西北五省（區(qū)）建筑業(yè)碳排放驅(qū)動因素分析

王靜雯

（蘭州大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，甘肅蘭州 730000）

1 引言

當(dāng)今世界，氣候變化和全球變暖的相關(guān)問題引起了大量關(guān)注，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速平穩(wěn)增長，大量化石能源的消費(fèi)帶來了二氧化碳（CO2）的排放量不斷增加［1］。2020年9月我國提出爭取CO2排放在2030年前達(dá)峰，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要行業(yè)之一，在發(fā)展過程中具有高能耗和高污染的特點(diǎn)，2005—2017年建筑業(yè)排放的CO2量逐步增加，目前建筑行業(yè)還沒有擺脫粗放型的發(fā)展方式，尚未實現(xiàn)產(chǎn)值增長與資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展［2］，因此建筑業(yè)如何進(jìn)一步低碳發(fā)展和節(jié)能減排成為研究重點(diǎn)。

目前國內(nèi)關(guān)于碳排放的研究在行業(yè)層面主要聚焦于工業(yè)以及交通運(yùn)輸業(yè)等行業(yè)，關(guān)于建筑業(yè)碳排放的研究較少。在進(jìn)行碳排放的核算時，多數(shù)研究僅考慮了直接碳排放［3-4］，而忽略了行業(yè)的隱含碳排放。研究表明，建筑業(yè)的間接碳排放量占關(guān)聯(lián)碳排放的95%左右［5］，因此在進(jìn)行建筑業(yè)的碳排放核算時必須要考慮到隱含碳的影響。建筑業(yè)隱含碳的測算主要有2種方法：利用建筑材料的碳排放系數(shù)和回收系數(shù)進(jìn)行核算［6-7］以及利用投入產(chǎn)出法進(jìn)行核算［8-9］，然而核算過程中若僅考慮幾種建筑材料所帶來的隱含碳排放并不能準(zhǔn)確地反映出建筑業(yè)與其他各個行業(yè)的關(guān)聯(lián)程度，因此本文利用投入產(chǎn)出法，通過構(gòu)建完全碳排放的測算模型對西北五省（區(qū)）建筑業(yè)的隱含碳排放進(jìn)行測算。

對于碳排放驅(qū)動因素的研究，較為常見的方法有因素分解法等。因素分解法依據(jù)運(yùn)算方式的不同，可分為指數(shù)分解法（IDA）與結(jié)構(gòu)分解法（SDA）2類，對數(shù)平均迪氏指數(shù)分解法（LMDI）在IDA的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，具有完全分解、無殘差、能處理零值的優(yōu)點(diǎn)［10］，在碳排放驅(qū)動因素的相關(guān)研究中運(yùn)用廣泛。史俊暉等利用LMDI將我國農(nóng)業(yè)隱含碳排放分解為經(jīng)濟(jì)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、一般農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步4個因素，研究結(jié)果顯示，經(jīng)濟(jì)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)分別呈正向和負(fù)向驅(qū)動效應(yīng)，低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步在東部的負(fù)向驅(qū)動效應(yīng)比西部更強(qiáng)［11］；馮博等將建筑業(yè)碳排放分解為碳排放強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和產(chǎn)出規(guī)模4個效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)是我國省域建筑業(yè)碳排放增長的主要促進(jìn)因素［7］；惠明珠等利用空間杜賓模型探討了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城鎮(zhèn)化水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等6個因素對我國建筑業(yè)碳排放效率的影響［12］；鄒非等根據(jù)STIRPAT模型運(yùn)用嶺回歸分析了我國建筑業(yè)碳排放的影響因素，結(jié)果表明，人均GDP對CO2排放量有顯著正影響［13］。

通過以上文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，從省域角度研究建筑業(yè)碳排放的文獻(xiàn)不多，且多數(shù)研究集中在直接排放領(lǐng)域，在驅(qū)動因素的分析中，IDA相對于普通計量方法具有計算過程簡單、分解結(jié)果直觀［14］的優(yōu)點(diǎn)。因此，本文首先利用地區(qū)投入產(chǎn)出表構(gòu)建完全碳排放測算模型，測算2007年、2012年和2017年西北五省（區(qū)）的建筑業(yè)完全碳排放，在此基礎(chǔ)上利用LMDI探討建筑業(yè)完全碳排放量的驅(qū)動因素。

