碳排放的供需和區域結構分析

陸江源 何卓

摘 要 科學推動實現碳達峰、碳中和目標，需要有效解決當前經濟發展中產業、供需、區域等方面的結構性矛盾。中國作為大型經濟體，其經濟結構和區域產業分工的復雜性決定了碳排放結構的復雜性。采用中國31個省級行政區的區域間投入產出表對中國碳排放的供需和區域結構關系進行了探討。研究發現，中國消費、投資、出口引致的碳排放占比分別為30.83%、49.96%、19.21%，投資需求碳排放較高的主要原因是經濟過度依賴房地產和基建投資拉動，同時出口產品結構中重化工業占比較高。從區域碳排放格局看，北方整體碳生產大于碳消費，而南方整體碳消費大于碳生產，本質上，這是北方倚重煤炭能源和重化工業而南方以下游生產制造環節為主的產業分工格局導致的。為此，要加快優化產業結構、供需結構和區域產業分工結構，引導各地區各行業有序達峰，推動發展方式全方位改變和經濟高質量發展。

關鍵詞 碳排放 投入產出分析 供需結構 區域結構 碳達峰

作者簡介：陸江源，博士，中國宏觀經濟研究院經濟研究所副研究員;何卓，國家發展和改革委員會國際合作中心助理研究員。

一、引 言

中國碳達峰、碳中和目標愿景是黨中央、國務院統籌國際國內兩個大局作出的重大戰略決策，事關我國戰略全局和長遠發展。“十四五”規劃綱要提出，落實2030年應對氣候變化國家自主貢獻目標，制定2030年前碳達峰行動方案，錨定努力爭取2060年前實現碳中和，采取更加有力的政策和措施。2021年10月24日，國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》，提出重點實施碳達峰十大行動。綠色、環保是我國經濟社會可持續發展、高質量發展的內在要求，也是推動構建人類命運共同體的必然選擇?！半p碳”目標的實現過程將會是一場經濟社會的系統性變革，必將倒逼我國經濟社會發展實現全面低碳轉型。

科學推動實現碳達峰、碳中和，需要有效解決當前經濟發展中產業、供需、區域等方面的結構性矛盾。這些結構性矛盾包括宏觀經濟目標與綠色發展目標的協調、傳統高碳行業與低碳行業之間的結構調整、碳生產和碳消費的矛盾、高碳排放地區和高碳消費地區的區域結構性矛盾等。如果不考慮上述結構性矛盾，簡單地采用供給端碳排放抑制的方法，只能加劇行業之間、供需之間、區域之間的結構性矛盾，對國民經濟體系良性循環造成不良影響。

作為大型經濟體，中國經濟結構和區域產業分工的復雜性決定了碳排放結構的復雜性。從產業特征來看，中國仍然處于工業化和城鎮化進程之中，具備較為完整的工業生產體系。作為“世界工廠”，中國的碳排放當中有相當一部分是因為出口而產生的。從供需角度看，房地產和基建投資在最終需求中的占比仍然較高，造成高碳排放的鋼鐵、建材等產業供給依然居高不下。從區域碳排放來看，雖然一些地區退出了高耗能產業，但高耗能產業的產量需求仍然存在，這就使得高耗能產業進一步向其他地區集中，導致高碳排放的電力、鋼鐵、建材等行業的供給和消費呈現異地化傾向。因此，科學客觀研究和制定實現雙碳目標的路徑，離不開對產業、供需、區域等方面結構性矛盾的分析。

二、文獻綜述

相關研究普遍采用投入產出方法從產業、需求、區域等各個層面對碳排放進行了深入分析，研究成果較為豐富。

在產業層面，因為產業結構是影響碳排放的重要變量，目前學術界主要圍繞產業結構與碳排放的關聯性展開研究?，F有文獻利用各類計量模型進行了多種測算，認為隨著產業結構從農業、工業向服務業轉型，能源消耗強度將會逐漸下降，從而降低碳排放強度。部分學者關注高耗能產業、高碳能源產業和低碳產業占比的變化。比如，張宏艷和王煒研究我國1999—2016年省級行政區的面板數據，發現碳排放與產業結構存在單一的門檻效應。投入產出方法也逐漸在碳排放與產業結構關系研究中得到應用。比如，徐愷飛和金繼紅利用中國2002、2007、2012和2015年的投入產出表編制了可比價格，研究了制造業的碳排放結構?；?017年投入產出表，朱佩譽和凌文構建了包括13個中間產業部門和5個能源產業部門的動態CGE模型，探討了不同碳達峰情景對于產業結構的影響。

