新疆主导产业碳减排潜力与情景模拟研究

甘巧巧

（新疆工程学院低碳经济研究中心， 新疆 乌鲁木齐 830091）

引言

我国将应对气候变化融入社会经济发展全局，从“十二五”起，以单位GDP 碳排放强度下降这一系统性、约束性目标为抓手，促进低碳发展[1]。在国家“十四五”规划中提到，需将碳强度下降18%的约束性指标分解到地方加以落实。降低碳排放强度对于新疆实现“2035 年远景目标”、加强生态文明建设及完成地方碳强度下降目标至关重要。对新疆碳减排潜力进行研究，对于推进新疆重点行业和重要领域绿色化改造，促进企业清洁化升级转型具有重要意义。

关于新疆碳排放问题的研究集中于碳排放的影响因素研究、工业碳排放量研究以及宏观政策对碳排放的影响研究。首先，部分学者研究认为新疆碳排放的影响因素包括经济增长、产业规模、能源强度等，如：宋梅（2014）建立灰色关联模型分析新疆三大产业碳排放与经济发展的关联度分析[2]；兰建（2016）运用灰色关联分析对新疆经济增长与碳排放关系实证研究[3]；汪菲（2017）基于扩展的STIRPAT 模型对1952—2014 年新疆能源消费碳排放的主要驱动因素进行时间序列分析[4]；周灵（2018）通过LMDI 影响要素分解法判断产业规模、能源强度等影响因素对碳排放量变化所产生的效应[5]；其次，有部分学者对新疆工业碳减排进行研究并指出新疆工业碳排放主要集中于能源资源生产加工业与矿产开采业。如：孙慧（2014）利用STIRPAT 模型对三大区域的工业碳排放量进行研究[6]；王长建（2016）基于IO-SDA 模型的新疆能源消费碳排放影响机理分析，认为碳排放的增长主要集中在能源资源生产与加工业和矿产资源开采与加工业[7]；秦建成（2019）指出工业碳排放总量约占新疆行业碳排放总量的75%[8]。最后，有学者研究政府宏观政策对新疆碳排放的减排作用。如：李莉（2020）认为实施严格的环境规制能有效减缓新疆的能源消费碳排放[9]；高志刚（2020）认为正式环境规制具有显著的碳减排效应，非正式环境规制可以强化正式环境规制的碳减排效应[10]。孙郧峰（2019）研究碳排放权交易市场对新疆碳减排的影响，并提出新疆以资源换配额、开发碳汇资源的政策建议[11]。

基于已有关于新疆碳减排的研究中缺少对工业碳排放潜力进行研究，并且缺少将新疆主导产业碳强度与西北五省及全国平均水平进行对比研究的现状，本文运用产业重要性评价及情景模拟的方法对新疆主导产业碳减排潜力与情景模拟研究，可以有效地补充新疆碳减排研究中的这一空白，对于新疆主导产业的碳减排潜力进行研究具有重要的意义。

1 研究数据及方法

1.1 研究数据

研究数据来自于国家统计局、CEADs 及各种统计资料。数据来源包括国家统计局、CEADs、《新疆统计年鉴（2018））》《陕西统计年鉴（2018）》《甘肃统计年鉴（2018）》《宁夏统计年鉴（2018）》《青海统计年鉴（2018）》。产业分类按照42 部门进行分类。

1.2 研究方法

本文参考牛方曲（2019）[12]的方法计算产业重要性评分，再通过ArcGIS 中自然断点法把产业分为三类，分别是主导产业、一般性产业、辅助产业；通过对比CEADs 中2017 年中国多区域投入产出表，分别计算了42 个部门的碳排放总量及碳排放强度（部门碳排放强度=部门碳排放量/部门总产出）。最后使用情景模拟法，模拟所有产业产出不变的情况下，新疆主导产业提质增效时的碳减排潜力。

1.3 产业重要性评价

为评价产业对于地区经济发展的重要性，选取的指标包括产业产值、产业影响力系数、产业感应度系数、产业潜力。除产业产值以外，其他指标需要采用子模型计算得出。重要性评价值越高，表明产业对于当地经济发展越重要。

