碳流追踪与网络重构：从区域和行业视角出发，对“一带一路”贸易所涉及的实体碳排放进行的网络演化分析

《Frontiers in Sustainable Cities》：Carbon flow tracking and network reconfiguration: a network evolution analysis of embodied carbon emissions from belt and road trade under regional and industry perspectives

本文基于多区域投入产出模型和社会网络分析方法，构建了“一带一路”沿线66国26行业2004-2020年碳足迹转移网络，揭示核心节点国（中印俄）的枢纽作用及碳泄漏路径转移（中国→东南亚），关键行业（电力、化工、机械）对碳流动的调控效应，提出跨区域责任共担、产业协同减排等策略。

　　本文探讨了“一带一路”倡议（B&R）在贸易过程中带来的碳排放转移网络及其演化趋势。通过构建多区域投入产出（MRIO）模型，研究者分析了从2004年到2020年，66个国家和26个工业部门之间的碳排放流动关系，结合社会网络分析方法，揭示了该网络在区域和行业层面的演变过程。研究发现，2020年B&R沿线国家的碳排放总量较2004年增长了66%，表明该倡议对区域间的碳排放网络的连接性产生了显著增强。中国、印度和俄罗斯在该网络中处于核心位置，而中国、俄罗斯和阿联酋则发挥着桥梁作用。碳泄漏现象逐渐从中国转移到环境监管相对宽松的东南亚国家，如印度和越南。从行业角度来看，B&R的产业聚集效应进一步加强，碳排放网络的连接速度加快。电力、燃气和水等行业在碳排放网络中占据主导地位，而电气和机械行业则在调控碳排放流方面发挥重要作用，对跨行业碳排放流动具有较强的控制力。这些发现为B&R沿线国家协调跨区域和跨行业碳排放控制提供了事实依据，有助于明确排放责任，识别减排路径，并推动B&R的高质量发展。

“一带一路”倡议自2013年提出以来，迅速吸引了全球152个国家和32个国际组织参与，签署了超过200项合作协定。这一倡议极大地促进了沿线国家之间的贸易往来，推动了区域经济一体化，提升了能源利用效率。然而，伴随着贸易规模的扩大，全球碳排放总量也在增加，B&R沿线国家的碳排放贡献超过了全球总量的50%。这一现象给全球气候治理带来了巨大压力，尤其是在当前全球范围内已有127个国家和地区承诺实现碳中和的背景下。尽管B&R对全球经济的增长具有积极影响，尤其是对发展中国家贸易的推动作用，但大规模的基础设施建设可能加剧全球碳排放问题。因此，对B&R贸易中碳排放转移网络的结构和演变进行系统分析，有助于全面理解沿线国家和部门在碳排放转移中的作用，明确碳排放责任，并探索有效的减排路径。

当前，国际碳排放研究主要集中在三个方面：国际碳排放的计量、碳泄漏现象以及国际贸易中的隐含碳排放。随着各国对碳达峰和碳中和目标的设定，对国际碳排放的准确计量成为政策制定的基础。IPCC方法是国际上广泛采用的碳排放计量方式之一，为各国建立温室气体排放清单和实现减排目标提供了可靠的方法。此外，生命周期评估（LCA）方法也被用于分析产品在全生命周期中的碳排放情况，从微观层面量化产品的碳排放。例如，有研究通过LCA评估了巴西燃煤电厂的碳排放，探讨了二氧化碳捕集技术的减排潜力。另一项研究则利用LCA方法分析了煤炭开采、运输和消费过程中的碳排放，揭示了从煤炭资源开采到利用过程中影响碳排放的因素。输入-输出方法则是测量碳排放的重要工具，特别是在分析国际贸易中的隐含碳排放方面具有优势。单区域输入-输出（SRIO）方法主要用于衡量一国经济内部的隐含碳排放，而多区域输入-输出（MRIO）方法则能够跨区域地描述碳排放的流动路径，弥补了SRIO方法的不足，为定量分析跨区域隐含碳排放转移提供了可行的方式。已有研究表明，MRIO方法可以揭示隐含碳排放与全球价值链之间的联系，从而评估国际贸易的碳效率。同时，研究还指出，发展中国家的出口碳强度高于发达国家，而发达国家的进口碳强度则相对较低。因此，发展中国家在国际贸易中承担了更多的碳排放责任，而发达国家则需考虑如何帮助发展中国家共同应对碳减排压力。