在需求層面，學者普遍采用投入產出方法分析碳排放的需求驅動因素。烏力吉圖利用中國2002、2007年的投入產出表分析碳排放增長的需求結構，發現投資和出口需求是誘發碳排放增長的主要驅動因素，碳排放是投資出口依存型。張海行分析河北省2007、2012 年的投入產出表、部門能耗等數據，發現產業結構轉型升級減少了河北省2012年的碳排放，而最終需求結構效應和最終需求規模效應是河北省2012年碳排放增加的影響因素。張偉和王韶華利用投入產出方法測算了中國31個行業投資需求、消費需求份額變動對碳排放的影響，發現批發和零售業、住宿和餐飲業、食品和煙草業等是消費結構調整的關鍵部門。

在區域層面，由于國際投入產出表和區域投入產出表存在數據差異，所以相關分析也分為國際和國內兩個方面。在國際區域碳排放結構方面，喬小勇等對WIOD、Eora、EXIOBASE 等國際投入產出數據庫進行重新編制，建立環境擴展的多區域投入產出模型，測算隱含碳排放，發現國際上“南北碳轉移”問題突出，發展中國家生產側排放大于消費側，而發達國家則正好相反。鄧光耀基于多區域投入產出子系統模型，研究了中國與世界其他國家隱含碳排放的關聯效應，發現中國的隱含碳進出口及與此相對應的溢出效應在進出口貿易對象國之間存在差異，比如2015年中國從韓國的隱含碳進口最多，向美國出口的隱含碳最多。董聰等利用國際投入產出表研究了國際間產業轉移與各國碳排放之間的關系，發現國際產業轉移對接收國因國外因素而產生的碳排放增量具有抑制作用。在國內區域碳排放結構方面，鄧榮榮和楊國華利用中國2002—2012年區域投入產出表分析了區域間碳排放轉移，發現經濟發展水平較高的京津地區、北部沿海地區、東部沿海地區、南部沿海地區為主要的凈貿易隱含碳排放轉出區域，且轉出趨勢有所增強，上述區域通過貿易將碳排放轉移至東北、中部、西北等經濟欠發達區域。

綜上所述，通過投入產出方法研究碳排放的結構問題得到了較多學者的認可，但仍然存在如下不足：第一，未能綜合考慮碳排放的供給和需求，導致分析結果存在偏頗;第二，缺乏最新的區域間投入產出數據，無法充分反映各省級行政區之間的差異。鑒于此，本文采用較新的2017年中國區域間投入產出表探討了碳排放的產業、供需和區域結構關系。

三、我國碳排放的供需和區域結構

根據投入產出關系，總投入形成中間品產出和最終需求，因而最終需求與總投入存在矩陣數量關系，各行業的總投入與直接碳排放相關，因而最終需求與各行業的直接碳排放存在矩陣數量關系。碳排放（記為C）與各行業總產出（記為Y）存在正比例關系：

其中，B是直接消耗矩陣。最終需求可以進一步分解為：

其中，C、I、E分別代表消費、投資和出口，因而消費、投資、出口都可以分解出對應的碳排放。

中國碳核算數據庫（CEADs）提供了2017年中國31個省級行政區和42個社會經濟部門的投入產出表，并將碳排放對應到了各地各行業，利用該表可以對31個省級行政區的碳排放進行區域分析。

