碳中和目标下增碳与减碳发展的耦合协调性——基于我国31省（区、市）面板数据的实证研究

李 群，孙 咏，刘基伟

（1.中国社会科学院数量经济与技术经济研究所，北京市 100732；2.中国社会科学院大学应用经济学院，北京市 102488）

一、引言

党的二十大报告指出，推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。尊重自然、顺应自然、保护自然，是全面建设社会主义现代化国家的内在要求。必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，站在人与自然和谐共生的高度谋划发展。[1]新的历史时期，我国面临着保护、治理、转型、发展的多重任务，加快推进经济社会全面绿色化转型的必要性毋庸置疑、重要性显而易见。

以碳中和战略为落脚点和着力点推进绿色发展和转型是实现高质量发展的基本要求。2021年，党中央、国务院就碳中和战略目标进行了总体部署，科学提出《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》[2]，指出碳中和是党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策，是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择。碳中和战略是绿色新发展理念的全面贯彻落实，是绿色发展的落脚点和着力点，引导我国碳中和战略发展以推进绿色发展、实现高质量发展为目标导向意义重大、影响深远。

本文以我国（港澳台除外）31 个省（区、市）为研究对象。将碳中和发展分为增碳发展、减碳发展，分别构建增碳发展综合评价系统和减碳发展综合评价系统，构建评估2001—2020年我国31 个省（区、市）增碳发展、减碳发展的指数；使用指数和耦合协调度模型分析增碳发展、减碳发展的耦合协调关系以及滞后特征；最后提出相应的政策建议。

二、文献综述

（一）碳中和背景、战略、目标及相关研究

关于碳中和的相关研究，从现有文献来看，一方面，学者以碳中和为背景和目标，进行具体某一方面、某个问题的研究。唐云霓等[3]以碳中和为愿景，对我国能源政策和能源结构特征进行研究，提出了能源政策优化路径。王超等[4]以碳中和为背景，对清洁能源技术的发展进行了考察。刘宇等[5]探讨了碳中和目标下我国转型发展路径的问题。杨书房[6]根据目前日益复杂的国际政治、经济、社会环境，分析了在碳中和目标下国际社会政策方面的问题。

另一方面，现有研究聚焦于碳中和战略发展以及目标实现的影响因素、困境、路径、经验、政策等方面。我国碳汇值存在周期性波动，世界经济社会发展路径与政策强度共同影响碳排放总量，因此，碳中和实现路径要从推动促进清洁能源技术的研发创新和推广应用，大力发展电力能源，推广生物质能源及二氧化碳捕获和封存技术等方面发力[7]。城市碳中和路径的关键在于发展经济的同时，通过技术结构调整实现碳中和[8]。环境治理和经济发展是影响碳中和发展绩效的两个因素，周兵等[9]利用固定效应模型与面板门槛模型的分析方法，研究环境治理压力和经济发展水平的协同效应影响碳中和绩效的机理，认为实现碳中和目标的路径是能源供给侧与消费侧协同转型。我国碳中和目标实现面临着能源转型难度大、技术市场失灵、政策激励效果不佳等现实困境，可以借鉴英国、德国、芬兰等国的经验，比如利用政策和制度化引领、聚焦能源转型推动、发展清洁技术助力、多主体嵌入参与机制促进等碳中和的实践经验，在碳中和顶层设计、技术应用、多主体参与方面做出努力[10]。时间、空间、时空是与碳中和能力紧密相关的三个维度，能源变革和环境绿化是碳中和能力的两个关键因素，前者是技术减排的重要手段，后者是减碳平衡的有效措施，碳中和政策要聚焦区域差异化治理、一体化区块联控，形成碳中和政策连贯机制[11]。

（二）碳中和耦合协调度模型相关研究

学术界利用耦合协调模型研究碳中和的文献相对较少，主要集中于经济发展和碳排放水平的研究中[12-14]。王岚等[15]以碳中和为背景，研究了数字技术进步与流通业绿色发展的耦合协调关系。张二妮[16]分析了碳中和目标下数字物流与区域经济的耦合情况。吕靖烨等[17]测度了各省碳排放—经济增长—生态环境三维系统的耦合协调度，并分析了省际耦合协调度的空间相关性。姜吉坤等人[18]构建了新型城镇化和碳排放水平的指标体系，借助耦合协调度模型定量分析了山东省2009—2018年新型城镇化和碳排放水平的耦合协调关系及变化趋势。常青等[19]以2009—2018年为时间序列计算了天津市建设用地碳排放量，并对建设用地碳排放效应进行分解，进而量化了建设用地规模和碳排放的耦合关系。现有研究为本文利用耦合协调度模型研究碳中和发展提供了有益的参考。

