化石能源消費碳排放影響因素研究

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［提要］本文基于IPCC提供的參考方法，利用湖南省各市州化石能源消費數據估算出各市州的化石能源消費碳排放量，然后利用Kaya恒等式和LMDI方法對湖南省化石能源消費碳排放影響因素進行研究。結果表明：在湖南省碳排放的影響因素中，能源結構效應和人口規模效應對碳排放的影響較小，而經濟發展效應是碳排放增長的最主要因素，能源強度效應抑制能源消費碳排放的主要推動力量。基于上述結論，最后提出降低能源消費碳排放相關建議。

關鍵詞：化石能源消費；碳排放；區域差異；影響因素

一、引言

全球氣候變暖及其危害給人類經濟社會的進步帶來了嚴峻的挑戰，而導致全球氣候變暖的一個重要因素就是碳排放。IPCC第五次評估報告顯示，全球地表平均氣溫在1880～2012年期間已經上升了0.85℃，并且認為90%以上與人類活動產生的溫室氣體有關，而傳統的化石能源消費產生的CO2等溫室氣體是造成全球溫室效應的主要因素。因此，降低CO2等溫室氣體排放、減緩氣候變暖進程已成為全球面臨的共同課題。目前，國內學者們對化石能源消費碳排放影響因素進行了大量研究。張彬等利用Kaya模型研究分析了影響中國化石能源消費碳排放的主要因素———人口、人均GDP、能源強度和能源結構，并提出了實現各區域低碳發展的政策建議。李衛兵等以STIRPAT模型為基礎對全國和東、中、西部地區的化石能源消費碳排放驅動因素進行了深入考察。宋曉陣等利用IPAT模型比較分析了人口總量、能源強度和人均財富對化石能源消費碳排放的影響程度。蔣金荷基于LMDI模型定量分析了中國1995～2007年化石能源消費碳排放變化的影響因素（經濟規模、結構效應、能源強度效應和碳強度效應）及其貢獻率。許士春等則運用LMDI加和分解法，基于我國整體、不同行業、工業內部不同部門多維視角探討化石能源消費碳排放的影響因素。總體上來看，上述能源消費碳排放影響因素的研究主要基于兩種尺度：一是以東、中、西三大區域為研究單元；二是以省域為研究單元。而對區域碳排放研究來說，細化到市州尺度既是制定差異化精準減排政策和目標的需要，又是對現有碳排放研究在更小尺度上的延伸。湖南省作為中部大省，煤炭、石油、天然氣貧乏，只有水能資源相對豐富，是能源輸入大省。同時，能源消費結構仍以煤品燃料為主，且高于全國平均水平。近十幾年來，湖南省的人均碳排放不斷增加，這必然促使湖南省加大減排力度，然而，湖南各市州經濟發展、產業結構和能源消費等差異較大，碳排放格局也明顯不同。因此，迫切需要深入分析湖南省各市州能源消費碳排放的區域差異和影響因素，以便對各區域提出有針對性的碳減排措施。

