我國產業結構的低碳化轉型——基于碳效益率和產業協調性的投入產出分析

程永偉

（北京物資學院，北京 101149）

伴隨環境問題的全球化和嚴重化，低碳經濟理念被廣泛接納和普及。而產業結構以其對經濟社會的基礎性影響被視為實現低碳經濟的關鍵所在，通過調整和升級產業結構促進整體經濟向低能耗、低污染、低排放轉變，也是我國當前節能減排工作的重要方向。很多學者開展了相關研究:何建坤等（2009）［1］分析了碳生產率的增長率、國別比較和影響因素，認為提高碳生產率是我國協調經濟發展與應對氣候變化關系的根本途徑;徐大豐（2010）［2］通過計算碳排放影響力系數提出了上海市產業結構的調整策略;劉紅光等（2010）［3］研究了中國經濟結構調整的碳排放敏感性，指出對外貿易以及建筑業等行業的經濟活動是我國碳排放的主要根源;張雷等（2011）［4］建立了產業結構、能源消費和碳排放聯動模型，認為產業結構演進決定能源消費增長的基本走向，推動結構節能減排是中國低碳經濟發展的必由之路;姚西龍等（2011）［5］利用轉換份額分析法測度了技術進步和結構變動對工業碳生產力的作用，認為我國1999—2009年期間的工業結構效應與碳生產力呈負相關關系。這些研究對于了解我國產業結構的碳排放情況、內因以及影響機理提供了便利，但視角卻局限于碳生產率的單要素變動并以此作為結構減排的主要根據。而在現實情境中，我國自節能減排工作全面推行以來，盡管基本上實現了減排目標，但面臨的多元化、深層次阻力日益突出，節能減排的隱性和顯性成本升高已成必然。其主要癥結在于結構減排具有多目標性，單純考慮碳排放的產值效益顯然不夠，社會就業、可持續發展等同樣舉足輕重，尤其是對于我國這樣一個人口眾多、經濟發展水平相對較低的國家而言，如何在產業轉型過程中兼顧經濟、社會和環境效益無疑意義重大。

現有文獻也有對產業結構和社會就業的關系研究［6］，［7］，通過借鑒碳生產率來計算碳就業率，而將兩者合并考慮進行結構減排分析的還很少見。本文首先運用效用理論構造碳效益率，改變以往碳生產率僅考慮GDP的不足，將就業供給也作為結構減排的重要驅動因素，并針對各產業部門最終需求結構調整對經濟發展的可持續性影響，采用產業協調性定量測度結構減排導致的長周期經濟增長波動。在基于我國2007年投入產出表進行實證分析基礎上，計算得到了既可以提高產業碳效益又能夠促進產業協調發展的結構減排方案，為我國“十二五”發展期間高效推進節能減排、大力促進產業低碳化轉型提供決策參考。

一、研究方法

1.碳效益率

碳效益率是對碳生產率的拓展（也有文獻稱之為碳生產力），表示單位碳排放所創造的GDP、就業供給等綜合效益。在實際節能減排中，例如，制造業等行業雖然碳生產率相對較低，但它對勞動力的吸納能力卻比較高，用碳效益率替代碳生產率來確定結構減排的目標行業顯然更貼近國情。但是，經濟增長和社會就業的重要性在不同發展階段、不同行業會有所區別，那么，以何種方式將碳生產率與碳就業率合并為碳效益率呢?

碳就業率是指單位碳排放的就業量，而各行業就業量一般使用投入產出表中勞動者報酬與該行業職工平均工資相除得到。本文采用效用理論思想，用行業職工平均工資的δ（1≤δ≤0）倍來衡量單位就業量比較于經濟增長的重要程度，即:

其中，U（L）表示單位就業量相比于經濟增長的效用值，是行業職工平均工資。

在產業結構減排中存在兩類碳效益率，一類是行業碳效益率，表示各行業在一定時期內單位碳排放產生的綜合效益，反映該行業的低碳化水平;另一類是由于某行業結構調整對其他行業以及整體經濟造成的碳效益影響，為了區分可稱之為“碳效益影響力系數”，它和傳統投入產出分析中的影響力系數相似，但除了取決于完全需要系數矩陣之外，還受到各行業單位產值的增值率系數、就業率系數 （用勞動者報酬表示）以及碳排放系數q i的影響。

行業碳效益率計算公式如下:

