北京市低碳發(fā)展水平及潛力研究

張煒鈴 許申來 焦文濤 陳衛(wèi)平

（1.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室，北京 100085;2.北京清華城市規(guī)劃設(shè)計研究院生態(tài)環(huán)境研究所，北京 100085）

我國社會經(jīng)濟正處于資源、環(huán)境約束最為嚴(yán)重的時期，如何化解經(jīng)濟快速發(fā)展對資源、能源消耗的高度依賴，跨越資源、能源的瓶頸約束成為這一時期我國面臨的主要難題之一。低碳之路以節(jié)能減排，高效低耗為目標(biāo)，為中國的可持續(xù)發(fā)展提供了一條新的途徑，成為促進(jìn)我國節(jié)能減排和應(yīng)對全球氣候變化的重要戰(zhàn)略選擇［1］。目前，我國城市能源消費量約占全國消費總量的60%，城市人均能源消費為農(nóng)村的3倍左右，成為碳排放的主要場地［2］。隨著城市化率的提高，能源消費行為將發(fā)生顯著改變，這必將推動城市能源消費量的增長［3］。因此，構(gòu)建低碳城市作為重中之重，勢在必行。

1 文獻(xiàn)綜述

所謂低碳城市（Low－carbon City），指以低碳經(jīng)濟為發(fā)展模式及方向、市民以低碳生活為理念和行為特征、政府公務(wù)管理層以低碳社會為建設(shè)標(biāo)本和藍(lán)圖的城市［4－5］。目前，國內(nèi)外關(guān)于低碳城市的評估方法及指標(biāo)構(gòu)建的研究還不多，Shimada等學(xué)者構(gòu)建了一種描述城市尺度低碳經(jīng)濟長期發(fā)展情景的方法，并將此方法應(yīng)用到日本滋賀地區(qū)［6］;2010年中國社會科學(xué)研究院公布了我國評估低碳城市的新標(biāo)準(zhǔn)體系，分為低碳生產(chǎn)力、低碳消費、低碳資源和低碳政策等四大類共12個相對指標(biāo)［7］;朱守先等認(rèn)為衡量城市的低碳發(fā)展水平，核心是在資源稟賦、技術(shù)水平及消費方式三個方面是否具備低碳發(fā)展的潛力［8］;Kaya等學(xué)者認(rèn)為構(gòu)建低碳社會首先要計算掌握一個國家或地區(qū)的CO2排放量，并建立了了Kaya公式來表征一個地區(qū)CO2排放量［9］。

目前，北京市關(guān)于低碳發(fā)展水平及潛力方面的研究還比較有限。界定北京市是否具備了發(fā)展低碳城市的條件，分析其低碳發(fā)展?jié)摿?，對于加速取得?jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的雙贏局面極具啟發(fā)性。本研究選取了北京市的經(jīng)濟發(fā)展水平、能耗和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)三項指標(biāo)分別與全國平均水平進(jìn)行對比，選取人均碳排放、碳生產(chǎn)率、碳能源排放系數(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化演進(jìn)水平四項指標(biāo)對北京市的低碳發(fā)展水平及潛力進(jìn)行剖析，提出低碳發(fā)展策略，促進(jìn)北京市可持續(xù)發(fā)展。

2 研究方法

2.1 研究方法

本研究根據(jù)朱守先、Kaya等學(xué)者的研究方法對北京市經(jīng)濟和能耗狀況及低碳發(fā)展水平進(jìn)行度量。

2.1.1 北京市經(jīng)濟與能耗狀況度量方法

Kaya恒等式［9］如下所示:

其中，P:人口;G:人均GDP;IE:單位GDP能耗（能源強度）;IC:能源結(jié)構(gòu)碳強度。

考慮到節(jié)能減排與控制溫室氣體排放具有很大的協(xié)同性，本研究受到Kaya恒等式啟發(fā)，選取北京市和我國歷年人均GDP、單位GDP能耗和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)及能耗三項具有代表性和可比性的數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行對比分析。

