产业碳排放与经济增长脱钩弹性分析——以金属矿采选业①为例

赵阳阳，王琴梅

(陕西师范大学 国际商学院，陕西 西安 710062)

在2009年的哥本哈根世界气候大会上，中国从自身经济社会可持续发展的需要出发，本着对本国和世界人民负责的态度，提出到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%－45%的减排目标，这就表明我国现阶段发展低碳经济的必要性和紧迫性。产业低碳化是发展低碳经济的核心内容，产业低碳化研究也是低碳经济研究的重中之重。我国正处于工业化进程之中，在我国产业体系中，工业是二氧化碳排放的主要来源，比重高达70%以上，尤其是其中作为国家最大的能源消耗产业之一的金属矿采选业，更是碳排放的大户，其碳排放量也在迅速增长。因此，把握该产业的碳排放特征、研究其碳排放与经济增长脱钩的实现路径，对今后该产业的良性发展以及整个国民经济的可持续发展都至关重要。这同时也对其他高能耗、高碳排放产业具有重要的借鉴意义。

一、文献综述与问题的提出

现有研究成果中，几乎很难找到对我国金属矿采选业碳排放与经济增长脱钩关系进行研究的文献。从经济视角对产业低碳化发展的研究缺乏整体共性认识，相关研究主要分为两类:一类是对低碳产业概念进行确定，使得低碳产业概念达到具体化和可测度，进而有针对性地促进非低碳化产业的发展。Herry Consult GmbH(2003)首先把脱钩运用到产业，分析了奥地利经济增长与运输业的需求关系［1］;Tapio(2005)对1970－2001年间欧洲交通业的经济增长与运输量、温室气体之间的弹性脱钩情况和芬兰交通业的弹性脱钩情况进行了研究［2］;国内学者庄贵阳(2007)运用Tapio脱钩指标对包括中国在内的全球20个温室气体排放大国不同时期的脱钩特征予以分析［3］;庄敏芳(2006)对台湾地区的产业碳排放与经济增长的脱钩指标进行了研究［4］。目前，脱钩弹性已成为产业低碳化测评的主要方法。二是对产业低碳化发展的过程进行测评，从而发现造成当前产业碳排放与经济增长关系状况的成因，为具体产业的低碳化发展对策提供依据。这类研究中定量研究相对较少。迟远英(2008)基于低碳经济的视角研究了中国的风电产业发展［5］;陈耀龙(2010)分析了我国汽车产业的能源消耗以及碳排放状况，指出汽车产业低碳化发展必须由政府、汽车相关企业以及消费者的共同努力才能实现［6］;荆克迪等人(2011)分析了电子及通信设备制造业在促进能源节约以及碳排放方面的优势和缺陷，指出提高能源利用强度是实现产业碳排放与经济发展相对脱钩的重要手段［7］;魏一鸣等人(2008)利用LMDI方法围绕我国碳排放的变化以及演变规律，针对我国电力部门、物质生产部门和工业部门的碳排放情况进行定量测算分析［8］;王珊珊(2010)对河南省电力行业减排现状做了量化分析，并对未来减排潜力作了预测［9］;姚宇等人(2011)将Kaya公式②引入产业低碳化发展研究，解决了产业低碳化发展中因素影响力的判断问题。以上研究大多是从具体问题入手，但普遍没有把低碳产业分析与产业低碳化发展过程的测度相结合，也未从因果的角度对碳排放的影响因素进行准确科学的衡量，因此研究既缺少低碳产业概念基础，又缺乏整体共性认识，行业局限性很大。鉴于此，本文将低碳产业测评的两重含义联系起来，提出了构造产业低碳化因果链思路，并在Tapio脱钩指标基础上构建LYQ弹性脱钩分析框架，以此来对我国金属矿采选业碳排放与经济增长的脱钩弹性进行因果链分解和指标测评，以便全面准确地找出实现其碳排放与经济增长脱钩的影响因素并提出相应对策。

二、LYQ分析框架模型构建与数据来源

(一)概念界定

1．脱钩、弹性、脱钩弹性

脱钩是指事物联系的中断。本文中产业碳排放与经济增长的脱钩指产业碳排放不再随着经济的增长而增长，相反会随着经济的增长而得到最大限度的削减，因此两者之间的完全脱钩是一种较为理想的状态，是产业低碳化追求的目标，也是实现可持续发展的重要目标。

