福建省碳排放影響因素實證研究：基于因子分析法

彭 浩 張 璐 李書嬋

(內蒙古財經大學 資源與環境經濟學院，內蒙古 呼和浩特 010070)

由于人類活動導致二氧化碳等溫室氣體濃度增加，大大超過地球自然變化的幅度，從而導致全球變暖，已成為不爭的事實[1]。改革開放以來，中國在經濟發展方面取得了舉世矚目的成就，同時也顯現了資源消耗過多、碳排放增加過快等問題[2]。1981—2019年，福建省經濟快速增長的同時，碳排放也在迅速增加。而福建省作為全國首個生態文明試驗區,理應為中國實現“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和”[3]這一歷史性承諾作出積極的貢獻。因此，本文使用因子分析法對1981—2019年影響福建省碳排放量的各項因素進行定量研究，無疑具有十分重要的現實意義。

一、福建省碳排放現狀

根據聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的假定，一般認為各類能源的碳排放系數是穩定的；一次能源分類中的水電、核電和其他能發電，在使用過程中被視為沒有碳排放，因此，將產生碳排放量的能源消費種類劃分為煤炭、石油和天然氣這三類[4]。本文通過煤、石油和天然氣等能源的消耗量與碳排放量之間的關聯關系，對福建省1981—2019年的碳排放量進行估算。當缺乏碳排放的直接監測數據時，可以采用三類能源消費總量分別乘以各自的碳排放系數來計算碳排放量。

(1)式中，C為碳排放量，Ei為煤炭、石油或天然氣的消費總量，Fi為不同種能源的碳排放系數。

中國國家發改委能源研究所、日本能源經濟研究所和美國能源部/能源情報局等都公布了煤炭、石油和天然氣的碳排放系數[4]，考慮到中國的科研機構更熟悉中國的國情，本文在計算福建省1981—2019年的碳排放量時選取中國國家發改委能源研究所公布的碳排放系數，如表1所示。

表1 各研究機構公布的碳排放系數[4]

根據公式(1)和歷年《福建統計年鑒》上的煤炭、石油和天然氣的消費量等相關數據，計算得到福建省1981—2019年的碳排放量，如表2所示。

表2 1981—2019年福建省碳排放量

1981—2019年，福建省碳排放量由1981年的379.85萬噸增加到2019年的6 980.94萬噸，增加了17.38倍。

二、福建省碳排放影響因素

參照已有相關研究成果[5]選取碳排放影響因素時，城鎮化水平由于部分年份的數據無法查找到，確定定量分析能源消費總量、能源結構、能源價格、經濟發展水平、固定資產投資、人口總量、第二產業比重、第三產業比重和國際貿易等9項福建省碳排放影響因素(見表3)。

表3 福建省碳排放影響因素

本文以原煤占能源消費總量的比重表示“能源結構”，采用居民消費價格指數表示“能源價格”，以地區生產總值表示“經濟發展水平”。國際貿易過程中存在碳排放轉移問題，進口高耗能的資源密集型產品能降低本地區的碳排放，反之，出口高耗能的資源密集型產品則會增加本地區的碳排放[2]，本文以凈出口額表示“國際貿易”。

三、數據來源和研究方法

1.數據來源與處理

福建省1981—2019年的相關數據均來自歷年《福建統計年鑒》。為剔除價格因素影響，地區生產總值、固定資產投資、居民消費價格指數、凈出口額和物價指數等相關數據均以1952年為基期進行了處理。在進行因子分析之前，還對原始數據進行了均值為0、標準差為1的標準化處理，以消除指標間量綱不一致及數量級有差異等現象。

i=1,2, …,n；j=1,2, …,p。其中：n為樣本的個數，p為原始指標的個數，xij為各樣本數據，為xj樣本數據的平均值，Sj為所有樣本數據的標準差，Zij為標準化處理后得到的數據。

2.因子分析法

因子分析法是一種不受主觀因素影響的多變量統計分析方法，本論文使用SPSS23.0軟件進行相關數據的計算。

具體的計算過程如下：

第一，檢驗數據是否適合采用因子分析法

利用SPSS23.0提供的巴特利特球檢驗和KMO測度來判斷數據是否適合采用因子分析法。從SPSS23.0輸出的表4可見，巴特利特球檢驗結果為拒絕原假設，KMO值等于0.790。因此，福建省1981—2019年影響碳排放量的數據標準化處理后，適合進行因子分析。

表4 KMO和Bartlett的檢驗

第二，建立變量的相關關系矩陣R(SPSS23.0自動完成，略)。

第三，計算出相關關系矩陣的初始特征值、提取荷載平方和和旋轉荷載平方和，并確定公因子的個數。

選取公因子個數的標準有兩種：一是選取所有初始特征值大于1的成分作為公因子；二是累積提取荷載平方和達到90%來確定。本文根據后一標準來選取公因子，其包含的信息占原始變量包含的總信息的96.218%(見表5)，損失的信息量不到10%，被認為可以接受。

表5 相關關系矩陣的初始特征值、提取荷載平方和和旋轉荷載平方和

第四，得到旋轉后的成分矩陣。

由旋轉后的成分矩陣(見表6)可以得到3個公因子的表達式(略)，結合3個公因子的旋轉荷載平方和(見表5)，可以得到總分估計值F的表達式：

表6 旋轉后的成分矩陣

F=0.575TEC-0.376ES+0.558EP+0.557EDL+0.523AI+0.570 TP+0.540PSI+0.487PTI+0.561IT

3.對主成分進行線性回歸

使用SPSS23.0對因變量Y(福建省1981—2019年的碳排放量)和總分估計值F進行線性回歸，得到如下關系式：

Y=2850.3+524.27F

R2=0.9198

再將F表達式代入上面的關系式可得到：

Y=2850.3+301.46TEC-197.09ES+292.77EP+291.96EDL+274.22AI+298.79TP+282.91PSI+255.47PTI+294.06IT

四、結果分析

根據因子分析法的計算結果，得到了福建省1981—2019年碳排放影響因素的排序依次為：能源消費總量/TEC(0.575)；人口總量/TP(0.570)；能源價格/EP(0.558)；經濟發展水平/EDL(0.557)；國際貿易/IT(0.561)；第二產業比重/PSI(0.540)；固定資產投資/AI(0.523)；第三產業比重/PTI(0.487)；能源結構/ES(-0.376)。

