工業(yè)增長與二氧化碳排放“脫鉤”的測算與分析

曲健瑩,李 科

(湖南師范大學(xué) 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院,湖南 長沙 430081)

一、研究背景

面對日益增強(qiáng)的資源和環(huán)境約束,降低單位GDP的能源消耗量和單位GDP的二氧化碳(CO2)排放量已成為中國政府重要的政策目標(biāo),且作為約束性目標(biāo)納入到政府的發(fā)展規(guī)劃之中。從發(fā)展階段上看,中國正處于工業(yè)化中后期,工業(yè)節(jié)能減排是工業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的重要抓手。《中國制造2025》明確指出,2020年和2025年規(guī)模以上單位工業(yè)增加值能耗相比2015年要分別下降18%和34%,而單位工業(yè)增加值二氧化碳排放量則要分別下降22%和40%。顯然,實(shí)現(xiàn)工業(yè)增長與二氧化碳排放的“脫鉤”對盡快達(dá)到上述目標(biāo)具有重要意義。

從全國情況下,2005—2016年間,工業(yè)增加值年均增長9.56%,而工業(yè)能源消費(fèi)量年均增長4.18%,單位工業(yè)增加值能耗和二氧化碳排放量累計(jì)分別相應(yīng)下降了43.23%和38.97%。這表明,中國工業(yè)增長與能源消耗、二氧化碳排放呈現(xiàn)出某種“脫鉤”狀態(tài)。然而,分省份看,不同省份具有明顯的異質(zhì)性。就單位工業(yè)增加值能耗而言,東部沿海發(fā)達(dá)省份的降幅明顯高于中西部省份;部分中西部省份的單位工業(yè)增加值能耗不降反升。

湖南是中國中部的一個(gè)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大省,工業(yè)基礎(chǔ)薄弱。2000年以來,湖南堅(jiān)持以新型工業(yè)化為發(fā)展的第一推動(dòng)力,工業(yè)發(fā)展迅速。2011年以來,湖南工業(yè)總量穩(wěn)居全國排名前十;2017年,全省規(guī)模以上工業(yè)增加值同比增長7.3%,比上年加快0.4個(gè)百分點(diǎn),增幅比全國平均水平高0.7個(gè)百分點(diǎn)。從產(chǎn)值結(jié)構(gòu)上看,湖南相繼形成了機(jī)械、輕工、食品(不含煙草制品)、電子信息、石化、有色金屬、冶金、電力、醫(yī)藥等10個(gè)千億產(chǎn)業(yè)。在工業(yè)快速發(fā)展的同時(shí),工業(yè)能耗量卻在不斷下降。2017年全省規(guī)模工業(yè)綜合能源消費(fèi)量達(dá)6 040.5萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,比2010年減少703.9萬噸;萬元GDP能耗比上年下降5.24%,降幅躋身全國前十位(全國萬元GDP能耗比2016年下降3.7%)。由于化石能源消費(fèi)是二氧化碳排放量的主要驅(qū)使因素,因此上述事實(shí)意味著湖南可能實(shí)現(xiàn)了工業(yè)增長和二氧化碳排放量的“脫鉤”。由于湖南能源消耗量和二氧化碳排放量約占世界總量的0.8%和0.96%(1)據(jù)2018年6月公布的《世界能源統(tǒng)計(jì)(第67卷)》,2017年世界能耗量約為13 511.2百萬噸油當(dāng)量(Million tonnes oil equivalent),約相當(dāng)于1 930 210萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。。因此,從絕對量意義上看,湖南工業(yè)的節(jié)能減排具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。由此表明,作為一個(gè)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱的農(nóng)業(yè)大省,湖南在工業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)實(shí)現(xiàn)工業(yè)能耗總量的下降,呈現(xiàn)出工業(yè)增長和二氧化碳排放量的“脫鉤”特征,探究上述事實(shí)發(fā)生的原因和驅(qū)使因素,對中國設(shè)定和實(shí)現(xiàn)工業(yè)能耗控制目標(biāo)、制定工業(yè)碳減排策略,進(jìn)而促進(jìn)工業(yè)綠色低碳發(fā)展具有重要啟示。

