基于投入產(chǎn)出模型的建筑業(yè)碳排放效應測算

王 連，華歡歡，王世偉

（蘭州財經(jīng)大學 甘肅經(jīng)濟發(fā)展數(shù)量分析研究中心，蘭州 730020）

基于投入產(chǎn)出模型的建筑業(yè)碳排放效應測算

王 連，華歡歡，王世偉

（蘭州財經(jīng)大學 甘肅經(jīng)濟發(fā)展數(shù)量分析研究中心，蘭州 730020）

文章利用STIRPAT模型和投入產(chǎn)出模型，提出直接碳排放效應和間接碳排放效應用來測算綜合碳排放效應。通過行業(yè)的碳排放量和行業(yè)增加值之間的回歸分析測算出直接碳排放系數(shù)，再利用投入產(chǎn)出表計算出的完全消耗系數(shù)乘以行業(yè)的直接碳排放系數(shù)，兩者相加得到綜合碳排放效應，此種方法成功的回避了投入產(chǎn)出表編制量少及以往研究中缺少對二氧化碳吸收方面的弊端。并且通過2004—2012年碳排放量和人均產(chǎn)業(yè)增加值及投入產(chǎn)出表的相關數(shù)據(jù)得出實證結論：2005年、2007年及2012年中由于電力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)等行業(yè)的作用使得建筑業(yè)人均產(chǎn)業(yè)增加值每變化一個百分點就會綜合引起碳排放量變化了21.29、25.80及25.69百分點；建筑業(yè)間接碳排放量占總碳排放量較大；并且農林牧漁業(yè)消減了總效應的30.57%、8.19%和9.44%。

間接碳排放效應；直接碳排放效應；STIRPAT模型；投入產(chǎn)出模型

0 引言

進入21世紀，溫室氣體的大量排放導致溫室效應越來越嚴重，得到社會越來越廣泛的關注。中國工業(yè)的高增長具有強烈的高能耗特點，2007年中國成為全球碳排放量最大的國家。我國政府積極應對氣候變化，把低碳經(jīng)濟發(fā)展作為調整經(jīng)濟結構和轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的重大機遇。

建筑業(yè)是國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)，與很多產(chǎn)業(yè)存在著密切的聯(lián)系，所以建筑業(yè)的發(fā)展對其他行業(yè)有較大的影響，從而對碳排放量也有相應的影響。因此建筑的發(fā)展對碳排放量的問題必須正確認識，必須準確核算建筑業(yè)碳排放的影響力。雖然，以前的學者對碳排放的現(xiàn)實情況、碳排放的主要原因、主要工業(yè)行業(yè)的碳排放的現(xiàn)狀及關聯(lián)產(chǎn)業(yè)碳排放都有相關研究，但是行業(yè)關聯(lián)性碳排放的研究仍然較少，而且這些研究只是在總量上核算了行業(yè)的碳排放量，并沒有計算出具體行業(yè)增加值和碳排放量之間存在數(shù)量關系。另外，以往對碳排放的測算，多集中在碳排放沒有提及到碳吸收，本文運用人均行業(yè)產(chǎn)出與碳排放量之間的回歸，可測算出某些行業(yè)具有吸收碳的功能，能夠更加綜合的測算碳排放。

1 方法介紹

1.1 相關概念

建筑業(yè)的直接碳排放效應是指建筑業(yè)作為國民經(jīng)濟中的重要行業(yè)，自身產(chǎn)業(yè)的發(fā)展直接帶動產(chǎn)生二氧化碳效應。建筑業(yè)不僅自身具有一定的碳排放效應，同時也對社會的碳排放有間接的帶動效應。所謂建筑業(yè)的間接碳排放效應就是指通過帶動其他相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展間接引起的碳排放。間接效應的傳導機制為：首先通過前向關聯(lián)和后向關聯(lián)與其他產(chǎn)業(yè)取得聯(lián)系，即建筑業(yè)既為其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供物資和服務，同時自身的發(fā)展也需要其他產(chǎn)業(yè)提供相應的物資和服務，這樣建筑業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)之間形成一種緊密的關系。其次，其他產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)值變動的過程中，就會影響其碳排放量。因此，建筑業(yè)通過這種機制間接地引起了社會碳排放量的變動。

建筑業(yè)對于社會碳排放效應的綜合效應就是把直接效應和間接效應相加得到的，這種效應也可以表示為建筑業(yè)變動相對于碳排放量變動的綜合系數(shù)，就是說建筑業(yè)變動一個百分比與碳排放量正向或者負向變動一個百分比的比值。

1.2 研究方法

我國沒有直接公布二氧化碳的排放量，因此用相關方法進行估算，參照IPCC（2006）以及國家氣候變化對策協(xié)調小組辦公室和國家發(fā)改委能源研究所（2007）的方法，依據(jù)《中國能源統(tǒng)計年鑒》的劃分標準和數(shù)據(jù)，本文估算了建筑業(yè)的碳排放量。

