張恪渝++廖明球++楊軍

摘要中國(guó)作為世界第一的一次能源消費(fèi)國(guó)以及最大的二氧化碳排放國(guó)，在巴黎世界氣候大會(huì)上承諾于2030年以前單位碳強(qiáng)度較2005年降低60%—65%；此外，在《“十三五”規(guī)劃綱要》中中國(guó)政府也明確提出，在“十三五”時(shí)期，碳排放強(qiáng)度較2005年基礎(chǔ)上降低40%—45%的目標(biāo)。在此背景下，本文基于最新的投入產(chǎn)出表構(gòu)建了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。通過(guò)行業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)矩陣，構(gòu)建出行業(yè)的能源結(jié)構(gòu)消耗矩陣及碳排結(jié)構(gòu)矩陣，旨在能源消耗量與二氧化碳排放量的雙重約束下，得到中國(guó)2020年最優(yōu)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方案，并計(jì)算了基于現(xiàn)有科技水平下中國(guó)最大的碳排潛力。線性規(guī)劃的結(jié)果顯示：①中國(guó) 2020年最優(yōu)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方案可以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出量最大化的目標(biāo)，年均增長(zhǎng)約為8%；且相比目標(biāo)年份（2005年）二氧化碳強(qiáng)度下降46.93%，能源強(qiáng)度下降26.04%，達(dá)到“十三五”規(guī)劃中的氣候變化目標(biāo)。在保證經(jīng)濟(jì)最低增速（6.5%）的前提下，中國(guó)二氧化碳的排放總量可以比優(yōu)化方案再多下降約14%。②建筑業(yè)、交通運(yùn)輸及倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)仍然是中國(guó)重要的支柱產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體的占比份額仍需擴(kuò)大。③從生產(chǎn)的角度看，中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)必須全面向第三產(chǎn)業(yè)服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型，全面提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)中第三產(chǎn)業(yè)的比重，尤其是加大生活服務(wù)業(yè)類部門(mén)的產(chǎn)出量。④為了滿足“綠色、低碳”的約束限制，半數(shù)以上的二產(chǎn)部門(mén)的生產(chǎn)規(guī)模都應(yīng)有所降低，尤其是能源部門(mén)和金屬加工業(yè)部門(mén)。

關(guān)鍵詞I-0表；優(yōu)化模型；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整；碳排潛力

中圖分類號(hào)F223；F416文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1002-2104（2017）03-0116-07doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2017.03.014

化石能源的使用極大地促進(jìn)了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但于此同時(shí)也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了較為深遠(yuǎn)的影響。IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change）最新的報(bào)告指出，大氣中二氧化碳濃度的快速增加，是全球氣候變暖的主要原因，且1983—2012年是過(guò)去1 400年以來(lái)最熱的30年。進(jìn)入新千年以后，中國(guó)因極端氣候所帶來(lái)的影響愈發(fā)明顯，由此也蒙受了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)中國(guó)氣象局統(tǒng)計(jì)，中國(guó)氣象災(zāi)害所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失是同期全球平均水平的8倍，相當(dāng)于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的1%。因此，中國(guó)政府分別在巴黎世界氣候大會(huì)及《“十三五”規(guī)劃綱要》中提出了改善大氣環(huán)境、降低碳排強(qiáng)度的目標(biāo)。由于二氧化碳的排放主要源于化石能源的燃燒，而清潔能源如風(fēng)電、水電等并不直接排放二氧化碳，因此使用清潔（新）能源技術(shù)可以從本質(zhì)上解決二氧化碳的排放問(wèn)題。但由于技術(shù)的成熟度與使用成本等因素，清潔能源并不可能在短期內(nèi)在中國(guó)各行業(yè)部門(mén)中大量普及。因而，在現(xiàn)有能源技術(shù)水平下，如何進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以控制中國(guó)的能源強(qiáng)度及碳排強(qiáng)度受到了政府部門(mén)及學(xué)界的廣泛關(guān)注。同樣基于節(jié)能、減排的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整也與中國(guó)政府“十三五”規(guī)劃中所倡導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)綠色、低碳的發(fā)展行為相一致，因此有著重要的意義。本文主要利用投入產(chǎn)出表構(gòu)建相應(yīng)的優(yōu)化模型，得到2020年（即“十三五”規(guī)劃最后一年）中國(guó)最優(yōu)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)并計(jì)算出相應(yīng)的最大碳排潛力。

