中国工业企业碳排放转移问题研究——基于多区域投入产出（MRIO）表的分析

陈涵祺

（英国桑德兰大学，英国 桑德兰 SR1 3SD）

1 引言

近几十年来，世界经济的飞速发展推动城市不断扩张，导致空气污染等环境问题日益严重。碳排放作为环境污染的重要组成部分，所带来的全球气候变暖问题已成为世界关注的焦点。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）估算发现，2019年全球大气浓度是工业化初期的1.8倍。自2006年以来，中国已成为世界上最大的碳排放国。习近平总书记在第75届联合国大会上提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”面对持续恶化的环境污染问题，如何有效地推动节能减排、促进粗放型经济增长向集约型经济增长转变，成为国民经济与社会发展中的重要问题。

传统的碳排放研究侧重于从供给侧减少碳排放，忽略了需求侧引致的碳排放和区域贸易中企业的减排潜力。随着隐含碳概念的普及，越来越多的学者开始关注隐含在企业间贸易和产业关联中的碳转移对各地区企业碳排放的影响[1]。因为企业生产任何一种产品都会直接或间接地产生碳排放，而为了得到某种产品，在整个生产链中所有企业所排放的二氧化碳被称为隐含碳。学者们开始认识到，企业间频繁的贸易和产业联系已将商品生产的地理位置与其消费的地理位置分开[2]。

根据李嘉图的比较优势贸易理论，不同企业在生产率水平和生产要素禀赋方面的差异引发了企业间分工和产业关联,从而驱动各个企业在产品生产过程中承接不同的生产过程，实现资源的优化配置。但由于碳排放是一种具有极强负外部性的公共产品，如果一个企业的碳排放是由另一企业的最终需求引致的，就会产生外部性[3]。这就导致了从需求侧和供给侧界定企业碳减排责任的问题。因此，了解企业间隐含碳的流动模式一方面有助于明晰各个企业的碳减排责任；另一方面也有助于实现总体的碳减排目标。

目前，我国环境治理体系的实际情况是中央政府将二氧化碳减排目标分配到各个地区，各个地方政府根据辖区内的实际情况执行环保政策，代替中央政府监督碳排放企业,进而实现减排。因此，在各个地级市政府官员制定碳减排政策时，碳减排责任的划分变得十分重要。由于碳排放具有负外部性，在产业关联不断加深的背景下，可能会导致不同企业碳减排权责的不公平。具体而言，位于产业链下游的企业往往会选择将高污染、高排放的产品生产、加工过程转移到位于产业链中上游的企业，但是加工原材料、成品制造企业对于原材料、零部件产品的需求并没有减少。因此，相关的碳排放通过产业链从产品的下游转移至了产业链中上游，这就导致了从需求侧和供给侧界定碳排放责任的问题。一直以来，界定企业碳排放责任的原则是“生产者负责原则”，即生产企业负责。但在产业间联系加深的背景下，原材料、零部件和中间工业产品生产制造企业的减排压力成了亟待解决的问题。

2 文献回顾

以化石燃料为主的传统能源消费带来的碳排放是造成全球温室效应的主要人为原因。为探索人类活动对全球碳循环的影响，学者们引入了“隐含碳排放”概念以量化产品或服务中隐含的碳排放，进而解释经济发展与能源消费造成的碳排放，这些碳排放可以通过经济贸易借助国家或全球价值链进行转移。因此，研究二氧化碳如何通过贸易活动转移的机制是探索更有效的碳减排责任划分和减少二氧化碳排放的关键问题之一。

目前，测算隐含碳排放的方法主要包括以下3种：一是生命周期方法（LCA），通过自下向上建模的方式，跟踪一种特定产品或服务的碳足迹及其整个生命周期，来探究产品在其全生命周期中产生的环境影响。生命周期分析方法对于单个产品或服务的碳排放研究明晰且精确，但很难在宏观层面测算生产系统碳排放。二是生态网络分析（ENA），ENA模拟网络系统内的物质和能量流动，用节点和流来表示生态系统网络中的环节和连接。三是投入产出分析（IOA），IOA方法由Leontief于20世纪30年代提出，方法的核心在于编制一张反映经济系统各部门之间联系的投入产出表。随着投入产出表的不断发布和研究的完善，学者结合多个单一投入产出表，开发了多区域投入产出模型（MRIO），进一步揭示不同区域不同部门之间的物质流动。MRIO被大规模的应用于环境经济学领域的研究，学者们使用环境投入产出分析方法来分析整个供应链的变化，进而研究能源消耗和可持续发展，从而解决全球各国、局部区域的可持续发展问题。

目前IOA研究的一个大的热点就是利用MRIO模型来估算国际贸易中体现的隐含CO2排放。随着测算隐含碳排放方法的成熟，学者们进一步探究国际贸易中隐含碳排放的责任分担，目前的争议在于是由生产者负责还是由消费者负责。Lenzen et al.[4]就国际贸易中的隐含碳在生产者和消费者共同负责方面的原理和实践进行了一些探讨。

