珠三角区域出口贸易隐含碳的测算与分解——基于投入产出模型和结构分解的实证分析

周泽炯，张葆俊，张浩浩，王崯浩

（1.安徽财经大学经济学院，安徽蚌埠 233030；2.安徽财经大学国际经济贸易学院，安徽蚌埠 233030；3.安徽财经大学金融学院，安徽蚌埠 233030）

改革开放以来，中国进出口总量迅速增长，同时也伴随着二氧化碳排放量的急剧上升。出口贸易作为一个影响国家或地区经济发展的重要因素，其产生的“碳”问题是世界范围内的一个重大议题。因此，如何降低碳排放、提高环境质量、提高人民的生活质量等已成为全球关注的焦点。“碳达峰”是中国实现高质量发展的必然要求，也是世界各国应对全球气候变迁的必然要求。习近平总书记在二十大报告中提出要“广泛形成绿色生产生活方式，碳排放达峰后稳中有降，生态环境根本好转，美丽中国目标基本实现”。中国作为全球最大的出口国，其不断增长的出口规模为国家带来了巨大的经济效益，同时也带来了大量的能源消耗与污染排放，造成二氧化碳排放激增，使环境和贸易矛盾加剧。

广东是中国对外开放的先行者和前沿基地，是建设高层次对外开放的大门，而珠三角则是中国开放型经济的杰出代表。广东省出口贸易额在全国出口贸易总额中的份额常年保持在20%左右，珠三角区域出口贸易值在广东出口贸易总额中的比值常年保持在95%左右。相关数据显示，2022 年广东进出口贸易总值8.31 万亿元，比2021 年增长0.5%，其中，出口5.33 万亿元，增长5.5%。但出口在带来经济效益的同时，产生大量的污染排放。碳排放是污染排放的重点关注对象，而碳排放中隐含污染更值得被关注。如果忽视对外贸易的隐含碳排放，一方面会高估贸易带来的经济效益，另一方面也不利于解决贸易带来的实际碳排放问题。

因此，重点以中国珠三角地区作为研究区域，探索其出口贸易所存在的隐含碳问题，揭示对外贸易活动背后隐含的污染，提出相应的对策，为珠三角地区发展低碳经济、实现节能减排、走可持续发展道路提供政策建议。

1 文献综述

国内外学者主要从以下三个角度对出口隐含碳问题进行研究分析：第一类是以开放性的观点来探讨中国在全球一体化进程中的主动参与和二氧化碳排放量的关联。Pan 等（2008）研究显示，中国的大量出口是以高碳成本为代价的，而这大部分都是由与发达经济体的交易造成的[1]。Fried S 等（2013）基于排放预测和政策分析模型研究了CO2 减排的边际成本和边际福利水平，发现减排成本受到国内外政策的影响，积极的减排政策使得边际福利水平呈增加趋势[2]。张少华等（2009）以建立全球一体化指标为基础，运用产业板块资料对中国PCSE 进行了稳态估算，结果显示，随着经济一体化进程的加快，中国环境污染程度明显下降[3]。王红等（2009）认为，全球化使中国环保问题更加突出[4]。易槐玉等（2022）认为，要牢牢把握经济发展下的生态化问题，针对国际经济贸易的发展情况制定生态化的战略[5]。胡剑波等（2023）认为，在“碳达峰”目标战略背景下，有效平衡经济增长、环境污染和福利水平的关系具有重要研究价值[6]。

第二类主要从隐含碳排放转移角度进行分析。钟章奇等（2017）运用耦合投入产出分析方法和结构分解模型进行了研究，结果表明，中国出口贸易所产生的隐含碳排放量是由外部终端消费引起的，并且以中东部和东南区域为主导[7]。王翚等（2017）对2012—2015 年福建出口和进口对二氧化碳排放量的效应进行了实证研究，发现福建进出口对二氧化碳的减少不利，对外贸易需要进一步的调整[8]。蒋雪梅等（2019）从区域之间的产业迁移与贸易视角出发，测算了京津冀地区之间的直接交易与间接交易所反映的二氧化碳排放量的传递情况，发现京津冀之间交易中所包含的碳排放量转换率呈现明显的增长态势[9]。赵祺等（2022）对长三角地区外贸隐含碳排放量进行了实证分析，发现长三角地区碳排放总体呈“上升—下降—上升”的趋势[10]。任亚楠等（2022）发现，中国三次产业中，只有第一产业出口贸易的碳生产率高于全球平均值，失衡度低于1.0，中国已经是一个“污染庇护所”[11]。

