基于二階段LMDI模型的新疆碳排放驅動影響因素研究

摘 要：本文以LMDI為研究方法，研究了新疆能源結構、能源效率、經濟發展和人口數量分別對新疆碳排放的貢獻力度；并在第一階段的基礎上以能源強度為基礎，研究了不同產業的碳排放強度，研究表明第三產業中交通運輸業是影響我省碳排放的主要因素，第二產業中工業是影響我國碳排放的主要因素，并據此提出了有關產業調整的具體方案。

關鍵詞：LMDI模型 能源強度 影響因素 產業類型

一、引言

新疆作為我國西部較落后的一個省份，目前，正處于快速工業化進程中，經濟的發展離不開對能源的消耗。2010年，新疆的主要能源（煤、石油、天然氣）消耗達到7131.23萬噸標準煤，相對于1991年增加了5294.51萬噸。隨之而來的二氧化碳的排放量也保持快速增加態勢， 從1991年的1283.40萬噸增加到2010年的4848.95萬噸。碳排放量的不斷增加，不但嚴重影響到了我省經濟可持續發展，還在一定程度上影響了人民的健康生活。因此，控制和削減二氧化碳排放形勢十分嚴峻。那么到底是什么原因促進了碳排放持續快速增長，哪些因素又可以抑制碳的排放，值得深入探討。本文基于LMDI模型將碳排放分解為各因素的作用，定量分析了各因素變動對排放量的影響，旨在為改善我省環境提供理論依據。

二、LMDI模型介紹

（一） Kaya恒等式及其擴展

Kaya恒等式是由日本教授Yoichi Kaya 于IPCC的一次研討會上提出的，它用簡單的乘積形式將一國或地區的碳排放量與經濟，人口和能源的消耗聯系了起來。但近年的研究表明碳排放量除了與上述因素有關，還與能源結構與能源強度有關，鑒于此，在原模型基礎上引入能源結構和能源效率兩個變量。擴展后的Kaya恒等式形式如下；

式中 E、Y、P、C分別表示一次能源消費量、一國或地區生產總值、人口數、CO2排放量，i表示能源種類，則：X1，i表示單位i種能源的碳排放量，即能源排放強度；X2，i表示第i種能源在一次能源中所占的比重，即能源結構；X3 表示單位生產總值所消耗的一次能源量，即能源強度；X4表示人均gdp。由此，碳排放量變化可以分解為能源排放強度、能源結構、能源效率、經濟發展和人口數量5個因素共同作用結果。

（二）LMDI分解

ANG的研究指出，LMDI相對于其它分解方法它滿足因素可逆，能消除殘差項的優點，其所得模型更具說服力。鑒于此，選用LMDI方法對碳排放進行因素分解。其具體方法如下所示：

將0時期的總量變化表示為： T時期變化表示為： 則碳排放的變化可分解為：

其中：△CZ為總效應，△CXk為各分解因素的貢獻，

其大于零表示有正的效應。

三、碳排放因素分解

（一）數據來源與說明

計算一次能源的數據、新疆生產總值、各年份人口以及各產業產值均由新疆歷年統計年鑒整理而來，而二氧化碳的計算則是由各化石燃料的消費量與其對應的碳排放系數的乘積而來。化石燃料的碳排放系數如表1所示：

（二）LMDI因素分解

1. 第一階段的LMDI因素分解

首先，根據擴展后的Kaya恒等式，將影響碳排放量變化的5個因素進行LMDI分解。結果表明：在1991年-2010年期間，經濟發展是導致CO2排放增加最主要的原因；其次是人口因素，能源強度因素則在相當程度上減緩了CO2排放，能源結構因素較能源強度因素次之。這表明，在發展低碳經濟時要實現發展與減排的雙贏目標，未來新疆降低碳排放的主要路徑在于一方面著力控制人口增長，另一方面增加能源強度，轉變能源消費結構，開發核、風等新能源。

2. 第二階段的LMDI分解

通過階段一可知，提高能源強度是減排的重要途徑，為此，我們在第一階段的基礎上，從產業結構角度對能源強度進行分解，來探索影響能源強度的內在因素。用X3表示能源強度，Ei表示第i產業的能源消耗量，Y表示新疆生產總值，Yi表示的i產業產值，則Ii =Ei /Yi表示i產業的能源強度，Qi =Yi/Y表示產業結構。則：

對上式進行LMDI分解，結果表明：新疆能源強度在近十年經歷了3個階段，分別為2000-2002年為緩慢上升階段，2002-2008年緩慢下降階段，2008-2010年的上升階段。并且產業能源強度效應有助于降低新疆能源的總體強度。

為深入期間，我們將分產業進行分析，探討可降低能源強度的具體產業。在分析產業能源強度時為和能源強度（單位GDP的能耗）這一定義相匹配，我們在此構建消費比/產出比的指標，用來表示各產業的能源強度。

由表2可以看出：工業的消費比例/產出比例最高，即在工業中，每生產占新疆生產總值1個百分點的產量，要消耗占新疆能源生產總量1.757的能源。因此，工業是降低能源強度最有潛力的產業，在今后從降低能源強度方面應加以限制，同理，交通運輸業也是應該限制的產業；而建筑業、農林牧漁業的消費比例/產出比較低，因此就環境角度而言應是大力發展的產業。

四、主要結論及建議

本文以LMDI模型為方法，對新疆的二氧化碳的排放因素進行因素分解，研究表明經濟發展是導致CO2排放增加的主要原因，其次是人口因素，能源強度因素則在相當程度上減緩了CO2排放量的增長，能源結構驅動因素較能源強度因素次之。在對能源強度進行以產業結構為基礎的因素分解時，我們發現，工業是影響二氧化碳排放增加的最主要的產業，其次是交通運輸、倉儲及郵電通信業，因此在考慮環境壓力方面應抑制其發展；而批發零售貿易業、餐飲業和除去第一產業、第二產業和第三產業中的交通運輸、倉儲及郵電通信業以外的其他產業則是降低二氧化碳排放量最有潛力的產業之一，應該大力發展。根據研究結果我們可以提出以下建議：1.控制人口增長、降低人均能耗強度。2.加快推進技術進步，提高能源的使用效率。3.調整產業結構，避免過度的重化工業化。

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責任編輯：張莉莉