強(qiáng)度減排目標(biāo)下湖南省碳排放總量地區(qū)分解研究

程曉娟，孫思琴，朱桂菊，全春光

（1.湖南工商大學(xué)會(huì)計(jì)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410205；2.湖南工商大學(xué)企業(yè)社會(huì)責(zé)任與資源環(huán)境會(huì)計(jì)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410205；3. 湖南工商大學(xué)工商管理學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410205；4.長(zhǎng)沙學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410022）

近年來，以CO2為代表的溫室氣體過度排放導(dǎo)致的全球氣候變化問題，引起國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家和最大的碳排放國(guó)，中國(guó)早在2009年就明確提出了碳強(qiáng)度目標(biāo)，即到2020年中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值碳排放比2005年下降40%~45%；2015年巴黎氣候大會(huì)上更是承諾單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值碳排放比2005年下降60%~65%；在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上又再次提出爭(zhēng)取2030年前碳排放達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的國(guó)家自主貢獻(xiàn)新目標(biāo)。不斷深化的減排承諾體現(xiàn)了我國(guó)減排的決心與執(zhí)行力，而要有效實(shí)現(xiàn)上述國(guó)家減排承諾，就需要將碳減排目標(biāo)分解至各地區(qū)甚至更小的行業(yè)、企業(yè)等經(jīng)濟(jì)社會(huì)單元。中國(guó)各地區(qū)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)狀況、要素稟賦和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)等方面都不盡相同，從而形成了各地區(qū)對(duì)減排目標(biāo)分配的不同利益訴求。因此，如何實(shí)現(xiàn)國(guó)家層面減排目標(biāo)在各地區(qū)公平合理、科學(xué)有效分配，成為現(xiàn)階段我國(guó)減排工作急需解決的問題。

自《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》簽署以來，關(guān)于碳減排目標(biāo)分配的相關(guān)研究逐漸受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，涌現(xiàn)出一大批有價(jià)值的研究成果。從分配空間范圍來看，當(dāng)前研究已由早期國(guó)際社會(huì)不同國(guó)家之間的分配［1-2］，逐步拓展到一國(guó)內(nèi)部不同地區(qū)之間的分配。由于中國(guó)以國(guó)家自主貢獻(xiàn)形式向國(guó)際社會(huì)承諾碳強(qiáng)度減排目標(biāo)，因此一國(guó)內(nèi)部碳排放總量分配的研究主要集中在中國(guó)。如Yi et al.、Wei et al.、Zhang et al.、Yang et al.分別利用綜合指標(biāo)法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析等方法對(duì)中國(guó)2020年碳減排目標(biāo)分配問題進(jìn)行研究［3-6］。

王勇等、方愷等、黃煌則以2030年碳強(qiáng)度減排目標(biāo)為約束對(duì)中國(guó)各省區(qū)的碳排放總量分配問題進(jìn)行了深入探討［7-9］。然而具體到某一省區(qū)內(nèi)部地市層面碳減排分配的研究相對(duì)較少，目前來看，僅浙江省針對(duì)內(nèi)部分配的相關(guān)研究較多。如李澤坤等利用ZSG-DEA模型在效率視角下對(duì)浙江省2030年碳排放配額進(jìn)行分配［10］；李健豹等運(yùn)用情景分析法、DEA-BCC模型和零和收益DEA模型三種方法，對(duì)2020年江浙滬地區(qū)碳排放配額進(jìn)行分配［11］；馮晨鵬等則基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析與破產(chǎn)分配方法，對(duì)浙江省碳排放總量進(jìn)行分配［12］。其他省份的相關(guān)研究則很少。程紀(jì)華認(rèn)為這可能是由于目前中國(guó)省級(jí)各地市統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同，對(duì)分配方法的可行性要求較高［13］。

鑒于此，文章在借鑒已有研究成果的基礎(chǔ)上，以湖南省為研究對(duì)象，從減排能力、減排責(zé)任、減排潛力三個(gè)維度構(gòu)建地區(qū)碳排放總量分配指標(biāo)體系，利用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，將湖南省2021—2030年碳排放總量在14個(gè)市州間進(jìn)行綜合分配，以期為地市級(jí)層面碳排放控制目標(biāo)分解相關(guān)政策的制定與實(shí)踐提供理論參考與借鑒。

1 碳排放總量地區(qū)分解方案

1.1 碳排放總量地區(qū)分解指標(biāo)選取

借鑒Yi et al.、Qin et al.、Li et al.的研究成果，文章從減排能力、減排責(zé)任和減排潛力三個(gè)決策偏好方面構(gòu)建反映各地區(qū)特征的綜合指標(biāo)體系，如表1所示［3，14-15］。

