-
2020年9月,中国提出了2个阶段碳减排奋斗目标,亦称“双碳”战略目标,即力争在2030年实现“碳达峰”、2060年实现“碳中和”。党的“二十大”报告明确指出:“积极稳妥推进碳达峰碳中和”[1]。这是党中央统筹国内、国际大局作出的重大决策部署,对于全面建设社会主义现代化国家、促进中华民族永续发展、构建人类命运共同体具有重要战略意义[2-4]。
辽宁省作为老工业基地,肩负着新一轮振兴发展的责任使命。辽宁省制造业秉承自主创新之路,深入推进科技创新、研发关键核心技术,成为辽宁省工业复兴和现代化强国的奠基之石,仅2022年前三季度,助力辽宁省第三产业值增加10 672.6 亿元,同比增长3.4%。长期以来,作为社会行业第二大碳排放源,制造业的发展速度与碳排放密切相关,既依赖于能源消耗,又关系生态目标的实现。高耗能、高污染和低附加值,成为行业发展与节能减排的矛盾症结。在“双碳”背景下,制造业绿色高质量发展引起了相关学者的关注,围绕节能减排问题展开了相关研究。王向进等[5]从产业转型升级的角度,通过构造制造业服务化碳排放效应理论模型,检验服务化升级对行业碳排放的影响,探究了服务化投入高端化和路径异质化对制造业碳排放的影响,分析得出:制造业的转型升级能够减少行业碳排放数量;王霞等[6]从时间和空间2个角度研究了制造业碳排放问题,首先利用碳排放系数法测算了中国制造业碳排放数量,其次通过时空演变探究制造业碳排放分布格局,从空间角度给出碳减排建议;张凡等从行业结构出发,构造了河北省制造业细分行业碳减排责任分配模型,运用熵权TOPSIS法,计算了制造业应承担的碳减排责任,将碳减排任务有针对性地推进、落实;李新安等[7]运用广义最小二乘法、动态面板模型的GMM等方法,对碳排放影响制造业发展质量的内在机理进行实证检验,分析了绿色创新对于碳减排的促进作用。上述分析可以看出,现有文献对于制造业碳减排的研究主要集中于通过行业转型升级减少碳排放数量;探究制造业碳排放空间效应和动态变化趋势,给出区域碳减排方案;落实制造业细分行业碳减排责任;运用定量分析方法对碳排放影响因素进行检验。文献中少有从宏微观方面探究制造业碳排放的影响因素及各因素对碳排放的影响程度。本研究以制造业碳排放原因为切入点,通过文献梳理归纳碳排放影响因素,结合AHP层次分析法给出权重。
-
为科学判断辽宁省制造业碳减排影响因素的权重,文章采用层次分析法(The analytic hierarchy process,AHP)进行识别[8]。AHP方法是美国运筹学家SAATY于20世纪70年代提出的,将定性与定量分析相结合的多准则决策方法,广泛应用于经济、科技和社会发展等方面的管理决策,该方法分为5个步骤。
-
将复杂问题分解为元素,再将元素按属性分组,用不同层次加以区分。层次间为递进关系,同层次元素为准则,支配下层元素,通常分为目标层、准则层和指标层3个层次。
-
将具有向下隶属关系的元素作为判定矩阵的第一个元素,放置于矩阵的左上角,隶属于该元素的其他元素位于判定矩阵的第一行和第一列,构建判定矩阵。矩阵内容采用专家访谈的形式填写,每次选取2个元素对比确认,用aij表示元素xi和xj的对比程度,得到A=(aij)n×n的判定矩阵,见表1。
-
将判定矩阵A的各列向量按照
$\stackrel{~}{{w}_{ij}}={a}_{ij}/ \displaystyle \sum\nolimits_{i=1}^{n}{a}_{ij}$ 方法归一后,得到矩阵$ \stackrel{~}{{w}_{ij}} $ ;用公式$\stackrel{~}{{w}_{i}}=\displaystyle \sum\nolimits _{j=1}^{n}\stackrel{~}{{w}_{ij}}$ 对矩阵$\stackrel{~}{{w}_{ij}} $ 各行求和;得到新的矩阵$\stackrel{~}{{w}_{i}}$ ;将$ \stackrel{~}{{w}_{i}} $ 按照$\stackrel{~}{{w}_{i}}=\displaystyle \sum\nolimits _{j=1}^{n}\stackrel{~}{{w}_{i}} $ 再次归一后得到矩阵${w}_{i}$ ,此时得到的近似特征根${w}={({w}_{1},{w}_{2},\dots {w}_{n})}^{T}$ ,即为权向量。 -
