我國(guó)二氧化碳減排潛力研究 

摘要：能源效率是影響碳排放的主要因素。本文選取了同行業(yè)不同地區(qū)的能源效率為自變量，以某行業(yè)最優(yōu)能源效率地區(qū)的值為參照值，測(cè)算了我國(guó)2009年的行業(yè)二氧化碳減排潛力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在我國(guó)現(xiàn)有的生產(chǎn)力水平下，各省市以行業(yè)能源效率最優(yōu)省市的生產(chǎn)方式、能源結(jié)構(gòu)和管理模型進(jìn)行改進(jìn)，完全有能力實(shí)現(xiàn)2020年單位GDP二氧化碳減排40%-45%的減排承諾；但由于各省市地理?xiàng)l件、人文環(huán)境等的差異性，各省市的能源效率存在差異。總體上，我國(guó)尚處于弱退耦狀態(tài)，說(shuō)明我國(guó)的節(jié)能減排工作取得了一定的效果，但仍需要加大力度，鞏固減排成果。

關(guān)鍵詞：能源效率；減排潛力；系統(tǒng)聚類法；退耦效應(yīng)

中圖分類號(hào)：F0622 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

從18世紀(jì)的近代工業(yè)革命開(kāi)始，世界各國(guó)相繼進(jìn)入工業(yè)化時(shí)代。工業(yè)化大幅度提升了社會(huì)生產(chǎn)力，但也造成了全球氣候變化等諸多惡劣影響。如何積極有效應(yīng)對(duì)氣候變化、減少二氧化碳等溫室氣體排放等問(wèn)題已成為當(dāng)前全世界研究的熱點(diǎn)。

我國(guó)作為全球最大的發(fā)展中國(guó)家，在GDP保持快迅增長(zhǎng)的同時(shí)，二氧化碳?xì)怏w的排放量也迅猛增加，已經(jīng)超過(guò)美國(guó)成為二氧化碳等溫室氣體排放的第一大國(guó)。這樣的狀況使得我國(guó)在應(yīng)對(duì)氣候變化的談判會(huì)議中處于相對(duì)被動(dòng)的境地。哥本哈根會(huì)議上我國(guó)做出單位GDP二氧化碳等溫室氣體減排40%-45%的承諾，但這個(gè)承諾能否在保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定、各行業(yè)有序發(fā)展和人民生活日益改善的前提下實(shí)現(xiàn)？本文擬通過(guò)對(duì)工業(yè)能源效率進(jìn)行深入分析，挖掘減排潛力，論證這一承諾的可行性。

一、文獻(xiàn)綜述

目前，世界各國(guó)專家在二氧化碳減排影響因素與二氧化碳排放控制方面取得了很多共識(shí)，普遍認(rèn)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口規(guī)模、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和能源效率是二氧化碳排放影響因素。其中，能源效率在碳減排中的作用得到了充分的肯定。Huang（1993） 、Sinton Levine（1994） 研究了20 世紀(jì)90 年代中國(guó)能源消耗強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)工業(yè)部門能源效率提高導(dǎo)致了全國(guó)能耗強(qiáng)度的持續(xù)下降。吳巧生、成金華（2006） 在對(duì)我國(guó)1980-2004 年的能源強(qiáng)度的研究中得到了相同的結(jié)論。G.I·pekTunc（2009）運(yùn)用LMDI技術(shù)對(duì)土耳其二氧化碳排放進(jìn)行研究，認(rèn)為能源效率比產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的減排作用更明顯。史丹（2006）以國(guó)內(nèi)最高能源效率為比較標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)我國(guó)能源效率及地區(qū)間的差異做了深入研究和分析，得出了地區(qū)差異等因素組成的減排潛力差異。李志學(xué)等（2013）運(yùn)用DEA方法對(duì)我國(guó)不同地區(qū)的碳減排效率進(jìn)行了測(cè)算。余曉泓和張超（2012）用方向性距離函數(shù)和DEA方法給出了能源效率的定義，并對(duì)我國(guó)工業(yè)部門2000-2009年的能源效率和二氧化碳排放潛力進(jìn)行了測(cè)算。但縱觀已有文獻(xiàn)，至今對(duì)能源效率的定義尚未達(dá)成共識(shí)。本文對(duì)史丹2006年提出的地區(qū)減排潛力研究方法進(jìn)行了改進(jìn)，以某地區(qū)同行業(yè)的能源效率最優(yōu)值為參照對(duì)象，測(cè)算出不同地區(qū)同行業(yè)的二氧化碳減排潛力，并用退耦原理與模型測(cè)算出我國(guó)處于弱退耦狀態(tài)。

