“雙碳”目標下河南省產業結構優化研究

牛巾英 任群羅 劉子葉

新疆財經大學經濟學院

0 前言

隨著人類活動對全球氣候的影響，氣候危機的影響范圍越來越廣泛。我國升溫幅度高于全球平均水平，由氣候變化造成的直接經濟損失是全球平均水平的7 倍多，因此氣候問題受到越來越多人們的重視。在第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要中再次強調“積極應對氣候變化”，要求“落實2030 年應對氣候變化國家自主貢獻目標，制定2030 年前碳排放達峰行動方案”。2022 年3 月5日，習近平總書記在十三屆全國人大五次會議上強調：“要積極穩妥推進碳達峰碳中和工作。”習近平總書記在二十大報告中指出：“積極穩妥推進碳達峰碳中和。”“雙碳”目標意味著我國經濟增長方式和增長動能將發生巨大變化，從而影響我國產業結構的調整與優化。產業結構的調整、優化和變革路徑關乎著一國或地區經濟發展。產業結構優化有利于促進高質量發展。在“雙碳”目標下，河南省面對第二、三產業發展潛力并未全部激發，產業結構有待進一步優化，邁入后工業化階段道路漫長，如何進行產業結構優化？本文將在理論基礎上對“雙碳”目標下河南產業結構優化進行研究。對河南產業結構與碳排放作出相關性分析，并利用環境負荷模型，探索“雙碳”目標實現與產業結構之間的關系，并提出合理的產業結構調整優化對策。

1 文獻綜述

根據本文所研究的內容和所參考文獻，目前為止可以將針對低碳經濟、“雙碳”等與產業結構優化相結合的研究大體分為以下兩類：

1）將低碳目標作為約束條件，探討產業結構優化對低碳目標實現的影響

呂志勝（2012）將能源消費總量增長率作為因變量建立適合的環境負荷模型，得出產業結構調整優化的兩條路徑［1］。劉春山等（2013）利用動態優化理論，將經濟增長與低碳環保作為兩個優化目標，建立多目標優化模型，得出大力發展的十類產業［2］。張恪渝等（2017）利用投入產出表形成產業結構優化模型，在能源與碳排放的雙重約束下，得出要加大服務業的發展，第二產業大部分市場規模應降低的論斷［3］。唐曉華等（2018）將低碳、就業、經濟作為約束條件，與劉春山等（2013）研究方法相同構建了制造業多目標優化模型，利用遺傳算法，得出三種制造業產業結構調整方案［4］。李國平等（2022）從碳排放規模與碳排放強度兩個維度分析，得出先進制造業發展不僅可以優化河北省產業結構，也有利于“雙碳”目標的實現［5］。李治國等（2022）通過采用向量自回歸模型，證實產業結構升級會抑制碳排放強度的增加［6］。

2）將低碳經濟納入產業結構優化指標

郭朝先等（2008）利用2002 年全國投入產出表，將環境效益納入指標之中，得出不同產業升級路線［7］。王海宏（2014）利用因子分析模型，將產業結構優化的評價指標體系分為三個層次，將環境、資源和諧發展作為第二層次內容之一［8］。賀丹等（2015）從生態化、高級化和合理化三個方面重構產業結構優化評價指標體系，將與低碳有關指標納入生態化中［9］。孫麗文等（2019）的研究方法與賀丹等（2015）類似，從高度化、合理化、生態化三個方面構建產業結構優化評價指標體系，并在賀丹等（2015）基礎上利用與唐曉華（2018）類似的加速遺傳算法，得出產業結構優化水平及對其的評價建議［10］。周超（2020）從合理化、高級化、生態化、科技化四個方面對產業結構優化水平進行評價，并將生態環境建設等方面指標納入產業結構優化評價中，指出生態化產業是河南產業結構優化的必然選擇［11］。余倩倩（2020）將產業結構優化與綠色發展相結合構成評價體系，利用全要素生產率等方法，得出生態環境隨著產業結構升級不斷改善［12］。

綜上所述，一部分學者將低碳、“雙碳”目標等作為產業結構優化的限制指標，研究產業結構優化或者產業結構如何調整。另一部分學者則在原有傳統的產業結構優化合理化與高級化兩個方面，加入新的有關低碳或者能耗相關的指標，對產業結構優化評價體系進行創新。由于“雙碳”目標的提出使得碳排放成為了限制性指標，所以本文更傾向于第一類文獻，將“雙碳”作為前提，現狀分析與計量分析相結合。

2 河南省產業結構與碳排放現狀分析

本文根據近三年來《中國統計年鑒》中全國各地區生產總值匯總表，得出河南省近三年來生產總值保持在50 000 億～60 000 億元區間。為進一步了解河南的產業結構、碳排放總量及強度變化現狀，選擇全國其他各省經濟總量在50 000億～60 000 億元區間、區位條件、自然資源、經濟基礎等方面與河南省相近的省區（湖北、四川），進行橫向比較。同時，本著客觀性分析，采用了《中國統計年鑒》、中國碳核算數據庫（CEADs）中碳排放總量和強度等有關數據。

