基于投入产出模型的建筑业碳排放效应测算

王 连，华欢欢，王世伟

（兰州财经大学 甘肃经济发展数量分析研究中心，兰州 730020）

基于投入产出模型的建筑业碳排放效应测算

王 连，华欢欢，王世伟

（兰州财经大学 甘肃经济发展数量分析研究中心，兰州 730020）

文章利用STIRPAT模型和投入产出模型，提出直接碳排放效应和间接碳排放效应用来测算综合碳排放效应。通过行业的碳排放量和行业增加值之间的回归分析测算出直接碳排放系数，再利用投入产出表计算出的完全消耗系数乘以行业的直接碳排放系数，两者相加得到综合碳排放效应，此种方法成功的回避了投入产出表编制量少及以往研究中缺少对二氧化碳吸收方面的弊端。并且通过2004—2012年碳排放量和人均产业增加值及投入产出表的相关数据得出实证结论：2005年、2007年及2012年中由于电力、燃气及水的生产和供应业等行业的作用使得建筑业人均产业增加值每变化一个百分点就会综合引起碳排放量变化了21.29、25.80及25.69百分点；建筑业间接碳排放量占总碳排放量较大；并且农林牧渔业消减了总效应的30.57%、8.19%和9.44%。

间接碳排放效应；直接碳排放效应；STIRPAT模型；投入产出模型

0 引言

进入21世纪，温室气体的大量排放导致温室效应越来越严重，得到社会越来越广泛的关注。中国工业的高增长具有强烈的高能耗特点，2007年中国成为全球碳排放量最大的国家。我国政府积极应对气候变化，把低碳经济发展作为调整经济结构和转变经济发展方式的重大机遇。

建筑业是国民经济的重要产业，与很多产业存在着密切的联系，所以建筑业的发展对其他行业有较大的影响，从而对碳排放量也有相应的影响。因此建筑的发展对碳排放量的问题必须正确认识，必须准确核算建筑业碳排放的影响力。虽然，以前的学者对碳排放的现实情况、碳排放的主要原因、主要工业行业的碳排放的现状及关联产业碳排放都有相关研究，但是行业关联性碳排放的研究仍然较少，而且这些研究只是在总量上核算了行业的碳排放量，并没有计算出具体行业增加值和碳排放量之间存在数量关系。另外，以往对碳排放的测算，多集中在碳排放没有提及到碳吸收，本文运用人均行业产出与碳排放量之间的回归，可测算出某些行业具有吸收碳的功能，能够更加综合的测算碳排放。

1 方法介绍

1.1 相关概念

建筑业的直接碳排放效应是指建筑业作为国民经济中的重要行业，自身产业的发展直接带动产生二氧化碳效应。建筑业不仅自身具有一定的碳排放效应，同时也对社会的碳排放有间接的带动效应。所谓建筑业的间接碳排放效应就是指通过带动其他相关产业的发展间接引起的碳排放。间接效应的传导机制为：首先通过前向关联和后向关联与其他产业取得联系，即建筑业既为其他产业的发展提供物资和服务，同时自身的发展也需要其他产业提供相应的物资和服务，这样建筑业和其他产业之间形成一种紧密的关系。其次，其他产业在产值变动的过程中，就会影响其碳排放量。因此，建筑业通过这种机制间接地引起了社会碳排放量的变动。

建筑业对于社会碳排放效应的综合效应就是把直接效应和间接效应相加得到的，这种效应也可以表示为建筑业变动相对于碳排放量变动的综合系数，就是说建筑业变动一个百分比与碳排放量正向或者负向变动一个百分比的比值。

1.2 研究方法

我国没有直接公布二氧化碳的排放量，因此用相关方法进行估算，参照IPCC（2006）以及国家气候变化对策协调小组办公室和国家发改委能源研究所（2007）的方法，依据《中国能源统计年鉴》的划分标准和数据，本文估算了建筑业的碳排放量。

化石能源燃烧二氧化碳排放量的具体计算公式如下：

其中，I为各类能源消费二氧化碳排放量的估算值；i为能源消费种类，包括煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然气共8种；Ei为第i种能源的消费总量；CFi为发热值；CCi为碳含量；COFi为氧化因子；CFi´CCi´COFi´3.67被称为二氧化碳排放系数。

Ehrlich首次提出建立“I=PAT”方程来反映人口对环境压力的影响，该方程将环境影响（I）与人口规模（P）、人均财富（A）和对环境毁坏的技术水平（T）用方程联系起来，虽然该模型是一个被广泛认可的对环境影响的公式并且被广泛运用于分析环境变化的决定因素，但是该模型有一些局限性即自变量对因变量的影响是等比例的。为了克服该模型的不足，结合York等的观点，可以建立一个较合理的随机模型即STIRPAT模型来分析人口、经济、技术等因素对环境的影响。其公式为：

本文在探讨碳排放与各个产业之间的关系时，基于以上理论引入经济增长与碳排放量之间的非线性模型，具体模型为：

其中，f（A）为经济产出函数；I为碳排放量；A为人均产业产出；α为调节系数。通常情况下两边取对数，表达式为：

通过这样的变形后，系数β反映了产业人均产出与碳排放量之间的变化关系即产业人均产出与碳排放量之间的弹性系数。这样系数β表示的就是建筑业人均产值的变化直接引起碳排放量的变化情况，即建筑业人均产值变化1%就会引起碳排放量的变化为100β%，由此可测算出建筑业碳排放的直接效应。

投入产出模型指在马克思主义经济理论指导下，利用数学方法和电子计算机技术，来研究各种经济活动的投入与产出之间的数量依存关系，特别是研究与分析国民经济各个部门在产品的生产与消耗之间的数量依存关系所建立的一种数学模型。本文中主要运用投入产出模型中的主要指标进行分析的，以下对其主要指标进行说明：

