孫 穎 范 金 賈衛國
(南京林業大學經濟管理學院, 南京 210037)
2020 年9 月22 日, 習近平主席在聯合國大會上提出, 中國將提高國家自主貢獻力度, 采取更加有力的政策和措施, 力爭于2030 年前達到二氧化碳排放峰值, 在2060 年前實現碳中和[1]。 此后, 在中央和地方各級的“十四五” 規劃中, “雙碳” 目標被列為重要內容之一, 這充分顯示了中國在全球氣候治理中的大國擔當和責任。 “雙碳”目標貫穿于生產、 分配、 流通、 消費等國民經濟整個環節, 并將深刻影響下一步全球產業鏈的重構、 重組和新的國際標準。
2022 年10 月, 黨的二十大報告特別強調“立足我國能源資源稟賦, 堅持先立后破, 有計劃分步驟實施碳達峰行動”[2]。 這就在客觀上要求科學測度綠色GDP 中碳減排的階段性和有效性。2021 年12 月的中央經濟工作會議和2022 年《政府工作報告》 也為實現“雙碳” 目標指明了治理方向, 即“推動能耗‘雙控’ 向碳排放總量和強度‘雙控’ 轉變, 完善減污降碳激勵約束政策,加快形成綠色生產生活方式”[3]。 由此可見, 將“有序實現能耗 ‘雙控’ 向碳排放總量和強度‘雙控’ 轉變” 與現有綠色GDP 核算相結合, 有助于貫徹黨的二十大精神, 為“有計劃分步驟實施碳達峰行動” 提供決策參考依據。
綠色GDP 是反映GDP 與資源環境之間融合和內生化, 且已被證明為行之有效的國民經濟核算工具[4-7]。 本文預測了基準情景、 低碳排放情景和高碳排放情景3 種情景下中國實現碳達峰的可能路徑, 以及中國工業細分行業的碳達峰情況,并對中國的碳排放階段進行了合理劃分; 構建了一個以實現碳達峰目標為核心、 具有明確投入產出關系的綠色GDP 核算理論框架。
不失一般性, 本文假設CO2排放量為I, 公式為:
其中,α是模型系數;P表示人口數;A表示人均財富;T表示技術水平, 用碳排放強度為代理變量[8];ξ為隨機誤差。
借鑒已有研究[9,10], 本文設定了3 種情景:基準情景、 低碳排放情景和高碳排放情景, 并采用蒙特卡洛模擬以體現碳排放的趨勢性和隨機性特征[11], 計算結果見圖1。 利用STIRPAT模型構建細分行業碳達峰預測模型, 因考慮到目前碳排放主體在于工業部門, 故根據《中國國民經濟行業分類》 (GB/T 4754-2017), 結合投入產出表分類, 對工業部門15 個行業進行預測, 預測結果見表1。 其中, 煤炭開采和洗選業、 石油和天然氣開采業、 礦產采選業可以合為采礦業; 食品飲料及煙草制品業、 紡織及服裝業、 木材加工及家具制造業、 造紙印刷及文教體育用品制造業可以合為輕紡工業。

圖1 中國碳排放峰值預測(單位: MT)

