雙碳目標下城市低碳發展評價研究

楊芬 李延罡 闞龍營

〔內容提要〕雙碳目標下，為探索城市低碳發展情況，利用DPSIR模型理論，從5個維度構建了由27個指標組成的城市低碳發展指標評價體系，選取了四大經濟區域（東部、中部、西部和東北）代表省份（浙江省、河南省、陜西省和遼寧省）2011-2019年數據，運用熵值法和綜合指數法分別對指標權重和綜合指數進行了計算，并結合實際對城市低碳發展水平進行了對比分析與評價。結果表明：第一，指標權重大小驅動力>壓力>響應>狀態>影響，驅動力指標和響應指標越大，壓力指標越小，城市低碳發展水平越高；第二，城市低碳發展受地區發展水平的影響，各省份城市低碳發展水平整體上呈上升趨勢，但發展速度較為緩慢。研究結果可為城市低碳發展提供理論依據。

〔關鍵詞〕雙碳；城市低碳發展；DPSIR模型；評價

注：本文受遼寧省教育廳2021年度科學研究經費項目（面上項目）“遼寧省石油化工產業園區實現‘碳達峰、碳中和的產業綠色發展研究”（LJKR0180）、2021年遼寧省社會科學規劃基金項目“遼寧省石化產業綠色低碳發展路徑和機制研究”（L21BJY039）資助。

近幾年，在推進城鎮化過程中，隨著能源的消耗和工業化水平的提升，城市生態環境問題不斷阻礙城市的可持續發展。習總書記于2020年9月提出了碳達峰與碳中和的戰略目標，在此應對全球氣候變化背景下，全球面臨著綠色低碳轉型。據《2020中國綠色城市指數TOP50報告》顯示，城市的二氧化碳排放量占總排放量的比例超70%，城市碳減排既是城市低碳發展的關鍵，也是實現雙碳目標的核心，因此對城市低碳發展進行評價具有巨大的價值和深遠的意義。

DPSIR模型是由歐洲環境署對PSR模型和DSR模型改進提出的，主要包括驅動力、壓力、狀態、影響和響應五個部分，涉及社會、經濟、政策、環境四個方面，用以描述生態環境問題之間的因果關系。國外對該模型的應用較早，多用于研究水資源的可持續發展、實踐和應用及決策方面，探究經濟與環境之間的關系；國內學者研究的領域廣泛，包括環境科學、建筑、農林業、經濟、電力工業、新能源、旅游、數學、交通等，其中環境、經濟、社會三方面占比超90%，用以建立評價指標體系，并與定量分析方法結合進行評價。

綜上所述，利用DPSIR模型理論，從5個維度構建了由27個指標組成的城市低碳發展指標評價體系，依據中國四大經濟區（東部、中部、西部和東北）劃分，選擇代表性省份（浙江省、河南省、陜西省和遼寧省）進行實例驗證，收集整理指標相關數據，并利用熵值法對指標進行賦權，獲取2011年至2019年遼寧省低碳發展綜合指數，并進一步分析和評價，以期為各區域城市低碳發展提供理論參考。

一、城市低碳發展基本理論

（一）城市低碳發展基本內涵

針對低碳發展的基本內涵，國內外學者進行了廣泛研究，最初大量學者將低碳發展視為與低碳結合的一種經濟模式，后來，又將其作為較低二氧化碳排放的發展方式，隨著環境的惡化，低碳發展的內涵逐漸向低耗能、低排放轉變，未來近零排放也會是內涵之一。我國將低碳與發展結合起來，在節能減排、環境友好的同時獲得經濟效益和社會效益，促進社會的可持續發展。綜合大量的理論研究成果，城市低碳發展即：如何利用低碳經濟對城市進行轉型發展，利用創新低碳技術改變現有生活方式，優化社會經濟結構，循環再利用能源和廢棄物，建設節能高效的基礎設施，形成一種節約、健康、低碳的生活方式和消費模式，實現城市的綠色低碳發展、可持續發展、高質量發展。