表1 碳排放總量控制目標(biāo)地區(qū)分解指標(biāo)體系

（1）減排能力遵循支付能力原則。一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力越強(qiáng)，意味著該地區(qū)越有能力支付減排費(fèi)用、落實(shí)節(jié)能減排政策，因此應(yīng)承擔(dān)越多的減排責(zé)任，理論上分配的未來碳排放總量越少。GDP最能代表一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的相對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，因此選取該指標(biāo)作為減排能力的度量，這是一個(gè)負(fù)向指標(biāo)。

（2）減排責(zé)任遵循污染者付費(fèi)原則。一個(gè)地區(qū)的歷史碳排放量越大，代表該地區(qū)的污染越嚴(yán)重，現(xiàn)有碳排放空間剩余越少，因此對(duì)環(huán)境所承擔(dān)的責(zé)任也應(yīng)越大，在未來碳排放總量分配中需要減少分配量。故選取歷史累計(jì)CO2排放量為衡量減排責(zé)任指標(biāo)，這也是一個(gè)負(fù)向指標(biāo)。

（3）減排潛力遵循的是效率原則。該原則追求以最小的投入換取最大的產(chǎn)出，即以最少的減排費(fèi)用投入獲取最大程度碳排放減少，實(shí)現(xiàn)地區(qū)整體減排效益最大化。由于化石能源消費(fèi)是CO2排放的主要來源，因此如果一個(gè)地區(qū)的能源利用效率越低，則意味著該地區(qū)實(shí)現(xiàn)與其他地區(qū)同樣的減排效果要付出的代價(jià)越多，減排效率和潛力越低。能源強(qiáng)度是衡量地區(qū)能源綜合效率最常用的指標(biāo)，故選取該指標(biāo)表征地區(qū)減排潛力。能源強(qiáng)度越高，減排效率越低，潛力越小，未來碳排放總量理應(yīng)越少，該指標(biāo)為負(fù)向指標(biāo)。

1.2 基于熵權(quán)法的指標(biāo)權(quán)重確定

基于熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)的信息熵，通過指標(biāo)的變化程度，考慮其對(duì)體系整體的影響，綜合確定指標(biāo)的權(quán)重。熵權(quán)法確定權(quán)重步驟如下［16］：

第一步，收集整理湖南省14個(gè)市州3個(gè)分解指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)資料，構(gòu)建初始決策矩陣，其 中，rij表 示湖南省第i個(gè)地市的第j個(gè)分解指標(biāo)的值。

第二步，考慮到量綱等因素的差異可能會(huì)對(duì)處理結(jié)果造成影響，此處對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。由于3個(gè)分解指標(biāo)均為負(fù)向指標(biāo)，故依據(jù)式（1）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到如式（2）所示的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣R'：

其中，r'ij為標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)據(jù)；分別表示第i個(gè)市州的第j個(gè)分解指標(biāo)的最大值和最小值。

第三步，依據(jù)式（3）計(jì)算14個(gè)市州第j個(gè)分解指標(biāo)的概率：

第四步，按列計(jì)算第j個(gè)分解指標(biāo)的信息熵ej：

式中，k=1/lnm，并且規(guī)定當(dāng)fij=0時(shí)，fij·lnfij=0。

第五步，計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的差異系數(shù)gj，計(jì)算公式如式（5）所示：

按照Shannon［17］的說法，1與某指標(biāo)信息熵ej的差值決定了該項(xiàng)指標(biāo)的信息效用價(jià)值，這就是差異系數(shù)gj。因此，某項(xiàng)指標(biāo)的gj越大，表示該指標(biāo)的信息效用值越大，該指標(biāo)就越重要。

第六步，根據(jù)分解指標(biāo)信息熵的差異系數(shù)gj，計(jì)算3個(gè)分解指標(biāo)的權(quán)重wj，計(jì)算公式如式（6）所示：

1.3 碳排放總量地區(qū)分解指數(shù)

基于上述減排能力、減排責(zé)任、減排潛力3個(gè)分解指標(biāo)，構(gòu)造碳排放總量分解指數(shù)Wi，如式（7）所示：

其中，wj為利用熵權(quán)法確定的第j個(gè)分解指標(biāo)的權(quán)重，Pij表示第i個(gè)市州對(duì)應(yīng)的第j個(gè)分解指標(biāo)在全省指標(biāo)中所占的比重，以上數(shù)據(jù)均進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理。

