京津冀三地碳排放變化趨勢與空間產(chǎn)業(yè)分布

(天津工業(yè)大學(xué) 天津 300000)

近年來，隨著京津冀地區(qū)經(jīng)濟的高速發(fā)展，隨之而來的環(huán)境問題日漸突出，并且進一步制約著經(jīng)濟的發(fā)展。然而如何更好的貫徹保護自然生態(tài)，走可持續(xù)發(fā)展道路的理念，將是我們未來需要著重解決的問題。

碳足跡是指生產(chǎn)出的遵循對應(yīng)生產(chǎn)流程的某一產(chǎn)品或者某一服務(wù)在整個從生產(chǎn)的起點到形成最終消費品的碳元素排放總量。碳足跡這個概念的提出，為從生產(chǎn)、消費、要素流動角度評價人類從事生產(chǎn)經(jīng)營活動對碳排放的影響提供了全新的視角。

目前關(guān)于京津冀的碳排放問題，部分學(xué)者對此進行了深刻研究。王錚等學(xué)者估計了2009年2010年京、津、冀區(qū)域碳排放量總的發(fā)展趨勢和凈碳排放量。石敏俊等(2012)測度了包括京津冀在內(nèi)的30個省區(qū)市的碳足跡與省區(qū)市間碳排放轉(zhuǎn)移。周國富和宮麗麗(2014)計算了京津冀地區(qū)1996年至2011年的能源消耗碳足跡。陳操操等(2014)以城市能源直接消費和間接消費所產(chǎn)生的CO2排放作為城市碳足跡，對北京能源消費碳足跡的影響因素進行了評估。以上各學(xué)者的研究表明，近年來京津冀經(jīng)濟區(qū)在能源消耗、碳排放量方面逐年遞增，碳排放總量、人均能源消耗量與經(jīng)濟增長密切關(guān)聯(lián)。

京津冀區(qū)域內(nèi)資源流動頻繁、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整速度較快，在京津冀協(xié)同發(fā)展背景下開展碳足跡研究，不僅有助于豐富和發(fā)展中國碳足跡的理論和應(yīng)用研究，而且可為更好的優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，減少碳排放，進而實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供堅實基礎(chǔ)。本文通過構(gòu)建多區(qū)域投入產(chǎn)出(MRIO)模型，對京津冀碳足跡的演變趨勢和產(chǎn)業(yè)分布進行測度，為政府制定京津冀低碳協(xié)同發(fā)展政策提供科學(xué)支撐。

一、多區(qū)域投入產(chǎn)出模型

京津冀協(xié)同發(fā)展背景下的產(chǎn)業(yè)鏈非常復(fù)雜。從微觀角度看，根據(jù)每個企業(yè)產(chǎn)業(yè)內(nèi)生產(chǎn)經(jīng)營狀況不同以及戰(zhàn)略差異，既有采取全球化戰(zhàn)略即多個部件在全國甚至全球不同地區(qū)根據(jù)生產(chǎn)要素成本差異生產(chǎn)和組裝的“蜘蛛型”生產(chǎn)過程，也有從上游到下游按產(chǎn)品工藝順序在本土內(nèi)進行的“蛇型”生產(chǎn)過程，或者兩種類型的融合，而多區(qū)域投入產(chǎn)出(MRIO)模型可以較好地刻畫這些不同的生產(chǎn)過程。考慮兩個地區(qū)兩部門(2*2)的情形，其碳足跡可表示為：

(1)

其中1和2分別對應(yīng)這兩個部門，c是碳排放強度對角矩陣，其對角元素表示本地區(qū)每個行業(yè)每單位產(chǎn)出所排放的二氧化碳；L≡(I-A)-1為里昂惕夫逆矩陣，y表示最終使用列向量的對角矩陣。將式(1)計算結(jié)果沿著列向量相加，即得到每個地區(qū)每個產(chǎn)業(yè)部門的碳足跡，比如將第一列加總可以得到s地區(qū)1部門的碳足跡為：

(2)

其中，以上等式右邊四項分別表示S地區(qū)1部門在本地區(qū)本部門的碳足跡、S地區(qū)1部門在本地區(qū)其他部門的碳足跡、S地區(qū)1部門在其他地區(qū)的碳足跡。對于多區(qū)域多部門也是一樣的，可以將每個地區(qū)每個產(chǎn)業(yè)部門的碳足跡分解到不同的地區(qū)和產(chǎn)業(yè)部門，從而了解京津冀的碳足跡演變趨勢以及地區(qū)、產(chǎn)業(yè)分布和隱含碳地區(qū)間轉(zhuǎn)移情況。

