中國(guó)制造業(yè)碳排放因素分解

馬曉明 孫璐 胡廣曉 計(jì)軍平

摘要：制造業(yè)是中國(guó)碳排放增長(zhǎng)的重要部門(mén)之一。文章將制造業(yè)分為高、中、低能耗三類(lèi)，利用LMDI分解法，對(duì)1992年-2012年中國(guó)制造業(yè)能源相關(guān)碳排放進(jìn)行因素分解。結(jié)果表明，制造業(yè)增加值是碳排放變化最主要的正向驅(qū)動(dòng)因素，能源強(qiáng)度是最主要的負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素。制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)總體上屬于負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素，化學(xué)工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)及金屬冶煉業(yè)等高能耗行業(yè)主導(dǎo)了該因素。

關(guān)鍵詞：制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu);碳排放;LMDI分解

指數(shù)分解分析方法（IDA）是研究污染物排放和能源使用變化影響因素的常用方法。其中，對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)法LMDI （Logarithmic Mean Divisia Index）方法可以進(jìn)行完全分解，分解結(jié)果不包括殘差項(xiàng)，且可以解決數(shù)據(jù)中的零值問(wèn)題，因此被國(guó)內(nèi)外學(xué)者更廣泛地使用。徐盈之和張全振、鄭若娟和王班班利用LMDI分解法分別對(duì)我國(guó)制造業(yè)的整體能源消耗以及能源強(qiáng)度的變動(dòng)進(jìn)行了分解分析;Ren 等基于擴(kuò)展的Kaya等式，對(duì)中國(guó)1996年～2010年制造業(yè)碳排放的影響進(jìn)行研究。徐盈之等考察了制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，潘雄峰等和劉清春等分別對(duì)中國(guó)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度和制造業(yè)碳排放進(jìn)行了因素分解。上述文獻(xiàn)都沒(méi)有將制造業(yè)進(jìn)行高中低能耗的劃分，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析也相對(duì)簡(jiǎn)單，沒(méi)有深入分析。

綜上所述，對(duì)于中國(guó)制造業(yè)碳排放影響因素專(zhuān)門(mén)研究不多，更缺少對(duì)制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的對(duì)碳排放影響的分析研究。本文利用LMDI分解方法，嵌入制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的分析，對(duì)中國(guó)1992年～2012年能源相關(guān)的碳排放增長(zhǎng)量進(jìn)行因素分解，識(shí)別影響碳排放變化的主要因素。

一、 研究方法與數(shù)據(jù)

1. 制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分。依照中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T4754-2002），制造業(yè)共包括30個(gè)大類(lèi)，為了與能源消費(fèi)等數(shù)據(jù)保持統(tǒng)一的統(tǒng)計(jì)口徑，本文將制造業(yè)合并為13個(gè)部門(mén)。根據(jù)能耗強(qiáng)度將制造業(yè)子行業(yè)分為高、中、低能耗三類(lèi)，具體行業(yè)劃分與劃分依據(jù)如表1所示。其中，能耗強(qiáng)度一欄所用的數(shù)據(jù)為1996年～2011年各行業(yè)單位增加值能耗的均值（t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元，2005年可比價(jià)）。

從圖1中可以看出，1996年～2011年高、中、低能耗制造業(yè)的能耗強(qiáng)度都呈下降的趨勢(shì)。其中，高能耗制造業(yè)從1996年的4.70t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元下降到2011年的3.52t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元，年均下降7.9%;中能耗制造業(yè)從1996年的1.30t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元下降到2011年的0.88t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元，年均下降2.8%;低能耗制造業(yè)從1996年的0.83t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元下降到2011年的0.50 t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元，年均下降2.2%?？梢?jiàn)，高能耗制造業(yè)能耗強(qiáng)度下降的幅度最大。

2. LMDI分解模型。引入制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的LMDI分解模型見(jiàn)公式（1）：

二、 結(jié)果與討論

1. 各因素總體影響分析。1996年～2012年中國(guó)制造業(yè)能源相關(guān)碳排放可分為三個(gè)階段。1996年～2002年為緩慢上升階段，年均增長(zhǎng)率為1.84%;2002年～2007年為迅速上升階段，碳排放從2002年的2 050.42 MtCO2增至2007年的3 839.09 MtCO2，年均增長(zhǎng)率為17.45%;2007年后碳排放增速逐漸下降，年均增速約5.72%。

制造業(yè)碳排放因素分解結(jié)果見(jiàn)圖2。可見(jiàn)，制造業(yè)增加值是最主要的正向驅(qū)動(dòng)因素，其在1992年～2012年四個(gè)時(shí)期內(nèi)對(duì)制造業(yè)碳排放總量變化的貢獻(xiàn)率分別為345.59%、160.02%、92.95%和120.08%。能源強(qiáng)度是最主要的負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素，其對(duì)碳排放變化的貢獻(xiàn)率分別為-216.43%、-40.49%、-3.95%和-11.45%。除2002年～2007年外，制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)總體上屬于負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素。由于2002年～2007年中國(guó)工業(yè)化的重工業(yè)化特征明顯，因此這一時(shí)期制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)為正。綜合碳排放系數(shù)（反映能源結(jié)構(gòu)）在1992年～2007年期間對(duì)碳排放變化的影響較小，但在2007年～2012年期間成為僅次于能源強(qiáng)度的負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素。

