碳中和
——基于省際及產業部門的實證分析背景下長江經濟帶碳足跡測算

李世祥，康契瀛

（中國地質大學（武漢） 公共管理學院，湖北 武漢 430074）

21世紀是人類歷史上二氧化碳排放增長幅度最快的時期，全球變暖成為世界各國面臨的重要難題。2006年起，中國正式超過美國成為全球最大的碳排放國，高速增長的碳排放引起的是環境劇烈惡化，我國正面臨巨大的減排壓力。2020年9月22日，習近平主席在第七十五屆聯合國大會上宣布中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。自此，“碳達峰、碳中和”成為生態文明建設整體布局中至關重要的一環。碳足跡是一個人或團體的“碳消耗量”，是指企業機構、活動、產品或個人通過交通運輸、食品生產和消費以及各類生產過程等引起的溫室氣體排放的集合。區別于碳排放研究，碳足跡的研究更偏向于對碳排放活動背后的人類行為進行分析，還包含了在社會歷史進程中生產活動產生的直接或間接的碳排放問題。如期落實碳達峰的要求，需要將減排責任落實到每一個地區。長江經濟帶是我國具有國際影響力的內河經濟帶，也是生態文明建設的先行示范帶。覆蓋自云南至上海的11個省市，面積約占全國總面積的四分之一，人口和生產總值均超過全國的40%，推動長江經濟帶發展是我國重要的區域發展戰略部署，是黨中央做出的重大決策。厘清長江經濟帶的碳足跡對實現我國節能減排，如期完成“碳達峰、碳中和”目標具有重要意義。本研究以長江經濟帶沿線11省市為研究區域，采用多區域投入產出模型計算長江經濟帶沿線省市的碳足跡，并對區域重點行業的碳足跡進行分析，對不同區域不同行業之間的碳足跡關聯進行探究并思考其影響因素，為推進長江經濟帶高質量協同治理、推進產業優化調整、加強減排提供理論依據。

1 文獻綜述

長江經濟帶碳足跡的現有研究大多聚焦于長江經濟帶沿線省市碳排放的角度，主要從以下四個方面展開。

（1）將碳排放的測度問題與綠色可持續發展相結合。例如李強和左靜嫻[1]運用STIRPAT模型預測長江經濟帶未來的碳排放峰值，田澤等[2]利用廣義迪氏指數分解法和STIRPAT模型指出長江經濟帶區域若利用高減排模式，碳達峰時間則會提前到來，并證明了經濟中增長、碳排放高減排模式是實現減排目標的最優路徑。

（2）關于碳排放量的影響因素分析，例如碳排放量與能源消費、經濟增長和地區人均生產總值等因素之間的影響關系。如羅芳等[3]基于Tapio脫鉤模型和結構分解分析從生產端和消費端兩個層面分析了長江經濟帶碳排放與經濟增長之間的影響因素。王若梅等[4]借助Kaya恒等式和LMDI分解方法，提出控制碳排放要綜合考慮水、土、能源要素。邢紅[5]通過證明長江經濟帶EKC曲線的存在驗證了長江經濟帶經濟增長和能源利用強度是推動碳排放增加的最關鍵因素。

（3）碳排放區域差異性的問題研究，這部分的研究主要側重在碳排放的空間特征。李建豹和黃賢金[6]通過碳排放影響因素空間面板模型的構建表明人口總量是長江經濟帶碳排放時空角度影響的決定因素。苑韶峰和唐奕鈺[7]基于Landsat TM影像，從經濟貢獻、生態承載以及二者耦合關系探討了長江經濟帶區域土地利用碳排放的空間差異，為長江經濟帶區域低碳發展提供了土地方面的建議。

