產業經濟發展對碳排放影響的實證分析

朱 臻，嚴 燕，邱保印，黃 敏

（浙江農林大學 經濟管理學院，浙江 臨安 311300）

人口數量的快速增長以及社會經濟活動的不斷加強所導致的碳排放對大氣二氧化碳濃度的提高和全球氣候變化起到了決定性的影響和作用[1-2]。特別是工業化革命200多年來，以依賴礦物能源消費的經濟快速增長方式對碳排放的增加起了決定性的作用[3]。中國作為世界上最大的碳排放國，成為了全球關注的焦點。“十二五”期間，節能減排以及相應的指標分配必將給經濟發達的省份帶來巨大的壓力。作為改革開放的先行者，近30 a浙江省取得了令人矚目的成就，2009年，浙江省國內生產總值（GDP）總值超過2.2萬億元，人均GDP達到44335.00元，位居全國第一，但由于其經濟快速發展依賴于能源消費，其主要能源消費總量占到全國的4.5%，消費總量位居全國第9位，同時也是碳排放總量較高的省份。浙江特有的資源供給和環境容量不足等弱勢在強調減排的 “十二五”期間必將得以放大，因此，研究經濟增長與碳減排的關系顯得尤為重要。目前，國內外學者已對此進行了一定的研究，如Kaya[4]認為一個國家（或地區）二氧化碳排放量增長，主要取決于4個因素的貢獻：人口、人均GDP、能源強度（單位GDP能耗）和能源結構。國內學者如高衛東[5]和張雷[6]運用產業-能源消費和能源-碳排放2個基本判斷模型分析了產業發展與碳排放的關系。

1 模型和數據來源

1.1 產業結構演進：產業-能源關聯模型

進入工業化社會后，無論國家還是地區如浙江省，GDP增長的自然資源投入要素組成發生了根本性的變化。建立在大規模礦產資源開發和加工制造業為主的工業社會生產創造出了一種與傳統農業社會完全不同的物質能量轉換機制。在這種新機制下，產業結構和產品結構多元化構成了現代社會生產的基本特征。社會經濟發展階段的進步也可以通過產業經濟結構的變化和升級體現出來[7]。 衡量這種經濟結構演進加快的一個重要指標是產業結構多元化。通常用百分比或類似的比值來表達這種產業結構的多元化。盡管這種方法比較直觀，但在進行經濟發展、能源消費以及碳排放3種相互關系和作用方面的分析時則顯得過于膚淺，因而無法準確地把握其間的能量交換方式和準確地量度這種方式的變化過程。據此，引用張雷[6]的研究成果，采用產業結構多元化系數作為評價浙江省產業結構的演進。具體而言，就是以浙江省的第一產業的產出作為基準值，以此作為第二產業和第三產業產出狀況的評價，然后將評價結果相加，最終得出產業結構多元化系數。根據這一思路，可以將產業結構多元化系數表達為以下公式：

式（1）中，P為第一產業產出，S為第二產業產出，T為第三產業產出，ESD為浙江省產業結構多元化演進系數，值域可從1到無窮大。新的生產方式需要新的資源投入保障，大規模的礦產資源開發和消費成為浙江省產業結構演進的必要條件，而礦產資源的消費又勢必帶來大規模的碳排放。引用高衛東[5]模型，利用 《中國能源統計年鑒》[8]《浙江省統計年鑒》[9]等資料，收集1990-2009年浙江省的產業結構和能源消費數據，運用產業-能源關聯模型分析產業發展與一次能源消費兩者的相關作用，以此評價浙江省社會經濟發展階段對于浙江省能源消費所帶來的碳排放的影響。其數學表達方式為：

式（2）中，EEI為產業能源關聯系數；EU為浙江省一次能源消費，這里的一次能源消費包括煤炭、原油和天然氣三大主要一次能源。

1.2 能源消費結構：能源-碳排放關聯模型

世界歷史表明，作為國家工業化的初始能源礦種，煤炭在整個能源消費過程中的主導地位持續了2個多世紀之久。只是進入到20世紀50年代后，隨著國家經濟的發展和財富積累程度的提高，石油和天然氣開始取代煤炭的傳統能源主導地位，并且持續至今。無論是發達國家還是發展中國家，除了程度的差異之外，國家能源消費結構的變化均如此。能源消費結構的變化帶來了碳排放的變化。有關資料顯示，20世紀60年代以來發達國家與發展中國家碳排放增長趨勢的差異是由各國能源消費結構變化的結果所造成的，能源消費結構中由于煤炭消費比重的下降可以導致碳排放出現減緩趨勢。在煤炭這類傳統能源礦種主導的前210多年，全球碳排放量增長為最快，年遞增速度達到3.1%，在石油和天然氣這類現代能源礦種占據主導的后30多年，全球碳排放年遞增速度下降到2.1%[10]。因此，能源消費結構的變化直接影響到碳排放的程度。

