减少省际贸易中与能源相关的碳不平等现象：以京津冀地区及其周边地区的碳排放为例

《Energy Economics》：Decreasing energy-related carbon inequality in inter-provincial trade: Evidence from carbon emissions embodied in Beijing-Tianjin-Hebei region and its surrounding areas

中国作为全球最大贸易经济体，其京津冀及周边区域在能源流动、碳生产转移及区域不平等方面具有复杂性。本文通过整合多区域投入产出模型与CGE模型，结合环境扩展投入产出分析和Theil指数，系统评估碳减排与污染治理政策对区域经济结构、能源消费及隐含碳排放的影响。研究发现：实现污染治理需石油消费削减68.8%，电力消费降低35.2%；碳中和目标要求煤炭消费减少66.1%。内蒙古等能源密集型地区减排效果最显著，碳消费强度下降71.7%-79.9%。政策实施有效缓解了区域间碳足迹转移的不平等，优化了产业布局。研究为协同推进碳减排与区域公平发展提供了新方法。

　　

刘永哲|陈海燕|刘园|谢阳|徐萌

北京大学环境科学与工程学院，中国北京100871

摘要

全球贸易通过价值链重新配置了能源和碳的流动。作为世界上最大的贸易经济体，中国展现出复杂的能源-碳关联，尤其是在京津冀（BTH）及其周边地区——这些地区是省际能源转移和碳密集型生产的枢纽。本研究将IMED|CGE模型与环境扩展的投入产出分析（EIOA）和Theil指数相结合，以量化未来的碳和污染物减排政策将如何影响BTH及其邻近省份的能源使用和经济产出，以及通过贸易网络实现的碳排放。结果显示，要实现减排目标，需要将石油使用量减少68.8%，电力消耗减少35.2%；而要在2060年前实现碳中和，则必须将煤炭使用量减少66.1%。从区域上看，内蒙古的变化最为显著：到2060年，其能源消耗将减少61.7–63.8%，工业增加值将收缩35.5–38.9%，碳排放将下降71.7–79.9%。关键的是，那些能源密集型和传统制造业省份通过贸易成为了碳排放的净进口者，政策的实施减少了碳排放与经济发展水平之间的不平等。通过明确解决能源转型和经济发展挑战，并追踪贸易流动如何在不同类型的省份之间重新分配碳负担，我们的研究为设计公平的、对贸易敏感的碳减排和污染缓解路径提供了新的见解。

引言

中国经济正在从传统的、高碳的能源依赖模式快速转向清洁、可持续的发展模式。这一转型不仅需要优化煤炭、石油和天然气的消费（Sun等人，2025年），还需要对产业结构进行深刻的调整（Liu等人，2023年）。例如，经济重心正逐渐从能源密集型、污染严重的制造业转向高附加值、低碳的服务业和先进制造业（Zhang等人，2016年）。同时，省际贸易网络作为能源和经济结构调整的关键渠道（Sun等人，2020a年），促进了生产要素和商品在全球价值链各个环节的流动（Ji等人，2022年），同时也带来了碳排放（Sun等人，2020b年）。这种由贸易驱动的碳转移不仅重塑了区域的能源消费和经济产出模式，也深刻影响了各省之间的环境公平性（Guo等人，2023年）。因此，全面理解能源-经济-贸易关联中这些不平等碳转移的机制对于协调区域发展和同时实现绿色、低碳目标至关重要（Zhang等人，2020年）。

作为世界上最大的贸易经济体（Liu等人，2021年），中国约占全球出口价值的13.2%，这凸显了其在国际贸易中的关键作用。出口的迅速扩张是中国经济繁荣的关键驱动力，促进了快速的工业化和基础设施建设。然而，这种出口驱动的模式也可能加剧国内能源消费分配的不均衡，从而加剧区域经济和环境差异（Pan等人，2018年；Zhan等人，2023年）。统计数据显示，57%的碳排放与各省的产品消费有关（Feng等人，2013年），而56%的出口产生的GDP来自发达的沿海地区；相比之下，中部和西部省份承担了72%的由出口活动引起的空气污染（Zhang等人，2018a年）。沿海省份优先生产高附加值商品（Fang等人，2024年），利用先进技术和进入全球市场的机会。而较不发达的中部和西部地区则承担了更多低附加值、污染密集型产业的负担，包括重工业和资源开采（Zhang等人，2016年）。这种区域分工凸显了经济收益、能源转型和环境影响之间的权衡（Hong等人，2022年；Zhang等人，2017年），这对国家政策和可持续发展目标都有影响（Li等人，2023年）。

最近，中国进入了绿色转型的关键阶段，同时推进其长期碳中和目标和日益严格的空气污染控制政策。作为世界上最大的能源消费国和碳排放国，中国的政策选择对国内发展和全球气候治理都有深远影响。尽管这两个目标都致力于促进低碳和环境的可持续发展，但它们在政策重点、监管工具和实施时间表上存在差异，从而对能源系统和经济结构产生了不同的约束。这些相互重叠的政策框架的共存引发了关于它们在区域层面如何相互作用的重要问题，包括它们在具有不同工业基础和资源禀赋的省份之间产生协同效应或权衡的程度。解决这些问题对于制定协调的政策和确保向低碳发展的稳定、公平和有序过渡至关重要。