2. 制造業(yè)增加值因素分析。制造業(yè)增加值是碳排放變化最主要的正向驅(qū)動(dòng)因素。該因素1992年～1997年引起的碳排放增量為831.01 MtCO2，到1997年～2002年降至748.16 MtCO2。這可能是由于1997年爆發(fā)的東南亞金融危機(jī)導(dǎo)致我國(guó)制造業(yè)內(nèi)需不足及出口貿(mào)易額下降。2002年～2007年，制造業(yè)增加值引起的碳排放增量迅速增至1 561.31 MtCO2，比上一時(shí)期增長(zhǎng)了108.66%。這主要與兩個(gè)因素有關(guān)，一是我國(guó)加入WTO后制造業(yè)出口的大幅增長(zhǎng)，二是以房地產(chǎn)大發(fā)展為特征的快速城鎮(zhèn)化拉動(dòng)了制造業(yè)高能耗行業(yè)的發(fā)展。2007年～2012年，中國(guó)制造業(yè)增加值增速有所放緩，但仍維持中高速增長(zhǎng)。因此，該時(shí)期引起的碳排放增量為1 973.46 MtCO2，比前一時(shí)期增長(zhǎng)26.40%。

3. 制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素分析。除2002年～2007年外，制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化對(duì)碳排放的影響主要為負(fù)向驅(qū)動(dòng)。由表2可知，1992年～2007年，制造業(yè)高能耗行業(yè)對(duì)碳排放起著主導(dǎo)作用。1992年～1997和1997年～2002年這兩個(gè)時(shí)期中，高能耗行業(yè)的貢獻(xiàn)分別為-88.44 MtCO2和-104.93 MtCO2。從具體行業(yè)來(lái)看，1992年～2002年化學(xué)原料和化學(xué)品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)以及金屬冶煉及金屬制品業(yè)占制造業(yè)增加值比重呈總體下降趨勢(shì)，由此減緩了制造業(yè)碳排放增長(zhǎng)。2002年～2007年高能耗行業(yè)金屬冶煉及金屬制品業(yè)增加值占比大幅上升，推動(dòng)碳排放增長(zhǎng)321.84 MtCO2，導(dǎo)致這一時(shí)期制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的總效應(yīng)為正。2007年～2012年，中低能耗行業(yè)對(duì)碳減排的作用逐漸增大（如造紙印刷及文教用品制造業(yè)），帶動(dòng)了這一時(shí)期制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的總效應(yīng)為負(fù)。上述結(jié)果表明，中國(guó)制造業(yè)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化正在逐步改善，向中低能耗方向發(fā)展。

4. 能源強(qiáng)度因素分析。能源強(qiáng)度是制造業(yè)碳排放變化最主要的負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素。除2002年～2007年外，高能耗行業(yè)能源強(qiáng)度下降帶來(lái)的碳排放減緩量在能源強(qiáng)度總貢獻(xiàn)中占據(jù)主導(dǎo)地位。高能耗與低能耗行業(yè)的能源強(qiáng)度貢獻(xiàn)一直為負(fù)，對(duì)碳減排起著積極作用;而中能耗行業(yè)2002年～2007年、2007年～2012年的能源強(qiáng)度貢獻(xiàn)為正，說(shuō)明這兩個(gè)時(shí)期中能耗行業(yè)的能源利用效率在下降。

1992年～2012年，制造業(yè)絕大多數(shù)行業(yè)的能源利用效率的不斷提高，由此推動(dòng)了這些行業(yè)的能源強(qiáng)度持續(xù)下降，減緩了制造業(yè)碳排放增長(zhǎng)。其中，下降幅度最大的行業(yè)為非金屬礦物制品業(yè)。能源效率的提高可能來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：一是技術(shù)進(jìn)步，二是企業(yè)所有制結(jié)構(gòu)的改變。技術(shù)進(jìn)步使得能源利用的方法得以改進(jìn)，生產(chǎn)單位增加值所使用的能源量下降，因此碳排放量下降。研究表明，非國(guó)有企業(yè)的技術(shù)效率和資源利用率比國(guó)有企業(yè)高。1992年～2012年期間，隨著國(guó)企改革的深入以及所有制結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國(guó)國(guó)有企業(yè)的比重不斷下降，而非國(guó)有企業(yè)逐漸增加相對(duì)減少了碳排放。