2 建筑業(yè)完全碳排放的測算

2.1 直接碳排放的估算

由于國內(nèi)尚未公布有關(guān)CO2的排放數(shù)據(jù)，因此本文采用IPCC提出的能源消耗碳排放模型［15］，根據(jù)各省建筑業(yè)消耗的化石能源數(shù)量對西北五省（區(qū)）建筑業(yè)的直接碳排放量進(jìn)行估計，公式如下：

各種能源的平均低位發(fā)熱量來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒》，碳排放系數(shù)參考《2006 IPCC國家溫室氣體清單指南》中缺省碳含量，碳氧化因子的數(shù)據(jù)參考我國自主編制的《省級溫室氣體清單編制指南》，數(shù)據(jù)見表1。

表1 8種能源的平均低位發(fā)熱量、碳排放系數(shù)和碳氧化因子

2.2 完全碳排放的測算

本文利用西北五省（區(qū)）的地區(qū)投入產(chǎn)出表構(gòu)建完全碳排放的測算模型，測算五省（區(qū)）建筑業(yè)的完全碳排放量。完全碳排放量指建筑業(yè)在生產(chǎn)最終產(chǎn)品時產(chǎn)生的直接碳排放與隱含碳排放之和。

在投入產(chǎn)出模型中，完全消耗系數(shù)可表示為：

將碳排放引入方程，完全碳排放系數(shù)可以表示為：

式（4）中，（I-A）-1為列昂惕夫逆矩陣，則完全碳排放可以表示為：

式（4），（5）中，TCE表示完全碳排放列向量；BCE表示完全碳排放矩陣；X為最終產(chǎn)品列向量。

將西北五省（區(qū)）的地區(qū)投入產(chǎn)出表行業(yè)調(diào)整為6個：農(nóng)林牧漁業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、交通運(yùn)輸倉儲和郵政業(yè)、批發(fā)零售和住宿餐飲業(yè)以及其他行業(yè)。各地區(qū)的行業(yè)終端能源消費(fèi)量和地區(qū)投入產(chǎn)出表分別來自《中國能源統(tǒng)計年鑒》和《中國地區(qū)投入產(chǎn)出表》。

2.3 西北五省（區(qū)）建筑業(yè)完全碳排放的變動特征

表2顯示了2007年、2012年和2017年西北五省（區(qū)）建筑業(yè)的完全碳排放量，從總體上說，西北五省（區(qū)）建筑業(yè)的完全碳排放量這3年除甘肅外均逐漸增加。從省域的角度上說，新疆和陜西的完全碳排放量較大且增幅快，陜西在2007—2012年增幅達(dá)202.9%，在2012—2017年增幅達(dá)到258.74%，到2017年完全碳排放量已經(jīng)達(dá)到了21 853.59萬t，位于五省（區(qū)）的第二位。新疆在2007—2012年增幅為103.47%，在2012—2017年增幅為167.99%，2017年完全碳排放量為五省（區(qū)）中最高，但是新疆的直接碳排放量并不是最高的，說明其間接碳排放量較高，即消耗的中間產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中碳排放較高，且建筑業(yè)與其他行業(yè)聯(lián)系較為緊密。

表2 西北五省（區(qū)）建筑業(yè)完全碳排放量 萬t

在五省（區(qū)）中只有甘肅建筑業(yè)完全碳排放量2017年較2012年有小幅度減少，減少了7.35萬t，主要原因是2017年直接碳排放量的減少，2017年直接碳排放量較2012年減少了16.67萬t。在8種化石能源的消耗中，建筑業(yè)消耗最多的是煤炭，而甘肅2017年與2012年相比，煤炭消費(fèi)量減少了12萬t，這表明在2012—2017年，甘肅建筑業(yè)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)有了一定改善，由于在一次能源品種中煤炭的利用效率最低［17］，因此減少煤炭的消費(fèi)有利于提高能源利用效率，減少直接碳排放量。

青海的完全碳排放量在3年都處于五省（區(qū)）中最低位，且與其他省（區(qū)）差距較大，但青海建筑業(yè)直接碳排放與寧夏差距不大，可能是因為青海建筑業(yè)的最終產(chǎn)品在五省（區(qū)）中最少，特別是相對于陜西、甘肅和新疆3個省（區(qū)），由于完全碳排放是在生產(chǎn)最終產(chǎn)品時產(chǎn)生的直接碳排放與隱含碳排放之和，因此在同等條件下，生產(chǎn)的最終產(chǎn)品較少會導(dǎo)致產(chǎn)生的碳排放量少。