其中，完全消耗系數矩陣B=（1－A）－1，A是投入產出表中各部門的直接消耗系數矩陣，也稱為技術經濟結構;F j是各部門的最終需求量。由該式可知，在一定的技術經濟結構下，各行業的碳效益率只取決于該行業單位產值的增值率、就業率和碳排放率，與最終需求結構無關。

而碳效益影響力系數計算的是各部門單位最終需求變動引起的整體經濟GDP、就業量和碳排放變動比例關系，它不同于行業碳效益率的橫向加和而是進行列項加和，其計算公式如下:

需要說明的是，碳效益影響力系數不等于整體經濟碳效益率的變動量，它主要用來反映各部門結構減排的效率，其值越大表明結構調整所引起的碳排放量越小，而增加的GDP、社會就業等綜合效益越高，相應產業的比重升高將推動整體經濟的碳效益率升高。

2.產業協調性

現有文獻往往根據各部門碳生產率的高低來判斷其結構減排的優先權，認為碳生產率高的行業理所當然地應優先發展，在產業結構中應占據更高比重。但是，由于經濟所處階段受到技術經濟結構限制，要求產業結構保持相應的有序協調，否則不僅難以實現單純提高目標產業比重的預期，還會降低原有產業結構的協調性并使得潛在的經濟增長難以為繼。對于我國現階段經濟發展特征，這種結構減排的兩難問題尤為明顯。因此，本文的結構減排不僅考慮碳效益影響，還要考慮對產業結構協調性以及經濟可持續增長的影響。

關于產業結構協調性的研究已經比較成熟［8－14］，這些研究都采用技術經濟結構A來計算最優的產業結構X':

經證明，在所有特征根中一定存在唯一的實特征根λ，并且其他特征根的絕對值或模均不大于它。該特征根被稱為A的主特征根，與其對應的特征向量經歸一化后即為最優產業結構。主特征根和最優產業結構將隨著技術經濟結構的變動而變動。當國民經濟處在最優產業結構時，最終需求結構與產業結構相同，各部門投入產出高度一致，經濟系統進入可持續、自循環的發展“大道”。

如果將本期增加值全部投入到下一期進行擴大再生產，并且排除外來投資、自然災害等系統外因素，則產業結構達到最優時的潛在GDP增速γm為（－1）為整體經濟的平均增值率），當實際產業結構X與最優產業結構X'發生偏離，GDP增速將從最快增速逐步下滑，并且下降速率將隨著偏離度的加大而加快。為便于分析，本文根據這些特性將GDP增速γ（θ）關于產業結構偏離度θ的函數定義為:

此外，各部門的產值變動主要取決于最終需求結構、技術經濟結構和產能擴大三個因素，而技術經濟結構在短期內變動較小且其變化規律具有客觀性，產能擴大則只是在原有產業結構基礎上的同比例放大，因此，本文所研究的產業結構調整指的是最終需求的結構調整，研究兩個目標產業的最終需求比重發生對應調整時，所引起的整體經濟碳效益率、結構協調度以及潛在GDP增速的變動情況。

二、實證研究

1.數據來源與處理

投入產出表在我國是每隔五年編制一次（尾數逢2、7年份，中間年份會有相應的延長表），而我國在《京都議定書》中承諾“2020年單位GDP的碳排放強度相比2005年降低40%～45%的自主性減排目標”，因此，本文主要選取國家統計局公布的2007年投入產出表進行實證分析，并與該年份的《中國能源統計年鑒》（分行業煤炭、原油、天然氣消費總量）合并拓展為29部門的經濟—能源—碳排放投入產出表。而各類能源的碳排放系數則采用國家發展和改革委員會能源研究所的數據（2003）。同時，本文設定，即單位就業供給的效用值等于該行業職工平均工資。本文計算均在EXCEL和MATLAB軟件中完成。

2.實證結果與分析

圖1顯示了我國1992—2007年間整體經濟的碳效益率，并利用公式（3）計算了各年份由于產業結構偏離所造成的GDP潛在增速放緩幅度。由此圖可以看到，除2005年有小幅回落外，我國產業碳效益率呈逐年上升趨勢，而結構偏離所造成的GDP增速放緩除了2002年有較大反彈外，基本呈下行趨勢，表明我國產業結構的協調性在穩步提升，而2002年的反彈主要受兩方面因素影響:一是該年份技術經濟結構較為合理，其潛在的最優GDP增速達到最高值為23.8%，比其他年份平均高出3.5個百分點;二是該年份制造業等產業增速放緩導致產業結構失調加劇，使得潛在GDP增速難以有效釋放。

