能源消費、碳排放與經(jīng)濟增長的統(tǒng)計分析

胡宗義，劉亦文，黃多

(湖南大學，湖南長沙410079)

能源消費、碳排放與經(jīng)濟增長的統(tǒng)計分析

胡宗義1，劉亦文2，黃多3

(湖南大學，湖南長沙410079)

統(tǒng)計分析研究結(jié)果表明:建國以來，特別是自改革開放以來，我國經(jīng)濟速度加快，能源消費總量、碳排放量與經(jīng)濟增長都近似呈指數(shù)增長趨勢，我國能源消費結(jié)構尚存優(yōu)化空間，煤炭在能源消費結(jié)構的比重過大，石油、天然氣與水電、風電和核電所占的比重較小。我國制定節(jié)能減排政策的總方針應為適度控制能源消費總量和經(jīng)濟增速，提高碳排放的減排控制目標。

能源消費;碳排放;經(jīng)濟增長

一、引言

能源是現(xiàn)代經(jīng)濟社會發(fā)展的三大支柱(能源、材料和信息)之一，人類社會的一切活動都離不開能源，從衣食住行到文化娛樂，都直接或間接消耗著一定數(shù)量的能源。近年來，能源的戰(zhàn)略發(fā)展已經(jīng)成為世界各國普遍關心的問題之一。不僅因為能源是人類社會存在和發(fā)展的物質(zhì)基礎，而且事關國民經(jīng)濟社會的穩(wěn)定發(fā)展。而全球變暖問題也在更多重要的全球會議中被提上議程，各國積極主動地采取各種節(jié)能減排行動。從經(jīng)濟學的角度分析，能源是經(jīng)濟增長的重要投入要素，在投入生產(chǎn)，推動經(jīng)濟發(fā)展的過程中，也產(chǎn)生了大量的溫室氣體，特別是二氧化碳的排放。“溫室效應”給全球生態(tài)環(huán)境帶來的影響已毋庸置疑，這一問題的解決亟待全球各國的通力合作。在《京都協(xié)議書》中明確規(guī)定了發(fā)達國家具有減排的義務，2009年哥本哈根會議上也就發(fā)展中國家是否承擔減排義務也展開了激烈的討論。溫室氣體排放已成為我國參與國際競爭中不可回避的問題。我國作為最大的發(fā)展中國家和聯(lián)合國常任理事國之一，理應承擔起大國責任，順應國際社會發(fā)展趨勢，走低碳經(jīng)濟發(fā)展道路，與其他各國協(xié)同努力解決世界環(huán)境問題。既能為積極營造良好的外部與內(nèi)部發(fā)展環(huán)境提供有利條件，也能實現(xiàn)我國經(jīng)濟增長的順利轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)又好又快的可持續(xù)發(fā)展。在緩和能源與環(huán)境的雙重壓力下，更積極爭取環(huán)境外交的主動權，“綠化”內(nèi)外部發(fā)展環(huán)境，為新一輪的經(jīng)濟增長提供契機。

在改革開放的浪潮中，我國社會經(jīng)濟都得到了巨大發(fā)展，創(chuàng)造了“中國奇跡”。1978年我國GDP總值約為1.72萬億元，到2010年就達到了25.37萬億元，增長了近14.7倍。但是奇跡的背后是以消耗了大量的能源和破壞生態(tài)環(huán)境為代價。從數(shù)據(jù)上來看，我國能源消耗從1978年的57144萬噸標準煤到2010年的307987萬噸標準煤，已經(jīng)成為了名副其實的能源消費第一大國。二氧化碳排放從1978年的3.98億噸增長到2010年的20.75億噸。國際能源署《2007年能源展望》中預測，自2000年后的三十年里，我國碳排放將以4.2%的增長速度位列各國首位，成為碳排放第一大國。我國能源消費、碳排放與經(jīng)濟增長出現(xiàn)了同步高速增長的局面，因此，發(fā)展低碳經(jīng)濟，實現(xiàn)節(jié)能減排對我國能否實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展至關重要。我國能源稟賦的主要特點是“富煤、貧油、少氣”，加上現(xiàn)階段節(jié)能減排技術和再生能源的開發(fā)不足，能源消費總量和碳排放量還在節(jié)節(jié)攀升。中央政府已經(jīng)將控制碳排放工作制定了清晰量化的目標，即到2020年我國GDP的單位碳排放要在2005年的基礎上下降40%～50%。然而目前我國高能耗和高排放產(chǎn)業(yè)所占的比重較大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構重型化的情況下勢必造成高能耗和高碳排傾向。粗放型的經(jīng)濟增長方式導致了“煤荒”、“油荒”、“拉閘限電”等情況發(fā)生頻繁，這將制約我國經(jīng)濟的進一步增長。在發(fā)展低碳節(jié)能的經(jīng)濟和保護環(huán)境的雙重壓力下，研究我國能源消費、碳排放和經(jīng)濟增長之間的關系有利于可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。

