基于STIRPAT模型的甘肅省碳達(dá)峰預(yù)測(cè)

牛 君，程智超

(甘肅政法大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，蘭州 730070)

一、引言

目前，全球氣候變化形勢(shì)嚴(yán)峻，我國作為全球第一碳排放大國，碳排放量長(zhǎng)期處于“高增速”“高總量”階段，亟須采取相應(yīng)解決措施。習(xí)近平總書記在2020年第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論會(huì)和氣候雄心峰會(huì)上發(fā)表講話，指出我國要在2030年左右達(dá)到碳達(dá)峰，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰是實(shí)現(xiàn)碳中和的前提和基礎(chǔ)，因此，為兌現(xiàn)“雙碳”承諾，積極探索碳達(dá)峰實(shí)現(xiàn)時(shí)間與峰值量十分必要。

甘肅省是我國重要的能源基地，但是由于種種原因?qū)е赂拭C省面臨的“減排”挑戰(zhàn)非常艱巨，尤其表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：人口總量以及城鎮(zhèn)化率呈上升趨勢(shì)，人口增長(zhǎng)與推進(jìn)城鎮(zhèn)化過程需要大量能源支持；生態(tài)環(huán)境較為脆弱，地區(qū)生產(chǎn)總值較低，人均GDP與能源強(qiáng)度下降速度也落后于其他大部分省份；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，第二產(chǎn)業(yè)能源消耗大于一、三產(chǎn)業(yè)消耗總量。目前，甘肅省地方政府、相關(guān)部門和重要行業(yè)在“中國共產(chǎn)黨甘肅省第十四次黨代會(huì)”會(huì)議精神的指引下，正在研究和制定控制碳排放和應(yīng)對(duì)氣候變化等方面的措施，尋求低碳發(fā)展的新模式。然而，CO2減排既是氣候問題也是發(fā)展問題，這對(duì)甘肅省尋求低碳發(fā)展戰(zhàn)略提出了更高要求。故此，深入研究甘肅省碳排放影響因素并預(yù)測(cè)其碳達(dá)峰時(shí)間，對(duì)甘肅省能源轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，并在全國“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)中貢獻(xiàn)甘肅智慧和甘肅力量具有重要意義。

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)碳達(dá)峰有關(guān)問題做出了大量研究，主要涉及以下三大領(lǐng)域。

在碳排放驅(qū)動(dòng)因素方面，徐國泉[1]認(rèn)為在碳排放的貢獻(xiàn)因子中，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響最顯著。林伯強(qiáng)、蔣竺均[2]使用STIRPAT模型及LMDI分解法，證明能源強(qiáng)度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)CO2排放有顯著影響。王鋒等[3]認(rèn)為人口數(shù)量、人均GDP、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)均可導(dǎo)致CO2排放量增加，而能源強(qiáng)度和CO2排放呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，并且在各影響因素中人均GDP的影響最大。李波等[4]對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放的影響因素進(jìn)行探究，結(jié)果表明效率、結(jié)構(gòu)以及城鎮(zhèn)化程度能夠顯著減少CO2排放。張傳平[5]則指出，在工業(yè)中能源強(qiáng)度是減少碳排放的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因子。黃蕊[6]等使用STIRPAT模型研究江蘇省的碳排放與各因素之間的關(guān)系。劉元欣等[7]采用固定效應(yīng)面板分位數(shù)模型發(fā)現(xiàn)，人均GDP、能源強(qiáng)度和人口數(shù)量對(duì)CO2排放的影響較大。

在CO2峰值預(yù)測(cè)方面，學(xué)者們采用了不同的模型。張軍莉[8]對(duì)我國近年來關(guān)于碳排放預(yù)測(cè)所采取的模型進(jìn)行歸納匯總，并對(duì)這些模型的運(yùn)用現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，如IPAT方程、成本分析與經(jīng)濟(jì)模型、灰色預(yù)測(cè)模型、LEAP模型等。在這些模型中，LEAP建模復(fù)雜，IPAT方程和隨機(jī)回歸模型更加簡(jiǎn)便實(shí)用。其中席細(xì)平[9]就利用IPAT模型對(duì)未來江西省碳排放峰值出現(xiàn)的時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)。YORK R等[10]對(duì)IPAT恒等式進(jìn)行研究評(píng)估之后，在其基礎(chǔ)上提出了目前廣泛使用的STIRPAT模型，該模型能夠更加方便有效地對(duì)CO2排放量進(jìn)行計(jì)算。基于此，我國學(xué)者渠慎寧[11]及王利兵[12]就采用該模型對(duì)我國未來碳排放峰值進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而得出我國總體碳排放趨勢(shì)。鄧小樂等[13]使用該模型將西北五省作為研究對(duì)象，最后預(yù)測(cè)碳達(dá)峰實(shí)現(xiàn)的時(shí)間和峰值。

