中國CO2排放影響因素研究

趙賀春 高 誠

(1.中南大學(xué)商學(xué)院，湖南長沙410083;2.北方工業(yè)大學(xué)會(huì)計(jì)研究所，北京100144)

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了舉世矚目的成就，至2010年，我國國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)已躍居世界第二位。然而，伴隨經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展產(chǎn)生的環(huán)境與生態(tài)問題受到各方廣泛關(guān)注，目前我國的CO2年排放量也已同樣躍居全球第二位［1］，預(yù)計(jì)到2030年，我國CO2排放總量很可能超過美國，而居世界第一位［2］。中國作為目前世界上最大的發(fā)展中國家，欲謀求經(jīng)濟(jì)和社會(huì)長足發(fā)展，必須在“保增長”的同時(shí)，將“調(diào)結(jié)構(gòu)”和“轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式”重新提上政府的工作議程，努力創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。為此，深入研究CO2排放計(jì)量及影響因素，對(duì)于相關(guān)部門制定行之有效的節(jié)能減排政策，加快推進(jìn)“以人為本，全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展”具有極其重要的戰(zhàn)略意義。

1 相關(guān)研究綜述

能源和碳排放的影響因素分解研究始于20世紀(jì)70年代。Ehrlich等［3］關(guān)于人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境影響因素的討論中首次提出了IPAT方程。Greening等［4］采用分解模型分析了美國能源和碳排放強(qiáng)度下降的主要原因是能源結(jié)構(gòu)和天氣變化。這種通過對(duì)某一特定時(shí)期的能源強(qiáng)度變化進(jìn)行分解分析的方法受到國際理論界與實(shí)務(wù)界的一致認(rèn)可，形成并衍生出現(xiàn)因素分解法(IDA)和結(jié)構(gòu)分解分析法(SDA)。

國內(nèi)相關(guān)研究始于21世紀(jì)初。Zhang［5］利用LMDI法分析了中國工業(yè)部門的能源消費(fèi)變化，認(rèn)為1990－1997年工業(yè)部門所節(jié)約能源的87.8%是由于能源強(qiáng)度的下降引起的。Wang等采用LMDI對(duì)我國1957－2000年的CO2排放進(jìn)行了分解，結(jié)果表明，能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)增長都帶來了碳排放的增加，只是代表技術(shù)因素的能源強(qiáng)度起著關(guān)鍵性的作用［6］。宋德勇等利用“兩階段”LMDI方法分解我國不同階段碳排放的影響因素，認(rèn)為有效控制和減少碳排放的根本途徑在于切實(shí)轉(zhuǎn)變增長方式［7］。

2 模型構(gòu)建

根據(jù)對(duì)應(yīng)用在能源使用與氣體排放領(lǐng)域的分解方法的調(diào)研，Liu和Ang［8］指出對(duì)數(shù)平均Divisia因素分解方法(LMDI)目前看來是最好的選擇，重要的原因是不產(chǎn)生殘差項(xiàng)。且由國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述可知，通過應(yīng)用Kaya恒等式［9］將人類活動(dòng)產(chǎn)生CO2與人口、人均GDP、能耗強(qiáng)度、政策等因子以鏈?zhǔn)匠朔e的形式建立聯(lián)系，是目前采用較多的模型之一。有鑒于此，本文基于Kaya恒等式的基本原理與LMDI分解方法，逐步建立了CO2排放模型和能源消費(fèi)(包括生產(chǎn)和生活能源消費(fèi))擴(kuò)展模型。

2.1 CO2排放分解模型

CO2排放總量為:

式中，下標(biāo)i=1，2，3，分別代表煤炭、石油和天然氣三種國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要消費(fèi)能源;Ci為第i種能源消費(fèi)產(chǎn)生的CO2排放量;E為能源消費(fèi)總量;Ei為第i種能源的消費(fèi)量;Si為第i種能源在能源總消費(fèi)量中的所占比例;Fi為第i種能源消費(fèi)的CO2排放強(qiáng)度;上標(biāo)t、0分別為現(xiàn)期和基期;△C為現(xiàn)期相對(duì)于基期CO2排放變化量;△CE為能源消費(fèi)效應(yīng);△CS為能源結(jié)構(gòu)效應(yīng);△CF為能源碳排放強(qiáng)度效應(yīng)。

