重慶市工業碳排放與經濟增長脫鉤關系研究

丁 迪

（重慶工商大學數學與統計學院,重慶 400067）

2021年12月，《“十四五”節能減排綜合工作方案》（國發〔2021〕33號）提出，到2025年，全國單位國內生產總值能源消耗比2020年下降13.5%，而高耗能、高碳排放的重點行業多集中于工業，以消耗化石能源進行生產，是二氧化碳排放的主要行業。對此推進節能改造和污染物深度治理，引導工業節能減排發展，是促使工業行業綠色轉型發展和保障“雙碳”目標如期實現的必要舉措。重慶作為我國低碳試點省市之一，根據國家的任務安排，到2025年，重慶市單位地區生產總值能源消耗下降14%。數據顯示，2020年重慶市工業增加值比上年增長6.4%，三次產業結構比為7.2 : 40.0 : 52.8，全年規模以上工業綜合能源消費量比上年下降1.6%。對此，重慶市推動工業開展二氧化碳排放達峰行動，以期達到控制二氧化碳排放的目的，而碳達峰目標的實現即是碳排放與經濟增長實現強脫鉤，工業碳減排成為重慶市節能減排的重點任務。

本文主要從兩個層面闡述碳排放影響因素的相關研究，一是碳排放影響因素分解研究，二是Tapio脫鉤模型研究。在碳排放影響因素的分解上，大部分學者將碳放排量歸因于人口、人均GDP、產業結構、能源消費結構和能源消費強度這五方面因素，包括單一因素和綜合因素的影響研究[1-3]。在分解碳排放影響因素的研究方法上，廣泛使用的主要方法有指數分解法和因素分解法[4]，其中指數分解法包括Divisia指數分解法和Laspeyres指數分解法、LMDI分解法。EHRLICH[5]于1970年提出了IPAT等式，并認為富裕程度、人口和技術水平是三個主要影響環境的因素。也有學者基于其他模型進行國家、地區及各產業行業層面分解碳排放影響因素，發現經濟增長與碳排放量有密切關系[6]。

為剖析碳排放與經濟增長的關系，OECD[7]在2002年正式提出脫鉤概念，用來分析各經濟發展活動與環境的關系，并將脫鉤分為相對脫鉤和絕對脫鉤兩種狀態。TAPIO[8]提出了彈性分析法，將脫鉤狀態進一步細分為八類。梁日忠等[9]基于脫鉤理論的OECD和Tapio脫鉤分析模型，研究中國化學工業1990—2008年工業增長與二氧化碳排放的脫鉤關系及程度，分析了二者脫鉤發展的時間演變趨勢，發現中國化工產值增長與其二氧化碳排放之間處于相對脫鉤或弱脫鉤狀態。也有學者結合格蘭杰因果檢驗進行實證研究，證實中國能源消耗與經濟增長之間呈現相對脫鉤的關系，且脫鉤指數趨于脫鉤方向發展。

綜上可知，關于經濟增長碳排放的關系研究主要集中在理論和研究方法方面，對低碳試點省市層面研究較少，鑒于工業是高碳排放業，在省市總體碳排放占比較重，文章以重慶市工業為研究對象，對重慶市工業歷年碳排放和經濟發展現狀進行梳理，運用Tapio脫鉤模型深入研究碳排放和經濟增長的脫鉤狀態，采用LMDI模型對工業碳排放量的影響因素進行分解，分析影響因素對碳排放的貢獻度，結合LMDI模型對Tapio脫鉤模型分解，構造脫鉤努力模型，計算工業的經濟增長與碳排放脫鉤彈性，并進一步評價各影響因素在脫鉤過程中的努力程度，針對關鍵因素提出工業節能減排發展的建議，以期對其他地區有一定的借鑒意義。