2016年11月公布的《湖南省“十三五”新型工業(yè)化發(fā)展規(guī)劃》首次明確提出,要以綠色發(fā)展理念推動(dòng)工業(yè)改造升級,加快工業(yè)綠色發(fā)展步伐,并設(shè)置了二氧化碳排放量、用水量等綠色低碳指標(biāo)?？梢?未來湖南工業(yè)綠色發(fā)展的一個(gè)重要著力點(diǎn)是工業(yè)增長的同時(shí)實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放量不顯著增長甚至負(fù)增長,也就是分離工業(yè)增長和二氧化碳排放之間的“耦合”關(guān)系。為此,本文首先基于碳排放強(qiáng)度設(shè)計(jì)脫鉤指數(shù)對湖南省2007—2016年工業(yè)增長和碳排放之間的關(guān)系進(jìn)行分析,梳理出樣本期間湖南工業(yè)增長和二氧化碳排放量關(guān)系的數(shù)量特征;進(jìn)而,利用對數(shù)平均迪式指數(shù)分解方法(Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI)分析影響碳排放強(qiáng)度變化的因素,以探究產(chǎn)生上述數(shù)量特征的原因,尤其是找到影響碳排放強(qiáng)度變化的主要因素;再次,進(jìn)一步應(yīng)用歸因分析量化41個(gè)細(xì)分行業(yè)對各分解因素影響效應(yīng)變化的貢獻(xiàn)。本文將通過這樣“層層剝繭”的方式深入探究湖南工業(yè)增長和二氧化碳排放量的關(guān)系,為湖南未來推進(jìn)工業(yè)綠色、低碳發(fā)展提供決策參考,更為整個(gè)中國經(jīng)濟(jì)的綠色可持續(xù)發(fā)展提供有益借鑒。

二、文獻(xiàn)綜述

脫鉤(decoupling)理論是經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)提出的來形容阻斷經(jīng)濟(jì)增長與資源消耗或環(huán)境污染之間聯(lián)系的基本理論。20世紀(jì)末,OECD將脫鉤概念引入到農(nóng)業(yè)政策研究,隨后,脫鉤分析被廣泛用于描述環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系。約克(Juknys)[1]把脫鉤分為初級脫鉤、次級脫鉤和雙重脫鉤三個(gè)層次,初級脫鉤指經(jīng)濟(jì)增長與自然資源消耗的脫鉤;次級脫鉤指自然資源消耗與環(huán)境污染間的脫鉤;當(dāng)初級脫鉤和次級脫鉤同時(shí)發(fā)生時(shí)即為雙重脫鉤。塔皮奧(Tapio)[2]則認(rèn)為傳統(tǒng)的OECD脫鉤對基期的選定高度敏感——基期年不同,則結(jié)果差異很大;另外OECD脫鉤不能將脫鉤進(jìn)行更精細(xì)的劃分,因此他將彈性理論引入到脫鉤研究,并將脫鉤分為強(qiáng)脫鉤、弱脫鉤、衰退性脫鉤、擴(kuò)張負(fù)脫鉤、強(qiáng)負(fù)脫鉤、弱負(fù)脫鉤六種。于(Yu)等[3]對中國的環(huán)境壓力和經(jīng)濟(jì)增長進(jìn)行了脫鉤分析,結(jié)果表明,與經(jīng)濟(jì)增長脫鉤對于煙塵排放、化學(xué)需氧量(COD)和氨氮是絕對的。

隨著溫室氣體減排成為國際關(guān)注的焦點(diǎn),二氧化碳排放和經(jīng)濟(jì)增長之間的脫鉤關(guān)系引起了學(xué)者們的興趣。張(Zhang)等[4]使用脫鉤來分析1996—2010年中國經(jīng)濟(jì)增長與碳排放之間的關(guān)系。董(Dong)等[5]研究了1995—2012年遼寧省碳排放與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系并得出結(jié)論:研究期間只有四種脫鉤狀態(tài),即負(fù)脫鉤、擴(kuò)張負(fù)脫鉤、弱脫鉤和強(qiáng)脫鉤。齊紹洲等[6]基于Tapio脫鉤模型研究了中部六省經(jīng)濟(jì)增長方式對區(qū)域碳排放的影響。熊曦[7]使用脫鉤理論分析了湖南經(jīng)濟(jì)增長與碳排放動(dòng)態(tài)脫鉤變化,認(rèn)為湖南經(jīng)濟(jì)增長與碳排放之間存在由弱脫鉤到強(qiáng)脫鉤的轉(zhuǎn)變。

實(shí)際上,脫鉤分析方法僅能反映溫室氣體排放和經(jīng)濟(jì)增長的依存關(guān)系,無法探究產(chǎn)生上述依存關(guān)系的原因。相當(dāng)多的學(xué)者采用結(jié)構(gòu)分解分析(SDA)和指數(shù)分解分析(IDA)來分析導(dǎo)致環(huán)境變化的驅(qū)動(dòng)因素。德漢(De Haan)[8]運(yùn)用SDA方法分析了荷蘭1987—1998年間的污染影響因素,給出了宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展、消費(fèi)和國際貿(mào)易等對環(huán)境影響的后果。徐(Xu)等[9]通過SDA方法測算了2002—2008年間中國出口產(chǎn)生的二氧化碳排放量。由于SDA是基于投入產(chǎn)出表的結(jié)構(gòu)分解模型,所以SDA方法對數(shù)據(jù)量的要求很高,因此限制了對SDA的應(yīng)用。從20世紀(jì)80年代開始,IDA開始被廣泛應(yīng)用于研究能源消耗領(lǐng)域的問題。該方法采用指數(shù)概念,將能源消耗和碳排放等研究對象分解為若干相關(guān)因素。常見的IDA方法有Lasperes指數(shù)、Divisia算術(shù)平均指數(shù)、Divisia對數(shù)平均指數(shù)(LMDI)等。昂(Ang)[10]比較了各種IDA方法,并認(rèn)為LMDI是更好的方法。LMDI有全分解、零殘差、乘法分解與加法分解的一致性等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于碳排放變化的分解分析[11-13]。王育寶等[14]利用LMDI方法和Kaya恒等式[15],實(shí)證揭示了陜西城市廢棄物處理溫室氣體排放的影響因素與作用機(jī)理。馬曉君等[16]將東北三省2005—2016年的碳排放分解為各產(chǎn)業(yè)(部門)能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)、能源強(qiáng)度效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效應(yīng)和人口規(guī)模效應(yīng),結(jié)果表明,東北三省經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速不利于碳排放的降低。