在分析我國碳達(dá)峰前景方面，NIU S W[14]指出如果我國GDP增長(zhǎng)以每年0.1%的速度下降，則預(yù)計(jì)2035年之前將出現(xiàn)峰值。ZHANG X L[15]對(duì)全球能源模型C-GEM進(jìn)行模擬，研究得出在加速努力情景下，我國預(yù)計(jì)2030年左右實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，峰值約為10億噸。LI F F[16]通過灰色(GM(1，1))模型對(duì)碳排放量進(jìn)行預(yù)測(cè)，研究指出當(dāng)碳排放強(qiáng)度在一定區(qū)間內(nèi)時(shí)，我國將在2030年前達(dá)到碳排放峰值。WANG H K[17]采用蒙特卡羅方法和庫茲涅茨曲線預(yù)測(cè)我國將于2021—2025年之間實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，碳排放峰值在13兆～16兆噸之間。王珂珂[18]等在鯨魚優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上建立了改進(jìn)后的極限學(xué)習(xí)模型，針對(duì)我國2019—2024年的CO2排放量和強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果表明我國將在2031年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。

綜上所述，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)我國碳排放峰值的預(yù)測(cè)時(shí)間均在2030年左右，但根據(jù)不同模型和數(shù)據(jù)計(jì)算所得的碳排放峰值差異明顯，并且我國的研究大多針對(duì)國家層面，對(duì)省級(jí)層面來說關(guān)注度不夠。國家層面的碳達(dá)峰目標(biāo)難以具體分化為各個(gè)省級(jí)層面的目標(biāo)，導(dǎo)致各省在制定減排政策時(shí)缺乏相關(guān)理論依據(jù)。

為此，筆者通過排放系數(shù)法將研究視角聚焦于甘肅省，對(duì)其2005—2019年化石能源消費(fèi)產(chǎn)生的CO2排放量進(jìn)行測(cè)算，運(yùn)用LMDI分解法識(shí)別影響甘肅省碳排放的因素，選取STIRPAT拓展模型分析甘肅省能源消費(fèi)總量與碳排放總量，并通過OLS嶺回歸進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)合情景分析法進(jìn)行分析，增加研究的可信度，從而預(yù)測(cè)甘肅省2020—2044年碳達(dá)峰時(shí)間以及達(dá)峰量，以期為甘肅省實(shí)現(xiàn)CO2排放控制目標(biāo)，同時(shí)為我國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰提供一定的決策依據(jù)。

二、研究方法及數(shù)據(jù)來源

(一)CO2排放量測(cè)算

本文采用IPCC所公布的碳排放量公式計(jì)算甘肅省碳排放量：

(1)

式(1)中，C表示碳排放總量，Ei表示i種能源的消耗量，Ii表示i種能源的碳排放系數(shù)，F(xiàn)i表示i種能源轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)煤的系數(shù)，如需換算為CO2的碳排放量，則將碳排放量乘以44/12。

(二)LMDI方法

LMDI方法可以將變量全部分解且沒有殘差項(xiàng)，因此在研究環(huán)境等問題時(shí)經(jīng)常使用，據(jù)已有學(xué)者研究，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口規(guī)模、能源強(qiáng)度對(duì)CO2排放均有顯著影響，據(jù)此對(duì)影響甘肅省CO2排放的因素進(jìn)行分解，計(jì)算公式為

(2)

式(2)中，C表示CO2排放量，Ei表示能源消費(fèi)量，Gi表示地區(qū)生產(chǎn)總值，Pi表示人口規(guī)模。Ti為CO2排放量/能源消耗量，代表碳排放強(qiáng)度，Ei/Gi為能源消費(fèi)量與人均GDP之比，代表能源強(qiáng)度，Ai表示人均GDP。本文將公式(2)通過加法形式改進(jìn)為各因素效應(yīng)影響之和：

ΔCO2=CO2(t)-CO2(0)=Te+Ee+Ae+Pe。

(3)

