新疆產業結構優化與碳排放的動態關系研究

李新英 靳亞婷 相松延

新疆財經大學經濟學院

0 引言

在新的時代背景下，世界各國對碳排放所引起的環境問題逐漸重視。中國是世界上最大的碳排放國家，2020年我國碳排放量達到98.99億t，占全球總量的31%，是全球主要國家中碳排放份額仍在增長的國家。2020年9月，習近平主席在重要國際會議上提出中國“雙碳”目標。黨的二十大報告指出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，這體現出碳減排對我國經濟增長和綠色發展的重大意義。而產業結構優化是實現低碳經濟發展的關鍵舉措，它可以通過調整產業結構來提高資源配置效率和能源的利用效率，減少能源損耗，從而降低碳排放，推進綠色低碳發展。因此，要實現碳減排目標，發展低碳經濟，必須更加重視產業結構優化升級。

新疆處于絲綢之路經濟帶核心區，是我國重要的能源和工業基地。2000 年實行西部大開發戰略以來，新疆實現了經濟的快速增長，但經濟發展很大程度上依賴于能源資源消耗，重工業化趨勢明顯。2000 年的新疆能源總消費量為3 316 萬tce，2020年為18 981.8萬tce，年均增長9.12%。2000年煤炭占能源消費總量的比重為63.6%，2020年為68.9%，形成了以煤炭為主的能源消費結構。“疆煤東運”“疆電外送”等國家性工程，正將新疆的資源優勢轉化為產業與經濟優勢，但經濟規模逐年擴大的同時，碳排放量也逐年上升。“十四五”期間，新疆積極響應“一帶一路”重大倡議，加快建設國家“三基地一通道”，在這種形勢下，發展經濟與碳減排之間的矛盾將更加突出。如果不調整產業結構，粗放式發展會造成碳排放量進一步上升，造成更大的減排壓力。因此，研究新疆產業結構優化與碳排放之間的動態關系，對促進新疆經濟綠色發展和我國碳減排目標的實現都有重要意義。

1 文獻綜述

1.1 碳排放的影響因素研究

現有文獻對碳排放影響因素的研究主要集中在能源結構、產業結構、經濟增長等。張友國(2010)［1］基于投入產出的結構分解方法研究發現，生產部門能源強度的下降使得中國碳排放強度下降90.65%。虞義華等(2011)［2］采用我國29 個省市區1995-2007年的面板數據，通過廣義最小二乘法(FGLS)模型分析得出第二產業占比越高，碳排放強度越高。楊愷鈞和楊甜甜(2018)［3］同樣認為第二產業比重增加不利于碳減排，并且產業結構對碳排放強度的影響存在顯著的門檻效應。徐成龍等(2014)［4］運用LMDI分解方法分析1994-2010年山東省產業結構調整對碳排放的影響，并結合LEAP模型預測未來產業結構的調整有助于減少碳排放。何永貴和于江浩(2018)［5］運用STIRPAT改進模型對我國碳排放和產業結構關系進行研究，結果發現工業對碳排放影響最大，運輸郵電業對碳排放影響最小。 Okushima 和Tamura(2007)［6］利用1970-1995 年日本的能源消耗量和CO2排放量數據，通過多種校準分解分析法研究發現技術進步明顯降低了能源消耗量和CO2排放量。姚君(2015)［7］運用自向量回歸模型研究發現經濟增長、能源消費對CO2排放作用明顯。

1.2 產業結構優化與碳排放關系的研究

產業結構優化與碳排放關系的相關研究大多采用投入產出分析、分解分析和計量模型分析等。Li等(2017)［8］基于投入產出分析和社會網絡分析建立綜合評價模型，探究中國和日本產業結構的變化趨勢與各部門產生的碳排放之間的關系。結果顯示與日本等發達國家的產業結構特征相比，中國產業結構逐步改善，但工業網絡密度較高，產業結構有待優化。顧阿倫和呂志強(2016)［9］基于投入產出表的結構分解法對碳排放進行分解，發現國民經濟中的基礎性行業多為高耗能行業，未來減排重點需要逐步降低第二產業在國民經濟中的比重。張琳杰和崔海洋(2018)［10］基于1997-2016 年長江中游城市群數據，建立靜態面板模型分析產業結構優化對碳排放的影響，結果顯示相較于產業結構合理化，產業結構高級化的碳減排效果更大。龔海林和周子龍(2017)［11］研究發現在不同經濟狀態下產業結構高級化對碳排放的影響不同。孫攀等(2018)［12］基于1999-2014年中國30個省域的面板數據建立空間杜賓模型，研究發現產業結構合理化與高級化均有利于碳減排且碳排放存在空間溢出效應。曾海鷹和岳歡(2022)［13］以長江三角洲41 個地級市為研究對象，發現產業結構高級化和產業結構合理化會降低本地區的碳排放量，但會增加鄰近地區的碳排放量。李國平和呂爽(2022)［14］分析1997 年以來京津冀的碳排放特征，認為優化產業結構有助于“雙碳”目標的實現。

