中国区域供应链甲烷排放及脱钩效应研究——基于广西的投入产出数据分析

(广西民族大学 广西 南宁 530003)

一、研究背景

随着气候变化不断加剧，全球人类面临着资源能源匮乏、生态环境恶化等一系列环境问题愈加严峻。第四次和第五次IPCC评估报告均认为，工业化时期以来大气CH4浓度增加所产生的辐射强迫在所有温室气体中仅次于CO2。根据USEPA(U.S.Environmental Protection Agency)估算，2005年全球CH4排放量占温室气体排放总量的16%，预计未来排放增速还将进一步加快。这一现象不容忽视，因而发展低碳经济不仅需要降低CO2排放，更应关注CH4减排问题，进一步有效缓解全球增温趋势，实现中国对世界的减排承诺。

现阶段，学界关于温室气体相关究主要聚焦在碳排放测算机制以及减排政策，而对于CH4排放研究的文献大多集中在稻田甲烷排放、含氮肥料甲烷释放、高山泥炭甲烷隐含等自然资源中甲烷的排放测算。近年来，基于Tapio脱钩模型探讨经济增长和环境发展的研究逐渐增多，但大多以全国层面或发达省份的视角出发，对于西部欠发达地区的探讨稍显不足。广西位于我国西南部，土地资源、生态环境资源禀赋较为匮乏，生态环境保护与区域经济绿色、低碳、循环发展面临巨大挑战。当前,广西城镇化发展的重要时期，同时区域生态资源环境约束日益趋紧，如何促使广西发展模式由高能耗模式转型为节能减排模式，成为社会各界关注的重点。鉴于此，本文基于全球排放数据库EDGAR4.3.2和《中国统计年鉴》等相关数据，采用环境拓展的投入产出法，根据生产清单测算2002—2012年广西各产业部门甲烷排放变化，并在此基础上，运用Tapio脱钩模型分析广西42个部门甲烷排放与区域经济增长之间的脱钩效应，以期为广西相关部门制定减排政策提供借鉴与参考。

二、研究方法及数据来源

(一)研究方法

1.基于环境的投入产出分析(EEIOA)

本文基于瓦西里·里昂惕夫提出的投入产出法，通过特定区域经济数据建立投入产出模型。投入产出法将一个经济体总产出分解为中间需求和最终需求，见式(1)。环境拓展的投入产出分析法(Environmentally-Extended Input-Output Analysis，EEIOA)，此方法是基础投入产出法的拓展，因此基于时间序列消费清单的CH4排放核算更加系统。

X=AX+F

即

X=(I-A)-1F

(1)

式中，X列向量表示总产出，列向量表示最终需求。矩阵A表示直接消耗系数矩阵。Mn表示每个部门的甲排放系数对角矩阵；I是单位矩阵，定义里昂惕夫逆矩阵为L，由式(2)表示：

(2)

定义B为完全消耗系数矩阵由与单位阵之差所得，可表示为式(3)：

(3)

(4)

定义控制型甲烷排排放量为Cm，Mn表示n地区中每个行业的甲排放系数对角矩阵，Z为中间投入矩阵，控制型甲烷的计算公式如式(5)所示：

(5)

2.Tapio脱钩模型

“脱钩”的含义是使具有联系的两个或者多个事物间逐渐脱离联系。甲烷排放脱钩是经济增长与甲烷气体排放之间逐渐脱离关系的理想假设，即在经济增长的同时，能源消耗在不断减少。脱钩基本模型主要有OECD脱钩指数模型和Tapio脱钩指数模型。Tapio脱钩模型侧重于个体年份上的分析，能够更好地表现脱钩状态的演进历程。鉴于此，本文采用Tapio脱钩模型，进一步分析广西甲烷排放与区域经济增长的脱钩效应。Tapio脱钩弹性计算公式如下：

(6)