據(jù)此可以得到每個(gè)地區(qū)分配的碳排放總量Ci，如式（8）所示：

其中，TC為待分配的碳排放總量。

2 湖南省碳排放總量地區(qū)分配

2.1 數(shù)據(jù)來源

文章中湖南省全省及各地市GDP、人口等數(shù)據(jù)來源于《湖南統(tǒng)計(jì)年鑒》、各市州統(tǒng)計(jì)年鑒及統(tǒng)計(jì)公報(bào)，各能源折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)取自《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》（2019），碳排放系數(shù)取自《國(guó)家溫室氣體排放清單指南》。湖南省各市州歷史累計(jì)CO2排放量采用IPCC提供的CO2估算方法，由于各市州能源消耗總量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不全，為保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)口徑統(tǒng)一和計(jì)算結(jié)果的精確性，文章選取2010—2019年湖南省14個(gè)市州規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的八大主要能源消耗量與各種能源轉(zhuǎn)換系數(shù)結(jié)合進(jìn)行計(jì)算。能源強(qiáng)度中能源消耗總量也由各市州規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)綜合能源消費(fèi)量代替，GDP均采用以2005年為基期的不變價(jià)格GDP。

2.2 湖南省碳排放總量測(cè)算

湖南省政府目前尚未發(fā)布2030 年湖南省碳強(qiáng)度下降目標(biāo)，而考慮到湖南省是中國(guó)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的省份之一，承擔(dān)著早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的責(zé)任，故文章采用國(guó)家承諾的2030年碳排放強(qiáng)度下降65%的強(qiáng)度減排目標(biāo)作為估算湖南省碳排放的依據(jù)，同時(shí)假設(shè)未來10年各年碳排放強(qiáng)度變化率q保持不變，則q的計(jì)算公式為：

其中，β為碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)（65%），I2005、I2020、I2030分別為2005年、2020年、2030年的碳排放強(qiáng)度。

考慮到新冠肺炎疫情的影響，參考湖南省“十二五”規(guī)劃、“十三五”規(guī)劃GDP增速以及湖南省“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議，文章假定湖南省2021—2030年GDP的年均增長(zhǎng)率g為7%，然后與預(yù)測(cè)的各年份的碳排放強(qiáng)度相乘，得到各年的碳排放量，計(jì)算公式如式（10）所示：

將2021—2030年各年份的碳排放量加總，得到未來10年的湖南省碳排放總量TC：

2.3 各市州碳排放總量分配結(jié)果

根據(jù)公式（1）到（7），得到在熵權(quán)法下湖南省各市州碳排放總量綜合分配指數(shù)，如圖1所示。

圖1 湖南省各市州碳排放總量綜合分配指數(shù)

結(jié)合圖1各市州碳排放總量綜合分配指數(shù)，將依據(jù)公式（9）到（11）測(cè)算的湖南省2021—2030年碳排放總量分配至14個(gè)市州，分配結(jié)果按照碳排放量由小到大的順序排列，如圖2所示。

圖2 湖南省各市州2021—2030年碳排放量

由圖2可知，湖南省各地區(qū)2021—2030年碳排放總量分配結(jié)果呈現(xiàn)梯隊(duì)式分布。其中岳陽、婁底兩市分配的碳排放總量較少，處于第一梯隊(duì)，主要因?yàn)樵狸柡蛫涞资莻鹘y(tǒng)石化、鋼鐵等重工業(yè)基地，巴陵石化、長(zhǎng)嶺煉化、華菱漣鋼等高排放企業(yè)一直是兩市支柱產(chǎn)業(yè)，導(dǎo)致其歷史累計(jì)碳排放遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地市，對(duì)環(huán)境的污染大，需要承擔(dān)的減排責(zé)任也大。湘潭、長(zhǎng)沙兩市分配的碳排放總量位于第二梯隊(duì)，主要因?yàn)閮傻厝司鵊DP較高，減排能力較強(qiáng)。2019年，長(zhǎng)沙的人均GDP達(dá)13.79萬元，位居全省第一，湘潭人均GDP為7.83萬元，位居全省第二。且長(zhǎng)沙的能源強(qiáng)度在全省最低，減排潛力大，因此需要承擔(dān)更多的減排量。處于第三梯隊(duì)的為郴州、株洲、常德、衡陽和益陽。其中，衡陽和益陽雖然歷史累計(jì)CO2排放量較多，但是兩地的人均GDP都低于全省平均水平，減排能力較小，分配的碳排放配額比前面其他地區(qū)要多一些。郴州歷史累計(jì)CO2排放量較高，常德人均GDP較高，而其他兩項(xiàng)指標(biāo)小于但接近平均水平；株洲人均GDP 2019年位居全省第三，但是歷史碳排放和能源強(qiáng)度低于全省平均水平，因此分配的碳排放配額處于中等位置。邵陽、永州、懷化、張家界和湘西州處于第四梯隊(duì)，經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，因此歷史排放責(zé)任較少，減排能力也較弱，減排空間有限，故未來分配的碳排放配額較多。