“能源消費總量”是對福建省1981—2019年碳排放量影響程度最大的因素。福建省能源消費總量從1981年的729.00萬噸標準煤，增加到2019年的13 718.31萬噸標準煤，增加了17.82倍，和同期的碳排放量增加倍數(17.38倍)幾乎一樣。“人口總量”是對福建省碳排放量影響程度居第2位的因素。福建省從1981年末常住人口2 563萬人增加到2019年末常住人口3 973萬人，增加了1 410萬人。福建省城鎮人口從2000年的1 432萬人增加到2019年的2 642萬人，城鎮化率從1990年的16.68%增加到2009年的51.4%(首次超過50%)，2019達到66.50%。“經濟發展水平”是對福建省碳排放量影響程度居第4位的因素。福建省地區生產總值由1981年105.62億元增加到2019年的42 395.00億元；地區生產總值指數以1952年為100，2019年比1981年增加了72.57倍。大量增加的人口、快速的城鎮化和快速的經濟增長，都使得福建省1981—2019年能源消費總量快速增加，在化石能源占一次能源消費的比重沒有明顯下降的情況下，碳排放量自然快速增長。

“國際貿易”對福建省碳排放量影響程度也較大。《福建省國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》強調“發揮出口對經濟增長的促進作用”。福建省2019年1—5月出口3 260.5億元，增長10.9%，高于全國4.8個百分點，增幅居全國六大出口省市第1位[6]。

福建省的固定資產投資從1981年16.19億元增加到2017年31 164.02億元，對同期福建省碳排放量的增長形成了比較重要的影響。

福建省第一產業比重從1981年的37.21%逐漸減少到2019年的6.12%。福建省1981年第二產業比重為37.64%，2014年為52.03%，1981—2014年基本呈增加趨勢，之后下降到2019年的48.55%。福建省1981年第三產業比重為25.16%，到2019年時增加到45.33%。2019年福建省第二產業比重略高于第三產業比重。第三產業的單位GDP能耗比第二產業低，大力發展第三產業，增加第三產業的比重，將有利于減少碳排放量。

“能源結構”對碳排放量的影響程度之所以是負值，是因為1981—2019年期間，福建省的“能源消費總量”“年末常住人口數”“居民消費價格指數”“地區生產總值”“固定資產投資額”“第三產業比重”都與同期的碳排放量一樣呈顯著的遞增趨勢，同期福建省的“凈出口額”和“第二產業比重”也呈波動遞增趨勢，只有“原煤占能源消費總量的比重”基本呈遞減趨勢，1981年從59.1%緩慢增加到1991年70.9%，之后波動下降到2019年的47.3%。

能源強度也稱為“單位產值能耗”，指一個國家或地區在一定時期內單位GDP的能源消耗量，可以用來衡量能源利用效率，是區分一個國家或地區是否實現低碳發展的重要指標[7]。福建省的能源強度——“能源消費總量與地區生產總值之比”呈明顯的遞減趨勢，地區生產總值以不變價格計算，1981—2017年，福建省能源強度下降了74.42%。2009年11月25日，國務院常務會議決定到2020年全國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40—45%[7]。福建省2016年就提前達到了單位地區生產總值二氧化碳排放比2005年下降45%這一目標。福建省1981—2019年地區生產總值快速增長的同時，能源消費總量的增加速度明顯低于經濟增速。可以說，能源強度呈現明顯下降趨勢，說明福建省在節能減排方面做了大量取得了實效的工作。

五、政策建議

根據以上福建省碳排放影響因素實證研究的結果，提出以下政策建議：

1.進一步優化福建省的能源消費結構

化石能源一直占福建省能源消費結構的主體地位，2015年，開始化石能源占能源消費的比重才降低到80%以下，2019年為75.1%；福建省目前能源消費中原煤依然占有最大的份額，2019年這一數據為47.3%。大力發展集約高效的能源利用形式，提高能源使用效率，優化能源結構，仍是福建省今后需要努力的方向。

2.以低碳經濟為發展方向進行福建省經濟結構調整

提高鋼鐵、有色、建材、化工、電力等高耗能行業的準入門檻，在規劃階段就引導產業向低碳經濟的方向發展；通過出臺相關政策激勵高耗能企業通過技術創新來降低碳排放量；加大淘汰落后工藝、設備和企業的力度，繼續關停小火電廠、小水泥廠和小鋼鐵廠等。

3.推進福建省低碳城市建設

推廣國家低碳試點城市廈門市、南平市和三明市的經驗，通過編制低碳發展規劃、使用綠色能源、推行清潔生產、大力發展公共交通、普及和推廣低碳建筑、倡導低碳消費等舉措，提高福建省各城市的低碳發展管理能力。

4.構建福建省碳排放權交易制度體系

深化碳排放權交易試點，擴大參與碳排放權交易行業范圍，設立碳排放權交易平臺，發展林業碳匯交易模式，實現與全國碳排放權交易市場的有效對接。

5.優化對外貿易結構

福建省應逐步降低高耗能的資源密集型產品在出口中的比重。政府可出臺相關政策，激勵外貿企業向低碳化方向發展。