（三）碳中和发展综合评价相关研究

在碳中和发展综合评价系统构建方面，既有研究特别是近年来业界、学界陆续发布的碳减排指数、碳系列指数、碳中和指数、双碳大数据指数等，可以为本文提供一定的参考。例如碳减排指数，围绕企业碳排放、碳交易构建指标体系；碳污协同减排指数，关注企业运营和污染排放情况；中国低碳指数，以太阳能、核能、风能等为基础构建评价指标；碳排放效率指数，从效率、公平两个角度出发进行评价；中国城市碳中和指数，从城市、行业等角度出发进行评价[20]。再比如建筑碳中和指数，围绕房地产、建筑业等构建指标体系；电力碳排放指数，以电力行业为基础构建评价指标；中国碳中和大数据指数，从碳中和、大数据角度出发进行评价[21]。此外，张保留等[22]构建了由三层指标体系组成的城市碳达峰碳中和行动指数，其中，准则层包括气候信心、低碳状态、减排趋势，为践行碳达峰、碳中和提供了具体可行的“一揽子”做法。

综上所述，学界围绕碳中和进行了广泛研究，但是较少利用耦合协调度模型研究碳中和发展，也较少以碳中和的“加减法”为切入点，将碳中和发展解构为增碳发展和减碳发展进行耦合协调度分析。碳中和发展具有碳源头控排角度的加减法逻辑，加法和减法之间存在耦合协调关系[23]。实际上，碳中和发展面临的一个重大挑战是协调发展，减少煤炭消费等导致的高碳排放量，提高新能源替代作用和森林碳汇等对碳排放量减少的贡献，[20、24-25]基于此，本文的创新和贡献在于将碳中和发展分为增碳发展、减碳发展，分别构建相应的综合评价系统，并利用耦合协调度模型研究两个系统的耦合协调性。

三、研究设计及模型构建

本文构建综合评价系统和耦合协调度模型，评估我国31个省（区、市）2001—2020年增碳、减碳发展状况以及耦合协调度。以耦合协调度模型、基于专家打分法的综合评价模型为主要研究方法。

（一）耦合协调度模型构建

耦合协调度模型需要计算3 个指标值：C值（耦合度）、T值（协调指数）、D值（耦合协调度），再结合D值以及协调等级划分标准，最终得出耦合协调程度。其构建方法如下：

式（1）中，UA，UB是区域内部系统A增碳、B减碳的综合评价指数。C表示A、B两个系统的耦合度，C∈[0，1]，且C值越大说明A、B系统耦合度越高。为进一步研究耦合系统所处阶段，了解全局中区域发展水平，本文引入耦合协调度，如式（2）所示[26-28]：

式（2）中，UA、UB和C设定同式（1）。式（2）中T为两个系统的综合协调指数，WA、WB表示各系统重要性系数且WA+WB=1，重要性系数设定方法同指标权重设定方法。2022年5月，邀请碳中和、数量经济学、生态经济等相关领域的26位专家参与，发送权重打分函，采用背靠背方式逐级打分，分值取专家打分均值，如此进行两轮打分流程。增碳发展重要性系数为0.503 52，减碳发展重要性系数为0.496 48，即增碳发展综合评价系统权重为0.503 52，减碳发展综合评价系统权重为0.496 48。式（2）中D为耦合协调度（D∈[0，1]），是反映A、B系统耦合协调度的定量指标，D越大两个系统耦合协调度越高，在反映系统好坏水平的同时还可以反映系统间作用关系。

各区A、B系统耦合协调度等级划分如表1所示。

表1 耦合协调度（D）的等级划分[29]