二、能源消費的統(tǒng)計分析

(一)能源的界定及其分類

目前約有20多種關于能源的定義。如《大英百科全書》中“能源是一個包括著所有燃料、流水、陽光和風的術語，人類用適當?shù)霓D(zhuǎn)換手段便可讓它為自己提供所需的能量。”;《科學技術百科全書》:“能源是可從其獲得熱、光和動力之類能量的資源。”;我國《能源百科全書》:“能源是可以直接或經(jīng)轉(zhuǎn)換提供人類所需的光、熱、動力等任一形式能量的載能體資源。”簡單來說，能源是自然界中能為人類提供某種形式能量的物質(zhì)資源。

能源種類繁多，依據(jù)不同的劃分標準，能源也分為不同的類型。最常用的是根據(jù)能源的基本形態(tài)分類，分為一次能源和二次能源。一次能源指在自然界現(xiàn)存的能源，如煤炭、石油、天然氣、水能等。二次能源指是由一次能源加工轉(zhuǎn)換而成的能源產(chǎn)品，如電力、煤氣、焦炭及各種石油制品等。對一次能源進一步分類，分為再生能源和非再生能源;再生能源指的是在較短周期內(nèi)能夠再生產(chǎn)的能源，反之就稱為非再生能源。風能、水能、海洋能、潮汐能、太陽能和生物質(zhì)能等是可再生能源，而煤、石油和天然氣等是非再生能源。其他的分類標準還包括根據(jù)能源的性質(zhì)分為燃料型能源和非燃料型能源;根據(jù)能源是否造成污染分為污染型能源和清潔型能源;根據(jù)能源的利用技術分為常規(guī)能源和新型能源;根據(jù)是否進入市場交易分為商品能源和非商品能源。

本文基于數(shù)據(jù)的可得性，將研究范圍與對象限定為在我國應用最廣，統(tǒng)計資料詳實的四種能源:一次能源“煤炭”、“石油”、“天然氣”以及二次能源“水電、核能和風能”。

(二)總量特征及變動趨勢

新中國成立以來，特別是自1978年改革開放以后，我國經(jīng)濟速度加快，能源消費總量逐年攀升。

表1 1953～2010年我國能源消費總量及年增長速度

數(shù)據(jù)來源:《新中國六十年統(tǒng)計資料匯編》及《中國能源統(tǒng)計年鑒2011》。

如上表1所示，我國能源消費總量由1953年的0.54億噸標準煤增長到1978年的5.71億噸標準煤，再到2010年的25.37億噸標準煤，1954～1978年，1979～2010年能源消費年平均增長為11.67%和5.66%。2004年之后，能源消費增長速度有所放緩，但是不斷增長的能源消費總量給我國能源供應造成了較大壓力。

擬合我國1953～2010年能源消費呈指數(shù)增長的趨勢，詳見圖3.1。方程ENERGY=9.0675e0.0619 t，R2=0959(1953年t=1)。這表明我國能源消費總量近似保持指數(shù)增長的趨勢，到2010年，我國碳排放總量已近達32.5億噸標準煤，約為1953年的60倍。

圖1 1953-2010年我國能源消費總量變化趨勢圖

(三)結(jié)構特征及變動趨勢

受到我國能源稟賦的資源，我國能源消費結(jié)構中一直以煤炭所占的比例最大。能源結(jié)構尚存優(yōu)化空間。從下圖2中可見煤炭比重一直維持在68%以上的水平，尤其是在建國初期1953～1961年間，煤炭所占的比重都高達90%以上，隨著我國天然氣工業(yè)和水電事業(yè)的發(fā)展，在1961～1971年間，煤炭在能源消費的比重出現(xiàn)下降趨勢，1972年之后又開始出現(xiàn)反彈，這主要是經(jīng)濟的快速增長需要大量的煤炭，但能源生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展相對滯后，導致了新能源的供應相對不足，所以煤炭消費又開始了新一輪增長。相比于煤炭，石油、天然氣與水電、風電和核電所占的比重較小。其中，在1953～2010年間，天然氣與水電、風電和核電消費所占的比重均不斷上升。尤其是從1978年之后，我國水電能源消費所占比重逐漸增加，從1978年的3.4%上升到2010年的8.6%。但是增長的速度緩慢，對我國能源消費結(jié)構的優(yōu)化升級作用甚微。