各碳排放因素效應(yīng)表達(dá)式為

(4)

(5)

(6)

(7)

(三)STIRPAT模型

STIRPAT模型為IPAT模型的拓展式：

I=aPbAcTde。

(8)

式(8)中，a為模型系數(shù)，b、c、d為方程的彈性系數(shù)，e為方程誤差。該模型在研究碳排放等問題中能夠更加簡(jiǎn)便地研究各因素的影響效應(yīng)。

除人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、碳排放強(qiáng)度與能源強(qiáng)度外，相關(guān)學(xué)者還研究其他碳排放因素，其中城鎮(zhèn)化率與第二產(chǎn)業(yè)占比也是碳排放因素中的研究熱點(diǎn)[19]，為此結(jié)合本文LMDI模型，參考趙慈[20]等學(xué)者變量選取加入城鎮(zhèn)化率和第二產(chǎn)業(yè)占比。具體各變量含義如表2所示，將模型改進(jìn)為

表2 模型各變量含義

ln I=a+bln P+cln A+dln T+eln Ps+

fln Is+g。

(9)

(四)情景設(shè)置

借鑒國家發(fā)改委能源研究所的情景設(shè)置方法，通過預(yù)估人口規(guī)模、人均 GDP、能源強(qiáng)度、城鎮(zhèn)化率和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)未來的不同變化，設(shè)置中速、低速、高速3種情景模式。

為了保證各情景的設(shè)定與甘肅省未來發(fā)展趨勢(shì)相符合，在情景要素變化率的設(shè)定上對(duì)照以往各因素的變化率，以2019年為基數(shù)年，通過以往的發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)未來25年各個(gè)指標(biāo)的情況以及碳排放量。以5年為一階段則將25年分為5個(gè)階段，對(duì)不同階段的不同情境進(jìn)行設(shè)定，具體要素變化率設(shè)置如表3所示。

表3 各因素變化率設(shè)置 %

1.人口規(guī)模

我國目前人口發(fā)展趨勢(shì)仍處于逐年增加的態(tài)勢(shì)，“十三五”時(shí)期，甘肅省平均人口年增長(zhǎng)率為0.35%。因此，本文將0.35%設(shè)定為中速發(fā)展下第一階段的人口增長(zhǎng)速度?！秶胰丝诎l(fā)展規(guī)劃(2016—2030年)》預(yù)計(jì)，2030年我國人口將達(dá)到最高值，未來我國人口增長(zhǎng)總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，故此，設(shè)定中、低、高速模式第二階段人口增長(zhǎng)率平均分別下降50%、30%、70%，之后每一階段下降15%。

2.人均GDP

將中速發(fā)展模式中第一階段設(shè)定為近5年平均增長(zhǎng)率的一半(2.8%)，低速和高速模式分別為近5年最低和最高增長(zhǎng)率的一半。中、低、高模式下第二、三階段的增長(zhǎng)速率分別為第一階段的50%、60%、40%，第四、五階段與第二、三階段增長(zhǎng)速率相同。

3.能源強(qiáng)度

中速發(fā)展模式下設(shè)定增長(zhǎng)速率為近5年增長(zhǎng)速率的平均值(-2.44%)，低速和高速發(fā)展模式設(shè)定增長(zhǎng)速率分別為近5年增長(zhǎng)速率最低值(-2.04%)和最高值(-7.48%)的一半。

4.城鎮(zhèn)化率

《甘肅省新型城鎮(zhèn)規(guī)劃(2021—2035年)》提出，到2035年甘肅省城鎮(zhèn)化率將達(dá)到70%，2019年，甘肅省城鎮(zhèn)化率為48.49%，平均年增長(zhǎng)率為1.3%。因此將中速發(fā)展模式設(shè)定為第一階段1.3%，低速和高速模式為甘肅省近5年城鎮(zhèn)化率的最低值(1.68%)和最高值(3.8%)的一半。隨著城鎮(zhèn)化程度變高，之后增長(zhǎng)速率會(huì)逐漸降低，設(shè)定中、低、高速城鎮(zhèn)化率每年分別降低0.2%、0.1%、0.4%。

5.第二產(chǎn)業(yè)占比

中速發(fā)展模式第一階段設(shè)定為近5年第二產(chǎn)業(yè)占比增速平均值的一半。低速發(fā)展模式和高速模式第二產(chǎn)業(yè)占比增速分別設(shè)置為近5年最低值和最高值的一半，之后中、低、高模式分別逐年降低20%、30%、10%。

