中国数字经济碳排放：总量测算与趋势展望

渠慎宁，史丹，杨丹辉

（中国社会科学院工业经济研究所，北京 100006）

近年来，世界各国大力发展数字经济，数字化转型进程加快，数字经济为全球经济增长注入了新动能。随着数字经济规模不断扩大，这一领域产生的环境影响特别是碳排放开始引起各界关注。作为新兴技术，数字技术被赋予了更高的绿色“期待”，人们甚至普遍会认为数字产品和服务在产出过程中，相比传统制造业理应更加低碳。值得注意的是，数字技术在助力经济社会低碳转型和绿色发展的同时，数字经济逐渐成为碳排放的主要来源之一，对推进“双碳”目标具有“双刃剑”作用，这对数字经济自身降耗减碳提出了更高的要求。然而，目前国内外对中国数字经济碳排放总量及变化趋势缺少全面系统的测算分析，直接影响相关领域减排路径的识别和政策工具投放。文章建立开放式框架，计算数字基础设施建设及数字软硬件产品生产中的排放总量、强度和结构，为推动数字经济实现“双碳”目标提供依据。

1 文献回顾与评述

数字经济碳排放既包括数字产品或设备在生产过程中产生的碳排放，也涉及在使用或运营阶段产生的碳排放。从目前所掌握的文献来看，国内外尚未有学者测算过中国数字经济的碳排放。国内现有研究主要从数字经济驱动低碳产业发展、数字技术如何推动传统产业转型的角度来讨论数字经济对“双碳”目标的影响［1-2］。国外相关研究则聚焦于数字经济的电能消耗，而对其自身的碳排放情况较少涉及［3-4］。在少数分析数字经济碳排放文献中，Andrae等［5］估计了包括部分数字产品、通信网络和数据中心在内的数字经济的碳排放。需要强调的是，在Andrae等［5］的计算对象中，数字产品范围较窄，对数字产品能耗和使用周期的参数校准缺乏事实依据，导致估算出的碳排放不够准确。Belkhir等［6］对Andrae等［5］的方法进行了改进，运用了基于产品能耗调查报告的参数校准法，计算结果较此前的研究更为精确，但这一成果的问题在于涵盖的数字产品偏少，仅有台式电脑、笔记本电脑、显示器、智能手机、平板电脑等少数产品，其估算出的数字经济碳排放结果明显偏低。Malmodin等［7］进一步扩大了数字经济碳排放的测算范围，纳入了更多数字产品，较好地解决了测算结果失实的问题。然而，Malmodin等［7］采用的数据主要取自工业企业和收费咨询公司。由于后续研究很难获得此类非公开数据，在很大程度上影响了计算方法的可重复性和可扩展性。

在吸收、改进现有相关研究成果的基础上，文章尝试对中国数字经济碳排放做出系统测算。根据国家统计局发布的《数字经济及其核心产业统计分类（2021）》，建立相对完整的数字经济碳排放测算框架，使用公开的统计数据，采用基于公司报告或相关文献的参数校准法，将碳排放的测算范围覆盖数据可获得的数字经济细分领域。需要指出的是，由于中国乃至全球数字经济仍在快速发展过程中，尚未步入成熟阶段，现行数字经济相关产业分类及主要产品还处在变动之中，新型数字产品和服务不断涌现，决定了数字经济的碳排放有较大的不确定性。因此，文章力求为研究中国数字经济碳排放搭建起一个开放式、可扩展、可复制的测算框架，对当前中国数字经济碳排放的来源、强度及结构变化进行系统解读，预判未来趋势，为今后更好地开展数字经济碳减排提供思路和方向。文章的第二部分设计中国数字经济碳排放的测算方法，第三部分为数据处理与参数校准，第四部分测算中国数字经济碳排放总量、结构和强度，分析测算结果，最后部分为结论与政策建议。

