碳排放的供需和区域结构分析

陆江源 何卓

摘 要 科学推动实现碳达峰、碳中和目标，需要有效解决当前经济发展中产业、供需、区域等方面的结构性矛盾。中国作为大型经济体，其经济结构和区域产业分工的复杂性决定了碳排放结构的复杂性。采用中国31个省级行政区的区域间投入产出表对中国碳排放的供需和区域结构关系进行了探讨。研究发现，中国消费、投资、出口引致的碳排放占比分别为30.83%、49.96%、19.21%，投资需求碳排放较高的主要原因是经济过度依赖房地产和基建投资拉动，同时出口产品结构中重化工业占比较高。从区域碳排放格局看，北方整体碳生产大于碳消费，而南方整体碳消费大于碳生产，本质上，这是北方倚重煤炭能源和重化工业而南方以下游生产制造环节为主的产业分工格局导致的。为此，要加快优化产业结构、供需结构和区域产业分工结构，引导各地区各行业有序达峰，推动发展方式全方位改变和经济高质量发展。

关键词 碳排放 投入产出分析 供需结构 区域结构 碳达峰

作者简介：陆江源，博士，中国宏观经济研究院经济研究所副研究员;何卓，国家发展和改革委员会国际合作中心助理研究员。

一、引 言

中国碳达峰、碳中和目标愿景是党中央、国务院统筹国际国内两个大局作出的重大战略决策，事关我国战略全局和长远发展。“十四五”规划纲要提出，落实2030年应对气候变化国家自主贡献目标，制定2030年前碳达峰行动方案，锚定努力争取2060年前实现碳中和，采取更加有力的政策和措施。2021年10月24日，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，提出重点实施碳达峰十大行动。绿色、环保是我国经济社会可持续发展、高质量发展的内在要求，也是推动构建人类命运共同体的必然选择。“双碳”目标的实现过程将会是一场经济社会的系统性变革，必将倒逼我国经济社会发展实现全面低碳转型。

科学推动实现碳达峰、碳中和，需要有效解决当前经济发展中产业、供需、区域等方面的结构性矛盾。这些结构性矛盾包括宏观经济目标与绿色发展目标的协调、传统高碳行业与低碳行业之间的结构调整、碳生产和碳消费的矛盾、高碳排放地区和高碳消费地区的区域结构性矛盾等。如果不考虑上述结构性矛盾，简单地采用供给端碳排放抑制的方法，只能加剧行业之间、供需之间、区域之间的结构性矛盾，对国民经济体系良性循环造成不良影响。

作为大型经济体，中国经济结构和区域产业分工的复杂性决定了碳排放结构的复杂性。从产业特征来看，中国仍然处于工业化和城镇化进程之中，具备较为完整的工业生产体系。作为“世界工厂”，中国的碳排放当中有相当一部分是因为出口而产生的。从供需角度看，房地产和基建投资在最终需求中的占比仍然较高，造成高碳排放的钢铁、建材等产业供给依然居高不下。从区域碳排放来看，虽然一些地区退出了高耗能产业，但高耗能产业的产量需求仍然存在，这就使得高耗能产业进一步向其他地区集中，导致高碳排放的电力、钢铁、建材等行业的供给和消费呈现异地化倾向。因此，科学客观研究和制定实现双碳目标的路径，离不开对产业、供需、区域等方面结构性矛盾的分析。

二、文献综述

相关研究普遍采用投入产出方法从产业、需求、区域等各个层面对碳排放进行了深入分析，研究成果较为丰富。

在产业层面，因为产业结构是影响碳排放的重要变量，目前学术界主要围绕产业结构与碳排放的关联性展开研究。现有文献利用各类计量模型进行了多种测算，认为随着产业结构从农业、工业向服务业转型，能源消耗强度将会逐渐下降，从而降低碳排放强度。部分学者关注高耗能产业、高碳能源产业和低碳产业占比的变化。比如，张宏艳和王炜研究我国1999—2016年省级行政区的面板数据，发现碳排放与产业结构存在单一的门槛效应。投入产出方法也逐渐在碳排放与产业结构关系研究中得到应用。比如，徐恺飞和金继红利用中国2002、2007、2012和2015年的投入产出表编制了可比价格，研究了制造业的碳排放结构。基于2017年投入產出表，朱佩誉和凌文构建了包括13个中间产业部门和5个能源产业部门的动态CGE模型，探讨了不同碳达峰情景对于产业结构的影响。