二、二氧化碳減排潛力的理論分析

二氧化碳減排潛力研究是選取最優(yōu)情況作為參照對(duì)比值，通過(guò)計(jì)算出其它情況與最優(yōu)情況的差距，從而得出現(xiàn)有生產(chǎn)力水平下的碳減排潛力。由于各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)方式、行業(yè)產(chǎn)品、行業(yè)服務(wù)對(duì)象和行業(yè)產(chǎn)權(quán)屬性都不相同，所以不同行業(yè)間的比較取優(yōu)顯然缺乏說(shuō)服力。故本文選取同行業(yè)不同地區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，從而得出行業(yè)二氧化碳減排潛力。

本文將能源效率定義為單位能源消耗標(biāo)煤量所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)出增加值，與能源強(qiáng)度存在倒數(shù)關(guān)系。能源效率測(cè)算方法如下：

以目標(biāo)省市某能源效率與實(shí)際各省市能源效率的差距計(jì)算的節(jié)能減排潛力，不僅是我國(guó)工業(yè)當(dāng)前技術(shù)水平下可能實(shí)現(xiàn)的潛力，而且在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排潛力的同時(shí)還能夠起到對(duì)能源資源進(jìn)行合理有效配置的作用。

三、行業(yè)二氧化碳減排潛力測(cè)算

由于工業(yè)中制造業(yè)，電力、煤氣及水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，采掘業(yè)的能源強(qiáng)度都較高，再加之?dāng)?shù)據(jù)缺乏的原因，本文將三個(gè)行業(yè)看做是一個(gè)整體，忽略工業(yè)內(nèi)的行業(yè)結(jié)構(gòu)問(wèn)題，選取工業(yè)為二氧化碳減排潛力研究的主要研究對(duì)象。

（一）各省工業(yè)能源消費(fèi)的合理性分析

本文選取我國(guó)2009年各地區(qū)能源消耗指標(biāo)、產(chǎn)業(yè)地區(qū)總產(chǎn)值和目標(biāo)行業(yè)（工業(yè)）能源消耗指標(biāo)、各地區(qū)工業(yè)產(chǎn)值為研究對(duì)象，數(shù)據(jù)來(lái)源為2010年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。

從表1中不難發(fā)現(xiàn)各省市工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)煤消耗占全國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)煤消耗比重與各省市工業(yè)產(chǎn)值占全國(guó)工業(yè)產(chǎn)值比重之間還是存在差異的，并不是兩條完全重合的曲線，這說(shuō)明有的省市工業(yè)能源消耗是高效的，即較少的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)煤消耗量可以帶來(lái)較大的工業(yè)產(chǎn)值，而有的省市能耗相對(duì)是低效的，還有些省市的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)煤消耗占全國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)煤消耗比重與各省市工業(yè)產(chǎn)值占全國(guó)工業(yè)產(chǎn)值比重大體一致。

本文對(duì)各地區(qū)工業(yè)能源消耗比重和產(chǎn)值比重情況進(jìn)行聚類分析，采用標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換方法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變化處理。

首先對(duì)數(shù)據(jù)列進(jìn)行中心化處理，然后再運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)差給予標(biāo)準(zhǔn)化，即：

通過(guò)變化處理之后，每列數(shù)據(jù)的平均值為0，方差為1。使用標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，在抽樣樣本改變時(shí)仍然保持相對(duì)的穩(wěn)定性。

由于卡方距離比其他常用距離系數(shù)具有更強(qiáng)的分辨能力，本文選用卡方距離法計(jì)算。

考慮到各種聚類方法對(duì)類與類之間的距離存在著不同的定義方法，得到的遞推公式也不同，本文參照Wishart的統(tǒng)一公式，設(shè)Gp與Gq并類為Gr，即Gr=Gp， Gq，則Gr與任一類Gk的距離為：