弹性是指一个变量相对于另一个变量发生的一定比例的改变的属性。脱钩弹性是一种对脱钩状态的具体的数值衡量。在本文中脱钩弹性主要指产业碳排放量相对于GDP的变化比率。

2．Tapio脱钩指标

根据脱钩弹性值的大小不同可以将脱钩分成不同的状态，其中划分的不同状态即为脱钩指标，目前应用最为广泛的脱钩指标是Tapio脱钩指标。

Tapio脱钩模型是在OECD脱钩模型基础上发展而来的，是目前研究经济脱钩关系的最主要研究方法。Tapio(2005)在研究1970－2001年间欧洲经济发展与碳排放之间的关系时引入交通运输量作为中间变量，将脱钩弹性分解为运输量与GDP之间的脱钩弹性和总体碳排放量与运输量之间的脱钩弹性，将两式相乘，便得到一般的脱钩指标计算公式，见式(1)。

其中e(CO2，GDP)表示经济发展与碳排放之间的脱钩弹性指标，V为交通运输量。Tapio根据脱钩弹性值的大小定义了八种脱钩状态，如表1所示。

表1 Tapio(2005)8个等级与弹性值比照表

(二)LYQ分析框架模型构建

LYQ分析框架是基于Tapio脱钩模型进行修正并结合我国产业发展实际，尝试构建的我国产业低碳发展的脱钩分析框架。根据Tapio脱钩指标，利用恒等式构建弹性指标分析，其实质就是引入多个与最终变量有关的中间变量，且变量之间有明确的逻辑相关关系，将两个连续变量之间脱钩弹性值相乘即为所要分析的脱钩弹性指标，进而可以构造出对脱钩弹性指标进行分解的因果链并进行指标测评。在本文中，将产业碳排放与经济增长之间的脱钩弹性分解为四组中间变量脱钩弹性的乘积，即产业碳排放与产业能耗之间的脱钩弹性、产业能耗对产业规模之间的脱钩弹性、产业规模对产业GDP的脱钩弹性和产业GDP对国内生产总值(全国GDP)的脱钩弹性，分别称为产业减排脱钩弹性、产业节能脱钩弹性、价值创造脱钩弹性和产业发展脱钩弹性。在LYQ框架基础上，得到了一般产业的基本分析模型，即用公式表示为:

EC表示产业能耗，该弹性表示产业能耗与CO2排放之间的弹性脱钩关系，当弹性值处于脱钩状态说明碳排放量增长率小于产业能耗的增长率，减排效果明显，反之则减排效果较差。该弹性也反映了低碳技术改善因素在产业低碳化发展当中的影响，即产业“减排”发展的脱钩状态，其值越接近脱钩状态反映减排效果越明显。

S表示产业规模，该弹性表示产业能耗与产业规模之间的弹性脱钩关系，当弹性值处于脱钩状态时说明能耗的增长率小于产业规模的增长率，节能效果明显，反之则说明节能效果较差。该弹性也反映了产业生产方式、产业结构和生产技术的改善因素在产业低碳化发展当中的影响，即产业“节能”发展的脱钩状态，其值越接近脱钩状态反映节能效果越明显。

其中IGDP为产业GDP，该弹性表示产业规模与产业GDP之间的弹性脱钩关系，是产业覆盖稀缺生产要素在社会经济中价值创造能力的变化。其值越接近连接状态反映覆盖生产要素规模越大，价值创造能力越弱;越接近脱钩状态反映覆盖生产要素规模越小，价值创造能力越强。

其中GDP为国内生产总值，该弹性表示产业经济发展与我国经济发展之间的弹性脱钩关系，反映了产业贡献在产业低碳化发展当中的影响，即产业结构的变化。其值越接近脱钩状态反映该产业在总体经济中发展越慢，在整体经济中比重在降低，越接近连接状态反映该产业相对发展速度越快，在整体经济中比重越呈上升趋势。

