陜西省能源消費(fèi)碳排放及脫鉤分析

郝 麗, 孫 嫻, 張文靜, 陳建文

(陜西省氣候中心, 西安 710015)

陜西省能源消費(fèi)碳排放及脫鉤分析

郝 麗, 孫 嫻, 張文靜, 陳建文

(陜西省氣候中心, 西安 710015)

根據(jù)IPCC碳排放計(jì)算方法計(jì)算了陜西省1980—2010年的能源消費(fèi)碳排放量，系統(tǒng)分析了陜西省能源消費(fèi)碳排放總量、碳排放結(jié)構(gòu)以及不同產(chǎn)業(yè)和工業(yè)不同部門碳排放的變化，并應(yīng)用脫鉤理論探討陜西省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源碳排放的脫鉤關(guān)系及程度。結(jié)果表明：1980—2011年，陜西省碳排放總量及煤炭消費(fèi)引起的碳排放量呈現(xiàn)波動(dòng)上升的“N”型曲線特征，石油和天然氣消費(fèi)引起的碳排放呈逐年遞增趨勢(shì)，碳排放主要來(lái)自于煤炭消費(fèi)；工業(yè)部門是碳排放的主要部門，工業(yè)部門中重工業(yè)和電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)排放量最大，比重分別為48%和37%，采掘業(yè)次之，所占比重為11%，輕工業(yè)所占比重最小，約為4%，通過(guò)工業(yè)內(nèi)不同行業(yè)的比較發(fā)現(xiàn)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)、石油開采和天然氣開采業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)和有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)是陜西省碳排放主要來(lái)源，2005年和2010年8大行業(yè)碳排放量占工業(yè)碳排放總量的92.56%和95.11%；1980—2011年間除1981年和1997—2000年為強(qiáng)脫鉤，1982年和2001—2003年為擴(kuò)張性負(fù)脫鉤外，其余時(shí)期經(jīng)濟(jì)與能源碳排放均呈現(xiàn)弱脫鉤狀態(tài)，能源效率的提高是目前實(shí)現(xiàn)弱脫鉤的主要原因，但其未能抵消經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源需求的增長(zhǎng)幅度，未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)弱脫鉤發(fā)展趨勢(shì)仍將持續(xù)。

能源碳排放; 脫鉤分析; 陜西省

目前由于二氧化碳排放過(guò)多而引起的溫室效應(yīng)已經(jīng)成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題[1]，其中，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)特別是以化石燃料為主的傳統(tǒng)能源消費(fèi)帶來(lái)的碳排放是造成全球溫室效應(yīng)的主要人為原因[2]。根據(jù)IEA的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2007年中國(guó)消費(fèi)化石燃料排放的CO2已經(jīng)超過(guò)美國(guó)，成為全球第一大碳排放國(guó)[3]。在當(dāng)前及未來(lái)較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，中國(guó)仍然將保持以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)，削減能源消費(fèi)碳排放已成為保持經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的客觀需求和必要條件。為此，中國(guó)政府將節(jié)能減排作為國(guó)家重要發(fā)展戰(zhàn)略，并提出到2020年中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%的目標(biāo)，并采取切實(shí)措施減緩碳排放。我國(guó)已認(rèn)識(shí)到能源消耗與碳排放和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系，并在“十二五”規(guī)劃中明確提出要將能源強(qiáng)度和碳排放強(qiáng)度分別降低16%和17%的目標(biāo)。因此了解能源碳排放及各部門能源碳排放現(xiàn)狀，進(jìn)而研究能源碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間關(guān)系，對(duì)于尋找減排的技術(shù)路線和區(qū)域政策，實(shí)現(xiàn)整體的控制目標(biāo)具有重要意義。