（一）碳排放的產業結構

當前產業結構下碳排放進入高位調整期，但近兩年重點排放行業產量和投資“雙增”加大了后續碳達峰和碳中和工作的壓力。圖1呈現了2000—2020年中國碳排放變化趨勢。2000—2013年中國全行業碳排放處于快速增長階段，二氧化碳排放從2000年的30.03億噸迅速增長到2013年的95.34億噸，2013年至今全行業碳排放已經進入平臺期，在95億噸左右波動，2016年碳排放一度下降至92.17億噸，2018年又增長至96.21億噸。2019、2020年高碳排放行業產量和投資雙增，導致碳排放逆勢增長。2019、2020年鋼鐵產量分別同比增長9.8%和6.1%，水泥分別同比增長7.7%和1.6%，而2014—2018年這兩種商品的年均增速僅為3.3%和0.4%。2021年上半年，由于原材料價格持續上漲和需求復蘇，鋼鐵和水泥產量分別增長13.9%和14.1%。在不少地區，“碳達峰”變成了“碳沖鋒”，加速上馬“兩高”項目，2021年上半年黑色金屬冶煉和壓延業固定資產投資同比增長26.3%，非金屬礦物制品業同比增長16.3%，遠高于全行業固定資產投資的增速（12.6%）。高碳排放制造業產量和投資雙增使雙碳目標的實現面臨更大挑戰。

從碳排放總量的分布看，2018年第一、第二、第三產業占全社會碳排放總量的比重分別為1.8%、70.3%、16.8%，其余11.1%為生活消費。僅制造業碳排放占全社會碳排放的比重就高達60%，而在制造業碳排放中，黑色金屬冶煉和壓延業（鋼鐵）占37.4%，非金屬礦物制品（建材）占22.8%，化工占9.3%，這三個行業位列前三。此外，有色金屬、石油加工等行業也是碳排放的重點行業。

從直接碳排放量來看，第一、第二、第三產業分別占1.0%、84.4%、10.1%，生活消費占4.5%。分行業來看，電水燃氣供應的碳排放量最高，主要是以火電為主的電力產業，占比高達46.93%;其次是制造業，占比達到35.88%，其中鋼鐵行業占19.06%，非金屬礦物制品占11.37%，化工占3.48%;交通運輸和倉儲行業的碳排放也較高，達到8.44%。這三大行業碳排放之和的占比已達到91.25%，其他行業碳排放占比低于9%。受制造業產量和投資雙增的影響，制造業和電力行業直接碳排放也出現了顯著增長。

（二）碳排放的需求結構

根據2017年中國投入產出表，從最終需求端分析碳排放來源，消費、投資、出口引致的碳排放量占比分別為30.83%、49.96%、19.21%，而最終需求中消費、投資、出口占比分別為45.48%、37.21%、17.31%。這意味著投資的碳排放強度最高，出口的碳排放強度次之，而消費的碳排放強度較弱。

根據最終需求計算的各行業碳排放量（圖2）來看，建筑業的投資需求，設備制造業的消費、投資和出口需求，輕工業的消費和出口需求是碳排放最大的領域。

建筑業的碳排放規模最大，達到35.6億噸，且都用于投資。其次是通用設備、專用設備、電子設備等設備制造業，達到17.3億噸，其中用于本國消費2億噸，投資8億噸，出口7.2億噸，通用設備和專用設備的碳排放主要用于投資需求，而電子設備等主要用于出口需求。輕工業也達到8.4億噸，其中用于消費5.1億噸，投資0.37億噸，出口2.9億噸，主要是由于食品工業的消費需求引致的碳排放較高。設備制造和輕工業處于產業鏈下游，從生產端來看直接碳排放均較低，但實際上電力和鋼鐵的碳排放都服務于這些行業的最終消費和出口。

圖3給出了各行業最終需求占比和根據最終需求計算的各行業碳排放占比。水電燃氣供應業的最終需求占比僅為0.7%，碳排放占比卻高達5.1%，這既與電價市場化改革尚未完成、以市場價格計算的電力需求被低估有關，也與我國能源生產和轉換過程中煤電占比高有關。服務業部門表現出低碳特征，比如以教育、醫療、公共服務為主的其他服務業最終需求占比為16.2%，但碳排放占比僅為7.7%。