第三类则主要关注于贸易隐含碳测算方法的研究。现有研究主要以库兹涅茨曲线和环境投入产出模型两种方法为基础进行了深入的探讨。在第一个框架下，将国际贸易视为EKC 的一个主要的解释性变数，能够验证贸易自由化对某一国家或区域的环境污染影响程度或产生其它的效应。熊明良等（2022）选取1999—2018 年深圳市具有代表性的经济与环境指标统计数据对深圳市EKC 曲线进行实证检验，结果表明EKC 曲线其典型“倒U”特点未在深圳市得到体现[12]。Majumdar等（2022）利用EKC模型得出GDP、银行信贷、能源消费与碳排放之间存在单向因果关系[13]。第二个框架包括三个时期：单一地区投入产出模式、双边投入产出模式和多地区投入产出模式。与前面两个相比，MRIO 的优势在于，它可以同时计算出间接和直接的二氧化碳，并且能够对数据进行精确的分析。江洪（2016）基于多区域投入产出模型，利用1995、2000、2005、2011 年的金砖四国投资和输出量统计数据，研究发现中国的进口、出口的含碳量呈逐年上升趋势，产业内的含碳量存在显著差别，正在逐步成为“污染天堂”[14]。根据MRIO 模式的分析，陈晖等（2020）自行编写了中国2012 年度地区之间的投入输出表，计算了在生产者责任和消费者责任角度下的中国各省的二氧化碳排放情况[15]。兰天等（2022）根据中国31个省市的多地区投入产出模型，从外贸和跨地区的角度研究了其碳交易的情况，结果显示，大部分省份的进出口情况都是CTT＞1，其出口构成较进口更加“肮脏”[16]。张永姣等（2023）基于多区域投入产出模型测算出了黄河流域9 省区间由于产业贸易带来的二氧化碳转移情况及生态补偿额度，研究发现该区域的碳排放总量呈现由东到西的递减趋势，而单位碳排放则相反[17]。

目前，国际上对商业交易中的隐含碳问题进行了大量的探讨，并已有较好的结果，为全文的深入探讨打下了良好的理论基础。然而不难看出，对于国内地区特别是经济圈的隐含碳问题，目前还没有进行深入的研究。因此，试图通过两个途径来填补已有的不足：第一，基于中国珠三角经济圈视角从对外贸易方面对隐含碳进行分析，使有关贸易和环保的研究更加充实；第二，从技术效应、结构效应以及规模效应三个角度对中国出口隐含碳进行产业结构的分析，并提出适当的政策建议。

2 研究模型与数据说明

2.1 出口隐含碳测算模型

测算出口贸易隐含碳量采用Leontief 提出的投入产出模型，从宏观上对中间需求和最终需求、中间消费和净产值进行平衡。模型如下：

式（1）中，A为直接消耗系数矩阵（n×n方阵），其基本组成元素为直接消耗系数αij，X代表各部门的总产出矩阵，Y代表各部门的最终使用矩阵。进一步整理可得：

式（2）中，E代表n阶单位矩阵，(E-A)-1代表里昂惕夫逆矩阵。

直接消耗系数αij指j部门的单位价值商品所要求的价值，它可以用来表示一个行业和其他行业之间的关系，计算公式如下：

式（3）中，Xij代表j部门对i部门的中间使用，Xj代表j部门的总产出。

完全消耗是指一种商品在全链条上消费的全部商品的总价值，包含直接消费和间接消费。完全消耗系数bij指j部门生产单位价值产品所需要直接消耗和间接消耗的部门的价值量之和，由完全消耗系数bij组成的完全消耗系数矩阵B计算公式为：

