基于投入产出模型的居民消费品载能碳排放测算与分析

　　摘要:论文建立测算与分析居民消费品载能碳排放的投入产出模型，基于可比价投入产出序列表对中国居民消费品载能碳排放进行实证分析。研究表明，1992—2005年，我国居民消费品载能碳排放从33876×104tC增长至67940×104tC，增幅达1．0倍;其人均值从289.1kgC增长至519.6kgC，增幅为79.7%。居民消费碳排放的增幅远小于消费价值量增幅;居民消费碳排放占我国能源消费排放总量的比重波动下降。在排放结构方面，农业、食品类消费品的排放比重大幅下降，居住、交通、信息等服务性消费的排放大幅上升。居民消费品载能碳排放的城乡差距不断扩大，人均排放的城乡比从2.4增至4.0;在排放结构的变动上则表现出一定的趋同特征。我国居民人均消费排放水平远低于欧美发达国家的同期水平，1990年代的人均排放水平仅为美国的1/14，在欧洲国家的1/5至1/2之间。研究认为，通过优化消费结构带动产业结构调整以及促进排放强度降低，未来我国有可能在持续提高居民消费水平的同时，有效减缓消费排放。

　　关键词:碳排放;居民消费;消费品载能碳排放;投入产出分析

　　人文因素影响碳排放的主要途径是一定的生产与消费模式，并最终取决于消费。当前我国正处于社会转型时期，居民消费模式正发生着深刻变化。初步的计量经济学分析表明，近30a来我国居民消费对碳排放增长的贡献率约为35%。科学测算我国居民消费相关碳排放量，考察其规模与结构的变动特征、影响因素与发展趋势，对于提高碳减排决策的科学性与针对性无疑具有积极意义。

　　从国际范围来看，近年来我国碳排放逐年上升的态势已使我国面临越来越大的国际减排压力。现有的IPCC、UNDP和OECD等提交的7个全球CO2减排方案均为发达国家设计了比发展中国家高达数倍的人均未来排放权，将大大剥夺发展中国家的发展权益。同时，针对国际贸易中消费品生产与消费的地域分离所导致的“转移排放”现象，有研究者指出，是最终消费而不是生产，才是导致温室气体大量排放的根本原因。而未来排放权的分配应从人际公平的原则出发，强调优先满足人的基本消费需求，合理分配“碳预算”，实现人文发展。因此，通过国际比较正确判断我国居民消费相关碳排放的总体水平及其所处的历史阶段，评估合理的居民消费排放需求，可以为我国参与国际气候变化领域的谈判与合作提供一定的理论与实证依据，对于维护国家环境经济安全具有重要意义。

　　居民消费品载能碳排放是指居民消费品在其原料、生产、运输、销售及终端使用等环节中所承载的能源消耗导致的碳排放，涉及消费品生命周期的各个环节。由于消费品种类繁多、中间生产过程复杂，尤其是满足测算需求的数据资料匮乏，其载能碳排放的测算面临诸多挑战。现有研究居民消费品载能碳排放的方法可分为两大类:消费品生命周期分析(ConsumerLife-cycleAnalysis，简称CLA)与投入产出分析(Input-OutputAnalysis，简称IOA)。消费品生命周期分析方法在居民消费碳排放领域的应用目前仅有少量研究。

　　ShuiBin等利用CLA方法研究了1997年美国消费者行为与能源利用以及CO2排放量之间的关系，研究表明，美国能源消耗的28%、CO2排放量的41%来自居民家庭的直接消费，超过80%的碳排放可以归因于消费者的直接能源需求与间接能源需求。A.M.Reinders等的研究指出，消费品生命周期分析方法需要提供极其详尽的产品生命周期数据，包括产品的生产、储存、运输、消耗和回收利用等，这在很大程度上使该方法的应用受到限制。

　　投入产出模型从部门之间错综复杂的投入产出关系出发，将经济系统的实物运动与价值运动有机地融为一体，在消费品载能量的建模和计量研究方面具有独特的优势，是目前国内外研究居民消费品载能碳排放的主流方法。R.D.Kok等综合考察了基于投入产出分析的能源消费及其碳排放测算方法，将其分为三类:“基本投入产出能源分析”法、“投入产出+家庭支出”法及“混合能源分析”法。EleniPapathanasopoulou采用投入产出分析方法考察了1990—2006年居民消费模式的变动对希腊能源消费及其碳排放的影响，研究发现该阶段碳排放增长的60%可归因于居民消费。RosaDuarte等利用1999年西班牙的社会核算矩阵(SAM)及居民家庭调查数据，考察消费模式对CO2排放的影响，研究发现居民消费与碳排放之间的关联主要由收入水平决定，同时，收入增加导致的消费模式变化对降低碳排放具有一定的补充作用。

　　近年来一些研究者致力于探讨中国居民消费对能源需求及碳排放的影响。KuishuangFeng等采用IPAT模型对1949—2002年消费模式与技术进步对中国碳排放的影响进行了分区域的比较研究，认为未来引导居民消费模式向可持续方向发展对于中国减缓碳排放具有重要意义。GolleyJane等对2005年中国各产业部门的能源与产出数据以及家庭消费模式的研究表明，中国城市家庭间接能源需求占全行业能源需求总量的份额为32%。

　　WeiYiming等采用CLA方法分析了1999至2002年中国城乡居民消费行为对终端能源消费及CO2排放的影响，研究表明，每年有30%的碳排放是直接由居民的消费行为产生的，居民的间接能源消费量是其直接能源消费的2.44倍。

