基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的河北省工業(yè)碳排放研究

李國(guó)柱，何　曼(石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院經(jīng)貿(mào)學(xué)院，河北石家莊050031)

基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的河北省工業(yè)碳排放研究

李國(guó)柱，何曼
(石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院經(jīng)貿(mào)學(xué)院，河北石家莊050031)

摘要:論文以河北省工業(yè)行業(yè)為研究對(duì)象，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的建模方法，構(gòu)建河北省工業(yè)碳足跡的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)。在通過(guò)對(duì)于模型的驗(yàn)證之后，分別設(shè)定三種低碳發(fā)展情景，對(duì)比其模擬結(jié)果，并將適合河北省低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式界定于情景2和情景3之間。最后，結(jié)合系統(tǒng)的模擬結(jié)果，針對(duì)碳足跡系統(tǒng)的制約因素，從產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)、低碳能源開(kāi)發(fā)、人才技術(shù)和財(cái)稅政策支持等方面，對(duì)河北省發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)提出了對(duì)策和建議。

關(guān)鍵詞:碳排放;系統(tǒng)動(dòng)力學(xué);低碳經(jīng)濟(jì)

網(wǎng)絡(luò)出版地址: http://www. cnki. net/kcms/doi/10.13937/j. cnki. sjzjjxyxb. 2015.04.011.html網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2015－08－20 15:30

一、引言

目前，河北省處于城市加速發(fā)展、人口急劇增加的階段，為了保持現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)，全社會(huì)的能源消耗量將會(huì)持續(xù)增加，由此帶來(lái)的碳排放總量也會(huì)隨之快速增長(zhǎng)。鋼鐵、化工、制藥等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在河北省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占有主導(dǎo)地位，清潔能源行業(yè)當(dāng)中的光伏發(fā)電、風(fēng)電設(shè)備等發(fā)展也有較快發(fā)展;但是河北省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)仍然存在不少問(wèn)題，例如第二產(chǎn)業(yè)比重過(guò)大、對(duì)于工業(yè)中的高耗能行業(yè)依賴性，影響到了可持續(xù)發(fā)展的能力，產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型迫在眉睫，河北省迫切需要探尋適合自身經(jīng)濟(jì)體系特點(diǎn)和資源稟賦的低碳化轉(zhuǎn)型方式。本文以河北省為例，分析了河北省工業(yè)能源消費(fèi)和工業(yè)碳排放現(xiàn)狀，利用System Dynamics建模方法，建立了河北省工業(yè)碳足跡的SD模型，進(jìn)而對(duì)于河北省碳足跡系統(tǒng)進(jìn)行基于不同情景設(shè)定的仿真模擬，最終得出河北省經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境改善的最優(yōu)發(fā)展模式。與此同時(shí)，結(jié)合仿真結(jié)果，總結(jié)了河北省碳排放的制約因素，并為河北省發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)提供可行性建議。

二、河北省工業(yè)能源消費(fèi)與碳排放

(一)河北省工業(yè)能源消費(fèi)概況

河北省工業(yè)行業(yè)消耗的能源有:原煤、洗精煤、其他洗煤、型煤、焦炭、焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、其他煤氣、其他焦化產(chǎn)品、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、煉廠干氣、其他石油制品、天然氣、熱力、電力和其他能源等。通過(guò)對(duì)《河北經(jīng)濟(jì)年鑒》的工業(yè)能源消費(fèi)量和《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》的各類能源消費(fèi)實(shí)物量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得到河北省2005年—2012年工業(yè)能源消費(fèi)總量圖(圖1)和能源消費(fèi)趨勢(shì)圖(略)。

從圖1可以看出，隨著工業(yè)增加值的逐年增長(zhǎng)，河北省工業(yè)行業(yè)的能源消費(fèi)量呈逐年上升趨勢(shì)，工業(yè)增加值的增長(zhǎng)趨勢(shì)與工業(yè)行業(yè)能源消費(fèi)量的發(fā)展趨勢(shì)基本吻合。2005年—2012年，工業(yè)行業(yè)的能源消費(fèi)量(終端消費(fèi)量)占社會(huì)能源消費(fèi)總量的比例分別為73.37%、74.07%、74.50%、74.78%、74.06%、72.75%、78.90%和77.98%，全部在70%以上，而且有逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