陜西省作為我國(guó)西部大開發(fā)的“橋頭堡”和西部生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域，是我國(guó)重要的能源生產(chǎn)和消費(fèi)大省，有著及其豐富的煤炭、石油、天然氣、風(fēng)能、太陽(yáng)能等資源。長(zhǎng)期以來(lái)，陜西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展多為粗放型增長(zhǎng)方式，能源問(wèn)題已成為制約陜西經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要因素，自國(guó)家實(shí)施西部大開發(fā)以來(lái)，陜西省進(jìn)入經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度最快時(shí)期，一大批基礎(chǔ)設(shè)施和重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目特別是能源化工項(xiàng)目的陸續(xù)建成，由此進(jìn)一步加劇能源消耗及其高碳特征[4-5]。2010年8月，國(guó)家發(fā)改委下發(fā)了《關(guān)于開展低碳省區(qū)和低碳城市試點(diǎn)工作的通知》，啟動(dòng)了包括陜西在內(nèi)的“五省八市”試點(diǎn)工作，表明國(guó)家重視陜西碳排放，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的決心。同時(shí)陜西省“十二五”規(guī)劃中明確提出單位生產(chǎn)總值二氧化碳排放下降15%的目標(biāo)，作為低碳試點(diǎn)省份，為了完成減排目標(biāo)，就必須摸清陜西省碳排放現(xiàn)狀，預(yù)測(cè)未來(lái)減緩潛力，研究陜西經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放的關(guān)系。當(dāng)前有關(guān)陜西碳排放的研究主要包括低碳環(huán)保發(fā)展戰(zhàn)略研究[6]、碳排放及低碳化發(fā)展研究[5]、土地利用變化的碳排放效益研究[7-8]、能源碳排放及預(yù)測(cè)研究[9]等，但對(duì)陜西碳排放沒(méi)有進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間序列分析，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和碳排放的脫鉤研究也比較少見(jiàn)，因此，本文系統(tǒng)分析陜西省1980—2011年碳排放量、碳排放結(jié)構(gòu)以及不同行業(yè)和工業(yè)不同部門碳排放變化，并利用脫鉤方法分析碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相互關(guān)系，從而對(duì)陜西碳排放變化及其與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系有一個(gè)總體規(guī)律的認(rèn)識(shí)，以期為陜西能源高效利用和碳減排相關(guān)政策的制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

1980—2011年的煤、石油、天然氣、水電等能源消費(fèi)量，地區(qū)生產(chǎn)總值，三次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值以及2005年和2010年工業(yè)各行業(yè)能源消費(fèi)量及總產(chǎn)值等數(shù)據(jù)來(lái)源于《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒》[10]相應(yīng)各期；1984—2011年三次產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)量數(shù)據(jù)來(lái)源于1985—2012年《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒》中的能源平衡表；其中地區(qū)生產(chǎn)總值以及各產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值數(shù)據(jù)均以1980年為基期進(jìn)行價(jià)格換算。

1.2 碳排放量計(jì)算

本文依據(jù)2006年制定的《IPCC國(guó)家溫室氣體排放清單指南》[11]提供的碳排放計(jì)算公式，依靠能源表觀消費(fèi)量計(jì)算陜西省能源消費(fèi)碳排放量，計(jì)算公式為：

能源消費(fèi)碳排放=∑(能源消費(fèi)量×碳排放系數(shù))

(1)

對(duì)于各類能源的碳排放系數(shù)，不同使用者采用的數(shù)值不同，本文以各研究部門碳排放系數(shù)的平均值作為各種能源碳排放系數(shù)(見(jiàn)表1)。

表1 各種能源的碳排放系數(shù) (tC/tce)

1.3 碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤模型

脫鉤理論中的脫鉤狀態(tài)由脫鉤指數(shù)進(jìn)行判別，目前脫鉤分析的基本模型主要有兩種，分別為基于期初值和期末值的OECD脫鉤指數(shù)模型和基于增長(zhǎng)彈性變化的Tapio脫鉤狀態(tài)分析模型[12-13]?；赥apio脫鉤狀態(tài)分析模型，本文提出3個(gè)脫鉤彈性指數(shù)，分別為碳排放與GDP的脫鉤彈性指數(shù)，能源消費(fèi)與GDP的脫鉤彈性指數(shù)，碳排放與能源消費(fèi)的脫鉤彈性指數(shù)，其計(jì)算公式如下：

E(C,G)=%ΔC/%ΔG=(Ci/C1-1)/(Gi/G1-1)

E(E,G)=%ΔE/%ΔG=(Ei/E1-1)/(Gi/G1-1)

E(C,E)=%ΔC/%ΔE=(Ci/C1-1)/(Ei/E1-1)

式中：%ΔC——碳排放在末期相對(duì)于基期的變化率；%ΔG——國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值在末期相對(duì)于基期的變化率；%ΔE——能源消費(fèi)總量在末期相對(duì)于基期的變化率；Ei，E1——末期和基期的能源消費(fèi)量；Gi，G1——末期和基期的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值；Ci，C1——末期和基期的能源消費(fèi)引起的碳排放量。

如圖1所示，脫鉤分析可劃分為脫鉤/未脫鉤，并

可進(jìn)一步細(xì)分為6種脫鉤類型：強(qiáng)脫鉤、強(qiáng)負(fù)脫鉤、弱脫鉤、擴(kuò)張性負(fù)脫鉤、弱負(fù)脫鉤、衰退性脫鉤，其中，強(qiáng)脫鉤是最理想狀態(tài)，強(qiáng)負(fù)脫鉤為最不理想狀態(tài)。表2列出了各種脫鉤類型的含義。

