工業增長與二氧化碳排放“脫鉤”的測算與分析

曲健瑩,李 科

(湖南師范大學 數學與統計學院,湖南 長沙 430081)

一、研究背景

面對日益增強的資源和環境約束,降低單位GDP的能源消耗量和單位GDP的二氧化碳(CO2)排放量已成為中國政府重要的政策目標,且作為約束性目標納入到政府的發展規劃之中。從發展階段上看,中國正處于工業化中后期,工業節能減排是工業領域轉方式、調結構,進而實現綠色發展的重要抓手?！吨袊圃?025》明確指出,2020年和2025年規模以上單位工業增加值能耗相比2015年要分別下降18%和34%,而單位工業增加值二氧化碳排放量則要分別下降22%和40%。顯然,實現工業增長與二氧化碳排放的“脫鉤”對盡快達到上述目標具有重要意義。

從全國情況下,2005—2016年間,工業增加值年均增長9.56%,而工業能源消費量年均增長4.18%,單位工業增加值能耗和二氧化碳排放量累計分別相應下降了43.23%和38.97%。這表明,中國工業增長與能源消耗、二氧化碳排放呈現出某種“脫鉤”狀態。然而,分省份看,不同省份具有明顯的異質性。就單位工業增加值能耗而言,東部沿海發達省份的降幅明顯高于中西部省份;部分中西部省份的單位工業增加值能耗不降反升。

湖南是中國中部的一個傳統農業大省,工業基礎薄弱。2000年以來,湖南堅持以新型工業化為發展的第一推動力,工業發展迅速。2011年以來,湖南工業總量穩居全國排名前十;2017年,全省規模以上工業增加值同比增長7.3%,比上年加快0.4個百分點,增幅比全國平均水平高0.7個百分點。從產值結構上看,湖南相繼形成了機械、輕工、食品(不含煙草制品)、電子信息、石化、有色金屬、冶金、電力、醫藥等10個千億產業。在工業快速發展的同時,工業能耗量卻在不斷下降。2017年全省規模工業綜合能源消費量達6 040.5萬噸標準煤,比2010年減少703.9萬噸;萬元GDP能耗比上年下降5.24%,降幅躋身全國前十位(全國萬元GDP能耗比2016年下降3.7%)。由于化石能源消費是二氧化碳排放量的主要驅使因素,因此上述事實意味著湖南可能實現了工業增長和二氧化碳排放量的“脫鉤”。由于湖南能源消耗量和二氧化碳排放量約占世界總量的0.8%和0.96%(1)據2018年6月公布的《世界能源統計(第67卷)》,2017年世界能耗量約為13 511.2百萬噸油當量(Million tonnes oil equivalent),約相當于1 930 210萬噸標準煤。。因此,從絕對量意義上看,湖南工業的節能減排具有重要的現實意義。由此表明,作為一個工業基礎薄弱的農業大省,湖南在工業快速發展的同時實現工業能耗總量的下降,呈現出工業增長和二氧化碳排放量的“脫鉤”特征,探究上述事實發生的原因和驅使因素,對中國設定和實現工業能耗控制目標、制定工業碳減排策略,進而促進工業綠色低碳發展具有重要啟示。

2016年11月公布的《湖南省“十三五”新型工業化發展規劃》首次明確提出,要以綠色發展理念推動工業改造升級,加快工業綠色發展步伐,并設置了二氧化碳排放量、用水量等綠色低碳指標?？梢?未來湖南工業綠色發展的一個重要著力點是工業增長的同時實現二氧化碳排放量不顯著增長甚至負增長,也就是分離工業增長和二氧化碳排放之間的“耦合”關系。為此,本文首先基于碳排放強度設計脫鉤指數對湖南省2007—2016年工業增長和碳排放之間的關系進行分析,梳理出樣本期間湖南工業增長和二氧化碳排放量關系的數量特征;進而,利用對數平均迪式指數分解方法(Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI)分析影響碳排放強度變化的因素,以探究產生上述數量特征的原因,尤其是找到影響碳排放強度變化的主要因素;再次,進一步應用歸因分析量化41個細分行業對各分解因素影響效應變化的貢獻。本文將通過這樣“層層剝繭”的方式深入探究湖南工業增長和二氧化碳排放量的關系,為湖南未來推進工業綠色、低碳發展提供決策參考,更為整個中國經濟的綠色可持續發展提供有益借鑒。

