江蘇省碳排放現狀及因素分解實證分析＊

趙 欣 龍如銀

(中國礦業大學管理學院,江蘇徐州 221116)

江蘇省碳排放現狀及因素分解實證分析＊

趙 欣 龍如銀

(中國礦業大學管理學院,江蘇徐州 221116)

隨著我國社會經濟的迅速發展,能源消耗和環境問題日益嚴重,特別是由碳排放的增加帶來的溫室效應成為國際社會關注的焦點。全球變暖已經觸及農業和食品安全、水資源安全和公共衛生安全,對人類的可持續發展帶來嚴峻的挑戰。江蘇省作為中國的經濟大省,面臨著越來越嚴峻的減排壓力。為此,本文分析了1997-2007年江蘇省碳排放總量、碳排放強度、人均碳排放及其三大產業碳排放變化情況,并對江蘇省1996和2007兩年六部門終端能源利用碳排放總量進行對比。采用LMDI分解法,建立了江蘇省碳排放增量的因素分解模型,定量分析了1996-2007年間經濟規模、產業結構、技術進步與能耗結構四個因素對江蘇省碳排放增量的影響。研究發現,經濟規模效應是正向決定性因素,技術進步效應與能耗結構效應是負向決定性因素,產業結構調整的影響較弱。最后提出了相應的減排政策建議。

碳排放;LMDI;江蘇省;低碳經濟;產業結構

大量溫室氣體排放是引起氣候變化,并帶來嚴重自然災害的誘因。國際社會在應對氣候變化的挑戰中逐漸認識到,解決氣候變化的根本出路在于建立低碳經濟發展模式。在哥本哈根氣候變化大會前夕,中國向世界做出了負責任的承諾:到2020年我國單位G DP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。該減排目標遠高于美國政府提出的“17%”的減排承諾。江蘇省作為中國的經濟大省,對降低碳排放承擔重要的責任。目前,基于江蘇省的與碳排放有關的研究較少。溫景光[1]從能耗結構、能源效率與經濟增長三個方面分解分析了江蘇省人均碳排放的增長因素,認為碳排放的增長主要由經濟增長拉動起來,而能耗結構與能源效率的抑制作用不明顯。王偉林[2]等從行業碳排放強度和行業產出份額兩個方面研究江蘇省碳排放強度的變化因素,認為行業碳排放強度的影響更大,尤其是工業部門。李穎[3]等從土地利用的角度分析了江蘇省碳排放情況,認為建設用地和耕地是主要碳源,林地為主要的碳匯。以上研究一方面缺少對江蘇省一次能源利用碳排放基本情況和江蘇省三大產業碳排放的基本情況的系統梳理,尤其是江蘇省碳排放的現狀與經濟發展水平相當的其他省份和地區相比處于什么樣的水平?另一方面在對碳排放的影響因素分析中缺少產業結構效應、技術進步效應、經濟規模效應以及能源結構效應對碳排放的影響分析。本文基于以上兩個方面的考慮,在系統分析江蘇省碳排放的基本情況的基礎上,利用LMDI方法定量分析導致江蘇省碳排放增長的因素,并提出相關減排建議。

1 江蘇省能源利用碳排放基本情況

1.1 一次能源利用①據發改委測算數據水電、核電和風電的碳排放系數為0,所以本文的一次能源統計包括原煤、原油和天然氣。碳排放基本情況

1997年以來,江蘇省碳排放總量以年均12%的增速逐年遞增,并以2002年為分界點經歷兩個增長階段:2002年以前年均增長率為1.8%,2002年以后排放量陡然加快,以高達17.6%的年均增長率快速增長,至2007年,排放總量增至11 845.5萬t碳。另一方面,江蘇省碳排放強度持續下降。1997年為0.81 t碳/萬元,2007年碳排放強度為0.46 t碳/萬元,降幅達42.9%。與此相反,人均碳排放以10.64%的年均增長率持續增長。1997年,江蘇省人均碳排放為0.75 t碳/人,2007年增至1.55 t碳/人,增幅達106.4%(見圖1)。