化石能源燃燒二氧化碳排放量的具體計算公式如下：

其中，I為各類能源消費二氧化碳排放量的估算值；i為能源消費種類，包括煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然氣共8種；Ei為第i種能源的消費總量；CFi為發(fā)熱值；CCi為碳含量；COFi為氧化因子；CFi′CCi′COFi′3.67被稱為二氧化碳排放系數(shù)。

Ehrlich首次提出建立“I=PAT”方程來反映人口對環(huán)境壓力的影響，該方程將環(huán)境影響（I）與人口規(guī)模（P）、人均財富（A）和對環(huán)境毀壞的技術水平（T）用方程聯(lián)系起來，雖然該模型是一個被廣泛認可的對環(huán)境影響的公式并且被廣泛運用于分析環(huán)境變化的決定因素，但是該模型有一些局限性即自變量對因變量的影響是等比例的。為了克服該模型的不足，結合York等的觀點，可以建立一個較合理的隨機模型即STIRPAT模型來分析人口、經(jīng)濟、技術等因素對環(huán)境的影響。其公式為：

本文在探討碳排放與各個產(chǎn)業(yè)之間的關系時，基于以上理論引入經(jīng)濟增長與碳排放量之間的非線性模型，具體模型為：

其中，f（A）為經(jīng)濟產(chǎn)出函數(shù)；I為碳排放量；A為人均產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出；α為調節(jié)系數(shù)。通常情況下兩邊取對數(shù)，表達式為：

通過這樣的變形后，系數(shù)β反映了產(chǎn)業(yè)人均產(chǎn)出與碳排放量之間的變化關系即產(chǎn)業(yè)人均產(chǎn)出與碳排放量之間的彈性系數(shù)。這樣系數(shù)β表示的就是建筑業(yè)人均產(chǎn)值的變化直接引起碳排放量的變化情況，即建筑業(yè)人均產(chǎn)值變化1%就會引起碳排放量的變化為100β%，由此可測算出建筑業(yè)碳排放的直接效應。

投入產(chǎn)出模型指在馬克思主義經(jīng)濟理論指導下，利用數(shù)學方法和電子計算機技術，來研究各種經(jīng)濟活動的投入與產(chǎn)出之間的數(shù)量依存關系，特別是研究與分析國民經(jīng)濟各個部門在產(chǎn)品的生產(chǎn)與消耗之間的數(shù)量依存關系所建立的一種數(shù)學模型。本文中主要運用投入產(chǎn)出模型中的主要指標進行分析的，以下對其主要指標進行說明：

（1）直接消耗系數(shù)，是指第j部門每生產(chǎn)單位總產(chǎn)出所消耗第i部門產(chǎn)品的單位消耗量，稱第j部門對第i部門的直接消耗系數(shù)。直接消耗系數(shù)可從投入產(chǎn)出表中直接求出，即：

其中，xij表示j部門投入i部門產(chǎn)品的數(shù)量，即投入產(chǎn)出表中第i行第j列的數(shù)字；xj表示第j部門的總投入量，即投入產(chǎn)出表中最后一個數(shù)字；aij表示直接消耗系數(shù)。

（2）完全消耗系數(shù)，是指第j部門每生產(chǎn)單位最終產(chǎn)品所直接消耗和間接消耗第i部門產(chǎn)品的單位消耗量和，稱第j部門對第i部門的完全消耗系數(shù)，用bij表示。其公式為:

計算間接效應的主要步驟為：（1）運用模型測算建筑業(yè)關聯(lián)產(chǎn)業(yè)的碳排放彈性系數(shù)；（2）運用投入產(chǎn)出模型中建筑業(yè)與關聯(lián)產(chǎn)業(yè)的相關度即完全消耗系數(shù)乘以各產(chǎn)業(yè)的碳排放彈性系數(shù)，得出建筑業(yè)拉動其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展而產(chǎn)生的間接碳排放效應。

2 實證研究

2.1 直接碳排效應的測算

由于數(shù)據(jù)缺失和《中國統(tǒng)計年鑒》中行業(yè)分類與《中國能源統(tǒng)計年鑒》中行業(yè)分類口徑不一致，本文僅選用建筑業(yè)和電力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)、農林牧漁業(yè)、交通運輸、倉儲和郵政業(yè)和批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)五個行業(yè)進行測算說明。由以上公式及理論，計算得出2004—2012年各行業(yè)二氧化碳的直接排放量如表1所示。

表1 建筑業(yè)和電力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)的直接碳排量

根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》中的行業(yè)增加值和各年人口計算得出各產(chǎn)業(yè)的人均增加值，如表2所示。

