基于LMDI模型的陜西省碳排放影響因素分析

熊義杰++++李琳

摘要：隨著全球氣候的變暖、溫室效應的增加，已經(jīng)嚴重的威脅到了人類的可持續(xù)發(fā)展，很多國家都采取了相應的對策來解決這種狀況，我國也積極采取措施、出臺相應的策略以緩解現(xiàn)狀。以陜西省1991-2012年人口、人均GDP、工業(yè)化率、能源消耗和碳排放總量為基礎數(shù)據(jù)，利用LMDI 模型進行因素分解。對陜西省碳排放量影響因素的結果進行分析，結果表明：人口規(guī)模、經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)化率三個因素是陜西省碳排放量增加的拉動因素；能源利用效率和能源消費結構因素是陜西省碳排放量增加的抑制因素。

關鍵詞：碳排放 LMDI模型 影響因素

一、前言

目前，全球氣候變暖已經(jīng)嚴重威脅到人類的可持續(xù)發(fā)展，國際社會和我國均采取了相應措施以應對全球氣候變化、減緩溫室效應。就目前的現(xiàn)狀而言，在應對全球氣候變暖的問題上，越來越多的國家已經(jīng)將關注的焦點轉移到 “如何控制和減少碳排放”上來。我國在“十二五”規(guī)劃中，把降低碳排放強度作為首要目標提出。陜西省是我國經(jīng)濟欠發(fā)達省份，具有經(jīng)濟發(fā)展的強烈內在要求。豐富的自然資源既是陜西經(jīng)濟發(fā)展的重要優(yōu)勢，也帶來了陜西省產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高能耗。未來十年必須加快建設西部經(jīng)濟強省的步伐，所以在發(fā)展中如何對碳排放量進行控制，迫切需要展開研究。本文利用LMDI模型（ Logarithmic Mean Divisia Index method，對數(shù)平均迪式分解法） 對陜西省碳排放的影響因素進行分解，為陜西省的節(jié)能減排提供實證參考，據(jù)此提出有效的控制碳排放的政策建議，以促進陜西省低碳經(jīng)濟的發(fā)展，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

二、模型的建立

因為LMDI分解法在理論基礎、適用范圍和結果表達等綜合方面相對較優(yōu)，分解結果有加法和乘法兩種形式，易于轉換且一致，不存在無法分解的殘差，可用于絕大多數(shù)情形的分析，所以LMDI 分解法是目前對能源分析的一種重要分析方法，具有一定實用性。本文采用該方法分析陜西省碳排放量變化的影響因素。

碳排放的影響因素很多，依據(jù)LMDI模型對陜西省碳排放影響因素進行分析，建立下面的陜西省碳排放影響因素分解模型：

[C=iCi=iPQPGQEGEiERi] （2.1）

[C=iCi=iP×Y×L×M×Ni×Ri] （2.2）

上述公式中，C表示碳排放總量，P表示人口規(guī)模，Y表示經(jīng)濟發(fā)展水平（人均GDP），L表示工業(yè)化率，M表示能源的利用效率，Ni表示能源的消費結構，Ri表示碳排放系數(shù)。

根據(jù) LMDI方法將總能源需求從基準年0到目標年t的變化分解為6個對總的碳排放的影響，即：

加法形式：

[ΔC=Ct-C0=ΔCP+ΔCY+ΔCL+ΔCM+ΔCN+ΔCR] （2.3）

乘法形式：

[D=CtC0=DP+DY+DL+DM+DN+DR] （2.4）

上述公式中，[ΔCP]、[ΔCY]、[ΔCL]、[ΔCM]、[ΔCN]、[ΔCR]分別表示各影響因素變化對碳排放總量變化的貢獻值；[DP]、[DY]、[DL]、[DM]、[DN]、[DR]分別表示各影響因素變化對碳排放總量變化的貢獻率。

根據(jù) LMDI方法[2]對陜西省碳排放總量進行分解，6個影響結果分解結果如下：

加法形式：

[ΔCP=iwilnPtP0]

[ΔCY]、[ΔCL]、[ΔCM]、[ΔCN]、[ΔCR]公式類似，此處省略。

其中，[wi=Cti-C0ilnCti-lnC0i]

乘法形式：

[DP=exp（iw'iln（PtP0））]

[DY]、[DL]、[DM]、[DN]、[DR]公式類似，此處省略。

其中，[w'i=（Cti-C0i）/lnCti-lnC0i（Ct-C0）/lnCt-lnC0]

