廣東省經濟結構轉型對協同減污降碳的影響

黃儒霞，鐘秋萌，吳曉慧，廖程浩，余亞東，梁 賽*

1.廣東工業大學生態環境與資源學院，大灣區城市環境安全與綠色發展教育部重點實驗室，廣東 廣州 510006

2.北京師范大學環境學院，北京 100875

3.廣東省環境科學研究院，粵港澳環境質量協同創新聯合實驗室，廣東省區域大氣環境質量科學研究中心，廣東 廣州 510000

4.華東理工大學商學院，上海 200237

“十四五”時期，中國經濟進入高質量發展階段，發展方式從規模速度型轉向質量效率型，經濟結構從增量擴能為主轉向調整存量與做優增量并存[1].經濟增長帶來嚴峻的大氣污染和CO2排放問題，《中國生態環境狀況公報》(2020 年)顯示，尚有40%的城市空氣質量未能達標；同時，我國CO2排放總量較大，強度較高，建設“美麗中國”和實現雙碳目標的壓力較大[2-3].《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》中多次強調“系統治理”的重要性，并明確了新時期協同減污降碳的生態保護核心任務[4].因此，我國亟待協調經濟高質量發展與減污降碳的關系，通過經濟綠色轉型促進減污降碳[5].

廣東省為我國人口和經濟第一大省，受粵港澳大灣區和深圳建設中國特色社會主義先行示范區的“雙區驅動效應”影響，在全國經濟結構轉型中處于領先地位[6-7].隨著經濟快速發展，廣東省大氣污染治理能力需進一步提升，且作為制造大省，廣東省為實現雙碳目標面臨更大挑戰.因此有必要以經濟結構轉型為牽引，推動廣東省高質量發展和實現協同減污降碳.

現有針對廣東省社會經濟轉型與各類大氣污染物、CO2排放的研究主要分為兩類：第一類主要針對某一年份，從生產側和消費側核算廣東省生產消費活動對大氣污染物或CO2排放的影響[8-9]，識別關鍵排放部門；第二類主要在時間動態視角下探究社會經濟轉型對大氣污染物或CO2排放的影響[10-13]，為廣東省分別從生產側、消費側和投入側制定大氣污染物和CO2減排政策奠定基礎，但這部分研究多將大氣污染物和CO2分開考慮，忽略了二者之間的協同關系，在此基礎上制定的政策可能促進一種物質減排而導致另一種物質排放量增加，致使減排成本增加[14].此外，部分學者開始關注行業規模占比對減污降碳協同性的影響[15]，但忽略了生產結構(各部門關聯關系構成的生產網絡，表征生產技術水平)與消費結構(各部門產品在各類最終需求中的占比)對減污降碳的影響.

因此，綜合考慮各類大氣污染物與CO2的相互關系，開展社會經濟結構性轉型對減污降碳的協同性研究，對實現廣東省高質量發展與協同減污降碳有重要意義.鑒于此，該研究以減排量彈性系數對SO2、NOx、煙粉塵(PM)與CO2減排的協同性進行評估，同時結合結構分解分析方法探究2007—2017 年廣東省社會經濟結構轉型對協同減污降碳的影響，以期為廣東省經濟結構轉型升級提供參考.

1 研究方法和數據來源

1.1 協同效應評估方法

該研究參考毛顯強等[16]提出的減排量彈性系數(Elsa/c)來評估社會經濟轉型對大氣污染物和CO2減排是否具有協同效應及其協同程度，計算公式：

式中：Δa和Δc分別為在一定時間內某社會經濟因素變化驅動的大氣污染物和CO2排放量變化，t；a0和c0分別為起始時間大氣污染物和CO2的排放量，t.當Δa/a0和Δc/c0均為負數時，表明該社會經濟因素變化驅動大氣污染物和CO2協同減排；當Δa/a0和Δc/c0均為正數時，表明該社會經濟因素變化驅動大氣污染物和CO2共同增排；當Δa/a0為正數、Δc/c0為負數時，表明該社會經濟因素變化驅動大氣污染物排放量增加而CO2排放量減少，即增污減碳；當Δa/a0為負數、Δc/c0為正數時，表明該社會經濟因素變化驅動大氣污染物排放量減少而CO2排放量增加，即減污增碳.當某社會經濟因素變化驅動大氣污染物和CO2協同減排時，Elsa/c越接近于1，表明該社會經濟因素變化對大氣污染物和CO2的減排作用程度越一致，即協同度越高；若0＜Elsa/c＜1，表明該社會經濟因素變化對CO2的減排作用程度更高；若Elsa/c＞1，表明該社會經濟因素變化對大氣污染物的減排作用程度更高.

