安徽省行业隐含碳及碳减排潜力分析

翁世梅, 陶伟良

(安徽财经大学 统计与应用数学学院,安徽 蚌埠 233030)

随着经济的增长,碳排放引发的问题加剧,碳减排成为研究的热点。相关数据显示,2006年中国成为碳排放量最多的国家,此后中国碳排放总量一直较高,居全球首位。由于生产技术的落后,中国的碳减排形势严峻,为了有效应对气候变化,响应低碳目标,我国在党的十九大中提出节能减排建设美丽新中国,安徽省也在积极响应相关政策,在《“十三五”节能减排实施方案》中,安徽省全面推动绿色低碳循环发展,切实提高能源利用效率,为节能减排贡献自己的力量。

目前关于碳排放的测度主要基于两种视角,一种是生产者视角下的直接碳排放,主要利用IPCC核算体系对各部分碳排放进行测算,另一种则是基于消费者视角的隐含碳排放测算问题,唐建荣等[1]、袁长伟等[2]分别对江浙沪地区、陕西省的直接碳和隐含碳进行了估算。当前全球变暖已经成为各国需要应对和解决的重要问题,但很多研究却忽视了隐含碳排放对气候的影响,隐含碳研究相对较少。在碳减排效果的研究上,大多研究集中在特定区域或特定行业层面。在区域减排研究中,朱婧等[3]、高志刚等[4]、孟军等[5]分别以河北省、新疆14个地州市以及黑龙江省为样本, 研究了各区域的碳排放趋势;对于行业碳排放问题,许多学者关注碳排放的影响因素。例如,Wang等[6]、王锋等[7]、李刚[8]、王鑫静等[9]分别证实了能源强度、能源结构、产业结构调整以及城镇化水平对于碳减排有显著影响。通过文献梳理发现,产业结构调整有利于碳减排,但如何调整产业结构以达到碳减排目的的研究较少,同时大多研究仅从单一角度研究碳排放,而从生产者和消费者双视角对隐含碳进行分析能够更好地反映碳排放,因此本研究基于2017年安徽省投入产出表通过生命周期模型对安徽省行业隐含碳以及减排潜力进行分析,探寻具有潜力的行业。

1 研究方法及模型

1.1 碳排放量和直接碳排放强度

主要研究化石能源的碳排放(主要选取的化石能源指标包括原煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、液化石油气和天然气),借鉴曲英等[10]的方法进行碳排放量的测算,计算公式如下:

式中:Ci——行业i的碳排放量,万t;Di——行业i的直接碳排放强度,t/万元;Nk——能源消费量,万t;Bk——能源折标准煤系数,kg标准煤/kg;Ck——能源碳排放系数,t碳/t标准煤;Xi——部门总产出,万元。

1.2 隐含碳排放估计

Hendrickson等[11]提出经济投入产出生命周期模型(EIO-LCA),在隐含碳的测算中,吴常艳等[12]、袁长伟等[2]和曲英等[10]证明了其应用上的有效性。本研究通过EIO-LCA模型构建安徽省2017年行业隐含碳排放矩阵:

式中:B——能源消费隐含碳排放矩阵;D——以Di为对角元的对角矩阵,表示直接碳排放强度;(I-Ad)-1——列昂惕夫逆矩阵;Yd——剔除进口部分的最终需求量所形成的对角矩阵;Ad——投入部分直接消耗系数矩阵,由于采用的是竞争型投入产出表,为了使结果更加准确,在计算过程中除去进口的影响,Ad=(I-M)A。其中,M——进口系数矩阵—行业总产出;Mi——行业进口量;Ei——出口量)。因此计算得出非竞争型完全消耗系数矩阵:

1.3 碳减排潜力

碳减排潜力模型以投入产出模型为基础,综合考虑行业产值的直接和隐含变化带来的碳减排效应,碳减排效应计算如下:

式中:bij——矩阵Bd中的元素;——碳排放强度。

2 实证研究

2.1 数据说明

表1 能源折标准煤系数及碳排放系数

数据主要来源于《2017安徽省统计年鉴》,其中,能源折标准煤系数来源于《中国能源统计年鉴2018》,能源碳排放系数来源于IPCC《国家温室气体排放清单指南》,具体见表1。为了对行业进行统一,将42部门投入产出表合并为26部门,这里主要将废品废料和金属制品、机械和设备修理服务并为其他、废品废料业,将建筑、批发和零售等相对来说使用化石能源较少的行业并为其他行业,合并后的行业如表2所示。

