实现碳达峰的阶段性与有效路径研究
——基于绿色GDP 核算视角

孙 颖 范 金 贾卫国

（南京林业大学经济管理学院， 南京 210037）

2020 年9 月22 日， 习近平主席在联合国大会上提出， 中国将提高国家自主贡献力度， 采取更加有力的政策和措施， 力争于2030 年前达到二氧化碳排放峰值， 在2060 年前实现碳中和［1］。 此后， 在中央和地方各级的“十四五” 规划中， “双碳” 目标被列为重要内容之一， 这充分显示了中国在全球气候治理中的大国担当和责任。 “双碳”目标贯穿于生产、 分配、 流通、 消费等国民经济整个环节， 并将深刻影响下一步全球产业链的重构、 重组和新的国际标准。

2022 年10 月， 党的二十大报告特别强调“立足我国能源资源禀赋， 坚持先立后破， 有计划分步骤实施碳达峰行动”［2］。 这就在客观上要求科学测度绿色GDP 中碳减排的阶段性和有效性。2021 年12 月的中央经济工作会议和2022 年《政府工作报告》 也为实现“双碳” 目标指明了治理方向， 即“推动能耗‘双控’ 向碳排放总量和强度‘双控’ 转变， 完善减污降碳激励约束政策，加快形成绿色生产生活方式”［3］。 由此可见， 将“有序实现能耗 ‘双控’ 向碳排放总量和强度‘双控’ 转变” 与现有绿色GDP 核算相结合， 有助于贯彻党的二十大精神， 为“有计划分步骤实施碳达峰行动” 提供决策参考依据。

绿色GDP 是反映GDP 与资源环境之间融合和内生化， 且已被证明为行之有效的国民经济核算工具［4－7］。 本文预测了基准情景、 低碳排放情景和高碳排放情景3 种情景下中国实现碳达峰的可能路径， 以及中国工业细分行业的碳达峰情况，并对中国的碳排放阶段进行了合理划分； 构建了一个以实现碳达峰目标为核心、 具有明确投入产出关系的绿色GDP 核算理论框架。

1 实现碳达峰的情景预测与中国碳排放的阶段划分

1.1 实现碳达峰的情景预测

不失一般性， 本文假设CO2排放量为I， 公式为：

其中，α是模型系数；P表示人口数；A表示人均财富；T表示技术水平， 用碳排放强度为代理变量［8］；ξ为随机误差。

借鉴已有研究［9，10］， 本文设定了3 种情景：基准情景、 低碳排放情景和高碳排放情景， 并采用蒙特卡洛模拟以体现碳排放的趋势性和随机性特征［11］， 计算结果见图1。 利用STIRPAT模型构建细分行业碳达峰预测模型， 因考虑到目前碳排放主体在于工业部门， 故根据《中国国民经济行业分类》 （GB／T 4754－2017）， 结合投入产出表分类， 对工业部门15 个行业进行预测， 预测结果见表1。 其中， 煤炭开采和洗选业、 石油和天然气开采业、 矿产采选业可以合为采矿业； 食品饮料及烟草制品业、 纺织及服装业、 木材加工及家具制造业、 造纸印刷及文教体育用品制造业可以合为轻纺工业。

图1 中国碳排放峰值预测（单位： MT）

表1 工业细分行业的碳排放达峰情景 单位： MT

（1） 基准情景。 整体碳排放在2032 年达到峰值， 碳排放峰值为12293MT。 具体到细分的工业行业， 减碳压力较大的行业有采矿业、 石油加工和炼焦业、 非金属矿物制品业、 金属冶炼及压延业。 另外， 按照这一情景的预测， 建筑业、 轻纺工业、 化学工业可以实现在2030 年前碳达峰，不过这些行业碳排放占总体碳排放比重较小， 加总起来在2020～2030 年间平均占比12.66%。

（2） 低碳排放情景。 整体碳排放峰值提前到2027 年， 且峰值碳排放量相较于基准情景以及政策情景下降到11540MT， 所有细分行业均能实现2035 年前碳达峰。 这一情景下减碳压力较大行业不变， 但采矿业受影响较大， 相较于高碳排放情景， 采矿业达峰年份可提前11 年。

