德國產(chǎn)業(yè)結構變化對低碳轉型的促進(jìn)意義論文
低碳經(jīng)濟不僅是減少溫室氣體排放，更是經(jīng)濟發(fā)展模式、能源消費方式和人類(lèi)生活方式的一次新變革[1].產(chǎn)業(yè)結構變遷是經(jīng)濟發(fā)展方式轉變的必然，轉變產(chǎn)業(yè)結構也常常作為發(fā)展低碳經(jīng)濟的重要政策。在發(fā)達國家中，德國較早開(kāi)始發(fā)展低碳經(jīng)濟，也取得了顯著(zhù)成效[2].和大多數發(fā)達國家不同，盡管第二產(chǎn)業(yè)是相對高碳的產(chǎn)業(yè)，但德國在低碳經(jīng)濟發(fā)展的同時(shí)保持了較高比重的第二產(chǎn)業(yè)，維持著(zhù)制造業(yè)大國的地位，實(shí)現了發(fā)展實(shí)體經(jīng)濟與低碳轉型的雙成功，也 使 得 德 國 較 好 地 抵 御 了2008年 國 際 金 融 危機[3 - 4].因此以德國為例，通過(guò)從產(chǎn)業(yè)變遷的角度探究德國低碳經(jīng)濟發(fā)展，不僅是產(chǎn)業(yè)結構變遷與低碳經(jīng)濟發(fā)展理論關(guān)系的實(shí)證研究，也對我國在低碳轉型過(guò)程中保持國家競爭力、防止產(chǎn)業(yè)空心化有較強的借鑒意義。
1 產(chǎn)業(yè)結構變遷與低碳經(jīng)濟發(fā)展的理論關(guān)系
在2003年《能源白皮書(shū)： 我們的能源未來(lái)---創(chuàng )造低碳經(jīng)濟》中，英國以官方文件形式首次提出要創(chuàng )造低碳經(jīng)濟[5].大體上可以認為低碳經(jīng)濟是在可持續發(fā)展理念指導下，盡可能減少煤炭、石油等高碳能源的消耗，降低二氧化碳為主的溫室氣體排放，以實(shí)現經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏(yíng)的經(jīng)濟發(fā)展模式[6 - 8].在理論上，低碳經(jīng)濟作為一種經(jīng)濟發(fā)展模式，與產(chǎn)業(yè)結構變遷有著(zhù)密切的聯(lián)系。
不同產(chǎn)業(yè)所需要的生產(chǎn)要素投入產(chǎn)出不同，在生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢棄物規模也相去甚遠。國民經(jīng)濟中產(chǎn)業(yè)構成、三次產(chǎn)業(yè)內部的行業(yè)構成對一個(gè)經(jīng)濟體的資源配置效率和污染物排放規模起著(zhù)決定性作用[9].產(chǎn)業(yè)結構的變化對低碳經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生影響，主要體現在產(chǎn)業(yè)結構變化的過(guò)程中，經(jīng)濟發(fā)展出現碳排放與經(jīng)濟增長(cháng)脫鉤的現象，反映 為“環(huán) 境 庫 茲 尼 茨 曲 線(xiàn)”（Environmental KuznetsCurve,簡(jiǎn)稱(chēng)EKC） 規律[10].
在發(fā)達國家中，德國在二戰后產(chǎn)業(yè)結構發(fā)生了顯著(zhù)變遷，碳排放趨勢也吻合EKC規律，較為成功地實(shí)現了低碳轉型[11].國內外學(xué)者從多個(gè)角度探討德國低碳轉型的原因，認為對低碳發(fā)展的戰略性重視、社會(huì )性共識、較為完善的政策法律體系、高新技術(shù)發(fā)展和能源結構轉變等多個(gè)因素共同推進(jìn)了德國的低碳轉型，其中產(chǎn)業(yè)結構變遷在德國低碳轉型的進(jìn)程中起到了重要作用[12 - 14].
