長三角城市工業(yè)碳排放因素分解模型及實證分析

摘 要：南京和蘇州作為長三角地區(qū)重要的中心城市，是中國目前城市化程度較高且具有較高經(jīng)濟(jì)增長潛力的地區(qū)。近年來隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與能源消費量的劇增，碳排放量也在呈現(xiàn)不斷上漲的態(tài)勢，而工業(yè)碳排放的不斷增加是主導(dǎo)因素。在對南京和蘇州兩市的工業(yè)經(jīng)濟(jì)、能源消費以及工業(yè)碳排放現(xiàn)狀的比較分析的基礎(chǔ)上，通過建立因素分解（LMDI）模型，定量分析工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模、能源結(jié)構(gòu)以及能源強(qiáng)度對該地區(qū)碳排放的影響。結(jié)果表明，工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)均是兩市工業(yè)經(jīng)濟(jì)碳排放不斷增長的主要促進(jìn)因素，而能源強(qiáng)度效應(yīng)是南京市工業(yè)碳排放增長的主要抑制因素，能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)是蘇州市工業(yè)碳排放增長的主要抑制因素。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)兩市的具體狀況，分別提出發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的相關(guān)政策建議。

關(guān)鍵詞：南京；蘇州；碳排放；因素分解；工業(yè)經(jīng)濟(jì)；比較分析

中圖分類號：F290 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-291X（2013）22-0230-05

引言

近年來，隨著工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快，經(jīng)濟(jì)和城市人口的不斷集聚，隨之而來的環(huán)境污染和生態(tài)問題也日益突出。隨著二氧化碳等溫室氣體的不斷排放，由此而導(dǎo)致的全球變暖問題開始受到人們廣泛的關(guān)注，目前“節(jié)能減排”已成為各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的長期戰(zhàn)略目標(biāo)，也是推進(jìn)工業(yè)化、城市化進(jìn)程的出發(fā)點與立足點。

近年來，關(guān)于碳排放因素的實證研究逐漸受到國內(nèi)學(xué)者的關(guān)注。涂正革[1] 基于優(yōu)化的Laspeyres指數(shù)法分析，采用國民經(jīng)濟(jì)八大部門的能源消費數(shù)據(jù)，將每個因素的碳排放效應(yīng)分解成各個部門的貢獻(xiàn)。郭朝先[2] 運用LMDI分解方法，定量分析了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動對1996—2009年中國碳排放變動的影響，并估算出2020年之前產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動對中國碳減排的貢獻(xiàn)。田立新等[3] 基于廣義費雪指數(shù)（GFI）方法，建立中國人均碳排放的因素分解模型，定量分析了2000—2008年間能源結(jié)構(gòu)、能源效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素的變化對中國人均碳排放的影響。雷厲等[4] 通過測度1995—2008年中國29個省市的碳排放量并構(gòu)建“LMDI分解模型”，將各地區(qū)人均碳排放分解為人均GDP、能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度等影響因素，同時將能源強(qiáng)度進(jìn)一步分解為各產(chǎn)業(yè)能源強(qiáng)度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)兩類因素。鄧明君[5] 從總體上、分行業(yè)和重點企業(yè)三個層面測算了湘潭市規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源消耗的碳排量和碳排放強(qiáng)度，分析了湘潭市規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)碳排放變化趨勢?？傊壳皩χ袊寂欧诺难芯坎还苁茄芯糠椒?、還是研究視角，都日趨豐富，得出了許多指導(dǎo)性的結(jié)論。但是不難發(fā)現(xiàn)，這些研究主要集中于對一國、一地區(qū)的整體性分析研究，很少涉及市域?qū)用娴奶寂欧艈栴}，同時也缺乏對工業(yè)部門碳排放的具體研究。