圖2 1953～2010年我國各能源消費所占比重累積面積圖

結(jié)合能源消費總量與能源消費結(jié)構數(shù)據(jù)，計算出各能源實際消耗的絕對值，輸出圖3，從圖中更能進一步看到我國目前已基本形成了“煤炭為基礎，多元發(fā)展”的能源消費結(jié)構。煤炭在能源消費結(jié)構的比重過大，既帶來了嚴重的環(huán)境污染問題，也給減少溫室氣體尤其是二氧化碳的排放帶來巨大的壓力。

圖3 1953～2010年我國各能源消費絕對量變化圖

三、碳排放的統(tǒng)計分析

碳排放是溫室氣體排放的簡稱。二氧化碳是溫室氣體中最重要的氣體，所以為了便于理解，簡單地將“碳排放”理解為“二氧化碳排放”。

(一)碳排放量測算方法簡介

目前我國還沒有碳排放的官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)，所以本文碳排放的數(shù)據(jù)是基于以下公式:

計算得到的，其中Fi是第i種能源的碳排系數(shù)，Ei是第i種能源消費量。本文研究的能源主要是煤炭、石油、天然氣和水電、風電和核電。各類能源的碳排系數(shù)如下:

表2 碳排系數(shù)表

根據(jù)我國1953～2010年我國能源消費的相關數(shù)據(jù)，計算得到本文所需的碳排放數(shù)據(jù)，并參考了CDIAC中心網(wǎng)站公布的數(shù)據(jù)(缺失2009年和2010年的數(shù)據(jù))，認為計算得到的數(shù)據(jù)的精確性較好，因為本文的研究注重考察碳排放的年度變化趨勢，故忽略該基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)的次優(yōu)選擇可能給研究結(jié)果帶來的影響。

(二)總量特征及變動趨勢

我國能源稟賦的最大特點是“富煤、貧油、少氣”，所以我國也是世界上少數(shù)以煤炭為主要能源的國家之一。自改革開放發(fā)展以來，以煤炭為主的能源消費結(jié)構與快速的經(jīng)濟發(fā)展共同決定了我國碳排放的特點。如下圖4所示:

圖4 1953-2010年我國碳排放量變化趨勢圖

擬合我國1953～2010年碳排放呈指數(shù)增長的趨勢，方程為:CARBON=6604.8e0.06 t，R2=09828(1953年t=1)。這表明我國碳排放保持指數(shù)增長的趨勢，到2010年，我國碳排放總量已達20.75萬噸碳，約為1953年的56.7倍。碳排放的快速增長加重了節(jié)能減排的壓力。

(三)碳排放強度變化趨勢

碳排放強度，即生產(chǎn)單位GDP的二氧化碳排放量。從下圖5中可以看出，我國碳排放強度在1953～1960年間呈上升趨勢，到1960年達到歷史最大值2.85噸/萬元;1961～1967年間，逐年下降;1968～1977年有所回升，主要是因為這段時期，我國的GDP增長速度放慢，有些年份出現(xiàn)負增長，但自1978年之后，碳排放強度整體呈下降趨勢，2010年達到歷史最小值，為0.81噸/萬元。2002～2004年間碳排放強度有上升趨勢，主要是因為這3年碳排放總值增長速度加快，年平均增長約為13.7%。何建坤等(2004)的研究指出，只有碳排放強度的下降速度超過了GDP增長率，才能真正實現(xiàn)碳排放的絕對減排。目前我國還沒有滿足這一條件，碳絕對減排還不能實現(xiàn)。

圖5 1953～2010年我國碳排放強度變化趨勢圖

四、經(jīng)濟增長的統(tǒng)計分析

(一)總量特征及變動趨勢

經(jīng)濟增長通常指的是在一個較長的時間跨度上，一個國家或地區(qū)的人均產(chǎn)出水平持續(xù)增加，主要的衡量指標是GDP、GDP增長率和人均收入等。建國以來，我國經(jīng)濟增長不斷加快，國內(nèi)生產(chǎn)總值逐年攀升，如下圖6所示:

圖6 1954～2010年我國GDP增長圖

擬合我國1954—2010年GDP呈指數(shù)增長的趨勢，方程為:GDP=0.3282e0.072t，R2=09828。(1954年t=1)。這表明我國經(jīng)濟保持指數(shù)增長的趨勢，到2010年，我國實現(xiàn)GDP突破25萬億大關，約為1954年的57.6倍。

