上海市产业绿色低碳高质量发展研究——基于非竞争型投入产出模型

□ 张东海

我国经济的发展已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，意味着经济的发展不再一味追求GDP，而是转向提高经济发展的质量，解决以往以效率换增长、以污染换增长的发展方式问题，更多地关注优化经济结构、减少污染和排放等方面[1]。党的二十大报告提出，要加快建设现代化经济体系，着力提高全要素生产率，着力提升产业链供应链韧性和安全水平；要加快发展方式绿色转型；推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。

现有文献关于产业绿色低碳高质量发展的研究主要侧重于低碳发展或高效率发展的某一方面。在低碳发展方面，部分研究[2-4]基于投入产出模型，计算得到各产业能源强度和碳排强度，通过分析碳排放转移的产业关联性，给出产业结构优化发展路径；在经济高效率发展方面，部分研究[5-6]运用DEA 模型测度不同产业发展的投入产出效率。现有文献也鲜有将两者相结合的研究，徐大丰[7]基于投入产出模型，通过计算各产业碳排放影响力系数，提出既能降低碳排放又能保持经济增长的产业结构调整策略。此外，现有文献一般基于竞争型投入产出模型，基于本地区的非竞争型投入产出模型分析的研究方法也较为罕见，此方法需要将他省调入也从中间投入部分扣除。

本文在基于非竞争型投入产出模型的基础上，以上海市为例，通过计算得到碳生产率、增加值率和关联度等指标，将产业碳足迹、产业附加值率和产业关联度相结合，综合反映上海市各产业绿色低碳高质量发展的水平，并进行聚类分析，进一步提出各产业绿色低碳高质量发展的方向建议，为上海市双碳目标路径的制定和现代化经济体系建设提供决策参考。

| 模型构建与数据处理

（一）模型构建

当前国内公布的投入产出表为竞争型投入产出表，依据竞争型投入产出表计算本地区的行业间中间消耗会产生高估的问题，需要将进口产品作为中间投入部分进行单列，因此也就形成了非竞争型投入产出表。对于单个地区而言，参照林卫斌等[8]将进口中间投入剔除的研究方法，将进口中间投入和他省调入中间投入同时剔除，形成本地非竞争直接消耗系数矩阵和本地非竞争完全消耗系数矩阵。

1.本地非竞争完全消耗系数。竞争型投入产出模型基本形式为式（1）。

其中，X为各产业总产出列向量，I为单位矩阵，A为直接消耗系数矩阵，Y为最终使用列向量。(I-A)-1为列昂惕夫逆矩阵，也即完全消耗系数矩阵，其元素表示所属列行业生产单位最终产品时对所属行行业的产品消耗情况，包括直接消耗和间接消耗。

设MF为进口调入系数对角矩阵，假设行业i进口产品和他省调入产品在所有产品部门j的投入中的比例相同，其对角元素可按式（2）计算，对角元素为进口产品和他省调入产品在中间投入中的占比。借助MF将进口中间投入和他省调入中间投入剔除，进而得到本地非竞争直接消耗系数矩阵，见式（3）。接着根据直接消耗系数和完全消耗系数之间的关系，通过式（4）计算得到本地非竞争完全消耗系数矩阵。

其中，mfii为对角矩阵的对角元素，IMi为i行业产品进口额，IFi为i行业产品国内省外流入额，Xi为i行业产出，Al为本地非竞争直接消耗系数矩阵，Bl为本地非竞争完全消耗系数矩阵。

2.本地非竞争碳排放完全消耗系数。各产业碳排放量根据该行业分品种能源消费量乘以相应的碳排放系数计算得到，用Ci表示i产业的碳排放量。各产业碳排放强度是指产业单位产出所产生的二氧化碳排放量，为便于计算，将各产业碳排放强度表示为对角矩阵的形式，用E表示，其对角矩阵为产业单位产出的碳排放量，见式（5）。

用F表示本地非竞争碳排放完全消耗系数矩阵，其元素Fij表示j行业生产单位最终产品时对i行业的消耗碳排放，包括直接消耗碳排放和间接消耗碳排放。其计算方法见式（6），为产业碳排放强度对角矩阵与本地非竞争完全消耗系数矩阵的乘积。

3.碳生产率、增加值率和关联度。本文所指产业碳生产率为各产业单位本地完全消耗碳排放所能产生的最终产品数额，为本地非竞争碳排放完全消耗系数矩阵列向量之和的倒数，也即1/Fj，反映了产业碳排放的生产效率水平和产业碳足迹。产业增加值率由投入产出表中行业增加值（用Vj表示）与总投入（总产出）相除得到，也即Vj/X j，反映了产业生产的总体经济效益水平。本文所指关联度为本地国民经济每增加一个单位最终产品时对某产业的需求感应程度，由本地非竞争完全消耗系数矩阵对应产业的行和（用Bli表示）以及增加值（用Vi表示）占国民生产总值（用V表示）比重相乘得到，也即Bli×Vi/V。

4.聚类分析。基于上述计算得到碳生产率、增加值率和关联度三项指标数据，对全行业产业进行聚类分析，以对各产业进行归类，有利于进一步分析各类产业的特点。由于事先不确定聚类的数量，采用系统聚类方法以直观判断产业聚类数量，其距离度量方法选用离差平方和法。在聚类分析之前需要对指标数据进行归一化处理以消除量纲的影响，本文选用最大最小值归一化方法。

