基于LMDI的河北省碳排放影響因素分解分析

[摘要]河北省碳排放量呈上升趨勢，經(jīng)濟增長是導致河北省碳排放增長的最主要因素，人口規(guī)模和結(jié)構(gòu)調(diào)整對碳排放也具有促進作用，能源強度對碳排放具有抑制作用。由于正向促進作用大于負向抑制作用致使河北省碳排放量總體呈上升態(tài)勢。在此基礎(chǔ)上，本文提出了相關(guān)的政策建議。

[關(guān)鍵詞]碳排放；驅(qū)動因素；因素分解；LMDI

[中圖分類號]F2992[文獻標識碼]A[文章編號]1005-6432（2013）32-0072-03

1模型構(gòu)建

在擴展卡亞（Kaya）恒等式的基礎(chǔ)上，采用LMDI分解法對河北省碳排放驅(qū)動因素的貢獻度進行測算。為提高碳排放量計算的準確度，采用了第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和居民生活消費的15種能源品種來構(gòu)建分解模型，并把碳排放總量C分解為國民經(jīng)濟三次產(chǎn)業(yè)部門的碳排放量C1和居民生活部門的碳排放量C2。

燃料油、液化石油氣、煉廠干氣、其他石油制品和天然氣等15種燃料。各變量的含義見表1。

基于式（1），第 t期相對于第t-1期碳排放變化量的LMDI加和分解可以表示為：

LEI[]生活能源強度，即居民單位收入的能源消費量，計算公式為：LEI=Ei/TI

由于各類能源的碳排放系數(shù)不變，在實際應用中一般取常量，因此在進行因素分解時，ΔCF=0，可以不做考慮。根據(jù)LMD1分解法對各因素進行分解，得到：

2計算結(jié)果及分析

2.1對碳排放量分類分析

按照河北省能源消費量及碳排放系數(shù)，計算得到1995—2009年河北省各部門和各能源品種的碳排放量。從總量來看，河北省碳排放量總體呈上升趨勢，從1995年的4193.63萬噸增長到2009年的11628.38萬噸，差不多增長了1.8倍。但從增長率曲線來看，各年增長幅度差異很大，大體經(jīng)歷了“緩慢增長—快速增長—增速下降”三個階段。1996—2001年為緩慢增長期，這期間碳排放量增長率最高不超過5%；但從2002年開始隨著宏觀經(jīng)濟逐步走出通貨緊縮的陰影，河北省也開始了新一輪投資快速增長期，帶動了全社會能源需求的大幅上升，碳排放增速迅速提升至2002年的12.29%，增速最高的2005年甚至達到了3022%；之后隨著“十一五”規(guī)劃目標的推出，河北省加大了節(jié)能減排的力度，單位GDP能源消費量逐年下降，碳排放增速逐漸出現(xiàn)了回落，2005年以來碳排放的增長速度逐漸放慢。

從產(chǎn)業(yè)貢獻來看，第二產(chǎn)業(yè)對碳排放量的貢獻最大，1995—2009年的平均貢獻率高達 829%，其中工業(yè)的貢獻率為81.4%，這表明河北省處于工業(yè)化快速發(fā)展時期，并且重工業(yè)特征突出。除第二產(chǎn)業(yè)外，居民生活部門的平均貢獻率達到97%；第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的平均貢獻率分別為109% 和603%。從貢獻率的變化來看，第一產(chǎn)業(yè)和居民生活部門的貢獻率趨于下降，第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的貢獻率趨于上升，但第三產(chǎn)業(yè)的上升幅度較小。從能源貢獻來看，原煤、柴油、汽油和焦炭是影響河北省碳排放的4種主要能源。1995—2009年，4種能源碳排放的平均貢獻率達到了 88.12%。在4種主要能源中又以原煤對碳排放量的貢獻最大，平均貢獻率為4961%，接近五成。受能源消費結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響，1995—2009年河北省原煤的碳排放比重從6027%下降至37.17%，而焦炭的碳排放量持續(xù)上升，且碳排放占比相應提高。盡管近年隨著交通運輸業(yè)和汽車制造業(yè)的快速發(fā)展，對柴油和汽油的需求量有所提高，但其碳排放的貢獻率相對穩(wěn)定，在1.5%～4.5%波動。

2.2對驅(qū)動因素的分類分析

通過擴展的卡亞（Kaya）恒等式，得到了影響碳排放的7個驅(qū)動因素，即生產(chǎn)能源強度因素、生活能源強度因素、能源結(jié)構(gòu)因素、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素、人均產(chǎn)出因素、人均收入因素和人口規(guī)模因素。將這7個驅(qū)動因素進一步劃分為4類，即能源強度效應、結(jié)構(gòu)調(diào)整效應、經(jīng)濟發(fā)展效應和人口規(guī)模效應。利用LMDI分解法，計算得到各驅(qū)動因素對碳排放量的貢獻值（如表2所示）。總體上看，經(jīng)濟發(fā)展、人口規(guī)模和結(jié)構(gòu)效應對碳排放量的增長產(chǎn)生正向驅(qū)動效應，能源強度則產(chǎn)生負向驅(qū)動效應。由于正向驅(qū)動效應大于負向驅(qū)動效應致使河北省碳排放量呈現(xiàn)不斷上升的態(tài)勢。