在中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過程中，工業(yè)是能源消耗的主體，中國因能源消費而產(chǎn)生的CO2排放量中，工業(yè)部門的排放占到80 %以上，因此研究工業(yè)碳減排問題是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重中之重。長三角作為中國經(jīng)濟(jì)實力最強(qiáng)勁的地區(qū)之一，長三角城市群目前已成為中國發(fā)展最成熟的城市群，也是世界第六大城市群，而南京和蘇州分別作為長三角地區(qū)核心城市和次中心城市，近年來工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模不斷擴(kuò)大，能源消耗不斷增加，分析其工業(yè)碳排放量的現(xiàn)狀及影響因素具有非常重要的現(xiàn)實和指導(dǎo)意義。鑒此，本文以長三角城市南京和蘇州為例，通過建立因素分解（LMDI）模型，量化兩市工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模、能源強(qiáng)度以及能源結(jié)構(gòu)三個因素對CO2排放總量的影響程度，明確兩市低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潛力和方向。

一、南京與蘇州工業(yè)經(jīng)濟(jì)、能源消費和碳排放的概況比較

（一）南京、蘇州工業(yè)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀比較

自2001年中國加入世界貿(mào)易組織以來，中國長三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，南京和蘇州兩市的工業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值均有顯著提高（見圖1）。2011年，南京規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)總產(chǎn)值歷史性地突破萬億元大關(guān)，全市2396家規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)全年完成工業(yè)總產(chǎn)值10 352億元，同比增長24.3%，2001—2011年間年均增長率38.6%。2010年，南京市規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)完成利稅1 079.96億元，較2009年同比增長了46%。2011年，蘇州全市實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值3.3萬億，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)總產(chǎn)值2.8萬億元，同比均增長17%以上。2010年，蘇州規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)量達(dá)到13 538個，是2001年數(shù)量的3.62倍，利稅總額達(dá)到1 507.06億元。

（二）南京、蘇州工業(yè)能源消費現(xiàn)狀比較

20世紀(jì)90年代以來，特別是“十五”以來南京、蘇州城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，使得能源消費呈快速增長的態(tài)勢，而工業(yè)能源消費量已占全市能源消費總量的70%以上。2010年，南京市全年規(guī)模以上工業(yè)能源消費總量8 052.61萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增長8.3%，從能源結(jié)構(gòu)來看，2010年南京規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)主要能源消費情況如下：原煤消費量2 213.7萬噸，比上年增長28.6%；原油消費量2 113.89萬噸，增長3.4%；天然氣消費量16.29億立方米，增長5.1%。

2010年，蘇州規(guī)模以上工業(yè)能源消費總量為7 082.27萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增長9.78%，其中原煤消費量4 749.24萬噸，增長8%；天然氣消費量25.03億立方米，增長3.56%；電力消費量738.21億千瓦時，增長5%。

（三）南京、蘇州工業(yè)碳排放概況比較

本文采用《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》第2卷第6章的參考方法估算南京和蘇州兩市的工業(yè)碳排放量，計算公式為：

C=■Ei×Ki （1）

式中C為碳排放量（萬t）；Ki為第i種能源碳排放系數(shù)；Ei為第i 種能源的消費量，按萬t標(biāo)準(zhǔn)煤計；i為能源種類。根據(jù)兩市能源消費結(jié)構(gòu)的特點，選取原煤、原油、天然氣等16種主要消耗能源品種進(jìn)行分析，并以各類能源對標(biāo)準(zhǔn)煤的折算系數(shù)進(jìn)行處理。兩市工業(yè)主要消費能源的碳排放系數(shù)來源于IPCC碳排放計算指南缺省值，原始數(shù)據(jù)以J為單位，為與統(tǒng)計數(shù)據(jù)單位一致，將能量單位轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)煤，具體轉(zhuǎn)化系數(shù)1×104標(biāo)準(zhǔn)煤等于2.93×105GJ。由于南京和蘇州能源消費統(tǒng)計口徑為規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)，所以以兩市2001—2010年規(guī)模以上工業(yè)主要能源消費來計算工業(yè)碳排放量，根據(jù)計算結(jié)果得出兩市這十年間碳排放總量的變化情況（見圖2）。