2 测算方法

2.1 中国数字经济碳排放来源分类

根据国家统计局发布的《数字经济及其核心产业统计分类（2021）》，中国数字经济的产业范围包括01数字产品制造业、02数字产品服务业、03数字技术应用业、04数字要素驱动业、05数字化效率提升业五个大类。由于数字经济的碳排放主要通过终端产品或硬件耗能产生，因此需要将产业范围归类到产品范围。进一步梳理五大产业分类，将数字经济涉及到的终端产品或硬件归为两大类：一类是数字产品，包括计算机设备、通信设备、数字媒体设备、智能设备、其他数字产品等；另一类是新型基础设施，主要涉及网络基础设施、新技术基础设施、算力基础设施等。受制于上述分类项的产销量及能耗数据的可获得性，难以对全部统计分类进行测算。对于数字产品，文章选取计算机设备类下的台式电脑、笔记本电脑、显示器、平板电脑，通讯设备类下的路由器、智能手机，数字媒体设备类下的电视机、家庭音响、照相机、摄像机，智能设备类下的工业机器人、可穿戴设备等，覆盖了主要数字硬件产品的种类。对于新型基础设施，则计算数据中心和通信网络两类（表1）。这些细分领域基本上能够对应当下中国数字经济的主要碳排放来源。

表1 数字经济范围下的碳排放来源

2.2 测算方法

数字经济领域的碳排放测算方法主要分为自下而上法（Bottom-up）与自上而下法（Top-down）。自下而上法一般基于生命周期分析，通过实验测试或者分析产品能耗报告获取与数字经济相关的能耗参数，分别测算个体产生的碳排放，进而加总可得总量数据。自上而下法则基于宏观统计数据或投入产出表，直接从宏观或行业层面来估算出数字经济碳排放。现有研究通常将自下而上法与自上而下法相结合，以得出更为全面可信的结果。文章也遵循这一路径，对可获得能耗参数的数字产品，采用自下而上法，而对难以获得能耗参数的新型基础设施部分借助了自上而下法。

2.2.1 数字产品碳排放测算方法

对于数字产品，在运用自下而上法时，为了更加全面、准确地测算碳排放，文章将其分为生产阶段与使用阶段两部分处理。数字产品生命周期内的年均碳足迹（Lifecycle Annual Footprint，LAF）为产品生产阶段产生的碳排放与使用周期内的年均碳排放之和，即LAF=PE/UL+UPE。其中：PE为生产阶段产生的碳排放，UL为使用周期，UPE为使用阶段的年均碳排放。具体测算分为五步：第一步，测算数字产品每年在生产过程中所得碳排放；第二步，估计数字产品的使用周期，包括特定产品在被废弃前的任何二次使用；第三步，估算处于使用阶段的数字产品存量；第四步，测算数字产品在使用阶段平均每年产生的碳排放；最后，对数字产品在生产阶段和使用阶段的碳排放量进行加总。

（1）生产阶段碳排放。根据生命周期分析，数字产品在生产阶段的能耗涵盖了从原材料加工、产品制造到运输配送这一完整过程。通常情况下，运用生命周期法要依赖考察路径，而对原材料加工、产品制造过程不同阶段的分割或不同角度的考察会收集到不同数据，导致测算结果很可能出现差异。对此，文章的解决方法是通过整理现有文献，梳理出不同文献估计出的数字产品能源消耗参数，并采用这些参数的均值作为测算参数。在获得测算参数后，假定数字产品消耗的电能均由化石能源产生，进一步使用电能与碳排放换算系数，即可得出生产阶段的碳排放。

（2）使用周期。数字产品使用周期的度量在已有文献中涉及较少，这也是研究中的一个难点。目前，较常用的使用周期测算方法包括消费者调查、废弃物周期监管及购买周期监管等，但这些方法无法区分出数字产品是处于实际使用还是被动存放之中，致使估计结果差异较大。也有一些学者采用范围估测法，设定数字产品被使用时间最长或最短的情景，从而估测出其使用周期的范围［5］。然而，这种思路在不同情景下的使用周期数值相差较大，往往与现实情况不符。Belkhir等［6］设计了平均使用周期（Average Useful Life）推算法，通过梳理给定数字产品被记录的全球组装日期与货运日期，并利用极大似然法测算使用周期。该方法的优点在于可以依靠统一的全球数据而非各地不同的调查或监管方法，测算结果具备普遍性和代表性，缺点则是该方法要求数字产品的组装和货运等节点的数据可靠准确，而这其实是一个较难满足的条件。针对以上方法的优缺点，文章的解决办法是综合整理现有文献中的使用周期参数，计算得出参数均值，以此作为参数校准结果，以期避免不同文献或不同方法之间的较大偏差。