二、文獻綜述

脫鉤(decoupling)理論是經濟合作與發展組織(OECD)提出的來形容阻斷經濟增長與資源消耗或環境污染之間聯系的基本理論。20世紀末,OECD將脫鉤概念引入到農業政策研究,隨后,脫鉤分析被廣泛用于描述環境與經濟發展之間的關系。約克(Juknys)[1]把脫鉤分為初級脫鉤、次級脫鉤和雙重脫鉤三個層次,初級脫鉤指經濟增長與自然資源消耗的脫鉤;次級脫鉤指自然資源消耗與環境污染間的脫鉤;當初級脫鉤和次級脫鉤同時發生時即為雙重脫鉤。塔皮奧(Tapio)[2]則認為傳統的OECD脫鉤對基期的選定高度敏感——基期年不同,則結果差異很大;另外OECD脫鉤不能將脫鉤進行更精細的劃分,因此他將彈性理論引入到脫鉤研究,并將脫鉤分為強脫鉤、弱脫鉤、衰退性脫鉤、擴張負脫鉤、強負脫鉤、弱負脫鉤六種。于(Yu)等[3]對中國的環境壓力和經濟增長進行了脫鉤分析,結果表明,與經濟增長脫鉤對于煙塵排放、化學需氧量(COD)和氨氮是絕對的。

隨著溫室氣體減排成為國際關注的焦點,二氧化碳排放和經濟增長之間的脫鉤關系引起了學者們的興趣。張(Zhang)等[4]使用脫鉤來分析1996—2010年中國經濟增長與碳排放之間的關系。董(Dong)等[5]研究了1995—2012年遼寧省碳排放與經濟增長的脫鉤關系并得出結論:研究期間只有四種脫鉤狀態,即負脫鉤、擴張負脫鉤、弱脫鉤和強脫鉤。齊紹洲等[6]基于Tapio脫鉤模型研究了中部六省經濟增長方式對區域碳排放的影響。熊曦[7]使用脫鉤理論分析了湖南經濟增長與碳排放動態脫鉤變化,認為湖南經濟增長與碳排放之間存在由弱脫鉤到強脫鉤的轉變。

實際上,脫鉤分析方法僅能反映溫室氣體排放和經濟增長的依存關系,無法探究產生上述依存關系的原因。相當多的學者采用結構分解分析(SDA)和指數分解分析(IDA)來分析導致環境變化的驅動因素。德漢(De Haan)[8]運用SDA方法分析了荷蘭1987—1998年間的污染影響因素,給出了宏觀經濟發展、消費和國際貿易等對環境影響的后果。徐(Xu)等[9]通過SDA方法測算了2002—2008年間中國出口產生的二氧化碳排放量。由于SDA是基于投入產出表的結構分解模型,所以SDA方法對數據量的要求很高,因此限制了對SDA的應用。從20世紀80年代開始,IDA開始被廣泛應用于研究能源消耗領域的問題。該方法采用指數概念,將能源消耗和碳排放等研究對象分解為若干相關因素。常見的IDA方法有Lasperes指數、Divisia算術平均指數、Divisia對數平均指數(LMDI)等。昂(Ang)[10]比較了各種IDA方法,并認為LMDI是更好的方法。LMDI有全分解、零殘差、乘法分解與加法分解的一致性等優點,已被廣泛應用于碳排放變化的分解分析[11-13]。王育寶等[14]利用LMDI方法和Kaya恒等式[15],實證揭示了陜西城市廢棄物處理溫室氣體排放的影響因素與作用機理。馬曉君等[16]將東北三省2005—2016年的碳排放分解為各產業(部門)能源結構效應、能源強度效應、產業結構效應、經濟產出效應和人口規模效應,結果表明,東北三省經濟發展和城市化進程的加速不利于碳排放的降低。