圖1 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源碳排放脫鉤分析模型

脫鉤狀態(tài)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀態(tài)特征強(qiáng)脫鉤經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),碳排放下降強(qiáng)負(fù)脫鉤經(jīng)濟(jì)衰退,碳排放增加弱脫鉤經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),碳排放增加,碳排放增加的幅度小于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的幅度擴(kuò)張性負(fù)脫鉤經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),碳排放增加,碳排放增加的幅度大于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的幅度弱負(fù)脫鉤經(jīng)濟(jì)衰退,碳排放下降,碳排放下降的幅度小于經(jīng)濟(jì)衰退的幅度衰退性脫鉤經(jīng)濟(jì)衰退,碳排放下降,碳排放下降的幅度大于經(jīng)濟(jì)衰退的幅度

2 碳排放量測(cè)算及分析

2.1 碳排放總量及排放結(jié)構(gòu)分析

由圖2可以看出，1980—2011年陜西省碳排放總量呈波動(dòng)上升的“N”型曲線特征，碳排放量從2 973萬(wàn)t增長(zhǎng)到23 033萬(wàn)t，30 a間增長(zhǎng)了7倍，年均增長(zhǎng)6.71%。其中1980—1996年，碳排放增長(zhǎng)較平緩，年均增幅7.03%；1996—2000年，碳排放緩慢下降，年均降幅8.16%；2000年之后碳排放快速增長(zhǎng)，年均增幅達(dá)12.76%。

圖2 1980-2011年陜西省能源消費(fèi)碳排放量及排放比例

1980—2011年，煤炭消費(fèi)引起碳排放呈波動(dòng)上升的“N”型曲線特征，石油和天然氣引起的碳排放呈逐年遞增趨勢(shì)。從圖2可以發(fā)現(xiàn)，陜西碳排放總量與煤炭消費(fèi)引起碳排放的變動(dòng)趨勢(shì)非常接近，可以認(rèn)為，在其他因素不變的情況下，陜西煤炭消費(fèi)直接決定陜西碳排放量，原煤消費(fèi)是陜西省碳排放的主要來(lái)源。1980—2011年陜西能源消耗碳排放煤炭類占比整體呈減少趨勢(shì)，但其比重一直保持在75%以上，占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，尤其在1996年之前，其值均在90%以上，實(shí)施“十五小”后，煤炭類碳排放所占比重緩降為79.03%，然而2005—2011年，煤炭類碳排放占比逐年增加；石油和天然氣碳排放所占比例較小，石油類碳排放比重呈現(xiàn)增加的發(fā)展態(tài)勢(shì)，2011年其所占比重為14.41%；陜西省天然氣碳排放所占比例很小，1990年之前其碳排放量為空白，直到1995年其所占比重才達(dá)到0.1%，進(jìn)入21世紀(jì)以后，天然氣作為陜西省的優(yōu)勢(shì)能源得到廣泛地開發(fā)和使用，2008年其碳排放比重迅速增長(zhǎng)到6.1%。這主要是由于陜西省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭為主，煤炭消費(fèi)比重較大，其他類型能源占比偏低。今后，陜西省還需大力調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，降低煤炭所占比重，增加石油、天然氣、水電、風(fēng)電等能源比重，以有利于扭轉(zhuǎn)目前碳排放量較高的局面。在三類能源引起的碳排放量中，每年均是煤炭消費(fèi)引起的碳排放量最多，天然氣引起的碳排放量最少。

2.2 各產(chǎn)業(yè)部門能源消耗及碳排放分析

不同產(chǎn)業(yè)的碳排放量在能源結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生較大變化的情況下，取決于該產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)量[14]。各產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)量變化大致有如下規(guī)律：工業(yè)的能耗比重較大，是主要能耗部門；但隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重不斷增加，同時(shí)由于工業(yè)節(jié)能技術(shù)不斷升級(jí)，工業(yè)能耗的比重將逐步下降，商業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)及生活消費(fèi)能耗的比重會(huì)逐步上升[15]。

