低碳環(huán)境視角下浙江省能源消費碳排放的因素分解及驅動因子測定研究

朱慶麗

摘 要：隨著低碳經(jīng)濟發(fā)展理念的提出和不斷推進，能源消費碳排放問題已經(jīng)成為全球關注的焦點和研究的熱點。以浙江省為例，利用化石能源消費數(shù)據(jù)對CO2排放量進行測算，利用擴展的Kaya恒等式對二氧化碳排放量進行分解，再利用平均對數(shù)迪氏指數(shù)分解法（LMDI）進行分解，進而最后提出降低二氧化碳排放量及降低能耗強度的對策和建議。

關鍵詞：能源消費；碳排放；驅動因子；LMDI分解

中圖分類號：F205 文獻標識碼：A doi：10.3969/j.issn.1672-3309（x）.2013.09.51 文章編號：1672-3309（2013）09-111-03

一、引言

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，中國在發(fā)展中消耗了太多的能源和原材料。目前，我國單位GDP能耗高出世界平均水平，連續(xù)多年都位居世界前列。其中一次能源的消費占據(jù)主要部分，其特點是：煤炭的生產(chǎn)和消費比重偏高；石油的生產(chǎn)量低，消費量高，供需缺口需依賴進口石油滿足；新能源利用率低，發(fā)展?jié)摿Υ蟆?/p>

浙江作為中國的經(jīng)濟大省，同樣也是能源消費大省，溫室氣體排放量大，2011 年，浙江省能源消費總量17827.27 萬噸標準煤，占全國能源消費總量的5.12%，比2010 年的16865.29萬噸標準煤增長了5.70% 其中，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)煤炭消費量從2010 年的12601.82萬噸標準煤增加到 2011年的13598.61萬噸標準煤，增長了7.9%；原油消費量從2010年的2835.41萬噸標準煤增加到2011年的2939.77萬噸標準煤，增長了3.6%。計算出2010 年浙江省能源消費二氧化碳排放量達到43682.612 萬噸，比1985年增長約9.65倍，年均增長率38.6%，遠高于國內(nèi)同期水平；由此可見，為實現(xiàn)2020年浙江單位二氧化碳排放達到國家指標，全省面臨巨大的溫室氣體減排壓力，因此，明確浙江省能源消費碳排放因素的特征有重要的意義。

二、文獻綜述

能源分解分析中應用最廣泛的是拉氏因素分解法和迪氏因素分解法，此外，還有連環(huán)替代法、交互影響平均分配法、交互影響按比重分配法等分解方法，Huang（1993）利用乘法代數(shù)平均迪氏指數(shù)分解法把碳排放分解為結構變動效應和能源強度改進效應。Zhang（2003）利用改進的拉氏指數(shù)法將工業(yè)能源消費分解為規(guī)模效應、實際的強度效應和結構效應。Ang（2004）指出對數(shù)平均迪氏指數(shù)法（LMDI）是多種方法中比較合理的，可以直接得到各種能源對能源消耗的結構效應、效率效應等。

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，氣候變化問題已成為國際社會高度關注的熱點，中國作為世界上第二大CO2排放國，正面臨著越來越嚴峻的減排壓力。馮相昭、鄒驥（2008）認為，經(jīng)濟的快速發(fā)展和人口的增長是CO2排放增加的主要驅動因素，能源效率的提高有利于減少CO2排放，而能源結構的低碳化則是降低CO2排放水平的重要戰(zhàn)略選擇。李善同、許召元（2008）認為，行業(yè)能源強度的差別是決定能源強度差異的主要因素。李國璋、王雙（2008）認為，由區(qū)域內(nèi)能源強度所顯示的區(qū)域內(nèi)技術進步因素是影響中國能源強度變動的決定因素。

綜上可以看出，以前學者的研究大多是從產(chǎn)業(yè)、行業(yè)或地區(qū)層面的研究，從能源種類的角度分析二氧化碳排放量的研究還比較少，特別缺乏從省域的角度分析能源消費碳排放的影響因子。而且研究的數(shù)據(jù)也比較陳舊，隨著中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國的經(jīng)濟環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了比較大的變化，陳舊的數(shù)據(jù)已經(jīng)不能反映中國經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)實狀況，從而不能得出合理的對策和建議。為此，本文通過測算1985-2011年浙江省各種能源排CO2量，然后用擴展的Kaya恒等式對CO2排放量進行分解，再利用平均對數(shù)迪氏指數(shù)分解法（LMDI）對CO2排放量進行分解，找出影響CO2排放的驅動因子，據(jù)此提出降低CO2排放量及及能源強度的對策和建議。