通过以上介绍不难发现，LYQ分析框架可以很好地对脱钩指标进行因果链分解和指标测评，进而可以准确地找出造成脱钩的原因，并对症下药，提出对策。此外，因子相乘关系的影响力评价可采用对数形式，通过以乘积为底数对因子求对数的方法，可以评价因子对乘积结果的影响力。具体来讲，对所形成的恒等式两边取对数(底数为最终的脱钩弹性值)，则等式左边就是1，根据等式右边各因子对数值的正负以及大小，可分别判断出各因子对最终弹性值的影响方向及其决定性大小。

(三)数据来源及说明

国内生产总值、产业GDP、产业规模的计算数据来源于2001－2011年《中国统计年鉴》;产业碳排放、产业能耗的计算数据来源于2001－2011年的《中国能源统计年鉴》。碳排放量采用IPCC(2006)温室气体排放估算方法，换算系数采用《综合能耗计算通则》(GB/T 2589－2008)所列各种能源折算标准煤参考系数，采用该换算系数将各类能源消费量折算为标准煤，以标准煤计的能源消费量计算温室气体排放量，参照了IPCC的推荐方法。该方法不仅考虑了不同能源碳排放率的不同，而且还考虑到其在固碳率、氧化率等方面的差异。经济系统终端能源消费品种主要包括煤炭、焦炭、焦炉煤气、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、天然气、炼厂干气、热力、电力等种类的能源。

三、基于金属矿采选业的实证研究

基于以上模型设定、数据获取，本文分别用2001－2010年我国黑色金属和有色金属矿采选业碳排放量的变化率除以GDP的变化率，计算得到十年间两大行业碳排放与经济增长之间的脱钩弹性值，并用LYQ分析框架对该脱钩指标进行了因果链分解。依据Tapio的8个等级与弹性值比照表，可以得到以下表2、表3。

(一)我国黑色金属矿采选业碳排放与经济增长脱钩弹性分析

在表2中，纵向来看2001－2010年十年间，我国黑色金属矿采选业的减排弹性大多不在脱钩状态，说明该行业减排效果较差，原因可能是黑色金属矿采选业的能源消费以煤炭为主(如冶炼钢铁的能量来源主要靠燃煤)，而煤炭的碳排放系数较大，造成该行业减排压力较大，减排容易出现反复;从节能弹性来看，统计期内基本处于脱钩状态，弹性值保持在0．5左右，说明该行业节能方面取得了较高的成效，单位产出的能耗在稳定降低，同时反映了该行业近几年有效地进行了节能技术更新和改造，能源利用效率在不断提高;再看价值创造弹性，大部分年份处于扩张负脱钩和增长连结状态，尤其是十年的均值大于1．1，即平均弹性处于增长连结状态，这一趋势很明显地反映出，近十年该行业的价值创造能力较弱，说明该行业经济产出覆盖的生产要素规模较大，而创造的价值较小，其主要原因是该行业中产品附加值小，高耗能低附加值的产品在行业经济中的比重越来越大;我国黑色金属矿采选业的产业发展弹性，除了2001年和2002年处于增长连结状态，其他年份基本呈现扩张负脱钩状态，而且十年的均值大于2．6，说明该行业增长速度显著大于GDP增长速度，其产值在我国经济中所占的比重越来越大。总体来看，我国黑色金属矿采选业的碳排放与GDP弹性处于脱钩和扩张负脱钩的反复状态，2006年以来该行业的碳排放增长速度略小于经济的增长速度，然而2010年又出现反复，而且统计期内平均弹性为增长连结，这说明近几年我国黑色金属矿采选业的减排效果不太明显，减排力度和持续性不够。

表2 2001－2010我国黑色金属矿采选业碳排放量与经济增长脱钩弹性及其分解

横向来看，2001年、2004年、2006年、2007年和2008年我国黑色金属矿采选业碳排放与经济增长呈现弱脱钩状态，其中2001年和2006年减排和节能弹性对脱钩有正向影响，价值创造弹性和产业发展弹性为负向影响，2001年减排弹性起决定作用，2006年节能弹性具有决定性，2004年和2007年减排弹性、节能弹性和价值创造弹性贡献均为正，产业发展弹性贡献为负，2004年减排弹性有决定性，2007年节能弹性起决定作用，2008年节能弹性和价值创造弹性为正向贡献，减排弹性和产业发展弹性为负向贡献，节能弹性有决定性;2002年、2003年和2005年我国黑色金属矿采选业整体弹性处于扩张负脱钩状态，在2002年减排弹性、节能弹性和价值创造弹性均为正向影响，产业发展弹性为负向影响，价值创造弹性起决定作用，在2003年价值创造弹性和产业发展弹性贡献为正，减排和节能弹性贡献为负，产业发展弹性起决定作用，在2005年减排弹性和产业发展弹性为正向贡献，节能弹性和价值创造弹性为负向贡献，产业发展弹性有决定性;2009年该行业整体弹性为强脱钩，价值创造弹性贡献为正，减排、节能和产业发展弹性贡献均为负，减排弹性具有决定性;2010年该行业整体弹性为增长连结，减排弹性和节能弹性对脱钩贡献为负，价值创造弹性和产业发展弹性为正，产业发展弹性有决定性。