與相關省份比較來看,1997-2007江蘇省碳排放總量增加6 464.7萬t,在相關省份中增幅僅低于山東。人均碳排放增加0.8 t碳/人,高于全國平均增幅0.57 t碳/人,僅僅低于浙江和山東,略高于福建和天津,遠大于北京、上海和廣東。碳排放強度降低0.35 t碳/萬元,略小于全國平均降幅0.41 t碳/萬元,低于上海、北京和天津,大于廣東、浙江、福建和山東(見圖2)。總體來看,江蘇省一次能源利用碳排放總量增幅較大,人均碳排放與碳排放強度需進一步降低。

圖1 1997-2007年江蘇省一次能源利用碳排放情況Fig.1 Carbon emissions on primary energy in Jiangsu from 1997 to 2007

圖2 1997-2007年相關省份碳排放量、人均碳排放與單位G DP碳排放變化情況Fig.2 Changes in carbon emissions、per capita carbon emissions、carbon emission intensity in related provinces from 1997 to 2007

1.2 終端能源利用碳排放情況

圖3所示,1996-2007年,江蘇省各產業終端能源利用的碳排放變化中,第一產業下降了13%,第二產業增長了105.82%,第三產業增長了224.3%。第三產業增長率最快,而第二產業的排放量遠大于第一產業和第三產業。說明,江蘇省終端能源利用的碳排放主要在于第二產業,約占總量的84.3%。而第二產業中,工業部門碳排放占絕對性的比例。2007年,江蘇省工業部門碳排放量較1996年增加2 831.34萬t,是另外五個部門總和的4.62倍(見圖4)。

同時,由于技術進步、能源效率的提高等因素導致終端能源的碳排放強度1996-2007年呈下降的趨勢,第二產業和第一產業的碳排放強度下降較快,分別下降了56%和53%,第三產業下降比較緩慢,僅僅下降了3%。但是2004年,第二產業和第三產業碳排放強度出現反彈,分別增加了3%和2%。第二產業的碳排放強度明顯高于第一產業和第三產業,2007年,第二產業碳排放強度為0.4 t碳/萬元,另外兩個產業碳排放強度均為0.09 t碳/萬元。由此說明,江蘇省終端能源碳排放強度的降低主要存在于第二產業。

圖3 1996-2007年江蘇省終端能源利用三個產業碳排放量與碳排放強度變化情況Fig.3 Changes in carbon emissions、carbon emission intensity on terminal energy in three industries in Jiangsu from 1996 to 2007

2 碳排放LMDI分解法

因素分解法是研究碳排放的一個比較常用的方法。Ang B[4]將中國工業部門碳排放分解成經濟增長影響、產品結構影響以及能源利用效率影響三個影響因素;Shyamal[5]將印度碳排放分解成G DP變化影響、產業結構影響、能源強度影響以及各能源碳排放影響四個因素;將土耳其碳排放分解成經濟增長影響、結構影響、能源利用效率影響、能源種類影響以及各能源碳排放系數影響五個影響因素。本文借鑒Sunil Malla[7]的LMDI方法,將江蘇省終端能源消費相關的各部門碳排放量分解成經濟增長、產業結構變動、技術進步、能源消耗結構變動四個影響因素,以此來分析各因素對江蘇省六部門的碳排放增量的影響。

① 本文對江蘇省終端能源消費的統計包括原煤、油品合計、天然氣和電力。

圖4 1996和2007年江蘇省終端能源消費分行業碳排放量Fig.4 Data for carbon emissions on terminal energy for industry in Jiangsu in1996 and 2007(104t)

依據IPCC[8]對碳排放的計算方法,本文將碳排放總量分解為:

其中,Ct表示經濟系統在第t期碳排放總量;Eit表示t時期i部門能源消費總量;表示t時期i部門j種能源消費量;表示t時期i部門j種能源消費引起的碳排放量;s表示在t期i部門j種能源的能源消費結構比重;efj表示j種能源碳排放系數;Pt表示t時期江蘇省地區總產值;Pit為t時期i部門經濟總產值;αit為i部門對經濟系統的部門貢獻率,即t時期i部門產值與地區總產值比;eit為t時期i部門能耗強度,即能耗與產值的比;m為經濟系統部門分類數;F為能源品種數。