三、數(shù)據(jù)的處理

計算過程中所使用數(shù)據(jù)均來源于1991-2012年《陜西省統(tǒng)計年鑒》，其中包括人口、生產(chǎn)總值、工業(yè)增加值等重要數(shù)據(jù)。

由于能源的種類過多，并且有些種類的能源消費總量較低，本文根據(jù)一次能源終端消費分類，將能源消費分為煤、石油、天然氣三種，對碳排放總量進行分析。由于碳排放總量沒有原始數(shù)據(jù)，根據(jù)以上三種來估算陜西省碳排放總量，即：[C=iEiRi]。

表1 各類能源碳排放系數(shù)

[能源種類＼&碳排放系數(shù)＼&煤

石油

天然氣＼&0.7476

0.5854＼&0.4479＼&]

資料來源：中國科學院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組的《2009 中國可持續(xù)發(fā)展。戰(zhàn)略報告——探索中國特色的低碳道路》。對各種原始數(shù)據(jù)進行整理，可得出陜西省碳排放量的影響因素的基本數(shù)據(jù)。

五、結果分析

運用LMDI模型對各種原始數(shù)據(jù)進行分析，可以得到1991-2012年各影響因素對陜西省碳排放量變化的貢獻值和貢獻率趨勢圖，見圖1、圖2。

（一）陜西省碳排放量總體變化趨勢

從圖1中可以看出，陜西省碳排放量的總體變化趨勢大致表現(xiàn)為明顯的兩階段特征：第一階段為碳排放減少階段（ 1992-1999），但整體下降速度變緩，并且在1995年出現(xiàn)了一次拐點，碳排放量增加了129.5萬噸；第二階段為碳排放增加階段（1999-2012），整體增加速度變快，2006年和2008年分別出現(xiàn)了一次拐點，碳排放量分別減少了551.6、506.0萬噸，這種現(xiàn)象有可能是受到中國申請奧運會和舉辦奧運會等外部因素的影響，使陜西省碳排放量有所下降?？傮w而言，陜西省碳排放的總量是在不斷增加的，雖然在1995-1999年期間有所下降，但其后一直呈現(xiàn)出快速增長的趨勢，這也表明陜西省十幾年來經(jīng)濟迅速發(fā)展的同時，能源消耗量也在急劇增加，導致陜西省碳排放量也呈現(xiàn)出了較快增長的趨勢。endprint

圖1 陜西省碳排放變化貢獻值

圖2 陜西省碳排放變化貢獻率

（二）陜西省碳排放量影響因素分析

對影響陜西省碳排放量的各個因素進行分析，就一般情況而言，貢獻率大于1的是碳排放量增加的拉動因素，反之，貢獻率小于1的是抑制因素。

1、人口規(guī)模因素

從原始數(shù)據(jù)可以看出，陜西省人口規(guī)模在逐年增加，2012年底陜西省人口總數(shù)相對于1991年增加了390萬人。人口的增長是能源消費量增加的重要誘因，進而引發(fā)碳排放量的增加。由圖1、圖2可知，陜西省人口規(guī)模的貢獻值和貢獻率的變化都保持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，且貢獻率大于1，說明人口規(guī)模是碳排放增加的拉動因素。

2、經(jīng)濟發(fā)展因素

從LMDI分解的結果可知，陜西省經(jīng)濟發(fā)展的貢獻值隨著時間的推移在不斷的增加，由1992年188.2萬噸增加到2012年的1035.4萬噸；經(jīng)濟發(fā)展的貢獻率大于1，說明經(jīng)濟發(fā)展是碳排放增加的拉動因素，貢獻率的值也在不斷的增加。這也說明經(jīng)濟的發(fā)展始終是增加碳排放量的主要因素，且作用呈現(xiàn)出增強的趨勢。

3、工業(yè)化率因素

由圖1、圖2可知，陜西省工業(yè)化率的貢獻值有正也有負，且變化幅度都在一定的范圍內；貢獻率在1上下變動，陜西省經(jīng)濟的快速發(fā)展，同時也影響了工業(yè)化率的提高，這也在一定程度上影響了陜西省碳排放總量的增加。

4、能源效率因素

由LMDI分析結果可以看出，陜西省的能源效率的貢獻值整體為負數(shù)，除了1995、2001、2002、2005、2009、2012年，并且可以看出，能源效率對碳排放量的抑制作用非常大。這也說明了能源效率對碳排放量的減少起到了重要的作用，同時也是實現(xiàn)“減少碳排放”這一目標的可行性因素。