（1）直接消耗系数，是指第j部门每生产单位总产出所消耗第i部门产品的单位消耗量，称第j部门对第i部门的直接消耗系数。直接消耗系数可从投入产出表中直接求出，即：

其中，xij表示j部门投入i部门产品的数量，即投入产出表中第i行第j列的数字；xj表示第j部门的总投入量，即投入产出表中最后一个数字；aij表示直接消耗系数。

（2）完全消耗系数，是指第j部门每生产单位最终产品所直接消耗和间接消耗第i部门产品的单位消耗量和，称第j部门对第i部门的完全消耗系数，用bij表示。其公式为:

计算间接效应的主要步骤为：（1）运用模型测算建筑业关联产业的碳排放弹性系数；（2）运用投入产出模型中建筑业与关联产业的相关度即完全消耗系数乘以各产业的碳排放弹性系数，得出建筑业拉动其他产业发展而产生的间接碳排放效应。

2 实证研究

2.1 直接碳排效应的测算

由于数据缺失和《中国统计年鉴》中行业分类与《中国能源统计年鉴》中行业分类口径不一致，本文仅选用建筑业和电力、燃气及水的生产和供应业、农林牧渔业、交通运输、仓储和邮政业和批发、零售业和住宿、餐饮业五个行业进行测算说明。由以上公式及理论，计算得出2004—2012年各行业二氧化碳的直接排放量如表1所示。

表1 建筑业和电力、燃气及水的生产和供应业的直接碳排量

根据《中国统计年鉴》中的行业增加值和各年人口计算得出各产业的人均增加值，如表2所示。

表2 建筑业和电力、燃气及水的生产和供应业的年人均增加值

对各个行业的直接碳排放量和人均产业增加值取对数，然后运用eviews分别进行线性回归得到结果如表3所示。

表3 线性回归结果

由以上结果可以看出，p值均小于0.05，说明人均产业增加值的对数对碳排放量对数有显著的线性关系，由此可以得出：LPJ=-38.4268+21.26102LJ、LPD=-28.18173+ 19.20903LD、LPN=116.913-49.619LN、LPT=-30.779+ 21.544LT和LPP=4.022+1.223LP，其中LPJ、LPD、LPN、LPT和LPP分别为上述五个行业直接碳排放量取对数的值；LJ、LD、LN、LT和LP为上述五个行业人均增加值取对数的值由此，得出建筑业及其他五个行业的碳排放直接效应分别为21.26、19.21、-49.619、21.544和1.223。

2.2 间接碳排效应的测算

由2005年、2007年和2010年投入产出表计算可得出建筑业对其他行业的完全消耗系数，如表4所示。

由建筑业对其他行业的完全消耗系数乘以其他行业的直接碳排放效应得到其他行业对建筑业的间接消耗系数，如表5所示。

表5 其他行业对建筑业的间接碳排效应

由表5可以看出，建筑业三年的间接碳排放效应分别是0.033343、4.537026和4.427919。把建筑业直接碳排放效应和间接效应相加得到建筑业三年的碳排放效应，分别是21.294363、25.798046及25.688939。间接碳排放效应分别占综合碳排放效应的比例为0.157%、17.59%和17.24%。但是除了农林牧渔业，其他三个行业的总间接碳排放效应是6.553、7.021和7.272，分别占综合效应的30.72%、23.15%和24.15%。农林牧渔业分别消减了总效应的30.57%、8.19%和9.44%。

3 结论

从方法上看，本文所提的方法能够在数量上测算出建筑业的碳排放效应，并且比较综合的反映行业之间的碳排放方面的相互关系，对有效减排提供了有力的理论依据。

从直接碳排放效应的测算中可看到，产业增加值对碳排放量有显著的相关性。建筑业、电力、燃气及水的生产和供应业、农林牧渔业、交通运输、仓储和邮政业和批发、零售业和住宿、餐饮业等五个行业的人均产业增加值每变化一个百分点就会直接引起碳排放量变化21.26、19.21、-49.619、21.544和1.223个百分点。虽然本文对碳排放间接效应的测算实践上仍不完善，但是可以看出由于电力、燃气及水的生产和供应业、交通运输、仓储和邮政业和批发、零售业和住宿、餐饮业等行业的作用使得建筑业人均产业增加值每变化一个百分点在2005年、2007年和2010年分别间接引起碳排放量变化6.553、7.021和7.272百分点，占综合效应的30.72%、23.15%和24.15%，也就是说在这三年中由于这三个行业的作用使得建筑业人均产业增加值每变化一个百分点就会间接引起碳排放量变化6.553、7.021和7.272个百分点，使得建筑业的碳排放效应提升了30.72%、23.15%和24.15%。并且，测算出农林牧渔业对碳排放具有减化作用，通过农林牧渔对二氧化碳的吸收使得建筑业的综合碳排放效应减少了30.57%、8.19%和9.44%。

从这些结果可以看出建筑业碳排放影响力巨大，尤其具有很强的碳排放拉动能力，相关部门应该根据行业的实际情况相应的采取措施，使得“节能减排”进行的更顺利。另一方面，从电力、燃气及水的生产和供应业等三个行业对建筑业的间接碳排放效应上看，其间接效应对建筑业碳排放效应有较大影响，并且不存在上升趋势，而是一种波动状态，应该引起相关部门的注意。

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（责任编辑/浩 天）

F223

A

1002-6487（2016）21-0077-03

王 连（1977—），女，河南罗山人，博士，副教授，研究方向：应用统计。

华欢欢（1989—），女，河南开封人，硕士，研究方向：经济预测与决策。

王世伟（1991—），男，河北沙河人，硕士，研究方向：数量经济分析。