判断构造矩阵的可靠性程度,是否具有传递性和一致性。计算矩阵A最大特征根的近似值,
$\lambda =\dfrac{1}{n}\displaystyle \sum\nolimits_{i=1}^{n}\dfrac{{\left(Aw\right)}_{i}}{{w}_{i}}$ ,求得一致性指标$\mathrm{C}\mathrm{I}=\dfrac{\lambda -n}{n-1}$ ,$ \mathrm{C}\mathrm{I} $ 越大,矩阵A的可靠程度越低;再求得一致性比率,$ \mathrm{C}\mathrm{R}=\mathrm{C}\mathrm{I}/\mathrm{R}\mathrm{I} $ ($ \mathrm{R}\mathrm{I} $ 可查表获得)。当$ \mathrm{C}\mathrm{R} $ <0.1时,矩阵A的不一致程度在允许范围内,此时的特征向量可作为权向量。 -
对各判定矩阵自下向上,合成单准则标准下的权向量,形成层次结构的总排序。
-
通过现有文献梳理,结合辽宁省制造业生产特点,将辽宁省制造业碳排放影响因素归纳为:企业规模、行业结构、能源结构、技术创新、环境规制和环保意识等6个方面[9]。
-
制造业的碳排放与企业规模密切相关。工业作为经济发展的基石,是辽宁省复兴的中坚力量。以装备制造业为例,截至2022年9月,规模以上企业占比达30%,数量为8 000多户,比去年同期净增2 000多户。按照环境库茨涅兹曲线原理,碳排放与经济增长的关系为倒U型。在制造业经济持续发展条件下,碳排放水平会随着行业规模的扩张而增加,直到“碳达峰”水平。原因在于,制造业规模扩张势必导致企业加工设备使用及能源消耗数量的增加,使得碳排放随之增加,特别是在全面建设社会主义现代化国家新征程的时代背景下,辽宁省制造业进入了跨越式发展的新阶段,碳减排面临着巨大的压力和挑战。
-
制造业由于原材料、生产不同,可细分为:轻纺工业、资源加工工业和机械电子工业等31个行业。所属行业类别不同,碳排放数量也不尽相同。文献[10]研究发现,碳排放较高的前3个细分行业为:石油加工、炼焦和核燃料加工业;黑色金属冶炼和压延加工业;化学原料和化学制品制造业。据辽宁省统计年鉴显示,2020年,辽宁省装备制造业规模以上企业数量为2748户,石油加工、炼焦和核燃料加工业121户,黑色金属冶炼和压延加工业196户,化学原料和化学制品制造业546户。3类企业数量占辽宁省装备制造业比重高达31.4%,作为传统产业,上述企业生产中耗能量高、附加值低,是制约辽宁省制造业碳减排的重要因素。
-
能源结构是指制造业能源消费结构,例如生产中对煤炭、焦炭和原油等的消费数量比例。能源碳排放系数不同,同等耗能数量下产生碳排放数量也不同,见表2。
据统计数据显示,辽宁省制造业在能源消费结构方面比例差距较大,见图1。
图1可知,原油所占比例最大,接近50%,其次为煤炭、电力和焦炭。其中,原油消费总量由2014年的6 300.36 万t增到2020年的10 277.81 万t,其能耗比例也由40.09%增到49.64%。在制造业使用的4种主要能源中,煤炭、焦炭和原油属于高污染、高排放的化石能源,数量占比高达80%,给制造业碳减排带来了较大的压力。
-
绿色技术创新,能够助推传统制造业的绿色转型、壮大新兴产业,促进产业结构调整,完成制造业高质量转型发展。作为碳减排的关键行业,辽宁省制造业需要借助AI、5G和工业互联网等绿色科技创新,破解碳减排与经济增长的现实困境、构建低碳循环经济体系的关键。目前,辽宁省在研发投入方面实力较弱,中国科学技术发展战略研究院发布的《中国区域科技创新评价报告2022》显示,综合科技创新水平指数辽宁排名14,为67.22%,距离排名第一的上海市仍有20%的差距。制造业的技术创新,可促进数字经济、生态环境与行业的深度融合,对于制造业碳减排起着关键、决定性作用。
-
