基于IGT方程的沈陽工業(yè)碳脫鉤分析

〔內(nèi)容提要〕本文測(cè)算了沈陽2005年以來規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源消費(fèi)產(chǎn)生的二氧化碳排放量，基于IGT方程計(jì)算了沈陽工業(yè)總體及各行業(yè)的碳脫鉤系數(shù)。結(jié)果表明，沈陽工業(yè)在經(jīng)歷一段嚴(yán)重下滑后逐漸恢復(fù)增長(zhǎng)，目前呈現(xiàn)絕對(duì)碳脫鉤趨勢(shì)，尤其是作為沈陽工業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的裝備制造業(yè)處于脫鉤狀態(tài)。這一趨勢(shì)為沈陽實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)奠定了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，碳排放量大的電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)尚未實(shí)現(xiàn)碳脫鉤，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，減少煤炭消費(fèi)量，是沈陽工業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵。

〔關(guān)鍵詞〕工業(yè)企業(yè)；碳排放；碳脫鉤；“雙碳”目標(biāo)

注：本文受沈陽市哲學(xué)社會(huì)科學(xué)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目“數(shù)字技術(shù)提升沈陽工業(yè)全要素碳生產(chǎn)率的機(jī)制與路徑研究”（項(xiàng)目編號(hào)：SY20230224Y）資助。

一、引言

工業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵，對(duì)于以重化工業(yè)為主的沈陽而言尤其如此。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，理想的路徑是工業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)，碳排放量不斷下降，即實(shí)現(xiàn)工業(yè)增長(zhǎng)和碳排放之間的脫鉤。本文計(jì)算了2005—2021年期間沈陽規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源消費(fèi)產(chǎn)生的二氧化碳排放量，并基于IGT方程計(jì)算了碳脫鉤指數(shù)，分析了沈陽工業(yè)整體在不同階段以及內(nèi)部各行業(yè)的碳脫鉤態(tài)勢(shì)。研究表明，隨著沈陽工業(yè)復(fù)蘇，碳排放呈絕對(duì)脫鉤態(tài)勢(shì)；工業(yè)內(nèi)部，作為沈陽主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的裝備制造業(yè)以及精細(xì)化工行業(yè)，都呈絕對(duì)碳脫鉤狀態(tài)。這為沈陽實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”奠定了良好的基礎(chǔ)。

二、工業(yè)能源消費(fèi)碳排放和碳脫鉤系數(shù)計(jì)算方法

（一）能源消費(fèi)碳排放核算方法

其中，E指二氧化碳排放量，i表示部門，j表示燃料品種；AC是燃料消費(fèi)量，NCV是各燃料低位熱值（凈熱值），CC是含碳量，O是指氧化率，44/12為碳轉(zhuǎn)換為二氧化碳的系數(shù)。

（二）碳脫鉤系數(shù)計(jì)算

對(duì)于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消耗或環(huán)境壓力“脫鉤”現(xiàn)象的評(píng)價(jià)，實(shí)質(zhì)上是考察經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消耗或環(huán)境壓力之間變化的同步性。其評(píng)價(jià)方法主要包括：總量評(píng)價(jià)、IU評(píng)價(jià)（Intensity of Use，物質(zhì)消耗強(qiáng)度）、OECD脫鉤因子評(píng)價(jià)、Tapio脫鉤彈性系數(shù)評(píng)價(jià)、IPAT脫鉤指數(shù)評(píng)價(jià)及IGT脫鉤系數(shù)評(píng)價(jià)等。

20世紀(jì)70年代生態(tài)學(xué)家埃里奇（Ehrlich）和康默納（Comnoner）提出IPAT模型。IPAT公式表示為I=P×A×T。其中I（Environmental Impact）為環(huán)境影響，如二氧化碳排放量；P（Population）為人口；A（Affluence）為財(cái)富程度，如人均GDP；T（Technology）為技術(shù)，或單位產(chǎn)出的環(huán)境壓力，如單位GDP的二氧化碳排放量。這個(gè)公式表明，影響環(huán)境的三個(gè)直接因素是人口、人均財(cái)富量（或國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值中的收益）和技術(shù)以及相互間作用的影響。