（1）能源強度效應。按照部門，能源強度可以分為生產(chǎn)部門能源強度和生活部門能源強度。如果某一部門能源強度下降，說明該部門能源利用效率提高。在其他因素保持不變的情況下，該部門能源消費所產(chǎn)生的碳排放量必然減少，因而能源強度下降對碳排放產(chǎn)生負向驅(qū)動效應。

表2的結(jié)果表明，能源強度效應對碳排放量的確存在負向驅(qū)動作用，其中又以生產(chǎn)部門能源強度效應最為明顯，1996—2009年累積降低碳排放311106萬噸，貢獻率達48.2%。但期間也有波動：ΔCPEI的值在2000—2001年、2002—2003年、2004—2005年和2007—2008年4個時段為正，表明這些年份的能源強度出現(xiàn)了不利于碳排放降低的變化。圖1直觀印證了這一點，圖1表明1995—2009年河北省生產(chǎn)部門能源強度總體呈下降趨勢（從1995年的603噸標準煤/萬元下降到2009年的3.55噸標準煤/萬元），這主要得益于第二產(chǎn)業(yè)尤其是工業(yè)的帶動。但在2001年、2003年和2005年三個年份的工業(yè)能源強度的小幅上升帶動了第二產(chǎn)業(yè)乃至整個生產(chǎn)部門能源強度的同向波動。值得注意的是，2008年第二產(chǎn)業(yè)能源強度的上升則是由于建筑業(yè)能源強度的大幅上升造成的。生活部門能源強度是指居民每單位收入所消費的能源量。一般而言，由于受到生活習慣、消費方式等因素的影響，居民生活能源消費的收入彈性較低，不會隨收入的增加而大幅增長。從1996—2009年間的總體發(fā)展趨勢來看，居民生活部門能源強度對碳排放量的增長基本是產(chǎn)生負的驅(qū)動影響。在15年間生活部門能源強度對碳排放量的驅(qū)動力達796.47萬噸，貢獻率達11.9%。上述分析表明，降低生產(chǎn)部門尤其是第二產(chǎn)業(yè)（工業(yè)）的能源強度，是實現(xiàn)河北省碳減排的重點；降低居民生活能源強度雖然能在一定程度上減緩碳排放量的增長，因為其涉及居民生活習慣和消費方式的改變，需要有一個長期的過程，但蘊藏著較大的潛力。

圖11995—2009年河北省生產(chǎn)部門、第二產(chǎn)業(yè)及工業(yè)能源強度

（2）結(jié)構(gòu)調(diào)整效應。結(jié)構(gòu)調(diào)整效應具體包括了能源結(jié)構(gòu)效應和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應。能源結(jié)構(gòu)效應是指能源品種結(jié)構(gòu)的調(diào)整對碳排放量的影響。一般而言，煤炭類能源消耗的碳排放因子最大，其次是石油類能源，天然氣的碳排放因子最小。因此，如果其他因素不變，能源結(jié)構(gòu)中的煤炭類能源消耗比重下降，石油類產(chǎn)品和天然氣的比重即使上升，碳排放量也會減少，反之，碳排放量增加。從分解結(jié)果來看，能源結(jié)構(gòu)變化對碳排放量的影響有限，這是由于河北省能源結(jié)構(gòu)比較單一，嚴重依賴煤炭，煤炭在一次能源消費中的比重超過90%，且短期內(nèi)難以改變，燃料結(jié)構(gòu)的“高碳”特征依然明顯。

對于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應來說，由于1995—2009年河北省第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的能源消費量占比平均值分別為084%，85.81%和275%，可見第二產(chǎn)業(yè)的能源消耗量和碳排放量在三次產(chǎn)業(yè)中最大。如果第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在國內(nèi)生產(chǎn)總值中的比重不斷提高，那么勢必導致能源消費總量不斷增加，碳排放量也必然持續(xù)增長。從1995—2009年，第一產(chǎn)業(yè)比重由22.16%下降至1281%，第二產(chǎn)業(yè)比重則由46.42%升至51.98%，其中工業(yè)產(chǎn)值比重由4037%升至46.32%，第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重由31.42%上升至35.21%。這種以工業(yè)規(guī)模不斷擴張為特征的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)變動，對化石能源XSKVaeiYCgFPyzVd0DAj3w==消費總量增長起到了巨大的推動作用。表2的結(jié)果顯示：樣本期間，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)變動對碳排放量增長起到了一定的推動作用，其平均貢獻為7.4%。可見，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，逐步降低工業(yè)在經(jīng)濟中的比重將是實現(xiàn)河北碳減排的一個政策選擇。