1文獻(xiàn)綜述

國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消耗與碳排放一并進(jìn)行分析的方法大致可分為兩大類。第一大類是使用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis，DEA）及其衍生方法，通過(guò)結(jié)構(gòu)分解或指數(shù)分解，將行業(yè)效率的變化分解為技術(shù)效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)，然后找出影響產(chǎn)出、能源或者碳排效率的原因。段文斌、余泳澤[1]基于SFA（Stochastic Frontier Analysis）方法，分析中國(guó)工業(yè)部門(mén)分行業(yè)的效率并將其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解，測(cè)量它們與能源強(qiáng)度之間的聯(lián)系。宋德勇、盧忠寶[2]采用twostage LMDI（Logarithmic Mean Divisia Index）法，測(cè)算出了中國(guó)各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén)碳排放的波動(dòng)性，并發(fā)現(xiàn)了排放量存在的周期性規(guī)律。周五七[3]使用全局（Global）DEA模型同樣對(duì)中國(guó)工業(yè)部門(mén)進(jìn)行效率分解，發(fā)現(xiàn)能源相對(duì)價(jià)格的提高可以顯著降低高能耗行業(yè)的能源強(qiáng)度。顧阿倫、呂志強(qiáng)[4]則使用IOSDA（IO Structural Decomposition Analysis）方法分析了經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變動(dòng)對(duì)中國(guó)碳排的影響。結(jié)果表明，基礎(chǔ)性行業(yè)大多是高耗能的行業(yè)，因此中國(guó)未來(lái)節(jié)能減排的重點(diǎn)需要逐步降低第二產(chǎn)業(yè)的比重，但在具體的政策上對(duì)各行業(yè)應(yīng)有所區(qū)別。

另一大類將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能耗與碳排納入同一框架內(nèi)考量的方法是投入產(chǎn)出方法。早在上個(gè)世紀(jì)70年代，Leontief[5]就提出了一種環(huán)境投入產(chǎn)出模型（Environmental IO model），將環(huán)境污染與環(huán)境治理納入到同一體系中。趙欣娜、雷明[6]編制了中國(guó)2007年綠色投入產(chǎn)出表（Green IO table），在此基礎(chǔ)上分析了能源FDI誘發(fā)效應(yīng)以及能源經(jīng)濟(jì)連鎖效應(yīng)等。苑立波、葛守中[7]在浙江省投入產(chǎn)出表的基礎(chǔ)上建立了浙江省“碳排”投入產(chǎn)出表及其基本模型，給出了直接綜合碳排系數(shù)、完全綜合碳排系數(shù)等反映碳排放強(qiáng)度的表達(dá)式，可以從行業(yè)層面上分析碳排放的基本情況。Wei Yiming[8]等基于投入產(chǎn)出模型，以能耗量最低為目標(biāo)對(duì)中國(guó)能源需求進(jìn)行了情景分析。

張恪渝等：綠色低碳背景下中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整分析中國(guó)人口·資源與環(huán)境2017年第3期通過(guò)文獻(xiàn)綜述可以發(fā)現(xiàn)，雖然DEA及其相關(guān)模型可以有效地對(duì)產(chǎn)業(yè)效率進(jìn)行分析，但它不能考慮到產(chǎn)業(yè)之間復(fù)雜的關(guān)聯(lián)，也不能清晰地反應(yīng)出如何對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。而現(xiàn)有的投入產(chǎn)出方面的文獻(xiàn)，并沒(méi)有在《巴黎協(xié)定》的背景下，回答如何在“綠色、低碳”雙重約束下中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向。 因此，本文將使用投入產(chǎn)出模型，通過(guò)它核心的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)矩陣，計(jì)算出中國(guó)各產(chǎn)業(yè)部門(mén)的能源強(qiáng)度矩陣及碳排強(qiáng)度矩陣，然后基于部門(mén)的生產(chǎn)、能耗及碳排三大結(jié)構(gòu)矩陣，構(gòu)建中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的行業(yè)碳排量，為中國(guó)經(jīng)濟(jì)低碳發(fā)展模式下，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)如何調(diào)整提出一些建議。

