碳排放強(qiáng)度控制目標(biāo)分解方法研究

郝 媛，頊明澤

（河北晶淼環(huán)境咨詢有限公司，河北 石家莊，050000）

1 引言

氣候變化是全人類的共同挑戰(zhàn)。應(yīng)對氣候變化，事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展，關(guān)乎人類前途命運(yùn)。《巴黎協(xié)定》中提出各締約方將加強(qiáng)應(yīng)對全球?qū)夂蜃兓{，將全球平均氣溫升高控制在2攝氏度之內(nèi)，并努力把升溫控制在1.5攝氏度之內(nèi)，盡快實(shí)現(xiàn)溫室氣體排放達(dá)到峰值，爭取2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放。2020年9月，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布我國力爭于2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值的目標(biāo)與努力爭取于2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的愿景，體現(xiàn)了我國履行負(fù)責(zé)任大國責(zé)任、推動構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的重大歷史擔(dān)當(dāng)。

目前，全球已有50余個國家的碳排放實(shí)現(xiàn)達(dá)峰，占全球碳排放總量的40%。其中大部分是發(fā)達(dá)國家，其碳達(dá)峰都是在發(fā)展過程中因產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、能源結(jié)構(gòu)變化、城市化完成、人口減少而自然形成的。中國是政策驅(qū)動型達(dá)峰，即在經(jīng)濟(jì)社會進(jìn)一步發(fā)展的客觀條件下通過制定明確的達(dá)峰目標(biāo)和政策要求，在政策驅(qū)動下，把雙碳目標(biāo)融入經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)和布局中，以推動經(jīng)濟(jì)社會的系統(tǒng)性變革，實(shí)現(xiàn)全社會的綠色低碳轉(zhuǎn)型與高質(zhì)量發(fā)展。在我國地域廣闊、人口眾多、資源稟賦迥異、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展不平衡、各地區(qū)碳排放情況差異較大的情況下，如何統(tǒng)籌做好區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與溫室氣體控排是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的重大課題?，F(xiàn)階段我國關(guān)于碳排放的控制思路為“以碳強(qiáng)度控制為主、碳排放總量控制為輔”[1]，二氧化碳排放強(qiáng)度亦已納入地方政府考核，碳排放強(qiáng)度控制將成為我國“十四五”期間控制溫室氣體排放的重要支撐。對區(qū)域而言，碳排放空間在一定程度上影響著該區(qū)域的發(fā)展方向和發(fā)展空間，為避免在碳排放管理中出現(xiàn)“一刀切”的問題，必須科學(xué)合理地制定兼顧公平與地區(qū)差異性的碳排放強(qiáng)度目標(biāo)分解方法，以保障碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)自下而上的實(shí)現(xiàn)。