评价指标的建立。根据新疆2017 年投入产出表计算得出各部门的影响力系数和感应度系数。产业影响力系数计算公式如式（1）：

式中：Ij为产业j 的影响力系数，表征产业j 对其他产业的带动能力；lij为Leontief 逆矩阵元素值，表征产业j 对产业i 的带动力；表征产业j 的影响力；表征所有产业的平均影响力；i 和j 分别表示Leontief 逆矩阵的行号与列号。

产业感应度系数计算公式如式（2）所示：

式中：Mj是产业j 的市场潜力分别为新疆j 产业的年销售额、全国j 产业年销售额分别为新疆j 产业的人均年销售额、全国j 产业人均年销售额。

评价产业重要性前需要确定每个评价指标的权重，将所有产业的指标组成矩阵，如表1 所示。采用熵值法确定j 指标权重wj，熵值法详细步骤本文略，请参考牛方曲（2019）。

表1 产业评价指标矩阵

得到每个评价指标的权重后，新疆各个产业的重要性可通过公式（4）计算得到：

2 实证分析

2.1 新疆产业重要性评价

表2 为新疆产业重要性得分Vi，利用ArcGIS 软件进行自然断点分级，把42 个产业分为主导产业、一般产业和辅助产业三大类。其中，主导产业是对当地经济发展起主导作用的产业；一般性产业是对当地经济发展贡献普通的产业；辅助产业是对当地经济发展贡献较小的产业。

表2 新疆各部门产业重要性

根据表3 可知，新疆碳排放总量和碳强度较高的部门集中在主导产业中，因此主导产业是新疆碳减排潜力最大的产业类型。本文将石油和天然气开采产品（0.643 5）、农林牧渔产品和服务（0.3717）、建筑（0.364 6）等8 个产业列为新疆主导产业。

2.2 产业碳排放强度

根据对比整理出新疆42 个产业部门的碳排放总量及其碳排放强度，并进行排序。根据下页表3 可见，新疆主导产业的碳排放总量及碳排放强度都较高，其中电力、热力的生产和供应产业的碳排放总量与碳排放强度都位列第1。一般产业中批发零售的碳排放总量位于第9 位，非金属矿物制品的碳排放总量及碳强度排名分别位于第5 位、第2 位；辅助产业中木材加工品和家具产业的碳排放总量位于第10 位，碳排放强度位于第9 位；木材加工品和家具产业、金属制品、机械和设备修理服务产业的碳强度分别位于第4 位、第7 位。由于本文主要研究新疆主导产业的碳强度，所以不单独对这些产业进行研究。

表3 新疆各部门碳排放强度及排名

基于已计算出的新疆各部门碳排放强度，本文将新疆主导产业的碳强度与西北五省进行对比。下页图1 可见，2017 年西北五省中工业总产出最高的省份为陕西，工业碳排放强度最高的省份为宁夏，工业碳排放总量最多的为新疆。新疆工业碳排放强度在西北五省中排名第二，仅次于宁夏，可见新疆工业碳减排潜力较大。为了更直观地观察西北五省的工业碳排放强度对比，本文绘制了2017 年西北五省工业碳排放强度对比图，见图2。由于CEADs 公布的数据中，部分省份的个别产业碳排放总量数据缺失，因此图2 折现图不连续。由图2 可见，西北五省工业碳排放强度并不一致，为了更进一步研究新疆主导产业碳强度与西北五省中其余省份的对比，本文进一步将新疆主导产业碳排放强度置于西北五省中进行对比。

据表4 可见，新疆主导产业中，有5 个产业的碳排放强度是西北五省中最高，分别为是农林牧渔产品和服务产业，石油、炼焦产品和核燃料加工品产业，化学产品产业，金属冶炼和压延加工品以及电力、热力的生产和供应产业。需要注意的是新疆电力、热力的生产和供应部门、化学产品这2 个部门的碳强度远高于其余四省。在新疆“十四五”规划里提出石油化工“减油增化”发展、积极打造全国最大氯碱化工基地的背景下，新疆化学产品产业的碳减排任务严峻、碳减排潜力巨大。新疆电力、热力的生产和供应部门、化学产品部门应该优先考虑提质增效，对生产技术进行绿色优化，降低单位碳排放强度。