2.1.2 CO2排放總量計算方法

CO2排放總量的計算公式如下所示［10］:

其中，（CO2）為CO2排放總量，Ci為第i年的碳排放總量，Eij為第i年第j種一次能源的消費量，δj為第j類能源的碳排放系數(shù)［10］，取各碳排放系數(shù)平均值。

2.1.3 北京低碳發(fā)展測度方法

衡量低碳發(fā)展水平的核心在于以下三個方面:資源稟賦、技術(shù)水平及消費方式，選擇最能體現(xiàn)這三個要素內(nèi)涵的指標(biāo)構(gòu)建低碳發(fā)展指標(biāo)，即人均碳排放、碳生產(chǎn)率和碳能源排放系數(shù)［8］。本研究主要采用對比方法將北京市和全國平均水平的低碳水平進(jìn)行比較，人均碳排放越低、碳生產(chǎn)率越高、碳能源排放系數(shù)越低，則低碳水平越高。

為了進(jìn)一步分析北京市低碳發(fā)展?jié)摿?，本文?yīng)用兩項經(jīng)濟與社會發(fā)展指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測。首先是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化演進(jìn)水平（Evolution of industrial structure diversificationdegree，簡稱ESD），ESD越高，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化水平越高。ESD的計算公式為:

式中，P為第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，S為第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，T為第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，ESD的值域為1至無窮大［8］。

其次是非煤能源消費比重，它是判斷一個城市是否具備良好的低碳發(fā)展?jié)摿Φ闹匾笜?biāo)。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于中國統(tǒng)計年鑒2010［11］、中國統(tǒng)計年鑒2011［12］、北京市2005 －2011 年統(tǒng)計年鑒［13］。

3 結(jié)果與討論

3.1 北京市經(jīng)濟能源相關(guān)性分析

2001－2010年，北京市地區(qū)生產(chǎn)總值持續(xù)增長，保持了16.01%的年均增長率，經(jīng)濟發(fā)展快速;能源消費總量也呈現(xiàn)不斷增長的態(tài)勢，其年均增長率為5.68%。由此可見，一方面，北京市經(jīng)濟的增長依然還建立在能源消費總量增加的基礎(chǔ)上，二者成正相關(guān)，另一方面經(jīng)濟增長率高于能源消費增長率，經(jīng)濟增長不再與能源消耗同步，呈相對脫鉤，實現(xiàn)了相對的節(jié)能發(fā)展。

3.2北京市經(jīng)濟與能耗水平度量

3.2.1 人均GDP及單位GDP能耗對比分析

北京市人均GDP與全國人均GDP均呈持續(xù)增長趨勢，北京市歷年人均GDP普遍高于全國平均水平，平均超出2.15倍，反映出北京市經(jīng)濟水平較高;北京市人均GDP年均增速為12.18%，全國人均GDP年均增速為14.81%，后者比前者略高。自2008年后，北京市人均GDP增長速率明顯加快且大于全國平均水平，這與北京市2008年承辦奧運會從而帶動了首都經(jīng)濟增長有密切關(guān)系。

從單位GDP能耗來看，全國和北京市均呈現(xiàn)下降趨勢。北京市單位GDP能耗的年平均下降率為8.96%，高于全國的年平均下降率5.67%，并且北京市歷年單位GDP能耗都遠(yuǎn)小于全國水平，年平均低于全國53.64%，表明北京市的能耗狀況明顯優(yōu)于全國平均水平。

然而，與美國相比，2010年美國人均 GDP已達(dá)25 7671.87元，是中國的 8.57 倍，是北京市的 3.39 倍;單位GDP能耗僅為中國的20%［14］，為北京市的33%。可見北京市的人均GDP、單位GDP能耗雖然領(lǐng)先于全國平均水平，但是與發(fā)達(dá)國家相比還存在著相當(dāng)顯著的差距。