德弗雷塔斯(De Freitas)等[17]指出,將脫鉤指數(shù)和因子分解方法結(jié)合更為有效,有助于衡量經(jīng)濟(jì)增長和碳排放之間的關(guān)系,同時(shí)分析影響碳排放的因素。他們研究了2004—2009年巴西經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和碳排放增長率之際的脫鉤關(guān)系,并與LMDI方法結(jié)合,結(jié)果表明,碳排放強(qiáng)度和能源結(jié)構(gòu)是減少排放的決定因素。王(Wang)等[18]將脫鉤指數(shù)與LMDI方法相結(jié)合,分析了江蘇省1995—2009年間影響能源相關(guān)二氧化碳排放的因素,結(jié)果顯示,經(jīng)濟(jì)活動(dòng)是江蘇省能源相關(guān)的二氧化碳排放量增長的關(guān)鍵因素,而能源強(qiáng)度效應(yīng)在減少二氧化碳排放量的主導(dǎo)作用。劉博文[19]運(yùn)用LMDI分解法和Tapio脫鉤指標(biāo)分析了1996—2015年間中國區(qū)域產(chǎn)業(yè)增長和CO2排放的脫鉤彈性和脫鉤程度。孫葉飛等[20]將Tapio脫鉤指數(shù)法與Kaya恒等式和LMDI因素分解法相結(jié)合,對中國1996—2014年間的能源消費(fèi)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長脫鉤關(guān)系及驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行了分析。

LMDI乘法分解可以找出環(huán)境變化的驅(qū)動(dòng)要素,基于LMDI乘法分解,蔡(Choi)等[21]對其提出進(jìn)一步的拓展分析—?dú)w因分析,來衡量不同行業(yè)對分解因子影響的貢獻(xiàn)。趙濤等[22]基于LMDI-Attribution方法將天津市工業(yè)部門碳排放強(qiáng)度分解為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和排放因子三要素,并基于三個(gè)分解要素對其做歸因分析,量化36個(gè)細(xì)分行業(yè)對分解因素影響的貢獻(xiàn)值。劉晨躍等[23]通過LMDI分解模型及歸因分析法,從細(xì)分行業(yè)的視角對1999—2013年中國各大產(chǎn)業(yè)及其工業(yè)行業(yè)的碳排放率變化進(jìn)行了詳細(xì)研究,發(fā)現(xiàn)能源利用效率是影響我國工業(yè)碳生產(chǎn)率走勢的主要因素,且貢獻(xiàn)值較大的行業(yè)包括高端裝備制造業(yè)或輕工業(yè)。

本文結(jié)合脫鉤分析、分解分析和歸因分析,系統(tǒng)研究湖南工業(yè)增長和二氧化碳排放之間的關(guān)系。通過文獻(xiàn)回顧發(fā)現(xiàn),對湖南省碳排放和經(jīng)濟(jì)增長進(jìn)行的研究很少,僅僅是基于脫鉤理論分析了湖南經(jīng)濟(jì)增長和碳排放的動(dòng)態(tài)脫鉤變化。而且,目前的文獻(xiàn)主要集中在脫鉤及其影響因素上,沒有深入探究不同行業(yè)對脫鉤影響因素的貢獻(xiàn)值。另外,現(xiàn)有的歸因分析沒有納入脫鉤分析。鑒于此,本文擬探討湖南工業(yè)增長和碳排放之間的脫鉤關(guān)系以及影響工業(yè)碳強(qiáng)度變化的因素,并對不同工業(yè)行業(yè)對各個(gè)因素的貢獻(xiàn)進(jìn)行量化,以助于確定脫鉤狀態(tài)的原因并采取有針對性的措施。

三、研究方法

(一)脫鉤分析

本文構(gòu)造式(1)所示的脫鉤指數(shù)來分析湖南省工業(yè)增長與工業(yè)碳排放之間的數(shù)量關(guān)系:

(1)