2 德國低碳經(jīng)濟發(fā)展： 與主要發(fā)達國家的比較
近年來(lái)，發(fā)達國家普遍經(jīng)歷了經(jīng)濟增長(cháng)而碳排放下降的“脫鉤”型發(fā)展過(guò)程[15],這一趨勢符合EKC的規律，其中德國的“倒U型”曲線(xiàn)最為典型�？傮w上，主要發(fā)達國家二氧化碳排放總量從工業(yè)革命時(shí)期開(kāi)始快速增加，而自20世紀80年代以來(lái)，開(kāi)始減緩并有所下降。單位GDP碳排放是表征一個(gè)國家經(jīng)濟效率的重要指標。二戰后，隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展方式的轉變以及核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等零碳能源的使用，主要發(fā)達國家單位GDP二氧化碳排放持續下降且逐漸趨同。
分析結果顯示，為展示長(cháng)期趨勢，本文選取了著(zhù)名經(jīng)濟史學(xué)家Angus Maddison數據庫作為基礎經(jīng)濟和人口數據庫，美國橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室ORNL數據庫作為基礎二氧化碳排放數據庫； 近期的社會(huì )發(fā)展數據采用世界銀行、歐盟統計局數據庫，全口徑溫室氣體排放數據采用《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（UNFCCC） 數據庫。德國低碳經(jīng)濟的發(fā)展與其他主要發(fā)達國家相比，既有以上共性，也有所不同。德國于19世紀50、60年代實(shí)現由農業(yè)國至工業(yè)國的轉變，在1870 - 1944年之間經(jīng)濟總量增長(cháng)5. 9倍，碳排放增長(cháng)了7. 8倍。其后德國經(jīng)歷了第二次世界大戰戰敗，1944年到1947年，GDP大幅下降了62%,二氧化碳排放量也顯著(zhù)下降。1949年，德國分裂為前聯(lián)邦德國（ 西德）和前民主德國（ 東德） ,1950 - 20世紀70年代，西德和東德經(jīng)濟恢復的同時(shí)，碳排放也分別以4%和3%的年均增長(cháng)率不斷增加，高于同期其他發(fā)達國家碳排放的增長(cháng)。20世紀70年代后期，西德開(kāi)始進(jìn)入“后工業(yè)化”時(shí)期，技術(shù)進(jìn)步取代投資成為經(jīng)濟發(fā)展的主要驅動(dòng)力，在GDP不斷增長(cháng)的同時(shí)碳排放總量基本維持不變，而東德的經(jīng)濟發(fā)展方式仍以投資驅動(dòng)為主，二氧化碳排放量維持不變甚至略有上升。1990年兩德合并以來(lái)直到2007年，德國GDP持續增長(cháng)的同時(shí)二氧化碳排放量緩慢下降，其第二產(chǎn)業(yè)比重與其他主要發(fā)達國家相比一直保持較高水平，且在21世紀初其他主要發(fā)達國家繼續去工業(yè)化的時(shí)期，德國的第二產(chǎn)業(yè)比重大致保持不變甚至略有上升，德國單位GDP的二氧化碳排放在主要發(fā)達國家中處于較高水平。
總之，20世紀70年代以前，隨著(zhù)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加深，德國及主要發(fā)達國家的CO2排放量不斷增加，之后隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展的驅動(dòng)力由投資轉為技術(shù)進(jìn)步，第二產(chǎn)業(yè)比重的不斷下降，CO2排放量上升趨勢變緩，從20世紀90年代以來(lái)開(kāi)始下降。而與主要發(fā)達國家相比，德國在發(fā)展低碳經(jīng)濟過(guò)程中保持了相對較高的第二產(chǎn)業(yè)比重。