通過結構調整來提高我國產業的碳效益，首先，需要計算各部門的碳效益影響力系數，結果如表1所示。從表中可以看到，農林牧漁業、批發零售業和住宿餐飲業等傳統的第一、第三產業碳效益影響力最高，例如，農林牧漁業每增加1單位最終需求，在產生1噸碳排放的同時也將帶來4.55萬元的GDP及就業綜合效益。而能源工業如電力熱力生產供應業、石油加工煉焦及核燃料加工業等行業的碳效益影響力最低，每增加單位碳排放僅能創造0.23萬元和0.46萬元的綜合效益。如果僅以此表為依據，則將投資等生產要素從碳效益影響力低的行業轉入碳效益影響力高的行業即可提升我國整體經濟的碳效益率，但這是否可行?例如，能源工業盡管碳效益影響力低，但它為其他行業發展提供了必要的能源支持，顯然不可偏廢。

表1 2007年我國各部門的碳效益影響力系數（H2 i，萬元/噸）

圖2中顯示了我國2007年實際產業結構與合理產業結構之間的偏差。從總體來看，共有13個部門實際產值比重低于合理產值比重，而這些部門均集中在工業部門，除食品制造及煙草加工業、交通運輸設備制造業等輕工業部門產值比重偏高外，煤炭開采和洗選業、石油和天然氣開采業等重工業及能源工業產值比重均有待提高，而這些工業部門的碳效益影響力是普遍較低的。例如，電力熱力生產供應業的碳效益影響力在所有部門中最低為0.23萬元/噸，但它的實際產值比重仍比合理產值比重相差5.7個百分點，凸顯了提升產業碳效益與優化產業結構之間的矛盾，那么，在產業結構調整當中能否兩者兼顧呢?

為便于分析，本文設定2007年各部門之間對應調整最終需求0.5個百分點，并計算由此造成的整體經濟碳效益率及潛在GDP增速變動，得到兩個數值均大于零的22個合理調整方案，如表2所示。在這22個調整方案中，共有煤炭開采和洗選業、石油加工煉焦及核燃料加工業等6個調出部門，其中，非金屬礦物制品業（部門編碼13）和建筑業（部門編碼26）所占方案最多，分別占到5個和10個合理調整方案。對照表1可知，這兩個部門的碳效益影響力系數均較低，分別排在第24位和第16位，而圖2顯示了他們的實際產值比重均高于合理產值比重，尤其是建筑業偏高了近7.5個百分點，其過快發展大大擠占了其他行業的發展潛力。而在調入部門方面則有石油和天然氣開采業、金屬礦采選業等14個部門需要提高最終需求比重，這些部門除了交通運輸、倉儲和郵政業以外均為工業部門，其中，制造業部門占到78.6%，說明2007年我國技術經濟結構偏重于第二產業尤其是制造業發展。

在碳效益率變動方面，所有方案的平均碳效益率變動為0.0032萬元/噸，其中，石油加工煉焦及核燃料加工業向化學工業（部門編碼11－12）的對應調整促使碳效益提升最高為0.0093萬元/噸，而所占方案最多的建筑業對應調整平均碳效益提升0.0018萬元/噸。在潛在GDP變動方面，所有方案平均促進潛在GDP增速加快0.0176個百分點，其中，非金屬礦物制品業向化學工業（部門編碼13－12）的對應調整所引起的潛在GDP增速加快最高為0.0285%，建筑業對應調整可以使潛在GDP增速平均加快0.0184個百分點。

調整最終需求結構一般從消費、投資和凈出口三個方面展開，而資本等生產要素往往從增值率低的行業流向增值率高的行業，因此有必要將增值率變動考慮到上述合理方案中。經計算“11－12”、“13－3”等9個部門調整方案滿足增值率從低到高流動的要求，為區分起見稱之為“最優調整方案”，見表2中標注方案。對于這些方案還可以進一步綜合碳效益率及潛在GDP增速的變動幅度，效果最顯著的前三個最優方案分別為“建筑業－石油和天然氣開采業”（部門編碼26－3）、“非金屬礦物制品業－石油和天然氣開采業”（部門編碼13－3）、“建筑業－交通運輸倉儲和郵政業”（部門編碼26－27）。而建筑業作為調出部門仍然占到最多的最優方案為5個，作為調入部門的石油和天然氣開采業（部門編碼3）、化學工業（部門編碼12）則分別有2個最優方案，這表明，通過降低建筑業最終需求比重，提高能源工業及服務業最終需求比重可以較好地促進我國產業結構的低碳化轉型。