表4 西北五省及全国部门碳排放强度 t/万元

3 主导产业减排潜力及情景模拟

根据第3 节新疆主导产业碳强度置于西北五省中的对比可知，新疆主导产业中只有5 个部门（下文简称重点减排产业）的碳强度处于西北五省最高，分别是：农林牧渔产品和服务；石油、炼焦产品和核燃料加工品；化学产品；金属冶炼和压延加工品；电力、热力的生产和供应。

本节使用情景模拟法，测算在各部门产出不变的情况下，新疆主导产业的碳减排潜力。根据表5 可见，情景0 为保持现有的发展模式，则新疆主导产业没有产生减排效应情况下，碳排放总量为359.420 百万吨；情景1 的假设：新疆主导产业中所有高于西北五省碳强度平均水平的部门都达到平均水平，此时碳减排潜力为37.08%，但这种假设过于理想化。情景2 的假设：新疆主导产业中的5 个重点减排产业碳强度向西北五省中排名第二的省份碳强度看齐，即农林牧渔产品和服务产业的碳强度向甘肃看齐，石油、炼焦产品和核燃料加工品产业的碳强度向陕西看齐，化学产品的碳强度向青海看齐，金属冶炼和压延加工品产业碳强度向宁夏看齐，电力、热力的生产和供应产业的碳强度向宁夏看齐。在情景2 的假设下，新疆主导产业碳减排潜力为13.53%，这种情景比情景1 更加具有现实意义。为了更进一步观察新疆主导产业中重点减排产业的自身减排潜力，本文设置了情景3 至7。

表5 新疆不同情境下主导产业碳减排潜力

情景3～7 的假设为新疆主导产业中其余产业碳强度不变的情况下，分别提质增效新疆主导产业中5个重点减排产业。其中，情景3 为提质增效农林牧渔产品和服务产业，使其达到甘肃相同的碳强度水平，此时新疆主导产业碳减排潜力为0.51%。情景4 为仅提质增效石油、炼焦产品和核燃料加工品产业，使其达到陕西相同的碳强度水平，新疆主导产业碳减排潜力为0.24%。情景5 为仅提质增效化学产品产业，使其达到青海相同的碳强度水平，新疆主导产业碳减排潜力为2.55%。情景6 为仅提质增效金属冶炼和压延加工品产业，使其达到宁夏相同的碳强度水平，新疆主导产业碳减排潜力仅为0.14%。情景7 为仅提质增效电力、热力的生产和供应产业，使其达到宁夏相同的碳强度水平，新疆主导产业碳减排潜力为10.09%。由情景3～7 可知，新疆主导产业中减排潜力最大的为电力、热力的生产和供应产业，其次是化学产品产业。

4 结论

新疆主导产业碳减排潜力巨大，本文通过产业重要性评级划分出8 个新疆主导产业，分别是：石油和天然气开采产品，农林牧渔产品和服务，建筑，石油、炼焦产品和核燃料加工品，交通运输、仓储和邮政，化学产品，金属冶炼和压延加工品，电力、热力的生产和供应。通过对比新疆主导产业的碳排放强度与全国碳排放强度的对比中得到，新疆主导产业中有5 个产业的碳排放强度高于西北其余4 省。通过情景模拟，假设各部门产出不变的前提下，新疆主导产业中减排潜力由大到小排名依次为电力、热力的生产和供应产业，化学产品产业，农林牧渔产品和服务产业，石油、炼焦产品和核燃料加工品产业，金属冶炼和压延加工品产业。

基于本文研究结果，为新疆更快的达到地方碳减排目标、建设生态文明社会，当地政府一方面需要提质增效主导产业，降低碳排放强度。新疆主导产业提质增效、降低碳排放强度，对于落实国家能源发展战略起到十分重要的作用。新疆是我国国土规划纲要（2016—2030）重点建设电力基地之一，因此电力部门提质增效对于新疆建设国家煤电油气风光储一体化基地至关重要；另一方面当地政府在承接国内产业梯度转移中，需要守住生态保护红线、环境质量底线。对于碳排放总量高、碳排放强度高的“双高”产业，需要督促企业生产技术绿色升级、严格督促产业提质增效。