（二）数据来源与处理

1.基础数据。投入产出表数据来源于《上海2017 年投入产出表》，能源消耗数据来源于《2018 上海能源和环境统计年鉴》，二氧化碳排放系数主要来源于最新《生态环境部关于商请提供2018 年度省级人民政府控制温室气体排放目标责任落实情况自评估报告的函》，其中煤炭、石油和天然气的排放因子分别按2.66 吨二氧化碳/吨标煤、1.73 吨二氧化碳/ 吨标煤和1.56吨二氧化碳/吨标煤，电力排放因子按0.5641 千克二氧化碳/千瓦时设置。热力排放因子按照《上海市生态环境局关于调整本市温室气体排放核算指南相关排放因子数值的通知》中上海市特征值0.06 吨二氧化碳/吉焦设置。

2.部门调整与合并。由于投入产出表产业分类与上海能源和环境统计年鉴中的产业分类并不是一一对应关系，需将《2018 上海能源和环境统计年鉴》中的产业部门合并以与《上海2017 年投入产出表》中的产业部门相对应，最终调整为与投入产出表口径一致的42 个产业部门。

| 实证结果与分析

（一）碳生产率、增加值率和关联度

根据上述所构建的模型，计算得到上海市各产业碳生产率、增加值率和关联度（表1）。碳生产率为每吨二氧化碳排放情况下所能生产的产品价值（产业碳足迹的倒数），产业碳生产率与产业的能耗以及产业链的长短相关，能耗越大、产业链越长则碳生产率越小。增加值率代表了附加值率的高低，附加值率越高的行业增加值率越高。关联度表示单位本地国内生产总值对行业部门产出的完全需求感应程度，代表了本地经济发展对产业的依赖程度。

（二）聚类分析

运用计算机编程语言Python，将上述所计算得到的上海市各产业碳生产率、增加值率和关联度三个指标数据归一化后进行系统聚类分析。具体聚类分析结果见图1。从聚类树状图看，将42 个行业以0.85距离为分界线分为五个类别较为合适。金融、批发和零售归为一类，记为第I 类；房地产、教育等归为一类，记为第Ⅱ类；研究和试验发展、综合技术服务等归为一类，记为第Ⅲ类；租赁和商务服务、仪器仪表等归为一类，记为第Ⅳ类；金属冶炼和压延加工品业、化学产品等归为一类，记为第Ⅴ类。

（三）结果分析

从表1 指标数据和图1 聚类结果看，第I 类行业的三个指标都处于较高水平，可视为优势发展产业；第Ⅱ类行业增加值率和碳生产率都处于较高水平，但关联度普遍较低，可视为自身效率发展水平较高但需提高服务其他行业能力的产业；第Ⅲ类行业的三个指标总体位于中间水平，有望逐步提高发展水平，可视为逐步向高质量发展的产业；第Ⅳ类行业碳生产率普遍较高，但增加值率较低，可视为亟需提高附加值率的产业；第Ⅴ类行业三个指标总体处于较低水平，可视为亟需转型发展的产业。

| 结论与建议

（一）继续扩大第I 类行业发展优势

在产业绿色低碳转型发展的形势下，作为上海市支柱型产业的金融业、批发和零售业（第I 类）的发展优势进一步凸显，这两大产业的发展意味着产业经济的绿色低碳发展和经济高效发展的双发展。下一步上海市产业经济发展，可进一步扩大这两大支柱型产业的发展优势，尤其是扩大金融业发展优势。

（二）着力提升第Ⅱ类和第Ⅲ类行业生产性服务功能

第Ⅱ类和第Ⅲ类行业关联度普遍较低，主要原因在于其生产性服务的功能未能很好地体现。生产性服务业作为促进技术进步、提高生产效率的服务行业，是制造业高端智能化的重要支撑，也是推动产业结构升级的重点。下一步经济产业的发展需着力提升生产性服务功能，以引领全市产业价值链向高端发展。

（三）着重提高第Ⅳ类行业增加值率

第Ⅳ类行业如仪器仪表、通信设备、计算机和其他电子设备、交通运输设备、通用设备等产业普遍存在增加值率偏低的问题，其主要问题还在于相关产业以来料加工形式为主的特点，关键技术和产品部件依赖进口，以致于产业技术创新能力不足。第Ⅳ类产业下一步发展的重点在于通过加大自主研发、深化体制机制改革等方式提高产业的附加值率。

（四）加快第Ⅴ类行业低碳转型发展

第Ⅴ类行业如钢铁、石化、化工等传统高耗能行业所占比重仍然较高，传统高耗能行业仍然是阻碍上海市经济绿色低碳发展的主要因素，在双碳战略背景下亟需低碳转型发展。上海市产业经济的发展需进一步遏制高耗能高排放项目的发展，淘汰落后产能，尤其是加快钢铁、化工等产业的绿色化改造，向新材料、智能制造、精细化工、循环经济等优势产业方向转型发展。

为更准确全面地探究各国家或地区之间的产业绿色低碳高质量发展问题，开展连续可比价时间序列的投入产出分析可作为下一步的研究方向，基于国际和区域间竞争型投入产出模型的研究也可作为未来的研究方向。