德弗雷塔斯(De Freitas)等[17]指出,將脫鉤指數和因子分解方法結合更為有效,有助于衡量經濟增長和碳排放之間的關系,同時分析影響碳排放的因素。他們研究了2004—2009年巴西經濟活動和碳排放增長率之際的脫鉤關系,并與LMDI方法結合,結果表明,碳排放強度和能源結構是減少排放的決定因素。王(Wang)等[18]將脫鉤指數與LMDI方法相結合,分析了江蘇省1995—2009年間影響能源相關二氧化碳排放的因素,結果顯示,經濟活動是江蘇省能源相關的二氧化碳排放量增長的關鍵因素,而能源強度效應在減少二氧化碳排放量的主導作用。劉博文[19]運用LMDI分解法和Tapio脫鉤指標分析了1996—2015年間中國區域產業增長和CO2排放的脫鉤彈性和脫鉤程度。孫葉飛等[20]將Tapio脫鉤指數法與Kaya恒等式和LMDI因素分解法相結合,對中國1996—2014年間的能源消費碳排放與經濟增長脫鉤關系及驅動因素進行了分析。

LMDI乘法分解可以找出環境變化的驅動要素,基于LMDI乘法分解,蔡(Choi)等[21]對其提出進一步的拓展分析—歸因分析,來衡量不同行業對分解因子影響的貢獻。趙濤等[22]基于LMDI-Attribution方法將天津市工業部門碳排放強度分解為產業結構、能源強度和排放因子三要素,并基于三個分解要素對其做歸因分析,量化36個細分行業對分解因素影響的貢獻值。劉晨躍等[23]通過LMDI分解模型及歸因分析法,從細分行業的視角對1999—2013年中國各大產業及其工業行業的碳排放率變化進行了詳細研究,發現能源利用效率是影響我國工業碳生產率走勢的主要因素,且貢獻值較大的行業包括高端裝備制造業或輕工業。

本文結合脫鉤分析、分解分析和歸因分析,系統研究湖南工業增長和二氧化碳排放之間的關系。通過文獻回顧發現,對湖南省碳排放和經濟增長進行的研究很少,僅僅是基于脫鉤理論分析了湖南經濟增長和碳排放的動態脫鉤變化。而且,目前的文獻主要集中在脫鉤及其影響因素上,沒有深入探究不同行業對脫鉤影響因素的貢獻值。另外,現有的歸因分析沒有納入脫鉤分析。鑒于此,本文擬探討湖南工業增長和碳排放之間的脫鉤關系以及影響工業碳強度變化的因素,并對不同工業行業對各個因素的貢獻進行量化,以助于確定脫鉤狀態的原因并采取有針對性的措施。

三、研究方法

(一)脫鉤分析

本文構造式(1)所示的脫鉤指數來分析湖南省工業增長與工業碳排放之間的數量關系:

(1)

其中,D表示工業總產值增長和工業碳排放之間的脫鉤指數;C表示工業能源消費產生的二氧化碳排放量;Y表示工業總產值;CI0表示基期工業碳排放強度;CIT表示末期工業碳排放強度。

式(1)用以度量工業發展和工業碳排放之間的數量關系。具體而言,若工業碳排放強度下降,即D<0,說明工業發展和二氧化碳排放間存在脫鉤關系;反之,若工業碳排放強度上升,即D>0,說明工業發展和二氧化碳排放間不存在脫鉤關系(文獻中亦稱之為負脫鉤關系)。根據工業總產出的變化率(ΔY/Y)、工業碳排放的變化率(ΔC/C)以及脫鉤指數D的變動特征可以將脫鉤程度劃分為6種類型,如表1所示。