总体来看，十年来我国黑色金属矿采选业的碳排放与经济增长脱钩趋势不太明确，存在着明显的反复，而其主要诱因是减排弹性的反复，两者波动的趋势基本相同;统计期内对整体脱钩弹性起决定作用的主要是节能和减排弹性，节能弹性是使整体弹性趋于脱钩的主要因素，而减排弹性是造成整体弹性波动的决定因素，因此未来该行业减排的力度和持续性有待加强;此外，产业发展弹性在大多年份对整体弹性起负向作用，说明该行业的快速增长对其碳排放与经济增长的脱钩起持续的阻碍作用。

(二)我国有色金属矿采选业碳排放与经济增长脱钩弹性分析

在表3中，纵向来看，我国有色金属矿采选业在2001－2010年间减排弹性基本处于脱钩和增长连结的反复状态，说明减排政策的执行力度和持续性不够，产业减排难度较大，容易出现反复，统计期内平均值大于1．3，说明该行业的能源消耗中煤炭等高碳排放率的能源比重过大，单位能耗的碳排放量在持续增大;十年来该行业节能效果显著，节能弹性在大多数年份处于弱脱钩的状态，2004年以来，节能弹性基本保持在0．3左右，说明有色金属矿采选业在节能方面成效较大，能源消费量的增长速度明显小于工业总产值的增长速度，平均节能弹性小于0．5也说明了这一点。我国有色金属矿采选业的价值创造弹性大部分年份处于增长连结和强负脱钩的非理想状态，说明该行业价值创造能力较弱，产业单位产出覆盖的生产要素较大，这是因为耗能高附加值低的产品在行业经济中的比重较大;从产业发展弹性来看，在统计期内的大多数年份处于扩张负脱钩和增长连结状态，说明大多数时期该行业的产业GDP增长速度明显大于GDP增长速度，其产值在我国经济中占的比重在变大，但是由于产业减排效果较差，该产业的不断发展也会对产业低碳化目标的实现造成一定的压力。总的来说，我国有色金属矿采选业的碳排放与经济增长呈现脱钩状态，而且十年的均值小于0．4，即碳排放的增长速度明显小于GDP的增长速度，说明我国有色金属矿采选业的减排效果明显，减排工作取得了较高的成效，虽然在统计期内也出现了反复，如2003年和2004年的增长连结状态，但这并不影响该产业碳排放与我国GDP增长脱钩的总趋势。

表3 2001－2010我国有色金属矿采选业碳排放量与经济增长脱钩弹性及其分解

横向来看，2001年、2002年、2005年、2006年、2007年和2010年这六年我国有色金属矿采选业碳排放与GDP均处于弱脱钩状态，其中2001年减排弹性和产业发展弹性对脱钩贡献为正，节能弹性和价值创造弹性贡献为负，产业发展弹性起决定作用;2002年、2005年、2007年和2010年减排弹性、节能弹性和价值创造弹性均为正向贡献，产业发展弹性为负向贡献，起决定作用的在2002年为减排弹性，在2005年、2007年和2010年为节能弹性，2006年减排和节能弹性为正向影响，价值创造弹性和产业发展弹性为负向影响，节能弹性有决定性;2003年和2004年我国有色金属矿采选业整体弹性为增长连结的状态，其中2003年减排和节能弹性贡献为正，价值创造弹性和产业发展弹性为负，减排弹性有决定性，2004年减排弹性、价值创造弹性和产业发展弹性均为负向贡献，节能弹性为正向贡献且具有决定性;2008年和2009年该行业整体弹性为强脱钩，2008年节能弹性和产业发展弹性对脱钩有正向影响，减排弹性和价值创造弹性为负向影响，减排弹性起决定性作用，2009年节能弹性和价值创造弹性对脱钩贡献为正，减排弹性和产业发展弹性贡献为负，减排弹性具有决定性。