环境规制对于制造业碳减排具有约束作用,不仅直接限制碳排放数量,还可间接调整产业结构、促进科技创新和设置FDI引进门槛等,减少碳排放。环境规制对于制造业碳减排的影响可归纳引导、限制和促进。在碳减排方面,辽宁省政府先后出台了多项方案,诸如《辽宁省“碳达峰”实施方案》《辽宁省“十四五”节能减排综合工作方案》,修订了《辽宁省环境保护条例》等25 件环境类地方性法规,编制重点领域碳达峰实施方案。但针对制造业碳减排的环境规制及推进能源体系绿色低碳转型的文件数量较少,缺乏具体的行业细分,使得制造业在实施碳减排的过程中执行力度弱、效果不明显。因此,辽宁省制造类企业需要用相关的环境规制约束企业行为,减少碳排放。
-
制造业管理者的环保意识在主观上决定着碳减排的力度。若管理者具有较高的环保意识,对碳减排具有清晰的认知,生产经营等环境以“双碳”目标作为指导,更新管理理念,兼顾经济发展与环境保护,注重生态效率的提高,开拓革新,积极采取措施节能减排、实现“双碳”目标,便能加速推进“碳达峰”的进程,早日实现“碳中和”目标。但从目前辽宁省制造类企业的能源结构、研发强度等方面看,与先进地区的企业差距较大,因此需要从意识形态和战略高度出发,助力企业推进“双碳”进程。
-
通过前文对制造业碳排放影响因素的分析,按照隶属关系和关联层级构建3层指标体系,见图2。
图2可知,将制造业碳排放影响因素划分为企业和社会2个因素,企业因素包含企业规模、能源结构、技术创新和环保意识;社会因素包含环境规制、行业结构。各指标含义为,企业规模表现为资产总额、年产值和员工数量等;能源结构表现为生产中所需煤炭、焦炭和原油等能源占总耗能的比例;技术创新指绿色节能减排技术的研发与应用;环保意识指企业管理者对于碳减排的重视程度;环境规制指政府或行业制定的碳减排等相关制度;行业结构为制造业内部企业所属的行业类别。
-
基于构建的指标体系,邀请辽宁省内制造类企业管理者、政府相关部门行政人员、制造业行业专家及高校学者,通过专家打分的形式对所有指标的重要性进行两两评分,分层次打分,经过整理形成3个判断矩阵,V1和V2分别代表企业因素和社会因素,见表3~表5。
-
按照上述判断矩阵,使用归一化求和法,分别计算U-V、V-W的权重向量,综合求得U-W的权重,一致性检验显示CR均<0.1,通过检验,得出权重,见表6。
根据计算结果,各因素对碳排放的影响程度按照从大到小排列,依次为:技术创新、能源结构、环保意识、行业结构、企业规模和环境规制,权重分别为:0.490、0.228、0.105、0.103、0.053和0.021。
-
通过影响因素权重指标的测算可以看出,技术创新所占权重为0.490,数值最大,对辽宁省制造业碳减排具有决定性的作用,原因在于:技术创新存在于制造业各生产环节,能够综合化、立体推进碳减排行为,例如:绿色能源、绿能动力枢纽站,可从源头上推动制造业低碳转型;数字技术的实时采集,有利于能耗、生产资源调整;智能化改造能降低单位产值耗能成本,所以绿色技术创新是制造业碳减排的动力源泉和关键指标。其次为能源结构。能源是制造业开展生产活动的动力源泉,制造业高碳排的原因之一也是高能耗的存在。不同种类能源碳排放系数不同,对碳排放结果影响较大。因此,加快能源结构绿色低碳转型、支撑制造业转变用能方式,是构建制造业能源体系规划的必由之路。再次,环保意识和行业结构所占权重相当,也对制造业碳排放有相当程度的影响。管理者和员工的环保意识决定着制造类企业的环保行为,有助于推动绿色技术创新和能源结构调整。加快制造业绿色低碳转型,积极调整制造业内部行业结构,是制造业未来发展的必然趋势。此外,企业规模对碳减排也有一定的影响:规模与碳排成正比,限制制造业发展规模会相应降低碳排放数量。最后是环境规制,在影响因素中所占权重最小,仅为0.021。虽然环境规制对碳减排有一定影响,可指导、监管和规范制造类企业的碳减排行为,但就目前碳减排形势而言,在制造业碳减排中没有起到关键性的决定作用。
-