從能源消費(fèi)趨勢(shì)圖可以看出，近年來(lái)河北省的工業(yè)能源消耗量隨著時(shí)間的推移，逐年增加;其中，在能源消費(fèi)量中占了較大比例的原煤、焦炭和電力三種能源的增加趨勢(shì)最為明顯。2005年，三種能源的實(shí)物消耗量分別為: 39 166 712噸標(biāo)準(zhǔn)煤、43 689 006噸標(biāo)準(zhǔn)煤和41 115 484噸標(biāo)準(zhǔn)煤，分別占了當(dāng)年工業(yè)行業(yè)能源消耗總量的26.91%、30.01%和28.25%。到了2012年，三種能源的實(shí)物消耗量分別為: 45 042 615噸標(biāo)準(zhǔn)煤、81261787噸標(biāo)準(zhǔn)煤和87 819 096噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占當(dāng)年工業(yè)行業(yè)能源消耗總量的比例分別為19.1%、34.45%和37.23%。長(zhǎng)期以來(lái)，河北省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭為主，1980年—2012年間一直在90%左右徘徊，消費(fèi)結(jié)構(gòu)單一，其他類型能源占比偏低，碳排放主要來(lái)自煤炭消費(fèi)。與同處京津冀地區(qū)的北京、天津兩大直轄市相比，河北省的碳排放量一直較高且增速明顯，未來(lái)的碳減排不容樂(lè)觀。

圖1　2005年—2012年河北省工業(yè)行業(yè)能源消費(fèi)總量

從表1可以看出，2005年至2012年，河北省規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的綜合能源消耗量逐年增多;這一期間六大高耗能行業(yè)的能源消耗量占到規(guī)模以上工業(yè)的綜合能源消費(fèi)總量的90%，并且始終保持在這一穩(wěn)定水平。通過(guò)數(shù)據(jù)分析我們不難看出，六大高耗能行業(yè)是河北省的能源消耗大戶，而這其中，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，又占了絕大部分。這在一定程度上表明，河北省節(jié)能降耗的重點(diǎn)領(lǐng)域是六大高耗能行業(yè)，而其中的減排重點(diǎn)，是電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)以及黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)。

表1　2005年—2012河北省規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)及高耗能行業(yè)能源消費(fèi)總量　(單位:萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤)

(二)河北省工業(yè)碳排放概況

本文采用的工業(yè)能源消耗量，根據(jù)河北省地區(qū)能源平衡表中工業(yè)的終端消耗量整理得出，并統(tǒng)一折算成標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量，并以此作為計(jì)算碳排放量的基礎(chǔ)。需要說(shuō)明的是，計(jì)算過(guò)程中不計(jì)入加工轉(zhuǎn)化過(guò)程、運(yùn)輸和輸配損失能源的碳排放。另外，終端能源消費(fèi)量中，不再計(jì)算電力和熱力的排放，其碳排放按照火力發(fā)電和供熱過(guò)程投入的能源計(jì)算［1］。

碳排放量的計(jì)算，采取IPCC碳排放指南計(jì)算方法，如下所示:

式中，C代表由于能源消費(fèi)引起的碳排放量，單位為104t; Ei表示各種一次性能源的消費(fèi)量，按照標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)量; Fi表示各種能源的碳排放系數(shù)，(104t/104t)。

碳排放系數(shù)Fi來(lái)源于IPCC碳排放計(jì)算指南，屬于缺省值一類，以焦(J)為單位。標(biāo)準(zhǔn)煤與能量的轉(zhuǎn)化，其系數(shù)為1×104t標(biāo)準(zhǔn)煤=2.93× 105GJ。按照工業(yè)行業(yè)中的能源消耗類別，碳排放系數(shù)如表2所示。

表2　各種能源的碳排放系數(shù)

