中國區域供應鏈甲烷排放及脫鉤效應研究
——基于廣西的投入產出數據分析

(廣西民族大學 廣西 南寧 530003)

一、研究背景

隨著氣候變化不斷加劇，全球人類面臨著資源能源匱乏、生態環境惡化等一系列環境問題愈加嚴峻。第四次和第五次IPCC評估報告均認為，工業化時期以來大氣CH4濃度增加所產生的輻射強迫在所有溫室氣體中僅次于CO2。根據USEPA(U.S.Environmental Protection Agency)估算，2005年全球CH4排放量占溫室氣體排放總量的16%，預計未來排放增速還將進一步加快。這一現象不容忽視，因而發展低碳經濟不僅需要降低CO2排放，更應關注CH4減排問題，進一步有效緩解全球增溫趨勢，實現中國對世界的減排承諾。

現階段，學界關于溫室氣體相關究主要聚焦在碳排放測算機制以及減排政策，而對于CH4排放研究的文獻大多集中在稻田甲烷排放、含氮肥料甲烷釋放、高山泥炭甲烷隱含等自然資源中甲烷的排放測算。近年來，基于Tapio脫鉤模型探討經濟增長和環境發展的研究逐漸增多，但大多以全國層面或發達省份的視角出發，對于西部欠發達地區的探討稍顯不足。廣西位于我國西南部，土地資源、生態環境資源稟賦較為匱乏，生態環境保護與區域經濟綠色、低碳、循環發展面臨巨大挑戰。當前,廣西城鎮化發展的重要時期，同時區域生態資源環境約束日益趨緊，如何促使廣西發展模式由高能耗模式轉型為節能減排模式，成為社會各界關注的重點。鑒于此，本文基于全球排放數據庫EDGAR4.3.2和《中國統計年鑒》等相關數據，采用環境拓展的投入產出法，根據生產清單測算2002—2012年廣西各產業部門甲烷排放變化，并在此基礎上，運用Tapio脫鉤模型分析廣西42個部門甲烷排放與區域經濟增長之間的脫鉤效應，以期為廣西相關部門制定減排政策提供借鑒與參考。

二、研究方法及數據來源

(一)研究方法

1.基于環境的投入產出分析(EEIOA)

本文基于瓦西里·里昂惕夫提出的投入產出法，通過特定區域經濟數據建立投入產出模型。投入產出法將一個經濟體總產出分解為中間需求和最終需求，見式(1)。環境拓展的投入產出分析法(Environmentally-Extended Input-Output Analysis，EEIOA)，此方法是基礎投入產出法的拓展，因此基于時間序列消費清單的CH4排放核算更加系統。

X=AX+F

即

X=(I-A)-1F

(1)

式中，X列向量表示總產出，列向量表示最終需求。矩陣A表示直接消耗系數矩陣。Mn表示每個部門的甲排放系數對角矩陣；I是單位矩陣，定義里昂惕夫逆矩陣為L，由式(2)表示：

(2)

定義B為完全消耗系數矩陣由與單位陣之差所得，可表示為式(3)：

(3)

(4)

定義控制型甲烷排排放量為Cm，Mn表示n地區中每個行業的甲排放系數對角矩陣，Z為中間投入矩陣，控制型甲烷的計算公式如式(5)所示：

(5)

2.Tapio脫鉤模型

“脫鉤”的含義是使具有聯系的兩個或者多個事物間逐漸脫離聯系。甲烷排放脫鉤是經濟增長與甲烷氣體排放之間逐漸脫離關系的理想假設，即在經濟增長的同時，能源消耗在不斷減少。脫鉤基本模型主要有OECD脫鉤指數模型和Tapio脫鉤指數模型。Tapio脫鉤模型側重于個體年份上的分析，能夠更好地表現脫鉤狀態的演進歷程。鑒于此，本文采用Tapio脫鉤模型，進一步分析廣西甲烷排放與區域經濟增長的脫鉤效應。Tapio脫鉤彈性計算公式如下：

(6)

