中國建筑業(yè)碳排放影響因素及其時(shí)空分布特征研究

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關(guān)鍵詞，碳排放；建筑業(yè)；LMDI；泰爾指數(shù)

中圖

分類號(hào)：X322 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

前言

近年來，全球氣候變暖已經(jīng)成為世界共同關(guān)注的課題，排放溫室氣體是造成全球氣候變暖的主要原因之一。人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生大量二氧化碳，導(dǎo)致地球溫度上升，冰川消融等，都威脅到人類的生存和發(fā)展。據(jù)世界資源研究所統(tǒng)計(jì)，中國的碳排放主要來自電力、建筑、工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。碳排放占比最高的行業(yè)之一是建筑業(yè)。隨著城市化水平提升，建筑行業(yè)的碳排放將保持持續(xù)增長，為此亟需探討碳排放以為綠色低碳發(fā)展提供決策建議。隨著近些年來“碳”熱，國內(nèi)外越來越多學(xué)者重點(diǎn)研究碳

排放，目前多利用SBM模型、EKC曲線、LMDI模型等對于碳排放的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行研究。相比其他主流方法，LMDI模型具有操作性強(qiáng)、直觀性好等優(yōu)勢，是當(dāng)下研究碳排放影響因素最主流的方法之一。徐國泉等采用二階段LMDI模型對江蘇省碳排放進(jìn)行研究。鄭蕊等將MMI分析方法融入LMDI和PDA分解模型探究產(chǎn)業(yè)體系碳排放的驅(qū)動(dòng)因素……然而，LMDI模型雖直觀展現(xiàn)碳排放驅(qū)動(dòng)因素的逐年影響程度，卻無法很好地探討空間差異性。而泰爾指數(shù)能很好地探索出細(xì)分區(qū)域之間碳排放的空間差異性。文章利用LMDI模型結(jié)合泰爾指數(shù)對建筑行業(yè)碳排放的影響因素及其時(shí)空分布特征進(jìn)行分析，為中國早日實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)提出建議。

1研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1數(shù)據(jù)來源

研究主要選取2006年-2021年16年間的數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)均來自于各省市的統(tǒng)計(jì)年鑒、中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒和中國建筑業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒等。

在建筑業(yè)碳排放的計(jì)算上，考慮到建筑材料的使用過程中也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，參考已有文獻(xiàn)，將建筑業(yè)的碳排放（C）分為直接碳排放（Cd_dir）和間接碳排放（C_indir），其中直接碳排放包括原煤、焦炭、轉(zhuǎn)爐煤氣、汽油等12種能源產(chǎn)生的碳排放，而間接碳排放指的是消耗鋼材、木材、水泥、玻璃、鋁材這5種建筑材料的使用所產(chǎn)生的碳排放，計(jì)算過程如式（1）：

文章主要參考《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》中的計(jì)算公式對建筑業(yè)的直接碳排放進(jìn)行測算。如表1所示這12種能源所對應(yīng)的具體折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)和碳排放因子。間接碳排放計(jì)算參考晏為謙、張小平等人的研究。

1.2 LMDI分解模型

LMDI模型又被稱為對數(shù)平均迪氏指數(shù)法，用于分解某個(gè)時(shí)間段影響目標(biāo)變量變化的驅(qū)動(dòng)因素，是Ang在AMDI法所存在的殘值問題基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)所產(chǎn)生的。結(jié)合Kaya恒等式，綜合考慮當(dāng)下建筑業(yè)碳排放的影響因素，將其分解為能源直接碳排放強(qiáng)度效應(yīng)、技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)、人均建筑面積效應(yīng)、人口規(guī)模效應(yīng)和人均間接碳排放效應(yīng)等驅(qū)動(dòng)因素，具體的建筑業(yè)碳排放估算公式如式（2）：

式（2）中，4指能源直接碳排放強(qiáng)度效應(yīng)，B指技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)，Q指人均建筑面積效應(yīng)，D指人均間接碳排放效應(yīng)，P指人口規(guī)模效應(yīng)，C_dir指直接碳排放，C_indir指間接碳排放，E指能源消耗量，S指建筑施工面積。

根據(jù)LMDI分解模型的加法形式可以將建筑業(yè)碳排放的變化分解為第t-1期的碳排放量C_t-1和第t期的碳排放量C_t的差，則第t-1期到第t期的碳排放變化量分解如式（3）：

2實(shí)證分析

2.1宏觀視角

利用LMDI模型對中國2006年-2021年30個(gè)省份的建筑業(yè)碳排放進(jìn)行完全分解，通過計(jì)算得出人口規(guī)模、建筑面積、能源消耗、技術(shù)進(jìn)步等影響因素對于中國2007年-2021年建筑業(yè)碳排放量的貢獻(xiàn)值和貢獻(xiàn)率。進(jìn)而得到2007年-2021年中國建筑碳排放影響因素效應(yīng)分解的LMDI分解結(jié)果以及各影響因素逐年影響程度。

