产业链视角下建筑业碳排放影响因素研究：天津实证案例

《Frontiers in Sustainable Cities》：Influencing factors of carbon emissions in the construction industry from the perspective of industrial chain: empirical case of Tianjin

　　

作为京津冀协同发展战略的关键节点，天津通过承接北京非首都功能疏解及高耗能产业向周边转移经历了显著的产业结构调整，使其成为研究跨区域隐含碳转移的代表性案例。然而，关于建筑业相关的跨区域与跨部门碳排放研究相对有限。因此，研究人员采用结构分解分析(Structural Decomposition Analysis, SDA)、结构路径分析(Structural Path Analysis, SPA)及结构路径分解(Structural Path Decomposition, SPD)系统考察天津建筑业跨区域与跨部门碳排放流动。结果表明，天津建筑业隐含碳主要集中于第一和第二生产层。在排放增长阶段，最终需求因子(DY)是碳增长的主导驱动力。在减排阶段，碳排放强度因子(Dfv)在前期起主要减排作用，而在后期产业结构因子(DH)与最终需求因子(DY)均呈现负向减排影响。产业链分解结果显示，2017至2020年，人均消费效应(?B)与人口效应(?P)促进了所有关键产业链的碳排放，而投入产出结构(?A)效应抑制了大多数减排关键产业链的碳排放。源于天津以外建筑业原材料供应部门的产业链对天津建筑业隐含碳排放变化影响显著。此外，源于“电力热力生产与供应”及“金属冶炼及压延加工”部门的产业链表现出鲜明的高碳排放结构特征。研究结果为促进天津建筑业低碳绿色转型提供政策启示，并为其他地区产业部门间跨区域碳排放研究提供参考。

研究背景方面，全球气候变化加剧背景下节能减排成为主要经济体重心，建筑业占全球温室气体排放30%以上及城市废弃物40%以上，中国建筑业GDP占比超6%，民用建筑运行碳排放达24.7亿吨二氧化碳当量占国家能源消耗22.1%，属典型“看似低碳实则高碳”行业，其直接能耗排放不突出但驱动大量上下游产业活动且具项目多周期长物料密集特点。现有研究多聚焦生命周期排放、材料驱动碳强度及空间异质性，较少系统考察供应链内跨区域碳转移及产业网络动态传输机制，京津冀协同下天津承接非首都功能产生大量城建需求，具备工业基础与枢纽战略角色且处高碳能源向清洁能源双重转型，建筑业为支柱产业，故需开展该研究以识别减排靶点。研究人员基于多区域投入产出(Multi-regional Input-output, MRIO)框架结合SDA、SPA与SPD模型核算天津建筑业隐含碳并分解各层及产业链驱动因子，得出分阶段各因子贡献差异及关键产业链特征结论，为低碳转型与政策制定提供微观至宏观依据，论文发表于《Frontiers in Sustainable Cities》。

关键技术方法包括基于投入产出模型核算建筑业隐含碳，定义第w生产层碳排为fv·H^(w)·Y；采用SDA将各层碳排变化分解为碳排放强度(fv)、产业结构(H)、最终需求(Y)三因子即D^(W)=D_fv×D_H×D_Y；采用SPA识别前三生产层关键产业链即C⁰至C^(W)路径；采用双极分解法SPD将产业链碳排变化?C分解为碳排放强度(?fv)、初次投入结构(?k)、投入产出结构(?A)、产业结构(?G)、人均消费(?B)、人口(?P)六类效应并展开Leontief逆矩阵；数据源自天津及中国统计年鉴、中国能源统计年鉴，碳排放计算遵循2006 IPCC国家温室气体清单指南，采用2012、2015、2017、2020年中国多区域投入产出表并将经济划分为42部门。

研究结果部分保留小标题说明如下。

4 Research results and analysis即研究结果与分析部分，通过隐含碳模型核算2012至2020年天津建筑业各生产层碳排，发现第零层占比最小约7%至8%，第一和第二层为主合计超70%，各层除第零层外2015年达峰后因双碳目标及试点政策下降。

