山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放影響因素

陳為公,程 準(zhǔn),張 娜,張 悅

(青島理工大學(xué) a.管理工程學(xué)院,b.山東省高校智慧城市建設(shè)管理研究中心,山東 青島 266520)

2018年我國碳排放強度比2005年累計下降45.80%,提前實現(xiàn)了到2020年碳排放強度比2005年下降40%～45%的減排目標(biāo)[1]。低碳工作取得顯著成效離不開各省為應(yīng)對氣候變化展開的一系列積極行動。國務(wù)院發(fā)布的《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案 》 和《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》都將控制目標(biāo)分解到各省,由各省結(jié)合實際制定具體方案并進行嚴(yán)格的目標(biāo)考核。省域碳減排目標(biāo)的貫徹落實對順利推進全國生態(tài)文明建設(shè)具有重要影響。

山東省1995—2015年累計碳排放量位居全國第一[2],但其控碳政策多傾向于工業(yè)、交通及城鎮(zhèn)居民生活領(lǐng)域,忽視了農(nóng)村居民生活方面。事實上農(nóng)村居民生活人均碳排放量年均增速卻是城鎮(zhèn)居民的3.34倍[3],導(dǎo)致間接碳排放量遠(yuǎn)高于其直接碳排放量[4]。大量由農(nóng)村居民生活產(chǎn)生的間接碳排放不僅會阻礙全省乃至全國碳減排目標(biāo)的實現(xiàn),且必將對氣候、生態(tài)及居住環(huán)境造成惡劣影響。為此,揭示影響山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放的關(guān)鍵因素,制定切實可行的減排政策,對山東省乃至全國的低碳發(fā)展具有重要意義。

國內(nèi)外學(xué)者對碳排放影響因素的研究主要集中在宏觀及中觀層面。針對宏觀層面,Shi對全球93個國家的人口變化與碳排放的關(guān)系進行了研究,發(fā)現(xiàn)人口變化在發(fā)展中國家比在發(fā)達國家對碳排放的影響更為顯著[5]。Shuai等分析了人口、富裕程度和技術(shù)因素對125個不同收入水平國家碳排放的影響,結(jié)果顯示:對于高收入國家,技術(shù)對碳排放的影響最大;對中低等收入國家,富裕程度的影響最大[6]。Hirano、Pang等分別研究了日本和瑞典城鎮(zhèn)居民收入水平對碳排放量的影響,發(fā)現(xiàn)收入水平的增加是碳排放升高的主要驅(qū)動因素[7-8]。Isaksen等研究了挪威城鎮(zhèn)居民消費支出與碳排放的關(guān)系,結(jié)果顯示:消費支出增加會造成更多的碳排放[9]。研究領(lǐng)域主要集中在工業(yè)、建筑業(yè)、電力及全國范圍內(nèi)的城鄉(xiāng)居民生活方面[10-13]。針對中觀層面,韓鈺鈴等分別對江蘇省工業(yè)、廣東省能源及山東省制造業(yè)的碳排放影響因素進行了研究,并給出具體的碳減排建議,為促進各省加快完成減排目標(biāo)提供了決策參考[14-16]。徐成龍等經(jīng)實證研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整有助于減少碳排放[17]。李旭東經(jīng)研究得出能源消費強度效應(yīng)是貴州省農(nóng)村居民直接碳排放的主要抑制因素的結(jié)論[18]。

綜上所述,對碳排放影響因素的研究多數(shù)集中在宏觀層面,研究內(nèi)容主要從3個方面展開:①對各因素對全球不同國家和地區(qū)的影響進行比較研究;②針對單一因素對城鎮(zhèn)居民碳排放的影響進行研究;③主要從工業(yè)、建筑業(yè)、電力及全國城鄉(xiāng)居民生活角度進行研究。針對中觀層面的研究也主要集中在工業(yè)、制造業(yè)、能源領(lǐng)域。對省域農(nóng)村碳排放的影響因素研究較少,主要對省域農(nóng)村居民生活直接碳排放進行研究,針對省域農(nóng)村居民生活間接碳排放影響因素的研究更是寥寥。

鑒于此,本文采用消費者生活方式分析法和LMDI分解法,分別對山東省2006—2015年農(nóng)村居民生活間接碳排放量進行計算及因素分解,探究山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放特征,并對其影響因素進行分析。制定針對性的管理措施,為推進山東省乃至全國的低碳發(fā)展作出科學(xué)決策提供參考。

