张 晴

（南京林业大学 经济管理学院，江苏 南京 210037）

一、引言

近年来，全球气候变暖、冰川融化等问题愈发严峻，对人类可持续发展产生重大影响。中国作为负责任的大国，承诺2030 年实现“碳达峰”，并相继出台了改革能源获取和利用方式、加快传统产业部门的绿色化等一系列“碳达峰”行动方案。十三五期间，我国单位GDP 二氧化碳排放持续下降，2020 年我国碳排放强度比2005 年下降48.4%，超额完成我国向国际社会承诺的目标，但我国能源结构偏煤、能源强度较高的问题仍然存在，实现生态环境质量根本好转以及“碳达峰”的目标任务仍然艰巨。华北地区作为我国煤炭的主产区，大量的煤炭生产使得地区碳排放连年上升，空气污染和雾霾频发等问题日趋严重。2021 年全国碳排放前五席中华北地区占到三席，地区整体碳排放占到全国的20%以上。从某种意义上说，华北地区碳减排工作的力度和速度，将在很大程度上影响着我国碳减排工作的进程。因此，了解华北地区碳排放的历史演变，厘清华北地区碳排放变动的驱动机制对于华北地区乃至全国“碳达峰”的实现具有重要意义。

国内外学者关于碳排放的研究主要集中在碳排放核算、碳排放影响因素两个方面。

第一，关于碳排放核算主要采用能源消耗法、生命周期法、投入产出法等研究方法。能源消耗法是一种基于能源平衡表的自上而下的碳排放测算方法，计算公式为碳排放量=分燃料类型的能源消耗（实物）量×二氧化碳排放因子。如佟家栋和冯祥玉（2022）[1]、张恒硕等（2022）[2]分别采用能源消耗法对中国各产业、中国八大地区农村的碳排放进行核算；生命周期法主要通过获取产品在生命周期内所有输入或输出数据得出总的碳排放量[3]，如励汀郁等（2022）[4]采用生命周期法对我国奶牛产业等的碳排放进行核算，Blanco 等（2020）[5]采用生命周期法对欧盟能源系统2050 年要实现的碳减排目标进行评估；投入产出方法通过投入产出表计算列昂惕夫逆矩阵[6]，从而变换得到产品投入与产出之间的对应关系，并结合各部门的碳排放数据，计算各部门向终端用户生产产品或提供服务而在整个生产链上产生的碳排放量，该方法的优点是不仅可以测算出最终产品的碳排放，还可以测算该产品在各个生产环节中的隐含碳排放，如Su 等（2017）[7]、吴立军和田启波（2022）[8]等分别使用投入产出方法对新加坡、中国各地区等区域的碳排放进行核算。

第二，关于碳排放影响因素的研究主要采用结构分解方法和计量经济方法。前者主要通过分解模型探讨经济规模、产业结构、能源结构、人口等因素对碳排放的影响，常用的模型包括IO-SDA[9]模型等；后者主要通过计量经济学和统计学模型对二氧化碳排放量的影响进行定量分析，常用的模型包括随机影响回归模型[3]、向量自回归模型[10]、广义矩估计模型[11]等，相关因素涉及经济发展、自然状况、科技水平（比如绿色技术创新等）[12]、产权制度[13]等几个方面。

以上两个方面前人研究相对充分，但大多是对全国层面或者行业层面的碳排放进行研究，对能源型地区分行业碳排放时空变化特征的研究还存在不足，除此之外，将能源消耗法和IO-SDA 方法结合可以更加准确地测算出能源型地区的碳排放变化成因。因此，本文以华北地区为研究对象，以能源消耗法、IO-SDA 方法为研究方法，对2007—2017 年华北地区碳排放变动及其驱动因素进行分析，以期找到华北地区碳排放变动的主要成因，进而提出相关政策建议。

二、数据来源与研究方法

（一）数据来源

本文所使用的能源相关数据来自《中国能源统计年鉴2008》《中国能源统计年鉴2013》《中国能源统计年鉴2018》，单位热值含碳量、碳氧化率等数据来自《省级温室气体清单编制指南》等，投入产出表编制相关数据来自2007 年、2012 年、2017 年华北地区三省两市共计15 张投入产出表（省级投入产出表最新更新到2017 年）。

（二）研究方法

1.区域碳排放的核算。借鉴张晓梅和庄贵阳（2015）[14]关于碳排放的计算方法，假设各行业消耗的能源折二氧化碳排放系数一致，因此各行业的碳排放量可以用公式（1）表示。

式（1）中，Pj代表各行业的碳排放量，j 代表行业，e 代表第e 种能源，ALHVe表示各能源的平均低位发热量，QCe表示各能源的单位热值含碳量，CORe表示各能源的碳氧化率。