參照Ang[9]的不帶殘差項的LMDI的分解方式,以及公式(3),從t年到t+1年碳排放變化可以表示為:

其中,△Cscale表示經濟規模效應引起的碳排放變化;△Cstr表示產業結構效應引起的碳排放變化;△Cint表示技術進步效應引起的碳排放變化;△CE,str表示能源消費結構效應引起的碳排放變化。借鑒Sunil Malla[7]對各效應公式的定義,令t年到t+1年的各分解因子的LMDI的效應公式為:

3 江蘇省終端能源消費碳排放增量實證分析

3.1 數據來源

本文的研究對象為江蘇省六個經濟部門:一是農林牧漁水;二是工業;三是建筑業;四是交通運輸、倉儲郵政業;五是批發零售住宿餐飲業;六是人民生活和其他。能源數據來自1997-2008年《中國能源統計年鑒》中的江蘇能源平衡表,其中2001-2007年間江蘇省國民經濟系統6部門能源消費總量源于《江蘇省統計年鑒》能源平衡表,其余年份的分部門能耗總量以及分品種能源消費量參照《中國能源統計年鑒》,并以各類能源對標準煤的折算系數進行處理,見表1;經濟數據來自1997-2008年《江蘇省統計年鑒》,以1989年為基期,按照可比價折算。碳排放系數見表2。

表1 各種能源折標準煤參考系數(kg標準煤)Tab.1 Reference coefficient of converting different energy into standard coal

表2 各類能源的碳排放系數Tab.2 Coefficient of carbon emissions of different energy

3.2 計算結果分析

基于以上模型,根據公式(5)至公式(8)計算出經濟規模效應ΔCscale、產業結構效應ΔCstr、技術進步效應ΔCint與能耗結構效應ΔCE,str對江蘇省碳排放的影響,包括碳排放年變化量以及基于1996年的碳排放累積變化量,結果如表3所示。

江蘇省終端能源消耗碳排放總量自1996年的3 199.3萬t碳增長到2007年的6 868.6萬t碳,年均增長11.5%。由表3可知,1996-2007年經濟規模效應導致終端能源利用碳排放增加了6 207.56萬t碳,產業結構變化導致碳排放增加了203.04萬t碳,共增加了6 410.6萬t碳。技術進步帶來終端能源利用效率提高,引起碳排放減少了530.2萬t碳,能耗利用結構優化引起碳排放減少了2 211萬t碳,共減少了2 741.2萬t碳,所以江蘇省1996-2007年終端能源消費的碳排放凈增加3 669.28萬t碳。

經濟規模持續擴大是江蘇省該階段碳排放增長的決定性因素。圖5顯示,2003年以來,經濟規模效應引起的碳排放比重基本穩定在40%以上,這與江蘇省經濟的快速發展密不可分。1996-2007年,江蘇省G DP增長了3.29倍,同期終端能源碳排放增長了1.15倍。經濟的快速發展刺激能源消費,導致碳排放量逐年遞增。根據環境庫茲涅茨曲線(EKC)的基本原理,長期來看,環境壓力與經濟增長之間呈倒U型曲線關系。目前,江蘇省仍處于倒U型曲線的左端[11]。值得關注的是,1997-1999年,江蘇省碳排放總量呈現短期的下降波動,可能的原因是受東南亞金融危機的影響,同時,國務院于1996年出臺的關于關閉或停產高能耗、高污染、低效率的“十五小”及“新五小”工業項目的法規也發揮了積極作用[12]。

圖5 1996-2007年江蘇省碳排放年增量分解圖Fig.5 Decomposition of carbon emission increment per year from 1996 to 2007 in Jiangsu

圖6 1996-2007年江蘇省碳排放累積增量分解圖Fig.6 Accumulated effect of carbon emission increment from 1996 to 2007 in Jiangsu

表3 江蘇省碳排放增量效應因素分解分析表Tab.3 Factor decomposition analysis on effect of carbon emission increment in Jiangsu(104t)