表2 安徽省行业部门分类

2.2 实证结果与分析

2.2.1 直接碳排放分析

2017年安徽省各行业碳排放量和碳排放强度如图1所示。2017年,安徽省来自于能源消费的碳排放总量为10 942.573万t,其中,电热力生产供应业、煤炭采选业和非金属矿物制品业碳排放量较高,占比分别达到43.18%,22.87%和10.19%,这三个行业碳排放量总计达到8 342.714万t,占总排放量的76.24%。

在碳排放强度上,电热力生产供应业、煤炭采选业和石油加工业较高,分别为22.43 t/万元、2.44 t/万元和0.91 t/万元,这些行业在发展经济的过程中,对于能源的消耗较大,同时使用能源所导致的二氧化碳排放量较高,不利于碳减排目标的实现,通过开发清洁能源,提高能源利用效率可以有效减少能源消耗所引起的碳排放。

图1 安徽省分行业碳排放量和碳排放强度

2.2.2 隐含碳排放分析

2.2.2.1 基于生产链视角

从生产链的角度看,安徽省2017年26个行业的隐含碳排放量为15 902.505万t,其中,其他行业、电热力生产供应业和水的生产供应业引起的隐含碳排放量较高,均超过1 000万t,这些行业在发展过程中,一般作为原料供应业与其他行业存在合作关系,可能会对其他行业的碳排放造成较大影响,因此,要重点关注这些行业的碳减排措施,并推进其关联产业的碳减排进程。对于非金属矿及其他采矿业和燃气的生产供应业这类间接碳排放量低于20万t的产业来说,这些产业在生产过程中与其他产业相对联系不太紧密,隐含碳排放量也较低,可以不予考虑。各部门隐含碳排放量如图2所示。

图2 各行业隐含碳排放量

2.2.2.2 基于消费需求视角

消费需求主要从居民消费、政府消费、资本形成和出口(包括出口和省外流出)四个方面对安徽省26个行业产生的隐含碳排放量进行分析,选取隐含碳排放量大于200万t的行业,主要有12个,并基于消费需求视角对各行业进行分析,如表3所示:

表3 不同需求下行业的隐含碳排放量 万t

2017年,安徽省各行业因最终需求导致的隐含碳排放量为15 594.333万t,其中出口部分占比最大,为5 815.883万t,占比37.29%,其次为居民消费和资本形成,占比分别为31.81%和26.41%,这三个方面导致的隐含碳排放量达到14 894.288万t,占比达到95.51%。

分产业来看,农林牧渔业和其他行业政府消费导致了隐含碳排放,其他行业均为零;在居民消费需求下,电热力生产供应业、其他行业和石油加工业引起的碳排放较大,分别为2 421.713万t、1 472.334万t、341.883万t,这三大行业占比达到85.40%;在资本形成需求方面,水的生产供应业、电热力生产供应业、其他行业、专用设备制造业和通用设备制造业产生的隐含碳排放量排名前五,分别为1 491.272万t、1 209.888万t、536.737万t、329.358万t和285.029万t,这五个行业占比达到93.54%;在出口方面,电气机械和器材、非金属矿物制品业、其他行业和化学工业所产生的隐含碳排放总占比达到52.62%。

图3 不同出口的隐含碳排放

由于出口涉及国外出口和国内省外流出,不同出口的隐含碳排放量如图3所示,出口主要倾向于国内省外流出,在省外流出中,非金属矿物制品业、电器机械和器材业、其他行业和化工行业碳排放最多,这四个行业碳排放占比达到51.91%,而国外流出中,其他行业和化学工业的碳排放较高,总体来说,在对外贸易中通过调整贸易结构,可以降低碳排放,有效实现碳减排。

2.2.3 碳减排潜力分析

安徽省26个行业的碳减排效应如图4所示。煤炭采选业、电热力生产供应业和石油加工业的碳减排效应较高,当产值增加或减少1%时,这些行业增加或减少的碳排放量最高,其中,煤炭采选业和电热力生产供应业的碳减排效应均超过1.5 t/万元,显著高于其他行业,通过对这些产业进行优化调整,可以明显降低碳排放。