2優(yōu)化模型構(gòu)建

2.1能源消耗矩陣及碳排矩陣

一般的投入產(chǎn)出模型，根據(jù)里昂惕夫[9]所提的行模型原理，中間使用+最終使用=總產(chǎn)出，其矩陣表達(dá)形式為：

AX+Y=X（1）

其中，X為各部門(mén)的總產(chǎn)出矩陣；Y為部門(mén)的最終需求矩陣；A矩陣就是中間消耗矩陣。其每一元素的計(jì)算公式為：

（2）式代表了j部門(mén)每生產(chǎn)一單位產(chǎn)品需要消耗i部門(mén)產(chǎn)品的數(shù)量。

根據(jù)公式（1）可以得到總產(chǎn)出X與凈產(chǎn)出Y（即最終需求）之間的關(guān)系：

由于（I-A）鏈接了部門(mén)間投入與產(chǎn)出的結(jié)構(gòu)，因此本文將其定義為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)AP。

對(duì)于能源使用結(jié)構(gòu)，中國(guó)并沒(méi)有官方的分行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，所以需要通過(guò)一定的方法計(jì)算出各行業(yè)、部門(mén)的能源消耗量。本文只考慮各行業(yè)部門(mén)生產(chǎn)過(guò)程中所消耗的能源量，因此可以根據(jù)投入產(chǎn)出表中能源部門(mén)產(chǎn)品的分配數(shù)量進(jìn)行拆分，具體拆分方法見(jiàn)張恪渝[10]。由此可以得到部門(mén)的能源強(qiáng)度矩陣E，其元素emj代表部門(mén)j每生產(chǎn)一單位產(chǎn)品消耗第m種能源的數(shù)量，即是用能源m的直接消耗量除以部門(mén)j的總產(chǎn)量，j=1，2，…，N；m=1，2，…，M。

接著定義行業(yè)能源結(jié)構(gòu)矩陣

其中，β為各能源換算成標(biāo)準(zhǔn)煤的轉(zhuǎn)化系數(shù)（具體數(shù)值見(jiàn)表1）；EβT代表了各部門(mén)生產(chǎn)出單位產(chǎn)出一共消耗能源的總量，即能源的復(fù)合消耗率，是一個(gè)1×n的向量。

最后，本文使用IPCC所提出的按能源燃燒熱值進(jìn)行碳排系數(shù)計(jì)算的方法，對(duì)中國(guó)分行業(yè)的碳排強(qiáng)度進(jìn)行核算。具體方法闡述及計(jì)算過(guò)程見(jiàn)陳詩(shī)一[11]、徐達(dá)豐[12]。根據(jù)部門(mén)的能源強(qiáng)度矩陣E，可以得到相應(yīng)的部門(mén)二氧化碳強(qiáng)度矩陣C，其元素cmj代表部門(mén)j每生產(chǎn)一單位產(chǎn)品消耗第m種能源所相應(yīng)排放的二氧化碳數(shù)量，即是用能源m的直接碳排量除以部門(mén)j的總產(chǎn)量，j=1，2，…，n；m=1，2，…，M。

其中，emj為能源強(qiáng)度矩陣E中的元素；fm為IPCC所提供的分能源碳排放系數(shù)；12/44 為碳在二氧化碳中所占比例。

因此，行業(yè)碳排結(jié)構(gòu)矩陣可以定義為

其中，i是一個(gè)系數(shù)全為1的標(biāo)量（scaler），i=（1，1，…，1）T，其維度為m×1；C×i表示各部門(mén)生產(chǎn)單位產(chǎn)出所排放出的二氧化碳總量，是n×1的矩陣。

2.2優(yōu)化模型設(shè)計(jì)

綠色、低碳發(fā)展，其本質(zhì)上就是在保證一定量經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的情況下，盡量將能源消耗量與二氧化碳排放數(shù)量控制在一定的范圍。因此，基于傳統(tǒng)線性規(guī)劃模型的范式，中國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型可以表示為：

具體來(lái)說(shuō)，目標(biāo)函數(shù)為最大化中國(guó)各部門(mén)的總產(chǎn)出量。因此，

其中，x作為決策變量，xj代表了按照部門(mén)j的總產(chǎn)出。i依舊為標(biāo)量，加入的目的是為了方便矩陣表達(dá)。目標(biāo)函數(shù)f是將中國(guó)所有部門(mén)的產(chǎn)出進(jìn)行加總，代表了最大化國(guó)民總產(chǎn)出量。

約束條件為：

其中，ef為能源總量約束。將能源結(jié)構(gòu)矩陣AE乘上總產(chǎn)出x再進(jìn)行加總，代表了將所有部門(mén)生產(chǎn)活動(dòng)消耗的能源量進(jìn)行加總，不超過(guò)給定的臨界值。加入能源總量約束的原因在于經(jīng)濟(jì)的低碳發(fā)展不光是對(duì)一國(guó)的碳排放總量進(jìn)行限制，同樣也需要保證合理的能源消耗結(jié)構(gòu)。