式中，e為廣西各產業部門甲烷排放與經濟增長的脫鉤彈性；Mc為廣西控制型甲烷排放量；S為廣西各產業部門產值。根據脫鉤彈性指數可以劃分為8種脫鉤狀態，如表1所示。

表1 脫鉤狀態劃分標準

(二)數據來源

本文所涉及的經濟數據來源《中國地區投入產出表》《中國統計年鑒》和《廣西統計年鑒》，能源數據的甲烷排放因子來自于《全球大氣研究排放數據庫(EDGAR-4.3.2)》。中國地區投入產出表》呈現了42個部門投入產出數據，各部門編號與名稱如表2所示。

表2 中國地區投入產出表部門編號與名稱

三、測算結果與分析

(一)控制型甲烷排放前后向關聯關系

通過式(6)計算出控制性甲烷排放量，測算結果如表3所示。綜合3年的甲烷控制性甲烷排放量來看，排在前4位的部門是S1、S22、S2和S33，因此將其作為關鍵部門來討論前后向關聯關系。

2012年控制型甲烷排放的關鍵部門及其前后向的關聯關系結果如表4所示。前向關聯是指控制性甲烷從前向部門流入某部門并因此受其控制；反之，后向關聯是指控制型甲烷從某部門轉移到后向部門。

表4 2012年廣西控制型甲烷排放的關鍵部門與其他部門主要關聯強度

2012年廣西控制型排放前向流入最大的4個部門分別為S1、S12、S2和S33，這4個部門控制了關鍵部門的最大的甲烷轉移量，由此可見，提高農業生產技術、調控原材料生產和提升工業廢棄物回收利用率，以降低其對關鍵部門控制性甲烷排放是行之有效的調節方法。同時，控制型甲烷排放后向流出最大的4個部門分別為S6、S14、S25和S33，關鍵部門控制了較多對紡織業、金屬冶煉及壓延加工業、水的生產、供應業和房地產業的甲烷排放。

(二)控制型甲烷排放的產業結構特征

根據《國民經濟行業分類》(GB/T 4754—2011)對我國三大產業的劃分依據，本文采用的三大產業的劃分標準，即S1為第一產業；S2～S26為第二產業；S27～S42為第三產業。在此基礎上，進一步估算廣西三大產業控制型甲烷排放，并分析其排放結構特征，如圖3、圖4所示。

圖3 2002—2012年廣西各產業控制型甲烷排放

從圖2中可以看出，廣西第一產業控制型甲烷排放占比不斷減小，2002—2012年控制型甲烷排放占比分別為21.18%、14.56%和9.69%。可能的原因是，廣西土地資源、生態環境資源稟賦條件較為匱乏，為了能夠在短時間內快速提高經濟發展水平，在發展過程中往往會出現“重二輕一三”的情況。與此同時，隨著“綠水青山就是金山銀山”等科學論斷的不斷深化，廣西為“兩山理論”也做出了如退耕還林、打響“綠城”招牌等實踐。

第二產業控制型甲烷排放占比不斷增加，2002—2012年控制型甲烷排放占比分別為68.85%、83.60%和87.90%。廣西處于工業化發展的中期，發展方式是能源消費和工業能耗雙高為主的粗放式發展，未來廣西的工業化發展將面臨經濟增速與生態保護的雙重壓力，新能源開發利用與技術升級迫在眉睫。

第三產業控制型甲烷排放占比先大幅減小后小幅增加。2002—2012年廣西控制型甲烷排放占比分別為9.97%、1.84%和2.41%。第三產業規模小，發展水平低，企業環保意識有待加強。目前，廣西市場經濟環境較為薄弱，中小型企業難以承擔污染治理的成本，在一定程度上說明了廣西第三產業具有較大的減排潛力，應以放在技術革新與資本引進為重。

(三)各部門控制型甲烷脫鉤效應分析

由表5可知，2002—2012年廣西各部門控制型甲烷排放與經濟增長之間的脫鉤彈性變動較大。從結果上看，2002—2007年S2、S3等12個部門處于強脫鉤狀態；S1、S6等9個部門處于弱脫鉤狀態；S7、S8等14個部門處于擴張型脫鉤狀態；S15、S31等4個部門處于衰退脫鉤狀態，僅有S20和S35部門處于衰退連結狀態。2007—2012年有S1、S8等9個部門處于強脫鉤狀態；S5、S6等11個部門處于弱脫鉤狀態；S2、S14等11個部門處于擴張型脫鉤狀態；S21、S24等3個部門處于衰退連結狀態；S23、S26等3個部門處于衰退連結狀態；僅有S16處于強負脫鉤狀態，脫鉤狀態最差。