5. 綜合碳排放系數(shù)因素分析。1992年～1997年，高、中、低能耗行業(yè)的綜合碳排放系數(shù)貢獻(xiàn)均為微弱的負(fù)向影響;1997年～2002年則相反，為微弱的正向影響。這表明，1992年～2002年制造業(yè)能源結(jié)構(gòu)無(wú)顯著變化。2002年～2007年，該因素主要起著正向的驅(qū)動(dòng)作用，高能耗行業(yè)貢獻(xiàn)最大，為23.32 MtCO2。這主要是由于在非金屬礦物制品業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)品制造業(yè)、金屬冶煉及金屬制品業(yè)的拉動(dòng)下，原煤、焦炭等高排放能源占制造業(yè)能源消費(fèi)總量的比重共增加約3個(gè)百分點(diǎn)，由此推動(dòng)了碳排放的增長(zhǎng)。2007年～2012年，綜合碳排放系數(shù)主要起著負(fù)向的驅(qū)動(dòng)作用，高能耗制造業(yè)的貢獻(xiàn)仍然是最大的，為-79.05 MtCO2。這仍然是由于在上述三個(gè)高能耗行業(yè)的主導(dǎo)下，原煤、柴油等高排放能源占比合計(jì)下降了約9個(gè)百分點(diǎn)。以上結(jié)果表明，優(yōu)化主要能耗行業(yè)的能源結(jié)構(gòu)，即降低高排放能源的使用比重可以顯著地減緩碳排放增長(zhǎng)。

三、 結(jié)論與展望

本文對(duì)中國(guó)制造業(yè)碳排放影響因素的分析得到以下結(jié)論：

1. 從碳排放總量看，中國(guó)制造業(yè)能源相關(guān)碳排放呈不斷上升的趨勢(shì)。1996年～2002年為緩慢上升階段，年均增長(zhǎng)率為1.84%;2002年～2007年為迅速上升階段，年均增長(zhǎng)率為17.45%;2007年后碳排放增長(zhǎng)速度逐漸下降，年均增速約5.72%。

2. 從影響因素看，制造業(yè)增加值因素是碳排放變化最主要的正向驅(qū)動(dòng)因素;能源強(qiáng)度因素是最主要的負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素;制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素總體上屬于負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素;綜合碳排放系數(shù)（能源結(jié)構(gòu)）因素對(duì)碳排放變化的影響較小，但在2007年～2012年成為僅次于能源強(qiáng)度的負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素。

3. 除2002年～2007年外，制造業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化總體上屬于負(fù)向驅(qū)動(dòng)因素。1992年～2007年對(duì)碳排放貢獻(xiàn)最大的行業(yè)為化學(xué)原料和化學(xué)品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)和金屬冶煉及金屬制品業(yè)。2007年后，制造業(yè)高能耗行業(yè)占主導(dǎo)的地位逐漸改變，中低能耗產(chǎn)業(yè)對(duì)碳減排的作用逐漸增大，導(dǎo)致這一時(shí)期制造業(yè)內(nèi)部變化對(duì)碳排放的貢獻(xiàn)量為負(fù)。

本研究存在的不足之處主要有以下兩點(diǎn)：一是由于數(shù)據(jù)限制，需要將各產(chǎn)業(yè)部門(mén)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，本文將所用的數(shù)據(jù)合并為21個(gè)部門(mén)，其中制造業(yè)部門(mén)為14個(gè)。數(shù)據(jù)合并會(huì)造成數(shù)據(jù)損失，導(dǎo)致結(jié)果與細(xì)分部門(mén)相比精確度下降。二是對(duì)于制造業(yè)的分類(lèi)，本文是按照能源強(qiáng)度將制造業(yè)分為高中低能耗三類(lèi)，沒(méi)有考慮按照生產(chǎn)要素分類(lèi)的情況。采用生產(chǎn)要素進(jìn)行分類(lèi)可以指導(dǎo)政府和企業(yè)通過(guò)生產(chǎn)要素投入方式的轉(zhuǎn)變來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。對(duì)于上述研究不足，本文作者將在今后的研究中加以完善。

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基金項(xiàng)目：能源基金會(huì)項(xiàng)目“關(guān)于碳交易對(duì)深圳經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境影響的研究”（項(xiàng)目號(hào)G-1311-19359）。

作者簡(jiǎn)介：馬曉明（1962-），男，漢族，黑龍江省齊齊哈爾市人，北京大學(xué)深圳研究生院環(huán)境與能源學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榄h(huán)境金融及環(huán)境管理;孫璐（1990-），女，漢族，黑龍江省哈爾濱市人，北京大學(xué)深圳研究生院環(huán)境與能源學(xué)院碩士生，研究方向?yàn)榄h(huán)境金融;胡廣曉（1993-），女，漢族，山東省臨沂市人，北京大學(xué)深圳研究生院環(huán)境與能源學(xué)院碩士生，研究方向?yàn)榄h(huán)境金融;計(jì)軍平（1983-），男，漢族，江蘇省蘇州市人，北京大學(xué)深圳研究生院環(huán)境與能源學(xué)院博士后，研究方向?yàn)閼?yīng)對(duì)氣候變化政策。

收稿日期：2016-07-11。