(二)LMDI分解分析

指數分解法(IDA)的思想在于量化藏在總量變化背后的推動因素。本文使用IDA方法,力圖探索影響碳排放的因素,從根源上找出平衡碳排放和工業增長沖突的解決辦法。當前的IDA有兩種主要的分解方法:經孫(Sun)[24]修正過的Laspeyres分解方法和昂(Ang)[1]提出的LMDI分解方法。LMDI分解方法由于其完全分解和一致性等優點,被認為是目前最理想的分解方法。本文選取LMDI乘法分解方法,從變化比例的角度探討碳排放強度的變化以及各影響因素對其變化的貢獻。式(1)給出了碳排放強度改變的脫鉤指數,為了找出脫鉤的原因,本文把式(1)中的碳排放強度分解成式(2)的Kaya恒等式:

(2)

表1 脫鉤程度及其含義

其中,Cij表示行業i能源類型j的碳排放;Eij表示行業i能源類型j的能源消耗;Ei表示行業i總的能源消耗;Yi表示行業i的工業產出;Y表示工業總產出;Cij/Eij表示行業i能源類型j的碳排放率(EDij);Eij/Ei表示能源類型j能源結構(ESij);Ei/Yi表示行業i的能源強度(EIi);Yi/Y表示工業結構(ISi)。

使用LMDI分解方法,以式(3)來描述上年為基期的碳排放強度的變化比例。EDij、ESij、EIi、ISi分別表示碳排放率、能源結構、能源強度和工業結構對碳排放強度的影響,其計算如式(4a)—(4d)。參照Sato-Vartia方法,ωij表示行業i能源類型j的權重,其計算如式(4e),其中的L(a,b)計算如式(4f)。

(3)

(4a)

(4b)

(4c)

(4d)

(4e)

(4f)

(三)Attribution歸因分析

蔡(Choi)等[21]認為,LMDI僅能獲得影響影響碳排放強度變化的迪氏分解指數,不能揭示各終端行業對總量變化的影響。為進一步探尋各行業對迪氏分解指數變化值的貢獻,他們進一步提出了歸因分析。歸因分析能在LMDI乘法分解結果的基礎上,將分解因素影響效應的變化值歸因至構成總量的所有終端行業。通過計算構成總量的各行業對分解指數影響效應變化值的貢獻,可量化各行業對分解指數的影響,從而得到其對總量變化的間接影響。下文以能源強度影響為例,以上一年作為基期,式(5a)即表示能源強度影響的單期歸因分析:

(5a)

(5b)

進一步根據時間序列迪氏指數的鏈式累乘計算法,[0,T]時間段迪氏指數的變化可以表示為式(6):

(6)

將式(5a)帶入式(6),可得到以期初為基期,[0,T]時間內各行業對能源強度指數的貢獻:

(7a)

(7b)

其他影響因素的計算類似于式(5)—(7),可以計算出工業部門對能源結構和工業結構的改變的貢獻。

四、實證分析

(一)數據來源

本文的研究對象為湖南省2007—2016年間工業增長和工業碳排放的脫鉤關系。各行業的工業生產總值來源于歷年的《湖南統計年鑒》(2)其中2013年及其之后的數據沒有直接給出,通過工業銷售產值與產品銷售率的比值計算得到,計算公式為工業總產值=工業銷售產值/產品銷售率。。為測算工業各行業的二氧化碳排放量,本文根據《湖南統計年鑒》搜集了工業各行業原煤、焦炭、原油、煤油、柴油、汽油、燃料油、天然氣等8種主要能源品種的實際消費量;根據政府氣候變化專門委員會(IPCC)提供的參考方法,各行業的二氧化碳排放量由式(8)計算得到。

