投入产出模型可用于刻画经济系统结构^[9]，反映经济活动中产业间的相互依存关系^[10-11]。投入产出表的行平衡可表示为

经整理可得

其中，向量 $\boldsymbol{ x}$ 为总产出；向量 $\boldsymbol{ y }$ 为最终需求； $\boldsymbol{I}$ 为单位矩阵； $\boldsymbol{A}$ 为直接投入系数矩阵； $\boldsymbol{L}$ 为Leontief逆矩阵。

通过将CO₂排放量作为投入产出模型的卫星账户，进一步构建得到环境扩展型投入产出模型^[12]，具体表示为

其中， $ c $ 为基于消费视角下各行业CO₂排放量；向量 $\boldsymbol{q}$ 为各行业单位总产出CO₂排放，即碳排放强度。

结构分解分析一般基于环境扩展型投入产出模型，可将某因变量的变动分解为与之相关的若干因素变动的相对贡献之和^[13]。本文将碳排放强度 $\boldsymbol{q}$ 分解为能源碳排放系数 ${\boldsymbol{q_c}}$ （即单位能耗CO₂排放）、能源利用效率 ${\boldsymbol {q_e}}$ （即单位总产出能耗）；将最终需求 $\boldsymbol{ y }$ 分解为最终需求结构 ${\boldsymbol{y_s}}$ （即某行业最终需求占全部行业最终需求的比重）、人均最终需求水平 $\boldsymbol{ {y}_{p} }$ 和人口规模 $ p $ 。根据式（3），某时期中国CO₂排放变化可表示为

其中，式（4）右侧各项分别为能源碳排放系数变化、能源利用效率变化、生产结构变化、最终需求结构变化、人均最终需求水平变化以及人口规模变化所引起的CO₂排放变化。

为进一步探讨行业层面CO₂排放变化的社会经济影响因素，本文结合现有研究方法^[14]进行归因分析，将影响因素变化对CO₂排放变化的贡献分解到各个行业。

本文采用的2010年、2012年、2015年、2017年、2018年、2020年投入产出表来自国家统计局^[15]。为剔除价格波动的影响，本文以2020年为基期，结合价格指数^[16]将其他年份的投入产出表转化为可比价投入产出表。此外，本文仅考虑化石燃料燃烧所产生的CO₂排放。其中，2010年、2012年、2015年、2017年、2018年CO₂排放数据来自中国碳核算数据库(CEADs)^[7][17-18]。由于国家统计局目前暂未公布2020年能源平衡表等数据，2020年CO₂排放量根据2019年CO₂排放量^[7]、2020年万元国内生产总值CO₂排放年下降率^[19]等估算得到。

2017—2020年，中国CO₂排放整体呈持续上升趋势，排放量从82.9亿吨增加至88.0亿吨。图1展示了在此期间社会经济因素变化对中国CO₂排放增加的贡献。

人均最终需求水平变化是导致中国2017—2020年CO₂排放增加的主要驱动因素。从图1a可看出，在其他因素保持不变的情况下，人均最终需求水平增长推动中国CO₂排放增长14%。能源碳排放系数、能源利用效率变化均起到抑制中国2017—2020年CO₂排放增加的作用。对于能源利用效率变化，在其他因素保持不变的情况下，该因素变化推动CO₂减少排放6.5亿吨。“十三五”后期，中国对钢铁等七个高耗能行业实行更为严格的差别化电价政策，并提高高耗能产品的差别电价标准^[20]，2020年金属冶炼和压延加工业、非金属矿物制品业等行业的能源利用效率较2017年有所提升，进而起到CO₂减排作用。对于能源碳排放系数，在其他因素保持不变的情况下，该因素变化推动CO₂排放减少4.6亿吨。2017—2020年，中国煤炭占能源消费总量的比重由61%下降至57%，天然气等清洁能源占比上升^[16]，能源消费结构进一步优化，这在一定程度上促进CO₂减排。对于结构性因素，2017—2020年生产结构和最终需求结构变化促进了CO₂排放增加。