通過(guò)數(shù)據(jù)處理，可以得出河北省工業(yè)行業(yè)的碳排放量，如圖2所示。2005年至2012年，隨著工業(yè)GDP和工業(yè)行業(yè)的能源消耗量不斷增長(zhǎng)，碳排放量也隨之呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)，而且增長(zhǎng)速度很快。發(fā)展趨勢(shì)上，工業(yè)行業(yè)碳排放量與工業(yè)GDP的增長(zhǎng)基本一致。

圖2　2005年—2012年河北省工業(yè)行業(yè)碳排放量

三、系統(tǒng)模型構(gòu)建與檢驗(yàn)

(一)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

模型涵蓋四個(gè)子系統(tǒng)，分別是能源子系統(tǒng)、人口子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)。

從模型框架圖(圖3)可以看出，四個(gè)子系統(tǒng)之間相互作用，相互影響。其中能源子系統(tǒng)處于核心位置，能源水平直接制約經(jīng)濟(jì)、人口的發(fā)展，能源的消費(fèi)和廢棄物排放直接影響了環(huán)境的質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)為系統(tǒng)提供動(dòng)力，經(jīng)濟(jì)總量和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率決定了系統(tǒng)總體的發(fā)展。人口子系統(tǒng)是發(fā)展子系統(tǒng)，其發(fā)展水平直接受到其他子系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r的影響，人口的數(shù)量又能夠反作用于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源消費(fèi)和環(huán)境質(zhì)量。環(huán)境子系統(tǒng)是評(píng)價(jià)子系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)和能源消耗的最終效果將直接反映在環(huán)境的質(zhì)量上，在本文中主要用碳排放量來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖3　系統(tǒng)模型框架圖

(二)因果關(guān)系圖

系統(tǒng)控制的決策過(guò)程的進(jìn)行，主要位于系統(tǒng)中一個(gè)或者多個(gè)回路之中。在明確了系統(tǒng)邊界的基礎(chǔ)上，我們根據(jù)變量之間的相互關(guān)系來(lái)構(gòu)建因果關(guān)系回路。

如圖4所示，系統(tǒng)中的主要反饋回路有:

工業(yè)GDP→+科技投入→+能源利用效率→‐化石能源消費(fèi)量→+工業(yè)碳排放量→+碳排放水平→+減排成本→‐工業(yè)GDP

工業(yè)GDP→+ GDP總量→+人均GDP→+生活水平→+人口→+勞動(dòng)力→+工業(yè)GDP

環(huán)保政策→+產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)→‐高耗能行業(yè)能源消費(fèi)→+化石能源消費(fèi)量→+工業(yè)碳排放量→+碳排放水平→‐環(huán)境質(zhì)量→+環(huán)保政策

環(huán)保政策→+能源結(jié)構(gòu)→‐化石能源消費(fèi)量→+工業(yè)碳排放量→+碳排放水平→‐環(huán)境質(zhì)量→+環(huán)保政策

環(huán)保政策→+科技投入→+能源利用效率→‐化石能源消費(fèi)量→+工業(yè)碳排放量→+碳排放水平→‐環(huán)境質(zhì)量→+環(huán)保政策

碳排放水平→‐環(huán)境質(zhì)量→+環(huán)保政策→+能源結(jié)構(gòu)→‐化石能源消費(fèi)量→+工業(yè)碳排放量→+碳排放水平

碳排放水平→‐環(huán)境質(zhì)量→+環(huán)保政策→+產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)→‐高耗能行業(yè)能源消費(fèi)→+化石能源消費(fèi)量→+工業(yè)碳排放量→+碳排放水平

碳排放水平→+減排成本→‐工業(yè)GDP→+化石能源消費(fèi)量→+工業(yè)碳排放量→+碳排放水平

圖4　系統(tǒng)的因果關(guān)系圖

根據(jù)圖4中的因果關(guān)系圖，我們將其轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖，如圖5所示。