1.2 環境擴展型投入產出模型

該研究使用環境擴展型投入產出模型進行環境壓力核算及驅動因素相對貢獻分析.以廣東省大氣污染物和CO2排放量作為衛星賬戶，構建環境擴展型投入產出模型[17-18]：

式中：e為消費端環境壓力，即廣東省最終需求驅動的各部門大氣污染物或CO2的排放量，t；f為直接排放強度，即各部門單位產出直接導致的大氣污染物或CO2的排放量，t/(107元)；I為單位矩陣；A為直接投入系數矩陣(或技術系數矩陣)，表示各部門單位產出直接驅動的各部門投入；L〔L=(I-A)-1〕為Leontief 逆矩陣，在該文中表征生產結構，即各部門單位產出所直接和間接驅動的各部門投入；f×L表示廣東省各部門單位產出直接和間接驅動的大氣污染物或CO2的排放量，即累積排放強度，為直接排放強度和間接排放強度之和，t/(107元)；y為各部門產品在廣東省各類最終需求(居民消費、政府消費、存貨變動、固定資本形成總額、出口和流出)中的占比，%.

1.3 結構分解分析方法

基于環境投入產出模型的結構分解分析方法被廣泛應用于分析各因素變化對環境壓力變化的相對貢獻[18-19].該研究將最終需求分解為最終需求產品結構、最終需求類型構成、人均最終需求和人口規模的乘積.最終需求驅動的各部門環境壓力可表達為

其中：ys為某類最終需求中不同部門需求占該類需求總值的份額，即最終需求產品結構，在該文中表征消費結構，%；yc為不同最終需求種類占最終需求總值的份額，即最終需求類型構成，%；pg 為人均最終需求，元；pop 為人口規模，人.

因此一定時期內大氣污染物或CO2的排放變化量可表示為

式中，Δ表示該影響因素的變化量.

為解決結構分解分析中分解方式存在非唯一性問題(該研究有720 種分解結果)，該文取所有分解方式的結果平均值作為各影響因素的最終結果.

1.4 數據來源

廣東省2007 年、2010 年、2012 年、2015 年和2017 年投入產出表取自廣東省統計局[20]，為解決不同年份投入產出表部門差異問題，該研究將各投入產出表部門整合為40 個；結構分解分析涉及不同時間點之間投入產出模型變量的比較，為消除價格因素影響，該研究通過指數平減法，以2017 年價格為基準，將其他年份的現價投入產出表轉換為可比價投入產出表[21]；價格指數取自2008—2018 年《廣東統計年鑒》.此外，該研究僅分析廣東省內社會經濟轉型對大氣污染物和CO2排放變化量的影響，因此將投入產出表中的“流入”和“進口”項剔除[22].2007—2017年廣東省分部門SO2、NOx和PM 排放量數據來源于廣東省環境科學研究院大氣環境研究所[15]，主要考慮重點排污部門的大氣污染物排放情況，CO2排放量數據取自中國碳排放數據庫CEADs[23-26].GDP 與人口數據均取自2008—2018 年《廣東統計年鑒》.

2 結果與討論

2.1 廣東省經濟增長與減污降碳協同性分析

根據Liang 等[27]定義的解耦指數來評估各類大氣污染物和CO2對經濟增長的解耦關系(見圖1).由圖1 可見，2007—2017 年廣東省經濟增長與各類大氣污染物排放均實現了絕對解耦(一定時期內，經濟增長的同時排放物排放量減少)，與CO2排放實現了相對解耦(一定時期內，排放物排放量增加，但增長速度低于經濟增長速度).從不同時段看，2007—2010年經濟增長與各類大氣污染物排放絕對解耦，而與CO2排放相對解耦，即大氣污染物、CO2的排放與經濟增長尚未協同解耦.經濟增長與SO2、NOx、CO2排放在2010—2012 年均表現為相對解耦，在2012—2015 年均表現為絕對解耦，SO2、NOx和CO2排放與經濟增長的關系具有一致性，而在2010—2015 年PM 和CO2排放與經濟增長的關系不同.2015—2017年經濟增長與各類大氣污染物排放處于絕對解耦狀態，而與CO2排放處于耦合狀態(一定時期內，排放物排放量增加，且增長速度高于或等于經濟增長速度).綜上，經濟增長與大氣污染物排放已基本穩定實現絕對解耦，而與CO2排放的關系在不同時段內差異較大，尚不能穩定實現絕對解耦，經濟增長與減污降碳存在不協同，這與Lu 等[28]在全國層面對大氣污染物、CO2與經濟解耦關系的研究結果類似.