(8)

其中,j表示能源類型;fcj表示能源j的消耗量;cvj表示能源j的平均熱值;ccj表示能源j每單位熱值的碳含量,corj表示能源j碳氧化率,m表示二氧化碳的分子與碳分子的比重(44/12)。

(二)脫鉤分析

根據脫鉤指數的計算式測算了2007—2016年湖南省地區總產值和二氧化碳排放量的變化率以及脫鉤指數,結果如圖1所示。整體而言,湖南省經濟增長和碳排放的關系呈現出弱脫鉤向強脫鉤演變的趨勢。具體來看,湖南省地區總產值的增長率在2007—2011年波動較大,而2011—2016年趨于穩定,其值在0.11上下波動;碳排放的變化率在2007—2009年有所上升,2009年開始總體呈現下降的趨勢,更在2013年出現負增長;從脫鉤指數來看,其值均小于0,且圍繞著-0.1波動。受2008年全球經濟危機的影響,湖南省地區總產值的增長率由2008年的29%下降到2009年的13%,相應地,該省工業總產值的增長率就從2008年的32%下降到2009年的11%(見圖2)。對比圖1與圖2,湖南省地區總產值和二氧化碳排放量的變化率趨勢與工業總產值和工業碳排放的變化率趨勢基本相同,可見探究湖南工業總產值增長和工業碳排放之間脫鉤關系的重要性。

圖1 湖南省地區總產值和二氧化碳排放量的變化率以及脫鉤指數(2007—2016年)

圖2 湖南省工業總產值和工業碳排放量的變化率以及脫鉤指數(2007—2016年)

圖2給出了湖南省工業增長與工業碳排放變化率及其脫鉤指數的分析結果。樣本期間,湖南省的工業增長和二氧化碳排放關系主要經歷了強、弱兩種脫鉤狀態:除2012年和2014年的強脫鉤外,其他期間均經歷弱脫鉤狀態。2007—2008年,工業增長率急劇下降,工業碳排放卻有所增長,導致弱脫鉤。2010年以來,全省大力開展節能減排的國家政策,工業碳排放總量在不斷降低,而工業仍然持續穩定增長,共同作用增強了工業增長與碳排放的脫鉤效應,特別是2013—2014年,工業經濟增長了10%,而碳排放減少了9%,這顯現出強烈的脫鉤關系,說明湖南省通過“十二五”以來所采取的降低碳排放、走低碳經濟發展之路成效顯著?！笆濉睍r期,湖南省明確提出把推進新型工業化作為富民強省的第一推動力,出臺了《關于加快推進新型工業化進程的若干意見》,有效地降低了碳排放,實現了經濟增長和碳排放之間依賴度的持續降低。

(三)LMDI分解分析

為了進一步討論湖南工業增長和碳排放之間的脫鉤效應,本文運用式(2)—(4)將湖南省工業碳排放強度的變化分解為能源結構(ES)、能源強度(EI)和產業結構(IS)(3)分解的一個因素為碳排放率ED,該指標是一個常數,即不同能源品種換算碳排放時的系數。三個因素,結果如表2和圖3所示。

表2 湖南省工業碳強度比率及其分解

表2中,2007—2016年間,湖南工業部門碳排放強度的累計下降幅度高達73.03%?；谔紡姸鹊姆纸庑?能源強度在整個研究期間累計下降61.41%,對碳排放的影響值DEI均小于1,通過圖3中各影響因素之間的比較,可以明顯看出,能源強度趨勢最接近于碳排放強度變化的趨勢。此外,在大多數年份,能源強度對工業碳排放強度下降的影響值大于能源結構和產業結構影響的總和。因此,能源效率的提高(即能源強度的下降)是湖南省工業碳排放強度下降的主要驅動因素。這主要歸功于高效能源利用技術得到快速發展,使傳統的耗能設備的能源利用率大幅提高。

