“双碳”背景下辽宁省产业结构优化研究_聂鑫.pdf

产业与科技论坛2023年第22卷 第3期Industrial&Science Tribune2023（22）3“双碳”背景下辽宁省产业结构优化研究聂鑫殷阿娜【内容提要】本文利用辽宁省 2017 年投入产出表构建线性规划模型，设定 2018 2025 年优化模型的约束条件，探索在碳排放总量和经济增长双重约束下，产业结构优化的最优方案。结果显示，辽宁省“十四五”期间 GDP 年均增长率为6.41%，碳排放强度累计下降 244%，超额完成“十四五”规划所制定的目标。到 2025 年辽宁省三次产业结构比例为 72 34 1 587，相较于 2017 年第三产业比重上升 7 个百分点，第二产业比重下降 5 个百分点，这说明产业结构优化是辽宁省降低碳排放、实现绿色发展的重要路径。最后根据模型结果，分别从现代化农业、现代化工业、现代服务业建设三个角度提出辽宁省产业结构优化的政策建议。【关键词】碳排放;产业结构;线性规划;投入产出【基金项目】本文为河北地质大学研究生课程建设与教育教学改革研究项目“统计分析与软件应用 示范课”(编号:YKCX2021007)阶段性研究成果。【作者简介】聂鑫(1994)，女，河北保定人，河北地质大学硕士研究生;研究方向:大数据统计殷阿娜(1981)，女，陕西咸阳人，河北地质大学副教授，硕士生导师，博士;研究方向:区域经济一、引言粗放型发展模式助力我国经济实现跨越式发展，也造成不可逆转的环境污染问题。作为老工业基地，辽宁省经济增长离不开钢铁产业的发展，但钢铁产业高耗能、高排放的特点导致高二氧化碳排放。产业结构决定能源消费结构和能源消费总量，从而间接影响二氧化碳排放总量，因此辽宁省要实现绿色转型，如期实现“双碳”目标，必须优化产业结构。目前已有不少学者对产业结构优化的碳减排效应进行了研究。余志伟等1 基于中国省际面板数据构建空间计量模型研究产业结构优化的空间溢出效应对碳排放强度的影响，发现产业结构高级化可以降低本省及临近省域的碳排放强度。孙振清等2 从产业结构合理化和结构高级化两个角度研究产业结构对碳排放的影响，发现产业结构高级化的碳减排效应高于产业结构合理化。冯婷婷等3 构建向量自回归模型分析碳排放的影响因素，发现产业结构可以降低人均碳排放量。杨皓然等4 构建系统 GMM 面板模型进行实证分析，现第三产业增加值占比有利于土地利用碳排放下降。刘红光等5 利用区域间投入产出表，构建中国区域产业结构调整的碳减排模型，结果发现重工业行业是实现碳减排目标的重点关注对象，且中东部地区的碳减排效果较明显。已有研究主要利用计量模型法和结构分解法分析产业结构与碳排放的关系，较少有学者将经济发展目标与碳减排目标纳入同一分析框架。因此，本文基于 2017 年投入产出表，利用多目标优化法分析如何在减少碳排放的同时实现经济增长最大化。二、模型构建与参数确定(一)模型构建。通过将投入产出与多目标优化方法结合，建立并求解碳排放约束下辽宁省经济增长最大化线性规划模型，以期了解在经济绿色低碳发展要求下，辽宁省产业结构、各产业和碳排放水平。1 经济目标函数。经济增长最大化。产业结构优化的目的之一是促进经济稳定增长，不断提高经济发展质量。本模型设定 2017 年为基期，2018 2025 年为规划期，规划期内GDP 总和最大作为经济增长目标。经济目标函数如式(1)所示。Maxtivi xit(1)其中，t 为规划期，取值为 1 至 8;i 为产业部门，取值为 1至 3;vi为 i 产业的附加价值率=i 产业增加值/i 产业总产出。xit为第 t 期，辽宁省产业部门 i 的总产出。2 约束条件函数。(1)经济增长约束。经济发展期间，经济增长速度维持在一个合理的水平，即:(1+rl)txi0 xit(1+rh)txi0。其中，xi0表示基期各产业的总产出;rl表示规划期内总产出年均增速的最小值，rh表示规划期内总产出年均增长率的最大值。(2)碳排放约束。各产业碳排放总量不能超过规划的最大值，即:iqtxitviCt。