2.4 各市州碳排放空間比較分析

將各市州分配的碳排放量與其2020年碳排放量進(jìn)行比較，得到湖南省各市州的剩余碳排放空間（見圖3），再根據(jù)碳排放空間充盈程度將14個(gè)市州劃分為充分盈余、中度盈余和輕微盈余三類區(qū)域，如表2所示。其中碳排放空間大于11 000萬噸的為充分盈余地區(qū)，包括湘西州、張家界、懷化、永州、邵陽；碳排放空間小于5 200萬噸的為輕微盈余地區(qū)，包括婁底、岳陽；碳排放空間處于兩者之間的為中度盈余地區(qū)，包括湘潭、長(zhǎng)沙、郴州、株洲、常德、衡陽、益陽。

圖3 各市州碳排放配額和剩余的碳排放空間

表2 各地區(qū)碳排放空間分類

由圖3、表2可知，湖南省各市州的剩余碳排放空間與碳排放總量分配結(jié)果分布大致相似。輕微盈余區(qū)域因?yàn)樘寂欧排漕~少而實(shí)際碳排放量多，所以碳排放空間盈余較少，減排形勢(shì)較嚴(yán)峻。而且該區(qū)域婁底、岳陽兩市支柱產(chǎn)業(yè)均為鋼鐵、石化等能源密集型產(chǎn)業(yè)，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)能源的依賴度難以降低，一方面需要促進(jìn)對(duì)高能耗產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)改造來降低碳排放，同時(shí)引入低排放項(xiàng)目，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)低碳化、綠色化發(fā)展；另一方面需要促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)多元化，構(gòu)建新型能源工業(yè)體系，并通過新型技術(shù)提高能源使用效率。充分盈余區(qū)域集中于湖南省經(jīng)濟(jì)較為落后的西部地區(qū)，分配的碳排放權(quán)多，當(dāng)前排放規(guī)模小，對(duì)碳排放的空間消耗自然就少。充分盈余區(qū)域有很大的發(fā)展空間，在未來可以大力發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，適當(dāng)提高碳排放增速；也可以在省內(nèi)與其他地區(qū)進(jìn)行碳排放總量的協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮碳盈余的優(yōu)勢(shì)。中度盈余地區(qū)域較集中在湖南省的中北部和東部，包括湖南經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心增長(zhǎng)極——長(zhǎng)株潭城市群，處于該區(qū)域的地區(qū)在減排能力或減排潛力方面有自己的優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)自己的實(shí)際情況，對(duì)減排政策做相應(yīng)的調(diào)整，盡量將碳排放增速控制在較低的水平。

3 結(jié)論

文章構(gòu)建了包含減排能力、減排責(zé)任、減排潛力三個(gè)維度的碳排放總量地區(qū)分解指標(biāo)體系，利用2010—2019年湖南省及14個(gè)市州的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在以國(guó)家2030年減排承諾為目標(biāo)測(cè)算湖南省2021—2030年碳排放總量的基礎(chǔ)上，對(duì)湖南省未來10年碳排放總量進(jìn)行分配，主要研究結(jié)論如下：

（1）從碳排放總量分配結(jié)果看，各市州分配呈現(xiàn)梯隊(duì)式分布。歷史累計(jì)碳排放量較多的岳陽、婁底兩市分配的碳排放總量較少，處于第一梯隊(duì)；人均GDP較高的長(zhǎng)沙和湘潭處于第二梯隊(duì)；三項(xiàng)指標(biāo)處于中等水平的郴州、株洲、常德、衡陽和益陽等地處于第三梯隊(duì)；經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后的邵陽、湘西州、張家界、懷化和永州分配的碳排放總量較多，處于第四梯隊(duì)。分配結(jié)果較好地兼顧了各市州的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能源結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，具有可行性。

（2）從剩余碳排放空間結(jié)果來看，總體來說，湖南省各市州的省域碳排放空間都相對(duì)充足，完成2030年碳減排目標(biāo)壓力不大，與碳排放總量分配結(jié)果大致相似。其中婁底和岳陽分配碳排放總量較少，屬于輕微盈余地區(qū)，面臨較大的減排壓力，未來應(yīng)從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整兩方面入手，逐步落實(shí)減排目標(biāo)。湘西州、張家界、懷化、永州等充分盈余地區(qū)碳排放量和剩余碳排放空間都較為充足，未來可建立健全省內(nèi)碳交易市場(chǎng)，協(xié)調(diào)各市州之間的碳交易，以發(fā)揮各市州優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)全省經(jīng)濟(jì)和整體環(huán)境共同向好發(fā)展，使全省碳達(dá)峰目標(biāo)盡早實(shí)現(xiàn)。