2.1 河南省三次產業結構變化

從圖1 看，河南、四川、湖北三省份產業結構從“二、三、一”向“三、二、一”形態過渡。從第一產業占比來看，三省份相差并不大，在2%～3%之間。這也間接說明了第一產業不是造成三省份碳排放差異的主要原因，同時根據后文對產業碳排放分析，也可以得出第一產業對河南省碳排放的影響不是主要方面。從第二產業看，雖河南省、四川省和湖北省第二產業占比總體呈下降趨勢，但河南省下降幅度在三省份中為最小，且近10年來河南省第二產業占比在三者當中一直處于同期最高。河南省與其他兩省份在第二產業上的差異有可能為三省份碳排放差異較大的主要原因。并且根據碳排放主要集中于第二產業的碳排放定義，同時后文分析得出，第二產業對河南省碳排放的影響是主要方面。從第三產業看，河南省第三產業相對于其他兩省份對目前本省經濟發展作用相對較弱。從第三產業占比上升幅度來看，河南省15.5%，四川11.6%，湖北10.3%。河南省第三產業占比上升幅度最大，說明河南省在積極轉變發展方式，優化產業結構。

圖1 2010-2019年河南、湖北、四川三次產業所占生產總值比重

綜上所述，河南省產業結構向“三、二、一”結構過渡，在2018 年第三產業超過第二產業占比，但目前第三產業與第二產業之間差距較小，2019年第三產業占比增長和第一、二產業占比下降的速度放緩，向后工業化階段過渡緩慢。在“雙碳”目標下，河南省促進產業結構優化道路漫長。

2.2 河南省碳排放總量及強度變化分析

2.2.1 河南省碳排放量份額先上升后下降

碳排放是指煤炭、天然氣、石油等化石能源燃燒活動和工業生產過程以及土地利用、土地利用變化與林業活動產生的溫室氣體排放。1997 年以來，河南省碳排放量所占份額先上升后下降，總體呈下降趨勢，變化幅度在2%之間。在2019 年達到最小值，為3.78%(見圖2)［5］。近年河南省生產總值占全國的比重為5.5%左右，人口占全國的比重為7%左右，明顯低于河南省碳排放份額。因此，在減少碳排放，實現“雙碳”目標方面，河南省做出了巨大貢獻。

圖2 1997-2019年河南碳排放量占全國份額變化情況

2.2.2 河南省碳排放規模整體呈擴大趨勢，2011 年后出現波動回落

從圖3 三省各自碳排放總量變化情況來看，河南省碳排放總量呈先上升后下降趨勢。經濟快速增長也促使河南省2011 年碳排放總量達到往年最大值。河南省碳排放在2011年之后呈下降趨勢，同時在2015 年至2017 年出現小幅度回升。《2012 年河南省污染防治工作要點》、審議并通過河南省地質環境保護條例法規以及制定河南省減少污染物排放條例，從法律法規層面上促使2012 年及以后河南省碳排放總量得到控制并下降。湖北和四川兩個省份碳排放總量呈先上升后下降再回升趨勢，在2011 年和2014 年分別達到最大值321.88 百萬t和298.40 百萬t，并在2016 年后和2017 年后分別出現小幅度回升。在“十二五”規劃中指出要堅持保護環境，樹立綠色、低碳發展理念，在“十三五”規劃中強調把生態環境保護放在更加突出位置，兩個五年規劃理念不斷指導實踐，也成為了三省份碳排放總量在2011年和2014年達到最大值之后呈下降趨勢，這一變化情況的政治因素。

圖3 1997-2019年河南、湖北、四川碳排放總量變化

2.2.3 河南省碳排放強度呈下降趨勢，與對比省份存在差距

碳排放強度是指單位生產總值產生的碳排放量，主要用于衡量能源利用質量和碳排放效率，也反映了一個國家或地區碳排放量與經濟發展之間的關系，是量化減排目標的重要指標。從圖4 總體來看，三省份碳排放強度在1997-2019 年期間總體呈下降趨勢，但河南省因碳排放總量遠高于湖北和四川兩省份，甚至在2010-2017 年除2012 年以外，成為其他兩省碳排放總量的2倍多。雖然河南往年生產總值高于其他兩省份，但在1997-2019 年期間河南為其他兩省的1.4 倍左右，出現1.5 倍情況較少，并從未大于1.6 倍，這顯然并不足以彌補河南省碳排放總量給碳排放強度帶來的影響，所以使得2005-2019年河南省碳排放強度位于第一。