由于無(wú)法獲取歷年來(lái)三次產(chǎn)業(yè)中原煤、原油、天然氣等能源消耗量的詳細(xì)數(shù)據(jù)，所以在計(jì)算三次產(chǎn)業(yè)和生活消費(fèi)碳排放量時(shí)，本文將不同產(chǎn)業(yè)和生活消費(fèi)的能源消費(fèi)量(以標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì))乘以陜西省當(dāng)年的能源消費(fèi)碳排放系數(shù)(當(dāng)年的碳排放總量除以能源消費(fèi)量)，從而得到歷年三次產(chǎn)業(yè)和生活消費(fèi)的碳排放量[15]。同時(shí)由于我們只能獲取到1984年以來(lái)的分產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)量數(shù)據(jù)，因此，本文只分析1984年以來(lái)的三次產(chǎn)業(yè)碳排放量變化情況。

2.2.1 各產(chǎn)業(yè)部門能源消費(fèi)強(qiáng)度和能源利用效率 1984—2011年陜西省能源消費(fèi)強(qiáng)度和能源利用效率整體呈波動(dòng)下降和波動(dòng)上升趨勢(shì)，其中1995—1996年和2001—2005年能源消費(fèi)強(qiáng)度隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展不但沒(méi)有降低，反而出現(xiàn)上升趨勢(shì)(能源利用效率出現(xiàn)下降趨勢(shì))，究其原因主要是1997年?yáng)|南亞金融危機(jī)及其滯后效應(yīng)，陜西省為恢復(fù)經(jīng)濟(jì)，采取一系列擴(kuò)大內(nèi)需的宏觀政策，導(dǎo)致大批耗能高的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目和工業(yè)項(xiàng)目盲目上馬，致使能源消耗高速增長(zhǎng)，甚至超過(guò)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。從圖3可以看出，陜西各產(chǎn)業(yè)單位GDP能耗差別很大，第二產(chǎn)業(yè)是第三產(chǎn)業(yè)的2.07～6.42倍，第一產(chǎn)業(yè)的3.46～13.71倍。1984—2011年陜西各產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)強(qiáng)度整體均呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，平均能源消費(fèi)強(qiáng)度與第二產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)強(qiáng)度最接近且變化趨勢(shì)一致，說(shuō)明陜西能源消費(fèi)強(qiáng)度主要由第二產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)強(qiáng)度決定。1984—2011年陜西能源利用效率最高的是第一產(chǎn)業(yè)，年平均10 556.54元/tce，其次是第三產(chǎn)業(yè)5 521.38元/tce，第二產(chǎn)業(yè)的能源利用效率最小，僅為1 447.02元/tce，只有第一產(chǎn)業(yè)的13.71%，第三產(chǎn)業(yè)的26.21%，陜西省平均能源利用效率為1 666.54元/tce，稍高于第二產(chǎn)業(yè)，比第一和第三產(chǎn)業(yè)低很多。陜西第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)能源利用效率變化趨勢(shì)一致，均在1994—1995年和1999—2004年能源利用效率較高，而第二產(chǎn)業(yè)和平均能源利用效率很接近，幾乎重合，且在上述兩個(gè)時(shí)段能源利用效率偏低，這進(jìn)一步佐證了陜西能源利用效率的高低主要由第二產(chǎn)業(yè)的能源利用效率來(lái)體現(xiàn)。從陜西產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也可以看出第二產(chǎn)業(yè)是陜西省的主要經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，其權(quán)重比第一和第三產(chǎn)業(yè)大很多，要提高陜西能源利用效率首先要提高第二產(chǎn)業(yè)能源利用效率。

圖3 1984-2011年陜西省各產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)強(qiáng)度和能源利用效率

2.2.2 各產(chǎn)業(yè)部門碳排放分析 圖4是1984—2011年陜西省各產(chǎn)業(yè)碳排放量和排放強(qiáng)度，研究表明，陜西碳排放量最多的是第二產(chǎn)業(yè)，占碳排放總量的65%左右，其次是生活消費(fèi)、第三產(chǎn)業(yè)和第一產(chǎn)業(yè)。而第二產(chǎn)業(yè)碳排放的98%來(lái)自于工業(yè)，說(shuō)明陜西碳排放主要來(lái)自三大部門(占總排放量的95%左右)：工業(yè)、生活消費(fèi)和第三產(chǎn)業(yè)，工業(yè)是陜西能源碳排放的關(guān)鍵排放源；第二產(chǎn)業(yè)是陜西省碳排放的主要產(chǎn)業(yè)，其排放量從3 391.97萬(wàn)t增至14 229.99萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)率為5.25%，其比重則呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，從63.58%升至65.21%，其中2002年所占比重最大，為72.75%；建筑業(yè)是所有部門中排放量最少的，所占比例從0.89%升至1.79%。陜西省在碳排放控制中，第二產(chǎn)業(yè)無(wú)疑是重點(diǎn)，而工業(yè)則是重點(diǎn)中的重點(diǎn)。從累積排放量來(lái)看，生活消費(fèi)是第二大排放源，生活消費(fèi)的排放總量已達(dá)第一和第三產(chǎn)業(yè)的5.55倍和1.50倍，其碳排放量以年均2.97%的速度增長(zhǎng)，但其排放貢獻(xiàn)率由1984年的22.59%降至2011年的12.55%；第三產(chǎn)業(yè)能源碳排放呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，其碳排放量以年均7.71%的速度增長(zhǎng)，貢獻(xiàn)率由1984年的10.08%升至2011年的19.73%；第一產(chǎn)業(yè)碳排放量較小，增速也較慢，其以年均3.68%的速度增長(zhǎng)，貢獻(xiàn)率由3.75%降至2.52%。