2 相關(guān)研究和實(shí)踐評述

碳排放空間具有很強(qiáng)的“公共性”和“外部性”。當(dāng)前形勢下，如何合理確定各個國家未來的溫室氣體控排目標(biāo)以及各國如何將其控排目標(biāo)進(jìn)行科學(xué)分解已成為國際氣候變化談判的主要任務(wù)之一[2]。在國際層面，已有較多的關(guān)于如何將全球碳減排目標(biāo)分解到國家之間的研究，主要集中在綜合性或復(fù)雜的分配模型的研究。屈超[3]等使用螢火蟲優(yōu)化的IPAT模型對2030年各省份二氧化碳排放強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測模型的指標(biāo)涵蓋人口數(shù)量、富裕程度以及技術(shù)水平三個維度，具體參數(shù)包括各省常住人口數(shù)量、人均GDP和第三產(chǎn)業(yè)占比。王金南等[4]提出了4個分配影響因子和5個指標(biāo)，以GIS平臺為基礎(chǔ)，構(gòu)建了中國區(qū)域二氧化碳排放分解模型CRBDM。4個分配影響因子包括排放水平、經(jīng)濟(jì)水平、能效水平和非化石能源，5個指標(biāo)分別為工業(yè)增加值能耗變化趨勢、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值、人均二氧化碳排放量和非化石能源占一次能源消費(fèi)比重。熊小平等[3]提出了一種針對碳排放總量控制目標(biāo)的區(qū)域分解方法，該方法考慮3個核心指標(biāo)，即人口數(shù)量、人均GDP和碳生產(chǎn)力，該方法相對簡單易操作。程紀(jì)華[5]建立了一種兼顧公平、效率和可行性的省級層面碳排放總量目標(biāo)分解模型，該模型涉及7個指標(biāo)，包括常住人口數(shù)量、城鎮(zhèn)居民可支配收入、工業(yè)占國內(nèi)生產(chǎn)總值比重、單位增加值能耗（規(guī)模以上）、單位能耗的國內(nèi)生產(chǎn)總值產(chǎn)出、人均能源消費(fèi)量及人均國內(nèi)生產(chǎn)總值。該模型考慮了地區(qū)差異因素，并提出了戰(zhàn)略預(yù)留目標(biāo)，以解決地方高耗能和高碳排項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)問題。Yi等[6]在目標(biāo)分解模型的構(gòu)建中考慮減排承擔(dān)能力、承擔(dān)責(zé)任等三方面，通過采用對人均國內(nèi)生產(chǎn)總值、歷史累積碳排放量、單位工業(yè)增加值能耗3個參數(shù)賦予權(quán)重并加和的方式建立碳排放量目標(biāo)分解模型。劉鎧誠[7]等在主流的碳排放量目標(biāo)分解方法的基礎(chǔ)上，考慮促進(jìn)非化石能源消費(fèi)的因素，提出了兼顧公平性、可行性、效率性和可持續(xù)發(fā)展性的碳排放目標(biāo)分解模型。武曉斌[8]基于LMDI方法，以經(jīng)濟(jì)、人口、能源消費(fèi)和碳排放強(qiáng)度為主要影響因素，建立了碳排放量目標(biāo)分解模型，并對我國30個省域、13年間的二氧化碳排放因素進(jìn)行實(shí)證分析，在利用各指標(biāo)的信息熵客觀確定其權(quán)重的前提下，結(jié)合各因素貢獻(xiàn)度進(jìn)一步對峰值目標(biāo)年碳排放量進(jìn)行分配，以保證分配方法的客觀和公正。胡穎[9]采用量子粒子群優(yōu)化算法對通用向量機(jī)模型進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，以誤差修正技術(shù)將隨機(jī)振蕩序列灰色預(yù)測模型與通用向量機(jī)預(yù)測模型進(jìn)行融合，通過混合預(yù)測模型，對以往碳排放總量目標(biāo)分解進(jìn)行完善補(bǔ)充。

以上研究提出了諸多科學(xué)性高、操作性強(qiáng)的碳排放量減排目標(biāo)區(qū)域分解思路、原則和方法，為各省進(jìn)行碳排放量減排目標(biāo)分解提供了一定的科學(xué)支撐。然而需要注意的是針對碳排放總量提出的分配方法，其分解結(jié)果的合理性直接受到碳排放增量目標(biāo)確定的合理性制約[10]?；谔寂欧旁隽磕繕?biāo)難以科學(xué)、合理確定的現(xiàn)實(shí)情況，建立在碳排放增量目標(biāo)基礎(chǔ)上的目標(biāo)分解方法學(xué)的可行性需要進(jìn)一步研究和探討。綜上所述，目前國內(nèi)外研究大多數(shù)是以碳排放總量分配為主的分配原則，主要考慮了責(zé)任、平等、效率和能力等因素。我國不同區(qū)域在歷史碳排放總量及累積量、單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量、人均二氧化碳排放量、環(huán)境質(zhì)量、降碳空間和潛力等方面存在明顯差異，其原因主要是各省在人口基數(shù)、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展情況、城鎮(zhèn)化率、能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、工業(yè)化程度以及清潔能源資源稟賦等方面存在顯著差異。因而排放量分解方法不能簡單處理，必須統(tǒng)籌考慮各種因素。