由于2005年之前的河北省能源消耗數(shù)據(jù)缺失，2005年之后的各項(xiàng)數(shù)據(jù)趨于完善，為保證數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性，選擇2005年作為模擬的起點(diǎn)。模型的時(shí)間界定為2005年至2020年。

另外，需要考慮模型的另一項(xiàng)指標(biāo)DT (積分步長(zhǎng))的選擇。從理論上來(lái)說(shuō)，DT的選擇不得大于系統(tǒng)變化周期的四分之一，否則會(huì)使計(jì)算的結(jié)果失真［2］。在一階系統(tǒng)中，通常選取DT=(0.1～0.5)×DT。實(shí)際中也可以根據(jù)實(shí)際管理中的決策頻率來(lái)確定DT。在本模型中，DT確定為1年。

圖5　系統(tǒng)的流圖

模型中參數(shù)的選擇是建立模型的過(guò)程中非常重要的一步。本文中參數(shù)的主要類型有常數(shù)、表函數(shù)和初始賦值，參數(shù)的確定方法主要有:

(1)查閱《河北經(jīng)濟(jì)年鑒》《中國(guó)能源年鑒》等統(tǒng)計(jì)年鑒和政府部門(mén)的相關(guān)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)資料，運(yùn)用相關(guān)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，整理已知數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)測(cè)。如工業(yè)GDP、人口總數(shù)、工業(yè)能源消費(fèi)量等。

(2)利用Vensim_ PLE軟件自帶的表函數(shù)功能，建立模型中部分變量之間的函數(shù)關(guān)系以得出參數(shù)值。如科技投入因子、結(jié)構(gòu)影響因子、人均GDP的目標(biāo)值、碳排放強(qiáng)度的目標(biāo)值等。

(3)運(yùn)行模型之后，針對(duì)與真實(shí)數(shù)據(jù)不符的結(jié)果修改模型的參數(shù)，使得模擬的結(jié)果更加接近真實(shí)數(shù)據(jù)。

根據(jù)前文建立的系統(tǒng)模型和設(shè)定的參數(shù)，運(yùn)行Vensim_ PLE軟件，模擬河北省2005年—2020年工業(yè)碳足跡系統(tǒng)的運(yùn)行情況?？梢缘玫剿慕M數(shù)據(jù)，分別對(duì)應(yīng)工業(yè)GDP、人口總量、工業(yè)能源消費(fèi)量和工業(yè)碳排放總量的仿真結(jié)果，如表3所示。

(三)模型的檢驗(yàn)

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)認(rèn)為，任何一個(gè)模型都不能完全地反映現(xiàn)實(shí)，模型只是對(duì)于現(xiàn)實(shí)情況的一種抽象模擬。在模型中，現(xiàn)實(shí)中可以觀察到的規(guī)律和法則仍然適用。模型的質(zhì)量沒(méi)有好壞之分，但是在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中，我們應(yīng)該選擇具有更高的可信度的模型，以便對(duì)于現(xiàn)實(shí)問(wèn)題提出更加有效的政策建議。

模型的有效性測(cè)試主要是通過(guò)比較歷史數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)之間的偏差率，來(lái)驗(yàn)證模型的有效性。本文主要驗(yàn)證了工業(yè)GDP、人口總量、工業(yè)能源消費(fèi)量和工業(yè)碳排放總量的歷史數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)之間的誤差，以驗(yàn)證所建立模型的有效性。通過(guò)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)，偏差率都在±10%以內(nèi)，基本滿足了系統(tǒng)仿真的條件［3］，說(shuō)明河北省工業(yè)碳足跡系統(tǒng)能夠較為真實(shí)地還原了現(xiàn)實(shí)情況。

通過(guò)測(cè)試，驗(yàn)證了該模型能夠可信地反映現(xiàn)實(shí)狀況，可以用于系統(tǒng)仿真，為河北省發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，提供可靠的政策建議。