可見，房地產開發、基礎設施建設引致的投資需求是導致產業鏈高能耗、高碳排放的主要原因。比較內需和出口，發現中國約20%的碳排放是為了滿足出口，出口導向型經濟結構導致部分產業鏈服務于出口，產品和服務輸出國外，碳排放卻計入中國，這是明顯的國際環境外部性問題。中國經濟的低碳轉型必將伴隨產業需求結構的深度調整。

從投資結構來看，我國投資端的碳排放較高主要是由于經濟過度依賴房地產和基建投資。2007年以來，我國投資結構中房地產開發平均占20%，基建投資平均占24%，而這兩類投資都需要消耗大量鋼鐵、水泥、建材等高碳排放產品。在中國的最終需求結構中，建筑業的資本形成占全部最終需求的比重不斷上升，從2007年的17.4%到2010年19.2%，再到2015年的22.0%，2017年已達到23.3%。而建筑業的資本形成主要為房地產和基建投資，尤其是在新冠肺炎疫情沖擊下，房地產投資在全社會固定資產投資中的占比不斷上升，從2018年的18.9%大幅攀升至2020年的27.3%，2021年1—9月，這一比例進一步提升至28.3%，基礎設施建設投資占比更是從2018年的27.3%大幅攀升至2020年的35.7%。建筑業投資需求的大幅增長引致鋼鐵、建材等高耗能、高排放產業產能和產量大幅擴張。由此可見，房地產和基建產生的投資需求是導致高能耗、高碳排放型產業的根本原因。然而，要改變這種房地產和基建投資依賴是極為困難的，房地產和基建投資一頭連著經濟增長，另一頭連著金融機構和地方政府財政，壓縮房地產和基建投資很可能需要承受一定的經濟下行風險和金融風險。

從出口結構來看，出口產品結構中重化工業和機械設備占比較高，導致出口碳排放較高。根據2017年全國投入產出表，全行業總出口額為17.4萬億元，出口的碳排放量為18.1億噸，每萬元出口隱含碳排放為1.04噸。重化工業產品在出口中的占比為16.0%，但引致的出口隱含碳排放量占比高達29.5%，建材、鋼鐵、金屬制品的每萬元出口隱含碳排放分別高達3.13噸、3.05噸、1.92噸，遠高于全行業平均值。機械和運輸設備在出口中的占比為19.6%，引致的出口隱含碳排放量占比達到23.8%，單位出口的碳排放也高于全行業平均值，這是由于通用設備、專用設備、交通運輸設備這些行業產品的生產需要消耗一定的高碳排放產品。這意味著重化工業和機械設備行業以三分之一的出口份額造成了一半以上的出口碳排放。以信息技術服務、商務服務和金融業為代表的現代服務業的每萬元出口含碳量平均僅為0.5噸。服務貿易的出口含碳量較低，是未來出口低碳化轉型的重要方向。中國在高碳的重化工業和勞動密集型產業具有長期積累的國際競爭力，而在低碳的服務貿易領域開放程度較低，這種比較優勢決定了目前出口的高碳排放特征。在新冠肺炎疫情沖擊之下，全球對中國制造的依賴程度進一步提升，這使中國改變當前高碳出口的現狀面臨更大的挑戰。

從消費結構來看，居住和交通等物質消費占比仍較高，導致高碳消費結構。2012—2019年，隨著人民生活水平的改善，居民消費支出中的食品煙酒占比逐年下降，從31.2%穩步下降至28.2%，同時衣著支出也從7.8%下降至6.2%，但食品消費仍然占據主要份額。同期，居住和交通消費支出占比則上升了，居住從22.7%提高至23.4%，交通從12.3%提高至13.3%。與之相對應的是，2019年教育、文化娛樂、醫療等服務消費占比僅為20.5%。這主要是由于我國仍處于城鎮化的高速發展期，人們對于城市住房和交通的消費需求仍處于大幅增長狀態，而居住和交通等消費對應的建筑業和交通運輸業都需要消耗大量重化工業產品和燃料，因而導致我國消費結構整體上呈現碳消耗強度較高的特征。