其中,D表示工業(yè)總產(chǎn)值增長和工業(yè)碳排放之間的脫鉤指數(shù);C表示工業(yè)能源消費(fèi)產(chǎn)生的二氧化碳排放量;Y表示工業(yè)總產(chǎn)值;CI0表示基期工業(yè)碳排放強(qiáng)度;CIT表示末期工業(yè)碳排放強(qiáng)度。

式(1)用以度量工業(yè)發(fā)展和工業(yè)碳排放之間的數(shù)量關(guān)系。具體而言,若工業(yè)碳排放強(qiáng)度下降,即D<0,說明工業(yè)發(fā)展和二氧化碳排放間存在脫鉤關(guān)系;反之,若工業(yè)碳排放強(qiáng)度上升,即D>0,說明工業(yè)發(fā)展和二氧化碳排放間不存在脫鉤關(guān)系(文獻(xiàn)中亦稱之為負(fù)脫鉤關(guān)系)。根據(jù)工業(yè)總產(chǎn)出的變化率(ΔY/Y)、工業(yè)碳排放的變化率(ΔC/C)以及脫鉤指數(shù)D的變動(dòng)特征可以將脫鉤程度劃分為6種類型,如表1所示。

(二)LMDI分解分析

指數(shù)分解法(IDA)的思想在于量化藏在總量變化背后的推動(dòng)因素。本文使用IDA方法,力圖探索影響碳排放的因素,從根源上找出平衡碳排放和工業(yè)增長沖突的解決辦法。當(dāng)前的IDA有兩種主要的分解方法:經(jīng)孫(Sun)[24]修正過的Laspeyres分解方法和昂(Ang)[1]提出的LMDI分解方法。LMDI分解方法由于其完全分解和一致性等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是目前最理想的分解方法。本文選取LMDI乘法分解方法,從變化比例的角度探討碳排放強(qiáng)度的變化以及各影響因素對其變化的貢獻(xiàn)。式(1)給出了碳排放強(qiáng)度改變的脫鉤指數(shù),為了找出脫鉤的原因,本文把式(1)中的碳排放強(qiáng)度分解成式(2)的Kaya恒等式:

(2)

表1 脫鉤程度及其含義

其中,Cij表示行業(yè)i能源類型j的碳排放;Eij表示行業(yè)i能源類型j的能源消耗;Ei表示行業(yè)i總的能源消耗;Yi表示行業(yè)i的工業(yè)產(chǎn)出;Y表示工業(yè)總產(chǎn)出;Cij/Eij表示行業(yè)i能源類型j的碳排放率(EDij);Eij/Ei表示能源類型j能源結(jié)構(gòu)(ESij);Ei/Yi表示行業(yè)i的能源強(qiáng)度(EIi);Yi/Y表示工業(yè)結(jié)構(gòu)(ISi)。

使用LMDI分解方法,以式(3)來描述上年為基期的碳排放強(qiáng)度的變化比例。EDij、ESij、EIi、ISi分別表示碳排放率、能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和工業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放強(qiáng)度的影響,其計(jì)算如式(4a)—(4d)。參照Sato-Vartia方法,ωij表示行業(yè)i能源類型j的權(quán)重,其計(jì)算如式(4e),其中的L(a,b)計(jì)算如式(4f)。

(3)

(4a)

(4b)

(4c)

(4d)

(4e)

(4f)

(三)Attribution歸因分析

蔡(Choi)等[21]認(rèn)為,LMDI僅能獲得影響影響碳排放強(qiáng)度變化的迪氏分解指數(shù),不能揭示各終端行業(yè)對總量變化的影響。為進(jìn)一步探尋各行業(yè)對迪氏分解指數(shù)變化值的貢獻(xiàn),他們進(jìn)一步提出了歸因分析。歸因分析能在LMDI乘法分解結(jié)果的基礎(chǔ)上,將分解因素影響效應(yīng)的變化值歸因至構(gòu)成總量的所有終端行業(yè)。通過計(jì)算構(gòu)成總量的各行業(yè)對分解指數(shù)影響效應(yīng)變化值的貢獻(xiàn),可量化各行業(yè)對分解指數(shù)的影響,從而得到其對總量變化的間接影響。下文以能源強(qiáng)度影響為例,以上一年作為基期,式(5a)即表示能源強(qiáng)度影響的單期歸因分析:

(5a)

(5b)

進(jìn)一步根據(jù)時(shí)間序列迪氏指數(shù)的鏈?zhǔn)嚼鄢擞?jì)算法,[0,T]時(shí)間段迪氏指數(shù)的變化可以表示為式(6):

(6)

將式(5a)帶入式(6),可得到以期初為基期,[0,T]時(shí)間內(nèi)各行業(yè)對能源強(qiáng)度指數(shù)的貢獻(xiàn):

(7a)

(7b)

其他影響因素的計(jì)算類似于式(5)—(7),可以計(jì)算出工業(yè)部門對能源結(jié)構(gòu)和工業(yè)結(jié)構(gòu)的改變的貢獻(xiàn)。

