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(shù)據(jù)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(jié)果表明：在湖南省碳排放的影響因素中，能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)和人口規(guī)模效應(yīng)對碳排放的影響較小，而經(jīng)濟發(fā)展效應(yīng)是碳排放增長的最主要因素，能源強度效應(yīng)抑制能源消費碳排放的主要推動力量?；谏鲜鼋Y(jié)論，最后提出降低能源消費碳排放相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：化石能源消費；碳排放；區(qū)域差異；影響因素

一、引言

全球氣候變暖及其危害給人類經(jīng)濟社會的進步帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，而導(dǎo)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(jīng)上升了0.85℃，并且認為90%以上與人類活動產(chǎn)生的溫室氣體有關(guān)，而傳統(tǒng)的化石能源消費產(chǎn)生的CO2等溫室氣體是造成全球溫室效應(yīng)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(nèi)學(xué)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(jié)構(gòu)，并提出了實現(xiàn)各區(qū)域低碳發(fā)展的政策建議。李衛(wèi)兵等以STIRPAT模型為基礎(chǔ)對全國和東、中、西部地區(qū)的化石能源消費碳排放驅(qū)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(jīng)濟規(guī)模、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、能源強度效應(yīng)和碳強度效應(yīng)）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(yè)、工業(yè)內(nèi)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?？傮w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(qū)域為研究單元；二是以省域為研究單元。而對區(qū)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(xiàn)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(jié)構(gòu)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(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(qū)域差異和影響因素，以便對各區(qū)域提出有針對性的碳減排措施。

二、數(shù)據(jù)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(jù)各市州規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)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(chǎn)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(tǒng)計年鑒》）；ei為第i類化石能源的標準煤折現(xiàn)系數(shù)（取自IPCC參考值）；pi為第i類化石能源的碳排放系數(shù)；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(shù)如表1所示。（表1）（二）數(shù)據(jù)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(tǒng)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(shè)定為能源結(jié)構(gòu)、能源強度、經(jīng)濟發(fā)展、人口規(guī)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(qū)生產(chǎn)總值、POP為人口總數(shù)。令F=C/PE，表示能源結(jié)構(gòu)水平；令T=PE/GDP表示能源強度；令G=GDP/POP，表示經(jīng)濟發(fā)展水平；令P=POP，表示人口規(guī)模。2、LMDI對數(shù)分解方法。根據(jù)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(yīng)△C，并將碳排放總效應(yīng)△C的影響因素進行分解。其中，影響能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)設(shè)為△CF，能源強度效應(yīng)設(shè)為△CT，經(jīng)濟發(fā)展效應(yīng)設(shè)為△CG，人口規(guī)模效應(yīng)設(shè)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(jié)構(gòu)效應(yīng)：△CF＝（Ct-C0lnCt-lnC0）×lnFtF0（4）能源強度效應(yīng)：△CT＝（Ct-C0lnCt-lnC0）×lnTtT0（5）經(jīng)濟發(fā)展效應(yīng)：△CG＝（Ct-C0lnCt-lnC0）×lnGtG0（6）人口規(guī)模效應(yīng)：△CP＝（Ct-C0lnCt-lnC0）×lnPtP0（7）

三、結(jié)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(yīng)分解，得到△CF、△CT、△CG、△CP，結(jié)果如表2所示。（表2）（一）能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)分析。能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)指不同能源占比對碳排放的影響。從2014～2017年的分解結(jié)果來看，能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)對碳排放的影響波動較大。其中，8個市州的能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)對碳排放的增長具有抑制作用，6個市州的能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)對碳排放增長具有促進作用。（二）能源強度效應(yīng)分析。能源強度效應(yīng)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(yīng)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(jīng)濟發(fā)展效應(yīng)分析。經(jīng)濟發(fā)展效應(yīng)即人均GDP效應(yīng)，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(dǎo)因素。其中，最高值為婁底的790.36。（四）人口規(guī)模效應(yīng)分析。人口規(guī)模效應(yīng)是指人口的擴張對碳排放的影響。從2014～2017年的分解結(jié)果來看，盡管人口規(guī)模效應(yīng)在一定程度上促進了碳排放的增長，但人口規(guī)模效應(yīng)的累計效應(yīng)僅為324.02t，對碳排放增加的貢獻較小。

四、結(jié)論及建議

能源消費碳排放變化是能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)、能源強度效應(yīng)、經(jīng)濟發(fā)展效應(yīng)和人口規(guī)模效應(yīng)綜合作用的結(jié)果。其中，能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)和人口規(guī)模效應(yīng)對碳排放的影響較小，2014～2017年各自的累計貢獻效應(yīng)分別為75.79t和324.02t；經(jīng)濟發(fā)展效應(yīng)是碳排放增長的最主要因素，其2014～2017年的累計貢獻效應(yīng)為3，388.25t。而能源強度效應(yīng)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(yīng)為-6482.64。上述結(jié)果表明，經(jīng)濟發(fā)展是拉動湖南省碳排放增長的主導(dǎo)因素，而能源強度則是抑制碳排放增長的主要因素，如何協(xié)調(diào)經(jīng)濟增長與碳排放之間的矛盾是湖南省低碳發(fā)展的關(guān)鍵所在。此外，以高碳能源為主的能源消費結(jié)構(gòu)調(diào)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(diào)整高碳型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和提高能源效率來減少碳排放的空間還較大。基于以上結(jié)論，為湖南省降低能源消費碳排放提出如下建議：一是優(yōu)化城市功能分區(qū)，明確城市功能定位，從戰(zhàn)略層面上促進湖南“四大區(qū)域”（長株潭城市群、洞庭湖區(qū)域、大湘南區(qū)域、大湘西區(qū)域）協(xié)調(diào)發(fā)展；二是優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，加快發(fā)展清潔能源與提高能源效率并重，減少對傳統(tǒng)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(yè)的盲目發(fā)展，積極促進第三產(chǎn)業(yè)（旅游產(chǎn)業(yè)、新型服務(wù)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)等）的快速發(fā)展，以便更好地發(fā)揮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)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(yè)科技大學(xué)商學(xué)院