如圖1所示，2007年-2021年，從中國30個(gè)省份的總體來看，碳排放量上升變化幅度超過2億噸，增長幅度顯著。人口規(guī)模、人均建筑面積、人均間接碳排放均對中國建筑碳排放量具有正向驅(qū)動(dòng)作用，且驅(qū)動(dòng)程度依次降低。人口規(guī)模效應(yīng)是影響中國建筑業(yè)碳排放的首要因素。人口規(guī)模的增加，帶動(dòng)建筑行業(yè)不斷拓展，進(jìn)而增加了建筑業(yè)的碳排放總量。技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)對于中國建筑業(yè)碳排放呈現(xiàn)負(fù)向驅(qū)動(dòng)效應(yīng)，說明技術(shù)水平越高，碳排放總量會(huì)越少，兩者成負(fù)相關(guān)。但在相關(guān)技術(shù)改進(jìn)上仍需加強(qiáng)以便進(jìn)一步高效減少中國建筑碳排放。人均建筑面積從2007年增加至2012年達(dá)到高點(diǎn)后降低，凸顯了中國建筑行業(yè)拓展速度與人口發(fā)展速度。而人均間接碳排放效應(yīng)對于建筑業(yè)碳排放的影響基本趨于穩(wěn)定，這主要是由于建筑業(yè)技術(shù)水平趨于穩(wěn)定、消費(fèi)者綠色意識(shí)增強(qiáng)等因素。也可以看出中國建筑業(yè)碳排放增速與人口規(guī)模增長速度、城鎮(zhèn)化增速基本持平，這反映了中國積極宣傳推廣節(jié)能減排、綠色建筑卓有成效。

2.2東中西三區(qū)域分析

為進(jìn)一步研究影響中國建筑業(yè)碳排放影響因素的地域差異，選取中國東部、西部、中部三個(gè)區(qū)域進(jìn)行分析，通過計(jì)算得到三個(gè)區(qū)域的各影響因素LMDI逐年分解結(jié)果。如圖2—圖4所示，從影響值大小來看，東部地區(qū)各影響因素的效用影響程度高，中部次之，西部最低。從動(dòng)態(tài)趨勢來看，在人口規(guī)模效應(yīng)上，東中西基本都呈現(xiàn)出先增高后降低再增高的趨勢，2011年、2013年左右是兩個(gè)拐點(diǎn)，顯示出近年來中國建筑行業(yè)的擴(kuò)展及人口數(shù)量變化。在人均間接碳排放和能源直接碳排放強(qiáng)度上，三大區(qū)域都保持穩(wěn)定且差距不大，均較低。在技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)上，三大區(qū)域呈現(xiàn)出較大的地區(qū)差異性，西部技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)的影響效果最差，可提升空間最高，中部次之，東部最優(yōu)。在人均建筑面積上，總體波動(dòng)集中在2010年-2013年和2018年-2021年這兩個(gè)時(shí)間段。期間，中國的土地政策和人口政策均有所改進(jìn)，對于各地區(qū)建筑碳排放造成相應(yīng)的正向影響。

3泰爾指數(shù)

根據(jù)2006年-2021年中國人口、碳排放數(shù)據(jù)，測算得出了基于人口規(guī)模的中國建筑業(yè)碳排放泰爾指數(shù)，具體數(shù)據(jù)如表2所示。首先觀察中國建筑業(yè)總體碳排放泰爾指數(shù)，在2012年達(dá)到了峰值0.6828，并且除2011年超過0.48以外，其余14年的數(shù)值均處于0.20～0.31區(qū)間內(nèi)。觀察東部、中部和西部三者的泰爾指數(shù)平均值，發(fā)現(xiàn)東部的泰爾指數(shù)最高，西部的泰爾指數(shù)最低。而在2012年中部地區(qū)的泰爾指數(shù)達(dá)到了1.03，遠(yuǎn)高于東部和西部地區(qū)。但從總體上來看，中國人均建筑業(yè)碳排放差異明顯，并且呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。

中國建筑業(yè)碳排放差異又可以分為區(qū)域內(nèi)差異和區(qū)域間差異，從數(shù)值上看，區(qū)域內(nèi)差異平均值為0.2575遠(yuǎn)高于區(qū)域間差異0.0563。從占比上看，區(qū)域內(nèi)差異平均貢獻(xiàn)率超80%，但是區(qū)域間卻只占不到20%，這表明中國建筑業(yè)碳排放差異主要表現(xiàn)為區(qū)域內(nèi)的差異。從演變趨勢來看，區(qū)域內(nèi)差異在2006年-2012年總體呈現(xiàn)先波動(dòng)后上升趨勢，并且在2012年達(dá)到頂峰0.6641，在2013年及以后區(qū)域內(nèi)差異均在0.22～0.33區(qū)間內(nèi)波動(dòng)。而區(qū)域間差異總體較小，在2011年達(dá)到了最高值0.2227。

4結(jié)論

建筑業(yè)作為影響中國碳排放程度最大的行業(yè)之一，應(yīng)大力投入實(shí)現(xiàn)減少建筑行業(yè)的能耗?？紤]到建筑行業(yè)的碳排放主要來自于使用建筑材料產(chǎn)生的二氧化碳，可以通過使用新型的或替代材料，去代替生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳的水泥、鋼材、木材等，進(jìn)而推進(jìn)建筑業(yè)的節(jié)能減排。政府應(yīng)加大財(cái)政投入力度、人才培育計(jì)劃等，重點(diǎn)關(guān)注落后地區(qū)，促進(jìn)東、西、中綠色協(xié)調(diào)發(fā)展，改善區(qū)域內(nèi)部的聯(lián)通狀況，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)部的共同發(fā)展，并做好區(qū)域內(nèi)部碳排放協(xié)同監(jiān)督管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)區(qū)域間與區(qū)域內(nèi)協(xié)同管理。同時(shí)，有關(guān)部門應(yīng)提高技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)對于減少建筑業(yè)碳排放的影響，給予在建筑材料或技術(shù)上具有研發(fā)創(chuàng)新能力的企業(yè)以優(yōu)惠政策，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，讓技術(shù)驅(qū)動(dòng)、人才驅(qū)動(dòng)成為主流。此外，考慮到人口規(guī)模和人均建筑面積對于建筑業(yè)碳排放的綜合影響，政府應(yīng)堅(jiān)持人口政策、土地政策、建筑政策相統(tǒng)一，促進(jìn)建筑業(yè)和諧、健康、綠色發(fā)展。