(五)數(shù)據(jù)來源

本文選取2005—2019年為研究區(qū)間，其中人口規(guī)模、人均GDP、城鎮(zhèn)化率、第二產(chǎn)業(yè)比4項(xiàng)指標(biāo)來源于《甘肅發(fā)展年鑒》，化石燃料消費(fèi)量來源于《甘肅發(fā)展年鑒》中的甘肅省能源平衡表，碳排放量指標(biāo)數(shù)據(jù)由能源消費(fèi)量結(jié)合排放系數(shù)法計(jì)算所得。

三、實(shí)證結(jié)果與分析

(一)碳排放測(cè)算結(jié)果與分析

根據(jù)碳排放量測(cè)算模型計(jì)算得到2005—2019年甘肅省碳排放總量(見表4)。

表4 2005—2019年甘肅省碳排放量測(cè)算結(jié)果

由表4可以看出，甘肅省2005—2019年共15年中能源消費(fèi)總量持續(xù)上升，但增幅逐漸減少，說明的發(fā)展必不可少地依賴于能源消費(fèi)，但近年來能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和清潔能源的開發(fā)使用對(duì)有效控制能源消費(fèi)和碳排放產(chǎn)生了較大積極作用。

從2015年起甘肅省CO2排放增長(zhǎng)率呈下降趨勢(shì)，尤其是2016年呈負(fù)增長(zhǎng)，說明《甘肅省“十三五”能源發(fā)展規(guī)劃》起到了良好的效果①，在“十三五”期間，甘肅省大力完善電網(wǎng)和基站建設(shè)，提高清潔能源創(chuàng)造能力和輸送能力，成效顯著，但在雙碳目標(biāo)下，甘肅省依然需要加快減排步伐。

(二)LMDI分解結(jié)果分析

對(duì)各變量進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)，結(jié)果如表5所示，各變量的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量均顯著，即模型中的變量均平穩(wěn)，可以進(jìn)行回歸。

表5 ADF單位根檢驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)LMDI分解法逐年計(jì)算，結(jié)果如表6所示。

表6 LMDI模型分解結(jié)果

在碳排放強(qiáng)度方面，2005—2019年，碳排放強(qiáng)度對(duì)甘肅省CO2排放量累計(jì)貢獻(xiàn)7 244.7噸。從表6可以看出，大部分年份的碳排放強(qiáng)度貢獻(xiàn)效應(yīng)為正，這也代表能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)CO2排放量的影響作用，說明高碳能源消耗越多，CO2排放量就越多，呈正向關(guān)系。分析結(jié)果表明，甘肅省有必要對(duì)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，努力發(fā)展低碳能源，減少碳排放量。

由表6可以看出，能源強(qiáng)度對(duì)CO2排放量具有很大貢獻(xiàn)，2005—2019年年內(nèi)貢獻(xiàn)值均為負(fù)數(shù)，說明隨著能源強(qiáng)度增長(zhǎng)速率由低到高CO2排放也逐漸減少。能源強(qiáng)度能夠反映能源的利用效率，能源強(qiáng)度越低，能源效率就越高，降低能源強(qiáng)度也是碳減排的關(guān)鍵步驟。

在研究期內(nèi)，人均GDP對(duì)CO2排放量的貢獻(xiàn)值全部為正，貢獻(xiàn)總值達(dá)36 406噸，綜合效應(yīng)為171.77%。在總效應(yīng)中占最大比值，是4個(gè)因素中最重要的因素。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必然帶來能源消耗的增加，因此如何達(dá)到經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展與減少能源消耗平衡至關(guān)重要。

人口規(guī)模對(duì)CO2排放有促進(jìn)作用，即使甘肅省人口數(shù)量增長(zhǎng)速率較為緩慢，也可以看出人口數(shù)量與CO2排放量呈現(xiàn)正向變動(dòng)。但由于我國目前人口老齡化問題以及三胎政策，想要通過控制人口來減少CO2的排放量較為困難。

(三)STIRPAT模型實(shí)證分析

結(jié)合本文計(jì)算出的碳排放量以及碳排放強(qiáng)度，通過SPSS對(duì)模型進(jìn)行多元回歸擬合，檢測(cè)模型共線性，輸出結(jié)果顯示變量之間存在多重共線性。為消除共線性的影響，本文對(duì)模型進(jìn)行嶺回歸處理。根據(jù)各變量的數(shù)據(jù)，通過公式(9)得到嶺回歸選取參數(shù)結(jié)果(如圖1、圖2所示)。