二、京津冀碳足跡演變的整體特征

碳足跡是從最終需求的視角將碳排放追溯到其每一個生產(chǎn)地區(qū)和產(chǎn)業(yè),衡量的是一個地區(qū)最終消費所引起的碳排放量的增加，相當于消費碳排放。利用擴展的mrio模型從表1可以看出，從2010年到2015年，北京的碳排放量從2.06億噸上升到 2.18億噸,上升了 5.8%，天津的碳排放量增長最快，從1.02億噸上升到1.49億噸,上升了 45.79%，河北的碳排放量從2.46億噸上升到3.67億噸，上升了49.68%。京津冀總體碳排放量從5.87億噸上升到7.82噸，上升了39.67%。區(qū)域的經(jīng)濟總量、人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及消費模式等因素都與地區(qū)的碳排放密切相關(guān)。河北的經(jīng)濟總量、人口規(guī)模最大，且能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，因此碳足跡也較高。天津經(jīng)濟總量、人口規(guī)模最小，碳足跡最低。從三地占京津冀碳足跡總量的比重來看，河北省碳足跡占比最大，且與2010年比較，2015年的占比有所上升，北京次之，天津占比略有上升。

從測算結(jié)果來看,2015年北京處于碳足跡總量增加、人均碳足跡和碳足跡強度下降階段；而天津和河北處于碳足跡總量和人均碳足跡增加、碳足跡強度下降階段。這意味著如果不采取有效的減排措施以及有效的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、升級，京津冀的碳足跡總量還會增加。

三、京津冀碳足跡產(chǎn)業(yè)分布

從表2可以看出，京津冀碳足跡的一半左右來源于“電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)”，與2010年相比，2015年電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)占天津和河北碳足跡的比重有所下降，但占北京碳足跡的比重有所上升。“非金屬礦物制品業(yè)”、“金屬冶煉及壓延加工業(yè)”和“交通運輸及倉儲業(yè)”三大產(chǎn)業(yè)在京津冀碳足跡中都占有較大的比重，以2015年為例，三大產(chǎn)業(yè)占京津冀碳足跡的20% ～30%，其中“非金屬礦物制品業(yè)”在京津冀三地碳足跡中的比重分別為9.73%、10.43%、10.52%金屬冶煉及壓延加工業(yè)”的比重分別為6.91%、12.95%、13.35%，“交通運輸及倉儲業(yè)”所占比重分別為3.54%、7.46%、5.83%，這說明京津冀碳足跡產(chǎn)業(yè)分布比較集中，三地高碳足跡的產(chǎn)業(yè)也比較相似。但是三地的碳足跡產(chǎn)業(yè)分布卻各有特點。

表一 京津冀碳足跡變化趨勢的總體特征

表二

四、結(jié)論與啟示

(一)京津冀碳足跡整體呈現(xiàn)增加的趨勢，但三地處于不同的碳足跡發(fā)展階段

2015年京津冀碳足跡為6.82噸，比2010年上升了29.57%。與2010年相比,2015年京、津、冀的碳足跡強度均有下降，分別下降了0.42噸/萬元、0.33噸/萬元和0.15噸/萬元。其中北京的碳足跡總量增加、人均碳足跡和碳足跡強度下降，北京已經(jīng)處于工業(yè)化后期階段;而天津和河北還處于工業(yè)化中期階段,表現(xiàn)為碳足跡總量和人均碳足跡增加，碳足跡強度下降階段，因此在減排方面應(yīng)該統(tǒng)籌規(guī)劃，根據(jù)地區(qū)特點采取不同的減排措施。

(二)京津冀三地碳足跡空間分布存在顯著差異

2015年，北京碳足跡北京市內(nèi)碳足跡占46.95%,從河北流入的占10.54%,從天津流入的占1.01%。天津碳足跡中天津市碳足跡占22.60%,從北京和河北流入的隱含碳分別占1.52%和9.21%。河北碳足跡中河北省內(nèi)占47.53%，從北京和天津流入所占比重僅為1%左右。隨著京津冀協(xié)同發(fā)展的深入，三地經(jīng)濟聯(lián)系和產(chǎn)業(yè)互動會更加密切，商品和資源流動更加頻繁,這會進一步加劇碳排放在京、津、冀之間的轉(zhuǎn)移。由于區(qū)域內(nèi)碳足跡相互傳輸、相互影響，單靠某一省區(qū)市進行節(jié)能減排已無法達到各地和全國的排放控制目標，這就需要統(tǒng)一規(guī)劃、綜合評價、協(xié)調(diào)治理京津冀污染排放問題。

(三)京津冀碳足跡的產(chǎn)業(yè)分布集中且相似度較高

由表二分析可知京津冀碳足跡關(guān)鍵部門主要集中在“電、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)”、“非金屬礦物制品業(yè)”、“金屬冶煉及壓延加工業(yè)”和“交通運輸及倉儲業(yè)”這四大產(chǎn)業(yè)。京津冀區(qū)域減排應(yīng)將控制重點放在這些產(chǎn)業(yè)，而重中之重是占各地碳足跡半壁江山的“電、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)”。北京除了從生產(chǎn)角度改善能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率外，還需要引導(dǎo)政府、企業(yè)和普通居民等改變消費模式，節(jié)約對“電、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)”等公共事業(yè)的消費依賴。與北京相比,天津和河北應(yīng)將減排重點放在鋼鐵、化工等第二產(chǎn)業(yè)，并加強對“交通運輸及倉儲業(yè)”等第三產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵部門的低碳消費引導(dǎo)。