其中，cf為碳排總量約束。和能源約束類似，將碳排結(jié)構(gòu)矩陣ACE乘上總產(chǎn)出x再進(jìn)行加總，目的在于將所有部門(mén)生產(chǎn)活動(dòng)所排出的二氧化碳總量進(jìn)行控制，不超過(guò)既定的目標(biāo)。

其中，yf為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)下限。通過(guò)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)矩陣AP，將所有部門(mén)的總增加值控制在既定底線之上。

其中，lj和uj分別表示部門(mén)j產(chǎn)量的下界與上界。原因在于現(xiàn)實(shí)情況中，多數(shù)部門(mén)的產(chǎn)出量不可能從0到無(wú)窮的范圍內(nèi)變化，最多只能進(jìn)行小范圍調(diào)整，否則會(huì)影響整體經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。因此人為的給個(gè)別行業(yè)的變動(dòng)加入上下界，可以讓優(yōu)化的結(jié)果更符合實(shí)際情況。此外，加入這一約束的另一個(gè)目的在于剔除可行解集合中出現(xiàn)的極端狀況（例如一國(guó)只有個(gè)別部門(mén)有產(chǎn)出，其他部門(mén)產(chǎn)量均為零）。

3數(shù)據(jù)及實(shí)證分析

3.1數(shù)據(jù)來(lái)源

本文使用的投入產(chǎn)出表是基于國(guó)家統(tǒng)計(jì)局所頒布的“2012年中國(guó)投入產(chǎn)出表”?；谘芯磕康谋疚膶⒃嫉?39個(gè)部門(mén)合并為41個(gè)（見(jiàn)表2）。此外，為了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，本文使用最新行業(yè)的增加值及最終需求數(shù)據(jù)通過(guò)混合RAS[13]方法將2012年數(shù)據(jù)升級(jí)，得到2014年的投入產(chǎn)出的中間結(jié)構(gòu)（由于2015年的部分?jǐn)?shù)據(jù)還沒(méi)有頒布，因此2014年的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)是我們可以升級(jí)到的最新投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)），并以此為基期進(jìn)行分析。

能源數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒（2015）》，其種類的劃分包括了煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣、電力這9種主要的能源形式。本文所使用的能源數(shù)據(jù)僅指各部門(mén)生產(chǎn)過(guò)程中消耗的化石能源數(shù)量，是終端消費(fèi)量與各部門(mén)分?jǐn)偟膿p失量（包括加工轉(zhuǎn)換損失量）之和，即能源使用量=終端消費(fèi)量+損失量（包含加工轉(zhuǎn)換損失）。其中，使用終端消費(fèi)量是為了剔除一次、二次能源所帶來(lái)的重復(fù)計(jì)算，而對(duì)損失量進(jìn)行彌補(bǔ)則是為了更好地反映真實(shí)數(shù)值。

對(duì)于二氧化碳排放的界定，本文只計(jì)入部門(mén)生產(chǎn)時(shí)燃燒化石能源所排放的二氧化碳數(shù)量，而不包括非燃燒活動(dòng)所產(chǎn)生的。即不包含化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的二氧化碳量，也不包含人與動(dòng)物呼吸所排出的量。

本文所構(gòu)建的優(yōu)化問(wèn)題是按照現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與科技水平，以“十三五”規(guī)劃中最低經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度（年均6.5%）作為經(jīng)濟(jì)約束；以2020年巴黎會(huì)議所要求達(dá)到的能源強(qiáng)度、碳排強(qiáng)度為目標(biāo)，回答如何進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整可以使中國(guó)經(jīng)濟(jì)在綠色、低碳的發(fā)展模式下，國(guó)民總產(chǎn)出達(dá)到最大。

3.2實(shí)證結(jié)果分析

2020年中國(guó)41部門(mén)產(chǎn)出量變化及碳排強(qiáng)度變化見(jiàn)表3、表4。各部門(mén)產(chǎn)出量的表現(xiàn)可以從表3得到：

（1）從整體看，相比于基年，中國(guó)2020年第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)林牧漁等部門(mén)占整體經(jīng)濟(jì)的比重變化不大，增長(zhǎng)約為5.07%；而二產(chǎn)部門(mén)產(chǎn)出量降低的趨勢(shì)較為明顯，需要下降至原有產(chǎn)能的46.4%，說(shuō)明節(jié)能減排的約束對(duì)于制造業(yè)部門(mén)整體產(chǎn)生了巨大影響；三產(chǎn)服務(wù)業(yè)產(chǎn)出占比則有了較為明顯的增加，達(dá)到37%。