在需求层面，学者普遍采用投入产出方法分析碳排放的需求驱动因素。乌力吉图利用中国2002、2007年的投入产出表分析碳排放增长的需求结构，发现投资和出口需求是诱发碳排放增长的主要驱动因素，碳排放是投资出口依存型。张海行分析河北省2007、2012 年的投入产出表、部门能耗等数据，发现产业结构转型升级减少了河北省2012年的碳排放，而最终需求结构效应和最终需求规模效应是河北省2012年碳排放增加的影响因素。张伟和王韶华利用投入产出方法测算了中国31个行业投资需求、消费需求份额变动对碳排放的影响，发现批发和零售业、住宿和餐饮业、食品和烟草业等是消费结构调整的关键部门。

在区域层面，由于国际投入产出表和区域投入产出表存在数据差异，所以相关分析也分为国际和国内两个方面。在国际区域碳排放结构方面，乔小勇等对WIOD、Eora、EXIOBASE 等国际投入产出数据库进行重新编制，建立环境扩展的多区域投入产出模型，测算隐含碳排放，发现国际上“南北碳转移”问题突出，发展中国家生产侧排放大于消费侧，而发达国家则正好相反。邓光耀基于多区域投入产出子系统模型，研究了中国与世界其他国家隐含碳排放的关联效应，发现中国的隐含碳进出口及与此相对应的溢出效应在进出口贸易对象国之间存在差异，比如2015年中国从韩国的隐含碳进口最多，向美国出口的隐含碳最多。董聪等利用国际投入产出表研究了国际间产业转移与各国碳排放之间的关系，发现国际产业转移对接收国因国外因素而产生的碳排放增量具有抑制作用。在国内区域碳排放结构方面，邓荣荣和杨国华利用中国2002—2012年区域投入产出表分析了区域间碳排放转移，发现经济发展水平较高的京津地区、北部沿海地区、东部沿海地区、南部沿海地区为主要的净贸易隐含碳排放转出区域，且转出趋势有所增强，上述区域通过贸易将碳排放转移至东北、中部、西北等经济欠发达区域。

综上所述，通过投入产出方法研究碳排放的结构问题得到了较多学者的认可，但仍然存在如下不足：第一，未能综合考虑碳排放的供给和需求，导致分析结果存在偏颇;第二，缺乏最新的区域间投入产出数据，无法充分反映各省级行政区之间的差异。鉴于此，本文采用较新的2017年中国区域间投入产出表探讨了碳排放的产业、供需和区域结构关系。

三、我国碳排放的供需和区域结构

根据投入产出关系，总投入形成中间品产出和最终需求，因而最终需求与总投入存在矩阵数量关系，各行业的总投入与直接碳排放相关，因而最终需求与各行业的直接碳排放存在矩阵数量关系。碳排放（记为C）与各行业总产出（记为Y）存在正比例关系：

其中，B是直接消耗矩阵。最终需求可以进一步分解为：

其中，C、I、E分别代表消费、投资和出口，因而消费、投资、出口都可以分解出对应的碳排放。

中国碳核算数据库（CEADs）提供了2017年中国31个省级行政区和42个社会经济部门的投入产出表，并将碳排放对应到了各地各行业，利用该表可以对31个省级行政区的碳排放进行区域分析。

