北京市碳排放量影響因素分析（2002～2011）

【摘要】文章利用LMDI分解技術(shù)對(duì)北京市碳排放增量進(jìn)行分解研究。結(jié)果表明：人均經(jīng)濟(jì)總量的增長是北京市碳排放高速增長的最主要因素，能源利用效率的提高是抑制碳排放增長的最主要原因，在經(jīng)濟(jì)高速增長的大環(huán)境下，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)才能真正達(dá)到減排的目的。

【關(guān)鍵詞】碳排放 LMDI 分解研究 北京市

進(jìn)入新世紀(jì)以來，由于溫室氣體巨大的存量和新增排放量的快速增長，使得溫室效應(yīng)加速顯現(xiàn)，節(jié)能減排問題成為國際和國內(nèi)媒體持續(xù)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。在2009年12月份召開的哥本哈根世界氣候大會(huì)期間，眾多國家提出了自己的減排目標(biāo)，中國政府在會(huì)前承諾：到2020年我國單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。走低排放的可持續(xù)發(fā)展道路、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為國際社會(huì)的共識(shí)。北京作為中國的政治、文化和教育中心，在節(jié)能減排上備受各方矚目，理應(yīng)做出表率。

從自身情況來看，北京市環(huán)境問題依然很嚴(yán)峻。2013年伊始，“霧霾”天氣接連不斷地出現(xiàn)，環(huán)境問題被政府提上了工作議程，如何保證在碳排放減少的同時(shí)而又不影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展成為了北京經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型過程中的重要課題，要完成該項(xiàng)任務(wù)，必須找出北京市碳排放的影響因素，根據(jù)各項(xiàng)影響因素的構(gòu)成來制定環(huán)境政策。

目前，對(duì)于影響北京市碳排放因素的相關(guān)研究較少。劉春蘭等在計(jì)算北京市二氧化碳排放量及其每年變化情況的基礎(chǔ)上，利用LMDI模型將北京市碳排放定量分解為GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)強(qiáng)度、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、碳排放系數(shù)等五方面因素。結(jié)論認(rèn)為：導(dǎo)致北京市二氧化碳排放增加的主要原因是經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，而能耗強(qiáng)度下降和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化是減緩二氧化碳排放增加的核心因素。①姚永玲以北京市市轄區(qū)為研究對(duì)象，利用LMDI指標(biāo)分解方法研究經(jīng)濟(jì)規(guī)模、單位產(chǎn)值能耗、人均能耗、人口密度和能源空間支持系數(shù)等對(duì)能耗的影響，結(jié)果表明，能源消耗增加主要是因?yàn)槌鞘薪?jīng)濟(jì)增長和居民生活水平的提高，節(jié)能減排主要依賴于技術(shù)進(jìn)步。②李慧鳳運(yùn)用LMDI分解模型研究能源效率、能源結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展三個(gè)因素對(duì)北京人均碳排放變化的影響，得出北京人均碳排放增長的主要推動(dòng)因素和遏制因素分別為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源效率。③

本文運(yùn)用LMDI模型對(duì)北京碳排放變化的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析，了解各個(gè)因素對(duì)碳排放的貢獻(xiàn)率，為階段性碳減排政策的制定和調(diào)整提供理論依據(jù)。

因素分解模型

因素分解方法是目前國際上研究二氧化碳變化機(jī)理所廣泛采用的一種方法，該方法將二氧化碳排放分解為相關(guān)影響因素的乘積，并根據(jù)不同的確定權(quán)重新進(jìn)行分解，以確定各個(gè)影響因素的增量份額。碳排放主要的影響因素很多，如對(duì)外貿(mào)易、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、固定資產(chǎn)投資、科技進(jìn)步等都會(huì)影響碳排放，但歸納起來都會(huì)通過經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)以及二氧化碳排放系數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)因素體現(xiàn)出來。本文在已有的因素基礎(chǔ)之上加上了人口這一重要影響因素，對(duì)于研究二氧化碳排放變化機(jī)理具有重要參考意義。二氧化碳排放總量可以表達(dá)為：

C=∑Cij=∑P =∑PRSiIiMijUij

其中C為各種能源消費(fèi)導(dǎo)致的二氧化碳排放總量；i為產(chǎn)業(yè)或部門；j表示化石能源消費(fèi)類型，如：煤炭、天然氣等；P表示北京市常駐人口數(shù)量；Q和Qi分別表示經(jīng)濟(jì)總量和i產(chǎn)業(yè)或部門的產(chǎn)值；E、Ei、Eij分別表示能源消耗總量、i產(chǎn)業(yè)或部門能源消耗總量、i產(chǎn)業(yè)或地區(qū)j種能源消耗總量；R=Q/P，表示人均經(jīng)濟(jì)總量；Si=Qi/Q，表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；Ii=Ei/Eij，表示能源強(qiáng)度；Mij=Eij/Ej，表示能源結(jié)構(gòu)；Uij=Cij/Eij，表示i產(chǎn)業(yè)或部門j種能源的二氧化碳排放系數(shù)。

這樣，二氧化碳排放的變化可以分解為人口數(shù)量、人均經(jīng)濟(jì)總量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)、二氧化碳排放系數(shù)6個(gè)影響因素，以0、t分別表示即期和基期，根據(jù)LMDI模型方法，二氧化碳排放量變化為：

△Ctoc=Ct-C0=△Cpop+△Cact+△Cstr+△Cint+△Cmix+△Cemf

公式中6個(gè)變量對(duì)不同產(chǎn)業(yè)或部門二氧化碳排放的影響可根據(jù)B.W.Ang等提出的LMDI方法進(jìn)行計(jì)算。