3.2.2 經(jīng)濟結(jié)構(gòu)及能耗比較分析

表1展示了全國與北京市2001－2010年的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，二者發(fā)展趨勢有較大不同:北京市第一產(chǎn)業(yè)及第二產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例呈下降趨勢，第三產(chǎn)業(yè)則正好相反，2010年第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例較2001年增長了11.3%;而全國第二產(chǎn)業(yè)比例較為穩(wěn)定，第一產(chǎn)業(yè)比例呈現(xiàn)下降趨勢的同時第三產(chǎn)業(yè)比例呈增長態(tài)勢，對比表明北京市經(jīng)濟結(jié)構(gòu)較全國平均水平更加優(yōu)化。對比發(fā)現(xiàn)，全國第一、二產(chǎn)業(yè)比例均比北京市高出10個百分點左右，而第三產(chǎn)業(yè)比例則大大低于北京市。北京市第三產(chǎn)業(yè)比重領(lǐng)先全國平均水平近30%，率先在中國構(gòu)建起以服務(wù)經(jīng)濟為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于全國平均水平，并且呈逐年優(yōu)化態(tài)勢。

歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界各國第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，發(fā)達(dá)國家第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重在60% －70%之間［15］。與美國相比，其低能耗的第三產(chǎn)業(yè)為11.2萬億美元，占79%;中國第三產(chǎn)業(yè)GDP僅為2.2萬億美元，只相當(dāng)于美國的五分之一。目前北京市第三產(chǎn)業(yè)比重已超過75%，達(dá)到世界發(fā)達(dá)國家平均水平，但仍落后于美國，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級優(yōu)化方面還存在著一定的發(fā)展空間。

北京市各個產(chǎn)業(yè)的能耗排序與全國形勢一致，能耗比例排名依次為第二、三、一產(chǎn)業(yè)，另外第一、二、三產(chǎn)業(yè)與其能耗相關(guān)性系數(shù)都較高（依次為 0.94、0.79、0.80），因此各個產(chǎn)業(yè)能耗與其對應(yīng)生產(chǎn)總值比例呈現(xiàn)出大致相同的變化趨勢。這與美國的能耗比例排名相左，2010年，美國重工業(yè)能源消耗僅占社會總能源消耗的20%，整個工業(yè)能源消耗占社會總能源消耗的33%［16］，還不到中國一半，僅為北京市的84%。北京市第二產(chǎn)業(yè)能耗水平優(yōu)于全國平均水平的同時又大于美國，第二產(chǎn)業(yè)能耗仍具有很大的降低空間。

表1 全國及北京市2001－2010年經(jīng)濟結(jié)構(gòu) %

從北京市2001－2010年各個產(chǎn)業(yè)單位GDP能耗情況來看，第一、二、三產(chǎn)業(yè)的單位GDP能耗總體呈現(xiàn)下降趨勢，其中第二產(chǎn)業(yè)單位GDP能耗最高，但是呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，年平均降速可達(dá)10.02%;其次為第一產(chǎn)業(yè)，變化趨勢為降低;單位GDP能耗最低的為第三產(chǎn)業(yè)，逐年變化并不明顯，年平均降速為6.19%。

第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值比例雖然不是最高，但是能耗比例及單位GDP能耗均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩種產(chǎn)業(yè)，是進(jìn)行節(jié)能減排、發(fā)展低碳城市的重點實施對象。隨著第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動了北京總體能耗的明顯下降。由上述分析可知，北京市的人均GDP、單位GDP能耗、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與各產(chǎn)業(yè)能耗等指標(biāo)的發(fā)展水平均領(lǐng)先于全國平均，卻落后于美國，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已經(jīng)較優(yōu)化，但各產(chǎn)業(yè)能耗水平仍很高，還具有較大的溫室氣體減排空間。