一、數(shù)據(jù)及模型

居民生活碳排放量的核算方法目前有碳排放系數(shù)法、投入產(chǎn)出法、消費者生活方式分析法等[19-21]。碳排放系數(shù)法是根據(jù)政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的碳排放計算指南確定的碳排放系數(shù)計算各種能源碳排放量,多用于居民生活直接用能的碳排放量測算。投入產(chǎn)出法是根據(jù)投入產(chǎn)出表對間接碳排放進行測算。此類數(shù)據(jù)多為平均值,主要適用于宏觀層面的國家、城市等的研究。消費者生活方式分析法從居民生活消費角度出發(fā),通過研究與居民生活息息相關(guān)的消費行為來計算間接碳排放量。本文采用Wei的消費者生活方式分析法[22]來計算山東省居民生活間接碳排放量。

1.數(shù)據(jù)來源及處理

首先根據(jù)山東省統(tǒng)計年鑒及中國能源統(tǒng)計年鑒將山東省農(nóng)村居民生活消費支出劃分為8類部門的21個相關(guān)行業(yè),如表1所示;然后分別計算8類部門的碳排放強度;最后與居民消費數(shù)據(jù)相乘得到山東省2006—2015年農(nóng)村居民生活間接碳排放量。

表1 與居民生活消費有關(guān)的產(chǎn)業(yè)部門分類

具體模型為

(1)

式中:i表示8類消費部門的類別;EIi為第i類部門的能源強度;Ei為第i類部門的能耗(噸);Gi為第i類部門的年產(chǎn)值(萬元)。

CIi=EIi·CF標(biāo)煤。

(2)

式中:CIi為第i類部門的碳排放強度;CF標(biāo)煤為標(biāo)煤的碳排放系數(shù)。采用國家發(fā)展和改革委員會能源研究所推薦使用的折算系數(shù)2.456 7(即每噸標(biāo)準(zhǔn)煤消耗過程中排放2.456 7噸CO2)。

(3)

式中:RE為山東省農(nóng)村居民生活間接能耗(噸);RP為山東省農(nóng)村人口數(shù)量(萬人);Xi為居民在第i類部門的人均消費性支出(元/人)。

(4)

式中:C為山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放量。

2.構(gòu)建分解模型

居民生活碳排放影響因素的研究方法目前主要有指數(shù)分解法(IDA)、計量經(jīng)濟學(xué)方法及結(jié)構(gòu)分解方法(SDA)。指數(shù)分解法最早由Laspeyres于1871年提出,后由Ang等人利用“分析極限”法進行改進,提出對數(shù)平均迪氏指數(shù)分解法(LMDI)[23],處理了模型最初不能解決的0值和負(fù)值問題,具有無殘差、全分解、易操作等優(yōu)點,得到廣泛應(yīng)用。

本文基于Kaya恒等式理論基礎(chǔ),將碳排放影響因素與人類活動產(chǎn)生的CO2排放量建立聯(lián)系,采用LMDI法從居民生活消費視角對山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放增量進行分解。農(nóng)村地區(qū)的人口規(guī)模及居民消費水平是影響農(nóng)村居民生活間接碳排放的重要因素。而城鄉(xiāng)居民的消費觀念、消費偏好也存在較大差異,因此,消費結(jié)構(gòu)的變化也會對間接碳排放量造成重要影響。消費碳排放強度指農(nóng)村居民為滿足生活需要在各部門的單位消費支出帶來的碳排放量,能夠客觀反應(yīng)居民生活產(chǎn)生的間接碳排放量。因此,將山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放量的影響因素分解為消費碳排放強度、消費結(jié)構(gòu)、消費水平、人口規(guī)模4種。表達式為

(5)

式中:Ci表示第i類部門的間接碳排放量;E表示農(nóng)村居民生活在各部門的消費總支出;P表示農(nóng)村居民常住人口;Ii即第i類部門每單位消費支出對應(yīng)的碳排放量,表示消費碳排放強度因素;Si即i類部門消費支出占居民生活總支出的比例,表示消費結(jié)構(gòu)因素;R即人均消費支出,表示消費水平因素;P為人口效應(yīng)因素。

以2006年為基期即第0期,第T期對于基期的居民生活間接碳排放變化量為

式中:ΔCI為消費碳排放強度效應(yīng);ΔCS為消費結(jié)構(gòu)效應(yīng);ΔCR為消費水平效應(yīng);ΔCP為人口效應(yīng)。4種效應(yīng)變化對碳排放總量變化的貢獻值表達式如下:

(10)