5、能源結構因素

能源結構的貢獻值變化范圍不大，貢獻率有大于1的，也有小于1的，其對陜西省碳排放量的抑制作用較小。同時也說明了陜西省的能源結構有待進一步的改善，在以后的生產(chǎn)中能對碳排放量起到較好的抑制效果。

綜上所述，以上5種因素對陜西省碳排放量分別產(chǎn)生了不同程度的影響。人口規(guī)模的逐漸增加，經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)中煤炭使用量的提高都是引發(fā)1991-2012年陜西省碳排放量增長的主要因素；能源效率的提高，能源結構的改善對陜西省碳排放量的減少起到了一定作用，尤其是能源效率是抑制碳排放量增加的關鍵因素。

參考文獻：

[1]郭朝先.中國碳排放因素分解： 基于LMDI 分解技術[J].中國人口·資源與環(huán)境，2010，20（12）：116-220

[2]Ang B W. The LMDI approach to decomposition analysis： a practical guide[J]. Energy policy， 2005， 33（7）： 867-871

[3]李紹萍，王倩，劉洋.基于 LMDI 的東北老工業(yè)基地工業(yè)碳排放影響因素實證分析[J].中國石油大學學報： 社會科學版， 2013， 29（4）： 18-22

[4]Zhang F Q， Ang B W. Methodological issues in cross-country/region decomposition of energy and environment indicators[J]. Energy Economics， 2001， 23（2）： 179-190

[5]徐國泉，劉則淵，姜照華.中國碳排放的因素分解模型及實證分析：1995-2004[J].中國人口·資源與環(huán)境，2006，16（ 6） ： 158-161

[6]Ang B W. Decomposition analysis for policymaking in energy： which is the preferredmethod [J]. Energy policy， 2004， 32（9）： 1131-1139

[7]馬曉微.我國人口-能源類型區(qū)域劃分及趨勢研究[C].現(xiàn)代工業(yè)工程與管理研討會，2006

圖1 陜西省碳排放變化貢獻值

圖2 陜西省碳排放變化貢獻率

（二）陜西省碳排放量影響因素分析

對影響陜西省碳排放量的各個因素進行分析，就一般情況而言，貢獻率大于1的是碳排放量增加的拉動因素，反之，貢獻率小于1的是抑制因素。

1、人口規(guī)模因素

從原始數(shù)據(jù)可以看出，陜西省人口規(guī)模在逐年增加，2012年底陜西省人口總數(shù)相對于1991年增加了390萬人。人口的增長是能源消費量增加的重要誘因，進而引發(fā)碳排放量的增加。由圖1、圖2可知，陜西省人口規(guī)模的貢獻值和貢獻率的變化都保持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，且貢獻率大于1，說明人口規(guī)模是碳排放增加的拉動因素。

2、經(jīng)濟發(fā)展因素

從LMDI分解的結果可知，陜西省經(jīng)濟發(fā)展的貢獻值隨著時間的推移在不斷的增加，由1992年188.2萬噸增加到2012年的1035.4萬噸；經(jīng)濟發(fā)展的貢獻率大于1，說明經(jīng)濟發(fā)展是碳排放增加的拉動因素，貢獻率的值也在不斷的增加。這也說明經(jīng)濟的發(fā)展始終是增加碳排放量的主要因素，且作用呈現(xiàn)出增強的趨勢。

3、工業(yè)化率因素

由圖1、圖2可知，陜西省工業(yè)化率的貢獻值有正也有負，且變化幅度都在一定的范圍內；貢獻率在1上下變動，陜西省經(jīng)濟的快速發(fā)展，同時也影響了工業(yè)化率的提高，這也在一定程度上影響了陜西省碳排放總量的增加。

4、能源效率因素

由LMDI分析結果可以看出，陜西省的能源效率的貢獻值整體為負數(shù)，除了1995、2001、2002、2005、2009、2012年，并且可以看出，能源效率對碳排放量的抑制作用非常大。這也說明了能源效率對碳排放量的減少起到了重要的作用，同時也是實現(xiàn)“減少碳排放”這一目標的可行性因素。

5、能源結構因素

能源結構的貢獻值變化范圍不大，貢獻率有大于1的，也有小于1的，其對陜西省碳排放量的抑制作用較小。同時也說明了陜西省的能源結構有待進一步的改善，在以后的生產(chǎn)中能對碳排放量起到較好的抑制效果。