二、數據來源與研究方法

（一）碳排放量估算。本文利用《IPCC國家溫室氣體清單指南》中推薦的參考方法，根據各市州規模以上工業企業實際消耗的8種化石終端能源（原煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然氣）的消耗總量估算出湖南省各市州2014～2017年的碳排放量，其計算公式如下：CO2=ni=1移Ei×ei×pi×44/12（1）式中，CO2為各市州各類化石能源消耗所產生的碳排放量；Ei為第i類化石能源的消耗量（取自《湖南省統計年鑒》）；ei為第i類化石能源的標準煤折現系數（取自IPCC參考值）；pi為第i類化石能源的碳排放系數；n為能源種類；44/12為CO2與分子量之比。8種主要能源的碳排放計算系數如表1所示。（表1）（二）數據來源與處理。為了直觀反映能源消費碳排放近幾年來的變化趨勢。本文通過查閱《湖南省統計年鑒》，獲取了2014～2017年各市州主要能源品種消耗量，并估算出各市州的碳排放量。（三）碳排放影響因素分解方法1、Kaya恒等式。本文基于Kaya恒等式對湖南省各市州能源消費碳排放進行分解，將碳排放影響因素設定為能源結構、能源強度、經濟發展、人口規模四大因素。Kaya恒等式的碳排C=CPE×PEGDP×GDPPOP×POP（2）式中，C為碳排放量、PE為能源消費總量（即上述8種中端能源）、GDP為地區生產總值、POP為人口總數。令F=C/PE，表示能源結構水平；令T=PE/GDP表示能源強度；令G=GDP/POP，表示經濟發展水平；令P=POP，表示人口規模。2、LMDI對數分解方法。根據無殘差項的LMDI模型，定義第0年（基期）到第t年（報告期）的碳排放量變化值為總效應△C，并將碳排放總效應△C的影響因素進行分解。其中，影響能源結構效應設為△CF，能源強度效應設為△CT，經濟發展效應設為△CG，人口規模效應設為△CP，可得到如下等式：△C＝△Ct-△C0＝△CF+△CT+△CG+△CP（3）其中，△CF、△CT、△CG、△CP的具體計算過程如下：能源結構效應：△CF＝（Ct-C0lnCt-lnC0）×lnFtF0（4）能源強度效應：△CT＝（Ct-C0lnCt-lnC0）×lnTtT0（5）經濟發展效應：△CG＝（Ct-C0lnCt-lnC0）×lnGtG0（6）人口規模效應：△CP＝（Ct-C0lnCt-lnC0）×lnPtP0（7）

三、結果與分析

本文運用式（3）LMID模型對湖南省各市州能源消費碳排放進行影響因素效應分解，得到△CF、△CT、△CG、△CP，結果如表2所示。（表2）（一）能源結構效應分析。能源結構效應指不同能源占比對碳排放的影響。從2014～2017年的分解結果來看，能源結構效應對碳排放的影響波動較大。其中，8個市州的能源結構效應對碳排放的增長具有抑制作用，6個市州的能源結構效應對碳排放增長具有促進作用。（二）能源強度效應分析。能源強度效應是指每萬元GDP所消耗的能源對碳排放的影響。2014～2017年能源強度效應對碳排放的增長起到了顯著的抑制作用。其中，最低值為婁底市的-1，585.28。（三）經濟發展效應分析。經濟發展效應即人均GDP效應，其對湖南省各市州能源消費碳排放的影響最大，是碳排放增長的主導因素。其中，最高值為婁底的790.36。（四）人口規模效應分析。人口規模效應是指人口的擴張對碳排放的影響。從2014～2017年的分解結果來看，盡管人口規模效應在一定程度上促進了碳排放的增長，但人口規模效應的累計效應僅為324.02t，對碳排放增加的貢獻較小。

四、結論及建議

能源消費碳排放變化是能源結構效應、能源強度效應、經濟發展效應和人口規模效應綜合作用的結果。其中，能源結構效應和人口規模效應對碳排放的影響較小，2014～2017年各自的累計貢獻效應分別為75.79t和324.02t；經濟發展效應是碳排放增長的最主要因素，其2014～2017年的累計貢獻效應為3，388.25t。而能源強度效應是抑制能源消費碳排放的主要推動力量，其2014～2017年的累計效應為-6482.64。上述結果表明，經濟發展是拉動湖南省碳排放增長的主導因素，而能源強度則是抑制碳排放增長的主要因素，如何協調經濟增長與碳排放之間的矛盾是湖南省低碳發展的關鍵所在。此外，以高碳能源為主的能源消費結構調整成效不顯著（2014～2017年湖南省高碳能源的平均占比達90%以上），未對降低能源消費碳排放起到顯著的促進作用，這說明湖南省通過調整高碳型產業結構和提高能源效率來減少碳排放的空間還較大。基于以上結論，為湖南省降低能源消費碳排放提出如下建議：一是優化城市功能分區，明確城市功能定位，從戰略層面上促進湖南“四大區域”（長株潭城市群、洞庭湖區域、大湘南區域、大湘西區域）協調發展；二是優化能源消費結構，加快發展清潔能源與提高能源效率并重，減少對傳統化石能源的依賴；三是嚴格控制化工、冶煉、建材等高能耗高排放行業的盲目發展，積極促進第三產業（旅游產業、新型服務業和戰略性新興產業等）的快速發展，以便更好地發揮產業結構效應在降低能源消費碳排放中的作用。

作者:李珍珍 單位:中南林業科技大學商學院