我國能源相關(guān)二氧化碳排放的影響因素貢獻(xiàn)度分析

張 明，李華楠，穆海林

（1.中國礦業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院，江蘇徐州 221116；2.大連理工大學(xué) 能源與動(dòng)力學(xué)院，遼寧大連 116024）

0 引言

自從1978年實(shí)施改革開放政策以來，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)生了翻天覆地的變化。1996～2005年間，我國GDP的年均增長率已經(jīng)超過了9%，與此同時(shí)，能源的消費(fèi)量從13.89億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增長到了22.33億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，能源消費(fèi)的年均增長率達(dá)到了5.41%。能源的過度使用加劇了環(huán)境的惡化，例如溫室效應(yīng)等問題，這引起了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。全球變暖和環(huán)境污染問題現(xiàn)在已經(jīng)成為困擾人們生活的主要問題之一，這必然不利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在影響全球氣候變暖的各種溫室氣體之中，由于化石燃料的燃燒所導(dǎo)致的大量的二氧化碳排放是引起全球氣候變暖的主要因素。除了能源使用量的巨大以外，中國的能源利用效率也不高，這更加加劇了二氧化碳的排放強(qiáng)度。根據(jù)目前的發(fā)展趨勢(shì)，在不久的將來，我國溫室氣體的排放量將達(dá)到世界第1。作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國，中國有責(zé)任和義務(wù)去減少溫室氣體排放。因此，對(duì)于中國的能源和環(huán)境政策制定者來說，了解并研究影響碳排放的驅(qū)動(dòng)因素以及這些因素的變化趨勢(shì)，是至關(guān)重要的。目前，許多學(xué)者已經(jīng)對(duì)碳排放的影響因素進(jìn)行了初步研究，但是學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中很少有關(guān)于這些影響因素變化的深層次的探討，本文應(yīng)用了兩個(gè)著名的模型，分別是分解分析模型和比例偏差模型，研究這些因素的變化趨勢(shì)和強(qiáng)度。

1 模型闡述

1.1 完全分解分析模型

完全分解分析模型較之于一般分解分析模型更具有可靠性和精確性，它通常用于分析能源消費(fèi)或者是能源強(qiáng)度隨著時(shí)間的變化。根據(jù)Sun(1999)的理論，二氧化碳的排放量（CE）可以被分解為四個(gè)因素，分別為：碳排放系數(shù)（EC）、結(jié)構(gòu)變化（ES）、碳排放強(qiáng)度（EI）和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)水平（GDP）。因此，所有部門t年總的碳排放量可以表示為：

其中：n—經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的總部門樹；

ECt—部門i在第t年的二氧化碳排放量；

Eit—部門i在第t年的能源消費(fèi)量；

GDPit—部門i在第t年的增加值；

GDPt—第t年所有部門經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的增加值；

ECit—部門i在第t年的碳排放系數(shù)；

EIit—部門i在第t年的能源強(qiáng)度；

ESit—部門i在第t年的增加值比重。

從基期0年到目標(biāo)期t年的碳排放變動(dòng)可以表示為ΔCE，ΔCE可以分解為以下關(guān)系式：

1.2 比例偏差模型

比例偏差分析法一般用來分析經(jīng)濟(jì)中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)中的主導(dǎo)因素。本文中，用來分析第t與第t+1期間碳排放變動(dòng)量ΔCt+1與第t和第t-1期間比例增長變動(dòng)量λΔCt之間的偏差值，其中λ為相鄰偏差期的比例增長系數(shù)；因素的比例偏差值越大，就說明它對(duì)碳排放的影響強(qiáng)度趨勢(shì)越大。一般式表述如下：

其中：λ代表比例增長率。

注：不同的文獻(xiàn)中對(duì)λ有不同的定義，本文λ用能源消費(fèi)的增長率表示。

1.3 混合模型

根據(jù)公式（2），我們可以得出：

2 數(shù)據(jù)整理

本文中使用的數(shù)據(jù)來源于中國統(tǒng)計(jì)年鑒、中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒，和其他的相關(guān)文獻(xiàn)，以及作者本人的計(jì)算。其中，GDP的計(jì)算是按1978年的可比指數(shù)得出的，以億元為單位；能源消耗量以萬噸標(biāo)煤為單位。

本文中，中國的整個(gè)經(jīng)濟(jì)被分為三個(gè)產(chǎn)業(yè)，分別為第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)。第一產(chǎn)業(yè)值包括農(nóng)業(yè)，即農(nóng)、林、牧、副、漁五種生產(chǎn)活動(dòng)；第二產(chǎn)業(yè)包括采礦業(yè)、制造業(yè)、水供應(yīng)業(yè)、電力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、蒸汽、熱水和燃?xì)獠块T，以及建筑業(yè)；其余的歸為第三產(chǎn)業(yè)。

許多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)給出了二氧化碳的排放計(jì)算方法，我國的排放量數(shù)據(jù)也有很多，和實(shí)際值十分接近。本文中二氧化碳排放量的值借鑒了IPCC的計(jì)算方法。