表1 工業細分行業的碳排放達峰情景 單位: MT
(1) 基準情景。 整體碳排放在2032 年達到峰值, 碳排放峰值為12293MT。 具體到細分的工業行業, 減碳壓力較大的行業有采礦業、 石油加工和煉焦業、 非金屬礦物制品業、 金屬冶煉及壓延業。 另外, 按照這一情景的預測, 建筑業、 輕紡工業、 化學工業可以實現在2030 年前碳達峰,不過這些行業碳排放占總體碳排放比重較小, 加總起來在2020~2030 年間平均占比12.66%。
(2) 低碳排放情景。 整體碳排放峰值提前到2027 年, 且峰值碳排放量相較于基準情景以及政策情景下降到11540MT, 所有細分行業均能實現2035 年前碳達峰。 這一情景下減碳壓力較大行業不變, 但采礦業受影響較大, 相較于高碳排放情景, 采礦業達峰年份可提前11 年。
(3) 高碳排放情景。 整體碳排放峰值出現在2036 年, 碳排放峰值相較于基準情景增加至13569MT。 減碳壓力較大的行業不變, 但這些行業峰值出現的時點較基準情景推遲, 峰值也相對較高。
對于中國碳排放的階段劃分, 參照曲格平(2013)[12]以及范金等(2019)[7]的研究, 結合中國碳排放總量變動情況, 同時在實際研究中考慮到以下事實: 中國于2002 年批準了《聯合國氣候變化框架公約》 和《京都議定書》, 同年加入了WTO; 2008 年全球陷入金融風暴, 中國政府出臺4 萬億財政政策, 大力扶持基建建設, 刺激經濟社會發展; 2012 年中國提出“創新、 協調、 綠色、開放、 共享協同” 五大發展理念; 2018 年聯合國發布《全球升溫1.5℃特別報告》, 世界各國紛紛做出碳中和承諾, 中國政府參與全球氣候治理態度愈加積極; 2020 年中國政府做出“30-60” 鄭重承諾, 明確釋放“碳達峰” “碳中和” 目標的政治信號。 在此, 本文將中國加入WTO 后二氧化碳污染及治理劃分為兩大階段, 并又將每一大階段劃分為兩小階段, 具體劃分見圖2。

圖2 中國加入WTO 后二氧化碳污染及治理的階段劃分
Ⅰ階段(2002 ~2012 年), 中國是全球碳減排治理的被動接受者。 這一時期, 中國急于提升自身國際地位, 不得不參與全球氣候治理行動, 但對于二氧化碳減排帶來的成本卻又不堪負重。 同時,這一階段又可細分為兩小階段:Ⅰ.1 階段(2002 ~2008 年), 碳排放爆發階段。 人口紅利、 制度紅利, 伴隨2002 年加入WTO 的開放紅利, 得到集中釋放和爆發, 一個極具規模的世界工廠初具成型, 同時, 因為過度依賴紅利, 中國經濟在這一階段處于粗放式增長狀態;Ⅰ.2 階段(2008 ~2012年), 碳排放空中加油階段。 面對全球經濟危機,中國政府激流勇進, 以4 萬億政府投資為主導,繼續推進全球化進程, 鞏固和發展了世界工廠地位。 這一階段, 隨著全球化進程的加快, 環境問題已從區域性、 局部性向全國性、 整體性演變,成為制約發展的中心問題和主要障礙, 由圖2 可以明確看出, 全時段Ⅰ.2 階段的斜率最為陡峭,甚至勝于Ⅰ.1 階段。
Ⅱ階段(2012 年~), 中國是全球碳減排治理的積極參與者, 這一時期中國國際地位不斷攀升,中國樂于在參與氣候行動中獲得國際話語權。 該階段, 中國二氧化碳排放量增速明顯放緩。 這一階段也可細分為兩小階段:Ⅱ.1 階段(2012 ~2020年), 碳排放降速換擋階段。 中央在Ⅱ.1 階段提出供給側結構性改革, 進行“三去一降一補”,中國經濟向新常態轉換, 追求高質量增長, 拒絕高污染發展。 除此之外, 該時期中國多次強調“30-60” 邁向“雙碳” 目標, 中國是全球碳減排治理堅定的推動者, 從上至下明確生態優先, 綠色低碳; Ⅱ.2 階段(2020~2030 年), 碳達峰階段, 這是實現碳達峰關鍵期階段。 考慮到新冠肺炎疫情疊加地緣政治帶來能源價格大幅波動, 這些預期之外的突發擾動對實現“碳達峰” 目標已構成巨大挑戰。 但也是一把雙刃劍: 短期中國將加大使用高碳能源, 中期中國為順利實現“30-60 雙碳”目標, 會進一步提升新能源的決心和縮短進程。
為了明確各階段特征, 本文又進一步計算了各階段碳排放強度以及人地平均二氧化碳排放量的年均增長率, 在宏觀上判斷變化趨勢。 如圖3所示, 碳排放強度在2002 ~2020 年間呈下降趨勢, 人地平均碳排放量則相反, 呈上升趨勢但增速下降幅度較大。 從表2 來看, 各階段我國碳排放強度年均增長率下降最快的階段為Ⅱ.1 階段,增長率下降最慢的則是Ⅰ.1 階段; 各階段人地平均二氧化碳排放量增長最快的是Ⅰ.1 階段, 年均增長率達12.62%, 其次是Ⅰ.2 階段, 年均增長率較上一階段下降6.38%, 再次是Ⅱ.1 階段, 年均增長率已經趨于平緩。