表2 建筑業(yè)和電力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)的年人均增加值

對各個行業(yè)的直接碳排放量和人均產(chǎn)業(yè)增加值取對數(shù)，然后運用eviews分別進行線性回歸得到結果如表3所示。

表3 線性回歸結果

由以上結果可以看出，p值均小于0.05，說明人均產(chǎn)業(yè)增加值的對數(shù)對碳排放量對數(shù)有顯著的線性關系，由此可以得出：LPJ=-38.4268+21.26102LJ、LPD=-28.18173+ 19.20903LD、LPN=116.913-49.619LN、LPT=-30.779+ 21.544LT和LPP=4.022+1.223LP，其中LPJ、LPD、LPN、LPT和LPP分別為上述五個行業(yè)直接碳排放量取對數(shù)的值；LJ、LD、LN、LT和LP為上述五個行業(yè)人均增加值取對數(shù)的值由此，得出建筑業(yè)及其他五個行業(yè)的碳排放直接效應分別為21.26、19.21、-49.619、21.544和1.223。

2.2 間接碳排效應的測算

由2005年、2007年和2010年投入產(chǎn)出表計算可得出建筑業(yè)對其他行業(yè)的完全消耗系數(shù)，如表4所示。

由建筑業(yè)對其他行業(yè)的完全消耗系數(shù)乘以其他行業(yè)的直接碳排放效應得到其他行業(yè)對建筑業(yè)的間接消耗系數(shù)，如表5所示。

表5 其他行業(yè)對建筑業(yè)的間接碳排效應

由表5可以看出，建筑業(yè)三年的間接碳排放效應分別是0.033343、4.537026和4.427919。把建筑業(yè)直接碳排放效應和間接效應相加得到建筑業(yè)三年的碳排放效應，分別是21.294363、25.798046及25.688939。間接碳排放效應分別占綜合碳排放效應的比例為0.157%、17.59%和17.24%。但是除了農林牧漁業(yè)，其他三個行業(yè)的總間接碳排放效應是6.553、7.021和7.272，分別占綜合效應的30.72%、23.15%和24.15%。農林牧漁業(yè)分別消減了總效應的30.57%、8.19%和9.44%。

3 結論

從方法上看，本文所提的方法能夠在數(shù)量上測算出建筑業(yè)的碳排放效應，并且比較綜合的反映行業(yè)之間的碳排放方面的相互關系，對有效減排提供了有力的理論依據(jù)。

從直接碳排放效應的測算中可看到，產(chǎn)業(yè)增加值對碳排放量有顯著的相關性。建筑業(yè)、電力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)、農林牧漁業(yè)、交通運輸、倉儲和郵政業(yè)和批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)等五個行業(yè)的人均產(chǎn)業(yè)增加值每變化一個百分點就會直接引起碳排放量變化21.26、19.21、-49.619、21.544和1.223個百分點。雖然本文對碳排放間接效應的測算實踐上仍不完善，但是可以看出由于電力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)、交通運輸、倉儲和郵政業(yè)和批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)等行業(yè)的作用使得建筑業(yè)人均產(chǎn)業(yè)增加值每變化一個百分點在2005年、2007年和2010年分別間接引起碳排放量變化6.553、7.021和7.272百分點，占綜合效應的30.72%、23.15%和24.15%，也就是說在這三年中由于這三個行業(yè)的作用使得建筑業(yè)人均產(chǎn)業(yè)增加值每變化一個百分點就會間接引起碳排放量變化6.553、7.021和7.272個百分點，使得建筑業(yè)的碳排放效應提升了30.72%、23.15%和24.15%。并且，測算出農林牧漁業(yè)對碳排放具有減化作用，通過農林牧漁對二氧化碳的吸收使得建筑業(yè)的綜合碳排放效應減少了30.57%、8.19%和9.44%。

從這些結果可以看出建筑業(yè)碳排放影響力巨大，尤其具有很強的碳排放拉動能力，相關部門應該根據(jù)行業(yè)的實際情況相應的采取措施，使得“節(jié)能減排”進行的更順利。另一方面，從電力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)等三個行業(yè)對建筑業(yè)的間接碳排放效應上看，其間接效應對建筑業(yè)碳排放效應有較大影響，并且不存在上升趨勢，而是一種波動狀態(tài)，應該引起相關部門的注意。

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（責任編輯/浩 天）

F223

A

1002-6487（2016）21-0077-03

王 連（1977—），女，河南羅山人，博士，副教授，研究方向：應用統(tǒng)計。

華歡歡（1989—），女，河南開封人，碩士，研究方向：經(jīng)濟預測與決策。

王世偉（1991—），男，河北沙河人，碩士，研究方向：數(shù)量經(jīng)濟分析。