（3）使用阶段数字产品存量。为了测算中国数字产品在整个使用周期中产生的碳排放，需要先估计每年在中国被使用的数字产品存量。对于使用周期为n年的数字产品，其在第i年的存量计算公式为：Bi=B0+Ci+其中：B0为基期数字产品存量，Ci为i年该数字产品的销量。对于基期数字产品存量B0，由于缺乏相应原始数据，且随着时间推移，B0对后续年份数据的影响会越来越小。因此，这里将其设置为0，以此推算出历年中国数字产品的存量数据。

（4）使用阶段碳排放。与生产阶段类似，使用阶段的碳排放测算也会受各种因素影响而出现偏差。对此，同样通过文献梳理出数字产品在使用过程中的能源消耗参数，并给出均值。然后，采用电能与碳排放换算系数得出使用阶段的碳排放。

2.2.2 新型基础设施碳排放测算方法

目前，关于中国数据中心、通信网络等新型基础设施的建设数量以及相关能耗参数等重要数据较为缺乏。作为新型基础设施，数据中心和通信网络的能源消耗特征与数字产品存在明显差异，很难像数字产品一样标准化，生产阶段的能耗难以测度，再考虑到其较长的使用年限，因此，文章忽略了数据中心和通信网络在生产阶段产生的碳排放。对于使用阶段的能耗，虽然国内一些数据中心对外发布了PUE（Power Usage Efficiency）数据，但此类数据不够全面系统，且其透明度和可追溯性不足，不足以支撑学术研究。应该看到，新型基础设施的碳排放不同于数字产品，无法直接估算。对新型基础设施碳排放的估算，文章采取自上而下法，借鉴对全球数据中心和通信网络能耗情况的现有研究成果，估算出中国数据中心和通信网络市场占全球的比重，并将其近似看作中国数据中心和通信网络碳排放占全球比重的指标。在具体测算时，中国数据中心占全球规模的比重由历年中国数据中心市场规模与全球数据中心市场规模之比测算得出，中国通信网络占全球规模的比重取自历年中国移动电话用户数与全球移动电话用户数之比。得到历年碳排放占比后，即可通过乘以全球数据中心和通信网络碳排放总量，分别计算中国数据中心和通信网络的碳排放量。

3 数据处理与参数校准

3.1 数据处理

对于中国数字经济碳排放来源的相关数据，按照数字产品和新型基础设施进行分类处理。其中，台式电脑、笔记本电脑、显示器、平板电脑、路由器、电视机、家庭音响、照相机、摄像机的年销量数据来源于历年的《中国电子信息产业统计年鉴》，智能手机的年销量数据来自工业和信息化部，中国工业机器人的年保有量数据来自国际机器人联合会，可穿戴设备的年销量数据来自IDC。新型基础设施方面，历年中国数据中心市场规模与全球数据中心市场数据来源于Wind，中国移动电话用户数来源于工业和信息化部，全球移动电话用户数来源于世界银行。受可获得的数据所限，文章选取的台式电脑、笔记本电脑、显示器、路由器、电视机、家庭音响、照相机、摄像机、工业机器人时间序列数据年限为2008—2018年，平板电脑、智能手机与可穿戴设备由于出现时间相对较晚，可获得的时间序列数据年限分别为2012—2018年、2011—2018年和2013—2018年。

3.2 碳足迹参数校准

根据第二部分的测算方法，还需要校准一些碳足迹核心参数，如生产阶段能耗参数、使用周期时长与使用阶段能耗参数等。在此，对台式电脑、笔记本电脑、显示器、平板电脑、路由器、智能手机、电视机、家庭音响、照相机、摄像机、工业机器人、可穿戴设备及新型基础设施的碳足迹参数进行校准。

3.2.1 电能与碳排放换算系数

由于数字经济的主要能耗为电能，为了便于计算碳排放，需要取得电能与碳排放之间的换算系数。在现有文献中，Teehan等［8］估计电能与化石能源之间的换算系数为11 MJ/（kW·h），从而推算出电能与碳排放之间的换算系数为0.5 kg CO2e/（kW·h）。与之相比，EPA［9］的测算结果是0.70 kg CO2e/（kW·h），而Rastogi等［10］的测算结果是0.35 kg CO2e/（kW·h），三者之间的差距不大。因此，可以折中选取电能与碳排放之间的换算系数为0.50 kg CO2e/（kW·h）。