本文將各省市分為工業(yè)高能效省市、工業(yè)較高能效省市、工業(yè)較低能效省市和工業(yè)低能效省市四大類，聚類分析結(jié)果如表2所示。從整體上看，工業(yè)能效較高省份多集中在東部沿海城市，說(shuō)明這些省市的工業(yè)生產(chǎn)工藝先進(jìn)、科技水平較高、人力資源素質(zhì)較高、注重節(jié)能環(huán)保。而河北、山西、河南、內(nèi)蒙古等中西部地區(qū)工業(yè)能源效率相對(duì)低下，說(shuō)明這些地區(qū)對(duì)節(jié)能減排缺乏足夠的注視，生產(chǎn)設(shè)備落后、生產(chǎn)方式過(guò)于粗狂，應(yīng)加大對(duì)節(jié)能減排的資金和技術(shù)投入，同時(shí)提高這些省市的節(jié)能減排意識(shí)。

（二）各省工業(yè)二氧化碳減排潛力測(cè)算

通過(guò)表3可以看出我國(guó)各省市工業(yè)能源效率差異巨大，廣東省的工業(yè)能源效率最高，達(dá)到115億元/萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，故選取廣東省工業(yè)能源效率值為參照值，從而求出我國(guó)各省市工業(yè)節(jié)能減排潛力。我國(guó)工業(yè)總體節(jié)能減排潛力達(dá)到459%，也就是說(shuō)根據(jù)現(xiàn)有的工業(yè)發(fā)展水平，依據(jù)工業(yè)能效最高省市（廣州）的經(jīng)驗(yàn)和方法，至少工業(yè)是可以完成我國(guó)的二氧化碳減排承諾，即單位GDP二氧化碳等溫室氣體減排40%-45%，這無(wú)疑增強(qiáng)了我國(guó)完成節(jié)能減排工作的信心。但各地區(qū)的節(jié)能減排潛力差距較大，其中西部地區(qū)工業(yè)節(jié)能減排潛力相對(duì)較大，如寧夏、甘肅、貴州等地，而上海、北京、天津等地的工業(yè)節(jié)能減排潛力相對(duì)較小。從而可以看出，我國(guó)工業(yè)發(fā)展水平并不均衡，對(duì)中西部地區(qū)工業(yè)的技術(shù)、人力和財(cái)力投入不足。

（三）地域工業(yè)二氧化碳減排潛力測(cè)算

由于各省市之間地理?xiàng)l件、人文環(huán)境、氣候條件都有差異，很難達(dá)到所有省市能源效率的一致。以廣東的能源效率為參考值測(cè)算新疆、寧夏、甘肅等地的工業(yè)二氧化碳減排潛力有失公平。本文按照地理位置將我國(guó)各省市分為七大區(qū)域，進(jìn)行同區(qū)域內(nèi)的比較，測(cè)算其工業(yè)減排潛力。其中，華北地區(qū)包括北京、天津、河北、山西和內(nèi)蒙古；華南地區(qū)包括廣東、廣西和海南；華東地區(qū)包括上海、江蘇、浙江、安徽、福建、江西和山東；華中地區(qū)包括河南、湖南和湖北；西南地區(qū)包括重慶、四川和貴州；西北地區(qū)包括陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆；東北地區(qū)包括遼寧、吉林和黑龍江。由于同區(qū)域內(nèi)各省地理位置、人文環(huán)境和氣候差異相對(duì)較小，由此得出的各區(qū)域內(nèi)各省工業(yè)減排潛力更符合地區(qū)的實(shí)際情況，更具備可行性。我國(guó)七大區(qū)域工業(yè)二氧化碳減排潛力測(cè)算結(jié)果如表4所示。從表4中可以看出七大區(qū)域內(nèi)各省工業(yè)能源效率也是存在差異的。

四、退耦指數(shù)分析

（一）碳排放退耦指數(shù)概念及計(jì)算方法

“退耦”最早出現(xiàn)在物理學(xué)領(lǐng)域中，是指采取有效措施去除信號(hào)間的相互干擾。2000年，國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作和發(fā)展組織（OECD）將其引入到有關(guān)農(nóng)業(yè)政策的研究領(lǐng)域中，后來(lái)又應(yīng)用在對(duì)環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)劣的評(píng)價(jià)中。環(huán)境保護(hù)研究領(lǐng)域的“退耦”概念主要反映的是驅(qū)動(dòng)力與污染物壓力在同一時(shí)期的增長(zhǎng)彈性變化情況，當(dāng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度快于環(huán)境污染物增長(zhǎng)速度時(shí)稱為相對(duì)退耦現(xiàn)象，在經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的同時(shí)環(huán)境污染物排放量為零或出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)時(shí)，則稱為絕對(duì)退耦現(xiàn)象。向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型其實(shí)就是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與二氧化碳?xì)怏w排放量之間不斷進(jìn)行退耦的過(guò)程，即二氧化碳?xì)怏w排放量增長(zhǎng)速度率慢于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增長(zhǎng)速率。