1 模型構建及指標、數據說明

1.1 LMDI模型構建

LMDI 分解法是指將目標變量的變化分解為若干影響因素變化的組合，進而辨別不同因素的影響程度，是一種指數分解方法。相較于其他分解法，LMDI分解法的優勢在于能夠實現碳排放影響因素的無殘差分解，同時避免主觀因素導致的分解結果的誤差。文章采用LMDI加法形式對重慶市工業碳排放驅動因素進行分析，并選取能源結構、能源強度、經濟增長和人口規模4項驅動因素效應之和的形式表現碳排放的增長狀況。根據該方法，對重慶市工業碳排放進行分解，得到碳排放量為：

第t期的行業碳排放量相對于基期的變化量可以表示為：

式中：i為化石能源種類；C為工業碳排放量；Ci為第i類化石能源碳排放；Ei為第i類化石能源消費量；E為工業能源消費量；G為工業地區生產總值；P為工業年末平均從業人員數；Ui為碳排放因子；Es為能源結構；Ee為能源強度；GP為經濟增長；PP為人口規模；ΔC表示碳排放變化量；ΔUi表示碳排放系數效應，由于各類能源的碳排放系數都為固定常數，即不存在碳排放系數對行業碳排放的影響效應；ΔEs表示能源結構效應；ΔEe表示能源強度效應；ΔGP表示經濟增長效應；ΔPP表示人口規模效應，此處碳排放系數為0。

1.2 Tapio脫鉤模型

“脫鉤”一詞的含義為兩個變量之間不同方向或程度的變化，打破了原有的勾連關系。為了測度兩個變量之間的脫鉤程度。Tapio脫鉤模型已經成為目前應用最廣泛的脫鉤關系研究方法之一。將經濟發展的脫鉤彈性分解成產業發展和碳排放，從而推出脫鉤彈性的計算公式為：

式中：ε表示某一時期內碳排放的脫鉤指數，體現環境負荷變化對經濟變化的敏感性；C表示基期碳排放量；G表示基期的產值；ΔC表示目標期相比基期碳排放的變化量；ΔG表示目標期相比基期產值的變化量；ΔC/C表示目標期相比基期碳排放量的變化率；ΔG/G表示目標期相比基期產值的變化率。

根據ε、ΔC和ΔG計算結果的不同，可以將脫鉤狀態細分為8種情況，具體如表1所示。

表1 脫鉤狀態細分表

1.3 Tapio脫鉤努力模型

基于LMDI模型和Tapio脫鉤模型，進一步分解研究脫鉤關系，將碳排放變化量分解為能源結構、能源強度、經濟增長和人口規模，構建了碳排放脫鉤分解模型，計算方式為：

式中：C0表示基期碳排放量，ΔC表示碳排放變化量，Y0表示基期地區生產總值，ΔY表示地區生產總值變化量，εEs、εEe、εGp、εPp分別表示能源結構效應脫鉤因子、能源強度效應脫鉤因子、經濟發展效應脫鉤因子和人口規模效應脫鉤因子。

1.4 數據說明

文章碳排放系數法依據《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》提供的碳排放系數和標準煤折算系數進行計算，不考慮電力排放因子。其余數據來源于CEADs分部門核算碳排放清單、《中國統計年鑒》和《重慶統計年鑒》，數據時序跨度為2001—2019年，各能源消耗的折標煤系數和碳排放系數如表2所示。

