江蘇省農業能源消耗碳排放與經濟發展脫鉤分析

李 穎

(安徽大學經濟學院，安徽 合肥 230601)

近年來，我國已成為全球二氧化碳排放的第一大國，這導致了溫度的持續上升和環境的不斷惡化[1]。碳排放引起的環境問題逐漸引起了我國各界的關注。在所有二氧化碳排放的來源中，能源活動排放的二氧化碳占比最高，達77.27%。雖然其中農業能源活動排放的二氧化碳所占比例很低，但中國的農業能源消耗量隨著我國農業現代化的不斷發展持續提高[2]，由農業生產性能源消耗帶來的碳排放也在不斷增加。因此，國內學者越來越重視由農業能源消耗所產生的碳排放問題，在這方面的研究日益增多。國內學者黃祖輝等[3]和張廣勝等[4]通過研究發現，農業能源消耗引起的碳排放是農業溫室氣體的3大類來源之一，且農業能源消耗的碳排放份額持續增加。李國志等和戴小文等分別對全國農業生產能源消費、碳排放及其影響因素進行了研究[5]。劉海清等[6]和謝淑娟研究了區域性農業生產能源的消費[7]。史常亮等對中國農業1980—2014年的能耗碳排放情況進行了測算,并對其進行了脫鉤分析[8]。張軍莉等基于云南省2006—2014年的相關數據，核算了云南省農業生產能源消耗產生的碳排放總量，并分析了二者之間的脫鉤關系[9]。

江蘇省位于中國大陸東部沿海，省內平原廣闊，農業資源豐富,農業發展歷史悠久，是我國重要的農業大省。2018年江蘇省農業總產值達7192.46億元，居全國第4位。在江蘇省的農業生產過程中，2008—2018年，除了2012年外，江蘇省農業生產性總能耗呈逐漸上升趨勢，因此合理有效降低江蘇省農業生產性總能耗，是實現江蘇省農業綠色可持續發展的必由之路。目前，涉及江蘇省農業生產性能源消耗及其碳排放的研究尚且不多。本文對江蘇省農業生產性能源消耗及其碳排放進行測算，利用Tapio脫鉤指數方法分析江蘇省農業生產性能源碳排放與農業經濟發展之間的脫鉤狀態，為江蘇省農業節能減排路徑選擇提供有益參考。

1 研究方法與數據處理

1.1 脫鉤模型的建立

國內外越來越多的學者在研究經濟和環境問題時，通過構建脫鉤模型來分析經濟增長和物質消費之間的關系。該理論已逐漸發展成為衡量經濟發展和環境壓力之間關系的權威方法。目前，脫鉤模型主要有2種，即脫鉤指數法(OECD脫鉤模型)及彈性分析法(Tapio脫鉤模型)。本文采用Tapio脫鉤分析法。Tapio脫鉤模型計算公式：

(1)

式中，T(C,G)為農業生產性能源消耗的碳排放和農業經濟發展的脫鉤彈性；C為農業生產性能源消耗的碳排放量；G為江蘇省農業經濟發展水平；E為能源消費量。ΔC/C為碳排放變化率；ΔE/E為能源消費變化率；ΔG/G為江蘇省農業經濟發展水平的變化率。

公式(1)可以分解為：

T(C,G)=T(C,E)·T(E,G)

其中，

(2)

(3)

公式(2)分析了能源消耗與碳排放之間的脫鉤關系。其中，T(C,E)表示碳排放與能源消耗脫鉤彈性指數，即減排彈性。公式(3)分析了能源消耗與農業經濟發展之間的脫鉤關系。其中，T(E,G)表示能源消耗與農業經濟發展的脫鉤彈性指數，即節能彈性。公式(2)與公式(3)相乘即得到能源消耗碳排放與農業經濟發展的脫鉤彈性指數T(C,G)。