图 12017—2020年社会经济因素变化对中国CO₂排放变化的贡献

生产结构变化是导致中国2017—2020年CO₂排放增加的第二大驱动因素。在其他因素保持不变的情况下，生产结构变化导致CO₂排放增加3.5亿吨。从图1b可看出，2018—2020年生产结构变化对CO₂增排的贡献率（4%）明显大于2017—2018年（0.1%），这与2018—2020年更多行业的生产效率下降有关。2018年，受供给侧结构性改革深入推进、创新驱动发展战略深入实施等影响，大部分行业生产效率较2017年有所提升。其中，黑色金属冶炼和压延加工业作为“去产能”重点领域之一，其产能过剩得到进一步缓解，供应和需求基本实现平衡发展^[21]，生产结构逐步得到优化。然而，石油和天然气开采业、其他制造产品和废品废料、部分服务业（如信息传输与软件和信息技术服务业等）的生产效率下降，在此期间的生产结构变化对CO₂排放增加仍起到较小的促进作用。到2020年，农林牧渔产品和服务业、部分工业（如石油与炼焦产品和核燃料加工业、燃气生产和供应业等）、服务业（除金融业外，如交通运输与仓储和邮政业等）的生产效率均较2018年有所下降，这与新冠肺炎疫情对上述行业带来的冲击有关。例如，对于石油与炼焦产品和核燃料加工业，2020年中国成品油需求放缓，石化化工装置开工率下降^[22]，产能过剩矛盾愈发凸显。该行业大部分中间投入品的使用效率下降，涉及的关联行业包括电力与热力生产和供应业、石油和天然气开采业等直接碳排放强度相对较高的行业（图2），这对CO₂排放增加起到一定驱动作用。对于交通运输与仓储和邮政业，为配合新冠肺炎疫情防控需要，2020年中国部分地方对交通运输设施实施交通管制，并且客运需求有所减弱，交通运输部门（如铁路、公路、航空运输等）生产效率下降^[23]。该行业单位产出所需的大部分中间投入品消耗量较2018年上升，且涉及部分直接碳排放强度相对较高的关联行业（如石油与炼焦产品和核燃料加工业、石油和天然气开采业等），这在一定程度上驱动CO₂排放增加。

图 2各行业直接和间接碳排放强度

最终需求结构变化也是导致中国2017—2020年CO₂排放增加的一个因素。在其他因素保持不变的情况下，最终需求结构变化导致CO₂排放增加0.7亿吨。2017—2018年，食品和烟草业、纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业、交通运输设备制造业等工业行业，以及卫生和社会工作、水利与环境和公共设施管理业等服务业在最终需求占比下降。受“煤改电”等电能替代逐步推进^[24]、房地产开发投资增速加快^[16]等影响，电力热力生产和供应业、建筑业、以及部分服务业（如公共管理与社会保障和社会组织等）等在最终需求占比有所上升。从图2可以看出，电力热力生产和供应业、建筑业的累计碳排放强度^①相对较高，上述行业最终需求占比增加在一定程度上推动中国CO₂排放增加。到2020年，受新冠肺炎疫情影响，农林牧渔产品和服务业、纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业、交通运输设备制造业、建筑业、以及住宿和餐饮业等行业最终需求占比较2018年有所下降。其中，建筑业最终需求占比降幅相对较大，这对CO₂减排起到一定促进作用。相反，信息传输与软件和信息技术服务业、金融业、科学研究和技术服务业、卫生和社会工作以及教育等行业最终需求占比有所上升。其中，信息传输与软件和信息技术服务业最终需求占比增幅明显超过其他行业，这与中国近年来加大信息网络等新型基础设施建设投资有关^[25]。由于该行业累计碳排放强度相对较低，其最终需求占比上升对中国CO₂排放增加的影响相对较小。

总体而言，2017—2020年生产结构和最终需求结构均驱动中国CO₂排放增加。然而，2015—2017年上述因素变化均对CO₂减排起到促进作用（图3）。结果表明，在新冠肺炎疫情等影响下，生产结构和最终需求结构发生较大变化，其对CO₂排放的影响也转变为增排贡献。在后疫情时代，尤其是在节能降碳空间收窄的情况下，调整优化生产结构和最终需求结构将有利于中国实现CO₂减排。