2.2 能源消費(fèi)分解擴(kuò)展模型

2.2.1 生產(chǎn)能源消費(fèi)分解模型

式中，下標(biāo)j=1，2，3，分別為第一、二、三產(chǎn)業(yè);G為GDP;Gj為第j個(gè)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出;EPj為第j個(gè)產(chǎn)業(yè)部門能源消費(fèi)量;Q為人均GDP，即經(jīng)濟(jì)增長因素;△EN1、△EQ、△EI、△EM分別為生產(chǎn)能源消費(fèi)量的人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能耗強(qiáng)度效應(yīng)。

2.2.2 生活能源消費(fèi)模型

式中，P為人均生活能源消費(fèi)量;△ER為現(xiàn)期相對(duì)于基期的生活能源消費(fèi)量的變動(dòng);△EN2、△EP分別為生活能源消費(fèi)的人口規(guī)模、生活水平效應(yīng)。

3 統(tǒng)計(jì)結(jié)果和分析

本文數(shù)據(jù)來源于中國統(tǒng)計(jì)年鑒(1998－2010)［10］、能源統(tǒng)計(jì)年鑒(1998－2010)［11］。另外，根據(jù) IPCC 的假定［12］，可以認(rèn)為某種能源的碳排放系數(shù)是不變的，已知△CF=0。通過計(jì)算和匯總得到1999－2009我國三大能源消費(fèi)的CO2排放量。

3.1 CO2排放模型結(jié)果分析

基于公式(1)－(3)，以1999年為統(tǒng)計(jì)基年，逐年CO2排放量累積變動(dòng)結(jié)果見圖1。由圖可得:①我國CO2排放量1999－2009年呈現(xiàn)逐年增長態(tài)勢，從2003年起排放量加速增長，2003－2009年同比基年平均增速高達(dá)364倍。②能源消費(fèi)量(E)與能源結(jié)構(gòu)(S)的變化。△CE為正向，增加了CO2的排放，且其貢獻(xiàn)率逐年增加;△CS為負(fù)向;抑止了CO2排放，其貢獻(xiàn)率逐年降低。即能源消費(fèi)(E)對(duì)CO2的排放起主導(dǎo)作用，降低碳排放量首當(dāng)其沖應(yīng)采取有力措施控制能源消費(fèi)水平，而能源結(jié)構(gòu)(S)的影響作用較小，甚至起負(fù)驅(qū)動(dòng)作用。

3.2 能源消費(fèi)擴(kuò)展模型分析

由圖2看出，三大產(chǎn)業(yè)中，以工業(yè)和建筑業(yè)為主體的第二產(chǎn)業(yè)占能源消費(fèi)量總量的比例最大，且近些年隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展具有不斷上升的態(tài)勢，這就要求節(jié)能減排的重點(diǎn)和難點(diǎn)應(yīng)以第二產(chǎn)業(yè)為主，深化落實(shí)相關(guān)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

圖3 1999－2009年生產(chǎn)能源消費(fèi)模型分解結(jié)果累積圖

基于式(4)－(6)，以1999年為基期，生產(chǎn)能源消費(fèi)逐年變動(dòng)累積結(jié)果見圖3。由圖可得:影響EP變化的最主要的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)因素分別是經(jīng)濟(jì)增長(下也稱Q)和能耗強(qiáng)度(下也稱M)，人口因素(N1)為正向驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(下也稱I)的驅(qū)動(dòng)作用不明顯。

(1)Q起正驅(qū)動(dòng)作用。我國近年來經(jīng)濟(jì)的高速增長促使人民生活水平提高，勢必帶來CO2等溫室氣體排放的迅速增長，特別是國家出臺(tái)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型政策以前，地方政府發(fā)展經(jīng)濟(jì)過度依賴“投資”增長。尤其進(jìn)入新千年我國申奧成功后，各地競相加大鋼鐵、水泥、電解鋁等行業(yè)的固定投資，使一次性能源大量消費(fèi)，導(dǎo)致CO2排放量的迅猛增長。