有學(xué)者在IPTA方程的基礎(chǔ)上構(gòu)建了IGT方程，即令G=P×A，于是I=G×T。在IGT方程中，I仍然表示環(huán)境壓力指標(biāo)，如二氧化碳排放量；G表示產(chǎn)出指標(biāo)，如GDP、工業(yè)總產(chǎn)值、主營(yíng)業(yè)務(wù)收入等；T仍表示單位產(chǎn)出的環(huán)境壓力。

在經(jīng)濟(jì)為增長(zhǎng)狀態(tài)情形下，當(dāng)Dr≥1時(shí)，若Dr=1時(shí)，t=tk，kr=0，資源消耗或環(huán)境壓力與基年持平，若Dr>1，t>tk，kr<0，資源消耗或環(huán)境壓力比基年少，且Dr越大，環(huán)境壓力越小，這表示環(huán)境壓力與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間為絕對(duì)脫鉤關(guān)系；以此類推，當(dāng)0

在經(jīng)濟(jì)為負(fù)增長(zhǎng)狀態(tài)情形下，當(dāng)Dr≤0時(shí)，表示環(huán)境壓力與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間為絕對(duì)脫鉤關(guān)系；當(dāng)0

三、沈陽工業(yè)發(fā)展和碳排放脫鉤狀態(tài)分析

（一）數(shù)據(jù)來源及處理

本文數(shù)據(jù)主要來自歷年的《沈陽統(tǒng)計(jì)年鑒》，考慮到指標(biāo)的縱向可比性，本文用工業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入代表工業(yè)發(fā)展情況。由于行業(yè)分類在不同年份有所調(diào)整，一些行業(yè)數(shù)據(jù)缺失，經(jīng)過處理，最后選擇工業(yè)中33個(gè)大類。為了消除價(jià)格指數(shù)的影響，根據(jù)國(guó)家工業(yè)品出場(chǎng)價(jià)格指數(shù)將各行業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入折算為2005年不變價(jià)格。

計(jì)算碳排放所需要的能源消費(fèi)數(shù)據(jù)來源于歷年《沈陽統(tǒng)計(jì)年鑒》中的“規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)主要能源按工業(yè)行業(yè)分消費(fèi)量”表，選擇原煤、洗精煤、其他洗煤、煤制品、焦炭、天然氣、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣等 12種能源。各類能源的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)、凈發(fā)熱值、單位熱值含碳量、碳氧化率等根據(jù)《IPCC2006年國(guó)家溫室氣體清單指南》（能源卷）以及《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》等給出的相關(guān)值選定。

（二）沈陽工業(yè)總體碳脫鉤情況

根據(jù)前述方法計(jì)算2005—2021年沈陽工業(yè)二氧化碳排放量和排放強(qiáng)度（碳排放量/工業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入），如圖1所示?？梢钥吹剑蜿柟I(yè)二氧化碳排放量大致呈現(xiàn)倒U形。2006年之后，沈陽工業(yè)碳排放量迅速增加，2012年達(dá)到最高值。之后，沈陽工業(yè)逐漸陷入困境，一度負(fù)增長(zhǎng)，碳排放也呈下降態(tài)勢(shì)。在沈陽工業(yè)擴(kuò)展和排放總量增長(zhǎng)的階段，碳排放強(qiáng)度在下降，說明該時(shí)期碳排放的增加主要在于工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大。在沈陽工業(yè)下滑、碳排放總量下降的時(shí)期，碳排放強(qiáng)度卻一度上升。最近幾年，隨著沈陽工業(yè)逐步恢復(fù)，碳排放強(qiáng)度又開始下降，但仍未達(dá)到歷史最低點(diǎn)。