（2）從具體行業(yè)情況分析，2020年中國(guó)行業(yè)產(chǎn)出量排名前5位的部門(mén)分別為建筑業(yè)，化學(xué)工業(yè)，食品制造及煙草加工業(yè)，批發(fā)和零售業(yè)以及通用、專用設(shè)備制造業(yè)。而相對(duì)增長(zhǎng)幅度（與基年相比）排名前5的部門(mén)為郵政業(yè)，金融業(yè)，衛(wèi)生、社會(huì)保障和社會(huì)福利業(yè)，批發(fā)和零售業(yè)，增幅比例最大的部門(mén)全部為第三產(chǎn)業(yè)部門(mén)。而相比2014年產(chǎn)

出量需要下降（減少產(chǎn)能）的部門(mén)有5個(gè)，分別為煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)以及電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。其中，降低幅度最高的是金屬冶煉及壓延加工業(yè)，比例達(dá)到50%左右。需要減少產(chǎn)能的部門(mén)全部集中于第二產(chǎn)業(yè)。

我們繼續(xù)通過(guò)式（9）-（11）可以計(jì)算出各行業(yè)2020年的二氧化碳排放量和碳排強(qiáng)度，可以看出：

（1）從各行業(yè)的CO2排放總量看，2020年優(yōu)化方案中化學(xué)工業(yè)的碳排放總量排名第一，占比約20.6%。此外，在優(yōu)化模型中，除去交通運(yùn)輸部門(mén)外，CO2排放量前10的全都屬于第二產(chǎn)業(yè)部門(mén)。其中，煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)等6個(gè)行業(yè)的碳排量相比基年都要有所降低；碳排量下降最大的部門(mén)為電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，降低了48.2萬(wàn)t，降幅約為79%。這個(gè)結(jié)果說(shuō)明在二氧化碳排放總量的約束條件下，工業(yè)部門(mén)是“碳排放大戶”這一點(diǎn)依舊沒(méi)有改變，但整體的排放數(shù)量相比2014年有了大幅降低。而一產(chǎn)農(nóng)林牧漁業(yè)的排放比例從0.87%上升至4.2%，表明一產(chǎn)的“碳減排”潛力并不大。三產(chǎn)部門(mén)中只有倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸業(yè)相比基年降低碳排

放水平，其他部門(mén)或多或少都有不同程度的放松。

（2）碳生產(chǎn)率（增加值/單位碳排放量）排在前5位的是批發(fā)和零售業(yè)、信息傳輸和軟件業(yè)、教育、金融業(yè)以及房地產(chǎn)業(yè)，全部屬于第三產(chǎn)業(yè)部門(mén)；在前十位的也只有儀器儀表及文化辦公用機(jī)械制造業(yè)和通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)以及其他電子設(shè)備制造業(yè)這兩個(gè)部門(mén)屬于二產(chǎn)的制造業(yè)。這些行業(yè)大多屬于低排放部門(mén)，且增加值相比其他行業(yè)較高。

從碳強(qiáng)度變化的角度分析（見(jiàn)表4），優(yōu)化方案相比于基年，二產(chǎn)中有半數(shù)部門(mén)的碳強(qiáng)度都有所下降。尤其是能源部類中所包含的5個(gè)產(chǎn)業(yè)，非金屬礦及其他礦采選業(yè)碳生產(chǎn)率升高得尤其明顯。其中，石油加工及煉焦業(yè)與電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)需要提高近兩倍碳生產(chǎn)率才能達(dá)成約束條件要求。而三產(chǎn)部門(mén)碳排強(qiáng)度的變化，只有金融業(yè)，教育，居民服務(wù)業(yè)，房地產(chǎn)業(yè)以及研究、試驗(yàn)發(fā)展業(yè)5個(gè)部門(mén)有所降低，其余各部門(mén)都有所增加。

因此，通過(guò)技術(shù)研發(fā)等手段提高第二產(chǎn)業(yè)部門(mén)整體的碳生產(chǎn)率水平，尤其是能源類部門(mén)以及基礎(chǔ)的重工業(yè)部門(mén)，對(duì)中國(guó)實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)意義重大。若能大力改善上述行業(yè)的碳生產(chǎn)率，則會(huì)有事半功倍的效果：能夠在保證經(jīng)濟(jì)