3.2.2 台式电脑碳足迹参数

在生产阶段，Van Heddeghem等［11］估计每台台式电脑消耗的电能介于656～1 256 kW·h之间，产生的碳排放约为328～628 kg，我们取其平均值为478 kg。在使用阶段，对于台式电脑的平均使用周期，Teehan等［8］估算在5年左右，Van Heddeghem等［11］的估计结果则为7年。对此，折中取值为6年。对于每台台式电脑在使用周期中的能耗情况，由于商用和家用电脑的购买目的、配置及使用时间不尽相同，因此，其能耗也存在较大差异，需要加以区分。Urban等［12］测算出家用台式电脑能耗为137 kW·h/年，而商用台式电脑能耗为186 kW·h/年。Van Heddeghem等［11］的测算结果为家用台式电脑能耗为149 kW·h/年，商用台式电脑能耗为231 kW·h/年。借鉴上述成果，可得出家用台式电脑每年产生的碳排放介于69～75 kg之间，商用电脑每年的碳排放介于93～116 kg之间。同样取其平均值，即家用台式电脑每年产生的碳排放为72 kg，商用台式电脑每年的碳排放为105 kg。对于商用电脑和家用电脑的比例，参考Statista［13］和Malmodin等［14］的估计，取其值为0.6：0.4。

3.2.3 笔记本电脑碳足迹参数

与台式电脑相比，笔记本电脑在使用过程中的耗能相对较小，因此学界对其碳排放的测算较少。文章参考美国苹果公司的数据，该公司在其环境报告中较为完整地提供了旗下笔记本电脑的碳足迹参数。在生产阶段，根据苹果公司估算，每台笔记本电脑消耗的电能约为584～956 kW·h，即产生的碳排放介于292～478 kg之间［15］。对此，折中取均值为385 kg。在使用阶段，对于笔记本电脑的平均使用周期，Apple［15］基于笔记本电脑首次和二次使用的数据调研认为，笔记本电脑通常在5年左右，Belkhir等［6］的测算结果则在7年左右，因而可折中取平均值为6年。再看每台笔记本电脑在使用周期中的能耗，Van Heddeghem等［11］测算出商用笔记本电脑的年均能耗介于53～70 kW·h/年之间，而家用笔记本电脑的年均能耗在39～46 kW·h/年之间。故可将商用笔记本电脑产生的年均碳排放设定为27～35 kg/台，家用笔记本电脑的年均碳排放约为20～26 kg。对比来看，苹果公司估算在使用周期中笔记本电脑的年均碳排放介于20～24 kg之间，比Van Heddeghem等［11］稍低。这里就Van Heddeghem等［11］的参数做均值处理，商用笔记本电脑产生的年均碳排放约为31 kg，家用笔记本电脑的年均碳排放约为23 kg，与苹果公司的估计结果相差不大。

3.2.4 显示器碳足迹参数

由于显示器既可以搭配台式电脑或笔记本电脑，也可以搭配电视盒子、游戏机等设备使用，其碳足迹数据较电脑而言更难获取。关于显示器在生产阶段的能耗，参考Bhakar等［16］基于显示器全生命周期的测算结果，15寸的CRT和LCD显示器分别产生200 kg和75 kg的碳排放。2008年后，市场上销售的显示器主要为LCD型，因此可设置生产阶段每台显示器的碳排放量为75 kg。在使用阶段，对于显示器的平均使用周期，苹果公司的调查结果认为在5～7年之间［15］，Bhakar等［16］则通过调查发现CRT和LCD显示器的平均使用年限均为6.6年。两者基本一致，故而可取值为6年。至于每台显示器在使用周期中的能耗，Apple［15］估计LCD显示器在使用周期中的年均能耗介于47～86 kW·h/年之间，意味着每年产生约23～43 kg的碳排放，这里取其均值，可得出LCD显示器年均产生约33 kg的碳排放。

3.2.5 平板电脑碳足迹参数

平板电脑作为近年来出现的数字产品，关于其能耗与碳排放方面的研究较少，仅有苹果公司的环境报告里涉及到了相关产品。在生产阶段，10.2寸的iPad的碳排放约为74 kg，12.9寸的iPad Pro碳排放约为124 kg［15］。由此可见，现有数据中iPad在生产阶段产生的碳排放介于74～124 kg之间，可以折中取值为99 kg。在使用阶段，Apple［15］对平板电脑平均使用周期的估算时长为3年，而Belkhir等［6］认为2010年之后生产的平板电脑很多仍在使用，平板电脑的使用周期应该更长，能达到8年左右。事实上，若消费者对新推出的平板电脑型号兴趣不大，且旧型号的平板电脑可继续升级软件，平板电脑的使用周期确实会延长。文章对这类产品的使用周期折中取均值为6年。对于每台平板电脑在使用周期中的能耗，Apple［15］估计iPad的年均能耗为9 kW·h，即每年约产生4.5 kg的碳排放。Helman［17］的测算结果则为平板电脑的年均能耗为11 kW·h，每年碳排放约5.5 kg。折中取上述两者的均值，将平板电脑年均碳排放设定为5 kg。