式中，e为广西各产业部门甲烷排放与经济增长的脱钩弹性；Mc为广西控制型甲烷排放量；S为广西各产业部门产值。根据脱钩弹性指数可以划分为8种脱钩状态，如表1所示。

表1 脱钩状态划分标准

(二)数据来源

本文所涉及的经济数据来源《中国地区投入产出表》《中国统计年鉴》和《广西统计年鉴》，能源数据的甲烷排放因子来自于《全球大气研究排放数据库(EDGAR-4.3.2)》。中国地区投入产出表》呈现了42个部门投入产出数据，各部门编号与名称如表2所示。

表2 中国地区投入产出表部门编号与名称

三、测算结果与分析

(一)控制型甲烷排放前后向关联关系

通过式(6)计算出控制性甲烷排放量，测算结果如表3所示。综合3年的甲烷控制性甲烷排放量来看，排在前4位的部门是S1、S22、S2和S33，因此将其作为关键部门来讨论前后向关联关系。

2012年控制型甲烷排放的关键部门及其前后向的关联关系结果如表4所示。前向关联是指控制性甲烷从前向部门流入某部门并因此受其控制；反之，后向关联是指控制型甲烷从某部门转移到后向部门。

表4 2012年广西控制型甲烷排放的关键部门与其他部门主要关联强度

2012年广西控制型排放前向流入最大的4个部门分别为S1、S12、S2和S33，这4个部门控制了关键部门的最大的甲烷转移量，由此可见，提高农业生产技术、调控原材料生产和提升工业废弃物回收利用率，以降低其对关键部门控制性甲烷排放是行之有效的调节方法。同时，控制型甲烷排放后向流出最大的4个部门分别为S6、S14、S25和S33，关键部门控制了较多对纺织业、金属冶炼及压延加工业、水的生产、供应业和房地产业的甲烷排放。

(二)控制型甲烷排放的产业结构特征

根据《国民经济行业分类》(GB/T 4754—2011)对我国三大产业的划分依据，本文采用的三大产业的划分标准，即S1为第一产业；S2～S26为第二产业；S27～S42为第三产业。在此基础上，进一步估算广西三大产业控制型甲烷排放，并分析其排放结构特征，如图3、图4所示。

图3 2002—2012年广西各产业控制型甲烷排放

从图2中可以看出，广西第一产业控制型甲烷排放占比不断减小，2002—2012年控制型甲烷排放占比分别为21.18%、14.56%和9.69%。可能的原因是，广西土地资源、生态环境资源禀赋条件较为匮乏，为了能够在短时间内快速提高经济发展水平，在发展过程中往往会出现“重二轻一三”的情况。与此同时，随着“绿水青山就是金山银山”等科学论断的不断深化，广西为“两山理论”也做出了如退耕还林、打响“绿城”招牌等实践。

第二产业控制型甲烷排放占比不断增加，2002—2012年控制型甲烷排放占比分别为68.85%、83.60%和87.90%。广西处于工业化发展的中期，发展方式是能源消费和工业能耗双高为主的粗放式发展，未来广西的工业化发展将面临经济增速与生态保护的双重压力，新能源开发利用与技术升级迫在眉睫。

第三产业控制型甲烷排放占比先大幅减小后小幅增加。2002—2012年广西控制型甲烷排放占比分别为9.97%、1.84%和2.41%。第三产业规模小，发展水平低，企业环保意识有待加强。目前，广西市场经济环境较为薄弱，中小型企业难以承担污染治理的成本，在一定程度上说明了广西第三产业具有较大的减排潜力，应以放在技术革新与资本引进为重。

(三)各部门控制型甲烷脱钩效应分析

由表5可知，2002—2012年广西各部门控制型甲烷排放与经济增长之间的脱钩弹性变动较大。从结果上看，2002—2007年S2、S3等12个部门处于强脱钩状态；S1、S6等9个部门处于弱脱钩状态；S7、S8等14个部门处于扩张型脱钩状态；S15、S31等4个部门处于衰退脱钩状态，仅有S20和S35部门处于衰退连结状态。2007—2012年有S1、S8等9个部门处于强脱钩状态；S5、S6等11个部门处于弱脱钩状态；S2、S14等11个部门处于扩张型脱钩状态；S21、S24等3个部门处于衰退连结状态；S23、S26等3个部门处于衰退连结状态；仅有S16处于强负脱钩状态，脱钩状态最差。

