中國電力碳排放動態特征及影響因素研究

王常凱　謝宏佐

摘要

電力碳排放占中國碳排放總量比重較大，因此研究電力碳排放的影響因素并制定針對性減排政策對中國節能減排有重要意義。基于我國1991-2012年電力相關數據，分析了電力碳排放的動態特征，發現電力消費及其碳排放與GDP同步變化，中國電力生產的能源轉換效率在提高，電力碳排放主要來源于煤炭的使用；運用對數平均迪氏指數分解方法，不僅考慮電力生產過程，而且考慮電力輸配環節和電力終端消費活動對碳排放的影響，從而把中國電力碳排放增長分解為排放因子、能源結構、電力結構、轉換效率、輸配損耗、經濟規模、人口規模、產業結構、電力強度、生活消費等10個影響因素。分解結果表明，經濟規模是促使電力碳排放增長的最大因素，意味著中國電力碳排放與經濟社會發展密切相關；以工業為主的產業結構使得電力消費增加，驅動了電力碳排放增長；生活消費也是電力碳排放增加的重要影響因素；人口規模、輸配損耗、能源結構、電力結構、排放因子等因素也是正向效應，但影響程度較小；產業部門電力強度下降和能源轉換效率提高是抑制電力碳排放增長的最重要因素；電力結構也抑制了電力碳排放增長，但影響程度較小。基于以上結論，中國需要從電力生產、輸配、消費等環節入手控制電力碳排放。

關鍵詞電力碳排放；LMDI；影響因素

中圖分類號F205

文獻標識碼A

文章編號1002-2104（2015）04-0021-07

doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.04.003

改革開放以來，中國經濟快速發展，所取成就舉世矚目。但粗放型經濟增長模式使得能源消費量大、使用效率低，導致污染排放量特別是二氧化碳排放不斷增加，目前中國已成為世界第一碳排放大國。為了減少溫室氣體排放，2009年11月，國務院常務會議提出“2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%”的約束性目標。電力是社會經濟發展不可或缺的優質能源，中國電力消費占能源終端消費總量的比重逐年攀升，1991年僅為9.53%，2012年該比例已達到22.56%。由于資源稟賦結構的限制，中國電力生產以火電為主，火電生產又主要依賴煤炭，化石能源的燃燒是二氧化碳排放的主要來源，因此中國的電力生產伴隨大量的碳排放，據本文計算，電力生產碳排放已經占到中國碳排放總量的40%。為了完成中國節能減排目標，必須關注電力的減排問題。

1文獻綜述

中國碳排放量增加較快，哪些因素驅動中國碳排放增長？這個問題受到學者廣泛關注，Du L，et al[1]基于1995-2009年的省際面板數據研究了中國碳排放的影響因素和減排潛力。王峰等[2]采用LMDI因素分解方法研究了1995-2007年中國碳排放的驅動因素。Wang Z，et al[3]、Wang P，et al[4]、Wang W，et al[5]、陳詩一[6]分別采用因素分解或面板數據回歸方法研究了北京、廣東、江蘇和工業碳排放的影響因素，均發現碳排放增加的主要影響因素是經濟發展、城市化等，而能源強度的下降則抑制了碳排放的增加。

電力作為一種優質二次能源，其消費和中國經濟增長關系密切，林伯強[7]在三要素生產函數框架下的實證表明GDP、資本、人力資本以及電力消費之間存在著長期均衡關系，Yuan J，et al[8]針對中國也得出了同樣的結論；米國芳和趙濤[9]的研究表明，經濟增長、電力消費、碳排放三者之間存在著長期穩定的協整關系；碳排放量與經濟增長、電力消費與經濟增長、碳排放量與電力消費都互為Granger因果關系。

雖然電力消費對中國經濟增長的意義重大，但是電力生產碳排放量較大，這也引起了部分學者的關注。侯建朝和譚忠富[10]利用對數平均權重分解法構建了電力生產碳排放變化影響因素的分解模型，將CO2排放變化分解為收入效應、電力生產強度效應、電力生產結構效應、人口效應和發電煤耗效應。霍沫霖等[11]利用LMDI分解模型，分析了廠用電率、發電結構、發電煤耗、線損率等因素變化對電力工業碳排放強度變化的影響。ZhaoX，et al[12]利用ARDL模型研究了行業增加值、火電設備平均利用小時數、標準煤耗率三個因素對中國電力工業碳排放的影響。Zhang M， et al[13]研究了多種因素對中國電力生產碳排放的影響，并發現經濟活動效應是碳排放增加的主要貢獻力量，電力生產效率在抑制碳排放方面處于關鍵地位。

以上文獻在分析電力碳排放的影響因素時，主要局限于電力工業，從電力生產角度去分析，缺乏考慮中國電力所處的經濟社會宏觀背景；雖有少數考慮到經濟活動的影響，但忽視了人口增長、人民生活水平提高和產業結構變化對電力碳排放產生的影響，特別是對中國這樣一個處于產業結構調整升級、經濟穩步增長和人民生活水平逐漸提高時期的人口大國，這些因素的影響不容忽視。

本文從電力生產、輸配到消費的全過程，引入電力生產結構、能源投入結構、能源轉換效率、輸配損耗、電力強度、經濟結構和人口等因素，從電力的產業消費、輸配損耗和生活消費三個角度進行因素分解，采用對數平均迪氏指數分解法（LMDI）研究這些因素對電力碳排放的影響程度和方向。本文的研究對于控制能源消費總量、優化能源結構、提高能源效率、促進節能減排、解決霧霾等問題都具有參考意義。

2研究方法和數據來源

2.1電力碳排放計算

我國的電力類型有火電、水電、核電及風電等4種主要類型，本文假設水電、核電及風電的生產不產生碳排放，電力碳排放主要由火電生產中投入的初始能源燃燒產生。計算碳排放有多種方式方法，聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）2006 年編制《國家溫室氣體清單指南》，其中提出的碳排放計算方法是最常用的方法：

C=∑iEi·Ki·εi·ηi·44/12（1）

其中i表示能源種類，C表示二氧化碳排放量，Ei表示各種能源投入量，其中“其他能源”用 “一般廢棄物”代替；Ki代表平均低位發熱量；ε表示能源含碳量；η表示碳氧化因子，取常數1。按照（1）式即可得到1991-2012年電力生產碳排放量。