图 32015—2020年社会经济因素变化对中国CO₂排放变化的贡献

结合修订后的经济和能源消费数据，本文量化分析了2010—2017年社会经济因素变化对中国CO₂排放变化的贡献（图4）。研究发现，2010—2012年各影响因素变化对中国CO₂排放变化的影响与现有研究^[1]基本一致，即人口规模、人均最终需求水平、能源碳排放系数变化是导致CO₂排放增加的影响因素，而生产结构、最终需求结构和能源利用效率变化是促进CO₂减排的影响因素。然而，基于修订后的统计数据，2012—2017年能源利用效率、生产结构和最终需求结构变化对CO₂排放变化的影响与现有研究结论存在一定差异。

在现有研究^[1]中，2012—2017年能源利用效率变化由2012—2015年的CO₂增排贡献转变为2015—2017年的减排贡献。然而，结合修订后的统计数据，本文发现，2012—2017年上述因素变化由2012—2015年的CO₂减排贡献转变为2015—2017年的增排贡献。2012—2015年，能源利用效率变化对CO₂减排的贡献相对较大。在其他因素保持不变的情况下，该因素促进CO₂排放减少16.4亿吨。“十二五”期间，中国实施能源消费总量和强度“双控”制度，将“双控”目标分解到省级层面并进行监督考核，2015年全国单位国内生产总值能耗较2010年下降18%^[26]。此外，2013年起北京等七个碳排放权交易试点启动交易，覆盖行业包括电力、水泥、钢铁等高耗能行业^[27-28]。受上述情况影响，2012—2015年电力与热力生产和供应业、非金属矿物制品业以及金属冶炼和压延加工业等高耗能行业的能源利用效率有所提升，这对中国CO₂减排起到一定促进作用。2015—2017年，能源利用效率变化转变为驱动CO₂排放增加的影响因素。在其他因素保持不变的情况下，该因素推动CO₂排放量增加12.1亿吨。这主要与部分行业（如金属冶炼和压延加工业、石油与炼焦产品和核燃料加工业等）单位产出能耗明显增加有关。以金属冶炼和压延加工品为例，2017年型钢、钢筋等低能耗高附加值产品产量较2015年明显下降，而生铁等高耗能低附加值产品产量小幅上升^[16]，导致该行业的单位产出能耗增加34%，这可能与环保限产、全面取缔“地条钢”等措施抑制钢材产量释放有关。同时，上述结果反映了高耗能行业产品结构不合理将导致CO₂排放增加。

图 42010—2017年社会经济因素变化对中国CO₂排放变化的贡献

根据现有研究^[1]，2012—2017年生产结构和最终需求结构变化由2012—2015年的CO₂减排贡献转变为2015—2017年的增排贡献。然而，结合修订后的统计数据，本文发现，上述因素变化由2012—2015年的CO₂增排贡献转变为2015—2017年的减排贡献。

对于生产结构，2012—2015年该因素变化是推动中国CO₂排放增加的影响因素之一。在其他因素保持不变的情况下，该因素驱动CO₂排放增长5%。在国际金融危机爆发初期，中国实施一揽子经济刺激计划。2012—2015年，中国进入前期刺激性政策消化期，工业增长速率有所下滑，产能过剩问题突出^[29]，除石油和天然气开采业以外的工业行业生产效率均有所下降，相关行业主要包括金属冶炼和压延加工业、电力热力生产和供应业、其他制造产品和废品废料等。对于金属冶炼和压延加工业、电力热力生产和供应业，其生产效率下降主要由行业自身的物料利用效率下降所导致。由于上述行业的直接碳排放强度相对较高，对CO₂排放增加起到一定推动作用。对于其他制造产品和废品废料，该行业大部分中间投入品的使用效率下降，其关联行业包括化学产品制造业、金属冶炼及压延加工业、交通运输与仓储和邮政业等直接碳排放强度相对较高的行业，这也在一定程度上引起CO₂排放增加。2015—2017年，生产结构变化转变为促进中国CO₂减排的主要影响因素。在其他因素保持不变的情况下，该因素促进CO₂排放量减少17.1亿吨。2015年起，中国逐步推进供给侧结构性改革，减少低端供给和无效供给，产能过剩矛盾有所缓解^[30]。此外，中国开始实施制造强国战略和创新驱动战略，制造业发展由要素驱动转向创新驱动，产业结构逐步得到优化^[31]。受上述情况影响，2015—2017年大部分行业（如电力热力生产和供应业、金属冶炼及压延加工业、其他制造产品和废品废料、通信设备和电子设备制造业等）的生产结构得到优化。其中，电力热力生产和供应业、金属冶炼及压延加工业的物料利用效率有所提高，进而对CO₂减排起到一定促进作用。其他制造产品和废品废料行业的单位产出所需的大部分中间投入品消耗量下降，这也在一定程度上推动CO₂减排。