國內學者在運用Tapio脫鉤模型的過程中，根據彈性值的大小將脫鉤情況劃分為8種狀態，見表1。

1.2 農業生產性能源碳排放的估算

利用江蘇省2008—2018年的相關數據，根據IPCC在2006年清單指南中提供的碳排放系數乘以能源消費量，可以得到農業生產性能源碳排放量。具體計算：

式中，C為農業能源消費的碳排放總量；Ci為第i種碳源的碳排放量；Ei為第i種碳排放源的使用量；δi為第i種碳排放源的系數。

1.3 數據整理

本研究采用的能源數據來源于中國能源統計年鑒(2009—2019)，第一產業GDP數據來源于江蘇統計年鑒(2009—2019),碳排放量以IPCC在2006年《清單指南》中提供的碳排放系數進行估算。

利用上述數據，經計算得到2008—2018年安徽省農業部門各項指標及生產性終端能源消耗量，見表2、表3。能源消費來源主要考慮對碳排放影響較大的煤炭、汽油、柴油和電力等品種，其它能源不納入本研究的碳排放總量的測算中。

表3 2008—2018年江蘇省農業生產性終端能源消耗量

2 結果及分析

2.1 碳排放總量分析

從表2可以看出，從2008—2018年，江蘇省農業生產能源的碳排放總量總體上一直在增加。由2008年182萬t到2018年279.58萬t，2013年以后碳排放量能源消耗量短暫下降，2014年又恢復上升趨勢。從不同類型能源的碳排放量來看，柴油產生的碳排放量最大，各年份占比平均達到60%以上。從變化趨勢上來看，2012年之前，柴油產生的碳排放量占比呈現上升趨勢，2013年出現短期下降，2014年又恢復上升。此外，電力消耗產生的碳排放占碳總排放量的11%～20%，且呈逐年增加的趨勢。原煤消耗產生的碳排放居第3位，且逐年遞減。汽油消耗產生的碳排放最少。

表2 2008—2018年江蘇省農業部門各項指標

2.2 能源消費結構分析

由圖1可以看出，2008—2018年，江蘇省農業生產能源消費總量在2012年最高，之后有所下降，2014年恢復上升趨勢。從不同類型的能源消耗量來看，柴油消耗量所占比重最大，年均占比在60%以上，最高占比年份是2012年，占比到達72%；電力的消耗量也不容忽視，總體呈現出逐年增加的趨勢，占比在不斷增大，從2008年的10%增加到2018年的18%；原煤和汽油的消耗量所占比重較小。

圖1 2008—2018年江蘇省農業生產性能源消耗量

2.3 能源消耗強度和碳排放強度分析

由圖2可知，2008—2018年，江蘇省農業生產性能源消耗強度和碳排放強度總體呈下降趨勢。能源消耗強度在2008—2013年下降速率快，自2013年后，變化趨于平緩。碳排放強度的變化趨勢與能源消耗強度相似，總體呈緩慢下降的趨勢，2013年后，變化更加平緩。這表明江蘇農業部門的能源利用效率在不斷提高。

圖2 2008—2018年江蘇省農業部門能源強度和碳排放強度

2.4 江蘇省農業生產性能源消耗碳排放與行業經濟增長的脫鉤關系分析

基于碳排放脫鉤彈性公式(1)～(3),得出江蘇省農業生產性能源消耗碳排放與農業經濟增長的脫鉤狀態,如表4所示。

表4 江蘇省2008—2018年農業生產能源消耗碳排放與農業經濟增長脫鉤指數

2.4.1 碳排放量與經濟增長脫鉤彈性指數(T(C,G))分析

由測算結果可知，在研究期間，江蘇省農業生產性能源消耗碳排放與農業經濟增長之間的脫鉤狀態以擴張負脫鉤為主，擴張負脫鉤和強負脫鉤狀態的年份達1/2，只在2013年達到強脫鉤的狀態，表明大部分年份農業生產性能源消耗碳排放與農業經濟增長之間的脫鉤關系并不如人意,脫鉤狀態較差。具體可分3個時期：2008—2012年，這一階段中有2a表現為擴張負脫鉤,表明這一時期江蘇省在發展農業經濟的同時，缺乏有效減排措施，導致農業生產性能源消耗碳排放增加較為明顯。2013年，隨著江蘇省農業經濟的穩定增長，對農業生產性能源消耗碳排放進行了有效的控制，脫鉤狀態比較理想。但這只是特例，不具有代表性。2014—2018年，這一階段以擴張負脫鉤為主，2017年出現了強負脫鉤,說明江蘇省農業生產性能源消耗碳排放與農業經濟增長均呈現出明顯的增長趨勢，但碳排放的增速更為顯著，狀態較不理想。

