价值链视角下我国区域间隐含碳排放流动研究

宁亚东 李波

（大连理工大学能源与动力工程学院海洋能利用与节能教育部重点实验室，辽宁大连 116024）

1 引言

在过去的40 多年中，中国快速的经济增长和城市化导致碳排放量迅速增加［1］，碳排放总量的不断增长使中国面临着巨大的减排压力［2］。为了遏制二氧化碳排放量持续增长的趋势，中国政府承诺力争在2030 年达到碳排放峰值，以及努力争取2060 年实现碳中和。为了实现碳减排目标，中国政府应科学合理地设计减排方法和应对政策，然后将整个目标分配给各地区。

中国地域辽阔，各区域的经济发展、资源禀赋和科学技术水平存在差异性和互补性［3］。各区域在价值链上的分工不同，产品的生产地与消费地逐渐被分割，这在促使区域贸易繁荣的同时，也带来了贸易伙伴之间大量的隐含碳排放流动，一些区域通过区域间贸易从其他区域流入高能耗产品（隐含碳排放）来实现碳减排［4］。区域间贸易隐含碳排放流动与碳排放的转移密切相关，甚至可能造成碳泄漏，影响国家层面碳减排目标的实现。因此，有必要测算区域间隐含碳排放流动的量，并厘清隐含碳排放流动的方向及根源。

2 文献综述

近年来，区域碳减排成为重要的研究课题，中国区域间贸易隐含碳排放流动问题引起了国内外学者的广泛关注，许多学者对此进行了大量的研究［5-9］。最初，关于贸易隐含碳排放问题的研究主要是基于传统总值贸易核算方法。Feng 等［10］发现，区域生产的商品中有超过50%转移到了其他区域，伴随着的是区域之间的大量隐含碳排放流动。Su 和Ang［11］将中国分为8 个区域来分析区域贸易对区域碳排放的影响，结果表明，中国在隐含碳排放转移方面上已经形成了“西-中-东”的格局。Xie 等［12］利用2007 年、2010 年的投入产出表，研究得出隐含碳排放流动的主要方向是从中西部地区的资源密集型省份到东部沿海地区的发达省份。Zhou 等［13］发现，隐含碳排放主要通过碳密集型制造业从西北等欠发达地区转移到东部沿海等发达地区。但是，总值贸易核算方法无法去除由于中间品贸易的多次跨越边界引起的重复计算，此部分并不会引起碳排放的改变，以至于区域间贸易隐含碳排放测算结果高于实际情况。

随着价值链研究的兴起，增加值贸易核算方法受到越来越多的关注，该方法测算更加准确且能反映贸易的真实特征［14-16］。部分学者将贸易隐含碳排放研究与增加值贸易核算方法相结合，在价值链分解框架下，重新测算评估了中国贸易隐含碳排放量。王安静等［17］在价值链框架下，将区域间碳排放转移进行分解，并评估不同贸易路径上排放转移的潜在环境成本。郭正权和荣彤［18］采用总贸易核算体系框架，计算因增加值流动而产生的贸易隐含碳排放流动量及其格局的变化情况。但是他们都只考虑国内价值链，忽略了国际出口引起的区域间隐含碳排放流动。王育宝和何宇鹏［19］从价值链层面揭示了省域净碳转移方向及根源，他们的框架仅区分了中间品与最终品。

鉴于此，本研究立足国内区域间的流出贸易，同时考虑区域的国际出口，在价值链框架下，将国内八大区域2007—2017 年隐含碳排放量分解为15 项，深刻剖析了隐含碳排放流动的路径。然后根据总量、贸易模式和目的地等综合方面，在区域和部门层面对隐含碳排放流动进行了详细分析，旨在为我国区域碳减排提出合理的政策建议。

3 研究方法

3.1 隐含碳排放流动测算方法

基于多区域投入产出模型，本研究改进孟渤等［5］提出的分解思路，将中国区域之间贸易流完全分解为21 个部分，根据中间品和最终品流出的价值来源地与最终吸收地，将贸易区域s 对区域r 流出隐含碳排放csr分解为15 个部分，每一个部分对应一条相应的路径。具体公式如下：