表5 2002—2007年广西各部门甲烷排放与经济增长的脱钩状态

续表

从过程中看，2002—2012年广西42个部门甲烷排放与经济增长之间的脱钩状态有待进一步改善。2002—2012年有S1、S7等17个部门的脱钩状态有所好转，其中有超过半数部门实现了“弱脱钩—强脱钩”以及“扩张型脱钩—强脱钩”的转变，即部门产值呈正向发展，而甲烷排放呈负向发展，意味着经济增长的同时，所带来的环境污染却在减少，脱钩状态最为理想。这些部门大多集中在批发零售贸易行业、服务业和教育行业，由此可知，广西第三产业中经济增长与甲烷排放的关系比较理想。于此同时，将近三分之一的部门呈现出“强/弱脱钩—扩张型脱钩的”变动趋势，并大多集中在第二产业，意味着这些部门经济与甲烷排放均增长，但甲烷排放增速大于经济增速。

四、结论与启示

本文以广西为例，基于环境拓展的投入产出法估算了2002—2012年广西控制型甲烷排放量，并运用Tapio脱钩模型分析了广西各产业部门甲烷排放与经济增长之间的脱钩效应，主要研究结论如下。

(1)2012年广西控制型排放的关键部门分别为农林牧渔业、电力、热力的生产和供应业、煤炭开采和洗选业以及房地产业，前向流入最大的依次为为农林牧渔业、煤炭开采和洗选业、化学工业和房地产业，这些部门控制了关键部门的最大的甲烷转移量；控制型甲烷排放后向流出最大的部门依次为食品制造及烟草加工业、金属冶炼及压延加工业、水的生产和供应业和房地产业。

(2)2002—2012年广西各部门甲烷排放与经济增长之间的脱钩状态有待进一步改善。虽然有超过半数部门实现了“弱脱钩—强脱钩”以及“扩张型脱钩—强脱钩”的转变，但仍有一定数量集中于第二产业的部门处于弱脱钩和扩张型脱钩状态。因此降低第二产业的能耗占比，将是未来产业经济发展的重心。

基于上述结论，可以得出如下政策启示。

(1)充分利用资源优势，优化三大产业结构。产业结构是影响经济增长因素的关键性因素，广西拥有良好的自然资源禀赋和生态水平,但由于资源利用率和转化率不高，广西第一、三产业的发展潜力没有完全发挥。“粗放式”和“高能耗”是目前广西工业经济发展的典型模式，若要广西的工业化发展水平到达一定高度后，要充分利用自然资源优势，在提高第一、三产业、降低第二产业的产业占比的同时，要不断优化第二产业内部的行业结构，要以提高资源配置效率和产业聚合质量为主要目标，大力推动农业现代化、新型战略企业和服务业智能化的发展，以实现广西产业结构优化升级。

(2)开发利用清洁能源，升级产业生产技术。只有提高清洁能源在一次能源消耗中的占比，才能充分开发利用清洁能源以及提高能源利用效率。化石能源消耗是环境污染的主要来源之一，广西由于能源自给率较低，“缺气少油”，因此要想实现广西经济增长和甲烷减排的双目标，就要大力开发和利用清洁能源的同时对高能耗产业进行产业技术升级改造，努力将节能技术、新工艺以及能源综合利用技术。

(3)加强制度规划建设，引导绿色生产生活。广西要实现通过制度引导企业和个人绿色生产生活的方式，这一目标，需加强制度建设，建立企业间甲烷减排控制目标和协同机制，将减排重心放在关键部门及其先后向关联部门上，在行业发展前景、能源消耗特点与甲烷排放因素方面做出综合且全面的考虑，以制定出切合实际的、分阶段的甲烷减排政策和控制目标。同时，需不断强化公众的低碳意识，鼓励绿色生产和绿色出行。