低碳城市評價方法與應用研究*

何 鋼

（淮南師范學院，安徽淮南 232001）

中國城市化與工業(yè)化的快速發(fā)展，經濟的可持續(xù)性正面臨著新的嚴峻挑戰(zhàn)。近年來，在貫徹和諧社會、建設生態(tài)文明的大背景下，我國政府對能源與環(huán)境問題高度重視。新世紀以來，城市作為人類活動的中心，消耗了全球能源的75%，旨在降低人類活動碳足跡的發(fā)展理念正在逐漸成為人們生活的主流思想，能源安全與全球變暖是全球最受關注的問題，“低碳經濟”是應對這兩大難題行之有效的發(fā)展方式。城市是國家經濟社會發(fā)展的主角，是解決能源問題和環(huán)境問題的關鍵，環(huán)境友好型社會早已取代高消耗、高污染和低效率的發(fā)展模式，自2007年，建設低碳城市成為低碳發(fā)展的重要內容。低碳城市以低碳經濟為發(fā)展目標，市民具備低碳生活理念，政府規(guī)劃以低碳社會建設為藍圖，這是低碳城市的三大基本標志。低碳城市建設是節(jié)能減排、轉變經濟增長方式的重要途徑，是我國城市化進程的必然趨勢，也是發(fā)展中國家應對氣候變化的重要課題之一。

一、安徽省低碳經濟發(fā)展狀況

在國內外加快低碳經濟發(fā)展的背景下，我省積極發(fā)展低碳經濟，不斷加大政策支持和引導力度，已取得一些積極成效。

1.新能源生產基地初步形成，產業(yè)發(fā)展空間大

近年來，我省充分集成各方面資源積極發(fā)展低碳能源，積極謀劃發(fā)展一批核能、太陽能與生物質能源等新能源項目，目前全省已在核能利用前期工作推進、太陽能利用、生物質能利用及風能電場工程規(guī)劃等新能源領域取得了積極進展，初步形成區(qū)域性新能源生產基地。

2．低碳技術研發(fā)具備一定優(yōu)勢，部分領域推廣普及低碳技術

一是清潔能源技術具備一定研發(fā)實力。在染料敏化太陽電池、光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽能光熱綜合利用等領域取得一定成果，秸稈綜合利用等生物質能技術取得較大進展，中科院及中科大的核聚變技術研究處于領先地位。二是主要高耗能行業(yè)低碳技術取得新突破。潔凈煤技術穩(wěn)步推進，煤礦瓦斯治理技術達到國內領先水平，鋼鐵余熱利用技術具有一定優(yōu)勢，已掌握燒結余熱、轉爐汽化蒸汽、高爐沖渣熱水等發(fā)電技術。

3.工業(yè)領域節(jié)能效果明顯，重點行業(yè)及企業(yè)示范作用突出

“十一五”時期以來全省組織實施一批重點節(jié)能技術改造、重大節(jié)能技術示范工程，不斷淘汰落后產能，開展節(jié)能技術的推廣應用，有效支撐工業(yè)領域節(jié)能減排。

4.交通領域加大低碳試點與技術創(chuàng)新，新能源汽車走在全國前列

一是合肥成為我國低碳交通試點城市。二是新能源汽車方面在國內自主品牌企業(yè)中處于領先地位。奇瑞汽車股份有限公司、江淮汽車股份有限公司、安凱汽車股份有限公司、安徽國軒電動汽車有限公司等企業(yè)多年來一直從事節(jié)能和新能源汽車的研發(fā)和生產，在純電動汽車的研發(fā)和生產方面具有較強的自主創(chuàng)新能力和自主品牌優(yōu)勢。

5.商業(yè)領域節(jié)能減排積極推進，積極倡導綠色消費模式

2008年以來，我省重視商業(yè)領域節(jié)能工作，積極推動重點商業(yè)企業(yè)低碳化發(fā)展，努力培育低碳消費理念，取得良好成效。一是加強引導及資金技術支持，鼓勵大型商業(yè)企業(yè)建立低碳發(fā)展模式。二是繼續(xù)開展綠色飯店創(chuàng)建活動，培育居民低碳消費習慣。