產業結構效應對減排的影響力始終較小,特別是2003年以來累積效應還為正向推動,說明江蘇省產業結構的調整沒有對降低碳排放起到決定性的作用,這與江蘇省產業結構調整未出現較大成效有關。1997-2007年,江蘇省第二產業比重始終在50%以上,且2004年以來比重增至55%以上,而第三產業比重始終在40%以下,說明江蘇省未來調整產業結構任重道遠。并且不同部門的碳排放強度還有較大的差距,1996-2007年,江蘇省工業部門平均碳排放強度是農業部門的4.6倍,交通運輸業的1.34倍,其余三個部門的10倍以上。而工業部門恰是高碳排放部門,所以降低工業部門的碳排放強度對降低江蘇省碳排放至關重要。

能耗結構效應對江蘇省碳排放的累積增量始終為負影響,但負影響并未呈現逐步放大的趨勢。說明江蘇省雖然優化能源結構初見成效,但未取得突破性變化。這與江蘇省是典型的能源輸入型地區,且能源結構中以高碳能源為主,煤炭仍舊占主導地位不無關系。2001-2007年,煤炭消費比例均高達70%,煤炭、焦炭和原油的消費比例超過90%。可見,江蘇省加快發展新能源是十分緊迫的,特別是應積極開發太陽能、地熱能、風能、核能等清潔能源。

技術進步效應對碳排放的影響呈現波動的變化,“十一五”以來其負效應趨于穩定,但是作用力較小。說明江蘇省提高了能源利用效率,主要體現在第二產業碳排放強度的降低(見圖3),但是力度不夠,有待進一步提高。除此之外,江蘇省碳排放自2004年增長顯著加快,分析其中的原因:①第二產業比重2002年之后均大于52%,且2007年達57%。2001-2007年規模以上重工業比重由2001年的57.43%增到2007年的71.1%,年均增長率達3.62%,而輕工業卻以-6.25%的速度減少到2007年的28.9%。②2002-2007年,全社會固定資產投資以年均43.76%的增長率快速增長,化工產業、設備制造業、金屬冶煉業等高碳排放行業投資份額較大。③人工煤氣、液化石油氣等居民生活能源消費逐年增長,家用電器、汽車等生活用品增加導致碳排放快速增長。

4 結論與政策建議

1997-2007年,江蘇省一次能源利用碳排放總量持續增長,2007年,排放總量達11 845.5萬t碳,在相關省份中增幅較大。同時,碳排放強度持續下降,降幅達42.9%,降幅不及全國平均水平。進一步分析發現1996-2007年,江蘇省終端能源利用碳排放量的增長與碳排放強度的降低均主要存在于第二產業。為發現江蘇省終端能源利用碳排放增量的影響因素,本文采用LMDI方法建立的能源消費碳排放因素分解模型,量化分析經濟規模、產業結構、能耗結構及技術進步等因素對碳排放的影響,該模型有助于從產業結構調整、能源結構優化、產業內能源效率改進等更為細化的角度提供碳減排決策的科學依據。實證分析結果顯示,經濟規模效應是江蘇省碳排放增長的決定性因素;能源結構的變化對碳排放呈現出負效應,但是負影響未呈現持續增加的趨勢;技術進步效應對碳排放的負效應逐步穩定,使我們有理由對江蘇省節能減排的前景保持信心;但是,產業結構的變化對江蘇省該階段碳排放表現出微弱的正效應,這與以調整產業結構推動節能減排的初衷有較大差距。

為此,本文提出如下減排政策建議:

(1)加大力度優化產業結構,促進綠色產業發展。一方面,政府應當利用經濟手段和行政手段,在重化工業領域進行資源整合,限制高碳產業發展,包括強制淘汰落后產能,完善主要工業耗能設備、機動車能效標準等,同時加快產品升級換代步伐;另一方面,大力發展高新技術產業和現代服務業,不斷提高第三產業在國民經濟中的比重,以促進江蘇省經濟向內涵集約型轉變;此外,適當運用財政政策引導,鼓勵并扶持綠色產品開發,包括信息產業、生態旅游、生態農業、新能源開發等產業,逐漸增大江蘇省綠色產業比重。