單位GDP碳排放量反映了一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)碳排放的貢獻(xiàn)程度，從理論上來(lái)說(shuō)，單位GDP碳排放量越小越好，因?yàn)樗f(shuō)明隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，相同數(shù)量GDP的增加帶來(lái)的碳排放增量減少，從側(cè)面反映了經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的合理性和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的科學(xué)技術(shù)水平。陜西省單位GDP碳排放呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度快于碳排放的增長(zhǎng)速度，也可以說(shuō)是經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整與能源利用效率提高的結(jié)果。從三次產(chǎn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度(圖4)來(lái)看，1984—2011年，陜西省三次產(chǎn)業(yè)及平均碳排放強(qiáng)度均呈下降趨勢(shì)；陜西第二產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度始終高于第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，其是第三產(chǎn)業(yè)的4.05倍，第一產(chǎn)業(yè)的8.10倍(近30年年平均)；第三產(chǎn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度總體上高于第一產(chǎn)業(yè)。從碳排放強(qiáng)度的下降率看，第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度下降較快，分別以年均6.11%和4.32%的速度下降，第一產(chǎn)業(yè)下降比較緩慢，僅以年均2.34%的速度下降。

圖4 1984-2011年陜西省各產(chǎn)業(yè)碳排放量和碳排放強(qiáng)度

2.2.3 工業(yè)部門碳排放分析 參照《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒》中工業(yè)部門分類，其將工業(yè)部門分為采掘業(yè)、制造業(yè)和電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)3個(gè)門類，本文將制造業(yè)劃分為重工業(yè)和輕工業(yè)兩個(gè)門類，即將工業(yè)部門總體劃分為采掘業(yè)、重工業(yè)、輕工業(yè)、電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)4大類。

根據(jù)陜西省2005年和2010年工業(yè)各行業(yè)能源消費(fèi)量及總產(chǎn)值，以2005年為不變價(jià)，計(jì)算得到陜西省工業(yè)各行業(yè)碳排放量及排放強(qiáng)度，由表3可以看出，重工業(yè)和輕工業(yè)碳排放比例呈下降趨勢(shì)，燃?xì)?、電力及水的生產(chǎn)和制造業(yè)以及采掘業(yè)碳排放比例呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。其中，重工業(yè)碳排放量最大，平均約占工業(yè)部門碳排放總量的48%；其次是燃?xì)?、電力及水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，碳排放約占37%；采掘業(yè)所占比重為11%；輕工業(yè)碳排放量最小，所占比重約為4 %。電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)占碳排放比重較大，但其產(chǎn)值只占工業(yè)產(chǎn)值比重的8%，其生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)嚴(yán)重落后，其是工業(yè)部門中高排放、高污染、低產(chǎn)值和低技術(shù)水平最典型行業(yè)。雖然電力比起煤炭、石油和天然氣有更高的供能效率，然而陜西省乃至我國(guó)電力生產(chǎn)主要依靠火力發(fā)電，火力發(fā)電的碳排放系數(shù)高于其他化石能源，致使電力行業(yè)碳排放量居高不下，因此在當(dāng)前我省大力發(fā)展現(xiàn)代化工業(yè)的過(guò)程中，改造火電技術(shù)，降低電力行業(yè)能源消費(fèi)，提高能源使用效率特別是燃煤效率是迫在眉睫的關(guān)鍵問(wèn)題，也是推動(dòng)節(jié)能減排政策實(shí)施和行動(dòng)響應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