圖1 嶺回歸圖

圖2 k值對(duì)應(yīng)的R2圖

為了確定k值，觀察圖1、圖2可得，當(dāng)k=0.16時(shí)，圖1中各變量系數(shù)趨于穩(wěn)定，且在圖2中，當(dāng)k=0.16時(shí)，R2處于較高水平，因此選取k=0.16為合理的參數(shù)參加擬合方程。對(duì)回歸方程進(jìn)行系數(shù)檢驗(yàn)，調(diào)整后的R2為99.5%，擬合效果較好，并且由表7和表8可得預(yù)測(cè)模型檢驗(yàn)的p值為0.00，且所有自變量在5%的置信水平下通過了顯著性檢驗(yàn)，預(yù)測(cè)模型較為科學(xué)合理，因此得到擬回歸方程為

表7 甘肅省碳排放預(yù)測(cè)模型方差分析表

表8 甘肅省碳排放預(yù)測(cè)模型回歸擬合結(jié)果

ln I=-15.24+0.19ln P+2.61ln A-

0.26ln T+0.46ln Ps+0.04ln Is。

(10)

由方程解釋變量的系數(shù)可以看出，除能源強(qiáng)度為“抑碳因子”外，其他因素均為“促碳因子”。從解釋變量系數(shù)的絕對(duì)值可以看出，對(duì)CO2排放量的影響作用從大到小依次為人均GDP、城鎮(zhèn)化率、能源強(qiáng)度、人口規(guī)模、第二產(chǎn)業(yè)占比。

進(jìn)行時(shí)間序列預(yù)測(cè)時(shí)，需要設(shè)計(jì)相關(guān)因素在未來一段時(shí)間的估計(jì)值，預(yù)測(cè)結(jié)果可能出現(xiàn)較大誤差，因此為檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷念A(yù)測(cè)能力，將甘肅省2005—2019年實(shí)際數(shù)值代入方程(10)，將預(yù)測(cè)值與實(shí)際值進(jìn)行比較。經(jīng)計(jì)算得出15年內(nèi)平均誤差率只有3.8%，且由圖3可以看出，實(shí)際碳排放曲線與預(yù)測(cè)碳排放曲線擬合程度高，說明該模型能夠有效預(yù)測(cè)甘肅省未來25年的碳排放值。

圖3 碳排放量預(yù)測(cè)值與實(shí)際值

(四)碳排放峰值與時(shí)間預(yù)測(cè)分析

根據(jù)以上3種模式下各指標(biāo)的具體數(shù)據(jù)，結(jié)合本文得出的預(yù)測(cè)方程，可以得到3種模式中甘肅省2020—2044年碳排放預(yù)測(cè)值(如圖4所示)。

圖4 2020—2044年甘肅省3種模式下能源消耗碳排放趨勢(shì)

由圖4可以看出，在低速發(fā)展模式下2020—2044年之間CO2排放呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，未出現(xiàn)峰值。中速發(fā)展模式下，于2039年達(dá)到峰值，峰值為14 278.68萬噸，轉(zhuǎn)換成CO2排放量為52 355.16萬噸。高速發(fā)展模式下，2029年達(dá)到峰值，峰值為12 666.93萬噸，轉(zhuǎn)換成CO2排放量46 445.41萬噸。在低速發(fā)展模式下的累計(jì)CO2排放最少，但到2044年已經(jīng)趨近于高速發(fā)展模式，低、中、高3種模式下25年累計(jì)CO2排放量分別為313 018.18萬噸、331 627.36萬噸、318 415.46萬噸。

甘肅省在高速發(fā)展模式下達(dá)峰時(shí)間最早，峰值最低。2029年之前，高速發(fā)展模式下的CO2排放量最高，但從拐點(diǎn)之后開始顯著下降，CO2排放量明顯低于其他兩種模式。當(dāng)甘肅省處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)時(shí)，人口增長(zhǎng)、能源消耗等速度都在快速增長(zhǎng)，與此同時(shí)，甘肅省整體的社會(huì)發(fā)展以及技術(shù)進(jìn)步的增加速度也在上升，碳排放與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城鎮(zhèn)化率可能出現(xiàn)庫茲涅茨倒U形曲線。這也可以說明調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、降低能源強(qiáng)度、加強(qiáng)技術(shù)進(jìn)步等對(duì)減排有顯著作用，這些因素的快速發(fā)展能夠抵消人口增長(zhǎng)、推進(jìn)城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展所帶來的CO2大量排放的現(xiàn)象。這種模式下經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和降低環(huán)境污染之間并非存在不可調(diào)和的矛盾，更加有利于甘肅省盡早達(dá)到碳達(dá)峰的同時(shí)降低碳達(dá)峰峰值，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和低碳齊驅(qū)并進(jìn)。因此，推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與發(fā)展經(jīng)濟(jì)需要得到同等的重視。