（二）城市低碳發展研究現狀

我國城市低碳發展研究處于初級階段，但也取得了一些成就，近年來對城市低碳發展的研究主要體現在城市低碳發展評價研究、城市低碳發展路徑研究和城市碳排放核算及測度研究三個方面。張麗君等（2019）構建了動力學分析模型，分析了中國城市低碳發展水平及空間格局，得出驅動力和響應是影響低碳發展的重要因素；湯麗潔等（2019）設計了準則層為低碳經濟、低碳社會、低碳生活、低碳能源、低碳環境和低碳創新的評價指標，提出了創新型城市低碳發展的路徑；孫奇等（2021）運用熵值—最優主客觀權重—改進的TOPSIS模型，對低碳發展績效指數進行了計算，劃分了低碳、相對低碳、相對高碳和高碳四種低碳發展的城市類型；此外，宗鑫等（2021）構建了新型城鎮化和城市低碳發展兩系統的評價體系，旨在探究兩者的耦合關系；馮韻瑜（2020）運用灰色關聯分析了碳排放因素，并結合情景分析對城市碳排放進行了核算及預測分析，為廣州市低碳發展提出了可行的建設路徑。

通過梳理文獻，發現國內的城市低碳發展研究領域逐漸完善，但城市低碳發展評價指標體系構建還存在指標選取較為主觀、指標體系較為復雜過時以及適用性低等問題；此外，實例驗證不足且研究對象具有單一性，缺乏對比性。因此，在已有研究基礎上，引入雙碳視角，并結合DPSIR模型，設計一套具有完整性的適用性強的評價指標模型，提出建設性意見，為實現城市低碳發展提供參考價值。

二、基于DPSIR模型的城市低碳發展評價指標體系構建

（一）評價指標體系構建原則

評價指標體系構建是城市低碳發展評價的前提條件。城市低碳發展受到多種因素的共同作用，為了增強指標的科學性和規范性，更加客觀合理地評價城市低碳發展情況，在指標體系構建過程中，要遵循以下原則。

（1）易操作性原則。指標體系的構建要具有操作性，評價指標含義簡單易懂，可進行量化處理，數據資料可直接或者間接獲取且易于分析。

（2）雙碳視角原則。從實現雙碳目標的角度出發，綜合分析降碳過程中碳排放影響因素，全面系統地選取評價指標。

（3）DPSIR理論原則。基于DPSIR概念模型原理，按照驅動力、壓力、狀態、影響和響應5個維度區分指標類型，反應指標間的因果關系。

（4）科學性和代表性原則。選取的指標需符合政策要求，既要科學合理，又要有代表性，能客觀公正地評判城市低碳發展情況。

（二）評價指標的選取

（1）驅動力指標。

驅動力指標是DPSIR模型的起點，可以理解為影響城市環境、資源變化的潛在因素，主要包括社會經濟發展和人民生活質量。經濟發展水平是影響碳排放的內在動力和趨勢，在時代不斷更迭的過程中，低碳發展是生態環境和經濟增長矛盾激化的產物，此外，城市低碳發展是為社會服務的，最終落腳到人類的幸福生活上。

（2）壓力指標。

壓力指標是在產出過程中對碳排放、環境產生影響的直接因素，主要包括各個行業能源的消耗和污染物的排放。城市中的支柱行業因發展的不同會有所差異，一般為制造業和服務業，天然氣、煤和石油等能源消耗越多，產生的二氧化碳排放量就越多，污染物這里指廢氣、廢水排放量。

（3）狀態指標。

狀態指標是在驅動力和壓力的共同作用下城市在各方面表現出來的現狀，主要包括碳排放量和空氣質量狀況。碳排放量是衡量城市低碳發展水平的直觀性指標，并將其平均在人口數量和GDP總量上；空氣質量狀況是PM10和SO2的濃度及生態環境指數。

（4）影響指標。

影響指標是上述狀態下對生態環境、城市低碳發展和人類生命健康等造成的影響因素，碳排放量增加使溫室效應加劇，對天氣、溫度產生影響，溫度過高或者過低，導致溫差增大，影響人們日常生活，造成降水量異常，引發干旱、洪澇、風暴等自然災害，由此威脅人類的生命健康安全。