二、特征分析

2006年山東省居民間接碳排放量為5 009萬噸,2010年為4 320萬噸,年均下降率為5%(1)文中未注明來源的數(shù)據(jù)均出自山東省統(tǒng)計局編制的相應(yīng)年份的山東省統(tǒng)計年鑒電子書，網(wǎng)址為http:∥tjj.shandong.gov.cn/col/col6279/index.html,或據(jù)書中數(shù)據(jù)計算而得。,可見“十一五”期間山東省減排工作取得一定成效。2011—2015年間接碳排放量由4 375萬噸增加至5 052萬噸,年均增長率為4.91%(見圖1)。“十二五”期間山東省經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展,帶來跨越式提升的物質(zhì)基礎(chǔ),農(nóng)村居民生活也再上新臺階,由此拉動了更多的生活消費,同時也增加了居民生活間接碳排放量。山東省城鎮(zhèn)化率2006—2015年上升10%,農(nóng)村常住人口的不斷下降導(dǎo)致農(nóng)村居民間接碳排放量在2006—2015年間最終呈現(xiàn)輕微下降趨勢。

由圖1可以看出,2006年農(nóng)村居民生活間接碳排放量為2 261萬噸,占全省居民生活間接碳排放的45%。

圖1 2006—2015年山東省居民生活間接碳排放量變化情況

2006年住建部門間接碳排放量1 127萬噸,成為排放量最高的部門,2009年仍占57%為1 146萬噸,2010年下降至39%,排放618萬噸,“十二五”期間在38%～39%之間保持平穩(wěn)。2009年以來,山東省秉承“風(fēng)電優(yōu)先、煤電讓路”的發(fā)展思路,清潔高效利用傳統(tǒng)能源,深度開發(fā)新能源,大力推行新型農(nóng)村社區(qū)建設(shè)及既有農(nóng)房節(jié)能改造工作,使農(nóng)村居民間接碳排放在“十二五”期間一直保持低水平。

食品部門2006—2008年的碳排放量由472萬噸下降至最低402萬噸,隨后在2011年達到峰值499萬噸,2015年下降至411萬噸。

教育、文化、娛樂方面的碳排放量總體呈現(xiàn)下降趨勢。主要原因是山東省經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展,各工業(yè)部門產(chǎn)值迅速增加,但由于科技水平增高,導(dǎo)致各部門碳排放強度逐年下降,如圖2所示,最終使得碳排放量下降。這在一定程度上解釋了在農(nóng)村居民越來越重視教育文化娛樂的同時碳排放量卻呈下降趨勢的原因。

圖2 2006—2015年山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放強度

醫(yī)療保健部門碳排放在2006—2015年呈現(xiàn)波動性增長態(tài)勢。由農(nóng)村居民消費特征分析可知,居民在醫(yī)療保健方面的支出不斷增加,而圖2顯示碳排放強度卻逐年下降。其原因是,2012年山東省政府出臺的《山東省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》指出:“十一五”以來,山東省把加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)作為轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)的重要切入點,自主創(chuàng)新能力顯著提高,新醫(yī)藥和生物產(chǎn)業(yè)總量全國領(lǐng)先。由于戰(zhàn)略方式的轉(zhuǎn)變,醫(yī)藥制造業(yè)科技水平不斷提升,導(dǎo)致能效不斷提高,碳排放量逐年下降。

三、因素分解分析

1.間接碳排放因素分解結(jié)果

2006—2015年山東省農(nóng)村居民間接碳排放累積效應(yīng)值為-761.33萬噸,整體呈負(fù)增長。消費水平升高對山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放起主要促進作用,貢獻值為1 945.46萬噸。消費碳排放強度對間接碳排放起抑制作用,抑制碳排放374.34萬噸。由于城鎮(zhèn)化率的不斷提高,人口規(guī)模對碳排放也呈現(xiàn)抑制作用,抑制碳排放293.05萬噸。這與此前農(nóng)村人口效應(yīng)對碳排放起促進作用的研究結(jié)果相反[8]。消費結(jié)構(gòu)在2009—2010年出現(xiàn)促進—抑制轉(zhuǎn)折點,隨后對碳排放呈現(xiàn)抑制作用。整體來說,消費碳排放強度和人口規(guī)模的抑制作用大于消費結(jié)構(gòu)在2010年以前消費的促進作用,因此,山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放總體呈下降態(tài)勢(見圖3)。

(4)采用補汽閥倒抽蒸汽作為0號高壓加熱器高壓汽源，不影響汽輪機本體結(jié)構(gòu)，回?zé)嵯到y(tǒng)優(yōu)化方案技術(shù)風(fēng)險較低。