(2)M起負(fù)驅(qū)動(dòng)作用。由圖4可得:M1與M3相差不明顯，而M2遠(yuǎn)高于M1、M3，反映出第二產(chǎn)業(yè)的能耗強(qiáng)度要大大超出農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)的平均水平，但總體來說，三大產(chǎn)業(yè)尤其是第二產(chǎn)業(yè)能耗強(qiáng)度隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都呈現(xiàn)出下降的趨勢，使得近些年整體GDP的能耗水平保持下降態(tài)勢。

(3)I的正向驅(qū)動(dòng)作用較弱，但通過M的傳導(dǎo)機(jī)制對(duì)EP的變化也具有一定影響。由圖5可看出，1999－2009年間，第二產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出比例穩(wěn)中有升，而GDP的M與各產(chǎn)業(yè)的M均大幅下降，尤其第二產(chǎn)業(yè)的降幅最大，故在一定程度也印證了在工業(yè)及建筑行業(yè)中大力推行節(jié)能減排的新工藝與新技術(shù)將有助于生產(chǎn)乃至整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)能源消費(fèi)量的減少，并最終降低CO2的排放水平。

圖4 1999－2009年我國各產(chǎn)業(yè)能耗強(qiáng)度變化

基于式(6)，以1999年為基年，生活能源消費(fèi)模型分解結(jié)果見圖6?？梢钥闯?，1999－2009年人口規(guī)模對(duì)生活能源消費(fèi)量變化的貢獻(xiàn)水平較穩(wěn)定，因而累積曲線幾乎呈現(xiàn)線性增長。生活水平的變動(dòng)對(duì)生活能源消費(fèi)量產(chǎn)生的影響較大，其貢獻(xiàn)率變動(dòng)不穩(wěn)定，但總體上呈增長態(tài)勢。

4 結(jié)論與建議

(1)CO2排放量與能源消費(fèi)量的變化密切相關(guān)，能源消費(fèi)效應(yīng)為正驅(qū)動(dòng)，即增加CO2排放量，且貢獻(xiàn)率亦逐年增加;而能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)為負(fù)驅(qū)動(dòng)，抑制了CO2的排放，其貢獻(xiàn)率逐年降低，但由于能源結(jié)構(gòu)的變動(dòng)對(duì)CO2排放量的影響較小，并未發(fā)揮應(yīng)有的作用，這主要與我國以煤為主體的資源稟賦特征有關(guān)。

(2)經(jīng)濟(jì)增長和能耗強(qiáng)度是影響生產(chǎn)能源消費(fèi)量最主要因素，亦是影響CO2排放的重要因素，經(jīng)濟(jì)增長對(duì)CO2排放的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)為正向，促進(jìn)了CO2排放;而能耗強(qiáng)度對(duì)CO2排放起負(fù)驅(qū)動(dòng)，在很大程度上抑制了CO2排放。同時(shí)，由于我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)長期具有重工業(yè)化傾向，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能耗強(qiáng)度關(guān)系密切，造成產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整將在更大程度上影響整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的能耗強(qiáng)度，因而結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化能夠通過其與能耗強(qiáng)度間的傳導(dǎo)機(jī)制而驅(qū)動(dòng)CO2排放增加。

(3)基于Kaya恒等式基本原理和LMDI分解法建立CO2排放計(jì)量模型和能源生產(chǎn)消費(fèi)和生活消費(fèi)擴(kuò)展模型，可對(duì)影響CO2排放的相關(guān)因素進(jìn)行較完整的分解和系統(tǒng)的量化，為準(zhǔn)確、系統(tǒng)地制定CO2減排措施、政策及戰(zhàn)略提供參考，以期最終實(shí)現(xiàn)我國由高碳經(jīng)濟(jì)型向低碳經(jīng)濟(jì)型轉(zhuǎn)變，由忽略環(huán)境型向環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變。

(編輯:劉照勝)

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