（5）響應指標。

響應指標是指國家、政府、企業和個人為保護生態環境及促進城市低碳展所作出的反應，主要包括頒布的政策和戰略、提出的措施建議，具體而言是經濟調控和低碳治理，經濟調控主要指當地政府企業等對環境污染治理的經濟投入；低碳治理是在有限的資源條件下從底層邏輯的視角實現降碳的目的，主要包括污水處理、綠地和公共交通建設等宏觀成效。

（三）評價指標體系的確定

基于DPSIR模型，按照指標選取的原則，綜合國內外學者的研究成果，從5個維度選取27個指標構建城市低碳發展評價指標體系（見表1），指標單位參考國家統計年鑒的計量單位并結合實際指標選取情況確定，指標性質為正（負）向指標，表示對城市低碳發展評價的正向（反向）作用。

三、基于熵值法和綜合指數法的城市低碳發展評價

（一）評價指標的客觀賦權

國內外學者對指標賦權的方法主要有三類。一是主觀賦權法：層次分析法、模糊綜合評價法、功效系數法、綜合指數法等；二是客觀賦權法：熵值法、TOPSIS法、多元統計學分析方法等；三是組合賦權法：兩種及以上方法綜合加權。為了排除指標賦權過程和決策過程中主觀性的影響，采用熵值法對城市低碳發展指標進行賦權，熵值法是信息利用程度較高的一種定量方法，基本原理是通過計算熵值來判斷指標的離散程度，進一步確定指標的權重，信息熵越小，指標的變異程度越大，則權重越大，否則反之。其步驟如下：

（1）數據整理。

根據指標含義計算并整理官網數據，構建第i個省份第t年份第j個指標的二維數據矩陣A（I*T，J）。

（2）數據標準化。

由城市低碳發展評價指標體系可知，指標單位差異較大，無法進行直接對比計算，為了消除單位的影響，需要對指標數據進行無量綱化處理，正向指標和負向指標的作用不同，因此，采用極差法對這兩類指標分別進行處理。

式中yitj表示第i個省份第t年份第j個指標的無量綱化后的數據，此外，數據是依據各省份低碳發展實際情況而獲得的，無法避免指標數值相同的情況，即yitj=0，為了使數據有意義并且對最終結果不會產生影響，故將正負向指標整體右移0.00001個單位。

（3）計算指標yitj的比重Pitj。

（二）城市低碳發展水平的綜合評價

綜合指數是衡量城市低碳發展水平的總體性指標，而綜合指數法的最大優點不僅可以綜合評價，還可以平均對比評價，基于構建的城市低碳發展指標評價體系，依據指標權重，計算每個研究對象每個指標的綜合指數，用來分析城市低碳發展總體和部分變化趨勢。

（2）確定發展水平評價等級。

國內學者關于確定發展水平評價等級采取的方法有：等距法、自然斷裂點法等，其中等距法的應用較為廣泛，基于此，借鑒該方法，將城市低碳發展水平劃分為5個等級，詳情見表2，依據指標綜合指數確定遼寧省城市低碳發展水平等級情況，并分析2010—2019年份的DPSIR五個維度的發展趨勢，提出建設性意見。

四、各省份城市低碳發展實證研究

（一）數據來源及選取

以浙江省、河南省、陜西省和遼寧省為研究對象，選取2011—2019年的數據進行實證研究，根據指標的含義分為直接性指標和間接性指標，直接性指標來源于國家統計局、各省統計局、發展和改革委員會、生態環境廳、氣象局等官方網站公布的中國統計年鑒、各省份統計年鑒、中國城市統計年鑒、生態環境狀況公報、氣象公報、氣候影響評價、國民經濟和社會發展統計年報等相關文件；間接性指標獲取方式為邏輯運算和經驗總結，極特別需要測算的指標數據，綜合前人研究的成果結合實際情況考量取得，如遼寧省2016年和2017年平均人體舒適日數依據；另外，與碳排放量相關的指標借鑒IPCC碳排放系數進行測算。

（二）評價指標權重確定

首先對原始數據進行優化調整，然后利用熵值法基本原理，最終得出城市低碳發展評價指標權重，見表3，目標層中驅動力、壓力、響應權重相對較高，狀態次之，影響最低，反映了驅動力、壓力、響應指標對城市低碳發展影響作用大，影響指標的作用小，未來各省份應當在經濟發展的同時控制能源消耗和污染物的排放，降低對生態環境和氣候變化的影響。