三、能源分解碳排放模型的理論構建

（一）Kaya恒等式的擴展

Kaya恒等式由Yoichi Kaya于IPCC的一次研討會上首次提出。他認為碳排放與能源結構碳強度、單位GDP能源強度及人均國內(nèi)生產(chǎn)總值有關。但近年來的研究不斷表明，能源消費碳排放還與能源效率及主導產(chǎn)業(yè)類型等有較為密切的關系。鑒于此，引入能夠表征產(chǎn)業(yè)結構、能源結構及能源效率的變量，對Kaya恒等式進行擴展。擴展后的Kaya恒等式表達為：

（1）

式中，C為各種類型能源消費導致的CO2排放總量；P為人口總數(shù)；Si=Ei/E，代表能源消費結構；Fi=Ci/Ei，代表各種能源消費類型i的CO2排放系數(shù)；I=E/Y，代表能源強度；G=Y/P，代表人均GDP。

假設C0和C1分別代表基年和T年的排放量，ΔC指的是T年相對于基年的排放變化量。結合公式（2）我們作以下分解：

ΔC=ΔSi+ΔFi+ΔI+ΔG+ΔP（2）

公式（2）顯示CO2排放量的變化是五個因子共同作用的結果，即能源的碳強度效應ΔF、單位GDP能源強度水平變化ΔG、能源消費結構ΔSi、經(jīng)濟活動的變化ΔI以及人口的變動ΔP。

（二）LMDI分解方法

ANG的研究指出，Laspeyres指數(shù)分解中的殘差項不能被忽略，因為較大的殘差項會影響分析結果；而LMDI方法滿足因素可逆，能消除殘差項，這就克服了用其他方法分解后存在殘差項或對殘差項分解不當?shù)娜秉c，使模型更具有說服力。鑒于此，選用LMDI方法對碳排放進行因素分解。

LMDI方法采用“乘積分解”和“加和分解”兩種方法進行分解，兩種方法最終分解結果是一致的。采用加和分解，將差分分解為：

CO2排放總量的變化可以分解成五個主要影響變量，分別為化石燃料的排放系數(shù)、能源消費結構、能源強度、人均GDP和人口總數(shù)。ΔCres和ΔDres是在傳統(tǒng)的技術方法中存在的殘差。因為分解是完全的，所以這一項的值為零。

四、浙江省能源消耗的數(shù)據(jù)收集

由于化石能源增加了地球大氣層中二氧化碳的含量。而能源消費導致的二氧化碳排放在人為溫室氣體排放總量中占有絕對優(yōu)勢。本文通過收集1985-2011年煤炭、原油、焦炭、煤油、柴油、燃料油和天然氣等能源消耗量數(shù)據(jù)對浙江省碳排放進行測算。由于2004年浙江省引進西氣東輸天然氣，揭開了浙江省大規(guī)模利用天然氣的序幕，因此浙江省天然氣的消費量數(shù)據(jù)為2005-2011年，其余化石能源消費量的時序數(shù)據(jù)皆為1985-2011年，數(shù)據(jù)來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒》和《浙江統(tǒng)計年鑒鑒》。

五、浙江省能源消耗碳排放影響因素的實證分解

（一）能源消耗碳排放的LMDI分解分析

從加和分解來說，1985-2011年浙江省碳排放量增加了41730.752萬噸，其中經(jīng)濟效應和人口效應一直為正，這說明浙江省常住人口與人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的持續(xù)增加為碳排放量增長做出了不小的貢獻。兩項累計增加碳排放量71592.52萬噸。其中人口累計貢獻2970.051萬噸，占碳排放增量的7.1%；經(jīng)濟效應累計貢獻68622.47萬噸，占碳排放增量的164%，是拉動浙江省碳排放增長的主要原因。同時，能源消耗強度效應的值基本上都為負，表明能源消耗強度效應基本上都是下降的。化石燃料的排放系數(shù)效應在1985-2011年期間有正有負，且值都較小，這主要是因為單位化石燃料燃燒所帶來的碳排放基本上固定，僅是由于各種能源消耗結構的變化而引起的平均碳排放系數(shù)有限。計算結果顯示LMDI加和分解的余項為零，證明分解是完全的。

從乘法分解的結果看浙江省1985-2011年碳排放總量增加了11.78倍，其中人口效應雖然每年都是增加的，但是增速較慢，值變動18個百分點，對碳排放的拉動作用并不明顯。而與此相對應的經(jīng)濟增長效應使二氧化碳的排放量增加了大約54倍，是拉動碳排放增長的主要動力，化石燃料的結構變動拉動了碳排放的增長，使碳排放增長了22個百分點；與上邊的效應相反的是能源強度效應，除了2004年與2005年略有上升外，而能源強度的變動使碳排放下降了84個百分點，成為抑制碳排放增加的主要力量，化石燃料的碳排放系數(shù)基本保持不變。對碳排放的影響可以忽略不計。