对于最终需求结构，2012—2015年该因素变化对中国CO₂排放增加的贡献相对较小。在其他因素保持不变的情况下，该因素驱动CO₂排放增长1%。2012—2015年，农林牧渔产品和服务业、部分工业行业（如通用与专用设备制造业）以及部分服务业（如住宿和餐饮业等）在最终需求占比下降。相反，电气机械和器材制造业等部分工业行业、建筑业以及卫生和社会工作等部分服务业在最终需求占比上升。由于建筑业累计排放强度相对较高，且其最终需求占比明显增加，对CO₂排放增加起到较大推动作用。2015—2017年，最终需求结构变化转变为促进中国CO₂减排的影响因素。在其他因素保持不变的情况下，该因素促进CO₂排放量减少2.0亿吨。2015—2017年，受中国新型消费快速发展等影响^[31]，文化与体育和娱乐、住宿和餐饮业等服务业在最终需求占比上升。相反，通用与专用设备制造业等部分工业行业、建筑业、以及房地产业等部分服务业在最终需求占比下降。而通用与专用设备制造业、建筑业累计排放强度相对较高，这在一定程度上促进CO₂减排。

为进一步探究2010—2020年行业层面CO₂排放变化的社会经济影响因素，本文将各因素变化对CO₂排放变化的贡献分解到各个行业。图5展示了排放量相对较大的六个行业^②CO₂排放变化的社会经济影响因素。

图 52010—2020年社会经济因素变化对重点排放行业CO₂排放变化的贡献

2010—2020年，人均最终需求水平和人口规模变化始终是导致各个行业CO₂排放增加的驱动因素。其中，人均最终需求水平变化对各行业CO₂排放变化的贡献相对显著，其对电力热力生产和供应业（2 640.1百万吨）、金属冶炼和压延加工业（1 167.9百万吨）、交通运输与仓储和邮政业（425.1百万吨）、非金属矿物制品业（380.3百万吨）等行业CO₂排放增加的贡献相对较大。

结构性因素变化对不同行业CO₂排放变化的贡献存在差异，其对部分行业CO₂排放变化的贡献作用在不同时期也有所转变。对于生产结构，2010—2017年该因素变化对越来越多行业CO₂减排起到促进作用，电力热力生产和供应业（1 214.9百万吨）、金属冶炼和压延加工业（452.7百万吨）、非金属矿物制品业（125.3百万吨）是CO₂减排的主要贡献部门。2017—2020年，生产结构变化开始推动越来越多行业CO₂排放增加。例如，对于电力热力生产和供应业，生产结构变化导致该行业CO₂排放增加最多，其贡献达到398.4百万吨。对于金属冶炼和压延加工业，生产结构变化对该行业CO₂排放变化的贡献由−67.1百万吨转变为40.0百万吨。上述结果表明，近年来生产结构的转变不利于电力热力生产和供应业、金属冶炼和压延加工业等行业CO₂减排，接下来需加以关注。

