中国碳要素偏向型技术进步的测量与来源分析

《Journal of Cleaner Production》：Measurement and source analysis of carbon-factor-biased technological progress in China

中国纺织业碳动态评估与减排路径研究显示，2003-2022年直接碳排放量增加62.4 Mt，电力消耗贡献72.1%。行业呈现强脱钩（2007-2019）与波动并存特征，经济规模扩张是主排放驱动，能源强度下降发挥关键减排作用。贸易模式呈现“生产集中、消费分散”，73.3%省份为净碳出口区，减排潜力达70.4%。基于LEAP模型预测，到2040年通过清洁能源与技术创新集成，可比基准情景减排70.5%。

　　

黄新宇|余航|王军|刘琼|李斌|徐晨烨

东华大学环境科学与工程学院，上海，201620，中国

摘要

纺织业的迅速扩张对全球碳排放做出了巨大贡献，但在实证数据、碳嵌入转移以及长期脱碳路径方面仍存在关键差距。本研究开发了一个“诊断-追踪-预测”框架来评估该行业的碳动态。通过能量系数法、Tapio脱钩分析和对数平均分解指数（LMDI）量化了直接的二氧化碳（CO₂）排放及其驱动因素。利用环境扩展的多区域投入产出（EE-MRIO）模型和结构分解分析（SDA）追踪碳嵌入流动。LEAP模型模拟了到2040年的多种脱碳路径。结果显示，2003年至2022年间碳排放增加了6240万吨，主要受电力消耗（72.1%）驱动。该行业从2003年至2007年的弱脱钩状态转变为2007年至2019年的强脱钩状态，随后在2019年至2022年间出现波动。经济增长是主要的排放驱动因素，而能源强度则是主要的减排措施。在贸易流动方面，中国纺织贸易中的碳嵌入量从2012年的1407万吨下降到2017年的969万吨。出现了“生产集中与消费分散”的模式，使排放从东部沿海地区转移到西部内陆地区。值得注意的是，73.3%的省份在纺织行业中是净碳出口国，而在服装行业中这一比例分别为2012年的73.3%、2015年的76.7%和2017年的66.7%。强度降低和结构转变使排放量减少了70.4%。最后，情景预测表明，通过整合清洁能源和效率创新的技术进步情景，到2040年碳排放量相比照常情况下可减少70.5%。这些发现为设计政策-技术协同机制以推动行业的低碳转型提供了框架。

引言

全球纺织和服装行业显著扩张，纤维产量从1974年的2400万吨增加到2022年的1.138亿吨，并预计到2030年将达到1.49亿吨（Niinim?ki等人，2020年；Plakantonaki等人，2023年）。然而，这种增长伴随着碳排放和能源消耗的上升（Hasanbeigi和Price，2015年），因此迫切需要实现脱碳（Pérez等人，2022年）。作为世界领先的生产和出口国，中国的纺织行业不仅促进了就业和城市化，也承担了需求增长带来的环境成本（Xu等人，2023年）。因此，平衡该行业的经济重要性与中国“双碳”目标需要准确了解其碳排放路径和减排政策的有效性（Liu等人，2024年；Chen等人，2022年）。

目前，生命周期评估（Zhang等人，2022年；Zhu等人，2024年）、投入产出分析（Mair等人，2016年；Valodka等人，2020年）和能源消耗排放系数方法（Chen等人，2021年）已被广泛用于评估纺织行业的碳排放（Huang等人，2017年）。尽管2001年至2011年间纺织产量持续增加，但2008年能源相关的温室气体排放趋于停滞（Huang和Zhang，2024年；Shi和Ning，2022年）。研究表明，2012年至2021年中国纺织和服装行业的碳排放量分别为7270万至9736万吨，2000年至2019年为9736万至2.047亿吨。除了生产之外，区域间贸易中的二氧化碳足迹也日益受到关注。生产和消费之间的地理分离引发了责任归属问题，因为一个省份产生的排放可能最终服务于另一个省份的最终需求，从而复杂化了碳责任归属。

为了解决这一问题，环境扩展的多区域投入产出（EE-MRIO）模型对于量化区域间贸易中的碳流动至关重要。最近的进展应用了综合建模来追踪保持高贸易优势的碳受益者（Zhang等人，2023年）、供应链中的水-碳联系（Wang等人，2023年）以及城市集聚区内的二氧化碳转移（Xing等人，2022年）。尽管在国家和行业层面取得了实质性发现（Jiang等人，2022a；Lu和Chen，2025年），但在三个方面仍存在显著差距：（1）纺织行业特有的区域转移特征记录不足；（2）能源结构和最终需求的作用经常被忽视（Xu等人，2022年）；（3）情景评估下的未来碳轨迹尚未探索。

为了明确区分我们的研究与以往的研究（表1、表2），本研究开发了一个全面的“诊断-追踪-预测”框架来评估该行业的碳动态。通过对2003年至2022年的全国和省级排放进行分析，丰富了关于直接碳排放趋势的知识。在此基础上，最新的MRIO分析追踪了中国区域间贸易中的碳嵌入排放。最后，基于情景的2040年预测勾勒出了实现碳达峰和中性的路径，为未来的低碳政策提供了依据。

章节片段

碳排放的数据收集与测量

图1展示了本研究的框架和方法。根据中国国民经济行业分类，中国的纺织行业包括三个主要子行业：纺织品制造（MT）、纺织服装制造（MTA）和化学纤维制造（MCF）（Wang等人，2017年）。本研究参考了《IPCC国家温室气体清单指南》（Eggleston和Tanabe，2006年）和《温室气体议定书》（Ranganathan等人，2011年）来确定相关标准。

总二氧化碳（CO₂）排放

过去20年间，纺织行业的总二氧化碳排放量从2003年的1.341亿吨增加到2022年的1.966亿吨，年均增长率（CAGR）为2.04%。增长轨迹表现为2013年达到2.329亿吨的峰值，随后在2020年下降至1.861亿吨，这可能是由于第十二个和第十三个五年计划期间针对能源密集型行业和清洁能源推广的国家政策所致。尽管总体产量增加，

结论

本研究提出了一个综合框架，整合了脱钩分析、EE-MRIO、LMDI、SDA和情景预测方法来分析纺织行业的二氧化碳排放。主要结论如下：

(1)

纺织、服装和化学纤维行业正朝着更清洁的能源结构转型。2003年至2022年间，二氧化碳排放强度下降了80.5%，因为能源结构从煤炭和石油转向了天然气、电力和热能，显著提高了能源效率。

作者贡献声明

黄新宇：撰写——初稿、方法论、概念构建。余航：方法论、概念构建。王军：撰写——审阅与编辑。刘琼：验证、监督。李斌：撰写——审阅与编辑。徐晨烨：撰写——初稿、资金获取、概念构建。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了上海市自然科学基金（项目编号23ZR1402300）和浙江省污染暴露与健康干预重点实验室（项目编号20230001）的支持。