（一）碳排放的产业结构

当前产业结构下碳排放进入高位调整期，但近两年重点排放行业产量和投资“双增”加大了后续碳达峰和碳中和工作的压力。图1呈现了2000—2020年中国碳排放变化趋势。2000—2013年中国全行业碳排放处于快速增长阶段，二氧化碳排放从2000年的30.03亿吨迅速增长到2013年的95.34亿吨，2013年至今全行业碳排放已经进入平台期，在95亿吨左右波动，2016年碳排放一度下降至92.17亿吨，2018年又增长至96.21亿吨。2019、2020年高碳排放行业产量和投资双增，导致碳排放逆势增长。2019、2020年钢铁产量分别同比增长9.8%和6.1%，水泥分别同比增长7.7%和1.6%，而2014—2018年这两种商品的年均增速仅为3.3%和0.4%。2021年上半年，由于原材料价格持续上涨和需求复苏，钢铁和水泥产量分别增长13.9%和14.1%。在不少地区，“碳达峰”变成了“碳冲锋”，加速上马“两高”项目，2021年上半年黑色金属冶炼和压延业固定资产投资同比增长26.3%，非金属矿物制品业同比增长16.3%，远高于全行业固定资产投资的增速（12.6%）。高碳排放制造业产量和投资双增使双碳目标的实现面临更大挑战。

从碳排放总量的分布看，2018年第一、第二、第三产业占全社会碳排放总量的比重分别为1.8%、70.3%、16.8%，其余11.1%为生活消费。仅制造业碳排放占全社会碳排放的比重就高达60%，而在制造业碳排放中，黑色金属冶炼和压延业（钢铁）占37.4%，非金属矿物制品（建材）占22.8%，化工占9.3%，这三个行业位列前三。此外，有色金属、石油加工等行业也是碳排放的重点行业。

从直接碳排放量来看，第一、第二、第三产业分别占1.0%、84.4%、10.1%，生活消费占4.5%。分行业来看，电水燃气供应的碳排放量最高，主要是以火电为主的电力产业，占比高达46.93%;其次是制造业，占比达到35.88%，其中钢铁行业占19.06%，非金属矿物制品占11.37%，化工占3.48%;交通运输和仓储行业的碳排放也较高，达到8.44%。这三大行业碳排放之和的占比已达到91.25%，其他行业碳排放占比低于9%。受制造业产量和投资双增的影响，制造业和电力行业直接碳排放也出现了显著增长。

（二）碳排放的需求结构

根据2017年中国投入产出表，从最终需求端分析碳排放来源，消费、投资、出口引致的碳排放量占比分别为30.83%、49.96%、19.21%，而最终需求中消费、投资、出口占比分别为45.48%、37.21%、17.31%。这意味着投资的碳排放强度最高，出口的碳排放强度次之，而消费的碳排放强度较弱。

根据最终需求计算的各行业碳排放量（图2）来看，建筑业的投资需求，设备制造业的消费、投资和出口需求，轻工业的消费和出口需求是碳排放最大的领域。

建筑业的碳排放规模最大，达到35.6亿吨，且都用于投资。其次是通用设备、专用设备、电子设备等设备制造业，达到17.3亿吨，其中用于本国消费2亿吨，投资8亿吨，出口7.2亿吨，通用设备和专用设备的碳排放主要用于投资需求，而电子设备等主要用于出口需求。轻工业也达到8.4亿吨，其中用于消費5.1亿吨，投资0.37亿吨，出口2.9亿吨，主要是由于食品工业的消费需求引致的碳排放较高。设备制造和轻工业处于产业链下游，从生产端来看直接碳排放均较低，但实际上电力和钢铁的碳排放都服务于这些行业的最终消费和出口。

图3给出了各行业最终需求占比和根据最终需求计算的各行业碳排放占比。水电燃气供应业的最终需求占比仅为0.7%，碳排放占比却高达5.1%，这既与电价市场化改革尚未完成、以市场价格计算的电力需求被低估有关，也与我国能源生产和转换过程中煤电占比高有关。服务业部门表现出低碳特征，比如以教育、医疗、公共服务为主的其他服务业最终需求占比为16.2%，但碳排放占比仅为7.7%。