（4）區域內碳排放現狀及其影響因素問題。李強和左靜嫻[8]采用灰色關聯分析方法對長江經濟帶碳排放強度與產業結構之間的關系進行探究。曹俊文和曾康[9]從時間和空間兩個維度證明了第二產業是長江經濟帶碳排放差異的主要來源，提高第二產業利用率，促進產業升級是緩解碳排放增長的關鍵途徑。

現階段對碳足跡的研究方法可分為兩類。一是生命周期法，是對產品進行自開始至結束的過程進行計算的方法，適用于不同尺度的碳足跡核算。二是投入產出法（IO），利用投入產出表提供的信息計算經濟變化對環境產生的直接和間接的影響。根據研究方法的不同國內外學者對碳足跡的研究呈現出百花齊放的態勢。例如Gül[10]運用投入產出模型，對土耳其可再生能源的消費政策進行分析。在國際層面，杜麗娟等[11]構建投入產出模型對中匈貿易隱含碳進行測算并做出分析；在國家層面，索成等[12]通過多區域投入產出模型的分析，計算京津冀及周邊地區之間貿易關系隱含的二氧化硫排放。投入產出模型成為評估部門間碳足跡的主流方法。

綜上所述，這些成果為本文的研究提供了基礎和借鑒，然而現有研究的切入點和內容仍存在局限性。首先是對碳排放過于聚焦而忽略對碳足跡的研究，導致碳足跡方面的成果非常稀少。碳足跡相較于碳排放來說研究方向更加宏觀，碳排放是碳足跡過程中的一個部分，確定碳排放量是研究碳足跡行為的第一步。其次是現有研究都將長江經濟帶看作一個整體進行分析研究。長江經濟帶各地區碳足跡之間的聯動并不是簡單的地理位置，還受到不同省市的地區政策、市場貿易等多方面因素影響，省域之間是一種復雜的網絡化關系。將長江經濟帶看成一個整體進行核算分析是片面的，沒有分析區域內部之間相互影響的因素，缺乏對不同區域不同行業之間碳足跡的關聯度進行探索。

2 研究方法與數據來源

2.1 研究方法

投入產出法最早由美國學者里昂惕夫（Wassily Leontief）提出。多區域投入產出模型（MRIO）是展示區域間、行業部門間投入和產出平衡的經濟學模型。本研究采用中國2017年31個省份（港澳臺地區除外）42個部門區域間投入產出表進行模型構建，為了研究的結果便于分析展示，根據部門行業特征和性質進行分類整合，將全國42個部門合并為12個行業，行業合并結果對照圖如表1所示。在投入多區域投入產出模型中，存在：

為了將其轉化為經濟分析模型，則需要引入直接消耗系數。直接消耗系數是用j部門的總投入xj去除該產品部門生產經營中所直接消耗的i部門的貨物或服務的價值量xij，表達式為：

表1 中國多區域投入產出表42行業合并為12行業名稱對照表

式中：aij的值介于0和1之間。將公式（2）和公式（1）相結合并展示為矩陣形式：

式中：X代表總產出矩陣，(I-A)-1為里昂惕夫逆矩陣，F表示最終需求矩陣。該模型即為投入產出法的基本模型。將碳足跡研究與投入產出模型結合就需要引入直接碳排放系數，即單位產出的直接碳排放量：

式中：E為直接碳排放系數矩陣；為m地區j部門的直接碳排放系數；表示m地區j部門的直接碳排放量，表示為m地區j部門的總產出。則碳足跡C的最終表達式為：

2.2 數據來源

由于我國地區投入產出表每五年進行一次編制，最新的年份為2017年?；诖?，本文以2017年全國投入產出表為底編制了長江經濟帶11省市（貴州、云南、四川、重慶、湖北、湖南、江西、安徽、浙江、江蘇、上海）投入產出表，數據核算內容均來自統計局發布數據。公式（4）和公式（5）中使用的二氧化碳排放數據依據為《IPCC國家溫室氣體排放清單指南》，核算數據來源為《中國能源統計年鑒2017》。首先整理11省市化石燃料的消費數據，根據各省市能源平衡表將能源消費量進行拆分，得出11省市不同部門的化石能源消費數據，其次根據《IPCC國家溫室氣體排放清單指南》提供的二氧化碳排放因子計算得出不同省市不同部門的二氧化碳排放量，再由公式（4）計算得出直接碳排放系數。