碳泄漏现象的产生与各国在碳排放方面的政策差异密切相关。严格的碳排放政策国家往往将碳排放转移至监管较宽松的国家，从而导致全球范围内的碳排放不平衡。《京都议定书》和《巴黎协定》在计算碳排放时主要关注国家层面的直接排放，忽略了国家间的转移，这导致了碳泄漏风险的增加。近年来，学者们对碳泄漏现象进行了深入研究，例如，有研究探讨了中国碳排放交易机制与碳泄漏之间的关系，识别了碳泄漏的方向和渠道。另一项研究则分析了贸易开放对碳排放和碳泄漏的影响，指出应通过适应新的贸易模式和环境监管标准来提升贸易开放度。此外，欧盟在2023年正式批准了碳边境调节机制（CBAM），以应对碳泄漏问题。已有研究评估了CBAM对全球钢铁贸易中隐含碳排放的影响，发现该机制可以促使主要钢铁生产国减少对欧盟的钢铁出口碳排放，并在一定程度上降低全球碳排放水平。然而，CBAM也可能会给出口国带来较大的经济负担，因此需要进一步研究其潜在的经济影响。

在低排放经济的背景下，为了实现碳排放的定量评估，联合国气候变化框架公约（UNFCCC）对隐含碳排放给出了明确的定义，即从原材料获取、制造和加工、运输和销售到产品完成过程中所消耗和释放的二氧化碳总量。隐含碳排放的测量主要依赖于输入-输出模型。该模型可以将工业部门之间的价值关系转化为碳流动关系，清晰地描述不同工业部门和区域之间的生产与消费关系。隐含碳排放作为碳排放的重要组成部分，直接影响到贸易双方的碳排放责任划分，以及区域间减排目标的实施和碳排放权的分配。因此，对隐含碳排放的流动过程进行深入研究，对于实现公平和可持续的气候缓解具有重要意义。已有研究表明，隐含碳排放的流动过程对碳排放责任的分配至关重要。例如，有学者认为，贸易过程中产生的隐含碳排放应当在碳排放权分配中予以考虑。另一项研究则利用MRIO模型分析了中国与巴西之间主要工业部门的隐含碳排放流动，发现中国在与巴西的贸易中处于隐含碳排放盈余地位。这表明，一方面中国需要提升清洁生产技术，减少隐含碳排放；另一方面，中巴两国应通过碳关税等手段共同承担碳减排责任。此外，有研究指出，发达国家从发展中国家进口大量能源密集型产品，导致隐含碳排放的转移，加剧了环境不平等。因此，发达国家应考虑如何帮助发展中国家分担碳减排压力。

现有的研究大多从全球视角出发，构建了以世界主要经济体为核心的隐含碳排放网络。然而，从行业视角研究隐含碳排放转移网络的文献相对较少。本文正是在这一背景下，通过构建B&R沿线国家的隐含碳排放网络，并从区域和行业两个层面分析其流动关系和演变过程，试图弥补现有研究的不足。研究首先通过构建隐含碳排放网络，识别关键节点国家和主要碳排放转移路径。其次，从碳泄漏的角度，量化贸易中的净隐含碳排放，探索潜在的碳泄漏转移路径。最后，进一步构建跨行业隐含碳排放网络，分析不同行业在网络中的作用，为行业层面的碳排放治理奠定基础。

在方法部分，本文采用多区域投入产出模型（MRIO）计算B&R沿线国家之间的隐含碳排放，并结合社会网络分析方法，对隐含碳排放转移网络的总体特征和节点特征进行分析。总体网络特征包括网络密度、聚类系数和平均路径长度，分别用于衡量网络的紧密性、连通性和稳定性。节点特征则包括度中心性、中介中心性和接近中心性，用于判断各国（行业）在网络中的位置和角色。在构建隐含碳排放转移网络时，将国家（行业）作为节点，碳排放流动关系作为边。如果从国家（行业）X到国家（行业）Y的净隐含碳排放大于0，则存在一条从X指向Y的边，边的权重则为X到Y的净隐含碳排放。通过构建邻接矩阵，可以量化净隐含碳排放网络的结构特征。

网络密度是衡量网络紧密程度的重要指标，数值越高，表示国家（行业）间的隐含碳排放流动越频繁。聚类系数用于衡量节点之间的连接紧密度，反映网络中节点的聚集程度。平均路径长度则表示网络中任意两个节点之间的平均碳排放流动步数，数值越小，说明网络的连通性越强。这些指标的计算为理解B&R沿线国家之间的隐含碳排放转移网络提供了定量依据。

度中心性用于衡量一个节点在网络中的连接数量，数值越高，表示该节点在网络中越重要。中介中心性衡量一个节点在所有最短路径中出现的频率，数值越高，表示该节点在网络中具有更强的桥梁作用。接近中心性衡量一个节点与其他节点之间的平均距离，数值越高，表示该节点在网络中越处于核心位置。这些指标的计算有助于识别B&R沿线国家（行业）在网络中的关键作用。