（3） 高碳排放情景。 整体碳排放峰值出现在2036 年， 碳排放峰值相较于基准情景增加至13569MT。 减碳压力较大的行业不变， 但这些行业峰值出现的时点较基准情景推迟， 峰值也相对较高。

1.2 阶段划分

对于中国碳排放的阶段划分， 参照曲格平（2013）［12］以及范金等（2019）［7］的研究， 结合中国碳排放总量变动情况， 同时在实际研究中考虑到以下事实： 中国于2002 年批准了《联合国气候变化框架公约》 和《京都议定书》， 同年加入了WTO； 2008 年全球陷入金融风暴， 中国政府出台4 万亿财政政策， 大力扶持基建建设， 刺激经济社会发展； 2012 年中国提出“创新、 协调、 绿色、开放、 共享协同” 五大发展理念； 2018 年联合国发布《全球升温1.5℃特别报告》， 世界各国纷纷做出碳中和承诺， 中国政府参与全球气候治理态度愈加积极； 2020 年中国政府做出“30－60” 郑重承诺， 明确释放“碳达峰” “碳中和” 目标的政治信号。 在此， 本文将中国加入WTO 后二氧化碳污染及治理划分为两大阶段， 并又将每一大阶段划分为两小阶段， 具体划分见图2。

图2 中国加入WTO 后二氧化碳污染及治理的阶段划分

Ⅰ阶段（2002 ～2012 年）， 中国是全球碳减排治理的被动接受者。 这一时期， 中国急于提升自身国际地位， 不得不参与全球气候治理行动， 但对于二氧化碳减排带来的成本却又不堪负重。 同时，这一阶段又可细分为两小阶段：Ⅰ.1 阶段（2002 ～2008 年）， 碳排放爆发阶段。 人口红利、 制度红利， 伴随2002 年加入WTO 的开放红利， 得到集中释放和爆发， 一个极具规模的世界工厂初具成型， 同时， 因为过度依赖红利， 中国经济在这一阶段处于粗放式增长状态；Ⅰ.2 阶段（2008 ～2012年）， 碳排放空中加油阶段。 面对全球经济危机，中国政府激流勇进， 以4 万亿政府投资为主导，继续推进全球化进程， 巩固和发展了世界工厂地位。 这一阶段， 随着全球化进程的加快， 环境问题已从区域性、 局部性向全国性、 整体性演变，成为制约发展的中心问题和主要障碍， 由图2 可以明确看出， 全时段Ⅰ.2 阶段的斜率最为陡峭，甚至胜于Ⅰ.1 阶段。

Ⅱ阶段（2012 年～）， 中国是全球碳减排治理的积极参与者， 这一时期中国国际地位不断攀升，中国乐于在参与气候行动中获得国际话语权。 该阶段， 中国二氧化碳排放量增速明显放缓。 这一阶段也可细分为两小阶段：Ⅱ.1 阶段（2012 ～2020年）， 碳排放降速换挡阶段。 中央在Ⅱ.1 阶段提出供给侧结构性改革， 进行“三去一降一补”，中国经济向新常态转换， 追求高质量增长， 拒绝高污染发展。 除此之外， 该时期中国多次强调“30－60” 迈向“双碳” 目标， 中国是全球碳减排治理坚定的推动者， 从上至下明确生态优先， 绿色低碳； Ⅱ.2 阶段（2020～2030 年）， 碳达峰阶段， 这是实现碳达峰关键期阶段。 考虑到新冠肺炎疫情叠加地缘政治带来能源价格大幅波动， 这些预期之外的突发扰动对实现“碳达峰” 目标已构成巨大挑战。 但也是一把双刃剑： 短期中国将加大使用高碳能源， 中期中国为顺利实现“30－60 双碳”目标， 会进一步提升新能源的决心和缩短进程。

1.3 不同阶段碳排放特征分析

为了明确各阶段特征， 本文又进一步计算了各阶段碳排放强度以及人地平均二氧化碳排放量的年均增长率， 在宏观上判断变化趋势。 如图3所示， 碳排放强度在2002 ～2020 年间呈下降趋势， 人地平均碳排放量则相反， 呈上升趋势但增速下降幅度较大。 从表2 来看， 各阶段我国碳排放强度年均增长率下降最快的阶段为Ⅱ.1 阶段，增长率下降最慢的则是Ⅰ.1 阶段； 各阶段人地平均二氧化碳排放量增长最快的是Ⅰ.1 阶段， 年均增长率达12.62%， 其次是Ⅰ.2 阶段， 年均增长率较上一阶段下降6.38%， 再次是Ⅱ.1 阶段， 年均增长率已经趋于平缓。