3 實證分析

3.1 長江經濟帶沿線11省市區域間碳足跡分析

區域部門生產活動是為了滿足本地區和周邊區域外地區產品和服務的消費。2017年全國碳足跡總量為299×107噸，長江經濟帶沿線11省市碳足跡占全國的30%。長江經濟帶沿線省市內部貿易和生產消費活動是導致國內碳足跡上升的主要原因之一?；诖?，本文主要分析長江經濟帶沿線省市碳足跡，后文提及長江經濟帶沿線11省市生產和消費端二氧化碳排放僅包含為滿足長江經濟帶區域內部生產和消費所導致的部門產業二氧化碳的排放。

圖1和圖2對比了長江經濟帶沿線11省市生產和消費視角下碳足跡和區域貢獻?？傮w來說，11省市對其各自省市內部的依賴程度最高，大部分的碳排放都源自本地區內部，本省生產、消費引起的碳排放占各自碳排放總量的85%～95%。如圖所示：上海、江蘇、江西和重慶的生產端二氧化碳排放高于消費端二氧化碳排放貢獻，屬于碳排放調出地區；浙江、湖北、湖南、四川、貴州和云南的消費端二氧化碳排放高于生產端二氧化碳排放貢獻，屬于碳排放調入地區。從圖中可看出江蘇的生產端碳排放明顯高于消費端碳排放的貢獻，證明江蘇對長江經濟帶其他省市的支援程度較強，其內部生產端碳排放量占碳排放總量的84%。湖南、四川、貴州和云南的消費端碳排放明顯高于生產端碳排放，表明這4個省份對其他7個省市的依賴程度較高。其中，湖南對江蘇的依賴程度最高，其消費端碳排放總量中有2.95×106噸來自江蘇，其次是浙江、安徽和上海，消費端碳排放分別有1.28×106噸、1.27×106噸和1.21×106噸來源于這3個省市，4個省份的碳排放占湖南外部消費量的64%。重慶在區域間二氧化碳排放調出、調入基本持平。

3.2 長江經濟帶沿線11省市區域間行業碳足跡分析

區域間二氧化碳排放的轉移主要是由區域內各個行業間產品貿易流通活動導致。圖3展示了長江經濟帶沿線11省市12個行業間生產端和消費端碳足跡對比以及行業和區域貢獻。如圖所示，2017年，能源動力業、服務業、交通運輸業和裝備制造業是長江經濟帶沿線省市二氧化碳排放的主要行業來源，分別產生了23.29×107噸、11.57×107噸、10.30×107噸和10.16×107噸的二氧化碳排放量，占區域排放總量的27%、13%、12%和11%。由于這些重點行業的特殊性，即為其他行業提供原材料、動力和運輸支持，處于產業鏈的最上游，其生產端碳排放用于自身行業消費的部門非常少，大部分的碳排放是為其他行業提供中間產品所引起。從區域間的貢獻來看，江蘇主導了能源動力業和金屬冶煉與制品制造業生產端的碳排放，分別貢獻各行業生產總量的21.6%和35.3%，安徽對能源動力業的貢獻也不容小覷，占能源動力業總量的18.4%。湖南對裝備制造業的貢獻在長江經濟帶沿線城市中最大，占其總量的58.3%。對交通運輸業貢獻較大的是上海，其二氧化碳排放占交通運輸業總占比的15.8%。貴州則是對服務業貢獻較為突出，占其總量的27.8%。