表3　2005年—2020年系統(tǒng)仿真結(jié)果

四、系統(tǒng)仿真

(一)發(fā)展情景設(shè)定

在建立了河北省工業(yè)碳足跡模型之后，下一步就是通過(guò)系統(tǒng)仿真，以確定適合于河北省現(xiàn)實(shí)狀況的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。本文的研究對(duì)象，是河北省工業(yè)碳足跡系統(tǒng)，分別建立了能源子系統(tǒng)、人口子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、和環(huán)境子系統(tǒng)。系統(tǒng)仿真就是在子系統(tǒng)不同變量的基礎(chǔ)之上，對(duì)于相關(guān)變量進(jìn)行組合和仿真，對(duì)比不同發(fā)展方案之下的仿真結(jié)果，為實(shí)現(xiàn)河北省經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)提供政策參考。

國(guó)際能源機(jī)構(gòu)(IEA)在《世界能源展望2007》中，提出了三種發(fā)展情景，分別為:“參考情景”，“可選擇政策情景”，“高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)情景”。情景在描述未來(lái)發(fā)展的可能性方面，比別的方法更加簡(jiǎn)化和直觀。一般來(lái)說(shuō)，情景的設(shè)定始于假設(shè)，其對(duì)象是重要關(guān)系和驅(qū)動(dòng)力，且對(duì)象通常連貫一致。情景，可能針對(duì)不同的發(fā)展情境，做出詳細(xì)的描述;情景不是假設(shè)，也不是預(yù)想。情景可以從預(yù)計(jì)中得到，但經(jīng)常是來(lái)源于其他信息的額外信息。

在建立河北省工業(yè)碳足跡的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了三種情景來(lái)進(jìn)行仿真模擬，三種情景的總體目標(biāo)見(jiàn)表4。

表4　模型的三種情景

為了對(duì)于模型中的狀態(tài)變量進(jìn)行仿真，模型的控制參考變量選取常量和狀態(tài)變量初始值等系統(tǒng)參數(shù)［4］，主要有碳排放強(qiáng)度目標(biāo)值、科技投入因子、結(jié)構(gòu)影響因子和碳排放強(qiáng)度影響因子。

經(jīng)過(guò)調(diào)試，不同情景的參數(shù)設(shè)定如表5所示。

(二)仿真結(jié)果

對(duì)于三種模擬情景的仿真結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)不同的影響因子在三種發(fā)展情景之下，得到的結(jié)果不同。下面主要從碳排放強(qiáng)度和工業(yè)碳排放量?jī)煞矫孢M(jìn)行對(duì)比。

表5　三種情景的參數(shù)設(shè)定

1.碳排放強(qiáng)度目標(biāo)值的對(duì)比

三種情景的碳排放強(qiáng)度的設(shè)定不同，情景1中的碳排放強(qiáng)度設(shè)定為每年降低3.91%，依據(jù)是“到2020年，單位GDP碳排放比2005年降低40%～45%”的發(fā)展目標(biāo)。情景2設(shè)定為4.98%，即2015年的碳排放強(qiáng)度，比2005年降低40%。情景3設(shè)定為5.8%，即2015年的碳排放強(qiáng)度，比2005年降低45%，比情景1的預(yù)期完成時(shí)間提前五年。三種情景目標(biāo)值差異如圖6所示。

2.工業(yè)碳排放量的對(duì)比

從圖7可以看出，雖然三種情景中，碳排放量在未來(lái)幾年仍然保持了增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，但是情景2和情景3的碳排放量均低于情景1。這是由于科技投入、結(jié)構(gòu)調(diào)整以及其他影響因子的作用。與此同時(shí)，以情景1為基準(zhǔn)，情景3的變化幅度大于情景2，在影響因子的調(diào)整上幅度更大，有利于提前實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展目標(biāo)。

3.碳排放強(qiáng)度的對(duì)比

通過(guò)圖8可以看出，三種情景下碳排放強(qiáng)度的仿真結(jié)果有所不同。情景2和情景3的仿真結(jié)果均低于情景1，說(shuō)明工業(yè)碳排放量的差異在GDP增長(zhǎng)速度不變的情況下，決定了碳排放強(qiáng)度的差異。