如果上述最優方案均能順利實施，則在相同條件下2007年我國將減少碳排放6 084萬噸，整體經濟碳效益率提高0.0493萬元/噸，促進單位GDP碳排放強度相比2005年多下降2.42%，并使得我國產業結構偏離度減小1.26，從而促使潛在GDP增速多釋放0.16個百分點。同時，隨著碳排放強度和產業結構得到優化，短期內結構調整所引起的GDP及就業變動負面影響將逐步消除，我國產業結構最終將躍遷至碳效益及協調性更高的低碳化水平。

表2 2007年促進碳效益率及潛在GDP增速提升的產業結構調整方案

三、結論及政策建議

產業結構調整是完成我國2020年減排目標、實現產業升級與低碳化轉型的重要途徑。本文針對當前研究偏重碳生產率而忽視社會就業、產業協調發展問題，采用效用理論將碳生產率與碳就業率合并為碳效益率，并構建了基于產業協調性的經濟增長函數以及碳效益影響力系數。在此基礎上，主要針對我國2007年投入產出表提供的數據進行實證分析，得出的主要結論及政策含義如下:

1.我國1992—2007年間整體碳效益率基本呈現逐年上升趨勢，而產業結構失調所引起的潛在GDP增速放緩則相對波動較大

計算2007年各部門碳效益影響力系數結果顯示，第一產業最高為4.55萬元/噸，第二產業最低為1.44萬元/噸，第三產業介于兩者之間為2.43萬元/噸。在所有部門中，石油和天然氣開采業、電力熱力生產供應業等能源工業的碳效益影響力較低，分別排在第13位和第28位。通過進一步比較實際產業結構與合理產業結構的偏差發現，2007年共有13個部門產值比重偏低，而這些部門卻都集中在碳效益影響力較低的工業部門，反映出提升產業碳效益與優化產業結構之間的矛盾。

2.對部門間對應調整最終需求的測算顯示，共有22個結構調整方案可以同時提升整體經濟的碳效益率及潛在GDP增速

在這些方案中，作為調出部門的非金屬礦物制品業和建筑業所占方案最多分別為5個和10個方案，而作為調入部門的制造業部門最多占到了所有方案的78.6%。這些方案可以使我國整體碳效益率平均提高0.0032萬元/噸，使潛在GDP增速加快0.0176個百分點。此外，共有9個合理方案同時滿足最終需求從增值率低的行業向增值率高的行業流動條件。而這些方案的順利實施，需要各部門從消費、投資和凈出口三個方面作出響應，并從最終需求的存量和增量兩個層面來推進生產要素的相應流動。因此，政府部門應當積極制定政策措施，引導資源向那些能夠提升碳效益和產業協調性的行業轉移。同時，生產部門之間應當加強合作與銜接，來共同應對結構調整過程中可能出現的人力資源供給、結構性失業等多方面、多層次衍生問題。

3.本文結論主要建立在2007年的投入產出表數據，并假設了技術經濟結構、能源消費強度和產能規模等其他條件相同

然而在較長周期內，這些要素均會發生變動，尤其是技術經濟結構變動將導致各部門增值率、就業率以及最優產業結構本身發生變動，也就是經濟發展“大道”將會發生彎曲、最優均衡路徑會產生遷移［12］。因此，本文所得到的最優方案應當是動態的而非靜態的，在運用到實際工作中時應當作出靈活調整。此外，本文僅計算了最終需求對應調整0.5個百分點時的情況，而事實上在各部門的結構調整中存在諸多“臨界點”，一旦越過這些臨界點，原來的最優方案可能會變成次優方案甚至不再滿足碳效益率和潛在GDP增速同時提升的條件，因而還需要合理地把握結構調整的力度。如果將技術經濟結構、能源消費強度等變動因素考慮進來，則本文研究還可以對我國未來的減排實效以及產業低碳化演進路徑進行預測和靈敏度分析，這都將在以后的工作中完成。

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