總量增長(zhǎng)的前提下，更有效地控制二氧化碳排放。交通運(yùn)輸及倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)是三產(chǎn)中唯一碳排放總量排進(jìn)前十的部門(mén)，從經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出量看也排在優(yōu)化結(jié)果的第8位（比起基年需要提升約50%的產(chǎn)出量），屬于中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支出產(chǎn)業(yè)之一。如果未來(lái)可以將新能源、新材料等高新技術(shù)在交通運(yùn)輸部門(mén)多加推廣及應(yīng)用，減少該部門(mén)的碳排放壓力，很大程度上會(huì)有助于中國(guó)經(jīng)濟(jì)的低碳發(fā)展。

經(jīng)測(cè)試，基于優(yōu)化模型的結(jié)果，中國(guó)2020年二氧化碳強(qiáng)度整體比基年（2014年）下降18.1%，對(duì)比目標(biāo)年（2005年）則下降46.93%；而能源強(qiáng)度可以下降26.04%，滿足了“十三五”規(guī)劃中所提出的單位GDP溫室體氣減排目標(biāo)。

3.3碳減排潛力估計(jì)

上述結(jié)論是基于總量控制的優(yōu)化模型（非限制模型），得到中國(guó)2020年最優(yōu)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。同樣使用2014年的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)以及碳排放結(jié)構(gòu)，加入強(qiáng)制性“減排”的政策性因素，即逐步減少式（10）中對(duì)CO2排放總量的限制。目的就是在優(yōu)化模型得不到可行解前（即不能滿足最低經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)），測(cè)算中國(guó)最多能夠減少多少二氧化碳排放量。碳排放總量減少比例的步長(zhǎng)值設(shè)定為α，α∈[0.99-0.5]。即將式（10）改為

在重復(fù)優(yōu)化步驟之前，先將式（12）中部門(mén)產(chǎn)出量變動(dòng)的上下限放寬至 50%。結(jié)果如圖2所示，橫軸表示政策強(qiáng)制規(guī)定下二氧化碳排放量的減少比例，縱軸為GDP增速（下降）比例。在保持最低經(jīng)濟(jì)增速（6.5%）的前提下，中國(guó)最多能承受的二氧化碳排放量約為非限制優(yōu)化問(wèn)題結(jié)果的86%。如果繼續(xù)對(duì)二氧化碳的排放總量進(jìn)行控制，將不能完成“十三五”規(guī)劃所要達(dá)到的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)最低目標(biāo)。

總體來(lái)說(shuō)，相比于非限制模型的優(yōu)化模型結(jié)果，除了研究與試驗(yàn)發(fā)展業(yè)這個(gè)部門(mén)需要增加產(chǎn)能以外，其余40個(gè)部門(mén)都要控制產(chǎn)能。尤其是燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、非金屬礦及其他礦采選業(yè)、石油和天然氣開(kāi)采業(yè)等15個(gè)部門(mén)，其總產(chǎn)出量都需要減少60%左右，可見(jiàn)這些部門(mén)與碳排放量的聯(lián)系十分密切，為減排政策重點(diǎn)調(diào)節(jié)的行業(yè)。

4結(jié)論及建議

本文基于最新投入產(chǎn)出表中的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)出中國(guó)分行業(yè)的能源使用結(jié)構(gòu)及碳排放結(jié)構(gòu)，然后搭建出“經(jīng)濟(jì)-能源-碳排放”三位一體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，分析了中國(guó)2020年最優(yōu)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方案與最大碳減排潛力，得到以下結(jié)論：

（1）鑒于中國(guó)龐大的勞動(dòng)力存量情況， 低于6.5%的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度很可能使得就業(yè)壓力問(wèn)題凸顯。因此，在構(gòu)建能耗總量與碳排放總量雙重約束優(yōu)化模型時(shí)，必須進(jìn)一步對(duì)最低經(jīng)濟(jì)增速加以要求。

（2）根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)、能源科技水平，中國(guó)可以實(shí)現(xiàn)“十三五”規(guī)劃中碳排放強(qiáng)度目標(biāo)。按照最優(yōu)的規(guī)劃方案，經(jīng)計(jì)算中國(guó)2020年單位GDP碳排放總量將比2005年下降46.93%，相比“十二五”期間下降18.1%。如果以最大化減排為目標(biāo)，碳排放總量還可以進(jìn)一步下降約14%。

