【文献分享】全球碳排放和总碳强度的驱动因素：多区域投入产出方法

深入了解碳排放和碳强度等综合碳指标背后的驱动因素，对于实现低碳经济增长至关重要。然而，包含这两项指标的综合分析仍然有限。本文利用多区域投入产出模型（MRIO）和结构分解分析（SDA）研究2000-2014 年中国碳指标变化及其驱动因素。研究结果揭示了全球碳减排战略的成效，其特点是总排放量增幅下降，碳强度加速降低。进一步分解显示，碳效率效应是通过改善部门直接碳强度来降低碳指标的主要因素。投入结构效应是第二大贡献因素，主要源于供应链中间投入的去碳化。由于各经济体消费和投资需求的稳定增长，最终需求效应是主要障碍。

1.区域视角下的碳排放和碳强度

根据上文提到的公式，我们可以得到2000-2014年各经济体的碳排放量。为了可比性和便于讨论，汇总了分析中经常使用的17个经济体的结果，如图2所示。可以清楚地看出，全球碳排放量呈明显的上升趋势。从经济体的角度来看，可以从图2中观察到明显的区域差异。具体而言，17个经济体中有13个经济体的实际碳排放总量呈增长趋势，突出的是中国(+5785.7 Mt)， ROW (+2252.1 Mt)和印度(+1103.9 Mt)。此外，从2000年到2014年，一些发展中经济体也呈现出快速增长的趋势，如巴西(56.3%)、印度尼西亚(52.9%)和土耳其(51.5%)。值得注意的是，从2000年到2014年，四个经济体实现了绝对减排，包括欧盟28国（EU-28）(-763.2 Mt)、美国(-491.2 Mt)、俄罗斯(- 35.5 Mt)和瑞士(- 8.5 Mt)。

2.按最终需求类别分列的隐含碳排放量和碳强度

如表2和表3所示，可以得到2000-2014年最终需求类别中体现的所有经济体的碳排放量和强度。从中可以看出，2000年至2014年，总排放量的增加主要是由消费驱动的。一个有趣的观察是，消费对碳排放总量的贡献增长较为温和，而投资的促进作用在研究期间变得突出。例如，2014年投资导致的碳排放量是2000年的两倍。EU-28、USA、日本、俄罗斯和瑞士在2000年至2014年期间减少了投资导致的碳排放。作为碳密集型产品生产的真正驱动力，优化最终需求结构，提升与最终需求相关的排放效率，实现最终消费与碳排放的脱钩至关重要。

对于最终需求的总碳强度，从表3可以看出，存在显著的区域差异。中国、俄罗斯和印度的消费诱导型和投资减少型碳强度值最高。相比之下，挪威、瑞士、巴西、EU-28和日本的碳排放效率最低，这表明这五个经济体的碳排放效率最高。表3还显示，碳强度的下降主要归因于消费相关排放效率的提高，从2000年的0.54 kg/$下降到2014年的0.44 kg/$。

就具体经济体而言，2000年至2014年期间，大多数经济体按消费计算的总碳强度显著提高，尤其是中国台湾、俄罗斯、瑞士、EU-28和中国。相反，巴西的总碳强度在此期间略有上升。同样，除土耳其外，大多数经济体的投资总碳强度也有所提高。在这些经济体中，中国台湾、澳大利亚和俄罗斯的强度下降幅度最大。例如，中国台湾投资引发的碳强度从2000年的1.05 kg/＄下降到2014年的0.47 kg/＄。而全球层面的投资强度则从2000年的0.49kg/＄上升至2014年的0.57 kg/$，呈现恶化趋势。在比较消费和投资的强度时，很明显，大多数经济体的投资碳排放效率高于消费。相比之下，发达国家由于环境监管和劳动力成本优势较弱，可能会将碳密集型产业转移到中国和印度。这将吸引大量外国投资，从而导致更高的以投资为基础的总碳强度。