图3 2002～2020 年中国碳排放情况图

表2 2002～2020 年中国碳排放强度、 人地平均碳排放量年均增长率 单位：%

为展示出行业间互相传递的、 容易被忽略的间接碳排放量， 在此利用投入产出表计算出完全碳排放系数， 将其乘以直接碳排放量， 即可得到分行业完全碳排放量； 进一步将完全碳排放量分别和出口份额相乘， 就可了解到中国出口产品给本国造成的碳污染量。 表3 详细列出了中国各阶段分行业碳排放情况以及出口情况。

表3 中国各阶段分行业碳排放情况以及出口情况

续 表

阶段特征总结如下：

Ⅰ.1 阶段（2002 ～2008 年）， 碳排放爆发阶段。 表3 显示， 在Ⅰ.1 阶段， 中国加入WTO 后，成为碳排放的主要承受者， 这一阶段中国作为全球生产工厂， 不仅支撑起了庞大的本国消费者的需求， 还通过出口承担了大量碳排放责任。 伴随着Ⅰ.1 阶段的开放红利， 这一阶段出口占比份额较大的多为高能耗高碳排放行业产业， 如纺织与服装业、 机械设备制造业及其他制造业， 但其中三成左右都是因出口而产生。

Ⅰ.2 阶段（2008～2012 年）， 碳排放空中加油阶段。 Ⅰ.2 阶段碳排放强度下降速度增快， 人地平均二氧化碳排放量增速大幅放缓。 这一阶段是重要的转折阶段， 2008 年受全球经济危机影响，我国经济陷入滑坡。 这一阶段， 4 万亿财政政策稳住了经济下行趋势， 但也造成了部分行业产能过剩问题。 在该阶段房地产行业是经济高速发展的关键助力， 但于此背后的碳排放问题不容忽视。从表3 可以看出， 建筑业由Ⅰ.1 阶段至Ⅰ.2 阶段完全碳排放量增幅达27.39%。 Ⅰ.2 阶段经济增长主要依靠资本要素推动， 全要素生产率贡献微乎其微。 为解决这一问题， 中国政府采取空中加油的做法： 在经济增长率维持一定可容忍的水平下， 积极推进产业结构转换。

Ⅱ.1 阶段（2012～2020 年）， 碳排放降速换挡阶段。 2015 年中央工作经济会议中提出了以“三去一降一补” 为主的供给侧结构性改革， 其中最为关键的是去产能、 去库存， 即通过行政管理减少煤炭、 钢材、 水泥等产能过剩行业产量。 该阶段碳排放强度下降速度最快， 人地平均二氧化碳排放量增长趋于平缓。 而建筑业增长率相对较大，主要在于建筑业中的子行业——水泥行业。 水泥行业是二氧化碳排放的主要来源之一， 但由于水泥生产的规模及其生产过程的特点， 属于难减行业。 尽管如此， 在Ⅱ.1 阶段水泥产业产能也减缓增速， 并被优先纳入碳排放权市场交易， 中期来看这将倒逼排放成本较高的企业压缩产量， 在Ⅱ.2碳达峰阶段或可看到更加明显变化。

Ⅱ.2 阶段（2020 年～）， 碳达峰阶段。 该阶段是中国实现“双碳” 目标的关键阶段， 但全球能源系统正面临着巨大挑战与不确定性。 从能源供给角度， 俄乌冲突导致了能源短缺与价格上涨；从能源需求角度， 为复苏新冠肺炎疫情大流行所影响的经济活动， 能源消费急剧扩张。 能源供需失衡进一步提醒中国政府“双碳目标” 实现的全球战略意义； 另外， 在情景预测中， 唯有低碳排放情景才能实现碳达峰目标， 但低碳排放伴随着相对较低的经济增速。 然而， 中国作为全球最大的发展中国家， 经济发展的意义对中国来说至关重要。 因此， 可以将碳排放纳入经济核算体系，利用绿色GDP 量化中国经济韧性。