上文以圖表形式，直觀地對(duì)比了Vensim_ PLE軟件的仿真結(jié)果。通過(guò)三種發(fā)展情景的對(duì)比結(jié)果可以看出，為了實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，對(duì)于河北省工業(yè)行業(yè)的諸多方面，例如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)和科技投入程度，都有更高的要求。

從對(duì)比結(jié)果可以看出，在三種情景當(dāng)中，情景3的碳排放量模擬結(jié)果最低，但是，在河北省發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的實(shí)踐中，情景3的設(shè)定可能會(huì)給節(jié)能減排的工作帶來(lái)一定的壓力。以碳排放強(qiáng)度的目標(biāo)值為例，情景1將年均下降速度設(shè)定為3.91%，其依據(jù)是中央政府做出的“到2020年全國(guó)單位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40%～45%”的決定，情景3在這一基礎(chǔ)上，縮短了實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的時(shí)限，加快了減排幅度。這就使得河北省“十二五”末期以及“十三五”期間的減排難度加大，淘汰落后產(chǎn)能的規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大;工業(yè)，特別是高耗能行業(yè)，是河北省的支柱產(chǎn)業(yè)，技術(shù)上具有一定的優(yōu)勢(shì)，河北省現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)想要在短時(shí)間內(nèi)徹底改變，難度很大。

圖6　碳排放強(qiáng)度目標(biāo)值的對(duì)比結(jié)果

圖7　工業(yè)碳排放量的對(duì)比結(jié)果

碳減排的本質(zhì)，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的變革，是一種制度的變遷。而制度變遷，則分為強(qiáng)制性和誘導(dǎo)性兩種。蘇聯(lián)和中國(guó)制度變遷的實(shí)踐證明，強(qiáng)制性的制度變遷是具有破壞性的，尤其是在變革的早期。因此，碳減排方式的制訂，應(yīng)當(dāng)既包括強(qiáng)制性措施，也包括誘導(dǎo)性措施。強(qiáng)制性措施主要有淘汰落后產(chǎn)能、限產(chǎn)限電等，對(duì)于碳減排的效果相對(duì)明顯;而誘導(dǎo)性措施，例如技術(shù)創(chuàng)新等，在短時(shí)間內(nèi)難以發(fā)揮最大的效用。以強(qiáng)制性減排措施為主導(dǎo)，短時(shí)間內(nèi)大幅度降低碳排放量，不利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。因此，適用于河北省低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式，應(yīng)當(dāng)界定于情景2和情景3之間，爭(zhēng)取在2015年完成減排40%～45%的發(fā)展目標(biāo)。

圖8　碳排放強(qiáng)度對(duì)比結(jié)果

五、對(duì)策建議

(一)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)

河北省必須繼續(xù)完善和構(gòu)建促進(jìn)節(jié)能降耗的產(chǎn)業(yè)政策。通過(guò)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，提升高附加值、低能耗產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的比重。在重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)選擇時(shí)，要把能源消耗作為一個(gè)重要的衡量指標(biāo)，大力發(fā)展清潔型產(chǎn)業(yè)，堅(jiān)決杜絕高能耗高排放產(chǎn)業(yè)，從源頭上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。具體的做法包括:

1.對(duì)行業(yè)進(jìn)入嚴(yán)格把關(guān)，制定準(zhǔn)入規(guī)范，控制新設(shè)行業(yè)，重點(diǎn)監(jiān)督高能耗、浪費(fèi)多的以及新建項(xiàng)目。對(duì)于新項(xiàng)目的批準(zhǔn)建設(shè)，堅(jiān)決看緊源頭，管控審核程序，嚴(yán)管審核關(guān)口。擬建項(xiàng)目的單位GDP能耗，如果高于當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)，各層投資主管部門(mén)當(dāng)年內(nèi)全部不得審批、核準(zhǔn)、備案。