（3）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的核心是促進(jìn)資源環(huán)境依賴較少的行業(yè)發(fā)展。而對(duì)于有高耗能、高排放特征的行業(yè)，需要以提高生產(chǎn)技術(shù)水平或以提升產(chǎn)品增加值為前提，否則就應(yīng)減少其產(chǎn)能。這樣才能緩解中國(guó)的環(huán)境壓力，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)綠色、可持續(xù)發(fā)展。

從優(yōu)化模型的整體方案看，根據(jù)部門(mén)間碳強(qiáng)度的不同進(jìn)行調(diào)整，是中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的邏輯主線。二產(chǎn)制造業(yè)產(chǎn)出增加幅度最大的幾個(gè)部門(mén)，主要集中在模塊化架構(gòu)產(chǎn)品或?qū)儆诖笮蛷?fù)雜設(shè)備領(lǐng)域，是中國(guó)制造業(yè)優(yōu)勢(shì)的主要體現(xiàn)，因此需要加大投入，增加其產(chǎn)能。這也與“十三五”規(guī)劃中對(duì)于中國(guó)制造業(yè)的定位相一致。而能源生產(chǎn)相關(guān)的部門(mén)以及一些基礎(chǔ)性生產(chǎn)部門(mén)，其碳生產(chǎn)率低，但又屬于整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)鏈條的上游，并不能簡(jiǎn)單地遏制其產(chǎn)能。因此最好的方法就是使用低碳技術(shù)，集中優(yōu)勢(shì)資源形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，從而促進(jìn)這些行業(yè)的發(fā)展。在三產(chǎn)服務(wù)業(yè)中，幾乎所有的部門(mén)相比基期都應(yīng)增加產(chǎn)能，且生活服務(wù)業(yè)包含的幾個(gè)部門(mén)增幅最大。這從側(cè)面反映出中國(guó)生產(chǎn)服務(wù)業(yè)的可能效率并不夠高，如在保證碳生產(chǎn)率及能源效率的前提下發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，必須加大生活服務(wù)業(yè)的產(chǎn)出量，盡量提高生產(chǎn)服務(wù)業(yè)的效率。

（編輯：劉照勝）

參考文獻(xiàn)（References）

[1]段文斌， 余泳澤. 全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)有利于提升中國(guó)能源效率嗎？[J]. 產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究， 2011（4）：78-88. [DUAN Wenbing， YU Yongze. Could the growth of TFP improve energy efficiency？ [J].Industrial economic research， 2011（4）：78-88.]

[2]宋德勇， 盧中寶. 中國(guó)碳排放影響因素分解及其周期性波動(dòng)研究[J]. 中國(guó)人口·資源與環(huán)境， 2009， 19（6）： 18-24.[SONG Deyong， LU Zhongbao. The research of China carbon emission factor decomposition and its cyclic volatility [J].China population，resources and environment， 2009， 19（6）： 18-24.]

[3]周五七. 能源價(jià)格、效率增進(jìn)及技術(shù)進(jìn)步對(duì)工業(yè)行業(yè)能源強(qiáng)度的異質(zhì)性影響[J]. 數(shù)量經(jīng)濟(jì)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究，2016（2）： 130-143. [ZHOU Wuqi. Regional differences in the efficiency of industrial carbon emissions in China[J].The journal of quantitative & technical economics，2016（2）：130-143.]

[4]顧阿倫， 呂志強(qiáng). 經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變動(dòng)對(duì)中國(guó)碳排放影響——基于IO-SDA方法的分析[J]. 中國(guó)人口·資源與環(huán)境， 2016， 26（3）： 37-45.[GU Alun， LV Zhiqiang. Effects of economic structure change on carbon emission of China： analysis based on IOSDA model [J]. China population， resources and environment， 2016， 26（ 3） ：37-45.]

[5]LEONTIEF W. National income， economic structure and environmental externalities[J]. The measurement of economic and social performance， 1973，23： 565-576.

[6]趙欣娜，雷明. 中國(guó)2007綠色投入產(chǎn)出表編制及應(yīng)用分析[J]. 經(jīng)濟(jì)科學(xué)， 2011（4）： 16-27.[ZHAO Xinna， LEI Ming. The application of green IO table accounts [J].Economic science， 2011（4）： 16-27.]

[7]苑立波，葛守中. 浙江省“碳排”投入產(chǎn)出表編制方法研究[J]. 統(tǒng)計(jì)科學(xué)與實(shí)踐， 2013（3）： 35-37.[YUAN Libo， GE Shouzhong. The compile and study of Zhejiang Province ‘carbon emission IO table [J].Statistical science and practice， 2013（3）： 35-37.]