2.投入产出表的处理。选取2007 年、2012 年、2017 年华北地区三省两市42 部门投入产出表，参考潘文卿和李跟强（2017）[15]对投入产出表部门的处理规则，结合各部门碳排放的特征，编制10 部门非竞争型投入产出表。首先，由于省内生产、国内省外生产和国外生产的中间投入具有不完全替代性，因此本文借鉴张友国（2010）[16]的比例拆分法，将中间投入拆分为省内产品中间投入、省际产品中间投入和进口产品中间投入；其次，将原始42 部门投入产出表合并成10 部门，其中，01 代表农业，02 代表采掘业，03 代表轻工业，04 代表重化工业，05 代表金属冶炼加工和重型机械产品，06 代表电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业，07 代表建筑业，08 代表商业，09 代表运输业，10 代表其他服务业；最后，将计算得到的各部门碳排放数据纳入投入产出表，最终可以得到华北地区三省两市2007 年、2012 年、2017 年非竞争型环境投入产出表，进而得到华北地区2007 年、2012 年、2017 年非竞争型投入产出表。

3.碳排放变动的SDA 分解。借鉴陈锡康和杨翠红（2011）[17]关于污染物产生系数的测算方法，利用列昂惕夫逆矩阵：

那么最终需求为：

定义c 二氧化碳直接排放系数行向量，公式为：

那么基于最终需求的碳排放为：

其中，c 为二氧化碳直接排放系数行向量，B 为列昂惕夫逆矩阵，Fw为各行业最终需求的对角阵。

那么二氧化碳排放的变动为：

参考Vaccara 和Simon，本文采用两级分解法进行分解，即：

又最终需求由消费、投资、净出口、净国内省外流出构成，因此：

式（8）中，C、I、NE、NFPV 分别为消费、投资、净出口、净国内省外流出的对角阵。

因此某地区二氧化碳的变动最终可以分解为：

三、结果与分析

（一）基于生产的华北地区碳排放核算结果

2007—2017 年，华北地区基于生产的碳排放由133 080.38 万吨上升至187 146.76 万吨。分行业来看，如图1 所示，“电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业”和“金属冶炼加工和重型机械产品”是华北地区碳排放的主要贡献部门，两者合计碳排放占总体碳排放的65%以上。从变化趋势来看，金属冶炼加工和重型机械产品、电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业、其他服务业、商业、农业生产中所产生的碳排放逐年上升，而重化工业、运输业、采选业、建筑生产过程中所产生的碳排放在2007—2012 年上升，2012—2017 年出现下降。

图1 2007—2017 年华北地区各行业碳排放量

（二）华北地区二氧化碳排放系数测算结果

单纯使用碳排放总量代表一个地区的碳排放水平较为片面，因此我们引入二氧化碳排放系数的概念[17]。二氧化碳排放系数指单位总产出二氧化碳排放量，该数据是在常用的碳排放强度的基础上，将产品生产过程中中间投入产生的碳排放纳入核算范围，计算中间投入和增加值合计增加一个单位所带来的二氧化碳排放增加量。如表1 所示，2007—2017 年间，华北地区二氧化碳排放系数整体呈现下降趋势，由2007 年的1.204 2 吨/ 万元下降至2017年的0.762 1 吨/万元，下降了36.72%。分行业来看，电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业（04）始终是华北地区二氧化碳排放系数最高的行业，2017 年电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业的二氧化碳排放系数甚至已经达到排放系数最低的轻工业的125倍，这也是电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业是华北地区碳排放主要贡献部门的原因之一。观察各行业排放系数变化趋势，除农业以外，其他9 个行业的二氧化碳排放系数在2007—2017 年均出现了下降，但下降趋势及下降幅度不尽相同，重化工业（04）、电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业（06）、建筑业（07）、商业（08）、运输业（09）5 个行业的二氧化碳排放系数持续下降，其他4 个行业出现先下降后上升趋势。

表1 2007—2017 年华北地区各行业碳排放系数（吨/万元）

（三）基于最终需求的华北地区碳排放变动因素分解

SDA 分解结果如表2 所示，2007—2017 年华北地区基于最终需求的碳排放上升了5582.17 万吨，2007—2012 年上升幅度较小，2012—2017 年上升幅度较大。各驱动因素在不同时间段对碳排放变动的贡献程度不同。2007—2012 年华北地区的碳排放变动主要由固定资产投资、消费和净国内省外流出引致，而二氧化碳系数变动、经济技术系数变动、净出口变动抑制了二氧化碳的上升，其中，固定资产投资的上升是碳排放上升的主要成因，对地区碳排放变动的贡献高达1959.69%；2012—2017 年，由固定资产投资引致的碳排放变动逐渐下降至负值，而由经济技术系数变动引致的碳排放不降反升，这与地区工艺变动或者价格变动导致的中间产品的相互替代有关，中间投入品的生产向二氧化碳排放系数较高的产品偏移，由此引致的二氧化碳排放上升。总体来看，消费和固定资产投资是华北地区碳排放上升的主要因素，两者对碳排放变动的贡献分别为361.69%和255.97%，而二氧化碳排放系数和经济技术系数的变动在一定程度上缓解了碳排放的上升。