飛播造林具有速度快、工效高、成本低，以及事半功倍的效果。遼西大部分條件較好的地塊已基本綠化，剩余宜林地的多為高山遠山石質山，人工造林難度大，成本高，可通過飛播造林，加快這些荒山綠化，本研究主要尋求多種技術方法提高飛播造林成活率與保存率。

現有研究成果大多從國家整體層面研究產業結構對碳排放的影響，而研究我國各省份，尤其是研究新疆產業結構優化與碳排放關系的文獻較少。因此，本文選取新疆作為研究對象，從產業結構高級化和產業結構合理化兩方面測度新疆產業結構優化水平，構建灰色關聯模型分析兩者的關聯關系，并通過VAR模型分析兩者的動態關系。本研究可能的貢獻：

1）在“碳達峰碳中和”目標下，為新疆產業結構調整提供思路，對加快構建具有新疆特色的現代化產業體系、實現“雙碳”目標以及推動新疆經濟綠色發展具有重要意義。

2）計算參考序列與比較序列的灰色關聯系數。計算公式如式（10）：

3）探討產業結構高級化和產業結構合理化對碳排放的具體影響，為減碳機制形成新的邏輯解釋。

2 模型設定與變量選取

2.1 模型設定

VAR 模型通常用于預測相關時間序列系統和隨機擾動對變量系統的動態影響，將模型中全部當期變量對所有變量的若干期滯后變量進行回歸，不以嚴格的經濟理論為依據，根據時間序列的統計特性，估計內生變量之間的動態關系。本文基于新疆2000-2020 年產業結構高級化、產業結構合理化、碳排放強度的相關數據，采用向量自回歸模型（VAR）分析新疆產業結構優化與碳排放之間的互動關系。構建一個三元的VAR(p)系統：

其中，CI 表示碳排放強度，TS 表示產業結構高級化，TL 表示產業結構合理化。對CI、TS、TL 取自然對數，降低變量時間序列數據中的異方差，得到新的時間序列變量lnCI、lnTS、lnTL。α10、α20、α30是常數項，α1i、α2i、α3i、β1i、β2i、β3i、γ1i、γ2i、γ3i是待估系數矩陣，p是滯后階數，ε1t、ε2t、ε3t為隨機擾動向量。

2.2 變量選取

綜上所述，新疆產業結構合理化和碳排放強度互為格蘭杰因果關系，產業結構高級化和產業結構合理化互為格蘭杰因果關系，碳排放強度是產業結構高級化的格蘭杰原因，如圖5所示。

2.2.1 產業結構高級化

1.收益會受到政府相關政策的影響。一般來說，項目期限越長，收益的不確定性就越大。城鎮綜合開發項目正是具有投資大、運營期限長的特點，因此，對社會資本方來說，項目運營收益會受到多種因素的影響，特別是宏觀經濟政策的影響。例如國家產業政策、財政政策、稅收政策、金融政策等的變化，都會影響到社會資本方的收益，風險較大。

產業結構高級化指的是產業結構從低級向高級過渡。關于產業結構高級化的測度方法通常有產業產值比重法、產業結構層次系數法［15］、Moore結構變動指數法和夾角余弦法四種，夾角余弦法是對Moore 結構變動指數法的改進。本文參考付凌暉(2010)［16］的空間向量夾角法，通過研究空間解析幾何三維向量夾角的思路，來表示產業結構提升程度。首先測度第一、第二、第三產業增加值與地區生產總值的比值，作為空間向量中的一個分量，構成一組三維向量X0=(x1,0,x2,0,x3,0)，然后分別測度X0與產業從低到高排列的向量X1=(1,0,0 )、X2=(0,1,0 )、X3=(0,0,1) 的夾角θ1、θ2、θ3，用式（4）表示。產業結構高級化用TS 表示，TS 越大，產業結構越高級，公式為式（5）。

2.2.2 產業結構合理化

我們相信，順應人民群眾新期待，推進民生水利新發展的激越旋律，將伴隨著代表們的返程足音，在全國各地強勁奏響。

產業結構合理化衡量的是產業間的協調程度和產業資源配置效率，本文借鑒干春暉等(2011)［17］修改后的泰爾指數（TL）對產業結構合理化程度進行度量，公式如式（6）所示：

式（6）中，Y表示地區生產總值，L表示總就業人數；i代表第i產業；Yi/Y表示產業結構，Li/L表示勞動力就業結構。當經濟處于均衡狀態時，Yi/Y=Li/L，此時TL=0。泰爾指數與產業結構合理化水平成反比，泰爾指數越趨向于0，經濟體偏離均衡的程度越小，資源配置越合理，產業結構合理化程度越高。

