國工業(yè)CO2排放量和增加值如圖2 所示，中國工業(yè)CO2排放量和工業(yè)增加值近24 年來整體均呈上升趨勢，說明了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展伴隨著CO2排放量的增多，Xie 等[33]也發(fā)現(xiàn)了相似的研究結(jié)論。中國工業(yè)CO2排放量從1997 年的23.94 億噸增長到2020 年的83.54 億噸，增長了約2.5 倍，工業(yè)CO2排放量增長率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，其中“十五”時期CO2排放年均增長率最快，為15%左右；“十一五”時期CO2排放年均增長率出現(xiàn)下降，達(dá)到7.61%，相比于“十五”時期下降了約50%；“十二五”時期CO2排放年均增長率降幅更為顯著，比“十一五”時期降低約90%，說明“十一五”至“十二五”時期國家實施的節(jié)能減排等[34-35]政策產(chǎn)生了效果；但是“十三五”時期CO2排放年均增長率出現(xiàn)小幅回升，為1.20%，說明我國在工業(yè)減碳方面還應(yīng)加強(qiáng)，工業(yè)CO2排放還未達(dá)到峰值，此外，近24 年來工業(yè)CO2排放增長率基本均高于工業(yè)增加值增長率，表明工業(yè)CO2排放還未與經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展，工業(yè)CO2排放形勢比較嚴(yán)峻。

圖2 1997—2020年中國工業(yè)CO2排放和經(jīng)濟(jì)變化情況

2.2 中國工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤分析

基于脫鉤模型對中國工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤情況進(jìn)行評價分析，具體計算結(jié)果見表3。總體而言，1998 年以來，工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展間呈現(xiàn)負(fù)脫鉤狀態(tài)，說明工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)增長還未實現(xiàn)綠色協(xié)調(diào)發(fā)展。分年度分析，從1998—2000 年的強(qiáng)負(fù)脫鉤到2001—2005 年和2006—2010 年的擴(kuò)張負(fù)脫鉤，然后到2011—2015 年的強(qiáng)負(fù)脫鉤，最后到2016—2020 年的擴(kuò)張負(fù)脫鉤，負(fù)脫鉤程度在減弱，說明環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系在向協(xié)調(diào)發(fā)展的方向改善[12,14,36]。

表3 中國工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤結(jié)果

脫鉤指數(shù)越小表示CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)程度越差[24]，從脫鉤指數(shù)方面分析（圖3）發(fā)現(xiàn)，2002 年、2009 年、2019 年和2020 年工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)程度表現(xiàn)為最差，近兩年表現(xiàn)為最差的原因與新冠疫情影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展，致使工業(yè)行業(yè)經(jīng)濟(jì)下滑嚴(yán)重，而CO2排放量并沒有顯著下降有關(guān)。僅2008 年、2017 年和2018 年工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)程度表現(xiàn)為較好，這與2008 年奧運(yùn)會的召開以及“十三五”時期開始實施的能耗“雙控”行動息息相關(guān)。整體來看，1998—2020年有85%以上的年份工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)程度表現(xiàn)為較差及以下，說明工業(yè)行業(yè)仍需要加快清潔生產(chǎn)改造進(jìn)程。

圖3 1998—2020年中國工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤指數(shù)變化

2.3 脫鉤關(guān)系穩(wěn)定性分析

根據(jù)式（2）計算“九五”至“十三五”時期工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤穩(wěn)定性指數(shù)，如圖4 所示。整體來講，“九五”至“十三五”時期有四個五年計劃階段脫鉤穩(wěn)定性指數(shù)均大于1，只有“十五”時期的脫鉤穩(wěn)定性指數(shù)小于1，為0.96，說明該階段工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤關(guān)系穩(wěn)定性較好。而“九五”“十一五”“十二五”“十三五”時期的脫鉤穩(wěn)定性指數(shù)分別為4.09、2.04、1.15、1.72，即在上述四個階段我國工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤關(guān)系穩(wěn)定性很差，脫鉤狀態(tài)波動較大；但是，從變化趨勢上分析，脫鉤穩(wěn)定性指數(shù)整體呈現(xiàn)下降趨勢，說明工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤關(guān)系穩(wěn)定性在逐步提升。

圖4 “九五”至“十三五”時期中國工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤穩(wěn)定性

2.4 脫鉤原因解析

基于分解模型對1998—2020 年中國工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤彈性進(jìn)行分解，具體分解結(jié)果見表4和圖5。