3 德國三次產(chǎn)業(yè)結構變化對低碳轉型的貢獻
20世紀90年代以來(lái)，德國的三次產(chǎn)業(yè)結構已經(jīng)呈現明顯“后工業(yè)化”特征，自1995 - 2013年，德國的GDP總量增加了28%,而其三次產(chǎn)業(yè)結構總體變化不明顯。盡管在2008年受到金融危機的影響，第二產(chǎn)業(yè)占比明顯下降，但之后隨著(zhù)“歐洲再工業(yè)化”,德國“工業(yè)4. 0”戰略的提出，德國的第二產(chǎn)業(yè)占比已經(jīng)恢復到危機前的水平。
德國第二產(chǎn)業(yè)直接排放的溫室氣體在1991 - 2012年期間占全國排放量的比例維持在約60%,如圖1a所示。然而第二產(chǎn)業(yè)中電力與熱力行業(yè)的溫室氣體排放存在特殊性，與其他能源不同，盡管電力與熱力在消費時(shí)不產(chǎn)生溫室氣體排放，但在用化石能源發(fā)電和供熱的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )排放大量溫室氣體。在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（UNFCCC） 以及德國能源平衡表的統計體系中，電、熱生產(chǎn)過(guò)程中排放的溫室氣體量全部計入電力和熱力生產(chǎn)部門(mén)，使得該部門(mén)的溫室氣體排放占到全國總排放的30%到40%,而消費電、熱的各經(jīng)濟部門(mén)對環(huán)境的影響隨之被低估。為更好地分析各部門(mén)對環(huán)境產(chǎn)生的實(shí)際影響效果，應該將電、熱生產(chǎn)部門(mén)的溫室氣體排放，根據各部門(mén)電力和熱力使用量占總電力和熱力消費量的比例，分解到各電、熱使用部門(mén)。由于國家排放清單數據中未將熱力部門(mén)數據單列，故此處只根據各部門(mén)對電力使用情況將溫室氣體排放進(jìn)行處理。輸電過(guò)程中的電力損耗以及向國外出口電力，均計為電力生產(chǎn)部門(mén)本身的消費。德國各部門(mén)的溫室氣體排放，以及考慮電熱消費間接排放后的總排放量如圖1a所示。分解后第二產(chǎn)業(yè)溫室氣體排放量明顯下降，但仍然是排放量最高的部門(mén)，而第三產(chǎn)業(yè)和居民部門(mén)的溫室氣體總排放較直接排放明顯增加。從1991 - 2012年，各部門(mén)的溫室氣體總排放量整體呈下降趨勢，但第三產(chǎn)業(yè)變化不明顯，第二產(chǎn)業(yè)總排放量年均降幅達2. 5%,排放下降量占全國總下降量的61. 3% .
從單位GDP的溫室氣體排放來(lái)看，如圖1b所示，1991 - 2012年，德國整體單位GDP的溫室氣體排放從0. 464kg /美元（2005年不變價(jià)，下同） 下降到0. 289kg /美元，年均降幅為4. 2%,第三產(chǎn)業(yè)單位增加值溫室氣體排放由0. 143kg/美元下降到0. 089kg/美元； 第二產(chǎn)業(yè)單位增加值排放則由0. 577kg/美元下降到2012年的0. 397kg/美元。雖然降幅略低于第三產(chǎn)業(yè)和總體水平，但第二產(chǎn)業(yè)單位增加值排放下降量是最大的。
總體來(lái)看，20世紀90年代以來(lái)德國實(shí)現了在維持第二產(chǎn)業(yè)比重幾乎不變的情況下，經(jīng)濟增長(cháng)與溫室氣體排放下降的低碳轉型。由于第一產(chǎn)業(yè)對德國經(jīng)濟和溫室氣體排放的貢獻已經(jīng)很小，而第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重和單位增加值溫室氣體排放變化很小，居民部門(mén)消費所排放的溫室氣體也幾乎未變，因此占溫室氣體排放量比重較大的第二產(chǎn)業(yè)的低碳轉型，對德國低碳經(jīng)濟的發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用。