四、實(shí)證分析

(一)數(shù)據(jù)來源

本文的研究對象為湖南省2007—2016年間工業(yè)增長和工業(yè)碳排放的脫鉤關(guān)系。各行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)總值來源于歷年的《湖南統(tǒng)計(jì)年鑒》(2)其中2013年及其之后的數(shù)據(jù)沒有直接給出,通過工業(yè)銷售產(chǎn)值與產(chǎn)品銷售率的比值計(jì)算得到,計(jì)算公式為工業(yè)總產(chǎn)值=工業(yè)銷售產(chǎn)值/產(chǎn)品銷售率。。為測算工業(yè)各行業(yè)的二氧化碳排放量,本文根據(jù)《湖南統(tǒng)計(jì)年鑒》搜集了工業(yè)各行業(yè)原煤、焦炭、原油、煤油、柴油、汽油、燃料油、天然氣等8種主要能源品種的實(shí)際消費(fèi)量;根據(jù)政府氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)提供的參考方法,各行業(yè)的二氧化碳排放量由式(8)計(jì)算得到。

(8)

其中,j表示能源類型;fcj表示能源j的消耗量;cvj表示能源j的平均熱值;ccj表示能源j每單位熱值的碳含量,corj表示能源j碳氧化率,m表示二氧化碳的分子與碳分子的比重(44/12)。

(二)脫鉤分析

根據(jù)脫鉤指數(shù)的計(jì)算式測算了2007—2016年湖南省地區(qū)總產(chǎn)值和二氧化碳排放量的變化率以及脫鉤指數(shù),結(jié)果如圖1所示。整體而言,湖南省經(jīng)濟(jì)增長和碳排放的關(guān)系呈現(xiàn)出弱脫鉤向強(qiáng)脫鉤演變的趨勢。具體來看,湖南省地區(qū)總產(chǎn)值的增長率在2007—2011年波動(dòng)較大,而2011—2016年趨于穩(wěn)定,其值在0.11上下波動(dòng);碳排放的變化率在2007—2009年有所上升,2009年開始總體呈現(xiàn)下降的趨勢,更在2013年出現(xiàn)負(fù)增長;從脫鉤指數(shù)來看,其值均小于0,且圍繞著-0.1波動(dòng)。受2008年全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響,湖南省地區(qū)總產(chǎn)值的增長率由2008年的29%下降到2009年的13%,相應(yīng)地,該省工業(yè)總產(chǎn)值的增長率就從2008年的32%下降到2009年的11%(見圖2)。對比圖1與圖2,湖南省地區(qū)總產(chǎn)值和二氧化碳排放量的變化率趨勢與工業(yè)總產(chǎn)值和工業(yè)碳排放的變化率趨勢基本相同,可見探究湖南工業(yè)總產(chǎn)值增長和工業(yè)碳排放之間脫鉤關(guān)系的重要性。

圖1 湖南省地區(qū)總產(chǎn)值和二氧化碳排放量的變化率以及脫鉤指數(shù)(2007—2016年)

圖2 湖南省工業(yè)總產(chǎn)值和工業(yè)碳排放量的變化率以及脫鉤指數(shù)(2007—2016年)

圖2給出了湖南省工業(yè)增長與工業(yè)碳排放變化率及其脫鉤指數(shù)的分析結(jié)果。樣本期間,湖南省的工業(yè)增長和二氧化碳排放關(guān)系主要經(jīng)歷了強(qiáng)、弱兩種脫鉤狀態(tài):除2012年和2014年的強(qiáng)脫鉤外,其他期間均經(jīng)歷弱脫鉤狀態(tài)。2007—2008年,工業(yè)增長率急劇下降,工業(yè)碳排放卻有所增長,導(dǎo)致弱脫鉤。2010年以來,全省大力開展節(jié)能減排的國家政策,工業(yè)碳排放總量在不斷降低,而工業(yè)仍然持續(xù)穩(wěn)定增長,共同作用增強(qiáng)了工業(yè)增長與碳排放的脫鉤效應(yīng),特別是2013—2014年,工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長了10%,而碳排放減少了9%,這顯現(xiàn)出強(qiáng)烈的脫鉤關(guān)系,說明湖南省通過“十二五”以來所采取的降低碳排放、走低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展之路成效顯著?！笆濉睍r(shí)期,湖南省明確提出把推進(jìn)新型工業(yè)化作為富民強(qiáng)省的第一推動(dòng)力,出臺(tái)了《關(guān)于加快推進(jìn)新型工業(yè)化進(jìn)程的若干意見》,有效地降低了碳排放,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)增長和碳排放之間依賴度的持續(xù)降低。

(三)LMDI分解分析

為了進(jìn)一步討論湖南工業(yè)增長和碳排放之間的脫鉤效應(yīng),本文運(yùn)用式(2)—(4)將湖南省工業(yè)碳排放強(qiáng)度的變化分解為能源結(jié)構(gòu)(ES)、能源強(qiáng)度(EI)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(IS)(3)分解的一個(gè)因素為碳排放率ED,該指標(biāo)是一個(gè)常數(shù),即不同能源品種換算碳排放時(shí)的系數(shù)。三個(gè)因素,結(jié)果如表2和圖3所示。