2.2 生產端與消費端排放核算分析

2017 年不同部門在生產端和消費端對大氣污染物和CO2排放的貢獻率如圖2 所示.基于生產視角，廣東省SO2、NOx和PM 的主要排放部門均為非金屬礦物制品業、電力熱力的生產和供應業以及金屬冶煉及壓延加工業.其中，非金屬礦物制品業是廣東省各類大氣污染物最主要的排放部門，2017 年分別排放了6.7×104t SO2(占總排放量的36%)、1.7×105t NOx(52%)和1.0×105t PM (57%)，同時也排放了較多CO2(12%).CO2排放的關鍵部門是電力熱力的生產和供應業，該部門在2017 年排放了2.8×108t CO2，占CO2總排放量的57%；此外，交通運輸倉儲及郵政業也排放了大量CO2(14%)，但大氣污染物排放量較小.在生產端，大氣污染物和CO2的主要排放部門存在較大差異，對大氣污染物和CO2排放貢獻均較大的部門為非金屬礦物制品業以及電力熱力的生產和供應業.相比Ou 等[8]對廣東省2012 年大氣污染物排放源的研究，筆者研究發現，大氣污染物主要排放部門從電力熱力的生產和供應業變為非金屬礦物制品業，這一趨勢與Tian 等[29]開展的全國大氣污染物排放數據分析結果相似，與廣東省對省內電力熱力的生產和供應業嚴加限制有關；此外，筆者研究中CO2主要排放部門與吳曉慧等[11]的研究結果相似.

基于消費視角，廣東省SO2排放的主要貢獻部門包括建筑業、非金屬礦物制品業以及造紙印刷及文教用品制造業；NOx和PM 排放的主要貢獻部門包括建筑業、非金屬礦物制品業和電子設備制造業；CO2排放的主要貢獻部門包括電力熱力的生產和供應業、其他服務業以及建筑業.建筑業是各類大氣污染物排放的最主要部門，對SO2、NOx和PM 排放的貢獻率分別為23%、30%和31%，此外，該部門對CO2排放的貢獻率(15%)也較大.在消費端，對大氣污染物和CO2排放均有較大貢獻的部門是建筑業，這與Ou 等[8,11]的分析結果類似.

受部門不同物質累積排放強度差異的影響，消費端大氣污染物和CO2的主要貢獻部門存在明顯差異.因此，對廣東省各部門SO2、NOx、PM 和CO2的累積排放強度進行了探究(見圖3).部分部門的直接排放強度相對較低而累積排放強度相對較高，如建筑業、金屬礦采選業和非金屬礦采選業等.在所有部門中，非金屬礦物制品業、電力熱力的生產和供應業以及金屬冶煉及壓延加工業的各類排放物累積排放強度均較高.此外，同一部門的不同物質累積排放強度也存在差異，如紡織業的大氣污染物累積排放強度相對較高，而CO2累積排放強度相對較低，交通運輸倉儲及郵政業的CO2累積排放強度相對較高但大氣污染物累積排放強度相對較低.

2.3 基于驅動因素分析的協同分析

廣東省2007—2017 年大氣污染物總排放量減少，而CO2總排放量增加.直接排放強度變化是促進廣東省大氣污染物和CO2減排的最大驅動力，促進SO2、NOx、PM 和CO2分別減排1.3×106t (占總排放變化量的156%)、9.3×105t (207%)、3.8×105t (206%)和1.9×108t (—166%)(見圖4).值得注意的是，2015 年后直接排放強度變化對大氣污染物和CO2減排的貢獻均減小.生產結構變化對大氣污染物排放量變化的貢獻相對較低，但2015 年后該因素變化對大氣污染物減排貢獻變大；此外，生產結構的改變促進了廣東省大氣污染物和CO2排放量的減少，即對協同減污降碳有積極影響.最終需求產品結構變化對大氣污染物和CO2排放量變化的貢獻均較低，但總體也促進了協同減污降碳.人均最終需求和人口規模變化均導致大氣污染物和CO2排放量的增加，其中人均最終需求變化是大氣污染物和CO2排放量增加的最大驅動力，驅動SO2、NOx、PM 和CO2排放量分別增加4.7×105t (占總排放變化量的—57%)、5.0×105t (—111%)、2.0×105t (—109%)和3.4×108t (299%).最終需求類型構成變化對大氣污染物和CO2排放量變化的影響均較小.