采用投入产出法的通用模式进行预测，必须首先建立单位的总能耗，也就是单位的产品能耗。计算公式为：

式（5）中，dci代表i部门生产单位价值产品所产生的直接碳排放量；Ci代表i部门在整个生产过程中产生的直接碳排放总量；Xi代表i部门的总产出，直接碳排放系数矩阵DC由dci构成。

完全碳排放系数是指某一产品在整个制造过程中所排放的所有二氧化碳总和，包含直接碳排放和间接碳排放。根据里昂惕夫矩阵，完全碳排放系数矩阵的计算公式为：

式（6）中，Ad为实际直接碳排放系数矩阵，即剔除国外进口投入品，仅考虑国内生产投入品。出口隐含碳排放量EC为完全碳排放系数TC乘以出口额EX，计算公式为：

2.2 SDA结构分解模型

通过结构分解分析，将出口贸易隐含碳分为结构效应、规模效应和技术效应三种效应，进一步对其进行研究。

针对结构分解过程中存在的不唯一问题，利用两极分解方法对其进行了结构分解，并对其进行平均化，得到如下结果：

公式（8）反映了不同效应变化所引起隐含碳的变化，ΔEFC和ΔL分别表示直接排放系数和间接排放系数变化，主要由生产技术变化导致，因此称之为“技术效应”；ΔYS反映贸易结构的变化，因此称之为“结构效应”；ΔYQ反映贸易总额的变化，因此称之为“规模效应”。

2.3 数据来源

根据国家统计局《能源统计年鉴》《中国2016 年区域间非竞争型投入产出表》《中国2018 年区域间非竞争型投入产出表》《中国2020 年区域间非竞争型投入产出表》，涵盖了42 个社会经济部门。将42个部门分为8 个行业，其中，部门1 统称为农业，部门2-5 称作采矿，部门6-10 叫做轻工业，11-23 叫做重工业，部门24-26 称为能源生产业，部门27 称为建筑业，部门28-30 称为运输业，剩下的部门称为其他服务业。

表1 投入产出表的部分编号及分类

3 实证结果与分析

3.1 珠三角区域出口贸易隐含碳测算

3.1.1 珠三角各部门隐含碳排放

由于珠三角外贸占广东外贸总额的比值常年居于95%左右，所以进行珠三角区域出口贸易隐含碳测算时，采用广东隐含碳排放量为分析数据，研究结果见表2。

表2 广东42 部门碳排放量及其比重

2016—2020 年珠三角地区隐含碳排放量最多的三个行业是服务业、能源生产业和重工业，总体占比较稳定。近年来，珠三角正处在经济转型和升级的关键时期，服务质量持续快速增长，贡献率占比远超于第一和第二产业，逐渐成为拉动珠三角地区经济增长的主要动力。随着一系列国家政策的提出，能源生产业的占比也在逐步增加，说明珠三角区域在节能减排方面所做出很大努力。

2016 年、2018 年和2020 年，广东碳排放量比重最大的部门均为S41（文化，体育和娱乐），第二大部门为S40（卫生和社会工作），第三大部门为S27（建筑）。2016年碳排放量分别为208.63万t、159.78万t、146.90 万t；2018 年碳排放量分别为210.07 万t、201.78 万t、155.77 万t；2020 年碳排放量分别为215.64 万t、203.14 万t、163.47 万t。上述三个部门的碳排放量都在逐年增加，对广东以及珠三角地区的碳减排产生较大的影响。广东深入贯彻习近平总书记的重要指示，将文化工作放在了更加突出的地位，坚持“1+1+9”的工作要求，大力推动文化强省，围绕“举旗帜、聚民心、育新人、兴文化、展形象”的工作。努力塑造与经济实力相匹配的文化实力，从而使得其他服务产业碳排放量在近些年出现较快增长。广东在2010 年度的重工业产值中所占的比例已超过60%，达到60.5%。到2017 年，广东的重工业产值和轻工业分别达到68.2%和31.8%，产业结构的重力性持续增强，从而出现碳排放量占比较高的问题。