自改革開發(fā)以來，我國經(jīng)濟增長率多年保持高位增長，1978—1995年，GDP年均增長率達到了9.88%的高水平，“九五”計劃期間，經(jīng)濟增長率出現(xiàn)了不斷下降的趨勢，1996—2000年，中國GDP年均增長率為8.26%，2001—2010年，經(jīng)濟增長率又出現(xiàn)上升趨勢，年均增長率為9.34%。具體變化趨勢如下圖7:

圖7 1954～2010年我國GDP增速趨勢圖

(二)結(jié)構特征及變動趨勢

1952—2010年間，我國三大產(chǎn)業(yè)占總GDP中的比重也發(fā)生了很大的變化，三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構由1952年的51.0:20.9:28.2轉(zhuǎn)變?yōu)?010年的10.1:46.8:43.1。如圖3.8所示，自1985年后，第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)比重形成了巨大的剪刀差，第一產(chǎn)業(yè)的比重自2007年首次低于11%，且仍有不斷下降的趨勢。自1993年之后，第二產(chǎn)業(yè)所占的比重基本上都維持在45%以上的水平，產(chǎn)業(yè)結(jié)構的重型化將不利于我國節(jié)能減排的目標的實現(xiàn)。

圖8 1952～2010年我國三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構變化圖

綜上分析可以看到，我國能源消費、碳排放量與經(jīng)濟增長都近似呈指數(shù)增長趨勢，我國能源消費結(jié)構尚存優(yōu)化空間，煤炭在能源消費結(jié)構的比重過大，既帶來了嚴重的環(huán)境污染問題，也給減少溫室氣體尤其是二氧化碳的排放帶來巨大的壓力。碳強度整體呈下降趨勢，但是其下降率還低于GDP增長率，尚不足以實現(xiàn)絕對減排的目標。而我國經(jīng)濟結(jié)構的重型化，加劇了減排壓力。

五、結(jié)論與政策優(yōu)化

通過以上研究可以看出:建國以來，特別是自改革開放以來，經(jīng)濟速度加快。我國能源消費總量、碳排放量與經(jīng)濟增長都近似呈指數(shù)增長趨勢，我國能源消費結(jié)構尚存優(yōu)化空間，煤炭在能源消費結(jié)構的比重過大，石油、天然氣與水電、風電和核電所占的比重較小。其中，在1953～2010年間，天然氣與水電、風電和核電消費所占的比重均不斷上升。從1978年之后，我國水電能源消費所占比重逐漸增加。但是增長的速度緩慢，對我國能源消費結(jié)構的優(yōu)化升級作用甚微。我國碳排放強度在1953～1960年間呈上升趨勢，1961～1967年間，逐年下降;1968～1977年有所回升，但自1978年之后，碳排放強度整體呈下降趨勢，所以碳強度整體呈下降趨勢，但是下降的速度還低于GDP增長率，尚不足以實現(xiàn)絕對減排的目標。而我國經(jīng)濟結(jié)構中第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)比重形成了巨大的剪刀差，第一產(chǎn)業(yè)的比重自2007年首次低于11%，且仍有不斷下降的趨勢。自1993年之后，第二產(chǎn)業(yè)所占的比重基本上都維持在45%以上的水平，產(chǎn)業(yè)結(jié)構的重型化將不利于我國節(jié)能減排的目標的實現(xiàn)。

結(jié)合本文中得到的研究結(jié)論，作者認為我國制定節(jié)能減排政策的總方針應為適度控制能源消費總量和經(jīng)濟增速，提高碳排放的減排控制目標。從我國能源消費、碳排放與經(jīng)濟增長之間的長期均衡和短期波動的結(jié)論中，可以得到我國節(jié)能減排工作的約束條件:能源消費仍然是我國經(jīng)濟增長的重要投入要素，所以在制定節(jié)能減排政策的時候，不宜過分壓低能源消費總量目標，否則將會影響到我國經(jīng)濟整體的增長;碳排放與經(jīng)濟增長之間存在負相關，應加大控制碳排力度，實現(xiàn)碳減排來促進經(jīng)濟的進一步發(fā)展。具體來說，提出以下幾點具體建議:

1.推進產(chǎn)業(yè)進一步升級，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構。在加快城市化與工業(yè)化的同時，積極轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，逐步淘汰傳統(tǒng)的高耗能、高污染、高排放的企業(yè)，將經(jīng)濟增長點轉(zhuǎn)向能源消耗低的第三產(chǎn)業(yè)，努力發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、新信息技術產(chǎn)業(yè)、高分子生物產(chǎn)業(yè)、高端設備制造以及新材料產(chǎn)業(yè)，培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。抓住城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展機遇，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，采取積極的財政政策來促使農(nóng)業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營。