通过增强绿色低碳技术研发投入、加速研发成果转化,推进绿色创新,促进能源结构调整[11]。首先,增加研发强度。围绕清洁能源、节能减排和循环发展等主题,开展各级科研课题的申报、研究,大力扶持重点研发项目,筹备高校、科研院所对于制造业碳减排核心技术的攻坚团队,引领示范制造类企业加速科技创新。在开展核心科研瓶颈突破的同时,注重基础应用研究的推进,引导科研院所培养绿色创新人才,培育新型研发机构,支持产学研联盟。其次,加速科技成果转化。落实制造业碳减排创新装备补贴政策,强化绿色科技金融服务,开辟绿色创新项目的金融通道,引流资本投资促进研发转化。依托制造类企业、高校等场所成立绿色创新孵化基地及成果转化中心,推进科技成果转化进程。再次,以绿色创新技术为基础,促进能源结构调整。增强绿色创新体系产学研的深度融合,在制造业中大力推广清洁生产、绿色能源,关注石油加工、金属冶炼等主要碳排放企业的能源消费结构和生态效率。
-
宏观方面,从空间范围整合资源,合理布局产业,增强制造业集聚规模,以保证制造业生态效率为原则,控制制造业数量,提升制造业的空间集聚效应。通过兼并、重组和淘汰等方式减少重度碳排企业数量,提高绿色制造企业占比。在集聚作用促进下,制造类企业彼此相邻,管理模式、设备技术和人力资源等可实现共享,有利于绿色创新,提高减排效率,充分发挥碳减排协同作用。
微观方面,从制造业内部行业来看,各细分行业碳排放情况相差较大,传统高耗能、高碳排的行业是绿色转型的重点,因此,要从源头上控制能源消费数量,严格限制行业发展。加快新兴产业规模化、集群化发展进程,加深制造业与服务业的融合力度,增加产业集中度和加工深度,促进传统产业的振兴和产业结构升级。
-
产能过剩造成的供需错位,不仅是制造业经济发展的阻碍,同时也增加了环境高消耗、高污染和高碳排的负担[12]。深化制造业供给侧结构性改革,有助于加快构建现代能源体系、完善绿色制造体系,建立高质量、高效率和高稳定的低碳供给体系。提升光伏发电、风力发电等新能源的应用数量,从制造业能源消耗入手,辅以绿色创新技术,优化制造业能源供给主体结构。另外,把握好企业的生产节奏和产能数量,减少制造类高排企业劳动力、土地和资源等一般性生产要素的投入。对于冶炼等高耗能、高碳排企业,严格执行有序生产,优化工艺流程、推进技术应用。限制高耗能行业新增产能和发展规模,新增产能项目需完成区内的能耗减量置换。供给侧改革是关系到制造业碳减排的全景战略,传统周期工业的限产力度会被分散弱化,引发产能缩减的规模较小。但在供给侧结构性改革推进的过程中,应减少对社会的负面影响,避免原材料上涨、通货膨胀等情况发生,保证经济稳健运行,具备结构性改革的条件。
-
将对“双碳”目标的认识提到政治层面,将制造业碳减排提升到战略高度。首先,强化执行政策法规,加强执法监督、提升执法效度。聚焦重点企业、突出问题,采取专项整治、交叉执法等行动,推进立体化执法进程。其次,修订、完善制造业碳排放标准体系,建立绿色认证制度,注重制度体系建设。修订行业内部节能、碳排和碳足迹等政策标准,鼓励企业、科研院所等多方主体共同制定碳减排标准,成立标准化支持机构。再次,营造低碳节能氛围,做好主题宣传。实行环境信息透明公开、实时环境数据监控,用数字经济等先进的科技手段营造低碳氛围。成立绿色减排宣传小组,以宣讲、海报和活动等形式深入制造类企业,加大推介力度,宣传先进典型及警示案例,提升行业内部环保意识。
-
制造业在肩负东北全面复兴使命的同时,也是“双碳”目标实现的重点行业。本研究在“双碳”目标背景下,通过梳理现有文献,结合辽宁省制造业特点,归纳剖析了辽宁省制造业碳排放的影响因素,利用AHP层次分析法构建评分矩阵、判断碳减排影响因素权重,得出结论为:技术创新对于辽宁省制造业碳减排的影响程度最大,具有决定性作用;能源结构次之,环保意识和行业结构权重大小相当,企业规模和环境规制影响程度较小。依照分析结果,文章从能源结构、行业布局、供给侧改革和环保意识等4个方面给出了针对性的对策建议,以期对辽宁省制造业“双碳”目标的实现起到积极的推动作用。
“双碳”目标下辽宁省制造业碳减排影响因素研究
Influencing factors of carbon emission reduction of manufacturing industry in Liaoning Province under the target of "carbon peaking and carbon neutrality"