根據(jù)IGT脫鉤系數(shù)計(jì)算方法，本文分階段計(jì)算沈陽工業(yè)碳脫鉤系數(shù)，見表2。2005—2010年期間，工業(yè)年均增速為34.36%，碳排放年均增速為-17.36%，脫鉤系數(shù)為Dr=0.6787<1。沈陽工業(yè)在此時(shí)期增長(zhǎng)迅速，碳排放總量增加，但排放強(qiáng)度是遞減的，工業(yè)增長(zhǎng)和碳排放呈相對(duì)脫鉤狀態(tài)。2010—2015年，沈陽工業(yè)遭遇嚴(yán)重下滑，導(dǎo)致這一階段年均增速為負(fù)，工業(yè)經(jīng)濟(jì)呈衰退狀態(tài)。同期碳排放強(qiáng)度年均增速也為負(fù)，即單位產(chǎn)值的碳排放壓力下降，脫鉤系數(shù)Dr=-0.3347<0，工業(yè)發(fā)展與碳排放呈絕對(duì)脫鉤狀態(tài)。但這種絕對(duì)脫鉤是由于工業(yè)下降速度遠(yuǎn)快于碳排放強(qiáng)度下降速度造成的。2015—2021年這一階段，沈陽工業(yè)在經(jīng)歷嚴(yán)重下滑后，從2018年開始反彈，但總體規(guī)模尚未恢復(fù)到原來水平，所以年均增速仍為負(fù)。另一方面，碳排放強(qiáng)度年均增速為正，碳脫鉤系數(shù)Dr= 0.5625<1，呈相對(duì)脫鉤狀態(tài)。這一階段，沈陽工業(yè)碳排放總量是呈下降趨勢(shì)的，碳排放強(qiáng)度的增加主要是因?yàn)楣I(yè)的嚴(yán)重下滑造成，隨著工業(yè)恢復(fù)增長(zhǎng)，碳排放強(qiáng)度也逐漸轉(zhuǎn)為下降。

如果逐年看沈陽工業(yè)和碳排放脫鉤態(tài)勢(shì)，2020年和2021年已經(jīng)呈絕對(duì)脫鉤狀態(tài)，表明沈陽工業(yè)逐步恢復(fù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但碳排放卻是下降的。這一趨勢(shì)為沈陽工業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)奠定了良好的基礎(chǔ)。

（三）沈陽工業(yè)各行業(yè)碳排放脫鉤情況

以上分析了沈陽工業(yè)總體增長(zhǎng)和碳排放脫鉤情況，但各行業(yè)的碳脫鉤情況對(duì)于碳減排工作的重點(diǎn)和決策更有意義。2005—2021年期間，沈陽工業(yè)各行業(yè)的碳脫鉤情況如表3所示。

在所考察期間，22個(gè)工業(yè)大類的主營(yíng)業(yè)務(wù)收入年均增速為正，其中15個(gè)行業(yè)呈絕對(duì)脫鉤狀態(tài)，這些行業(yè)包括金屬制品業(yè)之外的裝備制造業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)、飲料制造業(yè)、化工行業(yè)（化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)、橡膠和塑料制品業(yè)）。這些行業(yè)屬于沈陽工業(yè)的支柱，2021年主營(yíng)業(yè)務(wù)收入占全部規(guī)模以上工業(yè)的比重超過85%。

需要關(guān)注的是處于未脫鉤狀態(tài)的行業(yè)，包括黑色金屬礦采選業(yè)、食品制造業(yè)、造紙及紙制品業(yè)、電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，這些行業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入占全部工業(yè)的比重在2021年不到6%，但其中的電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的碳排放量占沈陽工業(yè)碳排放總量的66.8%。二氧化碳排放的第二大行業(yè)是煤炭開采和洗選業(yè)，該行業(yè)處于逐年衰退狀態(tài)，但碳排放卻在增長(zhǎng)，2021年占碳排放總量的23.4%。

四、小結(jié)

通過計(jì)算沈陽工業(yè)增長(zhǎng)和碳排放的脫鉤系數(shù)，本文發(fā)現(xiàn)，在所考察的2005—2021年期間，沈陽工業(yè)曾因出現(xiàn)嚴(yán)重下滑而導(dǎo)致一段時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)碳排放的衰退相對(duì)脫鉤狀態(tài)，但隨著最近兩年沈陽工業(yè)恢復(fù)增長(zhǎng)，碳排放強(qiáng)度由增轉(zhuǎn)降，碳排放呈現(xiàn)出絕對(duì)脫鉤狀態(tài)。對(duì)各大類行業(yè)脫鉤系數(shù)的計(jì)算表明，沈陽主導(dǎo)行業(yè)都呈現(xiàn)絕對(duì)脫鉤狀態(tài)，使得沈陽實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有了良好的基礎(chǔ)和比較樂觀的前景。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工業(yè)減碳，沈陽主要應(yīng)該關(guān)注碳排放尚未脫鉤的行業(yè)，特別是電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。該行業(yè)規(guī)模增長(zhǎng)，但碳排放強(qiáng)度增長(zhǎng)更快，需要優(yōu)化該行業(yè)的能源結(jié)構(gòu)，減少對(duì)煤炭的消耗量。

（作者單位：沈陽工程學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理與法學(xué)院）