在中速發(fā)展模式下，甘肅省也實(shí)現(xiàn)了碳達(dá)峰目標(biāo)，但與高速發(fā)展模式相比推遲了10年，且碳達(dá)峰峰值較高。在中速發(fā)展模式下，各要素變化速率設(shè)定以近5年平均值為主，在人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源強(qiáng)度、城鎮(zhèn)化率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面反映當(dāng)前甘肅省的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。因此，甘肅省若維持當(dāng)前狀況，將晚于國家2030年碳達(dá)峰目標(biāo)9年，甘肅省在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)要兼顧調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等，才能早日實(shí)現(xiàn)甘肅省碳達(dá)峰目標(biāo)。

在低速發(fā)展模式下，甘肅省直至2044年都未出現(xiàn)CO2排放峰值，在研究期間CO2一直保持上升趨勢(shì)。該模式下人口增長(zhǎng)速率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度以及城鎮(zhèn)化率相比其他模式較為緩慢，技術(shù)進(jìn)步和第二產(chǎn)業(yè)占比也在緩慢下降，這些變化是以犧牲經(jīng)濟(jì)發(fā)展為代價(jià)進(jìn)行減排，但這并沒有做到從本質(zhì)上減少碳排放，雖然緩慢的人口增長(zhǎng)速度和能源消耗速度會(huì)使碳排放量減少，但在該情景中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)進(jìn)步等方面同樣發(fā)展緩慢。總體的碳排放反而在不斷增加，后期發(fā)展過程中低速發(fā)展模式的CO2排放已經(jīng)超越高速發(fā)展模式并逐漸趨向于中速發(fā)展模式。結(jié)果顯示，低速發(fā)展模式用犧牲經(jīng)濟(jì)和城市發(fā)展為代價(jià)并不能從根源上減少CO2排放，和高速發(fā)展模式相比，加快技術(shù)進(jìn)步、調(diào)整第二產(chǎn)業(yè)占比、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)才是真正的減排之道。

3種模式對(duì)比之后發(fā)現(xiàn)，首先，當(dāng)?shù)诙a(chǎn)業(yè)占比下降、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和技術(shù)進(jìn)步水平發(fā)展速度快于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城鎮(zhèn)化水平、人口發(fā)展速度時(shí)才能夠真正實(shí)現(xiàn)減排放不減發(fā)展。其次，表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展不一定會(huì)導(dǎo)致CO2排放急劇增長(zhǎng)，短期來看發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推進(jìn)城鎮(zhèn)化、人口增長(zhǎng)均會(huì)帶來碳排放，但長(zhǎng)期來看技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)對(duì)CO2排放才起著決定性作用。

綜上，甘肅省在高速發(fā)展的情景下可以在2029年之前達(dá)到碳排放量峰值，說明若甘肅省一直保持經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，有望在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的目標(biāo)并且可以為國家整體2030碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)甘肅力量(提前一年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo))。