二、低碳城市評價指標建立

1.指標設計原則

構建指標評價體系，應以全面性、科學性、可比性、可操作性為原則。

2.具體指標設立及其解釋

低碳經濟的實質主要體現(xiàn)在環(huán)境優(yōu)良、經濟發(fā)展良好、碳排放量少這三大方面，基于此，本文采用如下指標進行刻畫。

（1）建成區(qū)綠化覆蓋率指標（市轄區(qū)）——環(huán)境指標

（2）安徽地級市年均生產總量增長率指標——經濟效益指標

（3）弧彈性指標

彈性指標計算公式如下：

原則上弧彈性值越高，則相對脫鉤效果越明顯。

（4）碳排放強度指標

碳排放強度指標（限工業(yè)）的計算公式為：期末二氧化碳/期末工業(yè)產值

3.各指標權重選擇

主成分分析是把原來多個變量化為少數(shù)幾個綜合指標的一種統(tǒng)計分析方法，從數(shù)學角度來看，這是一種降維處理技術。假定有n個樣本，每個樣本共有p個變量描述，這樣就構成了一個n×p階的地理數(shù)據矩陣：

如果記原來的變量指標為 X， X，……X，它們的綜合指標——新變量指標為Z，Z，……Zm（m≤p），則

在（2）式中，系數(shù)l由下列原則來決定：

（1）z與 z（i≠j；i，j=1，2，3，……，m）相互無關。

（2）z是（x，x，……，x）的一切線性組合中方差最大者：z是與 z不相關的 x，x，……，x的所有線性組合中方差最大者?！瓃是與z，z，……，z都不相關的 x，x， ……，x的所有線性組合中方差最大者。

這樣決定的新變量指標 z，z，……，z別稱為原變量指標 x，x，……，x的第一，第二，…，第 m主成分。其中，z在總方差中占的比例最大，z，z，……，z的方差依次遞減。

三、安徽省地級市低碳化評價

1.評價的前提與假設

本文基于安徽省2003年至2010年狀況，假定一個目標城市A與安徽地級市進行比較，與A最相似的地級市被認為是安徽省的“低碳城市”。基于目前安徽事實，我們將安徽地級市分為兩類，一類為資源型城市（銅陵、淮南、淮北），另一類為非資源型城市。由于資源型城市的特殊性，我們硬性規(guī)定目前資源城市低碳程度不如非資源型城市。為了突出目標城市A的進步性，本文將資源型城市與非資源型城市一起討論，得到結果后，再區(qū)別對待。

2.數(shù)據收集

（1）建成區(qū)綠化覆蓋率

各市2003—2010年建成綠化覆蓋率如表1所示。

（2）2003—2010 年生產總量

2003—2010年安徽省地級市生產總量如表2所示。

觀察數(shù)據不難發(fā)現(xiàn)安徽十七地級市生產總量在2003—2010年間逐年遞增，安徽省地級市2003年為基期的年均生產總量增長率表計算見表3。

（3）2003—2010年工業(yè)總產值和工業(yè)廢氣排放總量

表1 建成區(qū)綠化覆蓋率表（2003—2010年均值）

表2 安徽省地級市生產總量表（單位：億元）

表3 生產總量增長率表

2003—2010年安徽地級市工業(yè)總產值見表4。

工業(yè)廢氣排放總量見表5。

通過計算得到2003—2010年工業(yè)總產值-工業(yè)廢氣二氧化碳排放量弧彈性如表6。

表4 2003—2010年安徽地級市工業(yè)總產值表（單位：萬元）

表5 工業(yè)廢氣排放總量表（單位：億標立方米）

（4）碳排放強度值（工業(yè)）

2010年碳排放強度值（工業(yè)）見表7。

3．數(shù)據的處理方法：

（1）目標城市A的確定

表6 弧彈性

表7 碳排放強度值

通過數(shù)據計算，得到2003—2010年平均水平下淮南市建成區(qū)綠化覆蓋率最高，為43．1%：合肥市生產總值年均增長最快，是平均每年以基期（以03年為基期）生產總量的69．63%增長：淮北弧彈性最大，為 4．79：黃山碳排放強度最小，為0．16t：因此假設A城市建成區(qū)綠化覆蓋率為43．1%，年均生產總量增長率為基期生產總量的169．63%，弧彈性為 4．79，碳排放強度為0．16t。做這種假設原因在于可以立足10年以來安徽最優(yōu)情況來評判相對低碳的地級市。