六、結論及對策建議

（一）結論分析

浙江省能源消費的排碳量總體上是逐年增加的，其中能源強度的下降對碳排放起抑制作用，而經(jīng)濟增長、人口總數(shù)及能源結構的變動對碳排放起拉動的作用，但如果犧牲浙江省的經(jīng)濟發(fā)展來降低碳排放量是不現(xiàn)實的，所以，未來的對策只能通過調(diào)整其他驅動因子來分解降低碳排放。

（二）對策和建議

1、大力提高能源利用效率。通過上文的分析，可以發(fā)現(xiàn)能源強度對CO2的排放量影響明顯，且其值為負。也就是說，通過提高能源強度，可以明顯減少CO2的排放量。而提高能源強度，就要堅持把節(jié)約能源放在首位，實行全面、嚴格的能源節(jié)約制度和措施；另一方面要按照生態(tài)產(chǎn)業(yè)原理進行區(qū)域產(chǎn)業(yè)鏈的延伸設計，構建循環(huán)經(jīng)濟體系，實行能源的多級梯次利用，充分提高能源利用效率。

2、逐步改善能源消費結構。通過驅動因子分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，能源消費結構優(yōu)化占改善CO2排放量的重要方面。大力調(diào)整和優(yōu)化能源消費結構，尤其是要大力開發(fā)和利用綠色能源與清潔能源，提高其在整個能源消費結構中的比重，減少CO2的排放量。要大力促進煤炭消費相關的技術創(chuàng)新，把提高煤炭利用效率看做是浙江省減少CO2排放的重要任務。

3、加快轉變經(jīng)濟增長方式。通過深化改革和加強企業(yè)自主創(chuàng)新來提高產(chǎn)業(yè)的效率效應。通過對各能源的CO2排放量的分解，我們可以發(fā)現(xiàn)人均GDP對能源強度的影響貢獻明顯，且其值為正。也就是說，隨著人均GDP的增長，CO2排放總量也會增長。為此，可以針對不同行業(yè)逐步建立和完善單位 GDP 能耗監(jiān)測體系。建立基于 LMDI 分解方法的 “能源消費監(jiān)測體系”，對經(jīng)濟產(chǎn)出、產(chǎn)業(yè)結構和產(chǎn)業(yè)能源利用效率使能源消費和能源強度變化的影響進行系統(tǒng)化、定量化和定期的分解分析，為制定科學、合理的區(qū)域經(jīng)濟和能源政策提供依據(jù)。

4、推動采用先進的技術和清潔能源。眾所周知，降低能源強度的一個重要方面就是使用清潔能源，實現(xiàn)技術節(jié)能減排?？稍偕茉床淮嬖谀茉春慕叩目赡堋４罅μ岢鍧嵅裼图夹g，它具有經(jīng)濟、清潔和動力強勁等多重優(yōu)勢，是能夠滿足節(jié)能減排需求的成熟解決方案。大力提倡汽車使用天然氣這種清潔能源，將使CO2的排放量降低40%左右，二氧化硫和粉塵的排放幾乎為零，節(jié)能減排的效果相當明顯。中國已提出三位一體的降耗減排措施，是在向“高消耗的增長”說不。所以，浙江省作為經(jīng)濟貢獻大省，應首當做出表率。

參考文獻：

[1] ALCANTARA V， DURO Ja. Inequality of energy intensities across OECD countries： a note [J].Energy Policy， 2004， 32（11）：1257-1260.

[2] ALCANTARA V， ROCA J. Energy and CO2emissions in Spain： methodology of analysis and some results for 1980-90 [J]. Energy Economics， 1995， 17（3）：221-230.

[3] ANG B W， PANDIYAN G. Decomposition of energy-induced CO2emissions in manufacturing [J].Energy Economics， 1997， 19（3）：363-374.

[4] LIASKAS K， MAVROTAS G， MANDARAKA M， et al. Decomposition of industrial CO2emission： the case of European Union [J]. Energy Economics， 2000， 22（4）：383-394.

[5] IPCC （Intergovernmental Panel on Climate Change）. Climate Change 007： Mitigation of Climate Change [M]. United Kingdom： Cambridge university press， 2007.

[6] 馮相昭、鄒驥. 中國CO2排放趨勢的經(jīng)濟分析[J].中國人口資源與環(huán)境，2008，18（03）：43-47.

[7] 李善同、許召元. 中國各地區(qū)能源強度差異的因素分解[J].中外能源，2008，（09）：1-10.

[8] 李國璋、王雙. 中國能源強度變動的區(qū)域因素分解分析[J].財經(jīng)研究，2008，（08）：52-62.

[9] 高振宇、王益.我國生產(chǎn)用能源消費變動的分解分析[J].統(tǒng)計研究，2007，（03）： 52-57.

[10] 劉兆恒.江蘇能源消耗變動因素的實證研究[J].能源研究與利用，2008，（01）：44-52.