可见，房地产开发、基础设施建设引致的投资需求是导致产业链高能耗、高碳排放的主要原因。比较内需和出口，发现中国约20%的碳排放是为了满足出口，出口导向型经济结构导致部分产业链服务于出口，产品和服务输出国外，碳排放却计入中国，这是明显的国际环境外部性问题。中国经济的低碳转型必将伴随产业需求结构的深度调整。

从投资结构来看，我国投资端的碳排放较高主要是由于经济过度依赖房地产和基建投资。2007年以来，我国投资结构中房地产开发平均占20%，基建投资平均占24%，而这两类投资都需要消耗大量钢铁、水泥、建材等高碳排放产品。在中国的最终需求结构中，建筑业的资本形成占全部最终需求的比重不断上升，从2007年的17.4%到2010年19.2%，再到2015年的22.0%，2017年已达到23.3%。而建筑业的资本形成主要为房地产和基建投资，尤其是在新冠肺炎疫情冲击下，房地产投资在全社会固定资产投资中的占比不断上升，从2018年的18.9%大幅攀升至2020年的27.3%，2021年1—9月，这一比例进一步提升至28.3%，基础设施建设投资占比更是从2018年的27.3%大幅攀升至2020年的35.7%。建筑业投资需求的大幅增长引致钢铁、建材等高耗能、高排放产业产能和产量大幅扩张。由此可见，房地产和基建产生的投资需求是导致高能耗、高碳排放型产业的根本原因。然而，要改变这种房地产和基建投资依赖是极为困难的，房地产和基建投资一头连着经济增长，另一头连着金融机构和地方政府财政，压缩房地产和基建投资很可能需要承受一定的经济下行风险和金融风险。

从出口结构来看，出口产品结构中重化工业和机械设备占比较高，导致出口碳排放较高。根据2017年全国投入产出表，全行业总出口额为17.4万亿元，出口的碳排放量为18.1亿吨，每万元出口隐含碳排放为1.04吨。重化工业产品在出口中的占比为16.0%，但引致的出口隐含碳排放量占比高达29.5%，建材、钢铁、金属制品的每万元出口隐含碳排放分别高达3.13吨、3.05吨、1.92吨，远高于全行业平均值。机械和运输设备在出口中的占比为19.6%，引致的出口隐含碳排放量占比达到23.8%，单位出口的碳排放也高于全行业平均值，这是由于通用设备、专用设备、交通运输设备这些行业产品的生产需要消耗一定的高碳排放产品。这意味着重化工业和机械设备行业以三分之一的出口份额造成了一半以上的出口碳排放。以信息技术服务、商务服务和金融业为代表的现代服务业的每万元出口含碳量平均仅为0.5吨。服务贸易的出口含碳量较低，是未来出口低碳化转型的重要方向。中国在高碳的重化工业和劳动密集型产业具有长期积累的国际竞争力，而在低碳的服务贸易领域开放程度较低，这种比较优势决定了目前出口的高碳排放特征。在新冠肺炎疫情冲击之下，全球对中国制造的依赖程度进一步提升，这使中国改变当前高碳出口的现状面临更大的挑战。

从消费结构来看，居住和交通等物质消费占比仍较高，导致高碳消费结构。2012—2019年，随着人民生活水平的改善，居民消费支出中的食品烟酒占比逐年下降，从31.2%稳步下降至28.2%，同时衣着支出也从7.8%下降至6.2%，但食品消费仍然占据主要份额。同期，居住和交通消费支出占比则上升了，居住从22.7%提高至23.4%，交通从12.3%提高至13.3%。与之相对应的是，2019年教育、文化娱乐、医疗等服务消費占比仅为20.5%。这主要是由于我国仍处于城镇化的高速发展期，人们对于城市住房和交通的消费需求仍处于大幅增长状态，而居住和交通等消费对应的建筑业和交通运输业都需要消耗大量重化工业产品和燃料，因而导致我国消费结构整体上呈现碳消耗强度较高的特征。