在这种不均衡发展和贸易驱动的排放再分配的背景下，关于中国未来减排路径出现了几个与政策相关的问题。一个核心问题是，那些拥有重工业基础或严重依赖化石能源的省份将在不同水平的减排约束下如何调整其工业和能源结构，以及这些调整在不同地区之间可能存在的差异。另一个相关问题是基于生产和基于消费的排放之间的差异，因为各省不仅在产品生产上有所不同，还在通过省际贸易的消费上存在差异。理解这两种核算视角的发展对于解释区域减排责任至关重要。还有一个问题是，在不同政策情景下，省际贸易模式的变化如何影响碳排放的转移，以及这些变化如何影响环境负担和区域不平等的空间分布。

本研究通过评估在不同政策情景下省级工业和能源系统的调整情况，比较基于生产和基于消费的排放之间的区域差异，以及评估省际贸易变化对碳排放转移及其分配效应的影响，来回答这三个相互关联的问题。为此，我们使用了中国的多区域IMED|CGE模型，并结合多区域投入产出框架，模拟了在各种污染物和碳约束下京津冀（BTH）及其周边地区（内蒙古、山西、河南和山东）的经济结构、能源使用和碳排放的变化。此外，我们使用Theil指数来量化不同情景和两种核算视角下的碳不平等，从而系统地评估减排政策如何影响区域公平性。

研究结果表明：（1）为了有效减排，到2060年需要将石油使用量减少68.8%；而要实现碳减排目标，则需要在2060年将煤炭使用量减少66.1%。（2）从区域上看，能源密集型地区承受了政策冲击的最大影响，特别是在内蒙古，两种情景下的排放量分别下降了71.7%和79.9%。（3）严格的政策干预在减少贸易中的碳排放和解决与碳排放相关的区域发展不平等方面非常有效。

本文的其余部分组织如下：第2节回顾了有关碳排放和区域碳不平等的相关文献。第3节介绍了本研究的研究框架。在第4.1-4.3节中，我们展示了三种情景下产业结构、能源转型和碳排放转移的结果。然后在第4.4节中比较了其经济效率，并计算了Theil指数，以确定严格的排放约束是否能够缓解碳不平等。第5节提出了结论性意见、贡献、主要发现和研究局限性。第6节讨论了政策含义。

文献综述

文献综述

现有研究已经广泛探讨了碳减排或空气污染控制政策的经济影响。然而，大多数分析要么只关注单一的政策维度，要么依赖于历史核算方法，对于重叠的气候和污染约束如何共同重塑未来路径下的区域经济结构和分配结果提供了有限的见解。

研究框架

本研究将中国的多区域IMED|CGE模型与环境扩展的投入产出（EEIO）框架相结合，系统地评估碳中和目标和清洁空气政策如何塑造京津冀地区及其周边省份的未来发展路径。分析围绕三个核心问题展开：不同水平的减排约束如何导致省级工业和能源结构的异质性调整；基于生产的

工业布局

图2(a)显示了2060年七个地区在三种不同情景下的总体工业结构转型和特定地区的工业产出变化。政策干预有效地减少了区域的能源依赖，同时观察到了向制造业的明显结构转变。特别是与BaU情景相比，PoC和CNS情景下能源开采行业的比例显著下降，从9.27%

讨论

现有研究表明，日益严格的碳减排或污染控制政策通过重新配置能源消费、工业活动和排放轨迹，产生了强烈的区域差异效应（Dong等人，2015年；Li等人，2024年；Ou等人，2018年；Xu等人，2024b年）。传统的能源生产和重工业地区集中了碳密集型生产，因此主导了基于生产的排放，而更发达的、以消费为导向的地区

政策含义

本研究整合了IMED|CGE模型、环境扩展的投入产出（ERIO）分析和Theil指数，全面评估碳中和和清洁空气政策对京津冀地区及其周边省份的影响。它系统地模拟和评估了工业重组、能源消费、碳排放路径、碳排放转移和区域碳不平等，为调整和制定有效的绿色低碳政策提供了支持

CRediT作者贡献声明

刘永哲：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，方法论，概念化，软件，可视化。陈海燕：资金获取，撰写——审稿与编辑。刘园：撰写——审稿与编辑，可视化，数据管理，方法论，软件。谢阳：撰写——审稿与编辑，监督，资金获取，资源，软件。徐萌：撰写——审稿与编辑，可视化，监督，概念化，资金获取，

致谢

本工作得到了智能电网-国家科技重大项目（2024ZD0802900）、中国科学技术部国家重点研发计划（2023YFF0805702）和国家自然科学基金（72234002，72504013）的支持。