圖3 湖南省工業碳排放的變化趨勢及其分解

相比能源強度的影響,部分時期內能源結構和產業結構對經濟增長和碳排放的脫鉤產生了負面影響。具體而言,在2008—2010年、2011—2012年以及2014—2016年間,能源結構DES值均大于1,抑制了碳排放的降低,而在其他時期,其值都在1上下波動,表明其對工業增長和碳排放的脫鉤影響較小;工業結構在2007—2016年對湖南碳排放的下降所起作用并不明顯,更在2008—2010年對碳排放的下降產生抑制作用。從2012—2016年,湖南省積極響應國家政策,大力倡導三次產業的結構調整,重點提高服務業在國民經濟中的地位,工業結構對碳排放的脫鉤產生積極的影響(DIS值大小有所降低),特別是在2014—2016年期間,工業結構成為碳強度降低的主要因素。

(四)歸因分析

本文進一步應用歸因分析深入討論41個細分行業對工業碳排放強度變化的影響。通過式(4)—(8)計算各行業的累計貢獻值,并對能源結構、能源強度和產業結構影響效應的貢獻值作逐年詳細歸因分析,結果如表3—6。

表3列示了湖南省各行業對能源結構、能源強度和產業結構變化的累計貢獻值,表4列示了各行業對能源強度變化的逐年貢獻值,可見能源強度在2007—2016年內對碳排放強度的下降發揮了主導作用,這一發現和LMDI分解分析的結果是一致的。整個研究期,能源強度的累積貢獻達到-57.45%,年度平均貢獻為-5.27%,從表3可以看出,對能源強度下降貢獻率最高的三大產業分別是化學原料及化學制品制造業(-7.68%)、非金屬礦物制品業(-16.08%)、電力、熱力生產和供應業(-15.72%)。化學制品制造業和非金屬礦業都屬于能源密集型產業,湖南省電力多為火力發電,也是密集型產業,這三大行業對能源強度的下降起著積極的作用?！笆濉币詠?湖南省能源利用效率穩步提升,單位地區生產總值能耗逐年降低,由2010年的0.79噸標準煤/萬元下降到2015年的0.59噸標準煤/萬元,累計下降25.45%,超額完成了國家下達的單位地區生產總值能耗下降16%的目標任務。這表明湖南地區能源效率的提高取得了預期的結果。

從表4中結果可以看到,以上年為基年,2008—2016年各年的能源強度貢獻值均小于0,其中石油加工、煉焦及核燃料加工業在這個時間段內對能源強度的貢獻值正負波動,2009、2013—2014及2016年的石油加工煉焦及核燃料加工業的影響值均大于0,因此這幾年間石油加工、煉焦及核燃料加工業對碳強度的下降起著抑制作用。2010年,能源強度效應(-18.13%)顯著下降,影響其下降的主要部門是化學原料及化學制品制造業(-3.21%)、非金屬礦物制品業(-4.07%)以及黑色金屬冶煉及壓延加工業(-2.09%)。能源強度在2011年(-12.75%)和2012年(-11.75%)的貢獻值也較大。其中2011年非金屬礦物制品業(-3.19%)和黑色金屬冶煉及壓延加工業(-3.16%)是能源強度降低的主要部門;而在2012年,促使能源強度降低的主要部門是電力、熱力生產和供應業,其貢獻值為-11.37%?？傮w看來,非金屬礦物制品業以及電力、熱力生產和供應業的貢獻相對比較穩定地促進能源強度的降低,能源效率的大幅提高導致了能源強度的影響始終最顯著。

表3和表5給出了產業結構的歸因分析結果,在所研究的整個時期,產業結構促進了碳排放的降低,累積貢獻值為-21.78%,年度平均貢獻值為-2.42%。明顯促進產業結構貢獻的三個部門為石油加工、煉焦及核燃料加工業(-13.61%)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(-18.41%)、電力、熱力生產和供應業(-5.51%)。相比之下,農副食品加工業(1.47%)、化學原料及化學制品制造業(2.54%)、非金屬礦物制品業(7.98%)、專用設備制造業(1.24%)等行業抑制了碳排放強度的降低,這很大程度上減弱了碳排放降低的效果。