二、南京與蘇州工業(yè)碳排放變化的因素分解分析

（一）基于LMDI的工業(yè)碳排放分解方法

1.LMDI模型的建立

為量化分析各因素對南京、蘇州兩市碳排放的影響程度，本文采用對數(shù)平均權(quán)重（LMDI）因素分解模型研究兩市碳排放及其影響因素間的演化規(guī)律，建立工業(yè)碳排放影響因素分解模型如下：

C=■Cit=■■×■×■×Qt （2）

式中i代表能源品種；C代表工業(yè)經(jīng)濟(jì)碳排放總量；Cit代表第i種能源在第t年的碳排放量；Eit代表第i種能源第t年的消費量；Et代表所有能源在第t年的消費量；Qt代表第t年工業(yè)總產(chǎn)值。令：

eit=■，rit=■，st=■，gt=Qt （3）

式中eit表示不同能源排放強(qiáng)度，代表能源排放強(qiáng)度效應(yīng)；rit表示不同能源占總能源消費比重，代表能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)；st表示能源強(qiáng)度效應(yīng)；gt表示工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)。將式（3）帶入到式（2）可得兩市工業(yè)能耗碳排放模型：

C=■eit×rit×st×gt （4）

利用LMDI加和分解方法對式（4）模型進(jìn)行因素分解，令基期t碳排放為Ct，t+1期為Ct+1，則差分可分為如下：

ΔCtot =Ct+1 -Ct =ΔCei +ΔCri +ΔCs +ΔCg （5）

式中ΔCei表示能源排放強(qiáng)度效應(yīng)引起的碳排放變化；ΔCri表示能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)引起的碳排放變化；ΔCs表示能源強(qiáng)度效應(yīng)引起的碳排放變化；ΔCg表示工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)引起的碳排放變化。借鑒Sunil Malla[6] 對各效應(yīng)公式的定義，各分解因子的LMDI的效應(yīng)公式為：

ΔCei=■L（Ct+1i ，Cti）ln■ （6）

ΔCri=■L（Ct+1i ，Cti）ln■ （7）

ΔCs=■L（Ct+1i ，Cti）ln■ （8）

ΔCg=■L（Ct+1i ，Cti）ln■ （9）

其中，對數(shù)平均權(quán)重函數(shù)L（Ct+1i ，Cti）=（Ct+1i -Cti）/（lnCt+1i -lnCti） （10）

2.數(shù)據(jù)來源

本文研究使用數(shù)據(jù)主要來自2001—2010年的《江蘇統(tǒng)計年鑒》、2001—2010年的《南京統(tǒng)計年鑒》、2001—2010年的《蘇州統(tǒng)計年鑒》和2001—2010年的《中國能源統(tǒng)計年鑒》。部分?jǐn)?shù)據(jù)來自互聯(lián)網(wǎng)在線資料和其他參考資料。數(shù)據(jù)說明，南京市和蘇州市工業(yè)總產(chǎn)值統(tǒng)計口徑為規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)，南京市和蘇州市能源消耗統(tǒng)計口徑為規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)，因此本文以南京和蘇州兩市2001—2010年規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)總產(chǎn)值和主要能源消費量來計算兩市工業(yè)經(jīng)濟(jì)碳排放量和碳排放強(qiáng)度。

（二）南京、蘇州工業(yè)碳排放變化的實證分析

1.南京市工業(yè)碳排放變化的實證分析

2001—2010年，工業(yè)經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)勁增長使能源消費和碳排放量同步增長，十年間南京市工業(yè)碳排放增長了2.55倍，碳排放總量凈增長3 426.93萬噸。