（三）各省城市低碳發展綜合評價

利用式（8）進行綜合運算，得出各省份城市低碳發展指標綜合指數，具體見表4，2011-2019年發展趨勢如圖1所示，各省份城市低碳發展水平整體呈緩增長趨勢，浙江省、河南省、陜西省、遼寧省城市低碳發展水平由高到低依次為：浙江省、陜西省、遼寧省、河南省，分別處于中高速發展階段、中低速向低速過渡階段、低速階段、中低速向低速過渡階段，城市低碳發展水平與區域經濟發展有著密不可分的關系，如浙江地區城市低碳發展水平遙遙領先于其他省份。以上結果表明2011—2019年四個省份的城市低碳經濟發展水平不斷提高，但整體發展速度不高，未來，雙碳目標下城市低碳發展將會朝著更高的階段邁進。

（四）各省城市低碳發展指標綜合評價

根據綜合指數計算原理，進一步計算并分析城市低碳發展指標變化情況，各省份城市低碳發展指標綜合指數見圖2—圖7，總指標層面，浙江省驅動力、狀態、影響、響應領先于其他三省，陜西省壓力指標尤為突出，可持續發展過程中應高度重視經濟與環境之間的關系，河南省和遼寧省五大指標相對平穩；分指標層面，2011—2019年驅動力指標和響應指標整體呈增長趨勢，壓力指標整體呈下降趨勢，狀態指標和影響指標整體呈平穩或微增長趨勢，為社會經濟和綠色環保發展提供了有力支撐，是城市低碳發展向好的關鍵。

五、結論與建議

通過構建城市低碳發展評價指標體系，根據各省份2011—2019年實際發展數據，對各省份城市低碳發展情況進行評價與分析，得出以下結論：

（1）運用熵值法進行計算，排除了主觀性，使數據分析過程和城市低碳發展評價指標體系更加科學合理，可為其他城市低碳發展提供參考，對推動我國雙碳目標實現具有實踐意義。

（2）經過實證分析，評價指標體系中驅動力、壓力、響應權重相對較高，狀態次之，影響最低，權重分別為0.2714、0.2028、0.1751、0.1188、 0.2319；指標層中公共交通運營線路總長權重最高，說明公共交通建設對城市低碳發展影響較大。

（3）各省份城市低碳發展水平整體上呈增長趨勢，發展階段逐步提升。分指標綜合指數大小浙江省響應>驅動力>狀態>壓力>影響；河南省驅動力>狀態>響應>影響>壓力；陜西省壓力>驅動力>影響>狀態>響應；遼寧省驅動力>影響>壓力>響應>狀態，響應性指標與驅動力指標越大，壓力性指標越小，城市低碳發展水平越高，另外，城市低碳發展水平受地區經濟發展水平的影響。

綜合DPSIR模型和城市低碳發展綜合指數分析結論，提出以下幾點建議，未來城市低碳發展的工作重點：

（1）加大節能降碳力度。結合雙碳目標，在響應方面，加大技術投入，不斷研究碳捕捉、碳封存技術，為城市低碳發展提供技術支撐，追求綠色低碳創新發展，在城市中開展節能降碳增效行動，倡導城市綠色發展理念，大力宣傳低碳出行，加強區縣綠色低碳建設，持續降低壓力的影響，從根本上減少二氧化碳排放，提高人們的生活幸福感、獲得感。

（2）重視第三產業發展。疫情影響下，餐飲、快遞、交通等服務業發展受到一定限制，隨著疫情的有效控制，第三產業發展逐步回暖，因此，有序調整三大產業比重，補齊短板，大力提升經濟發展水平，加快城鎮化建設，為城市低碳發展提供經濟支撐。

（3）推動新能源產業快速發展。替代耗能大、高污染的產業，推動城市公共服務車輛電動化替代，推廣電力、氫燃料、液化天然氣動力重型貨運車輛，降低龐大的能源基數壓力，創新碳排放控制技術與方法，提升生態環境指數，在統籌城鎮化發展的同時，謀求城市綠色低碳發展。

（作者單位：沈陽化工大學經濟與管理學院）