四、結(jié)論與政策建議

(一)結(jié)論

文章通過碳排放系數(shù)法對(duì)甘肅省2005—2019年的能源消費(fèi)碳排放量進(jìn)行測(cè)算，運(yùn)用LMDI分解法識(shí)別影響碳排放的因素，采用STIRPAT模型和嶺回歸來分析甘肅省能源排放的影響因素，最后通過情景分析法對(duì)2020—2044年3種情景下甘肅碳排放峰值大小以及時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)，最終得出結(jié)論如下：通過計(jì)算碳排放預(yù)測(cè)回歸方程發(fā)現(xiàn)，人口規(guī)模、人均GDP、城鎮(zhèn)化率和第二產(chǎn)業(yè)占比4個(gè)因素對(duì)甘肅省碳排放的影響是正向的，能源強(qiáng)度對(duì)碳排放的影響是負(fù)向的。從各因素影響的大小來看，對(duì)甘肅省能源消費(fèi)碳排放影響最大的是人均GDP，然后依次為城鎮(zhèn)化率、能源強(qiáng)度、人口規(guī)模因素、第二產(chǎn)業(yè)占比。不同發(fā)展模式下，甘肅省碳排放峰值及達(dá)峰時(shí)間各有不同。在低速發(fā)展模式下，甘肅省在2044年之內(nèi)沒有出現(xiàn)能源消費(fèi)碳排放的拐點(diǎn)，在未來的發(fā)展中壓力較大。在中速發(fā)展模式下，甘肅省在2039年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，碳排放峰值為14 278.68萬噸，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)碳達(dá)峰，但總體排放量較高。在高速發(fā)展模式下，甘肅省可于2029年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，碳排放峰值為12 666.93萬噸。甘肅省的碳排放預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，在3種情景達(dá)峰時(shí)間最快、峰值最低的為高速發(fā)展情景，該情景對(duì)碳達(dá)峰的實(shí)現(xiàn)最為有利。

(二)政策建議

通過對(duì)甘肅省未來CO2排放量演變趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)可知，在低速和中速發(fā)展模式下，2030年之前難以實(shí)現(xiàn)CO2排放量達(dá)峰目標(biāo)，而要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，甘肅省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展必須進(jìn)入高速發(fā)展模式。因此，必須在城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面采取一定的措施。

1.適度控制人口規(guī)模增長(zhǎng)，加快新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程

人口規(guī)模是促進(jìn)甘肅省碳排放的正向驅(qū)動(dòng)因素，但甘肅省相較于我國其他省份人口基數(shù)排名靠后，人口增長(zhǎng)速度較慢。隨著國家“三孩”政策的放開，人口增長(zhǎng)速度可能在一定時(shí)期內(nèi)保持快速增長(zhǎng)。因此，甘肅省要適度控制人口增長(zhǎng)速度，防止過快增長(zhǎng)。

城鎮(zhèn)化進(jìn)程能夠顯著增加碳排放量，甘肅省應(yīng)當(dāng)優(yōu)化城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)，在推進(jìn)城鎮(zhèn)化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低碳減排的目標(biāo)。甘肅省目前城鎮(zhèn)化率僅有48.49%，未來一段時(shí)間仍會(huì)繼續(xù)推進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程。要加快“三農(nóng)”工作重心向全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興轉(zhuǎn)移，不斷深化農(nóng)業(yè)農(nóng)村改革，統(tǒng)籌推動(dòng)“五個(gè)振興”，努力促進(jìn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)高效、農(nóng)村宜居宜業(yè)、農(nóng)民富裕富足。首先，要制定相對(duì)寬松的農(nóng)村人口流動(dòng)方案，加快農(nóng)村人口遷移速度。其次，要加強(qiáng)農(nóng)村建設(shè)，對(duì)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行維護(hù)和改善，建設(shè)宜居的農(nóng)村環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，要積極尋找適合農(nóng)村開發(fā)的項(xiàng)目來促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，共享新型城鎮(zhèn)化的結(jié)果。再次，無論是在農(nóng)村還是城市中，都要宣傳低碳環(huán)保理念，助力甘肅省實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的目標(biāo)。

2.發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，提升人均GDP

雖然人均GDP能夠顯著促進(jìn)甘肅省碳排放，但甘肅省同東、中部省份相比經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍然比較落后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式主要以資源能源消耗型發(fā)展為主，人均GDP在全國排名靠后，發(fā)展壓力巨大。這就要求甘肅在2030年之前的這段時(shí)間內(nèi)，為了實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的目標(biāo)，在保持經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)，發(fā)展模式必須向資源節(jié)約型的綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)和低碳減排之間達(dá)到平衡。其中在發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)過程中，以“一核”“三帶”建設(shè)為抓手，通過突出區(qū)域特色，走出具有甘肅特色的綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展道路。在甘肅省中部地區(qū)壯大先進(jìn)制造、數(shù)據(jù)信息等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展中醫(yī)藥種植、馬鈴薯、高原夏菜等特色農(nóng)業(yè)，推進(jìn)以蘭白城市群為重點(diǎn)的一小時(shí)核心經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)和城鄉(xiāng)一體化生態(tài)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)。在河西地區(qū)大力推進(jìn)包括太陽能、風(fēng)能等清潔能源及其新材料產(chǎn)業(yè)，發(fā)展節(jié)水型綠色、特色高效農(nóng)業(yè)，發(fā)展文化旅游、戈壁農(nóng)業(yè)等優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，建設(shè)河西走廊干旱區(qū)綠色生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)型。在隴東南地區(qū)重點(diǎn)發(fā)展綜合能源和先進(jìn)裝備制造以及旅游、保健養(yǎng)生等產(chǎn)業(yè)，建設(shè)綠色合作經(jīng)濟(jì)帶。