圖5中列出了陜西省2005年和2010年碳排放量排名前10位的子行業(yè)，由圖5可知陜西省2005年和2010年碳排放量前8位的行業(yè)分別為：電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)、石油開采和天然氣開采業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)與有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，2005年和2010年八大碳排放行業(yè)碳排放總量占陜西省碳排放總量的59.56%和68.87%，占工業(yè)部門的92.56%和95.11%。陜西省當(dāng)前還處于工業(yè)化加速推進(jìn)階段，可以預(yù)見(jiàn)這種趨勢(shì)還需維持一段時(shí)期，陜西省碳排放主要集中在工業(yè)部門的這八大行業(yè)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍然屬于“高能耗、高排放、高污染”的粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。

表3 2005年和2010年陜西省工業(yè)各部門碳排放分析

圖5 2005年和2010年陜西省高碳排放行業(yè)碳排放量及碳排放強(qiáng)度

注：1.電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)；2.化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)；3.石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)；4.石油和天然氣開采業(yè)；5.非金屬礦物制品業(yè)；6.黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)；7.煤炭開采和洗選業(yè)；8.有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)；9.造紙及紙制品業(yè)；10.食品制造業(yè)；11交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)。

工業(yè)產(chǎn)值以2005年價(jià)格為基期進(jìn)行價(jià)格換算，結(jié)果顯示，與2005年相比，2010年碳強(qiáng)度與能源消費(fèi)強(qiáng)度下降趨勢(shì)顯著，但采掘業(yè)中的石油和天然氣開采業(yè)以及輕工業(yè)中的食品加工業(yè)碳強(qiáng)度和能源消費(fèi)強(qiáng)度上升。其中電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)碳強(qiáng)度和能源消費(fèi)強(qiáng)度最高，其次是重工業(yè)，輕工業(yè)碳排放強(qiáng)度和能源消費(fèi)強(qiáng)度最小，2010年電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)碳強(qiáng)度和能源消費(fèi)強(qiáng)度是重工業(yè)的7倍，是輕工業(yè)的13倍。電力行業(yè)碳強(qiáng)度遠(yuǎn)高于其他行業(yè)的重要原因是電力行業(yè)的碳排放系數(shù)高于其他化石能源，并且其基期能源價(jià)格偏低造成產(chǎn)值過(guò)低。由圖5可以看出，能源消費(fèi)量大的行業(yè)，碳排放量、能源強(qiáng)度和碳排放強(qiáng)度也明顯高于其他行業(yè)。電力行業(yè)電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的碳強(qiáng)度是最高的，另外重工業(yè)部門的非金屬礦物制品業(yè)和化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)以及輕工業(yè)部門的造紙及紙制品業(yè)碳排放強(qiáng)度也較高?？傊?，陜西省工業(yè)部門以重化工業(yè)為主，其能源消費(fèi)強(qiáng)度較高導(dǎo)致了碳排放量總體居高不下。

2.3 陜西省脫鉤關(guān)系分析

由表4和表5結(jié)果可知：1980—2011年間，陜西省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源碳排放的脫鉤狀態(tài)波動(dòng)變化處于不穩(wěn)定狀態(tài)，具體為1981年為強(qiáng)脫鉤狀態(tài)，1982年為擴(kuò)張性負(fù)脫鉤狀態(tài)，1983—1996年處于弱脫鉤狀態(tài)；1997—2000年處于強(qiáng)脫鉤狀態(tài)；而2001—2003年又處于擴(kuò)張性負(fù)脫鉤狀態(tài)；2004—2011年再次變?yōu)槿趺撱^狀態(tài)。其中1999年和1988年分別為所有強(qiáng)脫鉤狀態(tài)和弱脫鉤狀態(tài)的最理想狀態(tài)。強(qiáng)脫鉤狀態(tài)的偶爾顯現(xiàn)，說(shuō)明陜西省有可能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，碳排放總量降低。1997—2000年脫鉤最為顯著，能源碳排放的GDP彈性達(dá)到-0.6；這一時(shí)期經(jīng)濟(jì)增速相對(duì)放緩，但能源消費(fèi)及其碳排放量速率降低，降低率分別為-26%和-29%，而GDP的增長(zhǎng)率為48%；分析原因發(fā)現(xiàn)，一方面，該時(shí)期能源效率提高，另一方面該時(shí)期能源碳排放的減排彈性為負(fù)值，這主要是由于石油、天然氣資源的大量發(fā)現(xiàn)和開采，一定程度上弱化了煤炭作為主要能源的位置，優(yōu)質(zhì)能源的出現(xiàn)有利于單位能源碳強(qiáng)度出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)也可以看出這點(diǎn)。隨后的2001—2003年陜西整體能源碳排放彈性大于1，主要是因?yàn)樵摃r(shí)期陜西省為恢復(fù)經(jīng)濟(jì)，采取一系列擴(kuò)大內(nèi)需的宏觀政策，使得大批高耗能、重復(fù)性的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目和工業(yè)項(xiàng)目集中上位，導(dǎo)致能源效率及其碳排放高速增長(zhǎng)(增長(zhǎng)率分別為53%和51%)，從而造成經(jīng)濟(jì)與能源碳排放的擴(kuò)張性負(fù)脫鉤狀態(tài)(能源碳排放的GDP彈性為1.18)。2004—2011年陜西省能源碳排放彈性小于1處于弱脫鉤狀態(tài)，說(shuō)明該時(shí)期陜西省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，能源碳排放也在增加，但碳排放增加的幅度要小于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的幅度。分析原因發(fā)現(xiàn)，能源效率的提高是目前實(shí)現(xiàn)弱脫鉤的主要原因，但其未能抵消經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源需求的增長(zhǎng)幅度，未來(lái)陜西省經(jīng)濟(jì)與能源碳排放弱脫鉤發(fā)展趨勢(shì)在一定時(shí)期內(nèi)仍將持續(xù)。