隨著經濟增長，人民收入水平提高，中等收入群體擴大，人均最終需求水平或將持續上升[30-31]；同時，廣東省人口在未來一段時間內還將穩定增長[32]，人均最終需求和人口變化將給協同減污降碳造成巨大壓力.此外，隨著我國近年來對高排污行業的重點監督和技術改造，此類行業的生產技術和污染物控制水平均已達較高水平，進一步降低直接排放強度的難度和成本增加，因此有必要重視經濟結構性變化對協同減污降碳的影響，在經濟系統層面優化生產結構和調整最終需求產品結構，從而實現協同減污降碳.

各驅動因素在不同時段內對協同減污降碳的影響如圖5 所示.由圖5 可見：2007—2015 年直接排放強度變化總體上驅動了協同減污降碳，且對大氣污染物減排的影響更顯著；而2015—2017 年直接排放強度變化導致了減污增碳，即大氣污染物和CO2未能協同減排.與常樹誠等[15]的研究結果類似，末端治理手段對減污降碳的協同性較弱，且對大氣污染物減排效果更好，這主要與大氣污染物和CO2末端控制手段存在拮抗效應相關[33-34].

生產結構變化對大氣污染物和CO2排放量變化趨勢的影響基本一致.但在2007—2010 年生產結構變化導致廣東省SO2、PM 和CO2排放量增加，而促進NOx排放量減少，主要由于輕工業類部門單位產出對上游造紙印刷及文教用品制造業、紡織業以及金屬冶煉及壓延加工業等直接排放強度相對較大部門的需求增加，即輕工業類部門生產效率降低.而紡織業和金屬冶煉及壓延加工業的NOx直接排放強度較其他排放物直接排放強度低，則生產效率的降低對NOx排放量增加的影響相對更小，NOx的增排量被其他部門生產效率提高驅動的NOx減排量抵消，因此生產結構變化總體驅動NOx的排放量減少.2010—2012 年和2015—2017 年生產結構變化驅動了大氣污染物和CO2的協同減排，主要由于大部分直接排放強度較大部門的關聯部門生產效率提高.受同一部門不同物質直接排放強度差異的影響，生產結構變化驅動的大氣污染物和CO2排放量變化存在不協同效應，但全面提高各部門尤其是大氣污染物和CO2直接排放強度較高部門的關聯部門的生產效率可促進協同減污降碳.

最終需求產品結構變化對大氣污染物和CO2排放量變化的貢獻在不同時段差異較大.2007—2010年最終需求產品結構變化驅動了大氣污染物和CO2的協同減排，主要由于居民對累積排放強度較小的部門〔如服務業類部門(除交通運輸倉儲及郵政業外)〕的需求占比上升，對累積排放強度較大的部門(如非金屬礦物制品業以及電力熱力的生產和供應業)的需求占比下降.2010—2012 年最終需求產品結構變化驅動了NOx、PM 和CO2排放量的減少，SO2排放量的增加，主要由于出口和存貨變動中非金屬礦物制品業、固定資本形成總額中建筑業等累積排放強度較大的部門占比下降.這些部門的SO2累積排放強度較其他大氣污染物和CO2累積排放強度小，不足以抵消其他部門需求占比上升所導致的SO2排放增加量，因此SO2排放量增加.同理，2012—2015 年固定資本形成總額中建筑業占比上升，驅動了NOx、PM和CO2排放量增加，SO2排放量減少.2015—2017 年最終需求產品結構變化驅動了減污增碳，主要由于居民消費中電力熱力的生產和供應業部門的占比上升，存貨變動中非金屬礦物制品業部門的占比下降.2010—2017 年最終需求產品結構變化未能驅動協同減污降碳，但通過調整最終需求產品結構，全面考慮各類排放物，降低累積排放強度較大部門的最終需求比例，可促進協同減污降碳.