表2 湖南省工業(yè)碳強(qiáng)度比率及其分解

表2中,2007—2016年間,湖南工業(yè)部門碳排放強(qiáng)度的累計(jì)下降幅度高達(dá)73.03%?；谔紡?qiáng)度的分解效應(yīng),能源強(qiáng)度在整個(gè)研究期間累計(jì)下降61.41%,對碳排放的影響值DEI均小于1,通過圖3中各影響因素之間的比較,可以明顯看出,能源強(qiáng)度趨勢最接近于碳排放強(qiáng)度變化的趨勢。此外,在大多數(shù)年份,能源強(qiáng)度對工業(yè)碳排放強(qiáng)度下降的影響值大于能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響的總和。因此,能源效率的提高(即能源強(qiáng)度的下降)是湖南省工業(yè)碳排放強(qiáng)度下降的主要驅(qū)動(dòng)因素。這主要?dú)w功于高效能源利用技術(shù)得到快速發(fā)展,使傳統(tǒng)的耗能設(shè)備的能源利用率大幅提高。

圖3 湖南省工業(yè)碳排放的變化趨勢及其分解

相比能源強(qiáng)度的影響,部分時(shí)期內(nèi)能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對經(jīng)濟(jì)增長和碳排放的脫鉤產(chǎn)生了負(fù)面影響。具體而言,在2008—2010年、2011—2012年以及2014—2016年間,能源結(jié)構(gòu)DES值均大于1,抑制了碳排放的降低,而在其他時(shí)期,其值都在1上下波動(dòng),表明其對工業(yè)增長和碳排放的脫鉤影響較小;工業(yè)結(jié)構(gòu)在2007—2016年對湖南碳排放的下降所起作用并不明顯,更在2008—2010年對碳排放的下降產(chǎn)生抑制作用。從2012—2016年,湖南省積極響應(yīng)國家政策,大力倡導(dǎo)三次產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整,重點(diǎn)提高服務(wù)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位,工業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放的脫鉤產(chǎn)生積極的影響(DIS值大小有所降低),特別是在2014—2016年期間,工業(yè)結(jié)構(gòu)成為碳強(qiáng)度降低的主要因素。

(四)歸因分析

本文進(jìn)一步應(yīng)用歸因分析深入討論41個(gè)細(xì)分行業(yè)對工業(yè)碳排放強(qiáng)度變化的影響。通過式(4)—(8)計(jì)算各行業(yè)的累計(jì)貢獻(xiàn)值,并對能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響效應(yīng)的貢獻(xiàn)值作逐年詳細(xì)歸因分析,結(jié)果如表3—6。

表3列示了湖南省各行業(yè)對能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的累計(jì)貢獻(xiàn)值,表4列示了各行業(yè)對能源強(qiáng)度變化的逐年貢獻(xiàn)值,可見能源強(qiáng)度在2007—2016年內(nèi)對碳排放強(qiáng)度的下降發(fā)揮了主導(dǎo)作用,這一發(fā)現(xiàn)和LMDI分解分析的結(jié)果是一致的。整個(gè)研究期,能源強(qiáng)度的累積貢獻(xiàn)達(dá)到-57.45%,年度平均貢獻(xiàn)為-5.27%,從表3可以看出,對能源強(qiáng)度下降貢獻(xiàn)率最高的三大產(chǎn)業(yè)分別是化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)(-7.68%)、非金屬礦物制品業(yè)(-16.08%)、電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)(-15.72%)?；瘜W(xué)制品制造業(yè)和非金屬礦業(yè)都屬于能源密集型產(chǎn)業(yè),湖南省電力多為火力發(fā)電,也是密集型產(chǎn)業(yè),這三大行業(yè)對能源強(qiáng)度的下降起著積極的作用?！笆濉币詠?湖南省能源利用效率穩(wěn)步提升,單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗逐年降低,由2010年的0.79噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元下降到2015年的0.59噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元,累計(jì)下降25.45%,超額完成了國家下達(dá)的單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗下降16%的目標(biāo)任務(wù)。這表明湖南地區(qū)能源效率的提高取得了預(yù)期的結(jié)果。