數(shù)據(jù)說明與結(jié)果分析

本文所使用數(shù)據(jù)為2002～2011年北京統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)。所選因素中人口數(shù)量因素采用的是北京市常住人口數(shù)量；人均經(jīng)濟(jì)總量因素采用的是北京市人均實(shí)際GDP（2002年為基期）；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素為三次產(chǎn)業(yè)占國民經(jīng)濟(jì)的比重；所選的消費(fèi)能源為煤炭、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣和電力9種能源。碳排放的核算采用《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》所提供方法，不同類型能源使用量按不同標(biāo)準(zhǔn)折算成標(biāo)準(zhǔn)煤，再利用轉(zhuǎn)換系數(shù)將標(biāo)準(zhǔn)煤轉(zhuǎn)換為二氧化碳，基本公式為：

CO2=KQ

Q為各種能源使用量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)煤的數(shù)量；K為轉(zhuǎn)換系數(shù)，不同國家、地區(qū)在不同的技術(shù)條件下系數(shù)K是不等的。

根據(jù)LMDI分解模型，對(duì)北京市產(chǎn)業(yè)碳排放進(jìn)行分解，結(jié)果如表1所示。根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，2002～2011年北京市碳排放量增加了5037萬噸，2008年由于奧運(yùn)會(huì)的舉辦導(dǎo)致碳排放增長急劇減少，2011年由于焦炭使用減少了5倍多，該年碳排放出現(xiàn)了負(fù)增長，除了這兩年的特殊變化外，碳排放量都呈現(xiàn)逐年增加的態(tài)勢(shì)。在促進(jìn)碳排放的影響因素中，人均經(jīng)濟(jì)總量的增長導(dǎo)致碳排放增加6517萬噸，其貢獻(xiàn)率達(dá)到129.3%，可見經(jīng)濟(jì)增長是碳排放增長的主要原因，高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)也帶來了大量的二氧化碳的排放；其次，人口的增加對(duì)于碳排放的增加起到很大的影響，其貢獻(xiàn)率達(dá)到80.9%；能源結(jié)構(gòu)雖然也起到促進(jìn)作用，但是從貢獻(xiàn)率來看還是占比太小。在抑制碳排放的因素中，能源強(qiáng)度（能源利用效率）起到?jīng)Q定性的作用，其貢獻(xiàn)率達(dá)到-94.4%；由于北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，其貢獻(xiàn)率也達(dá)到了-15.9%，說明北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正處在優(yōu)化的過程中。

表1 2002～2011年北京市碳排放因素分解（單位：萬噸）

結(jié)論

本文運(yùn)用LMDI分解技術(shù)對(duì)北京市碳排放增量進(jìn)行分解研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：第一，人均經(jīng)濟(jì)總量的增長是北京市碳排放繼續(xù)高速增長的最主要原因；第二，能源利用效率的提高（能源強(qiáng)度）是抑制北京市碳排放增長的最主要因素；第三，能源結(jié)構(gòu)的變化對(duì)北京市碳排放增長的影響相對(duì)較小，潛力還沒有發(fā)揮出來，由于長期依賴煤炭這種高二氧化碳排放的能源，導(dǎo)致其對(duì)減少碳排放的作用甚微。

考慮到北京市未來一段時(shí)間內(nèi)經(jīng)濟(jì)仍將繼續(xù)保持高速增長態(tài)勢(shì)，并且人口控制缺乏實(shí)際意義，因此要控制北京市二氧化碳排放就需要從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源利用效率及能源結(jié)構(gòu)上下手。

從北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，2011年底第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比達(dá)到76.1%，第二產(chǎn)業(yè)占比為23.1%，而第三產(chǎn)業(yè)大部分具有低消耗、低排放的特征，通過降低第二產(chǎn)業(yè)比率來增加第三產(chǎn)業(yè)占比的空間已然不大，因此，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)應(yīng)該從內(nèi)部進(jìn)行調(diào)整即推進(jìn)產(chǎn)業(yè)內(nèi)升級(jí)，推動(dòng)工藝創(chuàng)新，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

目前北京的常住人口為2000多萬人，汽車多達(dá)520多萬輛，從這些數(shù)據(jù)很容易看出北京市每天的能源消費(fèi)是一個(gè)多么大的量，加大能源強(qiáng)度，提高能源利用效率對(duì)于完成碳減排任務(wù)是事半功倍。提高能源利用效率主要的是提高能源技術(shù)水平，技術(shù)的提高不但可以降低二氧化碳的排放，同時(shí)還可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提升企業(yè)實(shí)力和產(chǎn)品質(zhì)量。

能源結(jié)構(gòu)由于受一國資源稟賦的限制，在短期內(nèi)很難改變，但從長期來說，能源結(jié)構(gòu)在碳排放影響因素中貢獻(xiàn)最小，其發(fā)展空間很大。調(diào)整能源結(jié)構(gòu)要改變目前以煤炭等碳基能源為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，發(fā)展可再生能源和新能源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的共同發(fā)展。

【作者單位分別為河北大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，北京工商大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院；本文系北京市教育委員會(huì)社科計(jì)劃面上項(xiàng)目“北京市能源消耗與碳排放歷史特征及成因分析”的階段性成果，項(xiàng)目編號(hào)：sm201310017001】

【注釋】

①劉春蘭，陳操操等：“1997年至2007年北京市二氧化碳排放變化機(jī)理研究”，《資源科學(xué)》，2010年第2期，第235～241頁。

②姚永玲：“北京城市發(fā)展中的能源消耗影響因素分析”，《中國人口·資源與環(huán)境》，2011年第7期，第40～45頁。

③李慧鳳：“北京市一次能源消費(fèi)的碳排放因素分解實(shí)證研究”，《前沿》，2011年第9期，第103～109頁。

責(zé)編/許國榮（實(shí)習(xí)）