表A. 2列出了所有经济体中消费活动产生的碳排放和附加值的区域贡献。消费是最重要的贡献因素。例如，EU-28、加拿大、USA、巴西、墨西哥、土耳其和瑞士的消费碳排放量占其总排放量的80%以上。相比之下，中国的碳排放和增加值正逐步从消费驱动型转向投资驱动型。消费驱动的碳排放和增加值占比分别从2000年的64.4%和67.6%下降到2014年的46.7%和55.8%。

3. 隐含碳排放变化的驱动因素

图5显示了从2000年到2014年四个因素的累积贡献。从全球来看，2000-2014年碳排放总量增加了8622.5 Mt，除2009年略有下降外，总体呈上升趋势。可能的原因是2008年全球金融危机，发达国家减少了对产品和服务的需求，这有助于推动2009年的减排。一个例子是，EU-28从2008年到2009年减少了287.9Mt的碳排放量。从具体因素来看，图5可以看出，碳效率效应是减少全球碳排放的最关键因素，2000-2014年累计减少碳排放6426.4 Mt。这意味着提高部门碳强度是缓解环境压力最有效的手段之一。第二大贡献因素是投入结构效应，累计减少了2135.3Mt的碳排放总量。相比之下，消费效应和投资效应是全球减排的主要障碍，累计减少碳排放量分别为10164.8 Mt和7019.4 Mt。

驱动因素的年度分解结果如图6所示。可以观察到，除2009年外，消费效应和投资效应持续推高了全球碳排放，这与碳排放的变化是一致的。碳效率和投入结构也发生了显著变化。除2008年和2011年外，碳效率降低了所有年份的碳排放量。作为对比，投入结构对碳排放的影响并不稳定，总体上带动了2005年之前碳排放总量的增长。2005年以后全球生产技术的显著提升，投入结构效应主要表现为对碳排放的阻尼效应。

根据表4可以发现。第一，提高排放效率可以有效抑制碳排放的过度增加。例如，在17个经济体中，分别有14个、11个和13个经济体在2000-2005年、2005-2010年和2010-2014年期间从排放效率效应中发现了碳减排。与此同时，除2005-2010年期间外，排放效率的提高也有助于减少中国的碳排放。第二，投入结构调整，促进区域碳减排。例如，投入结构对三个子期碳排放的贡献分别为768.4 Mt、-1771.0 Mt和-1023.1 Mt。自金融危机以来，全球生产技术得到了显著改善，生产结构效应成为碳排放增长的第二大障碍。值得注意的是，在中国、加拿大、日本、印度和俄罗斯等几个经济体中，投入结构的变化超过了排放效率效应。

最后，消费效应和投资效应是所有经济体碳排放增加的两个最关键因素。但是它们的影响在不同经济体之间存在显著差异，对于大多数经济体而言，消费效应对碳排放的影响大于投资效应。相比之下，投资效应在不同时期对中国碳排放的贡献更为显著。此外，受全球金融危机后全球贸易格局变化的影响，投资和消费对隐含碳排放的影响随着时间的推移普遍减弱，如EU-28。

4.总碳强度变化的驱动因素

基于乘法SDA，可以将总碳强度的变化分解为四个驱动因素。经过对数变换后，四个驱动因素的累积贡献如图7所示。总体而言，由于全球生产技术的改进，总碳排放强度在2005年之后显著下降。对于具体驱动因素，可以发现碳效率效应是总碳排放强度下降的主要驱动因素，累计贡献了总碳强度下降的77.3%。投入结构效应是导致总碳强度下降的另一个重要驱动因素，但在不同的子时期存在差异。具体而言，2008年以来，该因素增加了总碳强度，并呈现出显著的抑制效应。对于推动总碳强度上升的因素，我们观察到投资效应是主要因素，累计贡献了总碳强度上升的65.7%。这与隐含碳排放的情况存在显著差异，表明优化投资结构对提高排放效率至关重要。消费效应是第二大驱动因素，2000-2014年经过对数变换后，累计降低总碳强度0.06 kg/$。这四个因素导致总碳强度降低了0.11 kg/$。