圖5 1998—2020年中國工業(yè)脫鉤指數(shù)變化

表4 中國工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤彈性分解

工業(yè)CO2排放受能源消耗、電氣化水平、技術(shù)進(jìn)步、價值創(chuàng)造等因素共同影響。

從各影響因素分析，能耗脫鉤彈性（CE）整體處于負(fù)脫鉤，多為擴(kuò)張負(fù)脫鉤，雖然在1998—2020 年間出現(xiàn)過2 次強(qiáng)脫鉤和7 次弱脫鉤，尤其是“十三五”時期整體表現(xiàn)為弱脫鉤，脫鉤指數(shù)在12 以上，但是并未改變1998—2020 年平均CE為擴(kuò)張負(fù)脫鉤的結(jié)果，表明工業(yè)行業(yè)“十三五”時期能源利用結(jié)構(gòu)得到一定程度的優(yōu)化，但是1998—2020 年工業(yè)行業(yè)整體減排效果較弱，能源利用結(jié)構(gòu)仍較為高碳化[37-38]，同時也反映出在清潔技術(shù)的應(yīng)用方面有待加強(qiáng)。

電力脫鉤彈性（EL）主要表現(xiàn)為弱脫鉤，說明能源消費領(lǐng)域的電氣化水平得到初步提升[17]。1998—2020 年，EL出現(xiàn)過擴(kuò)張負(fù)脫鉤主要集中在“十五”時期，此階段能源使用中電氣化水平不高，工業(yè)能效較低[27]。此后，基本表現(xiàn)為弱脫鉤，并且脫鉤指數(shù)整體保持在13 以上，說明能源利用中電氣化水平不斷提高，使得工業(yè)能效不斷提高，對總脫鉤起到正向促進(jìn)作用。

工業(yè)電氣化脫鉤彈性（LS）一般處于強(qiáng)負(fù)脫鉤和擴(kuò)張負(fù)脫鉤狀態(tài)，表明工業(yè)用電量的增速快于工業(yè)產(chǎn)值的增速。從表4 可以看出，LS的平均脫鉤彈性為強(qiáng)負(fù)脫鉤狀態(tài)，對總脫鉤彈性產(chǎn)生了積極影響，近年來工業(yè)電氣化水平逐步提高，也反映出我國工業(yè)行業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步。

“十二五”和“十三五”時期，價值創(chuàng)造脫鉤彈性（SG）出現(xiàn)了多次強(qiáng)負(fù)脫鉤和弱負(fù)脫鉤狀態(tài)，說明工業(yè)價值創(chuàng)造能力有所減弱，工業(yè)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出消耗了大量的生產(chǎn)投入，但創(chuàng)造的價值卻在降低。但整體來看，2016—2018 年SG表現(xiàn)為強(qiáng)脫鉤，工業(yè)行業(yè)價值創(chuàng)造能力在不斷提升，工業(yè)增加值的增速快于工業(yè)產(chǎn)值的增速，對總脫鉤彈性起到正向效應(yīng)。

3 結(jié)論與對策

通過研究發(fā)現(xiàn)：（1）1998—2020 年，中國工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展間呈現(xiàn)負(fù)脫鉤狀態(tài)，但是負(fù)脫鉤程度在減弱，說明工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系在向協(xié)調(diào)發(fā)展的方向改善。（2）脫鉤穩(wěn)定性方面，工業(yè)CO2排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤關(guān)系穩(wěn)定性整體較差，脫鉤狀態(tài)波動較大，但是脫鉤穩(wěn)定性指數(shù)整體呈現(xiàn)下降趨勢，即穩(wěn)定性程度在逐步提升。（3）脫鉤因素方面，總脫鉤彈性受CE、EL、LS、SG等因素共同影響，其中在1998—2020年CE還未對總脫鉤產(chǎn)生正向貢獻(xiàn)，EL、LS、SG均對總脫鉤產(chǎn)生了積極影響。

根據(jù)以上研究結(jié)論，提出以下建議：（1）調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，提高新型能源利用比例。CE的負(fù)脫鉤印證了當(dāng)前工業(yè)能源利用結(jié)構(gòu)的不合理，應(yīng)從發(fā)展新能源、提高可再生能源比重、抓好煤炭清潔高效利用、實施能源結(jié)構(gòu)多元化戰(zhàn)略等方面進(jìn)一步優(yōu)化工業(yè)能源結(jié)構(gòu)。（2）推進(jìn)高附加值產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動工業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級。價值創(chuàng)造力的提升有助于碳排放降低，應(yīng)從淘汰高耗能、高排放行業(yè)落后產(chǎn)能、加快低耗能高產(chǎn)值行業(yè)發(fā)展、提高現(xiàn)有產(chǎn)品科技含量等方面推動工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。（3）強(qiáng)化技術(shù)支撐，助力科技降碳。重點引導(dǎo)高耗能、高排放行業(yè)重點用能設(shè)備更新?lián)Q代，鼓勵企業(yè)應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)、低碳技術(shù)，引導(dǎo)企業(yè)加大研發(fā)投入，大力支持生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新，提高工業(yè)生產(chǎn)的資源能源利用水平。