從表4中結(jié)果可以看到,以上年為基年,2008—2016年各年的能源強(qiáng)度貢獻(xiàn)值均小于0,其中石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)對能源強(qiáng)度的貢獻(xiàn)值正負(fù)波動(dòng),2009、2013—2014及2016年的石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)的影響值均大于0,因此這幾年間石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)對碳強(qiáng)度的下降起著抑制作用。2010年,能源強(qiáng)度效應(yīng)(-18.13%)顯著下降,影響其下降的主要部門是化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)(-3.21%)、非金屬礦物制品業(yè)(-4.07%)以及黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)(-2.09%)。能源強(qiáng)度在2011年(-12.75%)和2012年(-11.75%)的貢獻(xiàn)值也較大。其中2011年非金屬礦物制品業(yè)(-3.19%)和黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)(-3.16%)是能源強(qiáng)度降低的主要部門;而在2012年,促使能源強(qiáng)度降低的主要部門是電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),其貢獻(xiàn)值為-11.37%?？傮w看來,非金屬礦物制品業(yè)以及電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的貢獻(xiàn)相對比較穩(wěn)定地促進(jìn)能源強(qiáng)度的降低,能源效率的大幅提高導(dǎo)致了能源強(qiáng)度的影響始終最顯著。

表3和表5給出了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的歸因分析結(jié)果,在所研究的整個(gè)時(shí)期,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)促進(jìn)了碳排放的降低,累積貢獻(xiàn)值為-21.78%,年度平均貢獻(xiàn)值為-2.42%。明顯促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)的三個(gè)部門為石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)(-13.61%)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)(-18.41%)、電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)(-5.51%)。相比之下,農(nóng)副食品加工業(yè)(1.47%)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)(2.54%)、非金屬礦物制品業(yè)(7.98%)、專用設(shè)備制造業(yè)(1.24%)等行業(yè)抑制了碳排放強(qiáng)度的降低,這很大程度上減弱了碳排放降低的效果。

從表5中結(jié)果可以看到,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在2014年對湖南省工業(yè)碳排放強(qiáng)度的降低的影響最為顯著,影響值從2013年的0.02%變化到-10.07%。相對2013年,石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的貢獻(xiàn)值增長最大,從-0.27%增長至-3.44%,成為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)變化的主導(dǎo)行業(yè);其次是黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)(從2013年的-1.77%增加到2014年的-2.89%)、電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)(從2013年的-0.07%增加到2014年的-1.21%)。這三個(gè)行業(yè)都是能源密集型產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放強(qiáng)度的影響效應(yīng)呈現(xiàn)轉(zhuǎn)好的趨勢,這主要受湖南省著重發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)、工業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大調(diào)整所致。

表3 湖南省能源結(jié)構(gòu)因素、能源強(qiáng)度因素和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素的分行業(yè)多期影響(基期:2007年) 單位:%

注:行業(yè)編號1—41分別代表:1煤炭開采和洗選業(yè);2石油和天然氣開采業(yè);3黑色金屬礦采選業(yè);4有色金屬礦采選業(yè);5非金屬礦采選業(yè);6開采輔助活動(dòng);7其他采礦業(yè);8農(nóng)副食品加工業(yè);9食品制造業(yè);10酒、飲料和精制茶制造業(yè);11煙草制品業(yè);12紡織業(yè);13紡織服裝、服飾業(yè);14皮革、毛皮、羽毛(絨)及其制品和制鞋業(yè);15木材加工及木、竹、藤、棕、草制品業(yè);16家具制造業(yè);17造紙及紙制品業(yè);18印刷業(yè)和記錄媒介的復(fù)制;19文教體育用品制造業(yè);20石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè);21化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè);22醫(yī)藥制造業(yè);23化學(xué)纖維制造業(yè);24橡膠和塑料制品業(yè);25非金屬礦物制品業(yè);26黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè);27有色金屬冶煉及壓延加工業(yè);28金屬制品業(yè);29通用設(shè)備制造業(yè);30專用設(shè)備制造業(yè);31汽車制造業(yè);32鐵路、船舶、航空航天和其他運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè);33電氣機(jī)械和器材制造業(yè);34計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè);35儀器儀表制造業(yè);36其他制造業(yè);37廢棄資源綜合利用業(yè);38金屬制品、機(jī)械和設(shè)備修理業(yè);39電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè);40燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè);41水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。

表4 湖南省2008—2016年能源強(qiáng)度影響的單期結(jié)果(基期:上一年) 單位:%

注:同表3。

表5 湖南省2008—2016年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響的單期結(jié)果(基期:上一年) 單位:%

注:同表3。

表6 湖南省2008—2016年能源結(jié)構(gòu)影響的單期結(jié)果(基期:上一年) 單位:%

注:同表3。

表3和表6給出了能源結(jié)構(gòu)因素的歸因結(jié)果,可見產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放降低的貢獻(xiàn)很小,僅為-0.53%,更在2009年(0.16%)、2010年(0.01%)、2012年(8.79%)以及2015年(1.08%),能源結(jié)構(gòu)因素阻礙了碳強(qiáng)度的降低。從表3中可以看出,影響能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)的兩大工業(yè)部門及其貢獻(xiàn)值分別是化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)(-0.21%)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)(-0.26%)。相比能源強(qiáng)度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)值,能源結(jié)構(gòu)的影響不大。湖南省2007年和2016年工業(yè)煤碳消費(fèi)占總能源消費(fèi)的71.5%和72.7%,其差異并不明顯。鑒于中國“富煤缺油少氣”的資源稟賦,以煤為主的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整較為緩慢,這也是能源結(jié)構(gòu)對碳排放的影響值較小的原因,因此本文不做過多分析。