3.2.6 智能手机、路由器碳足迹参数

在通信设备领域，文章选取最重要的智能手机和路由器进行测算。在生产阶段，苹果公司估计每台iPhone 6s产生的碳排放为43 kg，iPhone 7、iPhone 8、iPhone X和iPhone 11分别为45 kg、47 kg、65 kg、58 kg［15，18］。另外，Suckling等［19］基于全生命周期的测算结果发现，在生产阶段每台iPhone 4s的碳排放为40.8 kg，iPhone 5s为56.7 kg，iPhone 6s为80.8 kg，较苹果公司公布的数值要高一些。可见，现有数据中iPhone在生产阶段的碳排放介于40～80 kg之间。由于缺乏三星、华为、小米等其他智能手机生产商的碳排放数据，这里主要依据iPhone发布的数据，折中取值为60 kg。在使用阶段，Belkhir等［6］测算出智能手机的平均使用周期为2～3年。尽管从耐用度上看智能手机的使用年限可以更长，但现实中手机已成为一种时尚快消品，硬件和软件的更新速度不断加快，直接影响其使用年限。中国移动基于换机周期模型及消费者调研数据的估算显示，2020年中国智能手机用户的平均换机周期约为25.3个月，与Belkhir等［6］的结果较为接近。因此，可以设定智能手机的平均使用周期为3年。关于每台智能手机在使用周期的能耗，苹果公司估计iPhone 6s、iPhone 7、iPhone 8、iPhone X和iPhone 11的年均碳排放分别为3.5 kg、5 kg、4.5 kg、6.5 kg和6 kg［15，18］。同样采取这种取均值的处理方法，将智能手机年均碳排放设为5 kg/部。路由器的碳排放，在生产阶段，参考的是Malmodin等［7］的估计结果，每台路由器的能耗为40 kW·h，即碳排放约为20 kg。而在使用阶段，路由器的平均使用周期为3～5年［7］，折中取值为4年。每台路由器在使用周期中的能耗水平可借鉴Urban等［20］的估计结果，取值为52 kW·h/年，约产生26 kg的碳排放。

3.2.7 电视机、家庭音箱、照相机、摄像机碳足迹参数

在数字媒体设备领域，近年来尽管随着移动智能终端的普及，各种娱乐设备不断涌现，但总体来看，电视机的销量并未因此受到太大影响。这主要是因为即使运用物联网技术，电视机仍是家庭娱乐的主要载体，云视频、电视盒子、游戏机、摄像机等带有HDMI接口的数字娱乐内容均可通过电视机展示，因而电视机能耗可以归为数字硬件产品碳排放的重要来源。在生产阶段，EPA［21］基于全生命周期的计算结果显示，32英寸LED电视机耗电为227 kW·h，即产生的碳排放约为113.5 kg。考虑到显示技术的进步会降低能耗，而更大尺寸的电视面板则会提高能耗，因而在此折中设定为113.5 kg/台。电视机的平均使用周期主要参考Andrae等［5］的设定，取值为8年。对于每台电视机在使用周期的能耗，Urban等［20］的估算结果为123 kW·h/年，碳排放约为61.5 kg，文章采用了该数值。家庭音箱方面，在生产阶段，根据美国Bose公司年度可持续发展报告的数据，平均每台音箱能耗为106 kW·h，约排放53 kg的碳排放［22］。至于家庭音箱使用阶段的排放，其平均使用周期取值为8年［5］。每台音箱在使用周期的能耗水平借鉴了Urban等［20］中的估计值，为65 kW·h/年，约每年产生32.5 kg碳排放。对于照相机、摄像机，其生产阶段和使用阶段的排放数据均来自日本佳能公司年度可持续发展报告［23］，平均每台照相机或摄像机全生命周期消耗的电能为136 kW·h，约68 kg的碳排放，平均使用周期取值为6年，每台照相机或摄像机在其使用周期的能耗则参照Urban等［20］中的估计结果，为110 kW·h/年，约产生55 kg碳排放。