3.3 北京市低碳發(fā)展水平測度及潛力分析

3.3.1 低碳發(fā)展水平比較

本文選取了全國和北京市2005－2010年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行計算分析，結(jié)果見表2?？梢园l(fā)現(xiàn)，北京市三項指標(biāo)人均碳排放、碳生產(chǎn)率、碳能源排放系數(shù)分別高、高、低于全國平均水平。

碳排放主要受能源消費總量、能源消費結(jié)構(gòu)及技術(shù)水平等的影響，而碳生產(chǎn)率是衡量低碳發(fā)展水平的重要指標(biāo)。從人均碳排放的對比上看到，雖然2005－2009年北京市人均碳排放比全國人均碳排放平均高33.95%，但是北京市人均碳排放呈逐年下降趨勢，2010年甚至低于全國平均水平，其年平均下降率為3.85%。目前，雖然我國CO2排放總量已經(jīng)位居世界第一，但我國人均碳排放尚低于發(fā)達(dá)國家平均水平，北京市亦如此［10，17］。

北京市碳生產(chǎn)率平均高于全國平均水平125.86%，二者的該項指標(biāo)均呈逐年增長趨勢，北京市與全國碳生產(chǎn)率的年平均增長率分別為14.01%、10.35%。北京市碳能源排放系數(shù)平均低于全國平均水平37.56%，兩者變化趨勢一致，年平均下降率分別為3.58%、0.60%，這源于二者的區(qū)域能源利用結(jié)構(gòu)、利用效率和利用技術(shù)水平等方面存在著較大差異。

通過分析，從2010年的最新數(shù)據(jù)看，北京市各項指標(biāo)表征結(jié)果及其變化趨勢均優(yōu)于全國平均水平，即北京市低碳發(fā)展水平領(lǐng)先于全國平均水平，但各項指標(biāo)應(yīng)當(dāng)在保持現(xiàn)有變化趨勢的前提下不斷完善提高，進(jìn)一步向低碳方向邁進(jìn)。

3.3.2 北京市低碳發(fā)展?jié)摿Ψ治?/p>

全國與北京市2001－2010年的ESD及其增長率數(shù)據(jù)（見表3）表明，二者ESD值均呈現(xiàn)上升趨勢，說明二者產(chǎn)業(yè)多元化演進(jìn)水平不斷提高，產(chǎn)業(yè)不斷得到優(yōu)化。對比發(fā)現(xiàn)，在研究區(qū)間內(nèi)，北京市ESD及其增長率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于全國平均水平，歷年ESD及其增長率的平均值分別比全國平均水平高出了8.52、1.61倍，差距顯著，北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化演進(jìn)水平高于全國平均水平。

表2 全國及北京市2005－2010年低碳發(fā)展指標(biāo)

表3 全國及北京市2001－2010年ESD及其增長率

表4是全國和北京市2005－2010年非煤能源消費比重數(shù)據(jù)，二者呈現(xiàn)出不同的變化趨勢。全國非煤能源消費比重逐年下降，但下降趨勢并不明顯;北京市非煤能源消費比重逐年增大，平均高于全國17%以上。能源消費結(jié)構(gòu)的優(yōu)化有利于城市的低碳發(fā)展，數(shù)據(jù)對比說明北京市在控制煤炭能源消費方面取得了較好成效。然而，放眼全球，2007年在全球一次性能源消費構(gòu)成中煤炭僅占27.8%，發(fā)達(dá)國家煤炭消費比例大多不到20%［18］，而我國和北京市煤炭消費比重分別占到了69.5%、47.6%，北京市煤炭能源消費比例遠(yuǎn)大于世界平均水平。

表4 全國及北京市2005－2010年非煤能源消費比重 %

通過對上述兩項指標(biāo)的分析，與全國平均發(fā)展水平相比，北京市低碳發(fā)展處于較高水平，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的可優(yōu)化調(diào)整空間較小，但能源消費結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整和低碳發(fā)展?jié)摿Χ季哂休^大空間;全國低碳發(fā)展平均水平較低，是地區(qū)之間存在差異發(fā)展不平衡所致。實現(xiàn)低碳發(fā)展，必須克服資源稟賦、技術(shù)進(jìn)步和政策因素等影響，適度優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，多開發(fā)低碳能源，尤其是可再生能源，從而縮小區(qū)域間低碳發(fā)展水平的差異［1］，實現(xiàn)全國共同的低碳發(fā)展。