圖1 2017年長江經濟帶沿線11省市生產和消費視角碳足跡

圖2 2017年長江經濟帶沿線11省市生產和消費視角碳足跡貢獻占比

圖3 2017年長江經濟帶沿線11省市生產端和消費端二氧化碳排放量對比及貢獻

從消費視角來看，長江經濟帶沿線省市服務業和能源動力業的二氧化碳排放遠超其他產業，分別貢獻了18.2×107噸和17.3×107噸，占區域全部門消費端碳排放總量的20.7%和19.7%。服務業的消費端碳排放主要是為了滿足自身行業需求和能源動力業，分別占其總量的50.4%和14.9%。能源動力業的消費端碳排放大部分來源于自身內部，內部消費占其總量的90.0%。第二排放集團是裝備制造業、交通運輸業、金屬冶煉與制品制造業和石化與化工業。分別占11.6%、10.4%、9.7%和7.7%。從區域貢獻來看，江蘇依然主導能源動力業和金屬冶煉與制品制造業的消費端碳排放，分別貢獻各行業消費總量的23.3%和30.9%，并且在裝備制造業、石化與化工業有較突出的貢獻。湖南相較于其他產業的消費端碳排放，裝備制造業消費端碳排放獨占鰲頭，占該部門消費端碳排放總量的39.0%。上海相比于其他省市在交通運輸業消費端碳排放貢獻較高，占其總量的16.2%，服務業則呈現“百花齊放”的態勢，貴州、湖南、湖北、四川和上海的貢獻較為突出，分別占其總量的16.4%、14.6%、12.8%、11.1%和10.1%。

3.3 長江經濟帶沿線11省市區域間重點行業碳足跡分析

促進長江經濟帶沿線11省市產業間交流與合作是控制地區碳足跡的有效措施，也是長江經濟帶綠色發展的重中之重。本節以前文提及的4個重點行業：裝備制造業、能源動力業、交通運輸業和服務業為研究對象，著重解析長江經濟帶沿線省市行業間的貿易流通對重點行業碳足跡的影響（圖4）。

（1）裝備制造業。裝備制造業是為各部門進行簡單生產和擴大再生產提供裝備的各類制造業的總稱，是工業的核心部分，是支撐國家綜合國力的重要基石。圖4（a）展示了長江經濟帶沿線11省市之間產品貿易流通引起的裝備制造業二氧化碳的排放。由于裝備制造業是湖南的支柱產業之一[13]，是長江經濟帶乃至全國重要的工業基地，在長江經濟帶區域承擔非常重要的支撐作用。湖南裝備制造業的消費端碳足跡占全區域內碳足跡的40.9%。第二集團則是由湖北、江蘇、安徽和四川4個省份組成，分別占比為10.3、10.1%、9.4%和8.6%。第三集團是上海和浙江，占比為6.9%和5.5%。江西、貴州、重慶和云南由于地理位置和資源稟賦等問題，對裝備制造業消費端的貢獻較少，總占比為8.1%。

圖4 2017年長江經濟帶沿線11省市重點行業消費端碳足跡

據核算，湖南裝備制造業5.93×107噸的碳排放是由其他區域消費所引起，貢獻了區域間裝備制造業碳足跡的58.3%。發達的裝備制造業主要是為了滿足區域內其他省市的裝備制造業、能源動力業、交通運輸業和金屬冶煉與制品制造業的消費需求。貴州、安徽、江蘇、重慶和浙江的消費引起其他省市裝備制造業的碳排放遠高于其區域內裝備制造業的碳排放，前者分別為后者的7.2倍、5.6倍、2.2倍、2.1倍和1.3倍。其中，貴州對其他區域裝備制造業的碳排放貢獻主要集中在能源動力業、金屬冶煉與制品制造業、交通運輸業和服務業的消費活動，安徽對其他省市裝備制造業的碳排放貢獻主要由能源動力業、建筑業和交通運輸業消費活動引起。