表4 脫鉤結(jié)果分析

表5 1980年-2011年各時(shí)期陜西能源碳排放脫鉤相關(guān)指標(biāo)結(jié)果

由圖6可以看出，碳排放的GDP彈性與能源消費(fèi)的GDP彈性圖形上兩者基本重合，變化趨勢(shì)相似，說(shuō)明陜西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放脫鉤主要是由于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)脫鉤造成的，碳排放的能源消費(fèi)彈性值除2000年外均在1.0左右，其彈性值整體上高于碳排放的GDP彈性，說(shuō)明陜西省碳減排技術(shù)水平一般且對(duì)碳排放與經(jīng)濟(jì)脫鉤的貢獻(xiàn)作用不明顯，節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后。

圖6 1980-2011年陜西GDP與能源碳排放脫鉤彈性及中間變量彈性

3 結(jié) 論

本文應(yīng)用陜西1980—2011年的能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，根據(jù)《IPCC國(guó)家溫室氣體排放清單指南》計(jì)算了陜西省1980—2011年能源消費(fèi)碳排放量。在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)分析了陜西省碳排放量、碳排放結(jié)構(gòu)以及不同行業(yè)和工業(yè)各部門碳排放變化，運(yùn)用脫鉤方法分析碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相互關(guān)系，得到以下結(jié)論：

(1) 1980—2011年陜西省碳排放總量及煤炭消費(fèi)引起的碳排放量呈波動(dòng)上升的“N”型曲線特征，石油和天然氣消費(fèi)引起的碳排放呈逐年遞增趨勢(shì)。煤炭消費(fèi)是陜西省碳排放的主要來(lái)源，碳排放經(jīng)歷了平緩增長(zhǎng)、緩慢下降和迅速增長(zhǎng)三個(gè)階段。

(2) 陜西碳排放量最多的是第二產(chǎn)業(yè)，占碳排放總量的65%左右，其次是生活消費(fèi)，再次是第三產(chǎn)業(yè)，第一產(chǎn)業(yè)排放量最小。而第二產(chǎn)業(yè)碳排放的98%來(lái)自于工業(yè)，工業(yè)是陜西能源碳排放的關(guān)鍵排放源；1984—2011年，陜西省三次產(chǎn)業(yè)及平均碳排放強(qiáng)度均呈下降趨勢(shì)；陜西省第二產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度始終高于第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，其是第三產(chǎn)業(yè)4.05倍，第一產(chǎn)業(yè)8.10倍(近30年年平均)；第三產(chǎn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度總體上高于第一產(chǎn)業(yè)。

(3) 1984—2011年陜西省能源消費(fèi)強(qiáng)度和能源利用效率整體呈波動(dòng)下降和波動(dòng)上升趨勢(shì)，其中1995—1996年和2001—2005年能源消費(fèi)強(qiáng)度隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展不但沒(méi)有降低，反而出現(xiàn)上升趨勢(shì)。陜西各產(chǎn)業(yè)單位GDP能耗差別很大，第二產(chǎn)業(yè)單位GDP能耗是第三產(chǎn)業(yè)的2.07～6.42倍，第一產(chǎn)業(yè)的3.46～13.71倍。

(4) 工業(yè)碳排放主要集中于重工業(yè)和燃?xì)?、電力及水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，比重分別為48%和37%，采掘業(yè)次之，所占比重為11%，輕工業(yè)所占比重最小，約為4%。電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)占碳排放量比重較大，且這個(gè)行業(yè)產(chǎn)值只占工業(yè)產(chǎn)值比重的8%，生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)嚴(yán)重落后，整個(gè)行業(yè)排放量高、產(chǎn)值低、技術(shù)水平嚴(yán)重落后。