（二）综合评价指标体系构建

本文指标选取遵从系统性、科学性、数据可用性等原则，权重由多轮次专家打分确定。

增碳发展：增碳主要指我国各省（区、市）高能耗、碳排放等方面碳中和发展。

减碳发展：减碳主要指我国各省（区、市）碳汇、新能源等方面碳中和发展。

1.指标选定

碳中和增碳系统和减碳系统关系紧密、交互影响。用科学的方法对我国碳中和发展进行定量评估，是积极稳妥推进碳中和的重要内容。本文参照《我国碳中和发展报告（2022）》等[31-32]，构建碳中和增碳、减碳综合评价指标体系，如表2所示。

2.权重确定

权重设定反映着增碳、减碳发展系统评价的侧重点，直接影响着相应数值的计算结果以及合理性。根据前述两轮专家背靠背式专家打分结果，整理得到表2所示权重。

表2 综合评价指标体系及权重设定

3.数据标准化

本文采用极差法对原始数据进行标准化处理，以消除指标量纲不同的影响[32-33]。

正向指标，如式（3）所示：

负向指标，如式（4）所示：

式（3）、式（4）中，Xij为第i个省份第j个指标的原始数据值；{Xj} 是第j个指标的数据序列；Xij为对应的标准化后数据值。

4.综合评价指数U计算

以A系统计算为例，如式（5）所示：

式（5）中，对指标权重求幂指数并归一化处理，随着N的提高，优势权重变量在指数中突出，参考王浩等[34]、李群等[32]的做法，取N=2，以获得稳定合理的测算结果。

（三）数据

本文以我国2001—2020年31 个省（区、市）的数据为研究对象，选用指标具体数据来自《中国统计年鉴》《中国林业和草原统计年鉴》《中国电力统计年鉴》等相关年鉴和国家统计局数据，部分缺失数据使用线性拟合方法进行填充。

四、实证结果与分析

（一）综合评价指标体系指数测算结果

基于前文理论分析、模型设定和数据整理，对各省（区、市）两个系统的综合评价指标体系的指数、耦合度以及耦合协调度进行测算和分析。为方便展示，仅展示2001、2010、2020年的结果。

2020年，增碳发展综合评价系统指数全国平均值为0.605 484，较2001年增长2.74%，较2010年回落3.05%，2001、2010、2020年增碳发展综合评价系统指数中位数均占平均值99%～100%，接近100%；标准差分别为0.119、0.094、0.096，离散值较小。总体发展持续向好，且地区间发展较为均衡，相比2001年的指数结果，2020年有20 个省（区、市）的指数增长，有11个省（区、市）的指数降低，31个省（区、市）增速的平均值为4%，具体数据见表3增碳发展综合评价系统指数。究其主要原因，虽然处在“低碳经济”“循环经济”“能耗双控”的社会背景下，但我国在现代化进程中，仍有大量的基础设施建设需求和旺盛的外向型经济需求，导致钢铁、煤炭、焦炭等产量较大，因而，增碳发展综合评价系统指数增长缓慢。

2020年，减碳发展综合评价系统指数全国平均值为0.306 452，较2001年增长36.10%，较2010年增长22.42%，2001、2010、2020年减碳发展综合评价系统指数中位数均占平均值102%～103%，接近100%；标准差分别为0.058、0.063、0.082，离散值较小。总体发展持续向好，且地区间发展较为均衡，相比2001年的指数结果，2020年有29 个省（区、市）的指数增长，有2 个省（区、市）的指数降低，31 个省（区、市）增速的平均值为38.38%，具体数据见表3减碳发展综合评价系统指数。自“低碳经济”“循环经济”“能耗双控”号召发出以来，我国绿色发展深入各行各业，新能源发电、非化石能源使用、光伏、造林等方面发展迅速，因而，减碳发展综合评价系统指数增长迅速。

（二）增碳发展、减碳发展耦合协调度分析

增碳发展、减碳发展综合评价系统的耦合协调度如表3所示。为方便展示，仅展示2001、2010、2020年的结果。

表3 增碳发展、减碳发展综合评价系统指数及其耦合协调度

2001—2020年，20年间耦合协调度的平均值如表4所示。

表4 2001—2020年我国31个省（区、市）耦合协调度平均值

整体来看，耦合协调度平均值由0.598 上升到0.651，提升8.86%，全国总平均水平从勉强协调迈入初级协调，碳中和发展迈入新阶段，整体呈现持续上升态势，有望突破0.7，迈入中级协调。

