湖北省能源消費碳排放影響因素實證研究

○任鳳玲

（武漢科技大學 湖北 武漢 430081）

一、引言

湖北是典型的能源輸入型地區，如何在能源缺乏的條件下實現經濟增長、且做到低碳與減排這一目標，是湖北省現階段面臨的重要難題。因此，分析湖北省能源消費碳排放影響因素，有助于找到合適的減排措施，實現湖北經濟的長遠發展。

二、文獻綜述

關于碳排放及其影響因素的關系研究方面，Shi（2003）在基于對93個國家1975—1996年的面板數據的研究，發現發展中國家人口的變化對碳排放變化的作用比發達國家更加明顯。從經濟發展方面來說，Kim、Lee&Nam（2010）利用STAR模型，研究發現韓國的碳排放和經濟增長之間是相互依存的。經濟發展水平影響收入水平，進而影響消費者的消費行為和偏好，從而會導致不同強度的碳排放。 Lenzen（ 1998）和 Weber（ 2000）的研究表明消費者的行為對能源的使用以及溫室氣體的排放有一定的影響。關于碳排放影響因素分解模型的研究方面，Hulten（1973）首次將指數分解方法應用于能源問題的研究。Boyd等（1987、1988）分別提出了算數平均的Divisia指數法的乘法和加法形式。Ang和Liu（2000）提出了對數平均Divisia分解法（LMDI），通過這種方法來計算出來的因素權重不存在殘查，計算結果更加準確。國內學者徐國泉等（2006）采用對數平均權重Divisia分解法，定量分析了我國1995—2004年，能源效率、能源結構及經濟發展等因素對人均碳排放的影響。宋德永等（2009）運用LMDI方法，引入產業結構因素分析了我國1990—2005年的碳排放影響因素。朱勤等（2009）引入了人口因素研究碳排放影響因素。秦翊、侯莉（2013）運用LMDI分解法對廣東省能源消費碳排放進行分解，量化各因素貢獻。許廣月（2011）采用面板數據的計量模型，認為影響我國碳排放的主要因素是產出規模、產業結構域及能源消費結構。綜上分析，本文認為采用LMDI方法分析湖北省能源消費碳排放影響因素是較為合理的。

三、湖北省能源消費與碳排放現狀

1、能源消費

從表1中數據可以看出，隨著湖北經濟的發展，湖北省能源消耗量不斷增長。2012年湖北省能源消耗總量高達18128.09萬噸標準煤，比2005年增加7546.74萬噸，其中煤炭消耗12237.57萬噸、石油112.86萬噸、天然氣389.42萬噸、電力2019.28萬噸，比2005年分別增加77%、42%、164%、89.5%。

由表2中相關數據可知，湖北省主要的消費能源為煤炭，2005—2012年間，煤炭消費在能源消費總量中的比例總體維持在60%到70%之間，有較小幅度的上漲。石油消費所占比例先增后減，總體維持在20%到25%之間。電力消費所占比例總體呈上升趨勢，但增長幅度較小，總體維持在9%到11%之間。天然氣消費所占比例上升趨勢明顯，2012年所占比例比2005年增加了54%，但從整體而言，湖北省天然氣消費規模非常小。由于同等質量條件下的煤炭、石油及天然氣，煤炭提供的熱量少于石油和天然氣，但碳排放要高于石油和天然氣，因此煤炭消費所占比例會直接影響到地區的碳排放水平，能源消費結構的不合理會影響碳排放量。

表2 湖北省能源消費結構

2、碳排放

在測算湖北省能量消費碳排放量時，采用國際上公認的比較合理的碳排放測算方法——IPCC清單法進行計算。按照煤炭、石油、天然氣三大類能源分類進行計算，將各小類化石能源按照折標準煤系數折算為煤炭、石油、天然氣并分別進行加總，再利用碳排放系數計算碳排放量。關于碳排放系數，采用國家發改委能源所推薦的系數。

表3 各種能源折標準煤系數

表4 能源碳排放系數 單位：（噸碳/噸標準煤）

由此可以得到湖北省2005—2012年碳排放總量數據如表5。

表5 湖北省碳排放量（單位：萬噸）

圖1 湖北省碳排放總量

圖2 湖北省2005—2012年能源碳排放量對比

表6 主要變量及其定義

由表5相關數據可知，從2005—2012年，湖北省碳排放總量總體呈上升趨勢，2008年有所降低。2005年碳排放總量為6665.58萬噸，2012年碳排放總量為11349.7萬噸，是2005年排放量的1.7倍。2011年，湖北省碳排放總量首次突破億萬噸。從表3湖北省能源消費量相關數據可發現，2008年能源消費總量反增為減。這些數據表明，隨著經濟的發展，能源消費總量和碳排放總量不斷增加，三者變動存在一定的相關性。由于2008年爆發的全球金融危機，湖北省經濟形勢受到了影響，導致能源消費總量和碳排放總量出現同向波動的情況。