(五)歸因分析的比較

根據(jù)表3的2007—2016年多期歸因結(jié)果可以看出,對能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)有顯著影響的6個(gè)行業(yè)分別是電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)和有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)。此處選取上述6個(gè)行業(yè)及10個(gè)對比行業(yè)共16個(gè)行業(yè)對能源結(jié)構(gòu),能源強(qiáng)度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響的歸因結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果見圖4。其中的點(diǎn)代表相應(yīng)行業(yè)對能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度或產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的影響,正值表示抑制了二氧化碳排放的降低;負(fù)值表示促進(jìn)了能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度或產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的降低,即促進(jìn)了二氧化碳排放的降低;絕對值代表影響程度?？梢?相對能源強(qiáng)度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),能源結(jié)構(gòu)對碳排放的降低作用幾乎為0。這6個(gè)行業(yè)較大程度影響著能源強(qiáng)度的降低,也在相當(dāng)程度上促進(jìn)了碳排放強(qiáng)度的降低;并且也在一定程度上影響了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的效應(yīng),體現(xiàn)了這6個(gè)行業(yè)更好的技術(shù)和更高的能源效率。由于這6個(gè)行業(yè)的工業(yè)產(chǎn)值占比依舊很高,且它們都是能源密集型產(chǎn)業(yè),其效率低和污染將嚴(yán)重影響能源的浪費(fèi)和二氧化碳排放的增加,所以其能源效率的提高對二氧化碳排放的降低一直占主導(dǎo)地位。

圖4 湖南省2007—2016年能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的歸因結(jié)果的比較

五、結(jié)論和建議

本文通過脫鉤指數(shù)分析湖南工業(yè)增長和碳排放之間的脫鉤關(guān)系,并采用LMDI的乘法分解方法找到影響工業(yè)碳排放強(qiáng)度的三個(gè)因素:能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),其中影響最為顯著的是能源強(qiáng)度效應(yīng)。通過Attribution歸因分析方法找出不同的工業(yè)行業(yè)對這三個(gè)因素的貢獻(xiàn)值。主要結(jié)論與相應(yīng)建議如下:

第一,湖南省的工業(yè)增長和碳排放經(jīng)歷了2007—2011年、2013年和2015—2016年的弱脫鉤,以及2012年和2014年的強(qiáng)脫鉤。從脫鉤的演變表現(xiàn)看,湖南省應(yīng)該加大力度,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

第二,對脫鉤指數(shù)的LMDI乘法分解表明:能源強(qiáng)度是促進(jìn)湖南工業(yè)發(fā)展和二氧化碳排放量脫鉤的主要因素;能源結(jié)構(gòu)對脫鉤的影響相對較小,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在近兩年的影響較為顯著,其他年份無顯著影響;而能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素在有些年份甚至抑制了湖南工業(yè)增長和碳排放間的脫鉤。因此,為了促進(jìn)工業(yè)增長和碳排放之間的脫鉤,湖南政府應(yīng)積極開展清潔能源,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),采取“限高耗能產(chǎn)業(yè),促低碳產(chǎn)業(yè)”發(fā)展的措施。

第三,通過歸因分析,進(jìn)一步測算了不同工業(yè)行業(yè)對能源強(qiáng)度變化的貢獻(xiàn)值,對能源強(qiáng)度降低、貢獻(xiàn)值最高的三大產(chǎn)業(yè)分別是化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè),非金屬礦物制品業(yè),電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),均屬于能源密集型產(chǎn)業(yè);而食品業(yè)、煙酒制造業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)的貢獻(xiàn)值很小。因此為進(jìn)一步提高能源強(qiáng)度對二氧化碳排放量降低的潛力,須提出更有針對性的措施來提高能源效率,鼓勵(lì)傳統(tǒng)工業(yè)行業(yè)通過技術(shù)進(jìn)步降低能源消耗和碳排放,加強(qiáng)能源效率的管理。

第四,能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放變化的影響主要取決于能源密集型產(chǎn)業(yè),明顯促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的三個(gè)部門為石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè),黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè),電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。影響能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)的兩大工業(yè)部門分別是化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)。因此,能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步調(diào)整應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注能源密集型產(chǎn)業(yè)。應(yīng)加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu),大力發(fā)展新能源,逐漸降低對煤炭、石油、天然氣等化石能源的過度依賴;同時(shí)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),發(fā)展低耗能、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)?？傊?在提高能源轉(zhuǎn)換和利用效率的同時(shí),加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,發(fā)揮結(jié)構(gòu)節(jié)能的作用,不僅可以解決能源和環(huán)境問題,而且有助于促進(jìn)工業(yè)的低碳發(fā)展。