2.執(zhí)行行業(yè)能耗標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定高耗能行業(yè)的節(jié)能內(nèi)容，規(guī)范高耗能行業(yè)主要產(chǎn)品的單產(chǎn)能耗。對(duì)于落后于時(shí)代要求的產(chǎn)能，例如污染環(huán)境、浪費(fèi)資源和已不具備生產(chǎn)條件的落后廠房設(shè)備，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)制減少。對(duì)于銷售渠道和建設(shè)施工階段進(jìn)行監(jiān)督檢查，嚴(yán)密監(jiān)控能效不合格的高耗能產(chǎn)品和廠房，對(duì)于違反國(guó)家強(qiáng)制性規(guī)定的高耗能生產(chǎn)，要予以懲戒。

3.第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展與工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)相結(jié)合，逐步提高第三產(chǎn)業(yè)在整體經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中的比重，深化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)。結(jié)合河北省自身的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，制定中長(zhǎng)期的戰(zhàn)略規(guī)劃，為發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)建立健全政策體系，培養(yǎng)具有專業(yè)素質(zhì)的技術(shù)人才，提供自由、開(kāi)放的市場(chǎng)環(huán)境和對(duì)企業(yè)優(yōu)惠的資金支持，確保在實(shí)際中規(guī)劃的各項(xiàng)目標(biāo)能夠得到有效的末端落實(shí)。

(二)低碳能源開(kāi)發(fā)

低碳能源主要包括核能和可再生能源，其中，可再生能源包括風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、潮汐能以及地?zé)崮艿?。與煤炭相比，低碳能源的單位能源含碳分子量較少，或者沒(méi)有碳分子結(jié)構(gòu)，因此使用低碳能源會(huì)產(chǎn)生更少的二氧化碳排放量，帶來(lái)更少的環(huán)境污染。對(duì)于河北省而言，能夠利用的可再生能源有風(fēng)能、太陽(yáng)能和生物質(zhì)能。充分利用張家口、承德等地區(qū)豐富的風(fēng)能、太陽(yáng)能，擴(kuò)大生物質(zhì)能等替代能源的使用，有利于實(shí)現(xiàn)碳排放強(qiáng)度的降低。制定明確的政策，將發(fā)展可再生能源和提升河北省的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力統(tǒng)一起來(lái)，以率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展。

在開(kāi)發(fā)可再生能源的同時(shí)，不能夠片面地看到其單位能源碳排放量小的優(yōu)點(diǎn)，而忽視大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用可能會(huì)帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)，如大規(guī)模的風(fēng)電開(kāi)發(fā)可能阻斷近地面大氣流動(dòng)，進(jìn)而影響植物授粉。因此，在開(kāi)發(fā)低碳能源的過(guò)程中，需要對(duì)于各類低碳能源開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)、代價(jià)和成本進(jìn)行論證，形成不同的低碳能源開(kāi)發(fā)方案，選擇成本、風(fēng)險(xiǎn)和代價(jià)小的低碳能源開(kāi)發(fā)方案予以實(shí)施。

(三)人才技術(shù)支持

通過(guò)清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)引進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家的成熟技術(shù)，包括清潔、高效和低碳的能源技術(shù)，低碳發(fā)電站技術(shù)，創(chuàng)新型太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，生物燃料新技術(shù)，貯氫技術(shù)和脫碳產(chǎn)氫技術(shù)，碳捕獲與封存技術(shù)等。同時(shí)，加強(qiáng)科研創(chuàng)新的資金投入，建立低碳技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，鼓勵(lì)科研院所、高校和企業(yè)建立產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟，低碳技術(shù)孵化器和中介服務(wù)機(jī)構(gòu)，并鼓勵(lì)企業(yè)組建工程技術(shù)中心，推進(jìn)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，研究開(kāi)發(fā)控制溫室氣體排放領(lǐng)域的共性關(guān)鍵技術(shù)。加快低碳技術(shù)推廣應(yīng)用和高排放產(chǎn)品的節(jié)約替代，推廣國(guó)家低碳技術(shù)推廣目錄中的技術(shù)，選擇具有重要推廣價(jià)值的替代產(chǎn)品或工藝進(jìn)行推廣示范，實(shí)施高耗能、高排放產(chǎn)品替代工程，鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)和使用高性能、低成本、低消耗的新型材料替代傳統(tǒng)鋼材，鼓勵(lì)使用緩釋肥、有機(jī)肥等替代傳統(tǒng)化肥。