图4 各行业部门碳减排潜力分析

通过比较行业碳减排总量与碳减排效应的排名,划分行业碳减排潜力,结果如图5所示。其中,第一象限表示碳减排潜力较弱,第三象限的行业具有较强的碳减排潜能,而二四象限表示碳减排潜力一般。

图5 各行业部门碳减排潜力分布

具体来看,农林牧渔业、非金属矿及其他采矿业、食品制造及烟草加工业、纺织业、木材加工及家具制造业、造纸印刷业等行业碳减排潜力较强,这些行业中生产供应型产业居多,其碳减排总量与碳减排效应都较高,说明对这些行业进行减排效果明显,对经济的影响也较小。其中煤炭采选业、非金属矿及其他采矿业以及纺织业的碳减排总量和碳减排效应排名靠前,可以重点关注。

电气机械和器材、仪器仪表制造业、其他制造业、电热力生产供应业等制造和电热力行业碳减排潜力较弱,同时这些行业的碳减排效应较低,即使投入精力大力整改,对于碳减排目标的实现没有太大的边际效应,因此,这些产业可以不加关注。

对于专用设备制造业、交通运输设备业、通信设备等和制造业相关的行业,由于总产出较大,这些行业在进行碳减排的同时需要兼顾经济的发展;而对于煤炭采选业、金属矿采选业、石油加工业等基础性行业,不能仅追求碳排放的最低。这些行业碳减排潜力一般,在调整或者发展过程中需要兼顾经济发展和碳排放减少双向目标,不能仅仅为了减少碳排放而忽略了经济的发展。

3 结论与启示

通过投入产出生命周期分析法对安徽省行业隐含碳及碳减排潜力进行分析,得出如下结论和启示:

(1)重点关注电热力及煤炭采选业,提高能源利用效率,降低碳排放强度。在对安徽省各行业的直接碳排放分析中,发现电热力生产供应业、煤炭采选业、金属冶炼压延业和非金属矿物制品业产生的二氧化碳较高,这些行业属于能源利用相关产业,应进一步优化产业结构,调整以煤炭为主的能源结构,发展太阳能、风能等新能源和清洁能源,促进开发使用低碳技术,这对于降低碳排放强度十分必要。应重点关注电热力生产供应业、煤炭采选业和非金属矿物制品业。

(2)从隐含碳排放视角看,应重点对其他行业、水的生产供应业和电热力生产供应业制定减排措施,控制碳排放,同时调整贸易结构,引进低碳技术,实现碳减排目标。从生产链角度看,其他行业、电热力生产供应业和水的生产供应业引起的隐含碳排放量较高,这些行业在自身的发展过程中,对关联产业及其他产业的碳排放会有很大的影响,因此要重点关注这些行业,并根据最终需求制定相关的减排政策,必要时可以减少相关产业,淘汰落后产业,同时也要关注其上游和下游的产业,控制碳排放量,减少隐含碳排放;从消费需求的视角看,出口导致的隐含碳排放占比最大,为37.29%,其次为居民消费和资本形成,三者共同导致的隐含碳排放占比达到95.51%。总体来说,在对外贸易中通过调整贸易结构,可以降低碳排放,有效实现碳减排。

(3)从碳减排潜力视角看,煤炭采选业和非金属矿及其他采矿业应当给予较大关注,对不同碳减排潜力的行业采取不同的措施,切忌“一刀切”。针对碳减排潜力较大的非金属矿及其他采矿业、食品制造及烟草加工业、化学工业、金属冶炼压延业和金属制品业,需要重点关注并且加以调整,因为对这些行业做出减排措施可以有效减少碳排放,与此同时,经济受到的波动也很小,减排措施的成果显著。针对碳减排潜力较小的通信设备、计算机和其他电子业等制造和电热业,由于增加或减少产出对于这些行业的碳减排总量影响较小,可以通过创新来减少碳排放,促进产业升级。针对碳减排潜力一般的行业,需要根据具体的行业来加以判断并制定相应的措施,比如针对一些民生行业,需要在减少碳排放的同时兼顾经济的增长,否则可能得不偿失。