圖3 2002~2020 年中國碳排放情況圖

表2 2002~2020 年中國碳排放強度、 人地平均碳排放量年均增長率 單位:%
為展示出行業間互相傳遞的、 容易被忽略的間接碳排放量, 在此利用投入產出表計算出完全碳排放系數, 將其乘以直接碳排放量, 即可得到分行業完全碳排放量; 進一步將完全碳排放量分別和出口份額相乘, 就可了解到中國出口產品給本國造成的碳污染量。 表3 詳細列出了中國各階段分行業碳排放情況以及出口情況。

表3 中國各階段分行業碳排放情況以及出口情況

續 表
階段特征總結如下:
Ⅰ.1 階段(2002 ~2008 年), 碳排放爆發階段。 表3 顯示, 在Ⅰ.1 階段, 中國加入WTO 后,成為碳排放的主要承受者, 這一階段中國作為全球生產工廠, 不僅支撐起了龐大的本國消費者的需求, 還通過出口承擔了大量碳排放責任。 伴隨著Ⅰ.1 階段的開放紅利, 這一階段出口占比份額較大的多為高能耗高碳排放行業產業, 如紡織與服裝業、 機械設備制造業及其他制造業, 但其中三成左右都是因出口而產生。
Ⅰ.2 階段(2008~2012 年), 碳排放空中加油階段。 Ⅰ.2 階段碳排放強度下降速度增快, 人地平均二氧化碳排放量增速大幅放緩。 這一階段是重要的轉折階段, 2008 年受全球經濟危機影響,我國經濟陷入滑坡。 這一階段, 4 萬億財政政策穩住了經濟下行趨勢, 但也造成了部分行業產能過剩問題。 在該階段房地產行業是經濟高速發展的關鍵助力, 但于此背后的碳排放問題不容忽視。從表3 可以看出, 建筑業由Ⅰ.1 階段至Ⅰ.2 階段完全碳排放量增幅達27.39%。 Ⅰ.2 階段經濟增長主要依靠資本要素推動, 全要素生產率貢獻微乎其微。 為解決這一問題, 中國政府采取空中加油的做法: 在經濟增長率維持一定可容忍的水平下, 積極推進產業結構轉換。
Ⅱ.1 階段(2012~2020 年), 碳排放降速換擋階段。 2015 年中央工作經濟會議中提出了以“三去一降一補” 為主的供給側結構性改革, 其中最為關鍵的是去產能、 去庫存, 即通過行政管理減少煤炭、 鋼材、 水泥等產能過剩行業產量。 該階段碳排放強度下降速度最快, 人地平均二氧化碳排放量增長趨于平緩。 而建筑業增長率相對較大,主要在于建筑業中的子行業——水泥行業。 水泥行業是二氧化碳排放的主要來源之一, 但由于水泥生產的規模及其生產過程的特點, 屬于難減行業。 盡管如此, 在Ⅱ.1 階段水泥產業產能也減緩增速, 并被優先納入碳排放權市場交易, 中期來看這將倒逼排放成本較高的企業壓縮產量, 在Ⅱ.2碳達峰階段或可看到更加明顯變化。
Ⅱ.2 階段(2020 年~), 碳達峰階段。 該階段是中國實現“雙碳” 目標的關鍵階段, 但全球能源系統正面臨著巨大挑戰與不確定性。 從能源供給角度, 俄烏沖突導致了能源短缺與價格上漲;從能源需求角度, 為復蘇新冠肺炎疫情大流行所影響的經濟活動, 能源消費急劇擴張。 能源供需失衡進一步提醒中國政府“雙碳目標” 實現的全球戰略意義; 另外, 在情景預測中, 唯有低碳排放情景才能實現碳達峰目標, 但低碳排放伴隨著相對較低的經濟增速。 然而, 中國作為全球最大的發展中國家, 經濟發展的意義對中國來說至關重要。 因此, 可以將碳排放納入經濟核算體系,利用綠色GDP 量化中國經濟韌性。
表4 為拓展碳排放的綠色非競爭型投入產出表, 其對應模型為:

表4 拓展碳排放的非競爭型投入產出表
式(2)、 (3) 用矩陣形式表示為:
整理可得:
二氧化碳排放的實物量以及經濟價值均具有較高的研究價值, 故在拓展碳排放的綠色非競爭型投入產出模型基礎上, 按照計量單位的不同,繼續細分為實物型以及價值型拓展碳排放的綠色非競爭型投入產出模型。
實物型投入產出模型中以實物量作為單位,通過實物型投入產出模型可以得出各行業的完全碳排放量。 令國內i行業的直接二氧化碳排放量為Ei, 這部分數據可從中國碳核算數據庫(CEADs)數據庫(https:/ /www.ceads.net.cn/)得到。 利用Leontief逆矩陣, 可進一步得到該部門的完全碳排放量Qi為:
價值型拓展碳排放的綠色非競爭型投入產出模型的關鍵在于將實物量轉換為經濟量的“碳的社會成本” 核定, 即某個時間點排放1 噸以上二氧化碳對經濟造成的所有損害的預期折現現值。對此, 本文采用的是Nordhaus 綜合評估模型(Integrated Assessment Models, IAMs)來確定每噸溫室氣體排放造成的邊際損害成本[13]。
本文所用2002 ~2020 年非競爭型投入產出表, 除2017 年、 2018 年和2020 年來源于國家統計局國民經濟核算司外, 其他年份均來自中國科學院預測科學研究中心, 少部分缺少年份通過插值法推算而得。 2002 ~2019 年二氧化碳排放量詳細數據來源于CEADs 數據庫, 其余年份二氧化碳排放量數據根據不同能源年消費量乘以相應的二氧化碳排放系數推算得到, 分部門二氧化碳排放量數據是按照各部門中間使用總量的比例拆分得來, 能源消費數據則來源于歷年《中國能源統計年鑒》。
從生產、 分配、 最終使用3 種不同的角度進行綠色GDP 核算, 即通過生產法、 收入法和支出法得到核算結果, 具體見表5。 從核算結果可以看出, 生產法和收入法核算的綠色GDP 偏差較小, 除2020 年偏差為2.28%, 其余年份偏差均在0.1%以內, 而以支出法核算的綠色GDP 與生產法核算結果偏差較大, 均在15%以上, 已經超過了統計誤差的范圍, 可能原因在于我國存在由于制度、 技術等原因而產生的在國民經濟核算過程中未被觀測核算到的經濟活動。

表5 不同視角的綠色GDP 核算結果單位: 億元
本文沿用范金等(2019)[7]的綠色增加值指數公式, 測算出中國加入WTO 至2020 年基于碳達峰目標的綠色增加值指數(見圖4(a)), 同時列出2030 年基于低碳排放、 基準、 高碳排放情景的預測結果(見圖4(b)), 得出以下結論:

圖4 2020~2030 年我國綠色增加值指數演化趨勢
2012 年是一個關鍵性轉折點。 2002 ~2012 年間, 也就是Ⅰ階段, 我國基于碳達峰目標的綠色增加值指數呈下降趨勢, 2012 ~2020 年間, 也就是Ⅱ.1 階段, 我國基于碳達峰目標的綠色增加值指數則是反向增長, 進一步佐證了前文階段劃分的合理性。 Ⅱ.2 階段, 本文模擬了三種情景, 綠色增加值指數按照高碳排放情景、 基準情景、 低碳排放情景的順序遞增。
表6 進一步列出了2002 ~2020 年基于碳達峰目標的綠色增加值指數平均最低的5 個行業, 可以看出:

表6 2002~2020 年基于碳達峰目標的綠色增加值指數平均最低的5 個行業
(1) 我國主要的二氧化碳排放來源是能源領域, 占比高達九成, 尤其是電力及蒸汽、 熱水生產和供應業占比最高。 值得注意的是, 該行業最易受到政策影響, 在綠色低碳發展政策推行的過程中, 原煤比重呈下降趨勢, 綠電比重則呈明顯上升趨勢。 除此之外, 我國原煤、 原油進口量巨大, 隨著國際形勢的風云變化, 巨大的進口量容易讓我國受到掣肘, 實現碳達峰目標不僅是為了推動我國經濟綠色高質量發展, 更是為了提高我國國際話語權, 因此碳達峰目標實現的關鍵點之一應放在綠色能源供應體系構建以及零碳電力發展。
(2) 化學工業部門在2012 年以前一直是二氧化碳排放量大的行業, 但在2012 年后退出前五之列。 實際上, 如分析結果所示, 目前化工行業確實碳排放總量有限, 每年碳排放量占比不到5%,但不能忽視的是, 化工行業碳排放強度突出。 在目前碳排放總量及強度“雙控” 要求下, 如果不能推動化學工業部門進行低碳改革, 部分地區可能會受到政策要求影響而桎梏當地化工行業發展。
(3) 交通運輸及倉儲、 郵電服務業的二氧化碳排放量增速較高。 交通運輸是社會發展的血脈,中國經濟社會正處于高速發展期, 可以預想到未來交通運輸壓力還會大幅增加, 同時, 新能源汽車與非化石燃料能源的研發與使用, 需要新能源技術的進一步開發以及新能源汽車使用的補貼,對應著的是龐大的零碳排放成本, 脫碳成本高、 難度大。 可以看出, 交通運輸碳中和是一條任重道遠的道路, 離不開綠色技術與低碳政策的協同作用。
(4) 半導體行業屬于高耗能行業, 屬于機械設備制造業及其他制造業的分行業, 在我國綠色增加值指數最低行業排名里一直位列第六, 雖未在表中列出, 但《美國芯片法案》 的制定對中國半導體提升自主創新能力提出了新的挑戰和要求。因此在舉國體制發展半導體產業時需要在國家總體的碳排放目標控制上綜合應用。 特別是充分發揮中國光伏產業、 核能產業等巨大優勢。 應注重在碳排放控制中, 綜合協調半導體產業和新能源產業的良性耦合作用, 實現碳達峰最優實現路徑。
投入產出模型的SDA 分解方法屬于因素分解法的一種, 它可將影響目標變量的獨立因素進行定量分解。 借鑒范金等(2019)[7]的研究, 本文將中國綠色GDP 的增長分解為8 個方面, 分別為國內中間產品效應、 進口中間產品效應、 環境治理效應、 部門內生效應、 部門溢出效應、 國內消費效應、 國內投資效應和出口效應。 表7 列出了2002~2030 年中國綠色GDP 結構分解結果。