4 德國工業(yè)行業(yè)結構變化對低碳轉型的貢獻
為了深入研究工業(yè)部門(mén)內部行業(yè)結構變化對德國低碳轉型的貢獻，本節比較分析了德國工業(yè)產(chǎn)值結構的變化和相應的碳排放變化趨勢。世界投入產(chǎn)出數據庫（WIOD,2015） 提供了1995 - 2009年德國投入產(chǎn)出表和環(huán)境數據庫，此處根據歐盟統計局（Eurostat） 中提供的各部門(mén)當年價(jià)歐元和2005年不變價(jià)歐元的數據，以及各年份歐元、美元匯率數據，將WIOD數據庫中的各行業(yè)增加值的單位轉換為2005年不變價(jià)美元。將經(jīng)濟分為35產(chǎn)業(yè)，部門(mén)分類(lèi)具有良好的對應性。其中工業(yè)分為17產(chǎn)業(yè)，分別為采礦業(yè)，食品生產(chǎn)、飲料和煙草業(yè)，紡織業(yè)，皮革業(yè)，木材加工業(yè)，造紙、印刷業(yè)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，化學(xué)工業(yè)，橡膠、塑料制品業(yè)，其它非金屬礦物制造業(yè)，基礎金屬冶煉及壓延加工業(yè)，機械設備業(yè)，電氣機械及器材制造業(yè)，交通運輸設備制造業(yè)，其它制造業(yè)，電力、燃氣的生產(chǎn)供應業(yè)，建筑業(yè)。電熱生產(chǎn)部門(mén)的二氧化碳排放按照電力消費量分解到各行業(yè)。由于WIOD沒(méi)有單獨列出熱力的使用情況，故將電熱部門(mén)排放量按照電力使用分解到各使用部門(mén)。2008年金融危機對德國經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了較大的外生沖擊，故本節以2007年為分界點(diǎn)，分別探究危機前后工業(yè)結構變遷對低碳轉型的貢獻。
整體來(lái)看，從1995 - 2007年，德國工業(yè)部門(mén)的二氧化碳排放量盡管在少數年份略有上升，但總體下降了0. 16億噸，降幅為3. 9%,單位增加值二氧化碳排放下降了0. 08kg /美元，降幅達到16. 1%,呈現低碳發(fā)展的趨勢。2008 - 2009年，由于受到全球金融危機的影響，工業(yè)部門(mén)在增加值規模迅速下降的情況下，二氧化碳排放量也呈現加速下降趨勢，而單位增加值二氧化碳排放卻上升了0. 02kg /美元。
從產(chǎn)業(yè)看，1995年碳排放強度最高的五個(gè)行業(yè)依次為石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，其它非金屬礦物制造業(yè)，采礦業(yè)，化學(xué)工業(yè)，基礎金屬冶煉及壓延加工業(yè)，都屬于傳統的“兩高一資”產(chǎn)業(yè)，五個(gè)行業(yè)總排放量占到工業(yè)部門(mén)排放量的60%以上。從排放量變化情況來(lái)看，從1995 - 2007期間，16個(gè)工業(yè)行業(yè)中有8個(gè)行業(yè)實(shí)現了排放量下降，排放量下降最多的三個(gè)行業(yè)是非金屬礦物制造業(yè)、采礦業(yè)、化學(xué)工業(yè)，下降量占總下降量的61. 2% .由于金融危機的影響，2009年德國工業(yè)所有行業(yè)，除其他制造業(yè)外，其排放量均有不同程度下降。
對一個(gè)行業(yè)而言，影響二氧化碳排放量的因素可以分為規模因素和技術(shù)因素，前者以增加值來(lái)衡量，后者以碳排放強度來(lái)衡量，數學(xué)方式可以表達為CO2= GDP*CO2/GDP,即C = G* I,考慮時(shí)間因素，可以寫(xiě)為Ct= Gt* It.等式兩邊取自然對數可以得到：