其中，qit表示 i 产业在 t 时期的碳排放强度，Ct表示第 t期碳排放总量最大值。(3)产业结构约束。各产业不能出现大幅下滑也不能出现违背经济规律的大幅增加，各产业协调稳定发展，即:vixit witivixit0。其中，wit表示第 t 期第 i 产业所期望的最高比重。(4)投入产出平衡约束。每个部门的总产出必须满足各产业的中间需求及人们的最终需求，即:Xt AXtYt。其中，Xt表示第 t 期所有产业的总产出组成的列向量;A表示投入产出直接消耗系数矩阵;Yt表示第 t 期最终需求列向量。(5)非负约束。模型中各产业的总产出均非负，即:xit0。022023年第22卷 第3期产业与科技论坛2023（22）3Industrial&Science Tribune(二)数据整理和约束参数确定。1 数据整理。按照三大产业的划分规则，将2017 年辽宁省投入产出表中的 42 个产业部门合并为三大产业，产业划分结果如表 1 所示。其中，S1 S42表示产业部门 1 42。产业合并后的 3 部门投入产出表如表 2 所示。表 12017 年辽宁省投入产出表产业合并部门编号产业内容产业划分S1农林牧渔业第一产业S2 S27工业和建筑业第二产业S28 S42服务业和流通部门第三产业表 22017 年辽宁省 3 部门投入产出表(简化表)单位:亿元中间使用第一产业第二产业第三产业合计最终使用进口国内省外流入总产出中间投入第一产业6901 1951141 9992 1541261753 852第二产业90521 5763 34125 82326 1193 07812 58136 283第三产业2564 2105 3869 85219 1237037 32420 948增加值2 0009 30212 10723 409总投入3 85236 28320 94861 0832 约束参数确定。根据辽宁省经济发展及碳排放现状、中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要 辽宁省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五远景目标纲要，确定模型中约束条件的参数。(1)经济增长约束。“十三五”期间辽宁省地区生产总值年均增长3 2%，“十四五”期间地区 GDP 增长率目标为6%，故将规划期总产出年均增长率的最小值设置为 6%。考虑到中国经济进入新常态，更加注重发展的质量而不是发展的速度，故将总产出年均增长率最大值设置为 8%。(2)碳排放约束。“十四五”期间单位国内生产总值二氧化碳排放累计降低 18%，折合年均下降 4%。基于 2017 年三次产业碳排放强度计算得到2018 2025 年三次产业的碳排放强度。将各产业规划期内各年的增加值上限值与各产业各年的碳排放强度相乘得到规划期各年的碳排放总量最大值。(3)产业结构约束。2010 2017 年辽宁省第一、二产业占比呈下降趋势，第三展业占比呈上升趋势，2015 年后第三产业反超第二产业成为产值比重最大的产业。基于“十三五”期间三次产业占比增长率情况，本文设定第一产业占比年均增长率最大值为 2 2%，第二产业占比年均增长率最大值为 1 9%，第三产业占比年均增长率最大值为 2%。三、模型结果分析使用 Lingo11 软件对模型进行求解，得到决策变量值如表 3 所示。表 32018 2025 年辽宁省决策变量计算结果时期年份总产出(决策变量)(亿元)第一产业第二产业第三产业基期20173 85236 28320 948规划期20184 08239 17722 62420194 16039 25524 43420204 31140 93226 38820214 46542 67628 50020224 62444 49130 77920234 85946 45833 24220245 02848 41935 90120255 29250 77638 773数据来源:基期数据来自 辽宁统计年鉴(2018)、规划期数据根据模型计算。