圖4 1997-2019年河南、湖北、四川碳排放強度變化

3 河南省產業結構與碳排放關系分析

由于相關文獻已經證實，產業結構是造成碳排放差異的重要因素，因此分析河南省產業結構與碳排放關系，有助于在“雙碳”目標下實現產業結構調整和優化的目標。

3.1 河南省產業結構與碳排放

河南省三大產業中，第二產業是碳排放量最多的產業，也是碳排放強度最高的產業，第二產業碳排放約達到386.96 百萬t，該值分別為第一產業和第三產業的59.44 倍和9.78 倍（見表1）。河南省第三產業在總產值貢獻和碳排放方面都要優于第二產業。河南省第二產業碳減排將會是實現“雙碳”目標的主要方面，同時第二產業技術升級、節能減排與第三產業加快發展是在“雙碳”目標下，實現產業結構優化的途徑。

表1 2019 年河南省行業結構與碳排放特征

3.2 河南省第二產業與碳排放

在河南省第二產業內部中，制造業利潤總額份額最大，但2018 年與2019 年兩年的增長率為-26.68%和-12.39%，其發展潛力有待挖掘（見表2）。但從碳排放角度看，制造業的碳排放強度位于采礦業、電力、熱力、燃氣及水生產和供應業和建筑業之后，將成為“雙碳”目標下，第二產業優化結構的突破點。電力、熱力、燃氣及水生產和供應業碳排放總量和強度最高，其碳排放達到了制造業的2.24倍，也是三次產業的所有門類中碳排放總量和強度最大的行業。但在第二產業內部，其利潤總額僅高于采礦業，內部結構亟待轉型升級。電力、熱力、燃氣及水生產和供應業將會是實現“雙碳”目標的主攻方向和產業轉型升級的重要方面。

表2 2019 年河南省第二產業與碳排放特征

3.3 河南省電力、熱力、燃氣及水生產和供應業結構與碳排放

電力、熱力、燃氣及水生產和供應業是河南省碳排放總量和強度最高的行業門類。 該門類內的電力、熱力生產和供應業占據其利潤總額和碳排放的主要部分。該行業利潤總額是燃氣生產和供應業的1. 24 倍，水的生產和供應業的4.66 倍，并且該行業碳排放達到了燃氣生產和供應業的8.35 倍，甚至水的生產和供應業的79 596.43 倍（見表3），說明在電力、熱力、燃氣及水生產和供應業中，電力、熱力生產和供應業占據主導地位。電力生產規模是形成河南省碳排放規模的主要原因，2021年全年規模以上工業發電量2 813.13 億kWh，其中，火電發電量2 447.29 億kWh，占規模以上工業發電量87%。火電發電為發展提供了有力支撐，但同時火電發電也伴隨著大量CO2等污染氣體的排放，促使了電力、熱力、燃氣及水生產和供應業成為河南省碳排放總量和強度最高的門類。

表3 2019 年河南省電力、熱力、燃氣及水生產和供應業結構與碳排放特征

4 碳排放與產業結構優化實證研究

4.1 模型構建與數據處理

4.1.1 模型構建

20 世紀70 年代，埃爾利希(Ehrlich)等人提出環境負荷模型，并確定為如下公式(IPAT 模型)［6］:

其中，I 表示環境負荷，P 表示人口規模，A 表示經濟水平，T 表示技術水平。為了消除量綱影響并使時間序列數據更具穩定性，建立如下雙對數的IPAT 模型進行實證研究，其中用Y（碳排放增長率）來表示I；因X1(工業產值增長率)、X2(建筑業產值增長率)、X3(第三產業增長率)更能反映經濟水平以及出于這三個指標與碳排放相關度較高，所以通過熵值法計算出各自權重來綜合表示A；X4(環保投資額增長率)來表示T；因主要分析產業結構與碳排放之間關系，所以人口規模假設保持不變，增長率為0；μ為隨機誤差項。建立如下模型:

4.1.2 數據處理

本文根據2004-2019 年《統計年鑒》以及中國碳核算數據庫數據找出碳排放總量、工業生產總值、建筑業生產總值、第三產業生產總值、環境污染治理投資總額等數據（見表4），計算出2004-2019年碳排放增長率、工業產值增長率、建筑業產值增長率、第三產業增長率、環保投資額增長率（見表5）。同時，由于環境污染治理投資總額2018 年和2019年數據缺失，其2018年和2019年增長率按2017年增長率進行估計。能源消費增長率數據作為穩健性檢驗中的碳排放總量增長率的替換變量，以檢驗其模型穩健性，在此進行列示。

表4 2003-2019年碳排放總量、環境污染治理投資總額及各項產值情況

表5 各項指標增長率

對于表示經濟水平的三個指標通過極值處理法進行無量綱化，之后通過熵值法得出三個指標各自權重。

1）進行無量綱化［13］

正向指標：

式（3）中：max(xij)和min(xij)分別表示2004-2019 年第j 個指標觀測值中的最大值和最小值。由于三個指標均為正向指標，在此并未列出負向指標處理方法。