4.1 Accounting of overall carbon emissions in Tianjin’s construction industry即天津建筑业整体碳排放核算，研究人员利用建筑业隐含碳模型计算不同生产层隐含碳，发现第零生产层占比最小，第一生产层最大，2015年达峰后因双碳政策等呈下降趋势。

4.2 Influencing factors of carbon emissions across production layers in Tianjin’s construction industry即天津建筑业各生产层碳排放影响因素，研究人员用SDA分解显示阶段1最终需求因子(D_Y)正向驱动各层碳增总计19731202.63吨；阶段2碳排放强度因子(D_fv)主导减排总计12097490.76吨；阶段3产业结构因子(D_H)与最终需求因子(D_Y)负向减排分别为1179768.01吨与12715153.69吨。

4.3 Identification of key industrial chains of Tianjin’s construction industry即天津建筑业关键产业链识别，研究人员用SPA识别跨区跨部门传输源于河南河北山东非金属矿物制品及金属制品，山西内蒙古煤炭开采电力热力等，选2012至2020碳排增减前10为关键链，阶段1增排链以天津金属冶炼及压延加工→建筑业最终需求为主增465900.87吨，阶段2减排链以天津金属冶炼及压延加工→最终需求减3096010.12吨，阶段3天津电力热力生产供应→最终需求减659924.28吨且金属冶炼链多现增排链。

4.4 Research on influencing effects of carbon emissions in key industrial chains of Tianjin’s construction industry即天津建筑业关键产业链碳排放影响效应研究，研究人员用SPD分解20条关键链为六类效应，阶段1至3各效应正负异，如阶段3天津电力热力→建筑业最终需求总减659924.28吨但碳排放强度(?fv)、第二层投入产出(?A₂)促排，初次投入(?k)、第一层投入产出(?A₁)、产业结构(?G)、人均消费(?B)、人口(?P)抑排；阶段1增排主链受人均消费(?B)878000吨驱动，阶段2与3增排主链受第二层投入产出(?A₂)驱动且存电力与金属内部循环现象；SDA与SPD结果差异表明宏观分解难识微观链驱动而SPD可细化定位。

讨论部分总结，研究从产业链视角识别天津建筑业关键碳链并析驱动因子，碳排高度集于第一二层具强上下游关联与中间投入依赖呈典型低表观高隐含特征，阶段2与3较阶段1下降显阶段性成效；阶段1最终消费为正驱因房市扩张致钢材水泥需求沿上游传至冶金建材等高耗能业扩产，调控建材碳排可大幅降建筑业总排，关键链显原料多自外省长距离供应链加剧下游隐含碳负担，人口与人均消费效应普遍促排；SDA与SPD差异显宏观法难识细链驱动而SPD可精细化分解并支撑精准政策，结果验原材料加工与建筑运行为建筑业两主源；SDA较IDA具更全技术信息可量化各层三核心效，SPD融SPA与SDA框为终需引产业链碳排驱力有效法，二者联用提可靠性与深度；局限为统计口径异、4年仅捕短期动态易受扰动，未来宜续时序及扩城比较。

结论部分翻译为：研究人员使用环境扩展投入产出分析模型计算2012至2020年天津建筑业总碳排放，应用SDA模型分解天津建筑业整体碳排放变化影响因素，进一步采用SPD模型识别并分解天津建筑业关联关键产业链碳排放影响因素，得出以下结论。隐含碳核算结果表天津建筑业碳排主导生产层为第一和第二层，两年合计贡献均超70%。SDA分解表不同阶段因子效应异，阶段1最终需求因子(D_Y)各层正碳增为主驱；阶段2碳排放强度因子(D_fv)为核心减排驱力；阶段3产业结构因子(D_H)与最终需求因子(D_Y)负向减排。SPD分解表前两阶段碳排放强度效应(?fv)普遍负向抑排，阶段3该效多促排，他链减排抵消弱化此效。碳排强度呈增效之链应为政策干预与结构调整优先靶，SDA难准识此类细链显SPD优可独立析各链识驱动，效应随阶段链异故应对特定部门链施差异化监管，如阶段3天津电力热力→建筑业最终需求链可通过能构优化降fv，阶段3天津建筑业→建筑业最终需求链应优投入产出结构，人口效相对限。