对于最终需求结构，2010—2017年该因素变化推动越来越多行业CO₂减排，尤其是对于电力热力生产和供应业（241.9百万吨）、金属冶炼和压延加工业（133.0百万吨）。2017—2018年，最终需求结构变化对部分行业CO₂排放变化的影响发生转变。例如，对于电力热力生产和供应业，最终需求结构变化对该行业CO₂排放增加起到明显的推动作用，其贡献达到185.1百万吨。对于金属冶炼和压延加工业，最终需求结构变化对该行业CO₂减排的贡献降至6.3百万吨。2018—2020年，受新冠肺炎疫情影响，最终需求结构发生转变，该因素变化对大部分行业CO₂减排起到促进作用。其中，金属冶炼和压延加工业（34.7百万吨）、电力热力生产和供应业（16.4百万吨）是CO₂减排的主要贡献部门。

与上述影响因素有所不同，能源碳排放系数和能源利用效率变化对中国大部分行业CO₂减排起到促进作用，但两者对部分行业CO₂排放变化的影响在不同时期存在差异。对于能源碳排放系数，2010—2015年该因素变化主要促进电力热力生产和供应业、非金属矿物制业等行业CO₂减排，但驱动金属冶炼和压延加工业等行业CO₂排放增加。2015—2020年，能源消费结构进一步优化，推动大部分行业CO₂减排，其对电力热力生产和供应业（225.4百万吨）、化学产品制造业（127.0百万吨）、以及非金属矿物制品业（120.8百万吨）CO₂减排的贡献相对较大。对于能源利用效率，2010—2015年，受“十二五”期间高耗能行业能效水平大幅提升的影响^[20]，该因素变化对金属冶炼和压延加工业、电力热力生产和供应业等大部分行业的CO₂减排起到较大促进作用。2015—2017年，能源利用效率变化对大部分行业CO₂减排的促进作用转弱，并推动部分行业CO₂排放增加，其中金属冶炼和压延加工业、电力热力生产和供应业是CO₂排放明显增加的主要部门。2017—2020年，上述情况有所好转，能源利用效率变化有效抑制了电力热力生产和供应业、金属冶炼和压延加工业等行业CO₂排放增加。

1.2017—2020年，人均最终需求水平变化是导致中国CO₂排放增加的主要影响因素，能源利用效率变化是促进CO₂减排的首要影响因素。此外，在新冠肺炎疫情冲击等影响下，生产结构和最终需求结构发生较大变化，其由2015—2017年的CO₂减排贡献转变为增排贡献。结果表明，在后疫情时代，中国在生产结构和最终需求结构调整优化方面具有一定的CO₂减排潜力。

2.结合修订后的经济和能源消费数据，本文量化分析2010—2017年社会经济因素变化对中国CO₂排放变化的贡献。研究发现，2012—2017年能源利用效率、生产结构和最终需求结构变化对CO₂排放变化的贡献与现有研究结论存在差异。根据修订后的统计数据计算结果，2012—2017年能源利用效率变化由CO₂减排贡献转变为增排贡献，生产结构和最终需求结构变化由CO₂增排贡献转变为减排贡献。其中，能源利用效率变化贡献发生转变的主要原因在于金属冶炼和压延加工业等高耗能行业单位产出能耗明显增加有关。同时也反映了高耗能行业产品结构不合理将不利于中国CO₂减排。

3.在行业层面，各种社会经济因素对CO₂排放变化的影响具有明显的行业异质性。人均最终需求水平、人口规模变化对电力热力生产和供应业、金属冶炼和压延加工业等行业CO₂排放增加的贡献相对较大。能源碳排放系数、能源利用效率变化主要促进电力热力生产和供应业等行业CO₂减排。生产结构和最终需求结构变化对部分行业CO₂排放变化的贡献作用在不同时期有所转变。2010—2017年，生产结构和最终需求结构变化推动越来越多行业CO₂减排，尤其是对于电力热力生产和供应业。2017—2020年，生产结构和最终需求结构变化对行业CO₂排放变化的影响存在差异。对于生产结构，该因素变化开始推动越来越多行业（如电力热力生产和供应业等）CO₂排放增加。对于最终需求结构，2017—2018年该因素变化对金属冶炼和压延加工业等行业CO₂减排的贡献有所减弱并推动电力热力生产和供应业CO₂排放明显增加。2018—2020年，最终需求结构发生转变，其变化对金属冶炼和压延加工业等大部分行业CO₂减排起到促进作用。