总之，近十年我国有色金属矿采选业碳排放与经济增长脱钩趋势较为明确，说明该行业单位GDP的碳排放量在持续降低，对整体弹性起决定性作用的仍然是节能和减排弹性，特别是减排弹性，其不断波动会对整体弹性的稳定构成威胁，因此该行业减排的持续性应特别予以重视;价值创造弹性在统计期半数年份内起负向作用，说明价值创造能力的降低阻碍了该行业低碳化目标的实现;十年内产业发展弹性基本上对整体弹性起负向作用，说明该行业的快速增长是当前阻碍产业碳排放与经济增长脱钩的主要因素。

四、结论与政策建议

1．总体来看，我国黑色金属矿采选业和有色金属矿采选业碳排放与经济增长的脱钩弹性及其影响因素差别不是太大，2001年以来的大多数年份都表现为弱脱钩或强脱钩状态，反映出这两大行业近几年减排工作取得了一定成效，但是十年中也都出现了不同程度的波动。从分解因素来看，减排弹性是造成整体弹性波动的主要因素，因此，未来这两大行业应加大减排的力度和持续性，优化能源消费结构，实施能源结构多元化战略，发展低碳技术，如碳捕获和封存技术、清洁燃料及清洁煤技术等。

2．两大行业的节能弹性都小于0．5，表明近十年两大行业能源利用效率有了显著提高，而且节能弹性是使整体弹性趋于脱钩的主要因素，能源利用效率的提高为近十年金属矿采选业碳排放增长速度的减缓起了主要作用，也说明了目前两大行业开展节能工作的必要性和紧迫性，节能成为减排的重要途径。因此，为保证产业低碳化目标的实现，除了鼓励两大行业有计划地利用先进节能设备，还要加强对行业的节能监测，促使行业有效地进行节能技术创新和改造，加大在开发新能源、提高能源利用效率、能源循环利用和传统能源清洁化利用技术方面的投资和科研力度。另外，因技术创新具有非连续性，也需要政策持续不断地大力扶持和推广。

3．两大行业的价值创造弹性在大部分年份内都呈现扩张负脱钩和增长连结的非理想状态，反映出两大行业的价值创造能力都在持续降低，尤其是有色金属矿采选业在统计期半数年份内起负向作用，说明价值创造能力的降低已阻碍了该产业低碳化目标的实现。两大行业转变经济增长方式势在必行。为此，一方面需要在现有产品基础上，加大产品深加工力度，提高产品附加值;另一方面，要以提高产品技术含量为前提，开发高附加值的新产品，延长产品链，使两大行业由高投入、高耗能、高排放、低效率的粗放型增长方式向集约型增长方式转变。

4．十年中的大多数年份两大行业的产业发展弹性都大于1，并且基本上对整体弹性起负向作用，反映了两大行业在我国经济中的比重都在逐步增大，由于高耗能、高碳排放的产业性质，两大行业的快速增长通过能源消费量的增加造成碳排放量的上升，导致产业减排压力加大。此外，两大行业总体经济规模的扩大和在新能源开发方面的不足等导致煤炭在产业总体能源消费结构中的主体地位被进一步强化，对以后产业节能减排工作的开展形成很大挑战。因此，两大行业降低二氧化碳排放问题日益重要，需引起相关政策制定者的高度重视。

［注 释］

① 金属矿采选业在此指的是黑色金属矿采选业和有色金属矿采选业，这两大行业属于工业中的采掘业．

② 金属矿采选业在此指的是黑色金属矿采选业和有色金属矿采选业，这两大行业属于工业中的采掘业．

③ kaya公式:碳排放=人口×人均GDP×单位GDP能源消耗量×单位能耗碳排放量。见YOICHI KAYA．Impact of Carbon Dioxide Emission on GNP growth:interpretation of proposed scenarios［R］．Presentation to the Energy and Industry Subgroup，Response Strategies Working Group，IPCC，Paris，1989．

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