(2)提高能源利用效率,大力發展新能源。一方面,加強與發達國家的技術交流合作,引進消化先進的節能技術、提高能效技術以及可再生能源技術,重點包括潔凈煤技術(clean coal technology)、煤多聯產技術方案(poly generation)、整體煤氣化循環發電技術(IGCC),深入開展清潔發展機制(CDM)以及碳捕捉和封存技術(CCS)能力建設,不斷增強江蘇省碳減排的技術支撐能力。另一方面,充分開發江蘇省優勢新能源,比如,可以充分利用地熱資源、太陽能資源、風能資源,依靠區域能源規劃等成熟的可再生能源綜合利用技術,大力推進江蘇省建筑節能減排戰略,推行城市建筑的低碳化、綠色化,從而提高能源利用效率。此外,針對各行業特點盡快出臺區域性的節能法規,將G DP碳排放降低率這一指標融入經濟發展績效考核指標體系中去,同時實施新能源配套政策,用法律手段促進碳減排。

(3)發展碳匯項目,增加碳吸收。政府一方面應加大投資促進森林、草地、人工綠地等碳匯項目建設,同時擴大森林草地面積,增強生態系統的固碳能力以增加碳貯存;另一方面對已有的森林加大林地保護管理和森林經營力度,提高現有林地質量,鞏固現有森林的碳貯存。此外嘗試建立“綠色碳基金”,吸引企業和個人參與造林綠化,獲取碳信用,在提高國民環保意識、減排意識的同時,拓展森林草地建設的籌資渠道。

(4)加強溫室氣體減排的宣傳工作,提高廣大公眾對氣候變化的認識。目前,大部分消費者對減排的重要意義以及日常消費行為與減排的關系認識非常有限,而公眾對氣候變化的認識是應對氣候變化的基石。因此,增加碳減排的實施力度,必須加強氣候變化宣傳,使公眾對氣候變化的認識不斷提高,以調動廣大公眾的積極性,在消費觀念和消費方式上,逐步做到需求合理、消費適度、倡導消費行為的低碳化。此外,還應注重公益團體、民間組織、非政府組織作用,促使民眾在日常生活中自愿節能減排,以提升全社會的節能水平,構建集約型、節約型、生態型的低碳經濟發展模式。

(編輯:劉照勝)

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AbstractWith the rapid socio-economic development of China,energy consumption and environmental problems have become increasingly serious,especially the effect which results from the increasing carbon emission and becomes the worldwide focus.G lobal warming has great effect on agriculture and food security,water safety,ecological safety and public health security.It has brought severe challenges to the sustainable development of human society.As a provincial economy in China,Jiangsu is facing more and more severe pressure to reduce CO2emission.Thus,this article analyzes the total amount,intensity,per capita of carbon emissions both in the three industries and the whole province of Jiangsu from 1997 to 2007;then it compares carbon emissions of the terminal energy consumption in six economic sectors in 1996 with that in 2007.A decomposition model of carbon emissionsfor Jiangsu Province is set up byLMDI method.The model is adopted to analyze the influence of economic development,industrial structural change,technical progress,energy structure to carbon emissions change inJiangsu from 1996 to 2007.The results show that the economic development is the dominant factor causing the growth of carbon emissions,and the reduction factors are technical progress and energy structure,and the influence of the industrial structural change is small.In the end,the policy suggestions are offered.

Key wordscarbon emission;IMDI;Jiangsu;low carbon economy;industrial structure

The Status and Decomposition Model of Carbon Emissions for Jiangsu Province

ZHAO Xin LONG Ru-yin
(Management School,China University of Mining and Technology,Xuzhou Jiangsu 221116,China)

X32

A

1002-2104(2010)07-0025-06

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.07.004

2010-01-12

趙欣,碩士生,主要研究方向為低碳經濟。

龍如銀,博士,教授,博導,主要研究方向為能源系統工程、資源與環境經濟學。

＊江蘇省社會科學基金重點項目(項目號:09EY A001)資助。