（2）數(shù)學模型

利用相似優(yōu)先比數(shù)學模型來解決安徽各地級市低碳比較問題。設：

其中i與j為城市代號，Xi和Xj為城市具體某種指標數(shù)值，X為目標城市A具體某種指標數(shù)值。通過計算安徽地級市與A的相似得分，確定較低碳的地級市。在此模型中，得分越低則與A相似程度越高。由于合肥年均生產總量增長率與A相等，故設合肥在此指標下得分為0，通過上式可以構造安徽地級市的年均生產總量增長率相似比矩陣如下：

A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 1 0A 1 1A 1 2A 1 3 A 1 4 A 1 5 A 1 6 0.0 0 0.5 7 0.5 6 0.5 5 0.5 2 0.0 1 0.6 1 0.5 3 0.3 9 0.5 9 0.4 5 0.5 9 0.3 5 0.4 3 0.5 4 0.5 7 0.4 4 0.0 0 0.5 0 0.4 9 0.4 6 0.0 1 0.5 5 0.4 7 0.3 4 0.5 4 0.3 9 0.5 3 0.3 0 0.3 8 0.4 9 0.5 1 0.4 5 0.5 3 0.0 0 0.5 0 0.4 7 0.0 1 0.5 6 0.4 8 0.3 5 0.5 5 0.4 0 0.5 4 0.3 1 0.3 9 0.5 00.5 2 0.8 2 0.8 6 0.8 5 0.0 0 0.8 3 0.0 3 0.8 8 0.8 4 0.7 5 0.8 7 0.7 9 0.8 7 0.7 1 0.7 8 0.8 50.8 6 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.0 0 0.5 0 1.0 0 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.9 90.9 9 0.3 9 0.4 6 0.4 5 0.4 4 0.4 1 0.0 0 0.5 0 0.4 2 0.3 0 0.4 8 0.3 4 0.4 8 0.2 5 0.3 3 0.4 30.4 6 0.4 7 0.5 4 0.5 3 0.5 2 0.4 9 0.0 1 0.0 0 0.5 0 0.3 7 0.5 7 0.4 2 0.5 6 0.3 2 0.4 0 0.5 20.5 4 0.6 1 0.6 7 0.6 6 0.6 5 0.6 2 0.0 1 0.7 0 0.0 0 0.5 0 0.6 9 0.5 5 0.6 9 0.4 5 0.5 4 0.6 50.6 7 0.4 1 0.4 8 0.4 6 0.4 5 0.4 2 0.0 1 0.5 2 0.4 3 0.0 0 0.5 0 0.3 6 0.5 0 0.2 7 0.3 4 0.4 50.4 7 0.5 5 0.6 2 0.6 1 0.6 0 0.5 7 0.0 1 0.6 6 0.5 8 0.4 5 0.0 0 0.5 0 0.6 4 0.4 0 0.4 9 0.6 00.6 2 0.4 1 0.4 8 0.4 7 0.4 6 0.4 3 0.0 1 0.5 2 0.4 4 0.3 1 0.5 0 0.0 0 0.5 0 0.2 7 0.3 5 0.4 50.4 8 0.4 1 0.4 8 0.4 7 0.4 6 0.4 3 0.0 1 0.5 2 0.4 4 0.3 1 0.5 0 0.3 6 0.0 0 0.2 7 0.3 5 0.4 50.4 8 0.6 5 0.7 2 0.7 0 0.6 9 0.6 7 0.0 1 0.7 5 0.6 8 0.5 5 0.7 3 0.6 0 0.7 3 0.0 0 0.5 9 0.6 90.7 1 0.5 7 0.6 4 0.6 2 0.6 1 0.5 9 0.0 1 0.6 7 0.6 0 0.4 6 0.6 6 0.5 1 0.6 5 0.4 1 0.0 0 0.6 10.6 3 0.4 6 0.5 3 0.5 1 0.5 0 0.4 7 0.0 1 0.5 7 0.4 8 0.3 5 0.5 5 0.4 0 0.5 5 0.3 1 0.3 9 0.0 00.5 2 0.4 3 0.5 1 0.4 9 0.4 8 0.4 5 0.0 1 0.5 4 0.4 6 0.3 3 0.5 3 0.3 8 0.5 2 0.2 9 0.3 7 0.4 80.0 0