能源消費結構變化同樣可以使用與產業結構變化相同的多元化系數方法進行量度。所不同者，能源消費結構變化系數是國家工業化最初的主導礦種作為基準，以此進行后續礦種的替代狀況評價，然后將評價結果進行累積相加，最終得出能源消費整體變化系數。能源消費結構變化系數的基本公式可表達為：

式（3）中，CEEI為能源消費結構變化系數；COE為浙江省年碳排放總量；EUSD為浙江省一次能源消費結構變化系數。EUSD的計算公式為：

式（4）中，C為浙江省煤炭消費，O為浙江省石油消費，G為浙江省天然氣消費，H為浙江省水力、核能及太陽能等所轉化的電力消費。使用浙江省和全國1990-2009年19 a時間序列數據分析和比較。EUSD的值域可以從1到無窮大。

2 結果與分析

2.1 浙江省產業結構演進與能源消費的關系分析

筆者運用產業結構多元化系數，使用浙江省1990-2009年的時間序列數據對浙江省產業結構進行分析（圖1）。可以發現浙江省的產業結構多元化系數從1990年的4.02增加到2009年的19.61，增加了近4倍，可以發現19 a間，浙江省產業結構的多元化演進明顯。

運用二次非線性模型（擬合回歸效果最好，R2最高）擬合浙江省一次能源消費總量和產業結構多元化系數之間的關系，得到擬合方程為：

式（5）中，x為產業結構多元化系數，y為一次能源總量，R2=0.982。

根據擬合方程，可知：①浙江省產業結構演進速率與一次能源消費增長長期保持緊密的關系。這種產業-能源關聯相關系數緊密保持在0.98以上。大規模的礦產資源和消費已經成為浙江省工業化過程中產業結構多元化的必要條件。②浙江省產業結構的多元化程度與一次能源消費增速基本保持一致。從1990年到2009年，浙江省產業結構多元化系數增加了近4倍，而一次能源消費量則增加了近5倍，即浙江省一次能源消費增長的產業結構演進整體影響力是非常明顯的。浙江省一次能源消費每增加108 t標準煤，產業結構多元化系數就能增加10個單位，遠高于國內平均水平，與20世紀世界先進水平接近。據張雷[6]研究，1900-1998年，英、美、法、德4個發達國家，一次能源消費每增加108 t標準煤，國家產業結構多元化系數可以增加3～15。充分說明浙江省進入工業化后期，隨著產業結構多元化的變化和GDP增速的加快，礦物能源消費的強度應出現明顯的減緩，甚至下降。因此推進產業結構的變遷，可以直接減緩浙江省一次能源消費，從而減少不必要的碳排放。

2.2 能源消費結構與碳排放的關系分析

根據能源消費結構變化系數結算，浙江省的能源消費結構變化系數從1990年的1.34提高到2009年的1.68，提高了 25.07%（圖 2），而 20世紀 60年代后，英、美等發達國家的能源消費結構系數已經突破2.0，因此，與發達國家相比，浙江省的能源消費結構多元化水平仍然存在著巨大的差距。浙江省能源消費結構變化系數從1990年的1.34增加到2009年為1.68，而同時期全國能源消費結構變化系數則從1.35增加到1.44，可見，浙江省的能源消費結構系數高于全國水平，充分說明浙江省在能源消費結構多元化方面領先全國。

圖1 1990-2009年浙江省產業結構多元化系數演進Figure1 Evolution of Industral Structure coefficient in Zhejiang from 1990 to 2009

使用二次非線性模型（擬合回歸效果最好，R2最高）擬合1990-2009年浙江省碳排放和能源消費結構系數之間的關系，得到擬合方程為：

式（6）中，x為能源消費結構系數，y為碳排放，R2=0.845。可以發現，浙江省能源消費結構變化的確與浙江省碳排放密切相關（相關系數達到0.8以上），且能源消費結構變化與碳排放增長軌跡呈剛性化趨勢（即曲線斜率越來越大）。1990-2009年間，浙江省能源消費結構系數每年遞增1.2%，而碳排放每年遞增9.9%。一般而言，能源消費結構系數的增加代表著能源消費結構的多樣化，特別是煤炭等傳統能源比例下降意味著可以減緩碳排放，因此，20世紀50年代以來發達國家的能源消費結構與碳排放擬合曲線往往呈下降趨勢；而浙江省則明顯不同，擬合曲線呈加速上升趨勢。說明雖然浙江省能源消費結構逐漸呈現多樣化，但是由于一次能源消費總量提升（1990-2009年間每年遞增10.56%），而且煤炭的比例雖然從1990年的74.43%下降到2009年的59.06%，但仍占一半以上，因此碳排放仍然呈明顯上升趨勢。因此，浙江省的能源消費結構雖然在不斷優化，但是由于能源需求的旺盛，仍然無法避免大量的碳排放，即能源消費結構對于碳減排的推動影響不明顯。

圖2 1990-2009年浙江省和全國能源消費結構變化系數Figure 2 Comparison ofenergy consumption between Zhejiang and China from 1990 to 2009