In Ct= In Gt+ In It （1）
其中，Ct、Gt、It分別表示為t期的二氧化碳排放量、增加值和二氧化碳排放強度，以C0、G0和I0分別表示基期的二氧化碳排放量、增加值和二氧化碳排放強度，c、g、i分別表示上述參數在參考年和目標年之間的年均增長(cháng)倍數，可以得到
Ct= C0* ct、Gt= G0* gt、It= I0* it （2）
將（2） 式帶入（1） 式，得到
In（C0* ct）= In（G0* gt）+ In（I0* it） （3）
又因為In C0= In G0+ In I0,可得
Inc = Ing + Ini （4）
即二氧化碳排放總量的年均增長(cháng)倍數自然對數值等于增加值和二氧化碳排放強度的年均增長(cháng)倍數自然對數值之和。根據此恒等關(guān)系，可以對影響工業(yè)部門(mén)各行業(yè)二氧化碳排放的規模和技術(shù)因素進(jìn)行分解。其中，年均倍數的自然對數的絕對值越大，表示變化倍數越大，大于0時(shí)，意味著(zhù)t期較基期有所上升，小于0時(shí)，意味著(zhù)t期較基期有所下降。
由于每個(gè)行業(yè)本身特性不同，生產(chǎn)過(guò)程對環(huán)境的影響也是不同的。稱(chēng)單位增加值二氧化碳排放高于工業(yè)部門(mén)總體的產(chǎn)業(yè)為“高碳產(chǎn)業(yè)”,否則為“低碳產(chǎn)業(yè)”.工業(yè)部門(mén)中高碳和低碳產(chǎn)業(yè)的構成和排放強度大小的變化，將決定工業(yè)部門(mén)整體二氧化碳排放量的變化，而規模因素和技術(shù)因素又將推動(dòng)高碳和低碳產(chǎn)業(yè)的構成和碳排放強度的變化。
規模因素和技術(shù)因素共同推動(dòng)著(zhù)德國的低碳轉型，但在1995 - 2007年、2007 - 2009年兩個(gè)階段，德國工業(yè)部門(mén)碳排放量下降的主要推動(dòng)因素是不同的。1995 - 2007年，碳排放量下降由規模因素和技術(shù)因素共同推動(dòng)，17個(gè)行業(yè)中有8個(gè)行業(yè)實(shí)現了二氧化碳排放量的下降，其中其它非金屬礦物制造業(yè)、采礦業(yè)等共計5個(gè)行業(yè)主要是由規模因素推動(dòng)的，即從表2看，增加值年均倍數的自然對數為負，而二氧化碳排放強度年均倍數的自然對數為正； 化學(xué)工業(yè)和交通運輸設備業(yè)主要是由技術(shù)因素推動(dòng)的； 紡織業(yè)和皮革業(yè)的排放量下降是兩個(gè)因素共同推動(dòng)的結果。2007 - 2009年，碳排放的下降主要是由規模因素推動(dòng)的，17個(gè)行業(yè)中有16個(gè)行業(yè)實(shí)現了二氧化碳排放量的下降，其中石油加工、采礦業(yè)等11個(gè)行業(yè)主要是由規模因素推動(dòng)的，電氣機械及器材制造業(yè)、紡織業(yè)等5個(gè)行業(yè)是由規模因素和技術(shù)因素共同推動(dòng)的，僅有電力、燃氣的生產(chǎn)供應業(yè)主要由技術(shù)因素推動(dòng)。
表面上，總體碳排放強度的下降和產(chǎn)業(yè)結構中高碳、低碳產(chǎn)業(yè)增加值比重的變化是促進(jìn)德國工業(yè)低碳轉型的直接原因，但實(shí)際上這是德國社會(huì )經(jīng)濟中各種力量共同推動(dòng)的結果。從發(fā)展階段來(lái)看，已經(jīng)處于后工業(yè)化時(shí)期的德國，基礎設施建設需求降低，與之原材料生產(chǎn)相關(guān)的普通鋼鐵、水泥等行業(yè)規模收縮； 而后工業(yè)化時(shí)期的創(chuàng )新驅動(dòng)特征，有利于發(fā)展低污染、高附加值的新興產(chǎn)業(yè)。