3 建筑業(yè)碳排放驅(qū)動因素分析

3.1 指數(shù)分解模型的構(gòu)建

由Ang等［18］在IDA基礎(chǔ)上提出的LMDI自2000年以來成為使用最多的指數(shù)分解法。根據(jù)權(quán)重選擇的不同，LMDI分為LMDI－I和LMDI－II，根據(jù)被分解指標(biāo)的不同，可以分為對數(shù)量指標(biāo)的分解和對結(jié)構(gòu)指標(biāo)的分解，根據(jù)分解形式的不同，可以分為加法形式和乘法形式。本文進(jìn)行分解的對象為數(shù)量指標(biāo)且為非連續(xù)時間數(shù)據(jù)，因此選擇LMDI－I的加法形式［19］。

結(jié)合建筑業(yè)實際情況，本文將西北五省（區(qū)）建筑業(yè)完全碳排放量分解為能源消費(fèi)碳強(qiáng)度、能源強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與總產(chǎn)出規(guī)模4個因素，數(shù)據(jù)來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒》《中國統(tǒng)計年鑒》和各省（區(qū)）統(tǒng)計年鑒。具體分解形式如下：

式（6）中，TCEi表示第i個省（區(qū)）的建筑業(yè)完全碳排放量，萬t；Ei表示第i個省（區(qū)）建筑業(yè)的能源消耗量，萬t標(biāo)準(zhǔn)煤；GVi表示第i個省（區(qū)）建筑業(yè)的行業(yè)增加值，億元；GDPi表示第i個省（區(qū)）的地區(qū)生產(chǎn)總值，億元，表示總產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)。

3.2 分解結(jié)果分析

圖1為2007—2012年西北五省（區(qū)）建筑業(yè)完全碳排放分解結(jié)果。

圖1 2007—2012年西北五省（區(qū)）建筑業(yè)完全碳排放分解結(jié)果

圖2為2012—2017年西北五省（區(qū)）建筑業(yè)完全碳排放分解結(jié)果。

圖2 2012—2017年西北五省（區(qū)）建筑業(yè)完全碳排放分解結(jié)果

總體上說，能源消費(fèi)碳強(qiáng)度對于建筑業(yè)完全碳排放的影響不確定，在2007—2012年除了陜西和寧夏外，其余省（區(qū)）對完全碳排放有促降效應(yīng)，而在2012—2017年則多表現(xiàn)為促增效應(yīng)；能源強(qiáng)度對于建筑業(yè)完全碳排放的影響總體上表現(xiàn)為促降效應(yīng)。

總產(chǎn)出規(guī)模對建筑業(yè)完全碳排放總體表現(xiàn)為促增效應(yīng)，從品種能源消費(fèi)量看，西北五省（區(qū)）建筑業(yè)的能源消費(fèi)以化石能源消費(fèi)為主，其中煤炭消費(fèi)占比大，因此總產(chǎn)出規(guī)模的增加進(jìn)一步增加了碳排放，與假設(shè)相符。但是經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)對建筑業(yè)完全碳排放總體表現(xiàn)為促增效應(yīng)，從各省（區(qū)）經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)上看，建筑業(yè)在地區(qū)生產(chǎn)總值的占比逐漸增加，建筑業(yè)的貢獻(xiàn)率逐漸增加，從而帶來了各省（區(qū)）建筑業(yè)碳排放的增加，與假設(shè)不符。

從省域角度上說，甘肅在2個研究期間內(nèi)能源消費(fèi)碳強(qiáng)度和能源強(qiáng)度是建筑業(yè)完全碳排放的主要促降因素，其中能源強(qiáng)度的影響較大，說明甘肅能源結(jié)構(gòu)的改善和能源利用效率的提高能夠帶來建筑業(yè)完全碳排放量的減少，能源消費(fèi)改革效果較好，達(dá)到了促進(jìn)碳減排的效果。甘肅的主要促增因素是經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和總產(chǎn)出規(guī)模，總產(chǎn)出規(guī)模的促增效應(yīng)較大，表明地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和建筑業(yè)對地區(qū)生產(chǎn)總值貢獻(xiàn)率的增加，帶來了建筑業(yè)完全碳排放量的增加。