與已有研究[10-11]結果類似，直接排放強度是驅動廣東省大氣污染物和CO2排放量減少的主要因素，人均最終需求是驅動大氣污染物和CO2排放量增加的主要因素.但這些研究僅針對大氣污染物或CO2進行分析，筆者進一步探索了社會經濟因素變化對不同大氣污染物和CO2排放量變化的協同性，并發現同一部門不同物質直接排放強度或累積排放強度存在差異，從而導致生產結構和最終需求產品結構變化對減污降碳存在不協同效應.為避免減污降碳的不協同現象，應關注直接排放強度或累積排放強度存在差異的部門，提高各類大氣污染物或CO2累積排放強度均較高部門內各企業的生產效率，發展各類大氣污染物和CO2累積排放強度均較低的行業.

3 結論與建議

3.1 結論

a) 廣東省經濟發展與大氣污染物、CO2排放尚未實現協同解耦.經濟發展與大氣污染物排放已基本實現解耦，而與CO2排放尚未實現穩定解耦，經濟發展與減污降碳存在不協同現象.

b) 從生產端，電力熱力的生產和供應業以及非金屬礦物制品業同時排放了較多大氣污染物和CO2；從消費端，對建筑業的需求同時驅動了大氣污染物和CO2的大量排放.

c) 生產結構變化是驅動協同減污降碳的重要驅動力，但廣東省生產結構仍有待優化.受部門不同物質直接排放強度差異的影響，生產結構變化對大氣污染物和CO2排放的影響不協同，但提高大氣污染物和CO2直接排放強度都較高的部門對上游部門產品的利用率可有效促進協同減污降碳.

d) 廣東省消費結構變化對減污降碳仍存在不協同效應，但通過調整消費結構可驅動協同減污降碳.最終需求產品結構變化對減污降碳的協同效果受部門不同物質的累積排放強度差異影響，調整最終需求產品結構需同時考慮降低各類大氣污染物或CO2累積排放強度較高的部門需求占比.

3.2 政策建議

在經濟結構轉型背景下實現協同減污降碳是必然趨勢，考慮到控制直接排放強度成本和難度逐漸變大，因此優化生產結構和調整消費結構是廣東省實現協同減污降碳的重要措施之一，具體政策建議如下.

a) 優化生產結構，促進協同減污降碳.生產結構變化是大氣污染物和CO2減排的重要驅動力，優化生產結構可促進協同減污降碳.通過推動產學研合作、促進物質循環利用和限制落后工藝等手段，全面提高各部門生產效率，以提升對上游資源的利用率，減少上游部門大氣污染物和CO2的排放量.重點關注各類大氣污染物和CO2直接排放強度都較高部門(如非金屬礦物制品業、電力熱力的生產和供應業以及金屬冶煉及壓延加工業等)的關聯部門，從嚴實施此類部門環境準入制度，引導部門內相對落后的企業提高管理水平以及工藝技術水平.完善現有清潔生產制度，將CO2排放量納入考察指標，全面兼顧只有某一排放物直接排放強度較高的部門(如交通運輸倉儲及郵政業)，以防出現減污降碳的不協同效應.綜合考慮全要素使用效率，兼顧直接排放強度較低而累積排放強度較高的部門，如建筑業、金屬礦采選業和非金屬礦采選業等.

b) 調整最終需求產品結構，提高減污降碳協同度.最終需求產品結構變化可促進大氣污染物和CO2減排，調整最終需求產品結構可實現協同減污降碳.調整最終需求產品結構主要包括對居民消費、固定資本形成總額以及出口和流出商品結構的調整.通過大力發展低污染、低碳類服務業，引導其在居民消費中的占比.通過建立環境足跡標識體系，向消費者傳達產品的環境影響信息，結合對公眾的環境教育，引導居民選擇環境足跡更低的同類產品，重點關注大氣污染物或CO2累積排放強度較高的部門(如非金屬礦物制品業、紡織業以及交通運輸倉儲及郵政業等)，考察的排放物指標應盡可能全面，避免只關注某種排放物造成不協同效應.通過調整稅收、價格差異化等措施，進一步抑制對建筑業的過熱投資，降低大氣污染物和CO2累積排放強度都較高部門(如非金屬礦物制品業)在廣東省出口和流出結構中的占比.