式中，Fs为区域s 的碳排放系数对角矩阵，其中每个元素fjs为区域s 部门j 的碳排放系数，fjs=fajs/xjs，fajs是相应部门的碳排放量；ξsr为区域s 流出中隐含的国际进口部分的碳排放，#是矩阵运算点乘。但由于各区域国际进口部分的碳排放系数无法获得，在实际测算中忽略了此项。每一条路径的具体含义见表1。

表1 核算框架下区域总流出15 个分解路径（R1～R15）的具体含义

3.2 数据来源

本研究采用的投入产出表来自两个机构，分别为中国科学院地理科学与自然资源研究所编制的2007 年、2010 年中国30 个省市区MRIO 表与中国碳核算数据库（China Emission Accounts and Datasets，CEADs）团队编制的2012 年、2015 年、2017 年中国31 个省市区42 个部门多区域投入产出表［20］。碳排放的数据同样来自CEADs［21］。根据投入产出表对地区的划分，本研究划分8 个经济区域：东北区域（NE），包括黑龙江、吉林和辽宁；京津区域（BT），包括北京和天津；北部沿海（NC），包括河北和山东；东部沿海（EC），包括江苏、上海和浙江；南部沿海（SC），包括福建、广东和海南；中部区域（CT），包括山西、河南、安徽、湖北、湖南和江西；西北区域（NW），包括内蒙古、陕西、宁夏、甘肃、青海和新疆；西南区域（SW），包括四川、重庆、广西、云南、贵州和西藏。考虑到投入产出表和碳排放数据部分年份部门的差异性，为了使部门分类保持一致，本研究将部门合并成27个，见表2。

表2 部门分类

4 结果分析

4.1 区域层面分析

4.1.1 区域流出隐含碳排放的总量及来源

本文选取2007 年、2010 年、2012 年、2015 年和2017 年作为研究期间，这一期间中国8 个区域流出隐含碳排放量见表3。从总量角度看，区域流出隐含碳排放的总量呈现先增长后下降的趋势。2007—2015 年各区域流出隐含碳排放总量持续增长，从约3 133 Mt 增加到了近5 864 Mt。受2008 年经济危机的影响，各区域的国际出口受阻，区域间贸易增加，使得2007—2010 年成为流出隐含碳排放总量增长速度最快的区间，从约3 133 Mt 增长到了近4 052 Mt。2015—2017 年期间，得益于与能源相关部门碳排放强度的下降（特别是电力、热力的生产和供应业以及燃气及水的生产与供应业），各区域流出隐含碳排放总量有所下降，从约5 864 Mt 降低到了近5 608 Mt。但整个研究期间各区域流出隐含碳排放总量增长率仍高达80%。

表3 研究期间各区域流出隐含碳排放量 Mt

从区域角度看，区域流出隐含碳排放呈现出“西高东低，北高南低”的格局。2007 年中部区域是流出隐含碳排放量最多的地区，流出隐含碳排放量约为677 Mt，占全国总量的21.6%；而京津区域最少，流出隐含碳排放量仅约为149 Mt，占全国总量的4.8%。2017 年，京津区域仍是流出隐含碳排放量最少的地区，仅流出了近310 Mt 的隐含碳排放量，且占全国总量的比重下降到了4.3%；中部区域流出隐含碳排放量约为1 197 Mt，所占的比重为21.3%，是第二大隐含碳排放量流出地区，尽管中部区域流出的隐含碳排放量有明显增长，但其占全国总量的比重与2007 年相比未发生明显变化；西北区域成为流出隐含碳排放量最多的地区，向其他区域流出隐含碳排放量约为1 265 Mt，占全国总量的22.6%。东部沿海、南部沿海以及京津区域经济发展水平高，轻工业和服务业是推动经济发展的主要产业，流出隐含碳排放量较少。西北区域矿产资源丰富，煤炭储量占全国的30%左右，石油储量近23%，天然气占全国的58%。受益于西北地区交通基础设施的不断完善，西北地区经济结构逐步向资源型产业转变，导致西北区域流出隐含碳排放量快速增长。