3.2.8 工业机器人、可穿戴设备碳足迹参数

在智能设备领域，工业机器人已成为最大的碳排放来源之一。工业机器人使用周期较长，平均使用周期可达14年［24］。鉴于缺乏工业机器人在生产阶段的能耗数据，以及目前中国工业机器人及核心零部件进口依存度较高的现状，文章不考虑工业机器人在生产阶段的碳排放情况，重点关注其在使用阶段的碳排放。根据Barnett等［24］的估计结果，工业机器人使用阶段的年均能耗达到21 915 kW·h/台，约产生10 957.5 kg碳排放。可穿戴设备方面，可获得的数据仅有苹果公司对Apple Watch的监测结果，生产阶段每件有生40 kg的碳排放［15］。在使用阶段，对于可穿戴设备的平均使用周期，可参考Apple［15］的估计，取值为3年。而每件可穿戴设备在使用周期的能耗，Apple［15］给出的数据为3 kW·h/年，即碳排放约为1.5 kg。

3.2.9 数据中心与通信网络碳足迹参数

关于数据中心的能耗，Vereecken等［25］估计全球数据中心在2008年内的能源消耗量为254百万kW·h。另外，Technavio［26］预测2013—2019年数据中心每年的能耗增速为10.6%，因此，可假定2008—2018年间数据中心年均能耗增速为10.6%，以此推算出其他年份的能耗。通信网络主要由电信运营商网络、办公网络与用户端接入设备等组成。至于通信网络在使用周期中的能耗，Van Heddeghem等［11］估算了2007—2012年的全球通信网络能耗，并判断其未来一段时间通信网络能耗将保持12%的年均增速，由此，可以推算得出其他年份的能耗。

主要碳排放参数校准结果见表2。

表2 数字产品主要碳足迹参数

4 测算结果

4.1 中国数字经济碳排放的总体情况

在数据处理及相关参数校准的基础上，可计算得出2008—2018年中国数字经济碳排放总量。由表3可知，中国数字产品碳排放从2008年的28 454.61×103t升至2018年的369 257.58×103t。其中：台式电脑、笔记本电脑、显示器、平板电脑、智能手机、路由器、电视机、音箱、照相机、摄像机、工业机器人、可穿戴设备共同构成了数字产品的碳排放来源。进一步区分商用和家用，分别测算台式电脑和笔记本电脑的碳排放，发现这两类产品相比较，家用台式电脑和笔记本电脑的碳排放更多。同时，数据中心和通信网络作为新型基础设施的主要碳排放来源，推动中国新型基础设施碳排放由2008年的25 775.13×103t增加到2018年的162 620.82×103t。通过加总数字产品和新型基础设施产生的碳排放，可以得到中国数字经济碳排放总体情况。2008—2018年，中国数字经济的碳排放由54 229.75×103t增至531 878.40×103t，占中国碳排放总量的比重由0.80%大幅上升到5.53%，已成为不可忽视的碳排放来源。

表3 2008—2018年中国数字经济碳排放测算结果/103 t

进一步测算数字经济碳排放强度可见，2008—2018年中国数字经济碳排放强度经历了先升再降的过程，在达到2014年25.60 t/万元增加值的阶段性高点后，开始逐步下降，至2018年降至16.90 t/万元增加值。这表明，近年来中国数字经济尽管碳排放强度有所降低，但由于产业规模持续快速扩张，导致相关领域碳排放总量不断上升。

在上述测算的基础上，文章对数字产品和新型基础设施未来的碳排放做出预测。结果显示，2020年中国数字产品碳排放量为384 375.55×103t，新型基础设施碳排放量为239 450.08×103t（图1）。由此，可得出2020年中国数字经济碳排放总量为623 825.63×103t，约占中国碳排放总量的比重为6.31%。这要高于现有研究关于2020年全球数字经济碳排占比3%左右的估计［5-7］。进一步地，预测2021—2030年中国数字经济碳排放占比情况。预计至2030年，中国数字经济碳排放占比将达到11.63%，成为中国碳排放的主要来源之一（图2）。