2.構建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、高效的能源體系。我國煤炭資源相對豐富，石油、天然氣等高效能源占有量小，風能、水能等可再生能源利用更低。可見，我國現(xiàn)有的能源體系表現(xiàn)出能源資源單一、能源使用效率低、能源帶來的污染嚴重的問題。短期內(nèi)，煤炭在我國能源體系中的地位是不可替代的，構建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、高效的能源體系首先要求降低對煤炭資源的依賴，這就要求加快新能源的開發(fā)與利用，加大對可再生能源研發(fā)的投入，提高風能、水能、生物質(zhì)能等新能源的利用。石油資源在能源體系中的比例也是不可忽視的，但是現(xiàn)階段，我國石油的對外依存度非常高，而國內(nèi)相應的石油儲存體系尚未建立，這就要求我國政府積極參與國際新能源體系的構建，保持與石油輸出國的良好關系，同時完善石油儲存體系的構建。

3.完善能源管理相關制度和提高管理效率。我國能源管理制度上看，很長一段時間內(nèi)，與能源相關的管理、開發(fā)與研究職能分散在不同的部門，嚴重影響了我國能源管理的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)。可見，我國能源安全主要面臨結(jié)構性危機和制度性困境兩大挑戰(zhàn)。這要求我國政府積極參與國際能源安全合作，實現(xiàn)能源供給的多元化;同時，加快石油等不可再生資源的儲備體系建設，減緩我國能源衰竭的速度;此外，加快技術進步，推動新能源的研發(fā)及利用，努力改變現(xiàn)有的能源消費結(jié)構，加大對太陽能、風能、水能、核能、生物質(zhì)能等可再生能源的開發(fā)與利用，減少對煤炭、石油等不可再生資源的依賴。在能源管理制度方面，我國政府應加大對國家能源局的支持，將與能源有關的職能統(tǒng)一于能源局，同時加強對國家能源局的監(jiān)督，制定完善的能源利用制度，促進我國能源利用結(jié)構的調(diào)整，推進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。

4.引入市場機制，鼓勵企業(yè)轉(zhuǎn)向低碳生產(chǎn)。市場機制是看不見的手，能夠配合政府調(diào)控這只看的見手更好地實現(xiàn)經(jīng)濟社會的良性發(fā)展。政府調(diào)控可以有效地控制能源消費總量和碳排放量，借助市場機制可以促使自發(fā)轉(zhuǎn)型。建立良好的市場機制，積極引導企業(yè)進行節(jié)能低碳生產(chǎn)。例如對企業(yè)進行財政補貼、征收碳稅、碳市場交易等等。提高市場參與主體的“低碳”意識，自發(fā)選擇低碳產(chǎn)品，最終實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

［1］林伯強，蔣竺均.中國二氧化碳的環(huán)境庫茲涅茨曲線預測及影響因素分析［J］.管理世界，2009，(4).

［2］劉揚，陳劭鋒.基于IPAT方程的典型發(fā)達國家經(jīng)濟增長與碳排放關系研究［J］.生態(tài)經(jīng)濟，2009，(11).

［3］徐玉高，郭元，吳宗鑫.經(jīng)濟發(fā)展，碳排放和經(jīng)濟演化［J］.環(huán)境科學進展，1999，(2).

［4］鄒秀平，陳邵鋒，寧淼等.中國省級區(qū)域碳排放影響因素的實證分析［J］.生態(tài)經(jīng)濟，2009，(3).

［5］解樹江、李雪、栗僑.中國能源經(jīng)濟理論研究的最新進展與評述［J］.經(jīng)濟學動態(tài)，2010，(8).

［6］行偉波.能源經(jīng)濟學的發(fā)展現(xiàn)狀趨勢［J］.經(jīng)濟學動態(tài)，2010，(8).

［7］許廣月.中國能源消費、碳排放與經(jīng)濟增長關系的研究［D］.華中科技大學博士論文，2010.

F0

A

1004-3160(2012)04-0080-06

2012-05-06

1.胡宗義，男，湖南寧鄉(xiāng)人，湖南大學金融與統(tǒng)計學院教授、博士生導師，主要研究方向:能源環(huán)境經(jīng)濟學;2.劉亦文，男，湖南攸縣人，湖南大學金融與統(tǒng)計學院博士生，主要研究方向:能源環(huán)境經(jīng)濟學;3.黃多，女，安徽安慶人，湖南大學金融與統(tǒng)計學院碩士生，主要研究方向:能源環(huán)境經(jīng)濟學。

責任編輯:譚桔華