将我国31 个省（区、市）按耦合协调度等级分类，结果如表5 所示。为方便展示，仅展示2001、2010、2020年的结果。

全国整体耦合协调度呈现上升态势，逐步由以勉强协调为主发展为以初级协调为主，勉强协调省份明显减少，初级协调和中级协调省份稳步增多。

具体而言，中级协调，2001年该等级测算数据仅有西藏1 个；2010年浙江、广东达到中级协调；2020年云南、四川达到中级协调。初级协调，相比于2001年，2010年已经有北京、辽宁等19 个省（区、市）达到初级协调，增加了7 个；2020年天津、吉林等也达到了初级协调，共有24个省（区、市）达到初级协调。勉强协调，从2001年到2010年再到2020年，从18 个省（区、市）降低到了9 个，再到3个，变化明显。

利用聚类分析，将2020年我国31 个省（区、市）耦合协调度、增碳发展和减碳发展指数综合起来观察发现，31个省（区、市）可以划分为6类。增碳发展综合评价系统指数测算结果范围为0.3～0.9，可划分为低、中、高水平3类；减碳发展综合评价系统指数测算结果范围为0.1～0.6，可划分为低、中水平2类。

全国整体呈现减碳发展落后于增碳发展（即减碳发展滞后），除广东省是增碳发展落后于减碳发展（即增碳发展滞后）外，其余30个省（区、市）均是减碳发展滞后，如图1 所示。结合表5 来看，2020年，尽管各耦合协调度等级内的省（区、市），耦合协调度等级相同，但碳中和发展水平各异。2020年，河北、山西、宁夏均是勉强协调，但其“增碳发展—减碳发展”水平被聚类到不同类别，按水平可分别将其划分为“中-中”“中-中”“中-低”类型。浙江、广东、四川、云南均是中级协调，但其“增碳发展—减碳发展”水平则不完全一致，按水平可分别将其划分为“高-中”“高-高”（减碳发展滞后型）、“高-中”“高-中”类型。

图1 我国31个省（区、市）耦合协调度聚类分析

表5 我国31个省（区、市）耦合协调度等级分类

2020年，有24个省（区、市）是初级协调，其中，青海省为“高-低”类型的代表，海南省为“中-低”类型的代表，河南省为“中-中”类型的代表。

可见，尽管不同省（区、市）同属滞后类型，但究其原因各有不同，有“高-低”类型的结构性失衡问题，也有“中-低”类型的发展水平较低问题。

五、研究结论和政策启示

（一）研究结论

1.全国碳中和发展的增碳发展和减碳发展总体态势较好

从全国碳中和发展的增碳发展和减碳发展水平来看，总体发展态势较好，增速明显，2020年，指数几乎都比2001年有一定程度的提升。从2001年至2020年，减碳发展更加迅速，31 个省（区、市）增速的平均值为38.38%；增碳发展相对缓慢，31个省（区、市）增速的平均值为4%。这是由于光伏等清洁能源发展迅速，农林碳汇能力持续增强，交通、农业、工业能源消耗强度降低等综合所致。

比较2020年的发展水平，即比较综合评价系统的指数测算结果，从全国平均值和中位数来看，增碳发展水平要高于减碳发展水平。尽管2001年至2020年，减碳发展增速较快，但它的发展水平相对是较低的。除了发挥光伏等优势外，还需要进一步优化能源结构，发展绿色、低碳、循环产业。

2.省际耦合协调度发展态势良好

从省际耦合协调度来看，2020年有24 个省（区、市）达到初级协调，有4个省（区、市）达到中级协调，总体发展态势良好。对比2001年，绝大数省（区、市）的耦合协调度等级得到了提高，达到初级协调的省（区、市）增加了一倍；达到中级协调的省（区、市）增加了3倍。从耦合协调度的关系特征来看，目前各省（区、市）发展不协调主要由于减碳发展存在一定程度的滞后。根据滞后类型不同，结合指数，可以把各省（区、市）分为发展水平较低且发展不协调的低发展水平类型，和其中某一方面发展水平高而其他方面发展水平低的结构不合理类型，属于后者的省（区、市）更多。