（三）碳排放的區域結構

從2017年中國投入產出表測算可以發現，各地產業結構不同導致了截然不同的碳排放形勢，北方整體的碳生產大于碳消費，而南方整體碳消費大于碳生產。

圖4給出了中國31個省級行政區從生產端和消費端計算的碳排放。從生產端來看，山東、河北、內蒙古、河南、山西、遼寧等能源和重化工業占比較高的省份碳排放量較高。內蒙古、山西作為能源供應基地，在保障其他地區煤炭供應的同時，也向外輸出由煤炭轉換而成的電力。從消費端來看，經濟大省的碳消費均較高。廣東、山東、江蘇、河南、河北、浙江等省份的碳消費居前，廣東、浙江的碳消費主要從外省輸入，江蘇、山東主要消費自身生產的碳。

再來考察中國碳排放的區域供需特征（圖5）?？梢岳锰驾斎胼敵霰戎担ㄍㄟ^將各省級行政區消費端的碳排放除以自身生產端的碳排放來計算）來反映碳排放的區域供需特征，該比值大于1代表碳輸入，比值小于1代表碳輸出。北京的碳輸入輸出比值達到2.96，北京市的產業結構中服務業占比較高，生產端的碳排放量很低，但消費的碳較高，生產生活用電來自內蒙古、山西等能源供應地。浙江、廣東、重慶、云南的碳輸入值也較高，均在1.5以上，意味著這四個省份消費的碳50%以上由其他地區生產，此外，同屬南方地區的江西、湖南、湖北、四川四省的碳輸入輸出比值均在1以上。而北方的河北、山西、內蒙古、遼寧、甘肅、寧夏、新疆等地區的碳輸入輸出比值均明顯小于1，內蒙古為0.48，山西為0.59，遼寧為0.64，這意味著內蒙古一半以上的碳排放是為了滿足其他地區的需求而產生，山西、遼寧也有近五分之二的碳排放用于滿足其他地區的需求?！氨鄙a南消費”的碳排放格局是由南北方不同的產業結構決定的。我國北方地區能源資源豐富，主要從事能源、重化工業等上游產業，而南方地區則處于產業鏈下游，上游的高碳型產業為下游發展承擔了更多的碳排放。

本質上，上述“北生產南消費”的碳排放區域格局是由北方倚重煤炭能源和重化工業與南方占據下游生產制造環節的產業分工格局導致的。鋼鐵、化工、建材、有色、石油和煤炭加工業等高碳排放重化工業的產值在山東、河北、遼寧GDP中的占比依次為27.1%、19.4%、14.2%，遠高于全國11.7%的平均水平，導致這三個省生產端的碳排放較高。內蒙古、山西是重要的煤炭資源供應基地，因而，兩地生產端的碳排放遠大于消費端的碳排放。而東南沿海省份對于北方地區的能源和重工業也存在普遍依賴性，廣東需求端的碳排放來自內蒙古、山西、山東、河北、遼寧五省的比例高達22.1%，浙江也高達24.8%。北京較為特殊，由于制造業一直向外疏解，所以北京自身的碳排放量很低，但是北京需求端的碳排放來自上述五省的比例高達33.7%。碳排放的區域格局源于區域產業結構差異，應該在全國一盤棋實現雙碳目標的發展思路下，同時發揮南北方的積極性。

四、推進碳排放供需和區域結構優化的政策建議

為了引導各地區各行業科學有序實現碳達峰，推動發展方式全方位轉變和經濟高質量發展，需要加快優化產業結構、供需結構和區域產業分工結構，具體提出以下五點政策建議：

第一，結合市場需求和行業特性，有保有壓推動制造業科學有序實現碳達峰。既要督促地方政府嚴禁違規上馬“兩高”項目，嚴格執行減量替代、產能置換政策，堅決遏制“兩高”項目盲目發展，也要引導地方政府從市場需求出發合理安排產業發展，堅決防范“運動式減碳”，防范通過限產等“一刀切”方式推動地區和行業實現碳達峰。堅持分類施策、分區施策、分業施策，在保障國家產業安全、能源安全和經濟持續穩定發展的前提下，按照地區有先有后、產業有保有壓的思路，推動各地區、各行業梯次實現碳達峰。引導各地結合經濟發展水平、產業結構特征、技術條件和在全國的功能定位，科學確定碳達峰時點、峰值和行動方案。結合市場需求和減污降碳技術發展趨勢，引導重點行業和企業科學實現達峰。