(四)財(cái)稅政策支持

為了全方位扶持低碳經(jīng)濟(jì)，需要積極尋求財(cái)政政策的空間，充分發(fā)揮其導(dǎo)向作用，為低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供動(dòng)力，積極出臺(tái)一系列促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的財(cái)政政策，綜合運(yùn)用財(cái)政政策工具，形成相對(duì)較為完善的財(cái)稅政策體系。

相應(yīng)的財(cái)政稅收政策支撐體系應(yīng)當(dāng)包括兩部分:一是對(duì)市場(chǎng)主體的節(jié)能減排行為起激勵(lì)作用的財(cái)政支出政策體系，如財(cái)政補(bǔ)助、貸款貼息、國(guó)債投入以及政府采購(gòu)等政策措施;二是對(duì)市場(chǎng)主體的耗能排放行為起約束作用的稅收政策體系，主要是指與能源消費(fèi)有關(guān)的各種稅、費(fèi)征收措施，如碳稅、能源稅等。

具體的財(cái)稅措施包括:制訂稅收優(yōu)惠政策，對(duì)企業(yè)低碳設(shè)備的投資按一定比例實(shí)行稅額抵免和退稅，對(duì)設(shè)備實(shí)行加速折舊，吸引國(guó)內(nèi)外資金投資;充分利用河北省境內(nèi)國(guó)土類型多樣的特點(diǎn)，結(jié)合三北防護(hù)林、退耕還林等林業(yè)政策，針對(duì)進(jìn)行生態(tài)固碳的組織和企業(yè)，建立生態(tài)固碳的財(cái)政直接補(bǔ)助機(jī)制;推行優(yōu)先購(gòu)買(mǎi)低碳產(chǎn)品的政府綠色采購(gòu)制度，將低碳經(jīng)濟(jì)和資源節(jié)約的指標(biāo)納入指令性的指標(biāo)范疇，在同等條件下，優(yōu)先購(gòu)入節(jié)能環(huán)保的低碳產(chǎn)品;建立促進(jìn)低碳發(fā)展的融資機(jī)制，通過(guò)創(chuàng)新金融制度和工具、發(fā)行企業(yè)債券、財(cái)政貼息貸款等方式，為低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供資金支持和保障。

參考文獻(xiàn):

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(責(zé)任編輯周吉光)

Research on Industrial Carbon Emissions in Hebei Province Based on System Dynamics

LI Guo-zhu，HE Man
(Shijiazhuang University of Economics，Shijiazhuang，Hebei 050031)

Abstract:This paper builds the system dynamics of model Hebei Industrial carbon footprint using system dynamics modeling approach，after the models were tested，it sets the set of three low-carbon development scenarios and compare their simulation results，and finds that low-carbon economic development mode in Hebei is between Scenario 2 and Scenario 3.Finally，combined the simulation results，the article puts forward countermeasures and suggestions in Hebei province from industrial optimization and upgrading of low-carbon energy development，talent and technology and other aspects of fiscal policy support for the development of low-carbon economy.

Key words:carbon emissions; system dynamics; low-carbon economy

作者簡(jiǎn)介:李國(guó)柱(1971—)，男，回族，河北孟村人，博士，教授，主要研究方向:統(tǒng)計(jì)理論與方法。

基金項(xiàng)目:河北省社會(huì)科學(xué)發(fā)展重點(diǎn)課題“河北省生態(tài)文明建設(shè)監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系及綜合評(píng)價(jià)研究”(2015020208) ;河北省統(tǒng)計(jì)科學(xué)重點(diǎn)課題“經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系及綜合評(píng)價(jià)方法研究”(2014HZ05)

收稿日期:2015－04－21

DOI:10.13937/j. cnki. sjzjjxyxb. 2015.04.011

中圖分類號(hào):F205

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1007-6875 (2015) 04-0057-09