1.调整石油化工等行业生产结构，促进全产业链CO₂减排

自2015年底以来，中国持续推进供给侧结构性改革，逐步淘汰化解金属冶炼和压延加工业、煤炭采选业等重点行业的过剩产能，上述行业生产效率不断提升，生产结构逐步得到优化。然而，在新冠肺炎疫情冲击下，石油与炼焦产品和核燃料加工业等部分工业行业生产效率显著下降，产能过剩问题凸显，生产结构有待进一步优化。而上述行业与直接碳排放强度相对较高的电力热力生产和供应业、石油和天然气开采业等行业存在关联关系，由此间接驱动CO₂排放增加。因此，在持续化解金属冶炼和压延加工业等重点行业过剩产能的同时，需要进一步推动其他生产结构有待优化的工业行业提高其产能利用效率和生产效率，进而促进全产业链CO₂减排。一方面，根据《关于印发促进工业经济平稳增长的若干政策的通知》^[32]，可将生产结构有待优化的相关行业纳入到差别化电价政策的实施范围内，引导相关企业自主淘汰过剩产能。另一方面，可通过税费减免、金融信贷支持等优惠政策，推动相关行业企业实现兼并重组。此外，政府部门可设置专项资金，引导产能严重过剩的企业逐步退出市场。

2.进一步优化投资结构，引导消费端优先使用可再生能源

降低累计碳排放强度较高的行业（如建筑业、电力热力生产和供应业等）在最终需求占比，提高信息传输与软件和信息技术服务业等累计碳排放强度较低的行业比重，可对CO₂减排起到一定促进作用。因此，进一步调整优化最终需求结构，将有助于实现CO₂减排。一方面，在后疫情时代财政刺激的背景下，制定房地产等投资计划时应避免出现因过度投资而造成的投资过剩问题，进而推动投资与需求平衡发展。另一方面，结合《关于印发促进工业经济平稳增长的若干政策的通知》，可将投资重心放在新型基础设施建设、新能源设施建设等方面，提高战略性新兴产业等低碳产业在最终需求占比，进而促进全社会CO₂减排。此外，基于《减污降碳协同增效实施方案》^[33]提出的生态环境政策与能源产业政策协同性原则，现有的电能替代在实现污染物减排的基础上有必要协同考虑CO₂减排需求，可通过全面实施“碳普惠”等方式引导城乡居民优先使用太阳能、地热能等可再生能源，进而推动电力热力生产和供应业实现CO₂减排。

3.优化高耗能行业产品结构，扩大高附加值产品供给

近年来，国家及省级层面主要通过产业结构调整、工业内部行业结构调整等手段控制能耗水平^[34-35]。然而，本文发现，高耗能行业（如金属冶炼和压延加工业、石油与炼焦产品和核燃料加工业等）产品结构不合理将驱动CO₂排放增加。因此，在调整优化产业结构、工业内部行业结构的基础上，需要优化金属冶炼和压延加工业等高耗能行业的产品结构，提高低能耗高附加值产品的比重，促进行业自身实现CO₂减排。一方面，可在单位产品能耗限额等标准的基础上制定单位产出能耗标准，引导重点排放行业优化其产品结构。另一方面，政府部门可通过提供财政补贴、绿色采购等方式，鼓励重点排放行业相关企业生产低能耗高附加值产品。

4.建立跨行业协同减碳机制，推动重点排放行业CO₂减排

现有的重点行业CO₂减排策略主要聚焦行业本身^[36-37]。然而，本文发现，电力与热力生产和供应业、金属冶炼和压延加工业等重点排放行业CO₂排放变化除了受到行业自身能源碳排放系数、能源利用效率变化等影响外，还受到其他行业的生产结构、最终需求结构变化等影响。因此，重点排放行业在考虑行业自身能源消费结构优化、能效水平提升的同时，也需要基于产业链视角制定相应的CO₂减排策略。以电力与热力生产和供应业为例，该行业可与生产结构有待优化的关联行业（如石油与炼焦产品和核燃料加工业等）建立跨行业合作机制，通过协同利用生产过程所产生的余热余能等方式，减少化石能源消费进而促进CO₂减排。