（三）碳排放的区域结构

从2017年中国投入产出表测算可以发现，各地产业结构不同导致了截然不同的碳排放形势，北方整体的碳生产大于碳消费，而南方整体碳消费大于碳生产。

图4给出了中国31个省级行政区从生产端和消费端计算的碳排放。从生产端来看，山东、河北、内蒙古、河南、山西、辽宁等能源和重化工业占比较高的省份碳排放量较高。内蒙古、山西作为能源供应基地，在保障其他地区煤炭供应的同时，也向外输出由煤炭转换而成的电力。从消费端来看，经济大省的碳消费均较高。广东、山东、江苏、河南、河北、浙江等省份的碳消费居前，广东、浙江的碳消费主要从外省输入，江苏、山东主要消费自身生产的碳。

再来考察中国碳排放的区域供需特征（图5）。可以利用碳输入输出比值（通过将各省级行政区消费端的碳排放除以自身生产端的碳排放来计算）来反映碳排放的区域供需特征，该比值大于1代表碳输入，比值小于1代表碳输出。北京的碳输入输出比值达到2.96，北京市的产业结构中服务业占比较高，生产端的碳排放量很低，但消费的碳较高，生产生活用电来自内蒙古、山西等能源供应地。浙江、广东、重庆、云南的碳输入值也较高，均在1.5以上，意味着这四个省份消费的碳50%以上由其他地区生产，此外，同属南方地区的江西、湖南、湖北、四川四省的碳输入输出比值均在1以上。而北方的河北、山西、内蒙古、辽宁、甘肃、宁夏、新疆等地区的碳输入输出比值均明显小于1，内蒙古为0.48，山西为0.59，辽宁为0.64，这意味着内蒙古一半以上的碳排放是为了满足其他地区的需求而产生，山西、辽宁也有近五分之二的碳排放用于满足其他地区的需求。“北生产南消费”的碳排放格局是由南北方不同的产业结构决定的。我国北方地区能源资源丰富，主要从事能源、重化工业等上游产业，而南方地区则处于产业链下游，上游的高碳型产业为下游发展承担了更多的碳排放。

本质上，上述“北生产南消费”的碳排放区域格局是由北方倚重煤炭能源和重化工业与南方占据下游生产制造环节的产业分工格局导致的。钢铁、化工、建材、有色、石油和煤炭加工业等高碳排放重化工业的产值在山东、河北、辽宁GDP中的占比依次为27.1%、19.4%、14.2%，远高于全国11.7%的平均水平，导致这三个省生产端的碳排放较高。内蒙古、山西是重要的煤炭资源供应基地，因而，两地生产端的碳排放远大于消费端的碳排放。而东南沿海省份对于北方地区的能源和重工业也存在普遍依赖性，广东需求端的碳排放来自内蒙古、山西、山东、河北、辽宁五省的比例高达22.1%，浙江也高达24.8%。北京较为特殊，由于制造业一直向外疏解，所以北京自身的碳排放量很低，但是北京需求端的碳排放来自上述五省的比例高达33.7%。碳排放的区域格局源于区域产业结构差异，应该在全国一盘棋实现双碳目标的发展思路下，同时发挥南北方的积极性。

四、推进碳排放供需和区域结构优化的政策建议

为了引导各地区各行业科学有序实现碳达峰，推动发展方式全方位转变和经济高质量发展，需要加快优化产业结构、供需结构和区域产业分工结构，具体提出以下五点政策建议：

第一，结合市场需求和行业特性，有保有压推动制造业科学有序实现碳达峰。既要督促地方政府严禁违规上马“两高”项目，严格执行减量替代、产能置换政策，坚决遏制“两高”项目盲目发展，也要引导地方政府从市场需求出发合理安排产业发展，坚决防范“运动式减碳”，防范通过限产等“一刀切”方式推动地区和行业实现碳达峰。坚持分类施策、分区施策、分业施策，在保障国家产业安全、能源安全和经济持续稳定发展的前提下，按照地区有先有后、产业有保有压的思路，推动各地区、各行业梯次实现碳达峰。引导各地结合经济发展水平、产业结构特征、技术条件和在全国的功能定位，科学确定碳达峰时点、峰值和行动方案。结合市场需求和减污降碳技术发展趋势，引导重点行业和企业科学实现达峰。