-
摘要: 制造业作为辽宁省工业基石,肩负着新一轮振兴发展的责任使命,在推动经济发展的同时,也面临着“双碳”目标的压力和挑战。制造业的低碳经济不仅代表着我国绿色创新的科技水平,更彰显出中国“双碳”实施的引领示范作用。文章在分析辽宁省制造业碳排放现状的基础上,通过对现有文献梳理,剖析了制造业碳排放的影响因素,利用AHP层次分析法分析了影响因素的重要程度,研究表明,各因素对碳排放的影响程度按照从大到小排列,依次为:技术创新、能源结构、环保意识、行业结构、企业规模和环境规制,在此基础上给出推进绿色创新,促进能源结构调整;调整制造业行业结构、规范布局;深化供给侧结构性改革等对策建议。Abstract: As the cornerstone of Liaoning's industry, the manufacturing industry takes the responsibility and mission of a new round of revitalization and development. As well as promoting the economic development, it also faces the pressure and challenges of the target of "carbon peaking and carbon neutrality (dual carbon)". The low-carbon economy of manufacturing industry represents the scientific and technological level of green innovation in China, and shows the leading and exemplary role of China's "dual carbon" implementation. Based on analyzing the current situation of carbon emissions in manufacturing industry in Liaoning Province, the paper analyzed the influencing factors of carbon emissions in manufacturing industry by the existing literature, and the importance of the influencing factors was analyzed by the analytic hierarchy process (AHP). The results showed that the influence degree of each factor on carbon emissions was ranked from large to small in the order as followed, technological innovation, energy structure, environmental awareness, industry structure, enterprise scale, and environmental regulation. In addition, the countermeasures and suggestions were proposed including promoting green innovation and adjusting the energy structure, adjusting the manufacturing industry structure and standardizing the distribution, strengthening the supply-side structural reformation.