本文所述方法在均衡分解某省碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)的情況下，采用平衡式調(diào)節(jié)方法對各地市的碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，協(xié)同考慮融入大氣污染控制現(xiàn)狀因素，如按照某省內(nèi)“十三五”期間或某一年度環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)排名情況，將某省各地市進(jìn)行分類，差異化制定其碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行整體測算，在預(yù)留戰(zhàn)略排放空間的同時，保證完成某省碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)。

3 碳排放強(qiáng)度控制目標(biāo)區(qū)域分解方法

3.1 分解原則

原則一：平衡關(guān)系。應(yīng)保證某省各地市GDP增長量和二氧化碳排放增長量數(shù)據(jù)與省級總量數(shù)據(jù)相吻合、目標(biāo)相一致。建立平衡關(guān)系式，如下：

某一時期內(nèi)某省各地市二氧化碳排放量=同期某省二氧化碳排放總量

原則二：基于新形勢下減污降碳協(xié)同增效的重大意義和科學(xué)內(nèi)涵，統(tǒng)籌考慮溫室氣體與大氣污染物之間的協(xié)同控制要求，在碳排放強(qiáng)度目標(biāo)分解過程中考慮空氣質(zhì)量因素。

原則三：綜合考慮下轄地市碳排放量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、降碳潛力、空氣質(zhì)量等因素，建立碳排放強(qiáng)度下降率分解模型。將國家分配至省級的單位生產(chǎn)總值二氧化碳排放下降率（碳排放強(qiáng)度下降率）指標(biāo)進(jìn)一步向各地市分解。

3.2 分解思路

碳排放強(qiáng)度控制目標(biāo)區(qū)域的分解思路如圖1所示。

圖1 碳排放強(qiáng)度控制目標(biāo)區(qū)域分解思路

3.3 分解方法

（1）已知指標(biāo)為某省各地市2020年GDP（A）、各地市2020年碳排放量（B）、各地市“十三五”GDP增長率（C0）。

（2）假設(shè)各地市“十四五”GDP年均增長率（C）等于“十三五”GDP年均增長率（C0），假設(shè)各地市“十四五”碳排放強(qiáng)度下降率（D）初始值采用省級目標(biāo)值。

（3）根據(jù)各地市2020年GDP（A）、“十四五”GDP年均增長率（C），推出其2021-2025年GDP總量（I-M），公式如下：

采用ORIGIN 9.1軟件進(jìn)行繪圖。采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件對3種致病菌數(shù)量分布與水齡做相關(guān)性分析。

本年度GDP總量=上年度GDP總量×（1+GDP年均增長率）①

（4）根據(jù)各地市“十四五”碳排放強(qiáng)度下降率（D）初始值，推出“十四五”年均碳排放強(qiáng)度下降率（E），公式如下：

碳排放強(qiáng)度年均下降率=1-（1-“十四五”碳排放強(qiáng)度下降率）1/5②

（5）根據(jù)各地市的“十四五”GDP年均增長率（C）和“十四五”年均碳排放強(qiáng)度下降率（E），推出各地市“十四五”年均碳排放量增長率（F），公式如下：

“十四五”年均碳排放量增長率=（1+“十四五”GDP年均增長率）×（1-“十四五”年均碳排放強(qiáng)度下降率）-1 ③

（6）根據(jù)各地市“十四五”年均碳排放量增長率（F）和各地市2020年碳排放量（B），推出各地市2021-2025年碳排放量（N-R），公式如下：

本年度碳排放量=上年度碳排放量×（1+“十四五”年均碳排放量增長率） ④

（7）根據(jù)各地市2021-2025年GDP總量（I-M）和2021-2025年碳排放量（N-R），計(jì)算各地市2021-2025年碳排放強(qiáng)度（S-W），公式如下：