4 結(jié)論與建議

通過對人均GDP、單位GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與各產(chǎn)業(yè)能耗等四項指標(biāo)的對比分析，北京市的經(jīng)濟與能耗水平居于全國平均和美國平均水平之間，具備較好的低碳經(jīng)濟發(fā)展基礎(chǔ)。雖然北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度較高，但各產(chǎn)業(yè)能耗水平仍很高，還具有很大的溫室氣體減排空間。與全國平均水平相比，北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的程度、各項指標(biāo)低碳發(fā)展的表征結(jié)果及其變化趨勢均優(yōu)于全國平均水平，即北京市低碳發(fā)展水平領(lǐng)先于全國平均水平;然而與發(fā)達(dá)國家相比，北京市煤炭能源消費比例遠(yuǎn)大于世界平均水平，非煤炭能源比重有待改進(jìn)提升?？傮w來看，北京市在實現(xiàn)經(jīng)濟增長和能源消耗的逐步脫鉤，邁向低碳城市的道路仍具有較大的空間，依然具有較大的低碳發(fā)展?jié)摿Α?/p>

根據(jù)以上分析，提出如下建議:

（1）制定政策法規(guī)，提出單位GDP能耗、各產(chǎn)業(yè)能耗、人均碳排放、碳生產(chǎn)率、碳能源排放系數(shù)、ESD、非煤能源消費比重等低碳相關(guān)各項指標(biāo)的約束性目標(biāo)值，通過相關(guān)經(jīng)濟激勵、公眾參與等措施實現(xiàn)目標(biāo)。

（2）促進(jìn)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步升級，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)空間布局，提高產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多元化演進(jìn)水平，發(fā)展低碳經(jīng)濟。北京市的第二產(chǎn)業(yè)消耗能源所占比重最大，其減排任務(wù)較為艱巨，第二產(chǎn)業(yè)改革應(yīng)推進(jìn)高能耗、高物耗、高污染、低附加值產(chǎn)業(yè)的有序退出，提高進(jìn)京企業(yè)的門檻，促進(jìn)高效低碳清潔的技術(shù)創(chuàng)新，重視發(fā)展都市型工業(yè);充分利用北京現(xiàn)有優(yōu)勢條件，促進(jìn)國際間的交流合作，大力發(fā)展推動高文化、高科技含量的優(yōu)勢服務(wù)業(yè)的發(fā)展，加快產(chǎn)業(yè)集聚，研發(fā)高新低碳相關(guān)技術(shù)全面推動各項產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

（3）改善能源消費結(jié)構(gòu)，提升能源使用效率。鼓勵開發(fā)可再生能源及新型清潔能源，盡可能在產(chǎn)業(yè)發(fā)展及公眾生活方面使用節(jié)能減排技術(shù)，逐步淘汰傳統(tǒng)的高消耗、高排放的傳統(tǒng)能源，提升能源使用效率。不斷改進(jìn)能源結(jié)構(gòu)，降低煤炭能源比重、增加新能源比重。

（4）借鑒發(fā)達(dá)國家的低碳發(fā)展經(jīng)驗，如發(fā)展新的清潔技術(shù)、推行可持續(xù)設(shè)計和節(jié)能建筑、推廣使用環(huán)保交通方式、引進(jìn)碳價格制度及征收碳排放稅、倡導(dǎo)資源回收利用和綠色消費等［19］。

綜上，北京市可圍繞自身的功能定位，揚長避短地將優(yōu)勢資源轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢，走出一條具有中國特色的低碳發(fā)展路徑，引領(lǐng)全國共同邁向生態(tài)文明、低碳社會。

（編輯:劉照勝）

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