由圖2可知，2005—2012年間，由煤炭、石油及天然氣的消費產生的碳排放量都不同程度的呈現出上漲趨勢。在各種能源利用中煤炭產生的碳排放量最多，其次是石油，再次是天然氣。煤炭消費量的增加是湖北省能源消費產生的碳排放量增加的主要因素。由于天然氣是一種比較清潔的能源，雖然由天然氣消費產生的碳排放量不斷增加，但在總排放量中所占的比重較低。

四、基于LMDI方法的湖北省碳排放的因素分解

1、LMDI方法的分解模型

構建碳排放影響分解模型的目的是分解出碳排放變化的影響因素，并通過計算這些因素的貢獻率來分析其影響程度。根據Johan.A等的分析框架，碳排放量的分解如下：

其中，C代表碳排放量；Ci為i能源的碳排放量；E代表能源消費總量；Ei為i能源的消費量；Y代表地區生產總值；P代表人口。由上式可知，碳排放影響因素分別為：能源結構、碳排放強度、人均GDP及人口。

基于公式（1），根據Ang等提出的LMDI方法對碳排放影響因素進行分解。第T年相對于基年的碳排放量的變化可以表示為：

其中，△C為第T年相對于基年的碳排放量的變化值；CT、C0分別指第 T年，基年的碳排放量；△CK、△CS、△CI、△CR、△CP分別為能源排放強度、能源結構、能源強度、人均GDP以及人口等因素變化導致的碳排放量的變化值。

按照LMDI方法，各個因素的分解結果如下：

由于各種能源的碳排放系數是固定的，因此△Ck=0。總效應可以表示為：

2、數據來源及整理

對2005—2012年間湖北省碳排放影響因素實證分析需要相關數據作為基礎。由公式（1）可知，碳排放的計算公式為：

因此，文中所需的數據有2005—2012年間湖北省碳排放量、各種能源消費量、能源消費總量、湖北省GDP及人口數據。通過計算后構成能源結構、能源強度、人均GDP數據。

各類能源消費量數據均來自于《中國能源統計年鑒2013》，需要說明的是，文中所統計的能源消費量是全社會能源消費量，而不是規模以上工業能源消耗量。此外，為了方便計算與分析，將統計年鑒中的8小類能源消費數據利用折標準煤系數換算后，加總歸類后得到煤炭、石油及天然氣三大類能源消費量；碳排放數據是在能源消費數據的基礎上，采用國家推薦的碳排放系數，利用碳排放量測算公式計算得到。湖北省人口及GDP數據均來源于湖北省統計局網站中公布的湖北統計年鑒。其中，為避免受價格變動因素的影響，2005—2012年的湖北省生產總值數據采用2005年的不變價格。通過計算整理，本文進行實證分析所需的相關基礎數據如表7、8所示。

表7 湖北省能源消費、人口、GDP及碳排放

表8 能源強度與人均GDP

3、實證分析

（ 1）數據處理

在表7及表8的相關數據基礎上，利用對數平均指數分解法（LMDI）對湖北省碳排放影響因素進行分解分析。由于能源碳排放強度是固定不變的，根據碳排放分解公式，可知影響湖北省碳排放量的因素為能源結構因素、經濟發展因素、能源強度因素及人口因素，得到各分解因素的貢獻效應值如表9所示。

表9 湖北省2005—2012年碳排放各因素逐年效應

（ 2）因素分析

結合相關計算結果和湖北省經濟發展、人口規模、能源消費及能源結構的有關數據，對湖北省2005—2012年碳排放變化的影響因素作進一步分析。由表10可知，能源強度累積效應值為負數，能源結構、經濟發展及人口規模的累積效應為正數。

能源結構因素逐年效應存在較大的波動情況，在2005—2006年、2006—2007年、2007—2008年以及 2011—2012年等期間內，能源結構效應為負值，其余期間為正值。由表 8可知，2006年、2007年、2008年以及2012年，煤炭消費占能源消費總量的比重均比上一年有所下降，而天然氣及石油消費比重未出現該趨勢，且煤炭的碳排放系數在三種能源中是最高的。因此，能源結構效應與高碳能源消費比重保持同方向的變化，降低高碳能源的消費比重有助于抑制碳排放量的增加。從累積效應值來看，能源結構累積效應為64.65，是湖北省碳排放量變化的正向影響因素，但效應貢獻率較低，僅為1.5%。