综上所述，珠三角区域要进行碳减排，首先要从服务业、能源生产业和重工业开始，然后具体分析42个行业的排放特征，从而进行相应的控制。工业必须把更高效率、更绿色、更洁净的能源作为重点，提高太阳能和风力发电的比重；服务业要提倡低碳、绿色的生活方式，减少因消费而产生的二氧化碳排放量。

3.1.2 珠三角与其他省份之间隐含碳的输入输出

由于区域间的大规模贸易造成了货物和服务的跨地区流动，同时也会带来大量的碳输入和输出，从而对各个地区的碳排放量造成不可忽略的影响。以2016—2020 年的地区间投入产出表格为基础，对珠三角和其他29个省间的隐含碳的输入输出量进行分析。如表3。

表3 珠三角与其他省份之间隐含碳的输入输出/万t

2016—2020 年，各省市的碳排放水平出现了一定的差异，但广东贸易净流入量基本稳定，从2016年净输入量124.90 万t 到2020 年的-11.09 万t，呈现出下降的趋势。同时，广东二氧化碳出口比其他省份也有所增长，从2016 年净输出量37.78 万t 增加到2020 年的210.62 万t，呈现出明显的上升趋势。从具体省份来看，2016 年广东输出前三的省份分别为河南（3.21 万t），浙江（3.17 万t），江苏（3.08 万t）；2018 年广东输出前三的省份分别为福建（17.46 万t），安徽（16.35 万t），山东（15.24 万t）；2020 年广东输出前三的省份分别为福建（15.08 万t），安徽（13.56 万t），山东（13.15 万t）。输出省份从一开始的集中于经济发达地区，例如浙江、江苏等，随着经济的发展，逐渐输出省份变为中部地区。而进口的省份主要是根据进口省份的二氧化碳排放量和贸易额来决定的。2016 年广东输入前三的省份分别为江苏（18.26 万t），河北（13.5 万t）和内蒙古（12.83万t），占总输入量的11.23%、8.3%和7.89%；2018 年广东输入前三的省份分别为内蒙古（15.27 万t），山东（15.06 万t），福建（12.89 万t）；2020 年广东输入前三的省份分别为内蒙古（12.69 万t），山东（12.52万t），福建（10.05 万t）。

3.2 珠三角区域出口贸易隐含碳结构分解

3.2.1 出口贸易隐含碳总量分析

根据上述计算公式，得出2010—2020 年珠三角制造业各年的出口贸易隐含碳及二氧化碳排放总量，由此可以得到出口贸易隐含碳占二氧化碳排放总量的百分比，结果如表4。

表4 2010—2020 年珠三角制造业二氧化碳总排放和出口贸易隐含碳

从表4可以得出如下的结论：①制造业二氧化碳排放量整体增长，由2010 年的19.33 亿t 增至2020 年的48.81亿t，是去年同期的2.25倍。值得一提的是，尽管当前全球主要经济体增长速度总体呈现下行趋势，但珠三角制造业CO2排放量仍增长了1.049倍。②2010年至2018年，制造业出口贸易呈现稳步增长的态势，从2010年的7.62亿t增至2018年的20.99亿t，增长了2.756倍。而2018—2019年受到全球经济危机的影响有所下降。③2012年至2017年，制造业的出口贸易隐含碳排放量都在50%以上，也就是说，约有半数以上的CO2排放量并不来自中国的内耗，而来自中国的合作伙伴。