在数据方面，本文使用了澳大利亚研究理事会（ARC）开发的Eora数据库，该数据库涵盖了全球189个国家和地区的贸易和环境数据，时间跨度从1990年到2020年，包括26个行业类别。相比其他MRIO数据库，Eora数据库的覆盖范围更广，能够全面反映全球189个国家和地区的经济联系，是目前最重要的增加值贸易数据库之一。本文主要利用Eora数据库中2004、2008、2012、2016和2020年的数据，选取B&R沿线66个国家和地区的碳排放数据以及26个工业部门的碳排放数据进行分析。

在结果部分，本文分析了B&R沿线国家之间的隐含碳排放转移网络及其演化趋势。2020年，B&R沿线国家的碳排放总量为19,864百万吨，较2004年增长了66%。作为最大的碳排放国，中国的碳排放量为9,262百万吨，较2004年增长了111%。此外，中国还向其他B&R国家排放了505百万吨的碳。图1展示了中国与一些关键国家（如印度、韩国）之间的碳排放流动情况。在2004年，中国与不同国家的碳排放流动存在显著差异。俄罗斯和韩国分别向中国排放了31.38百万吨和24.02百万吨的碳排放，随后是马来西亚、印度、印尼和哈萨克斯坦，排放量均低于10百万吨。而在2020年，俄罗斯向中国排放了77.56百万吨，位居第一；印度则超过了韩国，排放了66.18百万吨。韩国也向中国排放了65.21百万吨的碳。越南、哈萨克斯坦、马来西亚、印尼、泰国和伊朗的碳排放向中国转移均超过10百万吨。研究发现，2020年，中国从大多数国家进口的碳排放量几乎翻倍。

从网络特征来看，B&R沿线国家的隐含碳排放网络呈现出较高的密度和较强的连通性。2004年，网络密度为0.2758，2020年增长至0.3434，表明国家间的贸易联系更加紧密，碳排放流动更加频繁。同时，聚类系数从0.41增长至0.418，说明网络中的节点逐渐形成更紧密的集群，网络的整合程度加深。平均路径长度则从2004年的1.916缩短至2020年的1.817，表明网络的连通性增强，碳排放流动效率显著提高。这些特征表明，B&R沿线国家的隐含碳排放网络具有“小世界网络”的特性，即网络中节点之间的联系紧密，但路径较短，使得碳排放的流动更加高效。

从节点中心性来看，中国、印度和俄罗斯在B&R沿线国家的隐含碳排放网络中处于核心位置。中国作为最大的碳排放国，其度中心性高于其他国家，表现出较强的出口能力。俄罗斯和阿联酋则在技术枢纽方面发挥了重要作用，通过升级能源基础设施和推广可再生能源技术，显著提升了其中介中心性。韩国、新加坡和沙特阿拉伯则作为净碳进口国，表现出较强的依赖性。此外，碳泄漏的接收国逐渐从中国转移到印度和越南，这与这些国家环境政策的宽松性和较低的劳动力成本密切相关。

从行业角度来看，B&R沿线国家的隐含碳排放网络呈现出明显的聚集效应。电力、燃气和水（I13）是碳排放流动最大的行业，其碳排放量从2004年的63.34百万吨增长至2020年的187.12百万吨。石油、化工和非金属矿物产品（I7）是第二大的碳排放流动行业，其净碳排放量从2004年的38.65百万吨增长至2020年的净碳排放量。电气和机械（I9）则是第三大碳排放流动行业，其碳排放量从2004年的69.1百万吨增长至2020年的净碳排放量。这些行业在网络中占据主导地位，其碳排放流动对整个网络具有重要影响。同时，渔业（I2）、回收（I12）、维修和保养（I15）、私人家庭（I24）以及转口贸易（I26）等行业的连接较少，对整体网络的影响可以忽略。

在行业网络的演化过程中，网络密度和聚类系数均有所提升，表明B&R沿线国家之间的行业贸易联系更加紧密，碳排放网络的整合程度加深。平均路径长度从2004年的2.119缩短至2020年的1.762，说明网络中大多数节点虽然没有直接连接，但可以通过少数步骤实现连通。这表明B&R沿线国家的行业贸易网络呈现出较强的连通性，符合小世界网络的特征。关键行业的碳排放变化会对上下游行业产生连锁反应，从而影响整个网络的隐含碳排放变化。