(5) 陜西省碳排放量前8位的行業(yè)分別為：電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)、石油開采和天然氣開采業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)以及有色金屬冶煉、壓延加工業(yè)，2005年和2010年8大行業(yè)碳排放量占工業(yè)碳排放總量的92.56%和95.11%。8大行業(yè)能耗和碳排放強(qiáng)度也較高，其中電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)能耗及碳強(qiáng)度最高，另外重工業(yè)部門的非金屬礦物制品業(yè)和化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)以及輕工業(yè)部門的造紙及紙制品業(yè)碳排放強(qiáng)度也較高。總之，陜西省工業(yè)部門以重化工業(yè)為主，其能耗較高導(dǎo)致了碳排放量總體居高不下。

(6) 1980—2011年間，陜西省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源碳排放的脫鉤狀態(tài)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，具體為1981年為強(qiáng)脫鉤狀態(tài)，1982年為擴(kuò)張性負(fù)脫鉤狀態(tài)，1983—1996年處于弱脫鉤狀態(tài)；1997—2000年處于強(qiáng)脫鉤狀態(tài)；而2001—2003年又處于擴(kuò)張性負(fù)脫鉤狀態(tài)；2004—2011年再次變?yōu)槿趺撱^狀態(tài)。能源效率的提高是目前實(shí)現(xiàn)弱脫鉤的主要原因，但其未能抵消經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源需求的增長(zhǎng)幅度，未來(lái)陜西省經(jīng)濟(jì)與能源碳排放弱脫鉤發(fā)展趨勢(shì)在一定時(shí)期內(nèi)仍將持續(xù)。

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CarbonEmissionsandDecouplingAnalysisonEnergyConsumptioninShaanxiProvince

HAO Li, SUN Xian, ZHANG Wen-jin, CHEN Jian-wen

(ShaanxiProvinceClimateCenter,Xi′an710015,China)

In this paper, carbon emissions in Shaanxi Province during the period of 1980—2011 were calculated according to the approach of IPCC for carbon emission. Changes in total carbon emission, carbon emission structure as well as the carbon emission in different industries and different industrial sectors were systematically analyzed. The decoupling model was applied to discuss the decoupling relationship between economic growth and energy carbon emission in Shaanxi Province. The results show that the total carbon emission and carbon emissions caused by coal use were increasing as N-shape curve during the 1980—2011, carbon emission caused by oil and natural gas use were increasing in Shaanxi Province from 1980 to 2011. Carbon emissions came mainly from coal consumption; industrial sector is the main carbon emissions sector. Among all the industrial sectors, the heavy industry and electricity, gas and water production industry were the larger contributors of carbon emissions, which make up 48% and 37% of the industry carbon emissions, mining industry was the next closest sector at 11%, the lowest sector was light industry of 4%. By comparing carbon emissions from different industrial sectors, carbon emissions come mostly from electricity and heat production industry, chemical raw material and chemical products manufacturing industry, petroleum processing, coking plant and nuclear fuel industry, petroleum and natural gas exploitation industry, nonmetal mineral product industry, black metal smelting and rolling processing industry, coal mining and washing industry and nonferrous metal smelting and rolling processing industry. In 2005 and 2010, these 8 industrial sectors generated 92.56% and 95.11% of industrial carbon emissions; Shaanxi Province pertains to weak decoupling at a national level during the period of 1980—2011, except for the period of 1981 and 1997—2000 which were strong decoupling and 1981 and 1997—2000 which were expansive negative decoupling. Increasing energy efficiency was the main reason for weak decoupling, but it failed to offset the economic development for growth of energy demand, and the development trend of weak decoupling will continue for some times in the future.

energy carbon emission; decoupling analysis; Shaanxi Province

2013-07-11

：2013-08-11

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃) “編制省級(jí)2005年溫室氣體清單(試點(diǎn)省份)及其他省份能力建設(shè)”(2010CB955605);中國(guó)清潔發(fā)展機(jī)制基金贈(zèng)款項(xiàng)目“陜西省應(yīng)對(duì)氣候變化基礎(chǔ)能力建設(shè)——陜西省溫室氣體清單編制技術(shù)體系研究”(2012055)

郝麗(1982—),女,內(nèi)蒙人,工程師,碩士,主要從事氣候變化、大氣環(huán)境與碳排放研究。E-mail:haoli82@163.com

F426.2;X322

：A

：1005-3409(2014)05-0298-08