圖3 2006—2015年山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放因素分解結(jié)果

2.間接碳排放驅(qū)動因素分析

(1) 消費碳排放強度。消費碳排放強度對山東省農(nóng)村居民間接碳排放一直呈現(xiàn)抑制作用,是抑制間接碳排放的主要影響因素。2006—2015年,與農(nóng)村居民生活消費相關(guān)的分行業(yè)碳排放強度由1.09噸/萬元下降至0.34噸/萬元。創(chuàng)新能力不斷增強,能源利用水平顯著提高,使各分行業(yè)的能源效率持續(xù)提高,造成各分行業(yè)的碳排放強度逐年下降,碳排放量不斷下降。最終,在消費水平不斷增長的情況下,消費碳排放強度對間接碳排放起到了抑制作用。值得注意的是,分行業(yè)碳排放強度的年均下降率由2006—2010年的10.77%變化至2010—2015年的4.34%,呈逐年減小趨勢,說明工業(yè)部門能源效率提高出現(xiàn)瓶頸期。因此,山東省未來應(yīng)繼續(xù)加大科技投入,提高科技創(chuàng)新,研制更加高效節(jié)能的生產(chǎn)設(shè)備,以保證消費碳排放強度始終保持對間接碳排放的抑制作用。

(2) 消費結(jié)構(gòu)。山東省農(nóng)村居民消費結(jié)構(gòu)在2009—2010年出現(xiàn)“促進—抑制”間接碳排放的轉(zhuǎn)折點,隨后一直呈現(xiàn)抑制作用,說明農(nóng)村居民消費結(jié)構(gòu)已在向低碳方向轉(zhuǎn)變。其中,消費結(jié)構(gòu)效應(yīng)在2011—2012年對間接碳排放出現(xiàn)小幅促進作用,2013年以后一直呈現(xiàn)抑制作用(見圖3)。2006年以來,山東省居民消費水平持續(xù)上升,但農(nóng)村人口并未明顯下降,導(dǎo)致碳排放量在此期間增加,2006—2009年對碳排放整體呈現(xiàn)促進作用。2007年山東省出臺《山東省人口發(fā)展“十一五”規(guī)劃》,明確提出人口控制目標(biāo),2010年農(nóng)村常住人口首次出現(xiàn)較大幅度下降;受2008年金融危機影響,2009—2010年人口數(shù)量的下降幅度超過消費水平的增長幅度:解釋了消費結(jié)構(gòu)在2009—2010年出現(xiàn)碳排放轉(zhuǎn)折點的原因。2012年農(nóng)村居民消費支出漲幅超過人口下降幅度,導(dǎo)致2011—2012年消費結(jié)構(gòu)對間接碳排放呈現(xiàn)小幅促進作用。2012年以來,隨著科技水平的不斷提高,各分行業(yè)碳排放強度持續(xù)降低,使得碳排放量一直呈下降趨勢。碳排放強度對碳排放的抑制作用超過消費促進的碳排放,使消費結(jié)構(gòu)對間接碳排放的影響轉(zhuǎn)變?yōu)槠鹨种谱饔?。這也與以往的研究有所不同[13]。傳統(tǒng)的研究認(rèn)為消費結(jié)構(gòu)對農(nóng)村居民碳排放始終起促進作用,而由分解結(jié)果來看,消費結(jié)構(gòu)與間接碳排放之間的關(guān)系不是單純的遞增,而是隨居民消費結(jié)構(gòu)的變化及科技水平的提高而不斷變化的。

(3) 消費水平。如圖3所示,消費水平因素對山東省農(nóng)村居民間接碳排放在2006—2015年一直呈現(xiàn)促進作用。2006—2010年呈現(xiàn)下降趨勢,2011年卻突然達到峰值330.81萬噸,2010—2015年呈現(xiàn)波動性變化,對間接碳排放促進作用明顯。與此同時,山東省經(jīng)濟綜合實力逐年增強,2006—2010年年均漲幅13.10%,2010年達到39 416.20億元,2015年達到63 002億元,年均增長9.89%,人民生活水平大幅提高。農(nóng)村居民人均可支配收入年均增長10.10%,2015年達到12 930元,城鄉(xiāng)居民收入比由2.70縮小到2.44。經(jīng)濟高速發(fā)展的同時,碳排放強度卻一直下降,導(dǎo)致總體間接碳排放呈現(xiàn)負(fù)增長,表明山東省低碳經(jīng)濟發(fā)展已初見成效。