2 基于碳排放的绿色GDP 的测算

2.1 模型与数据

表4 为拓展碳排放的绿色非竞争型投入产出表， 其对应模型为：

表4 拓展碳排放的非竞争型投入产出表

式（2）、 （3） 用矩阵形式表示为：

整理可得：

二氧化碳排放的实物量以及经济价值均具有较高的研究价值， 故在拓展碳排放的绿色非竞争型投入产出模型基础上， 按照计量单位的不同，继续细分为实物型以及价值型拓展碳排放的绿色非竞争型投入产出模型。

实物型投入产出模型中以实物量作为单位，通过实物型投入产出模型可以得出各行业的完全碳排放量。 令国内i行业的直接二氧化碳排放量为Ei， 这部分数据可从中国碳核算数据库（CEADs）数据库（https：／ ／www.ceads.net.cn／）得到。 利用Leontief逆矩阵， 可进一步得到该部门的完全碳排放量Qi为：

价值型拓展碳排放的绿色非竞争型投入产出模型的关键在于将实物量转换为经济量的“碳的社会成本” 核定， 即某个时间点排放1 吨以上二氧化碳对经济造成的所有损害的预期折现现值。对此， 本文采用的是Nordhaus 综合评估模型（Integrated Assessment Models， IAMs）来确定每吨温室气体排放造成的边际损害成本［13］。

本文所用2002 ～2020 年非竞争型投入产出表， 除2017 年、 2018 年和2020 年来源于国家统计局国民经济核算司外， 其他年份均来自中国科学院预测科学研究中心， 少部分缺少年份通过插值法推算而得。 2002 ～2019 年二氧化碳排放量详细数据来源于CEADs 数据库， 其余年份二氧化碳排放量数据根据不同能源年消费量乘以相应的二氧化碳排放系数推算得到， 分部门二氧化碳排放量数据是按照各部门中间使用总量的比例拆分得来， 能源消费数据则来源于历年《中国能源统计年鉴》。

2.2 绿色GDP 核算与绿色增加值指数测度

从生产、 分配、 最终使用3 种不同的角度进行绿色GDP 核算， 即通过生产法、 收入法和支出法得到核算结果， 具体见表5。 从核算结果可以看出， 生产法和收入法核算的绿色GDP 偏差较小， 除2020 年偏差为2.28%， 其余年份偏差均在0.1%以内， 而以支出法核算的绿色GDP 与生产法核算结果偏差较大， 均在15%以上， 已经超过了统计误差的范围， 可能原因在于我国存在由于制度、 技术等原因而产生的在国民经济核算过程中未被观测核算到的经济活动。

表5 不同视角的绿色GDP 核算结果单位： 亿元

本文沿用范金等（2019）［7］的绿色增加值指数公式， 测算出中国加入WTO 至2020 年基于碳达峰目标的绿色增加值指数（见图4（a））， 同时列出2030 年基于低碳排放、 基准、 高碳排放情景的预测结果（见图4（b））， 得出以下结论：

图4 2020～2030 年我国绿色增加值指数演化趋势

2012 年是一个关键性转折点。 2002 ～2012 年间， 也就是Ⅰ阶段， 我国基于碳达峰目标的绿色增加值指数呈下降趋势， 2012 ～2020 年间， 也就是Ⅱ.1 阶段， 我国基于碳达峰目标的绿色增加值指数则是反向增长， 进一步佐证了前文阶段划分的合理性。 Ⅱ.2 阶段， 本文模拟了三种情景， 绿色增加值指数按照高碳排放情景、 基准情景、 低碳排放情景的顺序递增。

表6 进一步列出了2002 ～2020 年基于碳达峰目标的绿色增加值指数平均最低的5 个行业， 可以看出：

表6 2002～2020 年基于碳达峰目标的绿色增加值指数平均最低的5 个行业

（1） 我国主要的二氧化碳排放来源是能源领域， 占比高达九成， 尤其是电力及蒸汽、 热水生产和供应业占比最高。 值得注意的是， 该行业最易受到政策影响， 在绿色低碳发展政策推行的过程中， 原煤比重呈下降趋势， 绿电比重则呈明显上升趋势。 除此之外， 我国原煤、 原油进口量巨大， 随着国际形势的风云变化， 巨大的进口量容易让我国受到掣肘， 实现碳达峰目标不仅是为了推动我国经济绿色高质量发展， 更是为了提高我国国际话语权， 因此碳达峰目标实现的关键点之一应放在绿色能源供应体系构建以及零碳电力发展。