（3）經(jīng)濟發(fā)展效應。經(jīng)濟發(fā)展的本質(zhì)是一個經(jīng)濟體中全體居民的人均產(chǎn)出和人均收入的增長。一般而言，當產(chǎn)出水平提高時，能源消費量隨之提高，從而碳排放量相應增加；當收入水平提高時，勢必增加居民對汽車、冰箱、空調(diào)等耐用消費品的需求，導致能源消費量和碳排放量的相應增加。從分解結(jié)果來看，人均產(chǎn)出成為河北省碳排放量增長最主要的推動因素。1995—2009年，河北省人均產(chǎn)出水平提高了3.1倍，對碳排放的貢獻值提高了1.3倍。人均收入對碳排放同樣產(chǎn)生正向推動作用，但影響相對較小，在該時期對碳排放的累積貢獻率為98%。

綜合來看，經(jīng)濟發(fā)展成為推動河北省碳排放量增長的主導性因素。究其原因，與河北省碳排放演化的階段性不無關(guān)系。經(jīng)驗研究發(fā)現(xiàn)，一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與碳排放關(guān)系的演化存在 3個倒U型曲線高峰規(guī)律，即該演化過程需要先后跨越碳排放強度倒U型曲線高峰、人均碳排放量倒U型曲線高峰和碳排放總量倒U型曲線高峰。在不同的演化階段，驅(qū)動因素的影響和貢獻存在明顯差異。在碳排放強度高峰之前階段，碳排放增長主要由能源、碳密集型技術(shù)進步驅(qū)動；在碳排放強度高峰到人均碳排放量高峰階段，則主要由經(jīng)濟增長驅(qū)動；在人均碳排放量高峰到碳排放總量高峰階段，則主要由碳減排技術(shù)進步驅(qū)動；進入碳排放總量穩(wěn)定下降階段后，碳減排技術(shù)進步占據(jù)了絕對的主導地位。通過觀察1995—2009年河北省碳排放強度、人均碳排放量、碳排放總量的變化趨勢可以發(fā)現(xiàn)，河北省已經(jīng)跨越了碳排放強度高峰階段，碳排放強度逐年下降，但仍處于碳排放強度高峰到人均碳排放量高峰階段，經(jīng)濟增長成為這一階段碳排放增長的主要驅(qū)動力，本文的實證結(jié)果也表明人均GDP增長是碳排放量增長的最大驅(qū)動因素，其平均貢獻達到132.1%，遠大于任何一個驅(qū)動因素的貢獻。因此，河北省在減少碳排放、 發(fā)展低碳經(jīng)濟的過程中，必須權(quán)衡減排與發(fā)展的關(guān)系，在保證經(jīng)濟發(fā)展不受影響的條件下，實現(xiàn)發(fā)展與減排的雙贏。

（4）人口規(guī)模效應。人口規(guī)模的擴大對碳排放量具有正向驅(qū)動作用。盡管1995—2009年期間河北省人口總數(shù)僅以年均063%的速度增長，但由于人口基數(shù)較大，人口增長對碳排放的正向驅(qū)動效應不斷增強，再加上由于城市化進程的不斷加快，大量農(nóng)業(yè)人口進入城市從事第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的工作，居民的消費規(guī)模和消費模式發(fā)生了顯著變化，使得經(jīng)濟產(chǎn)出的持續(xù)增長以及與之相應的能源消費增長成為居民生產(chǎn)與發(fā)展的基本需求，從而推動了碳排放量的持續(xù)增長。

3結(jié)論

（1）提高能源效率是節(jié)能減排最為有效的方式。目前，河北省傳統(tǒng)的粗放式發(fā)展模式還未得到根本改變，普遍存在著能源效率低、浪費大的問題，在節(jié)約能源、提高能效方面有著巨大的潛力，提高能源效率應從微觀主體入手，充分利用市場機制，適度提高能源價格，加之使用補貼、稅收等手段，達到政府、企業(yè)和個人的激勵相容，形成節(jié)能減排的利益認同和一致行動。

（2）調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進低碳綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展。一方面，政府應利用經(jīng)濟手段和行政手段，調(diào)整工業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增加高附加值行業(yè)的比例，限制高耗能行業(yè)的發(fā)展；另一方面，政府應運用適當?shù)呢斦咭龑В膭詈头龀值吞籍a(chǎn)業(yè)的發(fā)展和綠色產(chǎn)品的開發(fā)，如信息產(chǎn)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)、新能源開發(fā)等，促進產(chǎn)品競爭力的提升。

（3）加大能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展低碳能源和可再生能源。盡管實證結(jié)果表明結(jié)構(gòu)調(diào)整在降低碳排放中的作用尚不明顯，而且以煤為主的能源結(jié)構(gòu)短期內(nèi)也很難改變，但若能進一步加大對風能、太陽能等清潔能源的利用，在一定程度上會緩解碳排放量增長的速度。