圖3是2001—2010年南京市工業(yè)部門碳排放總量的分解效應(yīng)圖，工業(yè)碳排放的變化取決于能源排放強(qiáng)度效應(yīng)、能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)、能源強(qiáng)度效應(yīng)和工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)這四大因素的消長。從圖中可以看出，工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)的走勢與總效應(yīng)的變化趨勢基本一致，因而工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模是促使南京工業(yè)碳排放不斷增加的決定性因素；能源強(qiáng)度效應(yīng)在2001—2010年間幾乎均為負(fù)值，這表明能源強(qiáng)度的下降在很大程度上減少了工業(yè)碳排放，并且從總體上看能源強(qiáng)度效應(yīng)與總效應(yīng)呈反向趨勢，因而能源強(qiáng)度的降低是減緩南京碳排放的最主要因素；能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)除個別年份對于工業(yè)碳排放的影響是負(fù)效應(yīng)外，其余均為正效應(yīng)，且與總效應(yīng)趨勢基本一致，但由于數(shù)值較小，所以能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)對于工業(yè)碳排放的影響不大，同時也表明南京市的工業(yè)能源結(jié)構(gòu)十年間并未得到優(yōu)化；而能源排放強(qiáng)度效應(yīng)曲線接近水平，這說明樣本期間南京市能源排放強(qiáng)度基本不變，對于工業(yè)碳排放量的影響十分微小。

2.蘇州市工業(yè)碳排放變化的實證分析

2001—2010年十年間，作為全國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市代表，蘇州市工業(yè)生產(chǎn)總值增長了8.85倍，與此同時，工業(yè)碳排放量增長了6倍，碳排放總量凈增長4 607.67萬噸，其中以2004—2005年的增速最快。

圖4是2001—2010年蘇州市工業(yè)碳排放總量的分解效應(yīng)圖，從圖中可以看出工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)與總效應(yīng)變化趨勢基本一致，十年間工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)使得碳排放量累積增加4 966.36萬噸，成為蘇州工業(yè)經(jīng)濟(jì)碳排放增長的主要促進(jìn)因素；能源強(qiáng)度效應(yīng)曲線從趨勢上與總效應(yīng)基本一致，但從累積效應(yīng)來看，十年間能源強(qiáng)度變化引起碳排放增加378.05萬噸，表明能源強(qiáng)度在十年間并沒有明顯減弱，也是導(dǎo)致碳排放量逐年增加的重要因素；能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)除個別年份外均為負(fù)值，十年間能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)變化引起工業(yè)碳排放減少了736.27萬噸，成為抑制蘇州工業(yè)碳排放增加的主要因素，表明蘇州市在能源結(jié)構(gòu)方面得到了明顯的改善；能源排放強(qiáng)度效應(yīng)曲線接近水平，雖然數(shù)據(jù)上基本上為負(fù)值，但十年間累積減少工業(yè)碳排放量僅為0.48萬噸，其抑制作用極小，且在整個樣本期間沒有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律。

結(jié)論和政策建議

（一）結(jié)論

本文通過建立LMDI模型對影響南京和蘇州工業(yè)經(jīng)濟(jì)碳排放的因素進(jìn)行分解，并進(jìn)行實證分析，通過對兩者的比較，得出如下結(jié)論：（1）相同點：南京和蘇州兩市在2001—2010年間工業(yè)碳排放量均迅速增長。碳排放的增長與兩市的工業(yè)總產(chǎn)值的增長均有較大的相關(guān)性，但是碳排放的增長速度明顯低于工業(yè)總產(chǎn)值的增長速度。工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大是兩市工業(yè)碳排放增加的主要促進(jìn)因素。（2）不同點：2001—2010年間，能源強(qiáng)度效應(yīng)是南京市工業(yè)碳排放增長的主要抑制因素，而能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)是蘇州市工業(yè)碳排放增長的主要抑制因素。但兩者對兩市的抑制效果差異較大，能源強(qiáng)度的降低對于南京碳排放的抑制作用明顯高于能源結(jié)構(gòu)的改善對于蘇州碳排放增長的抑制作用。