退耦研究的具體測(cè)度為退耦指數(shù)：

D=E/F（14）

其中，D為退耦指標(biāo)；E為我國(guó)二氧化碳排放量增長(zhǎng)速率；F為我國(guó)總產(chǎn)值增長(zhǎng)速率。

當(dāng)D≥1時(shí)，表示的是強(qiáng)退耦效應(yīng)，說(shuō)明通過(guò)各種二氧化碳減排政策、措施及其執(zhí)行所得到的實(shí)際的二氧化碳減排貢獻(xiàn)大于或者等于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速率提高帶來(lái)的二氧化碳排放量的增加。D越大，說(shuō)明二氧化碳減排效果越明顯，即已有二氧化碳減排的政策和措施是有效的且效率較高。

當(dāng)0

當(dāng)D≤0時(shí)，表示的是沒(méi)有退耦效應(yīng)，說(shuō)明二氧化碳減排政策、措施及行動(dòng)嚴(yán)重缺乏有效性，以至于遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到二氧化碳減排的目的，換句話說(shuō)，這些二氧化碳減排政策措施和行動(dòng)尚不能很好地實(shí)現(xiàn)優(yōu)化行業(yè)結(jié)構(gòu)、提高能源消費(fèi)效率及降低能源強(qiáng)度的目的，因而二氧化碳排放量仍然處于快速上升的狀態(tài)。

（二）我國(guó)碳排放退耦指數(shù)現(xiàn)狀

通過(guò)退耦公式的計(jì)算，本文得出我國(guó)2006-2008年間我國(guó)年退耦數(shù)值分別為：062、033、043，即2006-2008年間退耦指數(shù)0策、措施等有效性和效率還不能得到保證。

五、結(jié)論

本文從我國(guó)各行業(yè)的能源效率角度出發(fā)，計(jì)算出不同省市工業(yè)的能源效率，同時(shí)對(duì)我國(guó)各地區(qū)工業(yè)能效做出差別分類。工業(yè)能效較高省市為北京、吉林、黑龍江、天津、上海、重慶、山東、福建、海南、西藏、青海、江西、湖南、陜西；工業(yè)能效較低省市為安徽、廣西、四川、云南、甘肅、寧夏、新疆、遼寧、貴州、湖北；河北、山西、河南、內(nèi)蒙古等地工業(yè)能源效率最低。可見(jiàn)，從整體上看，工業(yè)能效較高省份多集中在東部沿海城市，中西部地區(qū)的工業(yè)能效相對(duì)較低，應(yīng)加大對(duì)中西部地區(qū)節(jié)能減排的資金和技術(shù)投入，同時(shí)提高這些省市的節(jié)能減排意識(shí)。

以最優(yōu)工業(yè)能源效率省市（廣東省廣州市）為參照省市，我國(guó)工業(yè)總體節(jié)能減排潛力達(dá)459%，但各省市工業(yè)能源效率存在差異。此外，退耦值在05左右，說(shuō)明我國(guó)近年來(lái)隨著工業(yè)化的逐步深入，行業(yè)從資源粗狂型向資源密集型轉(zhuǎn)變，資源利用效率得到一定程度地提高，但是，二氧化碳絕對(duì)減排量要小于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的二氧化碳排放量增加，因此，總的二氧化碳排放還在不斷增加，二氧化碳的減排政策、措施等有效性和效率還不能得到保證。

參考文獻(xiàn)：

[1] Huang，J.P.Industrial Energy Use and Structural Change：A Case Study of the People′s Republic of China[J].Energy Economics，1993，1（15）：131-136.

[2] Sinton，J.E.，Levine，M.D.，Changing Energy Intensity in Chinese Industry：The Relative Importance of Structural Shift and Intensity Change[J].Energy Policy，1994，22（3）：239-255.

[3] 吳巧生，成金華.中國(guó)工業(yè)化中的能源消耗強(qiáng)度變動(dòng)及因素分析：基于分解模型的實(shí)證分析[J].財(cái)經(jīng)研究，2006，32（6）：75-85.