-
-
表 1 矩阵判定标度
Table 1. Matrix decision scale
标度 含义 1 xi和xj同样重要 3 xi比xj稍重要 5 xi比xj明显重要 7 xi比xj极其重要 9 xi比xj强烈重要 2,4,6,8 上述相邻判定的中间值 倒数:若xi和xj重要性比值为aij,则xj和xi的重要性比值为1/aij 表 2 能源碳排放参考系数
Table 2. Reference coefficient of energy carbon emission
能源名称 CO2排放系数 能源名称 CO2排放系数 原煤 3kg-co2·kg−1 煤油 9kg-co2·kg−1 焦炭 4kg-co2·kg−1 柴油 9kg-co2·kg−1 原油 2kg-co2·kg−1 液化石油气 3kg-co2·kg−1 燃料油 5kg-co2·kg−1 炼厂干气 9kg-co2·kg−1 汽油 1kg-co2·kg−1 油田天然气 2kg-co2·m−3 注:数据来源为中国合同能源管理网。 表 3 U对V的判断矩阵
Table 3. U to V judgment matrix
碳减排影响因素U V1 V2 V1 1 7 V2 1/7 1 注:根据专家打分整理而得。 表 4 V1对W的判断矩阵
Table 4. V1 to W judgment matrix
企业因素V1 W1 W2 W3 W4 W1 1 1/5 1/7 1/3 W2 5 1 1/3 3 W3 7 3 1 5 W4 3 1/3 1/5 1 注:根据专家打分整理而得。 表 5 V2对W的判断矩阵
Table 5. V2 to W judgment matrix
社会因素V2 W5 W6 W5 1 1/5 W6 5 1 注:根据专家打分整理而得。 表 6 辽宁省制造业碳排放影响因素权重
Table 6. Weighting of factors influencing carbon emissions of manufacturing industry in Liaoning Province
影响因素U V1 V2 Wi 0.876 0.124 W1 0.057 − 0.053 W2 0.263 − 0.228 W3 0.558 − 0.490 W4 0.122 − 0.105 W5 − 0.167 0.021 W6 − 0.833 0.103 注:“−”表示无数据;Wi,表示影响因素权重。 -
[1] 张凡, 王树众, 李艳辉, 等. 中国制造业碳排放问题分析与减排对策建议[J]. 化工进展, 2022, 41(3): 1645 − 1652. [2] 付华, 李国平, 朱婷. 中国制造业行业碳排放: 行业差异与驱动因素分解[J]. 改革, 2021(5): 38 − 52. [3] 焦帅涛, 孙秋碧. 我国数字经济发展对产业结构升级的影响研究[J]. 工业技术经济, 2021, 40(5): 146 − 154. [4] 周宏春, 史作廷. 碳中和背景下的中国工业绿色低碳循环发展[J]. 新经济导刊, 2021(2): 9 − 15. [5] 王向进, 杨来科, 钱志权. 服务业服务化、高端化升级与碳减排[J]. 国际经贸探索, 2018, 34(7): 35 − 48. [6] 王霞, 张丽君, 秦耀辰, 等. 中国制造业碳排放时空演变及驱动因素研究[J]. 干旱区地理, 2020, 43(2): 536 − 545. [7] 李新安, 昝笑笑. “双碳”目标下碳减排驱动我国制造业高质量发展研究[J]. 创新科技, 2022(5): 57 − 70. [8] 张枫, 王俊岭. “双碳”背景下河北省制造业的碳减排责任分配研究[J]. 中小企业管理与科技, 2022(11): 111 − 113. [9] 赵阳. 中国工业碳减排效率评价及影响因素研究[J]. 煤炭经济研究, 2020, 40(12): 46 − 50. [10] 原嫄, 席强敏, 孙铁山, 等. 产业结构对区域碳排放的影响—基于多国数据的实证分析[J]. 地理研究, 2016, 35(1): 82 − 94. [11] 李冰, 孙亚男. 碳中和背景下生态旅游高质量发展的现实困境与实现路径[J]. 党政干部学刊, 2022(3): 61 − 66. [12] 郝亮, 贾如, 王璇, 等. 生态环境保护统筹强化监督效果评估[J]. 环境保护科学, 2022, 48(5): 27 − 31. -