（二）政策建議

根據(jù)實證分析結(jié)果及南京和蘇州兩市工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，本文從減弱碳排放促進(jìn)因素和加強(qiáng)碳排放抑制因素兩個方面為兩市分別提供工業(yè)碳減排的政策建議：（1）根據(jù)上文所得結(jié)論可知，工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大是兩市工業(yè)碳排放增長的主要促進(jìn)因素，因此優(yōu)化工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模對實現(xiàn)兩市的節(jié)能減排意義重大。南京的支柱產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)偏重，主要支柱產(chǎn)業(yè)有石化、鋼鐵、建材、電力，也是主要的耗能產(chǎn)業(yè)。2010年這四個產(chǎn)業(yè)的工業(yè)增加值占全市工業(yè)增加值的35%以上，創(chuàng)造的稅利占全市的40%左右，這四個行業(yè)的終端能源消費量總量達(dá)1 821.7萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全市規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)終端能源消費量的86.4%。蘇州市支柱產(chǎn)業(yè)包括通信設(shè)備、計算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)，黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，紡織業(yè)，電氣機(jī)械及器材制造業(yè)，化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)以及通用設(shè)備制造業(yè)六大產(chǎn)業(yè)。這些行業(yè)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)都比較大，今后兩市應(yīng)該首先控制能源密集型行業(yè)的增速，減緩這類行業(yè)的碳排放增長，同時積極鼓勵擴(kuò)大進(jìn)口，工業(yè)發(fā)展對這些行業(yè)的需求可以通過對外貿(mào)易進(jìn)行補(bǔ)充。對于無法進(jìn)行進(jìn)口以及國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性行業(yè)，則要通過技術(shù)進(jìn)步和科技創(chuàng)新來提升行業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長質(zhì)量，促進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)型。另外，政府還應(yīng)調(diào)整有關(guān)引資政策，根據(jù)不同行業(yè)對碳排放的影響差異，鼓勵外資進(jìn)入技術(shù)密集型和新能源產(chǎn)業(yè)，倡導(dǎo)引進(jìn)競爭優(yōu)勢強(qiáng)的先進(jìn)制造業(yè)項目。不斷優(yōu)化投資結(jié)構(gòu)，重點加快高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的投入力度，盡快形成新的經(jīng)濟(jì)增長點和競爭優(yōu)勢。（2）根據(jù)前文分析得知，南京市的能源結(jié)構(gòu)在樣本期間并未得到優(yōu)化，因此優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)對于南京市的節(jié)能減排工作尤為重要。目前長三角地區(qū)，尤其是江蘇省的能源消費的基本格局是：以煤為主，油氣資源貧乏，核能的開發(fā)利用正在建設(shè)之中。同時煤炭是各種能源中碳排放系數(shù)最高的一種，因此其碳排放量占工業(yè)碳排放總量的比例很高。因此對于南京市來說應(yīng)加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，進(jìn)一步優(yōu)化能源使用布局，控制能耗和煤炭消費總量，適當(dāng)提高石油、天然氣和水電等能源的使用比例，實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的逐步優(yōu)化。南京市應(yīng)運用財政、稅收等優(yōu)惠政策鼓勵企業(yè)加大對太陽能、風(fēng)能和水能等綠色能源的開發(fā)和利用，推進(jìn)綠色能源的應(yīng)用和普及。蘇州市的能源強(qiáng)度效應(yīng)對其碳排放增長的抑制作用較小，因此如何提高能效將成為蘇州市節(jié)能減排工作的重點。在今后的發(fā)展中要在節(jié)能提效的基礎(chǔ)上合理控制能源消耗總量，必須樹立節(jié)能是第一能源資源的意識，把強(qiáng)化節(jié)能降耗、降低能源增長速度和總量、提高能源效率作為能源平衡的前提。保障基本用能，限制過度用能，鼓勵節(jié)約用能，著力提高能源生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化和利用效率，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局，走新型工業(yè)化和綠色城鎮(zhèn)化道路，以盡可能少的能源消費支撐經(jīng)濟(jì)社會又好又快發(fā)展。

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[責(zé)任編輯 王曉燕]