表2 各因素对华北地区碳排放的影响及贡献率

分行业来看，2007—2017 年，建筑业（07）、其他服务业（10）、运输业（09）、金属冶炼加工和重型机械产品（05）、轻工业（03）、农业（01）、商业（08）7 个行业的最终需求引致的碳排放上升，而重化工业（04）、电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业（06）、采掘业（02）3 个行业的最终需求产生的碳排放下降。其中，重化工业是碳排放下降最多的行业，这与地区的产业结构调整及节能减排管制有关。考虑7个碳排放上升的行业，由建筑业最终需求产生的碳排放上升最多。由表3 可以看出，二氧化碳排放系数变动、经济技术系数变动和消费变动均对建筑业碳排放产生负向影响，而固定资产投资变动、净出口变动和净国内省外流出变动对建筑业碳排放产生正向影响，尤其是固定资产投资变动，对华北地区建筑业碳排放变动的贡献率高达183%，是建筑业碳排放上升的主要驱动因素；其他几个行业大都由消费变动引致。值得注意的是，2007—2017 年碳排放强度变动效应对商业（08）碳减排效果明显，贡献率高达-2 075.94%，但仍旧难以抵消消费增加带来的碳排放的变动。

表3 2007—2017 年华北地区各行业碳排放变动成因分解（万吨）

分地区来看，除北京市在2007—2017 年碳排放下降以外，其他地区均有所上升。具体来看，北京市2017 年碳排放比2007 年减少2 862.34 万吨，下降幅度高达64.75%，这与北京市持续开展产业结构调整和能源结构优化等策略相关。河北是推动华北地区碳排放增加的主要省份，碳排放增加占地区总体碳排放增加的62.58%。究其原因，河北省碳排放的上升主要由消费和固定资产投资推动，两部门对河北省碳排放的贡献率分别为82.96%和79.73%，二氧化碳排放系数变动效应和国内省外流出变动效应在一定程度上缓解了河北省碳排放的增加，但难以改变整体碳排放变动的趋势。

表4 2007—2017 年华北地区各省份碳排放变动成因分解

四、结论与政策建议

（一）结论

本文对2007—2017 年华北地区基于最终需求的碳排放进行了SDA 分解，结论如下：

第一，各驱动因素在不同时间段对碳排放变动的贡献程度不同。2007—2012 年华北地区的碳排放变动主要由固定资产投资、消费和净国内省外流出引致，2012—2017 年，由固定资产投资引致的碳排放变动逐渐下降至负值，而由经济技术系数变动引致的碳排放不降反升，由此引致的二氧化碳排放上升。整体来看，消费和固定资产投资是华北地区碳排放上升的主要因素，而二氧化碳排放系数和经济技术系数的变动在一定程度上缓解了碳排放的上升，这与张炎治等（2021）[9]对于全国的研究基本一致。

第二，从行业视角来看，建筑业（07）、其他服务业（10）、运输业（09）等行业是导致华北地区碳排放上升的主要行业。

第三，从地区视角来看，河北是导致华北地区碳排放上升的主要地区，其次是内蒙古、山西、天津和北京，北京市碳排放在2007—2017 年呈现下降趋势。

（二）政策建议

在以上分析的基础上，本文提出以下政策建议：

第一，加快绿色低碳转型。消费和固定资产投资是社会经济发展中必不可少的组成部分，我们不能因为碳减排要求就完全放弃经济发展，最好的方式就是实现绿色低碳转型，即将长期形成的与自然生态环境对抗的生产和生活方式，逐步向生态环境友好型转变的过程。在消费方面，城镇和农村居民消费是碳排放的主要来源，应当倡导居民绿色消费、低碳消费；在固定资产投资方面，大量的城市基础设施、公共设施、城市交通系统、建筑物等的投资都是碳排放的主要贡献者，应当避免重复、无效的投资。

第二，分行业制定相关政策。各行业在社会经济发展中的定位不同，其要求的技术、标准、工艺、参数、规范、流程、模式、设计等均有所不同，因此应当参考中国节能协会标准化专业委员会发布《化工行业低碳企业评价体系指南》《石化行业低碳企业评价体系指南》等文件对不同行业制定不同的减排要求。

第三，分地区制定碳减排目标。华北地区三省两市的发展存在较大差异，主导产业有所不同，因此在制定“碳排放水平”指标考核办法时，需要遵循各地的发展水平、发展阶段、发展主导产业，因地制宜实施考核。