第二，推動高碳排放需求結構的轉型。堅持“房住不炒”，減小經濟增長對房地產和基建投資的依賴，推動更多資源向科技創新和戰略新興產業集中，提升投資的質量和效率，壓減無效投資，避免重復投資。大力提高基礎研發、新型基礎設施建設投資的占比，建立健全共性技術平臺，提升公共投資的效率。優化出口政策，逐步減少出口的隱含碳排放，研究中國實施碳邊境調整機制可能產生的影響，建立和完善中國碳配額交易進口和出口認證制度，構建進出口貿易的全供應鏈碳排放計量體系，將碳邊境調整機制與碳交易機制、碳排放計量體系有效銜接。鼓勵發展分布式能源，發展家用光伏產業。推動消費轉型升級，鼓勵低碳消費，加強城市電動車充電樁布局。

第三，優化區域碳排放的配額分配和補償機制。簡單地限制碳排放，將導致北方地區發展權受到較大限制，并可能進一步拉大南北經濟差距。應該統籌南北差異，合理分配碳排放配額，進行區域間環境轉移支付，避免“一刀切”政策。在碳排放目標、配額、跨區域補償、碳稅、橫向轉移支付等方面實現區域協調。在設計各地雙碳工作的考核目標時，除了考慮歷史碳排放和產業結構之外，還應充分反映碳排放的供需關系及能源、糧食、基礎工業原材料等保供因素，確保尊重產業分工規律和減碳目標之間的平衡。統籌考慮能源資源保供和減碳目標考核，對于完成能源資源保供任務的能源保供地區和工業基礎原料供應地區，可適當降低碳排放考核要求。完善跨區域生態補償機制，發展市場化碳配額補償機制，在全國碳市場中開設行政單位碳交易平臺。對于碳排放轉移關系固定的地區，可以考慮建立橫向轉移支付制度，幫助能源供應基地減污降碳。

第四，推動碳捕捉、利用和封存（CCUS）技術的發展及產業化。面對CCUS項目創新性強、建設周期長、投資大等現實問題，應鼓勵國家綠色發展基金等組織投資CCUS項目，建立CCUS技術的稅收優惠機制，形成合理收益模式，進而實現二氧化碳的資源化、規?；a業化應用。同時，在提高能源采收率、合成高附加值化學產品、增產農林產品等方面，逐漸形成技術耦合、源匯匹配的跨行業CCUS戰略性新興產業集群。優先在重點區域建設CCUS示范產業園區，完善產業部署以及管理體系，形成CCUS低碳產業鏈，進而建立健全綠色低碳循環發展的經濟體系。

第五，完善碳市場機制設計，提升碳定價能力。逐步擴大碳市場的范圍，穩步將高耗能、高電力需求的終端行業納入碳市場，形成供需聯動，增加碳市場活力，提高碳市場的減排效率。遵循適度從緊原則確定碳配額總量，保證合理的市場供需關系。引入有償分配方式，逐步提升碳配額拍賣比例。豐富參與主體和碳金融產品，提高市場流動性。有序開展碳金融產品創新，探索基于現貨的衍生品，開展包括碳基金、碳資產質押貸款、碳資產授信、碳保險等在內的各項碳金融服務。建立靈活調節供給的市場穩定機制，吸納和釋放配額，發揮“蓄水池”功能。加強全國碳交易市場與區域碳市場的銜接，暢通各類碳配額在全國范圍內流通的機制。

〔責任編輯：來向紅〕