[8]WEI Yiming， LIANG Qiaomei. A scenario analysis of energy requirements and energy intensity for Chinas rapidly developing society in the year 2020 [J]. Technological forecasting and social change， 2006， 73（4）：405-421.

[9]LEONTIEF W. Environmental repercussions and the economic structure： an inputoutput approach [J]. The review of economics and statistics， 1970， 52（3）： 262-271.

[10]張恪渝. 中國(guó)低碳優(yōu)化模型建立與分析[D]. 北京：首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)， 2016： 44-45.[ZHANG Keyu. Setup and analyze on the optimization model of Chinas lowcarbon economy [D].Beijing： Capital University of Business and Economics， 2016：44-45.]

[11]陳詩(shī)一. 能源消耗、二氧化碳排放與中國(guó)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[J]. 經(jīng)濟(jì)研究， 2009（4）： 88-96.[CHEN Shiyi. Energy consumption， CO2 emission and sustainable development in Chinese industry[J].Economic research journal， 2009（4）： 88-96.]

[12]徐大豐.碳生產(chǎn)率的差異與低碳經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整——基于滬陜投入產(chǎn)出表的對(duì)比研究[J].上海經(jīng)濟(jì)研究， 2012（11）： 55-64.[XU Dafeng. The carbon productivity difference and lowcarbon industrial structure adjustment：comparative analysis based on Shanghai and Shaanxi inputoutput data [J].Shanghai economic review， 2012（11）： 55-64.]

[13]劉亞清， 李林鵬， 吳振信. 投入產(chǎn)出表更新調(diào)整方法及應(yīng)用研究[J]. 中國(guó)管理科學(xué)，2015，23（11）： 706-710.[LIU Yaqing， LI Linpeng， WU Zhenxin. A study on methods for updating an inputoutput matrix and the application [J].Chinese journal of management science， 2015， 23（11）： 706-710.]

[14]范英，張曉兵，朱磊. 基于多目標(biāo)規(guī)劃的中國(guó)二氧化碳減排的宏觀經(jīng)濟(jì)成本估計(jì)[J].氣候變化研究進(jìn)展，2010， 6（2）： 130-135. [FAN Ying，ZHANG Xiaobing，ZHU Lei. Estimating the macroeconomic cost of CO2 emission abatement in China based on multiobjective programming[J]. Advances in climate change research，2010，6（ 2） ： 130-135.]

[15]陳詩(shī)一. 節(jié)能減排與中國(guó)工業(yè)的雙贏發(fā)展： 2009—2049[J]. 經(jīng)濟(jì)研究，2010（3） ： 129-143.[CHEN Shiyi. Energysave and emissionabate activity with its impact on industrial winwin development in China： 2009-2049[J]. Economic research journal，2010（3） ： 129-143.]

[16]李忠民，陳向濤，姚宇. 基于彈性脫鉤的中國(guó)減排目標(biāo)缺口分析[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境，2011，21（ 1） ： 57-63. [LI Zhongmin，CHEN Xiangtao，YAO Yu. Gap of emission reduction targets： analysis based on elastic decoupling of China[J].China population，resources and environment， 2011，21（ 1） ： 57-63.]

[17]原毅軍， 董琨. 節(jié)能減排約束下的中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題研究[J]. 工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)， 2008， 27（8）： 53-55. [YUAN Yijun，DONG Kun. Research on the optimization problem of industrial structure in China under energy conservation and emission reduction[J]. Journal of industrial technological economics， 2008， 72（8）： 53-55.]

[18]孫耀華，李忠民. 中國(guó)各省區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放脫鉤關(guān)系研究[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境，2011， 21（5） ：87-92.[SUN Yaohua，LI Zhongming. Analysis on the decoupling relationship between carbon dioxide emissions and economic growth[J].China population， resources and environment， 2011， 21（5） ：87-92.]

收稿日期：2016-09-29

作者簡(jiǎn)介：張恪渝，博士后，主要研究方向?yàn)橛?jì)量經(jīng)濟(jì)方法與CGE模型。Email：zkyjesu@126.com。

通訊作者：楊軍，博士，教授，博導(dǎo)，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)理論與政策和CGE模型建模。Email：yangjunuibe@163.com。

基金項(xiàng)目：國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“中國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)及其量化模型研究”（批準(zhǔn)號(hào)：14BTJ026）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“企業(yè)財(cái)務(wù)制度效率的自強(qiáng)化機(jī)制理論與實(shí)證研究”（批準(zhǔn)號(hào)：71572008）。