4.1.2 区域流出隐含碳排放流动的路径及贸易方式

本研究基于隐含碳排放量流动测算公式，分解了2007 年和2017 年中国八大区域流出隐含碳排放流动的路径，具体结果见表4。

表4 2007 年和2017 年区域流出隐含碳排放路径的占比 %

续表 2007 年和2017 年区域流出隐含碳排放路径的占比 %

2007 年，总体而言路径R2（20.5%～35.0%）和R1（12.8%～18.3%）在各区域流出隐含碳排放量中占据最重要份额，路径R3（4.3%～9.2%）、R6（10.5%～27.6%）、R13（2.8%～17.4%）和R14（3.0%～15.7%）也占很大比例，其余路径（R4，R5，R7，R8，R9，R10，R11，R12，R15）所占份额相对较小。就具体情况而言各个区域略有不同，京津和沿海发达区域路径R13和R14 所占份额相对较高（二者之和所占的比例均超过了20%），路径R6 所占份额相对较低（10.5%～12.2%）。对于西南、西北和东北区域，路径R6 在其流出隐含碳排放量的总额中占据重要的位置，其所占份额均超过了17.0%，其中西南区域超过了27.0%。

相对于2007 年，2017 年发生了明显变化。路径R1，R2，R13，R14 仍然占据主导地位，且所占的比重在大部分区域有所上升，4 条路径总和占比在57.2%～71.4%之间。路径R6 在所有区域所占比例均下降，份额缩小至5.0%～15.0%。而路径R15 所占的份额在相对发达区域和欠发达区域呈现相反的变化趋势，相对发达区域呈现上升趋势，欠发达区域呈现下降趋势。

根据贸易方式，流出隐含碳排放可分为最终品流出（R1，R10，R13）中隐含碳排放和中间品流出中（除了R1，R10，R13 的其余部分）隐含碳排放。如图1 所示，2007 年，中间品流出中隐含碳排放占区域流出隐含碳排放总额较大的是西北区域和北部沿海，所占份额均超过了80%；中间品流出中隐含碳排放占区域流出隐含碳排放总额较小的是东部沿海和南部沿海区域，所占份额也都超过了60%。整体来看，相对发达区域最终品流出中的隐含碳排放相对较高，说明这些区域是产品和服务的终端生产地，为其他区域提供终端产品和服务；欠发达区域中间品贸易流出的隐含碳排放相对较高，这些区域是我国经济发展的主要能源和矿产供应省份，更倾向于提供原材料来参与国内价值链，例如北部沿海区域的钢铁产业、西北和西南区域的电力等。

图1 2007 年和2017 年区域不同贸易模式占隐含碳排放总流出的比重

研究期间，除了北部沿海区域，其他区域中间品流出中隐含碳排放占区域流出隐含碳排放总额的比例均有不同程度的增长，说明随着区域间的生产合作不断深入和产业链条不断加长，区域间中间品贸易的比重正在逐步增加。北部沿海区域中间品流出中隐含碳排放份额的降低，是由于京津区域空气质量监管和减排力度加大，北部沿海区域（河北）承接了京津区域高耗能、高污染制造业的转移（如金属冶炼及压延加工业和金属制品业），这些产业往往是以最终品的贸易形式流出为主。尽管这些产业促进了北部沿海区域的经济增长，但与之相应的后果是其最终品流出的隐含碳排放的攀升。

4.2 部门层面分析

由于每个区域的产业结构及比较优势不同，不同区域流出隐含碳排放流动过程中不同部门的贡献有所不同，从部门层面分析，可以识别区域流出隐含碳排放流动过程中的关键部门，以及指导部门层面与碳排放相关调控政策的设计。由表5 可见，2007年京津区域流出隐含碳排放占比最大的部门是S27，达到14.4%；其次是S14 和S17，分别占总量的14.0%和11.2%。北部沿海区域流出主要集中在碳排放强度较高的第二产业，如S14 占比达到了28.9%，S13 占比15.1%，S2 占比7.2%。东部沿海区域的不同部门流出隐含碳的部门占比相对均衡，较为突出的是S22 和S16，分别为14.3%和13.8%。中部区域占比最大的是S20，超过了25.0%，其次是S12，超过了20.0%。西北区域和西南区域流出隐含碳排放的部门结构很相似，S22 和S14 均有很高的占比，其中S22占比接近30.0%，而S14 占比也在21.6%～24.2%之间。2017 年情况发生了显著变化，京津区域S22 在流出隐含碳排放方面占据了主导地位，在东部沿海、东北区域、西南区域、西北区域和南部沿海5 个区域，S24 是流出隐含碳排放的重要组成部分。