3 中國情景應(yīng)用分析

從圖1中我們可以看出中國經(jīng)濟(jì)在1996～2005年間經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顩r，從1996年的2萬億元增長到了2005年的4.37萬億元，年均增長率超過了9%。10年中，我國的經(jīng)濟(jì)高速增長，總量翻了近2倍。

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及工業(yè)化和城市化的加速，對(duì)能源產(chǎn)生了巨大的需求量。圖2描述了中國1995～2006年間能源生產(chǎn)量和消費(fèi)量的變化，以及它們之間的缺口。到2005年，中國的能源生產(chǎn)總量已經(jīng)達(dá)到了20.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是1996年能源生產(chǎn)總量13.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的1.55倍，年均增長率達(dá)到了5.02%。同期，能源消費(fèi)的總量從13.89億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增長到了22.33億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年均增長率為5.41%。2005年的能源缺口量為1.73億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比2004年增長了8.6%。雖然中國的能源生產(chǎn)持續(xù)增長，但是能源生產(chǎn)的增長速度不及能源消費(fèi)的增長速度，能源供需的缺口越來越大。

圖1 1996～2005年間中國GDP發(fā)展變化（以1978年不變價(jià)格計(jì)算）

圖2 1996～2005年間中國一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)量

從圖3可以看出1996～2005年間中國總的能源轉(zhuǎn)換效率的變化趨勢(shì)，由于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的不確切性和其他一些原因，1996年的能源轉(zhuǎn)換效率偏離實(shí)際值。同時(shí)，我國的能源強(qiáng)度從6.89萬噸標(biāo)煤/萬元下降到了5.11萬 噸 標(biāo) 煤/萬元，下降了25.85%，但是仍高于世界平均水平值。雖然我國已經(jīng)進(jìn)行了節(jié)能減排等政策措施，但是由于能源強(qiáng)度仍很高，且能源消費(fèi)量巨大，因此，我國實(shí)際的二氧化碳排放量仍繼續(xù)增長。

從圖4可以看出，隨著能源消費(fèi)的增長，我國的碳排放量從1996年的2850.6 Mt增長到了2005年的4500.9 Mt，年均增長率為5.21%。然而，從2002年到2006年間，中國總的碳排放量竟增長了66.2%。工業(yè)的碳排放量占到總碳排放量的63.3～73%。

圖3 1996至2005年間中國的能源強(qiáng)度和能源轉(zhuǎn)換效率的變化

圖4 1996至2005年間我國工業(yè)二拉化碳的排放量

4 結(jié)果分析

表1 CO2排放量的完全分解分析(1996～2005)

通過前面介紹的混合模型，我們計(jì)算得出了以下數(shù)據(jù)：

表1列出了基于分解分析方法的中國1996年到2005年間的碳排放因素的分解結(jié)果，我們可以發(fā)現(xiàn)，影響二氧化碳排放的因素主要有4個(gè)，分別為：碳排放系數(shù)、能源強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)變動(dòng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。能源強(qiáng)度的是二氧化碳減排最主要的影響因素，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展是二氧化碳排放量增加的主要原因，其次是排放系數(shù)的變化和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)。

圖5中的這條趨勢(shì)線顯示了CO2排放量DPG值的變化趨勢(shì)，在△CE2-1和△CE3-2之間，趨勢(shì)線下降?？赡苡袃蓚€(gè)原因，一是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，二是由于1997年亞洲金融危機(jī)的影響，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度放緩，能源消耗增長較少，導(dǎo)致CO2排放量的增長減少。從△CE4-3到△CE9-8，CO2排放量DPG值近似線性增長，反映到排放量上就是CO2排放量的急速增加。這和我國能源消費(fèi)量的增長趨勢(shì)相吻合，反映出近10年間我國經(jīng)濟(jì)的高速增長，以及所帶來的CO2高排放。

圖5 二氧化碳排放量趨勢(shì)的DPG變化值

表2 能源相關(guān)二氧化碳排放因素的DPG變化值

從表2和圖6我們可以得到以下結(jié)論：

（1）△ CE2-1,△CE4-3,△CE6-5,△CE8-7中因素EC的DPG值為負(fù)，增長強(qiáng)度降低，表示其對(duì)CO2減排的影響貢獻(xiàn)度增大，其余各期中EC的增長強(qiáng)度提高，對(duì)CO2減排的影響貢獻(xiàn)度減小。除第一時(shí)期的EC的DPG值（-416.2）偏差比較大之外，總體來說EC這一影響因素的DPG值變化并不大，波動(dòng)幅度在-31.15～20.1之間，且呈遞減趨勢(shì)。這說明影響CO2排放的EC因素趨于穩(wěn)定，因?yàn)镋C這一影響因素和電力消費(fèi)及其變化有關(guān)，電力生產(chǎn)主要基于化石燃料的燃燒。我國近年加大了電力生產(chǎn)的改革，逐步加大了新能源發(fā)電所占的比重（如核能、風(fēng)能發(fā)電），2000年中國大陸的發(fā)電量為13472億千瓦時(shí)，其中火力發(fā)電占絕大部分，為82.9%，水力發(fā)電占15.9%，核能發(fā)電只占1.2%，到2005年這一比例變?yōu)?1.89%、15.88%、2.12%。發(fā)電結(jié)構(gòu)的調(diào)整對(duì)減小CO2排放系數(shù)產(chǎn)生了積極的影響。