3 政策建議

3.1 開發新能源技術，促使能源消費結構不斷多元化

針對目前由于能源消費結構變化系數提升幅度較小導致推動碳減排成果甚微的分析結果，應積極研究開發新能源技術，發展低碳和無碳能源，促進能源供應的多樣化，這是減少二氧化碳排放的重要途徑。浙江省應注重清潔能源的開發和利用，浙江的經濟實力和科研實力位居全國前列，資金較為充裕，科研人員和研究機構眾多，高新科技企業發展迅速，這表明浙江在清潔技術生產上已經占據了資金和人力資本的優勢。從技術發展方向來看，應優先發展太陽能技術、風能、生物質能技術和新型電池技術等已具備一定發展基礎的新興能源產業。如太陽能產業，以杭州為基地大力發展太陽能光伏產業（包括太陽能光伏模塊及組件、太陽能取暖系統工程及再生能源產品和應用等）。又以風能為例，浙江省海岸線總長約6500 km，全省大多數海島平均風速在5 m·s-1以上，年平均有效風速時數約6000 h以上，全省可開發利用的風能資源約164萬kW。

3.2 加強工業企業節能技術改造，提高能源利用效率

大量工業企業是碳排放的主要源頭，國家目前已經大力提倡工業節能，并且嚴格控制高耗能、高污染行業過快增長，鼓勵發展低能耗、低污染的先進生產能力。浙江省資源短缺，因此應注重考慮提高能源利用效率，以較少的能源消耗，創造更多的物質財富。建議省政府設立節能專項資金，通過貼息、補助、獎勵等方式，引導企業和社會資金加大對節能技術研發和技術改造的投入；加快節能服務市場體系建設，如發展從事企業能源審計、檢測及清潔生產審核的中介服務機構，為企業節能減排改造項目提供技術咨詢和服務。

3.3 積極發揮經濟優勢，引導金融機構為低碳產業服務

國內外銀行積極參與低碳經濟，渣打銀行、美國銀行、匯豐銀行等歐美金融機構，國內如興業銀行等已做出了一些有益的嘗試，通過發展 “綠色信貸”來應對全球氣候變化問題[11]。中國目前的融資模式仍以間接融資為主，銀行貸款仍是主要的融資渠道，而銀行從風險收益的角度，對低碳產業的貸款發放缺乏內在需求，主要原因在于很多降低碳排放的項目都屬于技術改造項目，它給企業帶來的是費用的減少而不是收益的增加，因此，對銀行缺乏吸引力。為此，需要政府制定鼓勵政策，引導商業銀行增加低碳的借款投放。浙江省可以在全國率先提出改革嘗試，對金融機構實行“環境力”評估體系，指導綠色信貸。浙江省可以充分利用民間資本充裕的優勢，繼續積極引導民間資金建設地方性的碳基金，可采用政府出資設立為主，逐步引進市場機制的做法，利用碳基金既可以投資企業節能減排等項目，也可以開展植樹造林等增匯項目。

[1]HOUGHTON J T.Climate Change 1995： The Science of Climate Change [M].Cambridge： Cambridge University Press，1996.

[2]International Energy Agency.World Energy Outlook 1996 [R].Paris： Organization for Economic Cooperation and Development，1996.

[3]MARJOLEIN B A， ROTMAS J.Uncertainty in perspective [J].Global Environ Changes， 1998， 6 （2）： 121-157.

[4]KAYA Y.Impact of Carbon Dioxide Emission on GNP Growth Interpretation of Proposed Scenarios[R].Paris： Presentation to the Energy and Industry Subgroup， Response Strategies working Group， IPCC， 1989.

[5]高衛東，姜巍，謝輝.經濟發展對中國能源碳排放空間分布的影響[J].遼寧工程技術大學學報：自然科學版，2009， 28 （2）： 296-299.GAO Weidong， JIANG Wei， XIE Hui.Effect of economic development on energy carbon emission distribution [J].J Liaoning Technol Univ Nat Sci， 2009， 28 （2）： 296-299.

[6]張雷.經濟發展對碳排放的影響[J].地理學報，2003，58（4）：629-637.ZHANG Lei.Economic development and its bearing on CO2emissions[J].Acta Geogr Sin， 2003， 58 （4）： 629-637.

[7]蘇東水.產業經濟學[M].北京：高等教育出版社，2005：20.

[8]浙江省統計局.1990-2009年浙江省社會經濟統計年鑒[M].北京：中國統計出版社，2009：10-30.

[9]國家統計局能源統計司.2000-2009年中國能源統計年鑒[M].北京：中國統計出版社，2009：10-20.

[10]MARLAND G， BODEN T A， ANDRES R J.Global， regional， and national fossil fuel CO2emission， 2001[EB/OL].2001-12-05[2011-03-12].http： //www.cdiac.esd.ornl.gov.

[11]屠暢櫓.浙江省低碳經濟發展的金融支持政策[J].浙江金融，2010（6）：19-20.TU Changlu.The financial support policies of low-carbon development in Zhejiang [J].Zhejiang Finance， 2010 （6）：19-20.