上海市產業綠色低碳高質量發展研究
——基于非競爭型投入產出模型

□ 張東海

我國經濟的發展已由高速增長階段轉向高質量發展階段，意味著經濟的發展不再一味追求GDP，而是轉向提高經濟發展的質量，解決以往以效率換增長、以污染換增長的發展方式問題，更多地關注優化經濟結構、減少污染和排放等方面[1]。黨的二十大報告提出，要加快建設現代化經濟體系，著力提高全要素生產率，著力提升產業鏈供應鏈韌性和安全水平；要加快發展方式綠色轉型；推動經濟社會發展綠色化、低碳化是實現高質量發展的關鍵環節。

現有文獻關于產業綠色低碳高質量發展的研究主要側重于低碳發展或高效率發展的某一方面。在低碳發展方面，部分研究[2-4]基于投入產出模型，計算得到各產業能源強度和碳排強度，通過分析碳排放轉移的產業關聯性，給出產業結構優化發展路徑；在經濟高效率發展方面，部分研究[5-6]運用DEA 模型測度不同產業發展的投入產出效率。現有文獻也鮮有將兩者相結合的研究，徐大豐[7]基于投入產出模型，通過計算各產業碳排放影響力系數，提出既能降低碳排放又能保持經濟增長的產業結構調整策略。此外，現有文獻一般基于競爭型投入產出模型，基于本地區的非競爭型投入產出模型分析的研究方法也較為罕見，此方法需要將他省調入也從中間投入部分扣除。

本文在基于非競爭型投入產出模型的基礎上，以上海市為例，通過計算得到碳生產率、增加值率和關聯度等指標，將產業碳足跡、產業附加值率和產業關聯度相結合，綜合反映上海市各產業綠色低碳高質量發展的水平，并進行聚類分析，進一步提出各產業綠色低碳高質量發展的方向建議，為上海市雙碳目標路徑的制定和現代化經濟體系建設提供決策參考。

| 模型構建與數據處理

（一）模型構建

當前國內公布的投入產出表為競爭型投入產出表，依據競爭型投入產出表計算本地區的行業間中間消耗會產生高估的問題，需要將進口產品作為中間投入部分進行單列，因此也就形成了非競爭型投入產出表。對于單個地區而言，參照林衛斌等[8]將進口中間投入剔除的研究方法，將進口中間投入和他省調入中間投入同時剔除，形成本地非競爭直接消耗系數矩陣和本地非競爭完全消耗系數矩陣。

1.本地非競爭完全消耗系數。競爭型投入產出模型基本形式為式（1）。

其中，X為各產業總產出列向量，I為單位矩陣，A為直接消耗系數矩陣，Y為最終使用列向量。(I-A)-1為列昂惕夫逆矩陣，也即完全消耗系數矩陣，其元素表示所屬列行業生產單位最終產品時對所屬行行業的產品消耗情況，包括直接消耗和間接消耗。

設MF為進口調入系數對角矩陣，假設行業i進口產品和他省調入產品在所有產品部門j的投入中的比例相同，其對角元素可按式（2）計算，對角元素為進口產品和他省調入產品在中間投入中的占比。借助MF將進口中間投入和他省調入中間投入剔除，進而得到本地非競爭直接消耗系數矩陣，見式（3）。接著根據直接消耗系數和完全消耗系數之間的關系，通過式（4）計算得到本地非競爭完全消耗系數矩陣。

其中，mfii為對角矩陣的對角元素，IMi為i行業產品進口額，IFi為i行業產品國內省外流入額，Xi為i行業產出，Al為本地非競爭直接消耗系數矩陣，Bl為本地非競爭完全消耗系數矩陣。

2.本地非競爭碳排放完全消耗系數。各產業碳排放量根據該行業分品種能源消費量乘以相應的碳排放系數計算得到，用Ci表示i產業的碳排放量。各產業碳排放強度是指產業單位產出所產生的二氧化碳排放量，為便于計算，將各產業碳排放強度表示為對角矩陣的形式，用E表示，其對角矩陣為產業單位產出的碳排放量，見式（5）。

用F表示本地非競爭碳排放完全消耗系數矩陣，其元素Fij表示j行業生產單位最終產品時對i行業的消耗碳排放，包括直接消耗碳排放和間接消耗碳排放。其計算方法見式（6），為產業碳排放強度對角矩陣與本地非競爭完全消耗系數矩陣的乘積。

3.碳生產率、增加值率和關聯度。本文所指產業碳生產率為各產業單位本地完全消耗碳排放所能產生的最終產品數額，為本地非競爭碳排放完全消耗系數矩陣列向量之和的倒數，也即1/Fj，反映了產業碳排放的生產效率水平和產業碳足跡。產業增加值率由投入產出表中行業增加值（用Vj表示）與總投入（總產出）相除得到，也即Vj/X j，反映了產業生產的總體經濟效益水平。本文所指關聯度為本地國民經濟每增加一個單位最終產品時對某產業的需求感應程度，由本地非競爭完全消耗系數矩陣對應產業的行和（用Bli表示）以及增加值（用Vi表示）占國民生產總值（用V表示）比重相乘得到，也即Bli×Vi/V。

4.聚類分析。基于上述計算得到碳生產率、增加值率和關聯度三項指標數據，對全行業產業進行聚類分析，以對各產業進行歸類，有利于進一步分析各類產業的特點。由于事先不確定聚類的數量，采用系統聚類方法以直觀判斷產業聚類數量，其距離度量方法選用離差平方和法。在聚類分析之前需要對指標數據進行歸一化處理以消除量綱的影響，本文選用最大最小值歸一化方法。