圖6 能源相關(guān)二氧化碳排放因素的DPG變化值

（2）△CE3-2,△CE5-4中影響因素EI的增長強(qiáng)度降低，對(duì)CO2減排的影響貢獻(xiàn)度增大，其余各期中EI對(duì)CO2減排的影響貢獻(xiàn)度減小，總體上EI的DPG值呈先升高趨勢(shì)。能源強(qiáng)度EI是降低CO2排放的主要因素，它的變化直接影響到CO2排放量的減少。能源強(qiáng)度的變化與能源利用效率有關(guān)，前面分析了1996～2005年間，我國的能源強(qiáng)度呈先下降后上升趨勢(shì)，與能源利用效率的變化基本符合。

（3）△CE2-1,△CE3-2,△CE5-4,△CE8-7中影響因素ES的增長強(qiáng)度降低，對(duì)CO2減排的影響貢獻(xiàn)度增大，其余各期中ES對(duì)CO2減排的影響貢獻(xiàn)度減少。ES的DPG值有穩(wěn)中有升的趨勢(shì)，反映了這一影響因素的增長強(qiáng)度的不穩(wěn)定性，增在逐步增長，會(huì)繼續(xù)加大對(duì)CO2排放的影響度。

(4)表1可知，因素GDP是增加碳排放的主要因素，因此它的變化更能影響總體的排放趨勢(shì)?！鰿E2-1,△CE4-3,△CE7-6,中影響因素GDP的DPG值為負(fù)，增長強(qiáng)度降低，對(duì)CO2減排的影響貢獻(xiàn)度增大，其余各期中GDP對(duì)CO2減排的影響貢獻(xiàn)度減小。經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的增加必然導(dǎo)致排放量的加大，從圖中我們可以看出，因素GDP已經(jīng)成為增長強(qiáng)度最大的因素，在這種情況下要達(dá)到減少排放的目的，必須從降低其他因素的增長強(qiáng)度入手。

上圖反映的是各因素DPG值與CO2排放DPG值之比的變化趨勢(shì)，在前兩期，EI的比值占主導(dǎo)地位，以后幾乎GDP的比值全部占主導(dǎo)地位，說明我國的CO2排放已經(jīng)由高能耗驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向高經(jīng)濟(jì)增長的驅(qū)動(dòng)。從圖表中可以得知，EC和ES的比值變化幅度呈波浪式減小，可能是由于我國電力結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整導(dǎo)致，但由于我國目前仍然是靠第二產(chǎn)業(yè)來帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，所以未來的ES比值仍將有所增長。EI和GDP的比值變化幅度呈類線性減小，主要是由于能耗的降低和國家的宏觀調(diào)控見成效，但他們?nèi)詫⑹怯绊慍O2排放的主要驅(qū)動(dòng)因素。

圖7 DPG值的變化趨勢(shì)

5 結(jié)論

本文通過應(yīng)用完全分解分析模型和比例偏差模型分析了中國能源相關(guān)碳排放影響因素的強(qiáng)度變化趨勢(shì)。導(dǎo)致二氧化碳排放量變化的因素主要有4個(gè)，分別為CO2排放系數(shù)、能源強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)變動(dòng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。應(yīng)用比例偏差分析，我們得到了關(guān)于這些因素趨勢(shì)變化的一些結(jié)論。主要結(jié)論如下：

(1)排放系數(shù)對(duì)碳排放的影響較穩(wěn)定，這在一定程度上可能是由于電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

(2)能源強(qiáng)度對(duì)碳減排的影響強(qiáng)度在增漲，是二氧化碳減排的主要?jiǎng)恿Α?/p>

(3)從長遠(yuǎn)來看，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對(duì)碳減排的影響強(qiáng)度將持續(xù)增加。

(4)GDP的影響強(qiáng)度越來越大，將會(huì)成為二氧化碳排放量增長的主導(dǎo)因素。

作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國，中國在二氧化碳減排工作上已經(jīng)做出了很多努力。在“十一五”期間，中國承諾單位GDP能耗下降20%，其中前3年的累積下降了10.1%，相當(dāng)于節(jié)約2.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤和減排6.6億噸二氧化碳。鑒于中國目前的現(xiàn)狀和以上的研究分析，我們給出一下建議：繼續(xù)改革電力的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，發(fā)展新能源；提高能源轉(zhuǎn)換效率，加快企業(yè)改革，鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新；調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加第三產(chǎn)業(yè)的比重；合理規(guī)劃高耗能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，避免重復(fù)建設(shè)。

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