3.加快技術(shù)進(jìn)步，降低能源強(qiáng)度

能源強(qiáng)度是碳排放的抑制因素，技術(shù)進(jìn)步則是降低能源強(qiáng)度的主要方法。雖然，甘肅省已經(jīng)在增加對(duì)新能源的開發(fā)和使用，但缺乏核心技術(shù)是減排路上的一大障礙。為此，甘肅省各級(jí)政府必須以強(qiáng)科技、強(qiáng)工業(yè)、強(qiáng)省會(huì)、強(qiáng)縣域“四強(qiáng)”行動(dòng)為抓手，首先要加大在綠色低碳技術(shù)方面的科技投入，至少達(dá)到全國平均水平，在此基礎(chǔ)上強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。其次，要通過技術(shù)進(jìn)步和模式創(chuàng)新，做大做強(qiáng)新能源、新材料、通信技術(shù)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，提升省內(nèi)各級(jí)各類園區(qū)承載能力，降低能耗，推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)的盡快實(shí)現(xiàn)。再次，要積極引導(dǎo)高校人才、成果與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展密切結(jié)合，加大研發(fā)投入，提高人才待遇，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化，通過科技創(chuàng)新催生新的低碳業(yè)態(tài)。除此之外，甘肅省還應(yīng)加強(qiáng)與其他省份之間的交流和協(xié)作。從其他省份的減排過程中吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，努力吸收和消化新技術(shù)、新觀念，從中探索適合甘肅省的技術(shù)發(fā)展模式。

4.調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展新興低碳產(chǎn)業(yè)

要把落實(shí)“雙碳”目標(biāo)納入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局，扎實(shí)推進(jìn)綠色低碳發(fā)展，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造，培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。從甘肅省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上來看，第二產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)地位，而在第二產(chǎn)業(yè)中工業(yè)為主要的碳排放來源是其碳排放持續(xù)增加的一個(gè)主要因素。首先，要從能源產(chǎn)業(yè)入手，建設(shè)以河西地區(qū)新能源為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、以傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)為主的隴東綜合能源基地，最終形成全國重要的能源供應(yīng)基地。其次，要加強(qiáng)對(duì)石油化工、煤炭電力等傳統(tǒng)重化高碳工業(yè)以及傳統(tǒng)制造業(yè)的改造，優(yōu)化工業(yè)園區(qū)布局，將清潔、高效、低碳3個(gè)指標(biāo)放于首位。再次，持續(xù)培育半導(dǎo)體材料、氫能、儲(chǔ)能、電池及智能制造等新興產(chǎn)業(yè)，優(yōu)化布局、強(qiáng)化扶持，加快構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)體系新支柱。最后，依托厚重的歷史文化和豐富的旅游資源，促進(jìn)文化旅游融合發(fā)展，建設(shè)國際知名的旅游目的地。

綜上所述，從目前甘肅省的CO2排放趨勢(shì)和預(yù)測(cè)不同模式的達(dá)峰時(shí)間來看，未來一段時(shí)間能源消費(fèi)和碳排放量會(huì)繼續(xù)增加，甘肅省依然面對(duì)著非常大的減排壓力，如果要在2030年與國家同步實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，甘肅省經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須以高速發(fā)展模式為主。對(duì)此，文章提出在未來將近十年甘肅省高速發(fā)展模式應(yīng)采取的政策措施，即通過適度控制人口規(guī)模、發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、加快技術(shù)進(jìn)步、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等措施來加快新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程，提升人均GDP，降低能源強(qiáng)度，發(fā)展新興低碳產(chǎn)業(yè)，進(jìn)而推動(dòng)“2030碳達(dá)峰”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

注 釋：

①《甘肅省“十三五”能源發(fā)展規(guī)劃》提出，到2020年單位地區(qū)生產(chǎn)總值CO2排放強(qiáng)度較2015年下降17%。