（二）數據來源與處理

1.基礎數據。投入產出表數據來源于《上海2017 年投入產出表》，能源消耗數據來源于《2018 上海能源和環境統計年鑒》，二氧化碳排放系數主要來源于最新《生態環境部關于商請提供2018 年度省級人民政府控制溫室氣體排放目標責任落實情況自評估報告的函》，其中煤炭、石油和天然氣的排放因子分別按2.66 噸二氧化碳/噸標煤、1.73 噸二氧化碳/ 噸標煤和1.56噸二氧化碳/噸標煤，電力排放因子按0.5641 千克二氧化碳/千瓦時設置。熱力排放因子按照《上海市生態環境局關于調整本市溫室氣體排放核算指南相關排放因子數值的通知》中上海市特征值0.06 噸二氧化碳/吉焦設置。

2.部門調整與合并。由于投入產出表產業分類與上海能源和環境統計年鑒中的產業分類并不是一一對應關系，需將《2018 上海能源和環境統計年鑒》中的產業部門合并以與《上海2017 年投入產出表》中的產業部門相對應，最終調整為與投入產出表口徑一致的42 個產業部門。

| 實證結果與分析

（一）碳生產率、增加值率和關聯度

根據上述所構建的模型，計算得到上海市各產業碳生產率、增加值率和關聯度（表1）。碳生產率為每噸二氧化碳排放情況下所能生產的產品價值（產業碳足跡的倒數），產業碳生產率與產業的能耗以及產業鏈的長短相關，能耗越大、產業鏈越長則碳生產率越小。增加值率代表了附加值率的高低，附加值率越高的行業增加值率越高。關聯度表示單位本地國內生產總值對行業部門產出的完全需求感應程度，代表了本地經濟發展對產業的依賴程度。

（二）聚類分析

運用計算機編程語言Python，將上述所計算得到的上海市各產業碳生產率、增加值率和關聯度三個指標數據歸一化后進行系統聚類分析。具體聚類分析結果見圖1。從聚類樹狀圖看，將42 個行業以0.85距離為分界線分為五個類別較為合適。金融、批發和零售歸為一類，記為第I 類；房地產、教育等歸為一類，記為第Ⅱ類；研究和試驗發展、綜合技術服務等歸為一類，記為第Ⅲ類；租賃和商務服務、儀器儀表等歸為一類，記為第Ⅳ類；金屬冶煉和壓延加工品業、化學產品等歸為一類，記為第Ⅴ類。

（三）結果分析

從表1 指標數據和圖1 聚類結果看，第I 類行業的三個指標都處于較高水平，可視為優勢發展產業；第Ⅱ類行業增加值率和碳生產率都處于較高水平，但關聯度普遍較低，可視為自身效率發展水平較高但需提高服務其他行業能力的產業；第Ⅲ類行業的三個指標總體位于中間水平，有望逐步提高發展水平，可視為逐步向高質量發展的產業；第Ⅳ類行業碳生產率普遍較高，但增加值率較低，可視為亟需提高附加值率的產業；第Ⅴ類行業三個指標總體處于較低水平，可視為亟需轉型發展的產業。

| 結論與建議

（一）繼續擴大第I 類行業發展優勢

在產業綠色低碳轉型發展的形勢下，作為上海市支柱型產業的金融業、批發和零售業（第I 類）的發展優勢進一步凸顯，這兩大產業的發展意味著產業經濟的綠色低碳發展和經濟高效發展的雙發展。下一步上海市產業經濟發展，可進一步擴大這兩大支柱型產業的發展優勢，尤其是擴大金融業發展優勢。

（二）著力提升第Ⅱ類和第Ⅲ類行業生產性服務功能

第Ⅱ類和第Ⅲ類行業關聯度普遍較低，主要原因在于其生產性服務的功能未能很好地體現。生產性服務業作為促進技術進步、提高生產效率的服務行業，是制造業高端智能化的重要支撐，也是推動產業結構升級的重點。下一步經濟產業的發展需著力提升生產性服務功能，以引領全市產業價值鏈向高端發展。

（三）著重提高第Ⅳ類行業增加值率

第Ⅳ類行業如儀器儀表、通信設備、計算機和其他電子設備、交通運輸設備、通用設備等產業普遍存在增加值率偏低的問題，其主要問題還在于相關產業以來料加工形式為主的特點，關鍵技術和產品部件依賴進口，以致于產業技術創新能力不足。第Ⅳ類產業下一步發展的重點在于通過加大自主研發、深化體制機制改革等方式提高產業的附加值率。

（四）加快第Ⅴ類行業低碳轉型發展

第Ⅴ類行業如鋼鐵、石化、化工等傳統高耗能行業所占比重仍然較高，傳統高耗能行業仍然是阻礙上海市經濟綠色低碳發展的主要因素，在雙碳戰略背景下亟需低碳轉型發展。上海市產業經濟的發展需進一步遏制高耗能高排放項目的發展，淘汰落后產能，尤其是加快鋼鐵、化工等產業的綠色化改造，向新材料、智能制造、精細化工、循環經濟等優勢產業方向轉型發展。

為更準確全面地探究各國家或地區之間的產業綠色低碳高質量發展問題，開展連續可比價時間序列的投入產出分析可作為下一步的研究方向，基于國際和區域間競爭型投入產出模型的研究也可作為未來的研究方向。