图2 中国数字经济碳排放占比预测

为了准确把握数字经济的碳排放水平，文章开展行业和国别比较。通过比较数字经济与其他行业之间的碳排放强度，可以发现，目前中国数字经济碳排放强度并不低（表4）。与制造业27个分行业相比，数字经济的碳排放强度仅能排在第17位，与饮料制造业、化学纤维制造业较为接近，大幅高于纺织、服装鞋帽、皮革制品、家具等劳动密集型行业，以及通用设备制造、专用设备制造、交通运输设备制造等技术密集型行业，处于中等偏高的水平。再对比全球数字经济平均碳排放强度，中国排放强度水平高出了1倍有余。这表明，无论是从行业还是国别角度看，中国数字经济碳排放强度未得到充分重视和很好地控制。作为资本和技术“双密集”型的数字经济，尚未展现出绿色低碳的发展特质，这一结果显然与人们对此类新兴领域自带“绿色光环”的认知形成了较大偏差，意味着中国数字经济仍主要采取了粗放式外延扩张的发展方式，加大减排力度势在必行。

表4 2019年中国不同行业碳排放强度比较（t/万元增加值）

4.2 中国数字经济碳排放结构及变化趋势

由图1可见，中国数字经济碳排放增速表现出为先加速、再放缓、再加速的特征，这表明数字经济内部的碳排放结构一直处在动态变化过程中。分别分析数字产品和新型基础设施碳排放的变化趋势发现，近年来新型基础设施碳排放快速上升，呈现出指数型增长态势，而数字产品碳排放则出现了先上升再停滞的情况，即2014年后数字产品碳排放增速明显放缓。受此影响，两者碳排放的占比发生转变。2010年，数字产品碳排放量占数字经济的比重为74.53%，新型基础设施占比为25.47%。2014年数字产品占比升至80.33%，2018年却降至69.43%，四年降幅超过10个百分点。相比之下，新型基础设施占比由2014年的19.67%提高到2018年的30.57%，且未来其排放占比与数字产品的量差将进一步缩小（图3）。

图1 中国数字经济碳排放情况

图3 中国数字产品和新型基础设施碳排放占比

中国数字产品碳排放增速放缓的原因主要在其内部的碳排放结构发生了显著变化（图4—图6）。2010年，台式电脑、笔记本电脑、显示器等计算机类设备是数字产品碳排放的主要来源，占比高达72%。2014年，计算机类设备碳排放占比下降至59%，而到2018年这一比值降至46%。计算机类设备碳排放占比下滑反映出其销量趋于饱和的市场供求现状。事实上，达到2014年的销售高峰后，计算机类设备销量开始萎缩，其产生的碳排放量也从峰值回落。与此形成反差的是，新型数字产品消费快速抬升。2010年后，智能手机、音箱、平板电脑、工业机器人、可穿戴设备等数字产品加快普及，逐步成为碳排放的重要来源。其中，智能手机的增长态势最为明显。2010年后，中国智能手机市场开始发力。2014年，智能手机碳排放占比达到了10%，并于2018年进一步升至12%。然而，经过2010—2014年的爆发式增长，2014—2018年缓慢上升的状况意味着中国智能手机的销售顶点已过，市场趋向饱和。2010—2018年，音箱的碳排放占比呈稳定升势。尤其是在2015年后，智能音箱作为数字产品的新热点，推动音箱销量持续增长。与音箱类似，电视机的碳排放占比尽管在2010—2014年间出现下降，但2015年后，智能电视的普及带动电视机销量“二次增长”，2018年电视机碳排放占比又升至23%。工业机器人和可穿戴设备当前碳排放占比较小，未来增长潜力较大。越来越多的工厂大量使用工业机器人替代人工，中国工业机器人保有量不断增加。工业机器人的较高能耗与较长工作时间决定了其单体碳排放量较大，加总后的碳排放量不可小觑。可穿戴设备虽然单体碳排放量较小，其销量却呈现指数型增长，预计未来保有数量庞大，将为数字经济“贡献”更多的碳排放。

图4 2010年数字产品碳排放分布

图6 2018年数字产品碳排放分布

图5 2014年数字产品碳排放分布

与此同时，新型基础设施内部的碳排放结构也在发生变化（图7）。2010年，数据中心碳排放量仅为通信网络的一半左右。但在2013年后，数据中心碳排放量便超过了通信网络，至2018年达到通信网络的两倍有余。数据中心碳排放量爆发式增长源于2010年后中国数据中心建设的扩张。Data Center Map的数据显示，截至2020年，中国已建设了155个大型数据处理中心，位居全球第四位。中国庞大的数字产品消费市场以及生产和消费端集聚的海量数据决定了未来一段时间内数据中心仍有大量建设需求，数据中心将成为节能降耗减排的重点目标。