(4) 人口規(guī)模。如圖3所示,農(nóng)村人口規(guī)模對山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放總體呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng),2006—2008年平穩(wěn)下降。2008年,山東省農(nóng)村常住人口約5 860萬,2009年約5 902萬,人口增長約42萬人,人口漲幅超過消費碳排放強度及消費水平兩種因素對碳排放產(chǎn)生抑制效應(yīng),因此對碳排放的作用由負(fù)變正。2010—2015年農(nóng)村勞動力累計轉(zhuǎn)移就業(yè)約795萬人,城鎮(zhèn)化率由2010年的38.86%升至2015年的57.01%,人口規(guī)模對間接碳排放抑制作用逐年加強,與此前農(nóng)村人口效應(yīng)對碳排放起促進作用的研究結(jié)果相反[13]。隨著城鎮(zhèn)化率和科技水平的不斷提高,農(nóng)村人口效應(yīng)有望對農(nóng)村碳排放持續(xù)呈現(xiàn)抑制作用。

四、結(jié)論與建議

1.結(jié)論

采用消費者生活方式法對2006—2015年山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放量進行計算,分析了山東省農(nóng)村居民生活間接碳排放特征,利用LMDI分解法得到各因素對間接碳排放的影響效果,得出以下結(jié)論:

(1) 山東省農(nóng)村居民在滿足基本衣食需求的前提下,對教育、文化、居住環(huán)境及心理健康方面的消費性支出不斷增多。由于各工業(yè)部門不斷進行技術(shù)革新,各行業(yè)碳排放強度逐年下降,使間接碳排放總量呈負(fù)增長。

(2) 消費水平效應(yīng)在2006—2015年持續(xù)對碳排放起促進作用,2006年貢獻值為304.11萬噸,2015年為147.59萬噸,年均下降率9.46%。對間接碳排放的促進作用逐年減弱。

(4) 消費結(jié)構(gòu)效應(yīng)在2009—2010年出現(xiàn)促進—抑制轉(zhuǎn)折點,在2013年后對間接碳排放呈現(xiàn)抑制作用。與以往研究不同的是,消費結(jié)構(gòu)效應(yīng)并不是始終對碳排放起促進作用的[14],而是隨居民消費結(jié)構(gòu)的變化及科技水平的提高而不斷變化的。說明山東省農(nóng)村居民消費傾向逐漸向低碳方向發(fā)展。

(5) 人口規(guī)模效應(yīng)在2006—2015年主要起抑制作用,與以往農(nóng)村人口規(guī)模效應(yīng)一直對碳排放起促進作用的研究結(jié)果相反[14]?？紤]到山東省城鎮(zhèn)化率仍在不斷提高,農(nóng)村主要勞動力轉(zhuǎn)移仍進一步擴大,一段時間內(nèi)人口規(guī)模效應(yīng)仍會對農(nóng)村居民間接碳排放起抑制作用。

2.建議

對山東省未來低碳、綠色發(fā)展,保持農(nóng)村居民間接碳排放繼續(xù)下降提出如下建議:

(1) 合理引導(dǎo)居民消費傾向,有助于減少間接碳排放。提高農(nóng)村居民可支配收入,積極推動醫(yī)療、衛(wèi)生、教育、文化等公共服務(wù)資源向農(nóng)村延伸,滿足農(nóng)村居民對生活品質(zhì)的追求,引導(dǎo)農(nóng)村居民向綠色低碳消費方式轉(zhuǎn)變。

(2) 經(jīng)濟擴張會拉動消費水平的上升,導(dǎo)致間接碳排放增多。未來山東省應(yīng)該轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的經(jīng)濟發(fā)展方式,推動低碳經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展,控制消費水平上升帶來的更多碳排放。

(3) 新科技和高能效是減少間接碳排放的關(guān)鍵因素。未來在加大工業(yè)行業(yè)發(fā)展時應(yīng)著重提高各行業(yè)能源利用率。

(4) 加速構(gòu)建綠色消費結(jié)構(gòu),持續(xù)抑制間接碳排放的產(chǎn)生。放寬旅游、文化、體育、健康、養(yǎng)老、教育培訓(xùn)等領(lǐng)域的市場準(zhǔn)入條件,減少農(nóng)村居民食品及居住方面的消費,提高居民精神文明活動開展率。

(5) 縮小城鄉(xiāng)居民差別和地區(qū)差異,保持經(jīng)濟平穩(wěn)增長是使人口規(guī)模效應(yīng)抑制間接碳排放的關(guān)鍵。所以,要切實解決農(nóng)村勞動力向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移就業(yè)問題,提供更多的就業(yè)機會,在提高城鎮(zhèn)化率的同時推廣綠色生活方式。