總體來說，江蘇省在2008—2018年間，脫鉤狀態不佳，這種狀況與江蘇省農業生產過程中消費的能源結構有關，江蘇省的農業生產的能源消費主要以柴油、煤炭為主，新型能源利用較為有限，這種消費結構直接使能源利用率下降和碳排放量上升，導致農業經濟增長的同時，碳排放量也同步增加。

2.4.2 碳排放量與能源消耗脫鉤彈性指數(T(C,E))分析

通過引入能源消耗這一中間變量，對T(C,E)這一指標進行分析，可以確定影響碳排放和經濟增長的脫鉤情況的因素所在，從而揭示出碳排放增長與能源消耗之間的關系，進而表現出減排方面對T(C,G)的影響。從表中測算結果可知，碳排放與能源消耗脫鉤彈性指數均為正值，除了2015—2016年屬于擴張負脫鉤外，其余年份均處于增長連接狀態。說明在這一時期，減排方面狀況不佳,無助于碳排放和經濟增長的脫鉤,能源消耗的增加使得碳排放量隨之增加，對環境影響較大。農業生產性能源消耗碳排放對能源消費的減排彈性T(C,E)的總體變化趨勢較為平穩，對脫鉤彈性的影響較小，即碳減排技術對農業能源碳排放脫鉤的影響尚未顯現。

2.4.3 能源消耗與經濟增長脫鉤彈性指數(T(E,G))分析

T(E,G)指數可以體現江蘇省2008—2018年的節能情況，從表4可以看出，能源消耗與經濟增長脫鉤情況以擴張負脫鉤為主，擴張負脫鉤和強負脫鉤狀態的年份達到1/2，表明大部分年份并未很好地實現農業生產性能源消耗與經濟增長之間的脫鉤，節能方面表現不佳。并且從表4可以看出，與T(C,E)相比，T(E,G)的變化趨勢與T(C,G)的變化趨勢吻合，兩者的走勢大致相同，說明江蘇省農業經濟增長與農業生產性能源消耗碳排放之間是否脫鉤很大程度上取決于節能彈性，即農業生產性能源的利用率。從T(E,G)指數可以看出，在保持經濟增長的前提下，要實現經濟增長與碳排放的理想脫鉤狀態，主要做好兩方面工作：要優化能源結構，減少碳排放量高的能源的使用量；提高能源的利用率。

3 討論與結論

研究期內，農業生產消耗能源產生的碳排放總量處于逐年上升的狀態，2018年達到279.58萬t。在農業生產性能源消耗中，柴油消耗量最大，其產生的碳排放量也最大，占比達60%以上。近年來，江蘇省積極推行農業現代化，在生產過程中大量使用各種農機具，而農機具主要依靠柴油驅動，因此成為農業生產過程中的能耗主體。在現代化的農業生產中，煤炭也是主要的能源，因此，原煤的消耗量和碳排放量僅次于柴油。電力、汽油的消耗量和碳排放量的占比多年來均有小幅增加。

研究期間，農業部門的能源強度和碳排放強度總體呈下降趨勢，2013年之前下降速度較快，2013年以來下降變化趨于平緩。從2008—2013年，碳排放強度和能源強度下降迅速，主要是因為研究期間第一產業的總產值增長迅速，且其增速高于同一時期的農業生產性能源消耗產生的碳排放量增速。

在研究期內，大多數年份農業能源消耗碳排放和農業生產總值之間的關系處于擴張負脫鉤狀態，脫鉤狀態不佳。由于短期內江蘇省農業部門的傳統能源消費結構不會改變，即使新能源的使用可以替代一部分柴油和原煤，但替代作用有限，因此二氧化碳的排放量不會大幅度減少，因此江蘇省農業部門在節能減排方面可能需要花費更長的時間，農業部門的脫鉤時間將會晚于全省其它部門的脫鉤時間。因此，為了降低能源消耗和碳排放，江蘇省農業部門應大力研發減排技術，降低減少柴油和原煤的消耗，提高能源的利用效率，增加新能源的使用。