從表5中結果可以看到,產業結構在2014年對湖南省工業碳排放強度的降低的影響最為顯著,影響值從2013年的0.02%變化到-10.07%。相對2013年,石油加工、煉焦及核燃料加工業對產業結構效應的貢獻值增長最大,從-0.27%增長至-3.44%,成為產業結構效應變化的主導行業;其次是黑色金屬冶煉及壓延加工業(從2013年的-1.77%增加到2014年的-2.89%)、電力、熱力生產和供應業(從2013年的-0.07%增加到2014年的-1.21%)。這三個行業都是能源密集型產業,產業結構對碳排放強度的影響效應呈現轉好的趨勢,這主要受湖南省著重發展第三產業、工業結構發生重大調整所致。

表3 湖南省能源結構因素、能源強度因素和產業結構因素的分行業多期影響(基期:2007年) 單位:%

注:行業編號1—41分別代表:1煤炭開采和洗選業;2石油和天然氣開采業;3黑色金屬礦采選業;4有色金屬礦采選業;5非金屬礦采選業;6開采輔助活動;7其他采礦業;8農副食品加工業;9食品制造業;10酒、飲料和精制茶制造業;11煙草制品業;12紡織業;13紡織服裝、服飾業;14皮革、毛皮、羽毛(絨)及其制品和制鞋業;15木材加工及木、竹、藤、棕、草制品業;16家具制造業;17造紙及紙制品業;18印刷業和記錄媒介的復制;19文教體育用品制造業;20石油加工、煉焦及核燃料加工業;21化學原料及化學制品制造業;22醫藥制造業;23化學纖維制造業;24橡膠和塑料制品業;25非金屬礦物制品業;26黑色金屬冶煉及壓延加工業;27有色金屬冶煉及壓延加工業;28金屬制品業;29通用設備制造業;30專用設備制造業;31汽車制造業;32鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設備制造業;33電氣機械和器材制造業;34計算機、通信和其他電子設備制造業;35儀器儀表制造業;36其他制造業;37廢棄資源綜合利用業;38金屬制品、機械和設備修理業;39電力、熱力生產和供應業;40燃氣生產和供應業;41水的生產和供應業。

表4 湖南省2008—2016年能源強度影響的單期結果(基期:上一年) 單位:%

注:同表3。

表5 湖南省2008—2016年產業結構影響的單期結果(基期:上一年) 單位:%

注:同表3。

表6 湖南省2008—2016年能源結構影響的單期結果(基期:上一年) 單位:%

注:同表3。

表3和表6給出了能源結構因素的歸因結果,可見產業結構對碳排放降低的貢獻很小,僅為-0.53%,更在2009年(0.16%)、2010年(0.01%)、2012年(8.79%)以及2015年(1.08%),能源結構因素阻礙了碳強度的降低。從表3中可以看出,影響能源結構效應的兩大工業部門及其貢獻值分別是化學原料及化學制品制造業(-0.21%)、有色金屬冶煉及壓延加工業(-0.26%)。相比能源強度和產業結構的貢獻值,能源結構的影響不大。湖南省2007年和2016年工業煤碳消費占總能源消費的71.5%和72.7%,其差異并不明顯。鑒于中國“富煤缺油少氣”的資源稟賦,以煤為主的能源結構調整較為緩慢,這也是能源結構對碳排放的影響值較小的原因,因此本文不做過多分析。