青海和寧夏的分解結(jié)果較為相似，主要的促增因素是能源消費(fèi)碳強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和總產(chǎn)出規(guī)模，促降因素是能源強(qiáng)度。青海能源消費(fèi)碳強(qiáng)度在2007—2012年表現(xiàn)為促降效應(yīng)，而在2012—2017年則表現(xiàn)為促增效應(yīng)，但均不明顯，青海促增效應(yīng)較強(qiáng)的是總產(chǎn)出規(guī)模。寧夏的分解結(jié)果中4個因素的效應(yīng)總體比青海大，能源消費(fèi)碳強(qiáng)度和總產(chǎn)出規(guī)模的促增效應(yīng)較為明顯，而能源強(qiáng)度是主要的促降因素，說明寧夏建筑業(yè)的能源效率有所改善，但是對能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改革還需進(jìn)一步加強(qiáng)。

陜西分解結(jié)果顯示，4種因素對于建筑業(yè)完全碳排放的影響差距較大。2007—2012年影響最強(qiáng)的是總產(chǎn)出規(guī)模，增加了3 580.68萬t完全碳排放，相較之下其余3個因素的效應(yīng)較小。在2012—2017年，能源消費(fèi)碳強(qiáng)度和總產(chǎn)出規(guī)模的促增效應(yīng)明顯，而能源強(qiáng)度也表現(xiàn)出了明顯的促降效應(yīng)，說明了陜西能源效率的提升，一定程度上也反映了綠色能源技術(shù)進(jìn)步。

新疆在2個研究區(qū)間內(nèi)總產(chǎn)出規(guī)模和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的促增效應(yīng)均較為明顯，在2012—2017年能源消費(fèi)碳強(qiáng)度對完全碳排放的影響不降反增，且增加了8 932.04萬t完全碳排放。與陜西類似，新疆建筑業(yè)在2012—2017年能源消費(fèi)增加了94.88萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，建筑業(yè)增加值增加了83.61%，且建筑業(yè)對于地區(qū)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)率也增加了2%。由于能源消費(fèi)碳強(qiáng)度一定程度上反映了能源結(jié)構(gòu)的變化，因此也說明兩省（區(qū)）能源結(jié)構(gòu)調(diào)整還未達(dá)到促進(jìn)碳減排的預(yù)期，在碳減排方面仍然具有較大的改進(jìn)空間。

總體上說，西北五省（區(qū)）還需進(jìn)一步對能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)改革和限制，以達(dá)到促進(jìn)減排的目的，同時要促進(jìn)綠色能源技術(shù)進(jìn)步，提高能源效率，保證在建筑業(yè)逐漸擴(kuò)張的同時限制其碳排放量，爭取盡早實現(xiàn)建筑業(yè)碳排放達(dá)峰。

4 結(jié)論

本文以西北五省（區(qū)）建筑業(yè)完全碳排放為研究對象，通過地區(qū)投入產(chǎn)出表構(gòu)建完全碳排放的測算模型，在此基礎(chǔ)上利用LMDI將建筑業(yè)完全碳排放分解為能源消費(fèi)碳強(qiáng)度、能源強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和總產(chǎn)出規(guī)模4個因素。分析結(jié)果表明：（1）五省（區(qū)）建筑業(yè)的完全碳排放量在2007年、2012年和2017年這3年內(nèi)總體逐漸增加，新疆和陜西的完全碳排放量較大且增幅快，只有甘肅建筑業(yè)完全碳排放量2017年較2012年有小幅度減少，青海的完全碳排放量在3年都處于五省（區(qū)）中最低位，且與其他省（區(qū)）差距較大。（2）在分解結(jié)果中，能源消費(fèi)碳強(qiáng)度對于完全碳排放的影響不確定，能源強(qiáng)度主要表現(xiàn)為促降效應(yīng)，總產(chǎn)出規(guī)模表現(xiàn)為促增效應(yīng)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)對建筑業(yè)完全碳排放表現(xiàn)為促增效應(yīng)。從省域的角度看，能源消費(fèi)碳強(qiáng)度和能源強(qiáng)度是甘肅建筑業(yè)完全碳排放的主要促降因素，陜西和新疆在2012—2017年能源消費(fèi)碳強(qiáng)度和總產(chǎn)出規(guī)模的促增效應(yīng)明顯，青海和寧夏的分解結(jié)果較為相似，主要的促降因素是能源強(qiáng)度，促增因素是能源消費(fèi)碳強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和總產(chǎn)出規(guī)模。五省（區(qū)）還需進(jìn)一步加強(qiáng)能源消費(fèi)改革，以達(dá)到促進(jìn)減排的目的。