表5 2007 年和2017 年区域流出隐含碳排放主要部门的贡献

这些结果与每个地区的产业结构和资源禀赋是一致的。东北地区依托丰富的矿产和能源资源，为其他地区提供了充足的原油、木材等产品。京津和东部沿海地区人力资源竞争力更强，受益于更多的改革开放政策，在该地区，轻工业和服务业是推动经济发展的主要产业。西部地区煤炭等资源丰富，自2001年西电东送工程实施以来，西北一直是主要电力供应区域之一，为京津地区供应火电；此外，云贵等西南地区也是西电东送南通道的源头，为南部沿海地区提供电力。

5 结论及政策建议

5.1 结论

在全国碳减排压力日趋加大的背景下，厘清国内区域间贸易隐含碳排放流动来源和去向以及识别其流动过程中的路径，对于我国总体碳减排至关重要。本研究从总值、贸易模式、流动路径和目的地等方面，在区域和部门层面对区域间贸易隐含碳排放流动进行了详细分析，得出以下主要结论：

（1）研究期间区域流出隐含碳排放有显著增长。从总量上看，2007—2015 年我国隐含碳排放迅速增长，尽管2017 年相对于2015 年有所下降，但相对2007 年，2017 年仍增长了80%。从区域角度来看，区域流出隐含碳排放呈现出“西高东低，北高南低”的格局。

（2）区域隐含碳流动有明显的贸易方式和路径差异。就路径而言，京津和沿海发达区域的R13（最终品中隐含的第三方的碳排放）和R14（中间品中隐含的第三方的碳排放）所占份额相对较高，对于西南、西北和东北欠发达区域，R15（中间品中隐含的第三方的碳排放，并最终被用于国际出口）在其流出隐含碳排放的总额中占据重要的位置。就贸易方式而言，相对发达的沿海和京津区域以最终品的贸易方式为主，而欠发达的区域以中间品的贸易方式为主。

（3）区域流出隐含碳排放的部门贡献有明显的区域异质性。2007 年，对于西南区域、西北区域、东北区域、东部沿海区域和南部沿海区域，S22 是贡献最大的部门，而北部沿海区域、中部区域和京津区域贡献最大的分别是S14，S20 和S27。

5.2 政策建议

本文的研究结果对区域碳减排具有一定的启示。对于中部区域，由于中部地区的制造业一直在增长，制造业的增长将导致对能源的更高需求，尤其是电力需求，这也导致其排放量增加。以下的措施可有助于减排：第一，通过改进生产技术来降低二氧化碳强度，例如引进先进技术；第二，减少源头排放，例如用可再生能源替代火电。对于西部区域，过去几年西南和西北地区都在交通基础设施方面进行了大量投资，加强了西部与其他地区之间的联系。从长远来看，随着西部交通基础设施建设继续加大，需要采取措施避免隐含碳排放流出的潜在增加。第一，西部地区风能和太阳能资源丰富，应提高在新能源项目上的投资比例，用以改善输电网络和储能系统。第二，向其他区域流出大量碳密集型产品时合理规划长途运输路线，将有助于西部区域在供应链中减少隐含碳排放。对于沿海和京津发达区域，其往往是其他区域流出隐含碳排放的目的地。这些区域在从其他区域流入高碳中间品时不应该只考虑价格因素，还应将碳排放强度纳入考虑范围内，建立综合指标倒逼其他区域的企业提升生产技术水平。由于环境承载能力较弱和实施严格的环境法规，有很多高污染产业从沿海和京津发达地区转移到欠发达地区，转移过程中应配套转移相应技术，最大程度地减少对转入地环境的影响。在未来中国相关区域产业转移政策的实施中，决策者还应将低碳等因素作为产业转移的先决条件，以确保中国各区域实现协同发展。