通過聚類分析知： 當 λ1〉0．95 選出 A9、A13得分為 1， 當 λ2〉0．71 選出 A11、A14 得分為 2，λ3〉0．57 選出 A1、A6、A8 得分為 3，λ3〉0．43 選出A3、A4、A5、A15 得分為 4，λ5〉0．43 選出 A2、A7、A10、A12、A16 得分為 5。

其中 Ai（i=1，2，3，……16）含義如下表：

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16淮北 亳州 宿州 蚌埠 阜陽 淮南 滁州 六安 馬鞍山 巢湖 蕪湖 宣城 銅陵 池州 安慶 黃山

故年均生產總量增長率如下：

合肥 淮北 亳州 宿州 蚌埠 阜陽 淮南 滁州 六安 馬鞍山 巢湖 蕪湖 宣城 銅陵 池州 安慶 黃山0 3 5 4 4 4 3 5 3 1 5 2 5 1 2 4 5

同理建成區(qū)覆蓋率得分如下：

合肥 淮北 亳州 宿州 蚌埠 阜陽 淮南 滁州 六安 馬鞍山 巢湖 蕪湖 宣城 銅陵 池州 安慶 黃山2 2 3 3 2 3 0 3 1 3 3 4 4 4 4 3 1

弧彈性得分：

合肥 淮北 亳州 宿州 蚌埠 阜陽 淮南 滁州 六安 馬鞍山 巢湖 蕪湖 宣城 銅陵 池州 安慶 黃山1 0 4 4 4 3 2 3 2 3 4 2 4 3 4 4 1

碳排放強度得分：

合肥 淮北 亳州 宿州 蚌埠 阜陽 淮南 滁州 六安 馬鞍山 巢湖 蕪湖 宣城 銅陵 池州 安慶 黃山1 3 3 3 2 2 4 2 1 4 4 3 4 4 4 4 0

根據得到的結果，容易發(fā)現(xiàn)綠化覆蓋與碳排放指標得分出現(xiàn)了背離現(xiàn)象。例如淮南市綠化得分為0，是安徽范圍內較優(yōu)水平，而碳排放強度得分為4，屬于安徽范圍內較差水平。出現(xiàn)這種背離的原因很大程度上是由于城市發(fā)展水平不一。通過相關權重系數(shù)的加總得到非資源城市得分如下：

合肥 宿州 蚌埠 滁州 六安 馬鞍山 巢湖 蕪湖 宣城 銅陵 池州 安慶 黃山1．15 3．64 3．12 3．64 1．87 2．6 4．05 3．02 4．47 3．02 3．54 3．74 2．18

四、總 結

城市是國家經濟社會發(fā)展的主角，是解決能源問題和環(huán)境問題的關鍵，低碳城市以低碳經濟為發(fā)展目標，是我國城市化進程的必然趨勢，也是發(fā)展中國家應對氣候變化的重要課題之一。安徽省新能源生產基地初步形成，產業(yè)發(fā)展空間大，低碳技術研發(fā)具備一定優(yōu)勢，部分領域推廣普及低碳技術，工業(yè)領域節(jié)能效果明顯，重點行業(yè)及企業(yè)示范作用突出，交通領域加大低碳試點與技術創(chuàng)新，新能源汽車走在全國前列，商業(yè)領域節(jié)能減排積極推進，積極倡導綠色消費模式通過指標設計原則、具體指標設立及其解釋、各指標權重選擇建立了低碳城市評價指標。根據安徽省地級市建成區(qū)綠化覆蓋率、2003—2010年生產總量、2003—2010年工業(yè)總產值和工業(yè)廢氣排放總量、碳排放強度值（工業(yè)）等數(shù)據的收集與處理，建立數(shù)學模型，得出了低碳化評價體系。主要評價結果為基于安徽城市面板，采用主成分分析法，得到合肥得分最低，為1．15分，因此合肥是安徽省目前較低碳的地級市。在安徽范圍內較低碳的城市是相對大型城市，它們的經濟發(fā)展水平在安徽省內居于前列。出現(xiàn)此種現(xiàn)象主要原因是這些大城市發(fā)展較快，經濟實力的增強使其可以引進更先進的技術，第三產業(yè)產值會隨人們日益提高的生活水平得到增加，使得較低碳的服務業(yè)走上舞臺。為了能夠達到低碳的目的，在建立低碳城市時應大力引進先進技術，增加經濟產值，優(yōu)化產業(yè)結構，以早日實現(xiàn)低碳化。

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