　　由于数据与方法的限制，目前对中国居民消费品载能碳排放的研究尚有一些不足之处。如文献在研究居民食品消费对碳排放的影响中，将食品中的碳含量等同于碳排放量的测算方法值得商榷;再如文献基于投入产出表研究了居民终端消费的CO2排放，但其城乡对比的计算结果尚有待检验。另一方面，现有基于投入产出方法对中国居民消费碳排放的研究大多采用现价投入产出表进行测算，由于价格波动因素的影响，不同年份间的可比性较差。

　　本文建立居民消费品载能碳排放测算的投入产出模型，基于可比价投入产出序列表，对1992—2005年我国居民消费品载能碳排放进行实证分析，力求消除价格波动影响，真实反映消费品载能碳排放的规模与结构的变动特征。在此基础上分析其影响因素，并进行城乡对比与国际比较，以期为居民消费领域低碳发展的政策决策提供一定的理论与实践依据。

　　1、研究方法与数据

　　投入产出分析的主要内容是编制棋盘式的投入产出表和建立相应的线性代数方程体系，构成一个模拟现实的国民经济结构和社会再生产过程的经济数学模型。投入产出表能定量反映各经济部门之间的相互依赖关系，并提供了城乡居民在各经济部门的消费支出，这为研究居民消费品载能碳排放提供了便利。

　　本文测算居民消费品载能碳排放的投入产出模型表达为:CFc=CI(I－A)－1Yc(c=0，1)(1)式中:以下标c区分居民的城乡结构，c=0表示农村居民，c=1表示城镇居民;CI是由投入产出表中各部门单位总产出碳排放量组成的行向量;A为投入产出表中的直接消耗系数矩阵;Y是由投入产出表中居民对各类消费品的最终消费量列向量转换而成的对角矩阵;CF为各类居民消费品载能碳排放行向量。由投入产出模型可知，(I－A)－1为列昂惕夫逆矩阵(亦称完全需要系数矩阵)，表征部门中间生产需求结构，即该部门增加一个单位的最终需求时，对国民经济各个部门的完全需要量。因此，列昂惕夫逆矩阵的变化会影响产品中间生产过程对能源消耗的需求变化，并最终影响居民消费品载能碳排放的变化。

　　我国现有统计体系中的《中国投入产出表》、《中国能源平衡表》及《工业分行业终端能源消费量表》提供了进行居民消费品载能碳排放投入产出分析的数据基础。《中国能源平衡表》采用矩阵形式，将能源按可供消费量、加工转换投入产出量、损失量、终端消费量等分类列出，比较全面地反映了我国历年的能源生产与消费的宏观情况。但其只按产业门类进行粗线条分类，不能反映产业内部，尤其是工业生产各部门的能源消费情况。《工业分行业终端能源消费量表》则比较详细地反映了各工业部门一次能源及经过加工转换的二次能源的消费数量，可作为消费品载能量测算的有效依据。因此，本研究中对中国能源平衡表进行了工业部门扩展，将工业分行业终端能源消费量编入能源平衡表的对应栏目，得到反映全行业各部门产品及服务的能源平衡关系。测算中首先将上述三种表格进行部门归并，建立起部门投入产出与能源消耗的一一对应关系。对归并后的投入产出表，需重新计算投入产出系数矩阵A，其计算表达式为:A=a11…a1n…aij…an1…=x11X1…x1nXn…xijXj…xn1X1…xnn(2)式中:Xj为归并后的j部门的总产出价值量，xij为j部门生产需要消耗i部门产品的价值量。

　　由此可知，aij即为j部门单位总产出中对i产品消耗的价值量，直接反映了两个部门产品的经济联系。

　　对归并后的能源平衡表重新计算各部门终端能源消费量及能源结构(包括各类化石能源的终端消费与电力、热力能源消费所转换的化石能源量)，在此基础上计算各部门碳排放量，其计算表达式为:CE(i)=ΣPp=1{kp×［ECfp(i)+ECcp(i)］}(3)式中:参数i为部门代码，k为碳排放系数;CE表示能源消费碳排放量;EC表示能源表观消费量;上标f代表一次能源;c代表被转换的能源;下标p为一次能源种类代码;P为一次能源种类总数。

　　根据式(3)，由扩展的能源平衡表中的部门终端能源消费量计算其碳排放量。由部门碳排放量与归并后的投入产出表中部门总产出价值量的比值得到部门单位总产出碳排放量。在此基础上，结合投入产出表中城乡居民在各部门的最终消费价值量，以及投入产出直接消耗系数矩阵，建立如式(1)所示居民消费品载能碳排放的投入产出模型，即可进行相应测算与分析。

　　本研究的主要数据资料来自相关年份的《中国投入产出表》、《中国能源平衡表》及《工业分行业终端能源消费量表》。考虑到由于价格的波动，不同年份现价投入产出表的可比性较差，为了满足时间序列分析的需要，本文采用国家统计局与中国人民大学合作编制的1992、1997、2002和2005年4个年份的可比价投入产出序列表进行测算。该表将国民经济划分为33个部门，通过编制现价序列表和价格指数，以2000年价格为基准，采取缩减的方法计算得到。通过与能源平衡表及工业分行业终端能源消费量表的对比分析，按产品用途、耗能模式相近的原则，将所有部门(行业)归并为可平行比较的14个部门，对归并后的部门重新计算投入产出直接消耗系数矩阵。对实物量能源数据进行标准量折算，其中，电力数据根据测算得到的火力发电标准煤耗率及电力生产的能源结构折算相应的化石能源标准量。各类化石能源碳排放系数采用国家发展和改革委员会能源研究所采纳的数据。