某年度碳排放強(qiáng)度=該年度碳排放量/該年度GDP總量 ⑤

（8）根據(jù)2021-2025年碳排放量（N-R）和各地市2021-2025年GDP總量（I-M），加和計(jì)算各地市合計(jì)2021-2025年碳排放總量和各地市合計(jì)2021-2025年GDP總量，二者相除得到省級2021-2025年碳排放強(qiáng)度，公式如下：

某年度省級碳排放強(qiáng)度=該年度各地市合計(jì)碳排放總量/該年度各地市合計(jì)GDP總量 ⑥

（9）根據(jù)省級2021-2025年碳排放強(qiáng)度計(jì)算此情景下的省級“十四五”碳排放強(qiáng)度下降率，公式如下：

省級“十四五”碳排放強(qiáng)度下降率=（2020年省級碳排放強(qiáng)度-2025年省級碳排放強(qiáng)度）/2020年省級碳排放強(qiáng)度 ⑦

（10）根據(jù)管理需要及各地市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及碳排放實(shí)際情況綜合考慮多種因素后，調(diào)整各地市的碳排放強(qiáng)度下降率（D）目標(biāo)值。例如，根據(jù)2020年省級空氣質(zhì)量綜合指數(shù)排名情況，分為三類：排名前三的地市，其“十四五”碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)在省級目標(biāo)值基礎(chǔ)上-0.5%；排名居中的地市，其“十四五”碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)采用省級目標(biāo)值；排名后三位的地市，其“十四五”碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)在省級目標(biāo)值基礎(chǔ)上+0.5%。據(jù)此試算省級“十四五”碳排放強(qiáng)度下降率。

（11）調(diào)整各地市合計(jì)碳排放總量與省級碳排放總量預(yù)測值之間的平衡關(guān)系以及各地市合計(jì)GDP總量與省級GDP總量預(yù)測值之間的平衡關(guān)系。在省級碳排放強(qiáng)度下降率達(dá)標(biāo)的前提下，達(dá)到平衡（滿足省級預(yù)測值）后，根據(jù)測算出的省級碳排放強(qiáng)度下降率數(shù)據(jù)與目標(biāo)值的差值，測算“十四五”期間每年預(yù)留的碳排放量空間，這部分戰(zhàn)略預(yù)留碳排放量可用于省級層面重大耗能項(xiàng)目二氧化碳排放增量的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

4 結(jié)論

現(xiàn)階段，國內(nèi)外碳排放目標(biāo)分解以總量分配為主旋律，對碳排放增量按照公平性指標(biāo)、可行性指標(biāo)、效率性指標(biāo)等進(jìn)行相應(yīng)分解，在分解過程中對不確定性因素控制能力不足，如易受到各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重值難以合理確定、各地市同一指標(biāo)的差異大等影響，易出現(xiàn)增量分配結(jié)果偏離實(shí)際或進(jìn)一步測算發(fā)現(xiàn)部分地市難以完成碳排放強(qiáng)度下降率控制目標(biāo)的情況。根據(jù)我國所處的發(fā)展階段，碳減排目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是以碳排放強(qiáng)度減排為目標(biāo)的總量減排，為更有效地實(shí)現(xiàn)我國2030年碳減排目標(biāo)，開展碳排放強(qiáng)度控制目標(biāo)分解方法研究尤為重要。

本文提出的碳排放強(qiáng)度目標(biāo)分解方法通過構(gòu)建分配模型，綜合考慮各地市碳排放量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、降碳潛力、空氣質(zhì)量等因素，兼顧公平和差異化原則，融入了新形勢下減污降碳協(xié)同控制的理念以及戰(zhàn)略預(yù)留碳排放空間的思想，可將省級碳排放強(qiáng)度目標(biāo)公平、合理地分解到各地市，并使各地市在完成既定經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展目標(biāo)的同時完成碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)，具有可操作性。