3 基于MRIO表的城市间隐含碳排放测算

3.1 基于MRIO表的城市间隐含碳排放测算方法

多区域投入产出分析（MRIOA）是跟踪复杂社会经济网络中碳排放的有用工具，因为它可以区分相互关联的经济部门和地区的直接和间接消费或贸易中的排放，并分配由相互关联的经济部门和地区引发的排放。本文使用MRIOA方法来测算区域间隐含碳排放，MRIOA的核心是多区域投入产出表，结构与基本投入产出表类似，如表1所示。

表1 多区域投入产出表结构

由上表，多区域投入产出表的每一行可以表示为：

其中，X、Z、F分别表示各行业的总产出、中间使用和最终需求矩阵，因此根据投入产出分析基本方法，可以将直接消耗系数表示为：

进一步得到：

与直接消耗系数的计算类似，可以计算二氧化碳的直接消耗系数，即生产单位产品所消耗的二氧化碳，计算公式如下：

其中，Er是二氧化碳的直接消耗系数矩阵，表示区域r中部门j的最终产出，表示区域r中部门j的二氧化碳排放量。将Er写成对角矩阵形式，结合式（7）可得到：

结合式（5）可以得到区域间隐含二氧化碳排放矩阵W为：

3.2 数据来源

本研究以我国269个地级市为研究对象（缺少港澳台及部分地级市统计数据），以2013年为研究年份。根据《国民经济行业分类（GB/T 4754—2017）》,工业行业可分为37个部门。在本文中，多区域投入产出表来源于清华大学关大博教授团队的中国碳核算数据库（CEADs）（https://www.ceads.net.cn/）。各地级市直接碳排放的计算参考吴建新等[5]的方法，计算所需能源消耗数据来源于城市统计年鉴和城市建设统计年鉴，计算碳排放强度所需的地区GDP来源中国城市统计年鉴。

3.3 基于MRIO表的城市间隐含碳排放测算结果

图1显示了2013年中国各地级市碳排放的区域分布图。而图2显示了2013年各地级市最终需求引致的隐含碳排放的区域分布图。从图1和图2可以看出，由于企业间贸易导致的隐含碳排放存在更明显的空间集聚特征。因此，区域间产业关联会改变传统的地级市碳排放的时空格局。从图2可以看出，大量在产业链中承担高污染、高排放生产过程的企业集中在中国的东北地区和华东地区，包括东北地区、河北地区以及山东等地。这说明大量的工业生产过程在这些区域发生，同时这些地区有大量企业在全国工业企业产业链中发挥了关键作用。

图1 2013年各地级市碳排放区域分布图

图2 2013年各地级市最终需求引致隐含碳排放区域分布图

从表2可以看出，中国区域间工业碳转移呈现出明显的地域特征。供给引致的隐含碳最多的十个城市主要位于广东省、广西省以及东南沿海地区。而需求引致隐含碳转移最多的十个城市主要位于东北地区。这说明我国整体的区域工业企业碳转移呈现出从东北地区向东南沿海尤其是广东广西转移的趋势。

表2 供给与需求引致隐含碳排放最大的十个城市

本研究通过多区域投入产出的分析方法，计算得到中国2013年269个地级市两两之间的隐含碳排放。利用ArcGIS画出隐含碳排放量最大的18组地级市之间的隐含碳排放流向图，如图3所示。从图中可以看出，我国区域间隐含碳排放整体呈东北部地区向广东、广西等南部沿海地区转移，说明泉州市、汕尾市、茂名市等南部沿海城市处于全国工业产业链的上游，而石家庄、沈阳、保定等东北部地区的工业城市处于全国工业产业链的下游，南部地区城市的最终需求引致东北部地区城市的工业产品运送至这些城市进行生产。

图3 2013年各地级市最终需求引致隐含碳排放流向图

4 结论与政策建议

本文基于中国2013年城市投入产出表，利用多区域投入产出分析方法研究中国269个地级市工业企业碳排放转移模式。主要结论如下：第一，由于工业企业位于产业链的不同位置而导致的工业企业隐含碳排放存在明显空间集聚特征，说明区域间工业企业贸易会改变传统的地级市碳排放的空间格局。第二，中国工业企业隐含碳排放整体呈东北部地区向广东、广西等南部沿海地区转移的趋势，说明大量南部沿海城市处于全国工业产业链的下游，进行制成品加工；东北部地区则位于工业产业链的中上游，进行原材料和中间工业品加工。

中国已经是全球碳排放量最高的国家，同时也是工业出口的大国。大量工业制成品的出口在促进经济增长的同时也促使中国环境污染问题愈发严峻。在2020年中国明确提出2030“碳达峰”与2060“碳中和”目标后，如何合理界定工业企业碳排放，合理划分工业企业碳减排责任变得十分重要。对此，本文提出以下政策建议：第一，在制定企业碳减排责任时，地方政府应主导生产者和消费者共同负责，合理划分碳减排责任；第二，各个城市应制定差异化碳减排政策，结合各地级市工业企业间碳排放转移模式的异质性，鼓励区域间合作减排。