表2 各類能源消耗的折標煤系數和碳排放系數

根據IPCC數據，碳排放計算公式為：

式中：C表示表示碳排放總量，Ei表示第i類能源的消費量，Fi表示第i類能源的能源折算標準煤系數，Ki表示第i類能源碳排放系數。

2 實證分析

2.1 重慶市工業發展現狀分析

近年來，重慶市經濟發展較快，工業經濟發展增速較大，2001—2019年重慶市GDP總量和工業GDP總量經濟增長情況如表3所示。

表3 2001—2019年重慶市GDP總量及工業GDP總量經濟增長情況

由表3可以看出，2001—2019年，重慶市GDP總量由2001年的2 014.59億元增至2019年的23 605.77億元，整體呈逐年增長趨勢，年均增長率為14.65%，達到較高水平。從工業GDP總量經濟增長情況來看，工業GDP總量從2001年的707.59億元增至2019年的6 551.84億元，相較于2001年，其GDP總量增加了8.25倍，年均增長率為13.17%，略低于重慶市整體GDP的年均增長率。從增長速率來看，工業行業經濟增長率的變化趨勢與重慶市整體經濟增長率變化基本保持一致，但每年的經濟增長率均存在較大差異，波動幅度相對較大，表現為逐漸提升到波動下降，大致表現出倒U型的變化規律，GDP總量的穩步上升基本面保持不變。隨著經濟危機后遺癥減弱，重慶市開始進入經濟發展階段，經濟增長水平維持在10%以上。工業GDP的增長率范圍在1.06%～25.62%，變化范圍較大，其中2018年的增長率最低為1.06%。近年來，工業行業經濟增長率逐步下降，工業GDP總值在重慶市GDP總量中的占比也逐漸減小，重慶市工業經濟增長已逐步放緩。

2001—2019年重慶市工業碳排放量變化情況如圖1所示，可以看出2001—2019年，重慶市工業碳排放總量整體呈上升趨勢。重慶市工業碳排放總量由2001年的53.88百萬t增至2019年的120.33百萬t，年均增長率為4.57%。2001—2019年，碳排放量呈前期增長快速、后期趨于穩定的變化趨勢。2001—2019年碳排放量的增長率呈現波動變化，2001年碳排放量的增長率為8.58%，2019年工業的碳排放量增長率為-5.34%，在2008年有最大的碳排放量增長率達31.25%。綜上可知，近年來，重慶市工業碳排放量的增長率趨于平穩下降，表明重慶市開展節能減排工作取得顯著成效。

圖1 2001—2019年重慶市工業碳排放量變化情況

2.2 重慶市工業碳排放與經濟增長的脫鉤分析

基于上述Tapio 脫鉤模型及重慶市工業碳排放和經濟發展現狀，計算得到2001—2019年重慶市工業碳排放和經濟增長的脫鉤狀態，如表4所示，進一步對脫鉤狀態進行分析，評估該時期碳排放與經濟增長之間的關系。

其中，強脫鉤狀態表示經濟發展，碳排放減少；弱脫鉤狀態表示經濟發展，碳排放增多，且碳排放增多速度不及經濟發展速度；擴張連接表示經濟發展，碳排放增多，碳排放增多速度大致等于經濟發展速度；擴張負脫鉤表示經濟發展，碳排放增多，碳排放增多速度超過經濟發展速度。由表4可以看出，2019年，重慶市工業碳排放量與經濟增長的脫鉤狀態為強脫鉤，說明2019年重慶市在保持經濟高速發展的同時，碳排放量出現減少的現象，2019年重慶市工業實現了減排發展，符合碳達峰目標的行動要求，脫鉤狀態較為理想。從總體上來看，2001—2019年重慶市工業碳排放與經濟增長呈現強脫鉤狀態共7次，表明重慶市工業的碳排放脫鉤彈性狀態良好，現行節能減排措施可行。

表4 2001—2019年重慶市工業碳排放與經濟增長的脫鉤狀態

從脫鉤彈性值來看，表4中呈波動性變化。2001—2005年重慶市經濟發展穩步上升，工業發展態勢處于起步階段，第二產業、第三產業結構均衡，高能耗粗放式發展模式尚未達到嚴峻形勢，碳排放量增長速率小于經濟增長速率。2006—2010年工業碳排放與經濟增長有四年處于弱脫鉤狀態，此時重慶市依照國家“十一五”規劃，對高能耗行業實施節能減排措施，淘汰落后產能企業，關停造成污染嚴重的小煤窯等，在一定程度上限制了碳排放的增長。2011—2019年脫鉤彈性值多為負值，隨著“十二五”“十三五”規劃中新的保護環境、促進產業綠色轉型發展的政策實施，重慶市積極響應節能減排措施，優化產業結構，促使工業內制造業等向生產性服務業轉變，對傳統工業加大綠色生產技術研發力度，發展新能源新興行業，在工業碳減排方面效果較好，使工業碳排放與經濟增長出現了強脫鉤的理想狀態，但在工業2017年和2018年仍有弱脫鉤和擴張負脫鉤狀態出現，且脫鉤彈性值為波動變化，表明要實現“雙碳”目標，需要在鞏固現有成果的基礎上，加大節能減排力度。