從國家戰略來(lái)看，德國十分重視低碳經(jīng)濟的發(fā)展，將發(fā)展低碳經(jīng)濟納入“2020高技術(shù)戰略”[17]、“德國國家能源效率行動(dòng)計劃（EEAP）”[18]等國家戰略中； 從社會(huì )基礎來(lái)看，德國發(fā)達的.科學(xué)技術(shù)基礎、較高的國民素養和環(huán)保共識，促使其不斷進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，大力發(fā)展新能源汽車(chē)、智能電網(wǎng)等戰略型新興產(chǎn)業(yè)，在致力于提倡清潔生產(chǎn)、生活的同時(shí)形成一個(gè)有競爭力的環(huán)保產(chǎn)業(yè)，保證了德國制造業(yè)產(chǎn)品的不斷更新升級，以此在國際高端市場(chǎng)中長(cháng)期保持較高的競爭力。同時(shí)德國十分重視太陽(yáng)能、風(fēng)能等非化石能源技術(shù)的研發(fā)、生產(chǎn)與應用，能源結構的轉變，既是導致工業(yè)部門(mén)各行業(yè)碳排放下降的技術(shù)因素的一部分，也進(jìn)一步保障了德國在低碳轉型過(guò)程中工業(yè)的競爭力。
5 德國產(chǎn)業(yè)結構變遷對中國發(fā)展低碳經(jīng)濟的啟示
不同發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)結構對低碳經(jīng)濟發(fā)展的貢獻不同。從長(cháng)期來(lái)看，在工業(yè)化向后工業(yè)化轉變的過(guò)程中產(chǎn)業(yè)結構變化對低碳經(jīng)濟的貢獻主要通過(guò)碳排放強度較小的第三產(chǎn)業(yè)比重提高來(lái)推動(dòng)。在此期間，盡管經(jīng)濟規模不斷擴大的過(guò)程中，碳排放總量仍然在不斷上升，但碳排放強度已在不斷下降。當經(jīng)濟進(jìn)入后工業(yè)化時(shí)期，第三產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟中占比最大的產(chǎn)業(yè)，三次產(chǎn)業(yè)的結構趨于穩定，此時(shí)三次產(chǎn)業(yè)內部，尤其是第二產(chǎn)業(yè)內部高碳、低碳產(chǎn)業(yè)的規模和技術(shù)的調整成為低碳經(jīng)濟發(fā)展的主要推動(dòng)力。在這一時(shí)期，碳排放強度下降的同時(shí)碳排放總量也逐漸下降。
我國的工業(yè)化總體上處于中期階段，但已出現向后期階段過(guò)渡的明顯階段性變化，這意味著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展的驅動(dòng)因素將發(fā)生改變[16].在過(guò)渡時(shí)期，第三產(chǎn)業(yè)比重還沒(méi)有達到穩定峰值，相對低碳的第三產(chǎn)業(yè)比重的增加仍將是這一時(shí)期推動(dòng)經(jīng)濟總體碳排放量和碳排放強度下降的主要動(dòng)力。而從長(cháng)遠國家戰略角度來(lái)看，隨著(zhù)工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，三次產(chǎn)業(yè)結構的比例趨于穩定，二產(chǎn)、三產(chǎn)內部產(chǎn)業(yè)結構的調整和升級更應受到重視，技術(shù)進(jìn)步和效率提升將會(huì )成為碳排放下降的核心動(dòng)力。產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命，生產(chǎn)效率提升，節能技術(shù)、工藝的投入，積極發(fā)展低碳能源，是我國經(jīng)濟低碳、高效增長(cháng)的必要途徑。
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