根据模型计算结果，对 2017 2025 年辽宁省经济指标和二氧化碳排放量进行计算。结果如表 4 所示。表 42018 2025 年辽宁省生产总值及碳排放量计算结果时期年份GDP(亿元)碳排放量(万吨)三次产业占比(%)第一产业第二产业第三产业基期201723 40974 6788 539 751 7规划期201825 24277 4138 439 851 8201926 34975 0528 238 253 6202027 98675 4128 037 554 5202129 73475 7667 836 855 4202231 59976 1257 636 156 3202333 65076 6137 535 457 1202435 77876 9837 334 758 0202538 17977 7957 234 158 7数据来源:基期数据来自 辽宁统计年鉴(2018)、规划期数据根据模型计算。由表 4 可以看出，辽宁省 2018 2025 年 GDP 持续上升，2020 年 GDP 为 27,986 亿元，2025 年 GDP 为 38,179 元，年均增长率为 6.41%，超额完成“十四五”规划所制定的目标。规划期内第一、二产业占比下降，第三产业占比上升，到2025 年三次产业结构为 7.2 34.1 58.7，第三产业比重较 2017 年上升 7 个百分点，第二产业比重较 2017 年下降 5 个百分点。2025 年碳排放量 77,795 万吨，碳排放强度为 2.038 吨二氧化碳/万元，较 2020 年累计下降 24.4%，可以实现国家制定的碳减排任务目标。将 2018 2020 年实际数值与规划数值进行对比，发现除2020 年 GDP 与第一产业占比误差超过 10%，其它指标的误差均小于 6%。模型优化的结果不仅与辽宁省的客观发展规律相吻合，也符合辽宁省“十四五”规划所制定的发展目标。四、政策建议(一)加大第一产业研发力度，巩固第一产业基础地位。加大第一产业的研发投入力度，一方面引进并推广高效便捷的机械设备，减轻农民负担;另一方面，引进农业技术人才，培育新型作物，提高农产品产量。依托本土优势，完善农村基础设施建设，改善农村环境，发展乡村旅游经济。(二)加快数字技术与传统产业融合，推动现代化工业建设。加快新型基础设施建设，为传统工业产业升级转型提供良好基础。打造数字转型试点企业，加大政府补助力度，各项优惠政策向转型企业倾斜，让传统产业充分感受数字转型12产业与科技论坛2023年第22卷 第3期Industrial&Science Tribune2023（22）3的好处。(三)优化发展布局，发展现代服务业。重点推进高新技术的研发设计及后续的培训服务、加大知识产权保护力度、优化创新成果转化流程，加快高技术服务业建设。提升生产、运输、仓储、销售、配送、售后服务产业链自动化程度，提高企业竞争力，推进物流业现代化发展。【参考文献】1 余志伟，樊亚平，罗浩 中国产业结构高级化对碳排放强度的影响研究 J 华东经济管理，2022，36(1):78 87 2 孙振清，刘保留，李欢欢 产业结构调整、技术创新与区域碳减排 基于地区面板数据的实证研究J 经济体制改革，2020，3:101 108 3 冯婷婷，杨芷晴 河南省碳排放的特点及影响因素 基于 EKC 和 VAR 模型J 技术经济，2015，34(10):84 89+104 4 杨皓然，吴群 基于系统 GMM 面板模型的土地利用碳排放效应研究 以中国省际面板数据为例J 土壤通报，2019，50(3):541 549 5 刘红光，刘卫东，唐志鹏，范晓梅 中国区域产业结构调整的 CO2减排效果分析 基于区域间投入产出表的分析 J 地域研究与开发，2010，29(3):129 135金融支持产业协同发展研究:基于万达开川渝统筹发展示范区实践唐彬彬蒋红梅熊光明【内容摘要】在建设成渝双城经济圈的大背景下，万达开川渝统筹发展示范区