（二）政策启示

基于以上分析，根据各个省份增碳发展、减碳发展水平及其耦合协调情况，本文给出差异化政策建议。

1.勉强协调类型省份应全面提高碳中和水平，改善耦合协调关系

勉强协调类型的省份分为“中-中”“中-低”两种发展水平，以河北、山西为代表的“中-中”发展水平的勉强协调类型省份，要全面贯彻落实绿色发展理念，全方位加强碳中和战略目标发展，系统性推进增碳发展和减碳发展。加强绿色、低碳、循环理念宣教活动，推进社会生活方式的绿色化、低碳化、循环化发展和转型，推动社会绿色新风尚发展，促使社会绿色消费、低碳出行、循环利用新风气形成。

以宁夏为代表的“中-低”发展水平的勉强协调类型省份，要更加注重提高减碳发展水平，践行基本的绿色行动，切实可行的做法有绿色出行，多乘坐公共交通工具，适当减少化肥的使用，植树造林、增加森林覆盖率等。

2.初级协调类型省份应以全面提高碳中和发展水平为主，兼顾改善耦合协调关系

初级协调类型省份分为“中-中”“中-低”两种发展水平，以河南为代表的“中-中”发展水平的初级协调类型省份，要以产业为落脚点，以产业转型升级为发力点，大力推进绿色环保、清洁能源、低碳循环等产业发展，推进产业向绿色化、低碳化方向转型升级。一方面，推进产业去高耗能、高污染、高排放发展，改进传统“三高”产业，改革“三高”且非必要产业、振兴“三高”但必要产业，提高“三高”且必要产业的效率。另一方面，充分挖掘和发挥绿色、低碳、循环发展因素，推广太阳能、水能、风能等新能源的应用，形成相应的产品产业。

以海南为代表的“中-低”发展水平的初级协调类型省份，要更加重视减碳产业的发展。切实可行的做法有提高废水、废气、固体废弃物治理能力，提高生活垃圾无害化处理能力等。

对于“高-低”发展水平的初级协调类型省份，要以提高减碳发展水平为主，兼顾改善耦合协调关系。这种类型主要以青海、西藏为代表，要从产业结构性协调发展着手，利用禀赋优势减碳增绿。青海最重要的资源为盐湖，要进一步推进发展盐湖资源产业，以“钾、钠、镁、锂、氯”产业为基础，壮大产业链。以开发清洁能源、建设新型电力、打造多元储能为着力点，加快建设可再生能源基地。西藏日照充足，日喀则市年平均日照时间达3 300 小时，发展太阳能产业大有可为，要加快建设现代生态产业示范园，加强建设“光伏+储能”示范项目。此外，充分发挥特色、绿色的旅游资源优势，增加生态旅游产品附加值，走特色、高端、精品发展路线，打造“重要的世界旅游目的地”高地，加强旅游公共服务能力，发展度假、观光、休闲一体化生态旅游业。

3.耦合协调性较好的省份应加强绿色研发创新和绿色科技发展

对于增碳发展、减碳发展水平较高，耦合协调性较好的省份，比如处于“高-高”发展水平、中级协调的广东，处于“高-中”发展水平、中级协调的浙江、四川、云南等，要加强绿色研发创新和绿色科技发展。健全绿色科技创新机制和政策，以绿色、低碳、循环为方向，加快前瞻性、颠覆性、突破性技术研发和创新，加强生态环保、资源能源、清洁卫生、绿色低碳、循环利用等领域关键技术突破和重要装备攻关，解决绿色科技装备“卡脖子”问题，特别是专用软件、关键零部件、核心材料等的突破。推进绿色、低碳、循环技术的推广应用，加强绿色科技创新对相应产业的引领和支撑作用，打造绿色科技新优势，培育绿色发展新产业，带动高质量发展新产业，比如新型电力和多元储能产业等。

当然，就全国各省（区、市）而言，在数字化时代，还要充分利用现代化数字技术手段，尽快将绿色、低碳、循环产业嵌入数字经济中，实现融合发展；利用信息技术更好地收集和整理增碳发展、减碳发展数据，运算和监测增碳发展水平、减碳发展水平以及耦合系统情况；更好地实现绿色产品迭代更新、绿色产业改造升级；更好地精准施策，推进碳中和战略目标向更高水平发展。