经过对数变换后，各因素的年贡献率如图8所示。从图中可以看出，除2003年、2009年和2010年外，总体碳强度持续提高。在大多数年份，碳效率效应是总碳强度下降的关键驱动因素，特别是在2004年、2006年和2014年。投入结构效应也是碳强度增长的阻碍因素，在2007-2008年、2009-2010年和2010-2011年表现较好。需要注意的是，2012年以后的投入结构效应不显著，以替代排放密集型投入。研究期内，消费效应和投资效应是阻碍总碳强度提高的主要因素。但可以观察到，从2008年到2014年，投资变化的阻碍效应呈现减弱趋势。

2000-2005年、2005-2010年、2010-2014年、2000-2014年期间的总碳强度相乘结果如图9所示。总体而言，碳效率效应显著促进了2000-2014年间总碳强度的降低(图9d)，尤其是在中国台湾、EU-28和韩国。在几个发展中经济体，如俄罗斯、墨西哥、印度和中国，投入结构主要对总碳强度的增加表现出显著的抑制作用。

2000-2005年、2005-2010年和2010-2014年期间，14个、11个和13个经济体的总碳强度分别下降，改善幅度在0.4%至36.9%之间。同时，碳效率效应也阻碍了2010-2014年期间巴西等几个经济体的碳强度改善。表A.1给出了2000 -2014年各部门的碳强度。结果表明，大多数行业的碳强度在2000年至2014年间呈现出明显的改善趋势，特别是非金属矿物(减少81%)、运输设备(减少66%)、纺织和皮革(减少37%)。这说明，大多数行业在节能方面取得了相当大的技术进步。然而，在此期间，几个碳密集型行业的碳强度有所下降，如采矿和采石业(+23%)和金属工业(+17%)。这些行业作为国民经济发展的重要基础行业，需要向供应链网络沿线的其他行业提供大量的能源密集型中间产品，如有色金属和燃料。因此，这些部门碳效率的恶化可能会导致额外的排放，并增加总碳强度。为了避免这种情况，提高碳密集型行业的碳强度至关重要。

其次，投入结构效应是大多数经济体总碳强度下降的另一个关键驱动因素，特别是在2000-2005年和2005-2010年期间。对于一些发展中经济体，投入结构效应提高了总碳强度，如中国和印度尼西亚。总体而言，在三个子时期，投入结构降低了10多个经济体的总碳强度。投入结构导致的最显著改善发生在中国大陆(2005-2010年)、中国台湾(2000-2005年)和印度尼西亚(2005-2010年)，这有助于它们的碳强度分别降低22.5%、19.8%和15.3%。此外，2010-2014年期间，投入结构导致的碳强度降低效果并不显著，巴西(8.0%)的改善最为显著。因此，优化生产结构对提高碳效率至关重要。

最后，消费效应和投资效应适度影响总碳强度，根据时期和经济体的不同，影响范围在-7.4%至5.3%之间。总体而言，消费效应比投资效应的影响更为显著，尤其是2010-2014年。此外，值得注意的是，受益于消费和投资结构改善的经济体数量分别从2000-2005年的8个和8个增加到2010-2014年的10个和11个(图9a、c)，这表明在此期间最终需求结构得到了极大改善。因此，强烈建议减少具有更高隐含碳效率的高碳产品的最终消费。

首先，由于缺乏数据可用性，没有分析世界其他地区经济体的总体指标。在未来的研究中，可以通过结合不同的MRIO表来解决这个问题。

其次，研究主要集中在碳排放和总碳强度驱动因素上。这个框架也适用于分析水、能源、二氧化硫等的表现。

最后，可以考虑在SDA框架中进行更详细的分解。比如在输入结构效应方面，未来的研究可以进一步将其分解为生产替代效应和生产水平效应。