（2）能源動力業。能源動力業是開發利用自然界中各種能量資源及其轉變為二次能源的工業生產部門。對于國民經濟的發展具有十分重要的作用。圖4（b）展示了長江經濟帶沿線11省市之間產品貿易流通引起的能源動力業二氧化碳的排放。能源動力業是我國現階段發展的重點產業，長江經濟帶作為我國核心樞紐，對能源動力業的發展非常重視。然而，高速的發展離不開高排放的產生，2017年，長江經濟帶沿線11省市間貿易引起能源動力業的碳排放為17.3×107噸。新中國成立以來，江蘇能源行業以火電為主，水火電并舉并適當發展核能，并在新能源汽車領域有所建樹，因此成為國內能源動力業大省。江蘇能源動力業的消費端碳足跡占長江經濟帶全區域內能源動力業消費端碳足跡的23.3%。安徽煤炭資源較之長江經濟帶其他省份來說非常豐富，全省含煤面積約為1 800平方千米，約占全省總面積的12.9%，能源動力業消費端碳足跡占長江經濟帶全區域內能源動力業消費端碳足跡的13.7%。由于地理位置和省市定位的原因，重慶和云南對能源動力業消費端碳足跡的貢獻較少，總占比為5.1%。

據核算，能源動力業大省江蘇4.05×107噸的碳排放是由其他區域消費所引起的，貢獻了區域間能源動力碳足跡的26.0%。因此可以看出，江蘇能源動力業生產端的碳排放主要是為其消費端提供需求。對其他省市而言，安徽、湖北、四川和湖南的生產端碳排放量遠大于消費端，前者為后者的1.9倍、1.5倍、1.4倍和1.4倍。4個省份對其他省市能源動力業的貢獻主要由金屬冶煉與制品制造業、裝備制造業、非金屬礦物制品業和服務業消費活動引起。

（3）交通運輸業。長江全長6 387千米，是世界第三長河，是貨運量位居全球內河第一的“黃金水道”，也是貫穿東、中、西部的水路交通大通道，在流域綜合運輸體系中具有重要地位。圖4（c）展示了長江經濟帶沿線11省市之間產品貿易流通引起的交通運輸業二氧化碳的排放。交通運輸業不僅是國民經濟的基礎產業，而且是關聯度極高的產業，不僅實現著商品跨地域流動，而且承擔著協調產業布局、帶動經濟落后地區發展、帶動上下游產業發展的任務。2017年，長江經濟帶沿線11省市間貿易引起交通運輸業的碳排放為9.2×107噸。由于交通運輸業的特性，除其自身內部的依賴外，對能源動力業和服務業的依賴程度較高，其消費端碳足跡對交通運輸業消費端總碳足跡占比分別為7.0%和3.6%。

上海港是我國內陸地區最大的樞紐港之一，具有頂級規模的綜合交通運輸網絡，運輸方式多樣，主要分為公路運輸、鐵路運輸、水路運輸、航空運輸以及軌道運輸5種運輸方式。上海港擁有35個客運站和1 611條長途班線，使得運輸的貨物能輕松抵達國內14個省市下轄的660個區域。浙江則是以海上客運為主，2019年，交通運輸部確定浙江為第一批交通強國建設試點地區。湖北以內河航道和航空運輸為主，其省會武漢市更是自古以來有“九省通衢”的名號，武漢天河機場是華中地區規模最大、功能最齊全的現代化航空機場。這3個省市的交通運輸業碳足跡占長江經濟帶全區域內交通運輸業消費端碳足跡的39.1%。

交通運輸業的碳足跡貢獻主要是由能源動力業、服務業、金屬冶煉與制品制造業和裝備制造業的消費活動引起。由于上海、浙江和江蘇位于沿海地區，地理位置優勢突出，對交通運輸業的消費端碳排放貢獻較高。其余省市地理位置優勢不明顯，交通運輸業碳足跡貢獻差異并不是很大。江西四面環山、交通閉塞、鐵路線較之其他省份較少、公路質量差、內河貨運發展與現階段流量不匹配，導致江西交通運輸業碳足跡消費占比低下。