2）計算第j項指標的熵值

式（4）中n=16。

3）計算每個指標的權重wij

通過上述數據和計算得出經濟水平的三個指標各自權重如表6［14］。

表6 構建指標體系

4.2 基準模型回歸結果分析

根據表7得出穩健標準誤回歸結果如下：

表7 基準模型回歸結果

從表7 中可以得到以下結果：工業增長率對碳排放總量增長率的影響系數為1.567，在10%的水平上顯著，工業增長率對碳排放總量增長率存在顯著的正向作用；建筑業增長率對碳排放的影響系數為1.071，在15%的水平上顯著；從其系數來看，建筑業對碳排放的影響低于工業對碳排放的影響，這也符合上文分析得出的工業碳排放最高的結論；第三產業增長率對碳排放的影響系數為-1.034，對碳排放總量增長率存在負向作用；環境污染治理投資增加率對碳排放的影響系數為-0.03，對碳排放總量增長率存在負向作用。

綜上所述，發展第三產業和提升環境污染治理投資額有利于實現“雙碳”目標。工業發展和建筑業發展對碳減排具有抑制作用。

4.3 實證結果分析

對模型進行相關性檢驗、模型設定偏誤檢驗、異方差檢驗、序列相關性檢驗，得出不存在多重共線性、模型無設定偏誤、無異方差性、無序列相關性，檢驗結果見表8、表9。

表8 相關性檢驗結果

表9 檢驗結果

4.4 穩健性檢驗

為了檢驗結果的穩健性，進一步將碳排放總量增長率替換為能源消費增長率來衡量環境負荷程度，進行基準回歸，其結果見表10。從表10 中可以得到以下結果：工業增長率和建筑業增長率對能源消費增長率存在正向作用，第三產業增長率對能源消費增長率存在負向作用。環境污染治理投資增加率對能源消費增長率依據存在負向影響，其結果與表7基本一致，說明上文實證分析結果是穩健的，并適應實際變化的。

表10 替換被解釋變量回歸結果

5 結論與建議

近年來，河南省碳排放總量占全國比重穩步下降，但作為人口大省伴隨著經濟發展必然會面臨總量下降緩慢情況，這是實現2030 年碳達峰和2060年碳中和目標必然要克服的問題。本文從以上分析中可以得出以下結論:制造業其利潤總額高，碳排放方面低于電力、熱力、燃氣及水生產和供應業，其將作為第二產業在“雙碳”背景下，實現產業發展的突破口；電力、熱力、燃氣及水生產和供應業占據了碳排放總量的主要部分，其將會是主攻方向和產業轉型升級的重要方面；在“雙碳”目標下，第三產業發展將是產業結構優化的重要方向。因此，為在實現“雙碳”目標下，推動河南省產業結構優化升級，本文提出以下建議：

1）大力推進河南省制造業發展，發展先進制造業和戰略性新興產業

通過大力發展先進制造業和戰略性新興產業對傳統資源型產業進行置換，從而在實現“雙碳”目標下，優化河南省產業結構［5］。要推進產業數字化，對制造業進行全方位、全角度、全鏈條改造，推動制造業走向數字化、網絡化、智能化。也要推進數字產業化，全面部署新一代通信網絡基礎設施，培育壯大人工智能、大數據、網絡安全等新興數字產業，順應世界經濟數字化發展大勢，催生經濟發展新動能［15］。

2）加快發展清潔可再生電力產業，對火電發電產業進行技術改革

完善能源消耗總量和強度調控，重點控制化石能源消費。推進煤炭清潔高效利用，提高節能減排技術普及度，在生產和排污方面做到高附加值，低排放，低污染，由減量化處理逐步轉變為資源化、高值化、規模化利用，使之產生更大的社會和經濟效益。加快光伏發電、風力發電等新能源開發建設步伐，通過技術創新等措施增強發電的穩定性，對煤炭、石油等能源進行逐步替換。

3）第三產業發展顯著優化了河南省碳排放結構

產業結構優化可傾向于扶持第三產業的發展，從而逐步替代第二產業中落后行業［16-17］。加大對生產性服務業發展的推進力度，使其在壯大第三產業力量的同時，助力先進制造業的發展。以供應鏈管理延伸為例，通過發展現代物流融合制造，一方面推動物流全流程數字化發展，另一方面積極搭建制造企業和物流企業對接平臺，創新供應鏈協同模式，推進物流設施和制造服務全流程綠色化、智能化、一體化提升改造［18-20］。在推動“雙碳”目標實現的過程中，使得現代服務業和先進制造業在相融相長的路徑加速發展，同時促進第二、三產業的相互融合發展［21］。