表7 2002~2030 年中國綠色增加值增量結構分解表 單位:%
(1) 觀察中間產品效應, 國內中間產品效應逐年增加, 而進口中間產品效應在2002 ~2012 年間持續上升, 但在2012~2020 年間出現大幅下降。進口中間產品一般具有較強的技術溢出效應, 這一特征在2008~2012 年間有較為明顯的表現, 但隨著中國本土技術不斷發展, 進口中間產品的正向影響已經式微。 而觀察2030 年的預測結果, 根據情景模擬, 低碳情景下國內中間品效應和進口中間品效應增長較大, 基準情景和高碳情景下不增反降, 即預測的基準情景和高碳情景下, 2030年中國本土科技創新并未展現出逆轉之勢, 但低碳情境下技術進步成了增強經濟韌性的關鍵。
(2) 觀察環境治理效應, 雖整體占比較小,但其自身變化巨大, Ⅱ.1 階段整體占比是Ⅰ.1 階段的10 倍多。 2018~2020 年, 是中國全面調整全球氣候治理行動角色的標志性時期, “碳中和” 與“碳達峰” 目標被明確提出, 從實際數據也可以看出, 一系列低碳政策與行動已初具效果。 在Ⅱ.2階段基準情景下, 環境治理效應可能會存在輕微的負效應; 但在低碳情景和高碳情境下, 環境治理效應均有較大增長, 尤其是低碳情景。
(3) 觀察部門內生與部門溢出效應, 內生效應反映了產業內部的聯系, 溢出效應則是產業間互相影響程度的反映。 二者組合起來則反映了Leontief 逆矩陣系數, Leontief 逆矩陣系數一定程度上則代表了技術進步情況。 數據表明目前中國經濟快速發展與綠色轉型過程中, 依賴的并不是技術進步, 更多的是靠著消費、 投資、 出口這“三駕馬車” 的拖動
(4) 觀察國內消費、 投資、 出口效應, 從綠色增加值結構分解情況來看, 投資、 消費和出口不僅是中國經濟的驅動, 同時也是中國碳達峰目標實現的關鍵點。 在2002 ~2020 年間, 消費、 投資、 出口也呈現出階段性特征。 在Ⅰ.1 階段, 三者處于勢均力敵的狀態, 投資相對弱些, 這一狀況在Ⅰ.2 階段發生極大扭轉。 Ⅰ.2 階段, 也就是2008~2012 年間, 中國政府強勢出臺4 萬億財政政策, 這一階段國內投資是關鍵因素。Ⅱ.1 階段,中國的綠色高質量發展重點在于消費與投資。Ⅱ.2階段, 在基準情景與高碳排放情景下, 中國的綠色增長關鍵是消費與投資; 在低碳排放情景下,投資與出口更能增強中國經濟韌性。
本文預測了基準情景、 低碳排放情景以及高碳排放情景3 種情景下, 中國實現碳達峰的可能路徑以及中國工業細分行業的達峰情況, 并通過對中國加入WTO 后基于碳達峰目標的綠色GDP變動趨勢以及綠色增加值SDA 分解的研究, 得出以下結論與啟示:
(1) 唯有低碳排放情景下, 我國可實現在2030 年前碳達峰的目標。 全球能源系統正面臨著巨大挑戰與不確定性, “雙碳目標” 的實現具有全球戰略意義。 因此, 中國政府應采取更為積極的行動參與全球氣候治理, 把碳達峰工作納入整體布局與中長期規劃。
(2) 加入WTO 后, 中國參加全球碳減排治理進入新階段。 Ⅰ.1 階段(2002 ~2008 年), 碳排放爆發階段; Ⅰ.2 階段(2008~2012 年), 碳排放空中加油階段; Ⅱ.1 階段(2012 ~2020 年), 碳排放降速換擋階段; Ⅱ.2 階段(2020 ~2030 年), 碳達峰階段。 四階段具有各自鮮明特性, 通過回顧中國碳排放歷史特征, 預測中國碳達峰階段可能情景可以更好地應對中國碳達峰道路上的堵點。
(3) 基于碳達峰目標的綠色GDP 可以量化中國經濟韌性。 目前生產法和收入法核算的綠色GDP 偏差較小, 更適合中國經濟核算體系。 通過對綠色增加值進行結構分解, 可以看出低碳情景下, 技術進步是增強經濟韌性的關鍵點。
為有序穩步實現碳達峰, 進一步提出如下政策建議:
(1) 提高綠色能源發展創新驅動能力, 能源轉型堅持先立后破。 碳排放主體在能源領域行業,因此碳排放關鍵在于綠色能源供應體系構建以及零碳電力發展, 特別是注重建立新時代高耗能半導體產業與新能源產業鏈、 創新鏈高效耦合機制。積極有序發展光能源、 硅能源、 氫能源、 可再生能源, 加速布局發展光伏、 氫能源、 電化學儲能等綠色能源產業, 不斷推動低碳技術創新與成果轉化, 確保新能源供給充足可持續, 再逐步減少傳統能源使用, 以國家能源安全作為碳達峰目標實現的首要基準。
(2) 推動全社會形成“雙碳” 目標共識和行動, 加強不同主體之間的相互配合與協同。 重視綠色國民經濟核算, 將碳排放納入核算體系, 科學調整能耗雙控考核標準; 加快建立減污降碳的激勵約束機制, 進一步完善碳市場交易制度, 持續擴大能源、 交通、 半導體、 化工等重點排放行業碳市場建設。
(3) 積極推進資源全面節約、 集約、 循環利用。 加快構建廢棄物循環利用體系, 提高材料替代性以有效降低能耗, 加強回收利用流程優化以減少能源和資源消耗, 進而推動能耗“雙控” 向碳排放總量和強度“雙控” 轉變。
(4) 根據產業稟賦特性, 統籌推進產業結構調整。 在設定分行業碳達峰路徑時, 應明確行業歷史發展中的沉疴舊疾, 充分考量各行業的未來用能需求, 設置合理的碳中和方案, 不搞齊步走、一刀切。 在綠色產業調整過程中, 張弛有度, 面面俱到。