綜上所述，以上5種因素對陜西省碳排放量分別產(chǎn)生了不同程度的影響。人口規(guī)模的逐漸增加，經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)中煤炭使用量的提高都是引發(fā)1991-2012年陜西省碳排放量增長的主要因素；能源效率的提高，能源結構的改善對陜西省碳排放量的減少起到了一定作用，尤其是能源效率是抑制碳排放量增加的關鍵因素。

參考文獻：

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[4]Zhang F Q， Ang B W. Methodological issues in cross-country/region decomposition of energy and environment indicators[J]. Energy Economics， 2001， 23（2）： 179-190

[5]徐國泉，劉則淵，姜照華.中國碳排放的因素分解模型及實證分析：1995-2004[J].中國人口·資源與環(huán)境，2006，16（ 6） ： 158-161

[6]Ang B W. Decomposition analysis for policymaking in energy： which is the preferredmethod [J]. Energy policy， 2004， 32（9）： 1131-1139

[7]馬曉微.我國人口-能源類型區(qū)域劃分及趨勢研究[C].現(xiàn)代工業(yè)工程與管理研討會，2006

圖1 陜西省碳排放變化貢獻值

圖2 陜西省碳排放變化貢獻率

（二）陜西省碳排放量影響因素分析

對影響陜西省碳排放量的各個因素進行分析，就一般情況而言，貢獻率大于1的是碳排放量增加的拉動因素，反之，貢獻率小于1的是抑制因素。

1、人口規(guī)模因素

從原始數(shù)據(jù)可以看出，陜西省人口規(guī)模在逐年增加，2012年底陜西省人口總數(shù)相對于1991年增加了390萬人。人口的增長是能源消費量增加的重要誘因，進而引發(fā)碳排放量的增加。由圖1、圖2可知，陜西省人口規(guī)模的貢獻值和貢獻率的變化都保持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，且貢獻率大于1，說明人口規(guī)模是碳排放增加的拉動因素。

2、經(jīng)濟發(fā)展因素

從LMDI分解的結果可知，陜西省經(jīng)濟發(fā)展的貢獻值隨著時間的推移在不斷的增加，由1992年188.2萬噸增加到2012年的1035.4萬噸；經(jīng)濟發(fā)展的貢獻率大于1，說明經(jīng)濟發(fā)展是碳排放增加的拉動因素，貢獻率的值也在不斷的增加。這也說明經(jīng)濟的發(fā)展始終是增加碳排放量的主要因素，且作用呈現(xiàn)出增強的趨勢。

3、工業(yè)化率因素

由圖1、圖2可知，陜西省工業(yè)化率的貢獻值有正也有負，且變化幅度都在一定的范圍內；貢獻率在1上下變動，陜西省經(jīng)濟的快速發(fā)展，同時也影響了工業(yè)化率的提高，這也在一定程度上影響了陜西省碳排放總量的增加。

4、能源效率因素

由LMDI分析結果可以看出，陜西省的能源效率的貢獻值整體為負數(shù)，除了1995、2001、2002、2005、2009、2012年，并且可以看出，能源效率對碳排放量的抑制作用非常大。這也說明了能源效率對碳排放量的減少起到了重要的作用，同時也是實現(xiàn)“減少碳排放”這一目標的可行性因素。

5、能源結構因素

能源結構的貢獻值變化范圍不大，貢獻率有大于1的，也有小于1的，其對陜西省碳排放量的抑制作用較小。同時也說明了陜西省的能源結構有待進一步的改善，在以后的生產(chǎn)中能對碳排放量起到較好的抑制效果。

綜上所述，以上5種因素對陜西省碳排放量分別產(chǎn)生了不同程度的影響。人口規(guī)模的逐漸增加，經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)中煤炭使用量的提高都是引發(fā)1991-2012年陜西省碳排放量增長的主要因素；能源效率的提高，能源結構的改善對陜西省碳排放量的減少起到了一定作用，尤其是能源效率是抑制碳排放量增加的關鍵因素。

參考文獻：

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[3]李紹萍，王倩，劉洋.基于 LMDI 的東北老工業(yè)基地工業(yè)碳排放影響因素實證分析[J].中國石油大學學報： 社會科學版， 2013， 29（4）： 18-22

[4]Zhang F Q， Ang B W. Methodological issues in cross-country/region decomposition of energy and environment indicators[J]. Energy Economics， 2001， 23（2）： 179-190

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[7]馬曉微.我國人口-能源類型區(qū)域劃分及趨勢研究[C].現(xiàn)代工業(yè)工程與管理研討會，2006