3.2.2 分部门出口贸易隐含碳结构分解

利用SDA 结构分解模型对珠三角区域出口贸易隐含碳进行结构分解，结果如下表5。

表5 分部门出口贸易隐含碳效应分解/万t

（1）规模效应分析。由表5 可知，不同时期各个部门的规模效应值有着明显的不同，从具体的数值来看2007—2011 年的规模效应值多居于100 万-200万t，2011—2016 年的规模效应值多超过370000 万t，2016—2020 年的规模效应值多为负值，整体呈现出“快速上升—达到高峰—逐渐减少”的三个阶段，2011—2016 年规模效应达到顶峰主要由于高污染、高排放的产业属性，而随着国家环境政策的出台、出口增速的逐渐放缓等原因，在2016—2020年期间，效应值开始呈现明显的下降。从表中可以看出，S19（电器机械与器材）、S28（批发与零售）、S34（租赁和商务服务）、S35（科学研究）、S38（居民服务、修理和其他服务）、S40（卫生和社会工作）、S41（文化、体育和娱乐）、S42（公共管理、社会保障和社会组织）的第三阶段呈现出正值情况，其中S19、S28部门是珠三角区域的重点出口贸易产业，所以其规模效应值始终保持正值，S34、S35、S38、S40、S41、S42 均属于其他服务业务，近些年来国家、政府在重视地区经济发展的同时，也越发关注人民的精神文化发展，故呈现出正值情况。

（2）结构效应分析。如表5，各行业的结构效应在不同阶段的作用是不同的，但是大部分的结构效应值为负，2007—2011 年、2016—2020 年的值均为负，2012—2016 年有部分值为正，说明珠三角产业结构较为合理，可以有效地抑制碳排放的增长。从具体的数值来看S7 属于轻工业，S13、S17、S19、S20、S23 五个行业均属于重工业，S26 属于能源生产业，S28、S29 属于运输业S30、S32、S34、S35、S36、S38、S40、S41、S42 均属于其他服务业。由于重工业的规模较为庞大，不能及时地协调产业布局结构，导致未能及时降低碳排放量，但结构不合理，会导致某些工业由低污染向高污染转变，因此必须重视工业结构的优化，从而起到促进作用。

（3）技术效应分析。从表5可以看出，总体上，技术进步可以有效地遏制二氧化碳的增长，但在一些行业中，技术上的影响主要是持久的，而且随着技术的不断革新，这种影响将会逐渐增强。尤其是到了2016—2020 年，所有部门的技术效应均为负值，显示出较强的减排效果。从表中可以看出，S7（纺织业）、S13（非金属矿物制品）、S19（电气机械和器材）、S28（批发和零售）、S34（租赁和商务服务）在整个期间减排效果最为突出，这主要是由于国家和民众对经济的绿色发展给予了高度重视，并通过技术创新推动了工业的升级，实现了资源与环境的可持续发展，实现了经济效益的最大化。

4 结论与政策建议

4.1 结论

采取多区域投入产出模型，分析了珠三角地区隐含碳的输入与输出特征，并且利用SDA 结构分解模型，对珠三角区域出口贸易隐含碳结构进行分析，得出以下主要结论：①珠三角地区在2016—2020 年属于碳排放净流入区域。净输入量从2016年的124.90 万t 到2020 年的-11.09 万t，呈现出下降的趋势；净输出量从2016 年的37.78 万t 到2020 年的210.62 万t，呈现出明显的上升趋势。②从珠三角地区分部门出口贸易隐含碳结构分解可知，不同时期各个部门的规模效应有着明显的不同，整体呈现出快速上升—达到高峰—逐渐减少的三个阶段；不同时期各个部门结构效应的影响各有差异，但大部分的效益值为负，说明产业结构较为合理，可以有效地抑制碳排放的增长；从技术效应分析可知，除了少数部门以外，大多数表现为持续的抑制作用。

4.2 政策建议

基于以上结论，提出以下政策建议：第一，优化珠三角地区进出口产品结构。一方面，需要大力扶持低碳产业，从而缓解高耗能生产、资源浪费等问题，另一方面，鼓励珠三角传统工业的节能降耗和技术创新，提高能效，提高工业生态和工业园区的发展水平，减少能耗。第二，加大绿色低碳技术创新力度。积极降低绿色低碳发展成本，提高高耗能、高排放等产业的节能减排项目，提高节能减排的效率效果，大力推进太阳能、潮汐能等新能源和可再生能源的工艺技术和设备研发创新技术。第三，鼓励区域间合作减排。不同地区和省要制定差别化的减排措施，促进协作，但各地区之间的碳排放量存在显著的差别，因此地方各级政府要结合各自的行业特点和各自的优势，制定相应的减排措施和目标。第四，增强中国在世界范围内的话语权。中国可以利用现有的技术和工业优势，参与到更多的研究和开发，从而提高我们的国际竞争力。