第二，推动高碳排放需求结构的转型。坚持“房住不炒”，减小经济增长对房地产和基建投资的依赖，推动更多资源向科技创新和战略新兴产业集中，提升投资的质量和效率，压减无效投资，避免重复投资。大力提高基础研发、新型基础设施建设投资的占比，建立健全共性技术平台，提升公共投资的效率。优化出口政策，逐步减少出口的隐含碳排放，研究中国实施碳边境调整机制可能产生的影响，建立和完善中国碳配额交易进口和出口认证制度，构建进出口贸易的全供应链碳排放计量体系，将碳边境调整机制与碳交易机制、碳排放计量体系有效衔接。鼓励发展分布式能源，发展家用光伏产业。推动消费转型升级，鼓励低碳消费，加强城市电动车充电桩布局。

第三，优化区域碳排放的配额分配和补偿机制。简单地限制碳排放，将导致北方地区发展权受到较大限制，并可能进一步拉大南北经济差距。应该统筹南北差异，合理分配碳排放配额，进行区域间环境转移支付，避免“一刀切”政策。在碳排放目标、配额、跨区域补偿、碳税、横向转移支付等方面实现区域协调。在设计各地双碳工作的考核目标时，除了考虑历史碳排放和产业结构之外，还应充分反映碳排放的供需关系及能源、粮食、基础工业原材料等保供因素，确保尊重产业分工规律和减碳目标之间的平衡。统筹考虑能源资源保供和减碳目标考核，对于完成能源资源保供任务的能源保供地区和工业基础原料供应地区，可适当降低碳排放考核要求。完善跨区域生态补偿机制，发展市场化碳配额补偿机制，在全国碳市场中开设行政单位碳交易平台。对于碳排放转移关系固定的地区，可以考虑建立横向转移支付制度，帮助能源供应基地减污降碳。

第四，推动碳捕捉、利用和封存（CCUS）技术的发展及产业化。面对CCUS项目创新性强、建设周期长、投资大等现实问题，应鼓励国家绿色发展基金等组织投资CCUS项目，建立CCUS技术的税收优惠机制，形成合理收益模式，进而实现二氧化碳的资源化、规模化、产业化应用。同时，在提高能源采收率、合成高附加值化学产品、增产农林产品等方面，逐渐形成技术耦合、源汇匹配的跨行业CCUS战略性新兴产业集群。优先在重点区域建设CCUS示范产业园区，完善产业部署以及管理体系，形成CCUS低碳产业链，进而建立健全绿色低碳循环发展的经济体系。

第五，完善碳市场机制设计，提升碳定价能力。逐步扩大碳市场的范围，稳步将高耗能、高电力需求的终端行业纳入碳市场，形成供需联动，增加碳市场活力，提高碳市场的减排效率。遵循适度从紧原则确定碳配额总量，保证合理的市场供需关系。引入有偿分配方式，逐步提升碳配额拍卖比例。丰富参与主体和碳金融产品，提高市场流动性。有序开展碳金融产品创新，探索基于现货的衍生品，开展包括碳基金、碳资产质押贷款、碳资产授信、碳保险等在内的各项碳金融服务。建立灵活调节供给的市场稳定机制，吸納和释放配额，发挥“蓄水池”功能。加强全国碳交易市场与区域碳市场的衔接，畅通各类碳配额在全国范围内流通的机制。

〔责任编辑：来向红〕