(五)歸因分析的比較

根據表3的2007—2016年多期歸因結果可以看出,對能源結構、能源強度和產業結構效應有顯著影響的6個行業分別是電力、熱力生產和供應業、石油加工、煉焦及核燃料加工業、化學原料及化學制品制造業、非金屬礦物制品業、黑色金屬冶煉及壓延加工業和有色金屬冶煉及壓延加工業。此處選取上述6個行業及10個對比行業共16個行業對能源結構,能源強度和產業結構影響的歸因結果進行比較,結果見圖4。其中的點代表相應行業對能源結構、能源強度或產業結構效應的影響,正值表示抑制了二氧化碳排放的降低;負值表示促進了能源結構、能源強度或產業結構效應的降低,即促進了二氧化碳排放的降低;絕對值代表影響程度?？梢?相對能源強度和產業結構,能源結構對碳排放的降低作用幾乎為0。這6個行業較大程度影響著能源強度的降低,也在相當程度上促進了碳排放強度的降低;并且也在一定程度上影響了產業結構的效應,體現了這6個行業更好的技術和更高的能源效率。由于這6個行業的工業產值占比依舊很高,且它們都是能源密集型產業,其效率低和污染將嚴重影響能源的浪費和二氧化碳排放的增加,所以其能源效率的提高對二氧化碳排放的降低一直占主導地位。

圖4 湖南省2007—2016年能源結構、能源強度和產業結構的歸因結果的比較

五、結論和建議

本文通過脫鉤指數分析湖南工業增長和碳排放之間的脫鉤關系,并采用LMDI的乘法分解方法找到影響工業碳排放強度的三個因素:能源結構、能源強度和產業結構,其中影響最為顯著的是能源強度效應。通過Attribution歸因分析方法找出不同的工業行業對這三個因素的貢獻值。主要結論與相應建議如下:

第一,湖南省的工業增長和碳排放經歷了2007—2011年、2013年和2015—2016年的弱脫鉤,以及2012年和2014年的強脫鉤。從脫鉤的演變表現看,湖南省應該加大力度,實現經濟和環境的協調發展。

第二,對脫鉤指數的LMDI乘法分解表明:能源強度是促進湖南工業發展和二氧化碳排放量脫鉤的主要因素;能源結構對脫鉤的影響相對較小,產業結構在近兩年的影響較為顯著,其他年份無顯著影響;而能源結構和產業結構因素在有些年份甚至抑制了湖南工業增長和碳排放間的脫鉤。因此,為了促進工業增長和碳排放之間的脫鉤,湖南政府應積極開展清潔能源,優化能源結構和產業結構,采取“限高耗能產業,促低碳產業”發展的措施。

第三,通過歸因分析,進一步測算了不同工業行業對能源強度變化的貢獻值,對能源強度降低、貢獻值最高的三大產業分別是化學原料及化學制品制造業,非金屬礦物制品業,電力、熱力生產和供應業,均屬于能源密集型產業;而食品業、煙酒制造業等傳統行業的貢獻值很小。因此為進一步提高能源強度對二氧化碳排放量降低的潛力,須提出更有針對性的措施來提高能源效率,鼓勵傳統工業行業通過技術進步降低能源消耗和碳排放,加強能源效率的管理。

第四,能源結構和產業結構對碳排放變化的影響主要取決于能源密集型產業,明顯促進產業結構的三個部門為石油加工、煉焦及核燃料加工業,黑色金屬冶煉及壓延加工業,電力、熱力生產和供應業。影響能源結構效應的兩大工業部門分別是化學原料及化學制品制造業、有色金屬冶煉及壓延加工業。因此,能源結構和產業結構的進一步調整應重點關注能源密集型產業。應加快調整能源結構,大力發展新能源,逐漸降低對煤炭、石油、天然氣等化石能源的過度依賴;同時優化產業結構,發展低耗能、高技術產業?？傊?在提高能源轉換和利用效率的同時,加快產業結構的調整,發揮結構節能的作用,不僅可以解決能源和環境問題,而且有助于促進工業的低碳發展。