表10 湖北省2006—2012年碳排放各因素累積效應

由表9可知，能源強度因素逐年效應均為負值。結合表8中能源強度數值變化情況，即單位GDP的能源消耗量可知，能源強度因素逐年積累效應與單位GDP的能源消耗量的變化趨勢一致，因此，能源強度上升，將促使碳排放量上升；能源強度下降，會抑制碳排放量的增長。從貢獻率來看，能源強度因素的貢獻率為-73.13%，對湖北省碳排放量的變化有較強的影響。“十一五”規劃期間（2006—2010年）湖北省能源強度不斷下降，該期間湖北省能源建設顯著，一定程度上抑制了湖北省碳排放的過快增長。

2005—2012年期間，經濟發展因素的逐年效應均為正值，累積效應值不斷增加，據表8中的人均GDP數據可知，經濟發展因素效應與人均GDP的變化趨勢保持一致，不斷上升，隨著經濟的不斷發展，湖北省碳排放量也在不斷增長。經濟發展因素的效應貢獻率高達167%，經濟規模的變化是湖北省碳排放量增加的最主要的原因。

除了2010—2011年期間外，人口規模因素的效應均為正值，根據表7中人口數據可知，2011年湖北省總人口為6164.1萬人，比2010年減少11.9萬人。人口規模因素逐年累積效應不斷上升，由此可知，人口規模對湖北省碳排放量的增加具有拉動作用。人口規模的效應貢獻率為5.3%，相對于經濟發展因素和能源強度因素而言，影響作用較弱。

五、小結

通過運用LMDI方法對湖北省碳排放影響因素進行實證分析，結果如下：在2005—2012年期間內，湖北省碳排放量從2005年的6665.58萬噸，增長到了2012年的11349.7萬噸，年平均增長率為7.9%，低于同期GDP增長速度。在此期間，湖北省碳排放累積效應總體呈上升趨勢，而在2008年有所回落。這一趨勢是經濟發展因素、人口規模因素、能源強度因素以及能源結構因素綜合作用的結果。

圖3 湖北省2005—2012年碳排放各因素逐年累積效應貢獻值

四個影響因素中，經濟的不斷發展，經濟規模的擴大是湖北省碳排放量增長的決定性因素，經濟發展效應的貢獻值高達167%。同時，人口規模效應也對湖北省碳排放量增長起到了一定的促進作用，貢獻率為5.3%。雖然人口規模因素不是短期內可以調整的，但如果實施了有效的長期調控戰略，其驅動力也是不容忽視的。能源強度效應在很大的程度上抑制了湖北省碳排放量的增長，貢獻率達到-73.13%。“十一五”規劃期間，能源強度下降趨勢明顯，節能減排工作取得了一定的成效。能源強度由2011年的1.28噸/萬元，下降到2012年的1.15噸/萬元，同時，2011—2012年期間能源強度抑制效應高達-1140.57，這表明《湖北省低碳發展規劃（2011—2015年）》工作取得了一定的進展，是指導今后一個時期湖北省低碳發展的總體藍圖和行動綱領。但從總體累積效應來看，湖北省碳排放量仍然保持著一定的增長速度。因此，湖北省要重視相關技術的開發與應用，來提高能源使用效率，從而減少碳排放量。2005—2009年，能源結構因素對湖北省碳排放量增加起到了一定的抑制，而此后轉變為拉動作用。總體而言，能源結構效應是湖北省碳排放量變化的正向影響因素，但影響效應變化不大，主要原因是湖北省能源消費結構并沒有得到實質性的優化，仍是以煤炭等高碳能源為主。同時這樣說明湖北省通過調整能源結構來減少碳排放量的空間還很大。

因此，對于湖北省碳減排政策提出如下建議：（1）湖北省應增加清潔能源消費比重，整合利用水電資源，推動天然氣快速規范發展、高效利用風能資源、充分發展太陽能、有序開發生物質能，強化低碳能源生產與供應，減少煤炭消費量，逐步調整和優化能源結構，減少碳排放。（2）降低湖北省單位生產總值的能源消耗量，提高能源的使用效率，可采用行政和經濟手段，從而有效地抑制碳排放量的增加。（3）利用科技創新，優化能源結構，提高能源使用效率，能有效地降低湖北省碳排放量。政府應加強在能源領域的研發投入，鼓勵和引導企業增加能源技術研發投入，利用湖北省的人力資源優勢，組織動員產學研相結合進行重點課題攻關。（4）推行碳排放配額制度，建立健全湖北省碳交易市場。這是新時期湖北省發展低碳經濟，實現可持續發展的必然選擇。

[1]萬慶、郭文伯、龔勝生：2001—2009年湖北省能源消費的時空格局及其影響因素[J].資源開發與市場，2011（ 10）.