从行业中心性来看，电力、燃气和水（I13）、交通运输（I19）和石油、化工及非金属矿物产品（I7）是隐含碳排放网络中的主要生产部门，而金融中介和商业活动（I21）、建筑（I14）和电气和机械（I9）则是主要的碳受益者。在这些行业中，电气和机械（I9）、石油、化工及非金属矿物产品（I7）和采矿与采石（I3）在调控隐含碳排放流动方面发挥着重要作用，对其他行业具有较强的控制力。因此，减少这些行业的碳排放和碳强度，有助于推动整个行业层面的碳减排。

在政策建议方面，本文提出，应建立一个公平合理的碳排放责任核算体系。B&R沿线国家的贸易活动不可避免地导致碳排放转移和泄漏。作为B&R的发起国和主要制造国，中国的许多出口产品被用于满足全球的最终需求，这导致了国内环境质量的持续恶化。基于生产者原则的碳核算方法使中国承担了较大的国际减排压力。因此，有必要明确国家与行业之间的碳排放转移关系，合理界定生产者和消费者的责任，建立“共同但有区别的责任”共享机制，并构建一个公平合理的碳排放责任核算体系。发达国家如韩国和新加坡应承担绝对的减排目标，并向其他发展中国家提供资金和技术支持。新兴经济体如中国和土耳其应注重降低碳强度，推动绿色工业升级，并制定碳达峰时间表。最不发达国家如老挝应优先保障其发展权，获得优先的资金和技术支持，并推进清洁能源发展和低碳农业实践。

此外，从区域贸易的角度来看，尽管中国在B&R沿线国家中积极发展经济伙伴关系，但仍需与这些国家合作制定与碳减排相关的政策，共同实现碳减排目标。在净隐含碳排放转移网络中，处于网络核心的国家如中国、印度和俄罗斯应发挥示范作用，推动贸易中的隐含碳排放控制和减少，同时积极提升清洁能源的使用比例和效率。对于B&R沿线国家中的净碳进口国，如韩国、新加坡和沙特阿拉伯，应鼓励其积极参与区域贸易，承担更多的生产与减排责任，并向出口国提供技术支持和环境保护援助。对于中国、印度、俄罗斯、哈萨克斯坦等国家，其通过B&R贸易出口了大量碳排放，承担了大部分低附加值制造产业。未来，这些国家应加大创新投入，推动经济发展，同时注重技术升级和碳转型，以提升整体的减排效率。

最后，从行业角度来看，应积极探索各行业减少碳排放的最佳路径。首先，应加强关键行业碳排放管理，通过优化生产规模和布局、淘汰落后产能、提升技术水平和提高副产品利用效率，减少隐含碳排放的流入和流出。其次，应实施分类碳排放管理，根据行业间的碳排放流动特征，制定和实施行业层面的碳减排策略。对于相似行业，应充分发挥其间的协同效应，推动整体产业结构优化和升级，共享产品和服务，降低物质和能量流动的强度，提高碳生产率。对于能源供应行业，应推广绿色、低碳和清洁的生产技术，淘汰高碳的生产过程和设备，以提升能源产品的生产效率。同时，应协调能源安全与绿色转型，大力发展光伏发电、风能和水能等清洁能源，以提供低碳和零碳的能源产品。对于高碳产品使用行业，应建立低碳生产理念，采用低隐含碳排放的产品作为生产材料。例如，在建筑行业，可以采用节能、低碳和环保的建筑材料，以减少对高碳建筑材料的依赖，降低隐含碳排放的流入，并推动原材料供应行业提升绿色生产水平。第三，应实施全行业链的协同碳减排。全面考虑行业间的隐含碳排放流动模式，从整个行业体系的角度选择碳排放减少的路径和策略，并考虑高能耗行业与整个行业链的协同减排。对于上游行业，应建立绿色生产理念，调整和优化能源结构，提高能源效率，以减少碳排放。对于下游行业，除了加强自身行业内的节能和减排外，还应通过产品设计提高原材料的低碳准入门槛，以推动上游行业开展节能和减排行动。在确保各行业生产活动的基础上，应推动整个行业链的协同减排。

综上所述，本文从区域和行业两个层面分析了B&R沿线国家贸易中的隐含碳排放网络的流动模式和演变过程。研究为明确碳排放责任分配、识别潜在的碳泄漏风险以及探索有效的区域协同减排路径提供了新的视角。然而，本文仍存在一些局限性，主要体现在模型和数据的可用性上。首先，Eora数据库的原始数据可能存在对非正式交易的忽略，这可能导致碳足迹计算的偏差。其次，MRIO模型假设生产技术保持不变，并使用平均排放系数计算隐含碳排放，这可能导致对低碳强度国家的排放估计偏高，而对高碳强度国家的排放估计偏低。这些方法论上的限制需要在未来的研究中进一步优化。