（2） 化学工业部门在2012 年以前一直是二氧化碳排放量大的行业， 但在2012 年后退出前五之列。 实际上， 如分析结果所示， 目前化工行业确实碳排放总量有限， 每年碳排放量占比不到5%，但不能忽视的是， 化工行业碳排放强度突出。 在目前碳排放总量及强度“双控” 要求下， 如果不能推动化学工业部门进行低碳改革， 部分地区可能会受到政策要求影响而桎梏当地化工行业发展。

（3） 交通运输及仓储、 邮电服务业的二氧化碳排放量增速较高。 交通运输是社会发展的血脉，中国经济社会正处于高速发展期， 可以预想到未来交通运输压力还会大幅增加， 同时， 新能源汽车与非化石燃料能源的研发与使用， 需要新能源技术的进一步开发以及新能源汽车使用的补贴，对应着的是庞大的零碳排放成本， 脱碳成本高、 难度大。 可以看出， 交通运输碳中和是一条任重道远的道路， 离不开绿色技术与低碳政策的协同作用。

（4） 半导体行业属于高耗能行业， 属于机械设备制造业及其他制造业的分行业， 在我国绿色增加值指数最低行业排名里一直位列第六， 虽未在表中列出， 但《美国芯片法案》 的制定对中国半导体提升自主创新能力提出了新的挑战和要求。因此在举国体制发展半导体产业时需要在国家总体的碳排放目标控制上综合应用。 特别是充分发挥中国光伏产业、 核能产业等巨大优势。 应注重在碳排放控制中， 综合协调半导体产业和新能源产业的良性耦合作用， 实现碳达峰最优实现路径。

2.3 绿色增加值的SDA 分解

投入产出模型的SDA 分解方法属于因素分解法的一种， 它可将影响目标变量的独立因素进行定量分解。 借鉴范金等（2019）［7］的研究， 本文将中国绿色GDP 的增长分解为8 个方面， 分别为国内中间产品效应、 进口中间产品效应、 环境治理效应、 部门内生效应、 部门溢出效应、 国内消费效应、 国内投资效应和出口效应。 表7 列出了2002～2030 年中国绿色GDP 结构分解结果。

表7 2002～2030 年中国绿色增加值增量结构分解表 单位：%

（1） 观察中间产品效应， 国内中间产品效应逐年增加， 而进口中间产品效应在2002 ～2012 年间持续上升， 但在2012～2020 年间出现大幅下降。进口中间产品一般具有较强的技术溢出效应， 这一特征在2008～2012 年间有较为明显的表现， 但随着中国本土技术不断发展， 进口中间产品的正向影响已经式微。 而观察2030 年的预测结果， 根据情景模拟， 低碳情景下国内中间品效应和进口中间品效应增长较大， 基准情景和高碳情景下不增反降， 即预测的基准情景和高碳情景下， 2030年中国本土科技创新并未展现出逆转之势， 但低碳情境下技术进步成了增强经济韧性的关键。

（2） 观察环境治理效应， 虽整体占比较小，但其自身变化巨大， Ⅱ.1 阶段整体占比是Ⅰ.1 阶段的10 倍多。 2018～2020 年， 是中国全面调整全球气候治理行动角色的标志性时期， “碳中和” 与“碳达峰” 目标被明确提出， 从实际数据也可以看出， 一系列低碳政策与行动已初具效果。 在Ⅱ.2阶段基准情景下， 环境治理效应可能会存在轻微的负效应； 但在低碳情景和高碳情境下， 环境治理效应均有较大增长， 尤其是低碳情景。

（3） 观察部门内生与部门溢出效应， 内生效应反映了产业内部的联系， 溢出效应则是产业间互相影响程度的反映。 二者组合起来则反映了Leontief 逆矩阵系数， Leontief 逆矩阵系数一定程度上则代表了技术进步情况。 数据表明目前中国经济快速发展与绿色转型过程中， 依赖的并不是技术进步， 更多的是靠着消费、 投资、 出口这“三驾马车” 的拖动