2.3 重慶市工業碳排放影響因素及其脫鉤努力分析

通過LMDI模型的加法形式對重慶市工業行業碳排放的影響因素進行分解，并結合Tapio脫鉤模型構建脫鉤努力模型，分解重慶市工業各影響因素的脫鉤指數值，得到各影響因素為脫鉤狀態的努力程度，如表5所示。

表5 重慶市工業碳排放量影響因素脫鉤努力

脫鉤彈性為負值，則表示對碳排放與經濟增長脫鉤起到促進作用。由表5可以看出，在這4個時間段內，能源強度效應因子均為負值，對重慶市工業碳排放脫鉤起到穩定的促進作用，經濟發展效應因子和人口規模效應因子都對碳排放脫鉤起到抑制作用，其中經濟發展效應因子對碳排放的抑制作用最大，而能源結構效應因子從總體上來看對工業碳排放脫鉤起到抑制作用，作用波動不穩定。能源強度效應因子的脫鉤努力指數的變化范圍是-0.987～-1.601，脫鉤努力指數呈現上升趨勢，可見提高能源利用效率能有效減少碳排放量。

能源結構在2016—2019年的脫鉤努力值為0.135，較上個階段有所下降，可以調整工業行業能源結構，更多使用清潔能源替代。經濟發展顯著增加了工業碳排放，是抑制碳排放脫鉤的主要因素，2016—2019年經濟發展效應脫鉤努力指數為1.257，較上個時期有所降低；人口規模效應因子為0.159，促進了碳排放量的增加，因此，可加大產業結構調整力度，促進第三產業發展及工業制造業向生產性服務業轉型。

3 結論及建議

從重慶市工業經濟增長情況來看，工業GDP總量在2001—2019年，年均增長率為13.17%，略低于重慶市整體GDP的年均增長率，工業經濟增長率的變化趨勢波動幅度相對較大，表現為逐漸提升到波動下降。從重慶市工業碳排放量來看，總量上呈上升趨勢，年均增長率為4.57%，碳排放量呈現出前期快速增長，后期趨于穩定的變化趨勢。2019年工業碳排放脫鉤狀態較為理想，為強脫鉤狀態，2001—2019年工業碳排放與經濟增長呈現強脫鉤狀態共7次，脫鉤彈性狀態良好。從影響因素的脫鉤努力指數來看，能源強度效應因子對重慶市工業碳排放脫鉤起到穩定促進作用，經濟增長效應因子、能源結構效應因子和人口規模效應因子都對碳排放脫鉤起到抑制作用，其中經濟發展效應因子抑制作用最大。基于上述結論提出以下建議。

首先，在確保經濟平穩運行、社會民生穩定的基礎上，穩定經濟發展，以適當的經濟增長提高節能減排支持力度，積極推動綠色產業發展，支持節能裝備和技術研發，支持節能減排工具開發，加強綠色低碳技術創新攻關和推廣應用，推動能源能效提升。加強基礎設施建設，打造臨港、臨空型經濟，研發和引進人工智能技術和綠色生產工藝，拓展工業品市場流通范圍，促進工業生產模式向清潔化、低碳化、綠色化發展。

其次，推進產業結構優化。進一步優化產業結構，利用低碳技術改造傳統產業特別是重工業中的高耗能產業，改變工業增長長期依賴于高碳產業的局面。在重點碳排放行業實現聚集發展，提升行業整體能效，突出能源環境等基礎設施共建共享，降低單位產品能耗和碳排放。科學制定產業發展規劃并積極調整產業結構，穩健推進國有工業企業所有制改革，有利于提高要素配置效率，從而提高工業能源效率，調整能源結構，發展清潔能源，加快構建多元化能源體系。