China’s industrial sector accounts for more than 70% of the nation’s total carbon emissions, making the scientific and rational allocation of carbon quotas a critical factor in achieving the national carbon peaking target. In particular, given the heterogeneity of industrial structures, energy consumption patterns, and technological capacities across sectors, establishing well-designed and context-sensitive allocation criteria is essential. Against this backdrop, this study systematically analyzes carbon quota allocation schemes for the industrial sector under the carbon peaking target by applying multidimensional criteria, including fairness, efficiency, and sustainability. Furthermore, it employs the Zero-Sum Gains Data Envelopment Analysis (ZSG-DEA) model to optimize allocation efficiency under a fixed total emissions constraint, thereby ensuring both methodological rigor and policy relevance. The results are as follows. First, when fairness, efficiency, and sustainability criteria are comprehensively considered, carbon quotas can be distributed across industrial sectors in a relatively balanced and reasonable manner. The fairness criterion helps address disparities in historical emissions and development levels, while the sustainability criterion incorporates long-term environmental and economic considerations. However, despite these strengths, the initial allocation still shows room for improvement in terms of efficiency, suggesting the presence of potential misallocation among sectors. After applying the ZSG-DEA model for reallocation, overall system efficiency improves through inter-sectoral resource redistribution, and the final carbon allocation reaches a Pareto optimal state, where no further efficiency gains can be achieved without disadvantaging other sectors. This confirms the effectiveness of the optimization approach in reconciling multiple policy objectives. Second, carbon quotas in the industrial sector are mainly concentrated in six high energy-consuming industries, with the electricity and heat production and supply sector accounting for the largest share. This pattern reflects the inherently energy-intensive nature of these industries and their central role in supporting broader economic activities. It also highlights the structural characteristics of China’s industrial emissions, which are heavily driven by a limited number of key sectors. Such concentration implies that targeted policy interventions in these industries could yield significant emission reduction outcomes. Based on these findings, several policy implications are suggested. First, carbon quota allocation should incorporate not only fairness and efficiency but also sustainability and other relevant criteria, with achieving Pareto optimality as a key policy objective. Policymakers should adopt a comprehensive and flexible evaluation framework that can accommodate sectoral differences and evolving policy priorities. Second, appropriately increasing carbon quotas for high energy-consuming industries can help reduce their abatement costs and promote more realistic and feasible carbon reduction strategies, particularly in the short to medium term. Finally, policy design should aim to provide balanced mitigation incentives across industries by encouraging technological innovation, improving energy efficiency, and facilitating industrial upgrading, thereby supporting a smooth transition toward a low-carbon economy.
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중국 산업 부문은 전국 탄소 배출량의 70% 이상을 차지하고 있어, 탄소 할당량의 과학적이고 합리적인 분배는 국가 차원의 탄소 정점 목표(carbon peak target) 달성에 있어 핵심적인 요소로 작용한다. 특히 산업 구조의 특성과 에너지 소비 패턴을 고려할 때, 정교한 할당 기준의 설정이 요구된다. 본 연구는 공정성(fairness), 효율성(efficiency) 및 지속 가능성(sustainability)이라는 다차원적 기준을 적용하여 탄소 정점 목표 하에서의 산업 부문 탄소 할당 방안을 체계적으로 분석하고, ZSG-DEA(Zero-Sum Gains Data Envelopment Analysis) 모형을 활용하여 할당 효율성을 최적화하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 공정성, 효율성 및 지속 가능성 기준을 종합적으로 고려할 경우 산업 부문 간 탄소 할당량을 비교적 합리적으로 분배할 수 있는 것으로 나타났으나, 초기 할당 결과는 효율성 측면에서 여전히 개선 여지가 존재하였다. 이에 ZSG-DEA 모형을 적용하여 재조정한 결과, 산업 간 자원 재배분을 통해 최종 탄소 할당량은 파레토 최적 상태(Pareto optimality)에 도달하였다. 둘째, 산업 부문 탄소 할당량은 주로 여섯 개의 고에너지 소비 산업에 집중되는 경향을 보였으며, 특히 전력 및 열생산·공급업이 가장 높은 할당 비중을 차지하는 것으로 확인되었다. 이는 에너지 집약적 산업 구조의 특성을 반영한 결과로 해석된다. 이상의 분석 결과를 바탕으로 다음과 같은 정책적 시사점을 제시한다. 첫째, 탄소 할당량의 배분 과정에서는 공정성과 효율성뿐만 아니라 지속 가능성을 포함한 다양한 평가 기준을 종합적으로 고려해야 하 며, 궁극적으로 파레토 최적 달성을 중요한 정책 목표로 설정할 필요가 있다. 둘째, 고에너지 소비 산업에 대한 탄소 할당량을 적절히 확대함으로써 해당 산업의 감축 비용 부담을 완화하고, 보다 현실적이고 실행 가능한 탄소 감축 전략을 유도할 필요가 있다. 나아가 산업 간 균형 있는 감축 유인을 제공하는 정책 설계가 요구된다.