（4） 观察国内消费、 投资、 出口效应， 从绿色增加值结构分解情况来看， 投资、 消费和出口不仅是中国经济的驱动， 同时也是中国碳达峰目标实现的关键点。 在2002 ～2020 年间， 消费、 投资、 出口也呈现出阶段性特征。 在Ⅰ.1 阶段， 三者处于势均力敌的状态， 投资相对弱些， 这一状况在Ⅰ.2 阶段发生极大扭转。 Ⅰ.2 阶段， 也就是2008～2012 年间， 中国政府强势出台4 万亿财政政策， 这一阶段国内投资是关键因素。Ⅱ.1 阶段，中国的绿色高质量发展重点在于消费与投资。Ⅱ.2阶段， 在基准情景与高碳排放情景下， 中国的绿色增长关键是消费与投资； 在低碳排放情景下，投资与出口更能增强中国经济韧性。

3 结 语

本文预测了基准情景、 低碳排放情景以及高碳排放情景3 种情景下， 中国实现碳达峰的可能路径以及中国工业细分行业的达峰情况， 并通过对中国加入WTO 后基于碳达峰目标的绿色GDP变动趋势以及绿色增加值SDA 分解的研究， 得出以下结论与启示：

（1） 唯有低碳排放情景下， 我国可实现在2030 年前碳达峰的目标。 全球能源系统正面临着巨大挑战与不确定性， “双碳目标” 的实现具有全球战略意义。 因此， 中国政府应采取更为积极的行动参与全球气候治理， 把碳达峰工作纳入整体布局与中长期规划。

（2） 加入WTO 后， 中国参加全球碳减排治理进入新阶段。 Ⅰ.1 阶段（2002 ～2008 年）， 碳排放爆发阶段； Ⅰ.2 阶段（2008～2012 年）， 碳排放空中加油阶段； Ⅱ.1 阶段（2012 ～2020 年）， 碳排放降速换挡阶段； Ⅱ.2 阶段（2020 ～2030 年）， 碳达峰阶段。 四阶段具有各自鲜明特性， 通过回顾中国碳排放历史特征， 预测中国碳达峰阶段可能情景可以更好地应对中国碳达峰道路上的堵点。

（3） 基于碳达峰目标的绿色GDP 可以量化中国经济韧性。 目前生产法和收入法核算的绿色GDP 偏差较小， 更适合中国经济核算体系。 通过对绿色增加值进行结构分解， 可以看出低碳情景下， 技术进步是增强经济韧性的关键点。

为有序稳步实现碳达峰， 进一步提出如下政策建议：

（1） 提高绿色能源发展创新驱动能力， 能源转型坚持先立后破。 碳排放主体在能源领域行业，因此碳排放关键在于绿色能源供应体系构建以及零碳电力发展， 特别是注重建立新时代高耗能半导体产业与新能源产业链、 创新链高效耦合机制。积极有序发展光能源、 硅能源、 氢能源、 可再生能源， 加速布局发展光伏、 氢能源、 电化学储能等绿色能源产业， 不断推动低碳技术创新与成果转化， 确保新能源供给充足可持续， 再逐步减少传统能源使用， 以国家能源安全作为碳达峰目标实现的首要基准。

（2） 推动全社会形成“双碳” 目标共识和行动， 加强不同主体之间的相互配合与协同。 重视绿色国民经济核算， 将碳排放纳入核算体系， 科学调整能耗双控考核标准； 加快建立减污降碳的激励约束机制， 进一步完善碳市场交易制度， 持续扩大能源、 交通、 半导体、 化工等重点排放行业碳市场建设。

（3） 积极推进资源全面节约、 集约、 循环利用。 加快构建废弃物循环利用体系， 提高材料替代性以有效降低能耗， 加强回收利用流程优化以减少能源和资源消耗， 进而推动能耗“双控” 向碳排放总量和强度“双控” 转变。

（4） 根据产业禀赋特性， 统筹推进产业结构调整。 在设定分行业碳达峰路径时， 应明确行业历史发展中的沉疴旧疾， 充分考量各行业的未来用能需求， 设置合理的碳中和方案， 不搞齐步走、一刀切。 在绿色产业调整过程中， 张弛有度， 面面俱到。