图7 新型基础设施碳排放分布变化

5 结论与政策思路

文章实现了对中国数字经济碳排放的系统性测算，从国内外相关研究的进展来看，这应该算是一项具有开创性的工作。文章的重要创建和发现主要体现在以下两方面：①建立了一个开放式、可扩展的数字经济碳排放测算框架，不仅为主管部门科学制定数字经济排放标准、安排减排策略提供了依据，而且也为相关领域深入开展细化研究提供参考；②通过测算发现，现阶段数字经济的碳排放强度并不低，且正在快速成为中国主要碳排放来源。具体而言，根据国家统计局发布的《数字经济及其核心产业统计分类（2021）》，梳理归纳出数字经济的主要门类，设计出数字经济的碳排放测算方法，根据数字产品和新型基础设施的不同特点，分别使用自下而上法与自上而下法进行计算。结果表明，近年来随着中国数字经济的持续发展，该部门产生的碳排放同步上升，由2008年的54 229.75×103t增至2018年的531 878.40×103t，占中国碳排放总量的比重由0.80%提高至5.53%。据此趋势，可预测得出2020年中国数字经济碳排放总量为623 825.63×103t，约占中国碳排放总量的比重为6.31%。开展行业和国别比较发现，中国数字经济碳排放强度偏高，不仅超过全球平均水平，且与大多数制造业相比也不占优势，反映出中国数字经济碳排放的快速增长，既是数字经济规模急剧扩张的必然结果，也与当前对数字经济碳减排的重视程度不够和控制力度不大有关。进一步预测显示，至2030年，中国数字经济碳排放占比将达到11.63%，直接影响中国的排放结构和“双碳”目标下的减排方向。

快速增长的碳排放总量和较高的碳排放强度显然与数字经济作为新兴产业引领低碳转型的要求不相符。数字经济要想真正赋能中国经济绿色高质量发展必须加强自身减排，率先走上集约式、可持续发展之路。目前，各部门、各地区“双控任务”分解的重点领域仍集中在能源、工业、交通、建筑等传统部门，对数字经济产生的碳排放及其影响普遍重视不够，对数字经济未来排放趋势缺少科学预判。为此，同样应遵循着“自上而下”与“自下而上”相结合的路径，在主管部门、数字产品和服务生产商、数字基础设施运营主体以及消费者之间形成良性互动，共同推动数字经济节能减排。

首先，应将控制数字经济碳排放列为“双碳”目标和双控任务，将碳排放标准制定及过程监控作为重要内容。密切追踪数字经济发展趋势及其排放总量、强度和结构变化，加强数字经济碳排放的核算与监测，组织主管部门对主要排放来源及相关参数进行全面梳理、评估及测算，研判数字经济的碳排放强度，增强数字经济发展的科学性和系统性；其次，数字经济的主要能耗为电能，降低数字经济的电能与碳排放换算系数，可有效地拉低碳排放强度。因此，要将数字经济发展纳入国家能源转型战略，为数字经济部门提供多样化的能源选择，引导数字经济企业在产品生产过程中转向采用可再生能源，逐步替代传统能源，切实降低碳排放强度。对未来市场需求空间较大、碳排放增长较快的新型基础设施，数据中心、通信网络应重点对接可再生能源发电，促进新型基础设施建设运营的绿色化低碳化；再次，加快绿色低碳材料应用与工艺技术创新。持续推进电子材料、电子整机产品制造绿色低碳工艺创新应用，显著降低制造能耗。不断优化数字产品的能耗标准，完善数字产品中的台式电脑、笔记本电脑、电视机、显示器、智能手机等主要硬件排放源的绿色设计、制造、物流和循环使用的技术标准体系，倒逼数字产品制造厂商加大低耗能电子元器件和材料的应用力度，实现产品提质与能耗降低互促共进。最后，鼓励数字经济企业落实“双碳”目标，践行绿色社会责任，主动披露、共享数字产品和服务碳排放的核心数据，探索符合自身行业发展规律的减排路径。发挥行业协会作用，推进数字经济企业每年发布可持续发展报告，以此形成对企业的社会监督效果。开展专项宣传，积极倡导绿色数字消费，促使消费者为数字经济低碳发展做出需求侧贡献。