2.2.3 碳排放強度測算

現有文獻通常以CO2為主要研究對象或直接將控制CO2排放作為碳減排的首要目標，本文也使用CO2排放量來表示碳排放。由于沒有官方的數據，因此采用IPCC提供的計算公式估算碳排放量，以原煤、焦炭、燃料油、原油、汽油、煤油、柴油、天然氣8 種能源作為終端消費，由于不同能源終端消費量采用的單位不同，因此將其消費量折算成標準煤的能源消費量，再乘各自CO2排放系數，得到地區CO2排放量（Cit）:

新疆產業結構優化與碳排放的關聯程度最高，說明產業結構合理化和高級化水平與碳排放高度相關，因此通過產業結構調整可以達到減少碳排放量的目的。在進行產業結構調整時應向第三產業傾斜，以取代傳統的重工業和其他高耗能、高污染的行業。促進產業結構更加合理化和高級化的同時減少碳排放量。

2.3 數據來源

變量數據主要來源于2001-2021年《新疆統計年鑒》，平均低位發熱量和折標煤系數來源于《綜合能耗計算通則》(GB/T 2589-2020)，單位熱值含碳量和碳氧化率來源于《省級溫室氣體清單編制指南》(發改辦氣候［2011］1041 號)，CO2排放系數根據平均低位發熱值、單位熱值含碳量和碳氧化率數據計算得出（見表1）。

2）發展低碳技術，促進工業增效升級

表1 各類能源的折標準煤系數和CO2排放系數

3 新疆產業結構優化與碳排放分析

3.1 產業結構變化趨勢

隨著新疆經濟社會的不斷發展，產業結構也在不斷地調整。從圖1 新疆2000-2020 年三次產業構成可以看出，一產占比在2000-2020 年緩慢下降，從20.1% 下降至14.4% 。 二產占比在2012-2020 年下降明顯，從44.9%下降至34.4%。三產占比在2010-2020年有所上升，從35.1%上升至51.2%。從三大產業增加值變化趨勢可以看出，2004-2012 年新疆產業結構處于“二三一”的結構分布，處于工業化發展階段。2013年新疆第三產業比重超過第二產業比重，2018年之后第三產業比重超過第一、二產業比重之和。2020年三次產業結構為14.4∶34.4∶51.2。2013-2020 年新疆產業結構處于“三二一”的結構分布，從工業化發展轉變為高效益的綜合發展階段。

圖1 新疆三產占比與三產增加值變化趨勢

3.2 碳排放變化趨勢

綜上所述，新疆產業結構合理化對碳排放的沖擊大于產業結構高級化對碳排放的沖擊。新疆產業結構優化對碳排放的影響呈現出階段性特征，產業結構優化在初期可能會增加碳排放強度，但從長期看，產業結構高級化和合理化會降低碳排放強度。

圖2 新疆2000-2020年CO2排放總量、人均CO2排放量、CO2排放強度變化趨勢

3.3 產業結構高級化、產業結構合理化和碳排放強度

圖3 根據新的時間序列變量lnTS、lnTL、lnCI，繪制產業結構高級化、產業結構合理化和碳排放強度的時序圖。從圖3中可以看出新疆產業結構優化和碳排放強度呈現如下特征：

對于經典名著類，更應該把它歸入提高個人修養類，鼓勵人們閱讀，而不是讀了經典名著就進入了深閱讀區。即便是經典名著，淺嘗輒止也依然是淺閱讀。

圖3 新疆產業結構高級化、產業結構合理化和碳排放強度的時間趨勢圖

1）lnTS呈緩慢上升趨勢，說明新疆產業結構逐漸實現高級化，呈現“三二一”的結構分布。

2）lnTL波動幅度較大，2011年之后下降趨勢明顯，說明產業結構合理化程度不斷提高，資源配置更加合理。2018 年之后泰爾指數下降幅度更大，說明隨著供給側結構性改革的深入，“三去一降一補”成效明顯，全面提升了新疆新型工業化發展水平，各產業的產業結構和勞動力就業結構逐漸趨于合理。

3）lnCI 波動較為平緩，總體呈下降趨勢，在2000-2008 年和2016-2020 年下降明顯且持續時間長。

3.4 產業結構與碳排放關聯度分析

在樣本量較少的情況下，用灰色關聯度分析得到的結果較可靠。灰色關聯度所對應的數值代表在動態關系中兩因素間的關聯度。本文將碳排放強度作為參考數列，將三次產業增加值、產業結構高級化和產業結構合理化作為比較數列，建立灰色關聯模型，分析2000-2020年間新疆碳排放強度與產業結構之間的關聯關系，并對關聯度進行排序，為產業結構調整提供方向：

1）數據的無量綱化處理。由于各指標單位不同不具有可比性，因此計算之前需要對序列數據進行無量綱化處理。常見的方法有極值化、標準化、均值化等，本文通過均值化法對數據進行處理，均值化計算公式如式（9）：

2）分析新疆產業結構優化對碳排放的影響，挖掘地區碳減排潛力，并提出產業低碳化發展建議，為相關部門的政策決策提供參考。

其中，ξi(k)表示灰色關聯系數，是第k 個時刻比較序列xi(k)與參考序列x0(k)的相對差值。為 兩 極 最 小 差 ，