表5 2002—2007年廣西各部門甲烷排放與經濟增長的脫鉤狀態

續表

從過程中看，2002—2012年廣西42個部門甲烷排放與經濟增長之間的脫鉤狀態有待進一步改善。2002—2012年有S1、S7等17個部門的脫鉤狀態有所好轉，其中有超過半數部門實現了“弱脫鉤—強脫鉤”以及“擴張型脫鉤—強脫鉤”的轉變，即部門產值呈正向發展，而甲烷排放呈負向發展，意味著經濟增長的同時，所帶來的環境污染卻在減少，脫鉤狀態最為理想。這些部門大多集中在批發零售貿易行業、服務業和教育行業，由此可知，廣西第三產業中經濟增長與甲烷排放的關系比較理想。于此同時，將近三分之一的部門呈現出“強/弱脫鉤—擴張型脫鉤的”變動趨勢，并大多集中在第二產業，意味著這些部門經濟與甲烷排放均增長，但甲烷排放增速大于經濟增速。

四、結論與啟示

本文以廣西為例，基于環境拓展的投入產出法估算了2002—2012年廣西控制型甲烷排放量，并運用Tapio脫鉤模型分析了廣西各產業部門甲烷排放與經濟增長之間的脫鉤效應，主要研究結論如下。

(1)2012年廣西控制型排放的關鍵部門分別為農林牧漁業、電力、熱力的生產和供應業、煤炭開采和洗選業以及房地產業，前向流入最大的依次為為農林牧漁業、煤炭開采和洗選業、化學工業和房地產業，這些部門控制了關鍵部門的最大的甲烷轉移量；控制型甲烷排放后向流出最大的部門依次為食品制造及煙草加工業、金屬冶煉及壓延加工業、水的生產和供應業和房地產業。

(2)2002—2012年廣西各部門甲烷排放與經濟增長之間的脫鉤狀態有待進一步改善。雖然有超過半數部門實現了“弱脫鉤—強脫鉤”以及“擴張型脫鉤—強脫鉤”的轉變，但仍有一定數量集中于第二產業的部門處于弱脫鉤和擴張型脫鉤狀態。因此降低第二產業的能耗占比，將是未來產業經濟發展的重心。

基于上述結論，可以得出如下政策啟示。

(1)充分利用資源優勢，優化三大產業結構。產業結構是影響經濟增長因素的關鍵性因素，廣西擁有良好的自然資源稟賦和生態水平,但由于資源利用率和轉化率不高，廣西第一、三產業的發展潛力沒有完全發揮。“粗放式”和“高能耗”是目前廣西工業經濟發展的典型模式，若要廣西的工業化發展水平到達一定高度后，要充分利用自然資源優勢，在提高第一、三產業、降低第二產業的產業占比的同時，要不斷優化第二產業內部的行業結構，要以提高資源配置效率和產業聚合質量為主要目標，大力推動農業現代化、新型戰略企業和服務業智能化的發展，以實現廣西產業結構優化升級。

(2)開發利用清潔能源，升級產業生產技術。只有提高清潔能源在一次能源消耗中的占比，才能充分開發利用清潔能源以及提高能源利用效率。化石能源消耗是環境污染的主要來源之一，廣西由于能源自給率較低，“缺氣少油”，因此要想實現廣西經濟增長和甲烷減排的雙目標，就要大力開發和利用清潔能源的同時對高能耗產業進行產業技術升級改造，努力將節能技術、新工藝以及能源綜合利用技術。

(3)加強制度規劃建設，引導綠色生產生活。廣西要實現通過制度引導企業和個人綠色生產生活的方式，這一目標，需加強制度建設，建立企業間甲烷減排控制目標和協同機制，將減排重心放在關鍵部門及其先后向關聯部門上，在行業發展前景、能源消耗特點與甲烷排放因素方面做出綜合且全面的考慮，以制定出切合實際的、分階段的甲烷減排政策和控制目標。同時，需不斷強化公眾的低碳意識，鼓勵綠色生產和綠色出行。