長江經濟帶沿線11省市中，僅有江蘇和湖南兩省在交通運輸業方面消費端碳足跡高于生產端碳足跡，證明區域內交通運輸業的總碳足跡是調出的，區域內交通運輸業對其他產業的發展起正向作用。

（4）服務業。服務業也叫第三產業，指從事服務產品的生產部門和企業的集合，是經濟發展到一定階段的必然產物。2019年，服務業成為我國最大的產業，是推動中國經濟增長最重要的動力。圖4（d）展示了長江經濟帶沿線11省市之間產品貿易流通引起的服務業二氧化碳的排放。2017年，長江經濟帶沿線11省市間貿易引起服務業的碳排放為18.22×107噸。由于服務業與其他產業之間存在高關聯性，其自身消費端碳足跡僅占總量的50.4%，對其他產業的依賴程度較高。長江經濟帶服務業經濟增長走勢與碳排放增長走勢大體保持一致，其中，上海金融業綜合水平處于領先地位，江蘇、浙江、湖北服務業發展潛力較大[14]。

從地區視角出發，貴州服務業消費端碳足跡的占比最高，為17.6%，并且對其他產業的依賴程度不高，僅為貴州服務業消費端碳足跡的6.5%。旅游業是湖南經濟發展的重要引擎，湖南服務業消費端占全區域服務業消費端碳足跡的15.1%。然而湖南服務業對其他部門的依賴程度與自身服務業消費的依賴程度近于持平，其中，裝備制造業對服務業消費端碳足跡的貢獻為24.1%。江蘇服務業消費端碳足跡對其他產業的依賴程度最高，其他部門消費活動引起的碳足跡貢獻占江蘇服務業消費端碳足跡總量的94.7%。

4 結論與政策建議

從研究結果來看，引起長江經濟帶沿線11個省市各類生產碳排放的重要來源是產品貿易流通。因此，以產品貿易流通高質量化、高端化、精細化來管理生產碳排放為切入點，應進一步加快長江經濟帶沿線省市之間的產業合作，提高區域內整體產業結構的升級。同時，為鼓勵區域間先進生產和污染控制技術的共享化，實現生產排放整體降低，應制定相關的激勵政策。

（1）以基礎設施建設為基礎。由前文研究可知，當前，長江經濟帶仍處于東中西部發展不均衡的狀態，尤其是區域間的基礎設施仍存在較大差距?；A設施建設具有擴大總體內需、促進產業轉型升級、釋放區域潛在需求的作用，多年來一直是我國地方政府維持經濟活力的主要方式?？茖W有效地利用好基礎設施結構優化帶來的乘數效應，以長江水道為依托，推進航空、鐵路的建設，打造立體化的交通結構。進一步推進省域之間基礎設施的互聯互通，打造高質量一體化的現代交通運輸體系，將有力推動新時代發展格局的形成。

（2）以產業合理布局為骨架。長江經濟帶現階段產業融合水平整體偏低，整體碳足跡更依賴于產業內部的生產和消費。我國應針對這一現狀，加快長江經濟帶戰略推進的速度，促進長江經濟帶沿線省市產業布局合理化，促進產業之間相互融合的速率，優化碳排放的輸入和輸出方向。此外，應發揮下游的增長極作用，帶動中上游產業的融合發展。

（3）以綠色發展為總抓手。以綠色發展、協調區域利益為導向，適度增加公共產品投入力度和政府生態環境保護力度，構建長江經濟帶上游以預防性協同發展為主、中游以保護性協同發展為主、下游以治理為目標的協同發展為主的綠色發展政策。逐步建立長江經濟帶上中下游的碳補償方法，構建長江經濟帶沿線省市碳排放治理成果共享機制。