能源消費、碳排放與經濟增長的統計分析

胡宗義，劉亦文，黃多

(湖南大學，湖南長沙410079)

能源消費、碳排放與經濟增長的統計分析

胡宗義1，劉亦文2，黃多3

(湖南大學，湖南長沙410079)

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

能源消費;碳排放;經濟增長

一、引言

能源是現代經濟社會發展的三大支柱(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量的能源。近年來，能源的戰略發展已經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展的物質基礎，而且事關國民經濟社會的穩定發展。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能減排行動。從經濟學的角度分析，能源是經濟增長的重要投入要素，在投入生產，推動經濟發展的過程中，也產生了大量的溫室氣體，特別是二氧化碳的排放。“溫室效應”給全球生態環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《京都協議書》中明確規定了發達國家具有減排的義務，2009年哥本哈根會議上也就發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。我國作為最大的發展中國家和聯合國常任理事國之一，理應承擔起大國責任，順應國際社會發展趨勢，走低碳經濟發展道路，與其他各國協同努力解決世界環境問題。既能為積極營造良好的外部與內部發展環境提供有利條件，也能實現我國經濟增長的順利轉型，實現又好又快的可持續發展。在緩和能源與環境的雙重壓力下，更積極爭取環境外交的主動權，“綠化”內外部發展環境，為新一輪的經濟增長提供契機。

在改革開放的浪潮中，我國社會經濟都得到了巨大發展，創造了“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環境為代價。從數據上來看，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、碳排放與經濟增長出現了同步高速增長的局面，因此，發展低碳經濟，實現節能減排對我國能否實現可持續發展至關重要。我國能源稟賦的主要特點是“富煤、貧油、少氣”，加上現階段節能減排技術和再生能源的開發不足，能源消費總量和碳排放量還在節節攀升。中央政府已經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業所占的比重較大，產業結構重型化的情況下勢必造成高能耗和高碳排傾向。粗放型的經濟增長方式導致了“煤荒”、“油荒”、“拉閘限電”等情況發生頻繁，這將制約我國經濟的進一步增長。在發展低碳節能的經濟和保護環境的雙重壓力下，研究我國能源消費、碳排放和經濟增長之間的關系有利于可持續發展目標的實現。

二、能源消費的統計分析

(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，人類用適當的轉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轉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資源。

能源種類繁多，依據不同的劃分標準，能源也分為不同的類型。最常用的是根據能源的基本形態分類，分為一次能源和二次能源。一次能源指在自然界現存的能源，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換而成的能源產品，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能夠再生產的能源，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能源的性質分為燃料型能源和非燃料型能源;根據能源是否造成污染分為污染型能源和清潔型能源;根據能源的利用技術分為常規能源和新型能源;根據是否進入市場交易分為商品能源和非商品能源。

本文基于數據的可得性，將研究范圍與對象限定為在我國應用最廣，統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

數據來源:《新中國六十年統計資料匯編》及《中國能源統計年鑒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，我國能源消費結構中一直以煤炭所占的比例最大。能源結構尚存優化空間。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和水電事業的發展，在1961～1971年間，煤炭在能源消費的比重出現下降趨勢，1972年之后又開始出現反彈，這主要是經濟的快速增長需要大量的煤炭，但能源生產工業發展相對滯后，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，對我國能源消費結構的優化升級作用甚微。

圖2 1953～2010年我國各能源消費所占比重累積面積圖

結合能源消費總量與能源消費結構數據，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，多元發展”的能源消費結構。煤炭在能源消費結構的比重過大，既帶來了嚴重的環境污染問題，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計數據，所以本文碳排放的數據是基于以下公式:

計算得到的，其中Fi是第i種能源的碳排系數，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如下:

表2 碳排系數表

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

(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以煤炭為主要能源的國家之一。自改革開放發展以來，以煤炭為主的能源消費結構與快速的經濟發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能減排的壓力。

(三)碳排放強度變化趨勢

碳排放強度，即生產單位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。

圖5 1953～2010年我國碳排放強度變化趨勢圖

四、經濟增長的統計分析

(一)總量特征及變動趨勢

經濟增長通常指的是在一個較長的時間跨度上，一個國家或地區的人均產出水平持續增加，主要的衡量指標是GDP、GDP增長率和人均收入等。建國以來，我國經濟增長不斷加快，國內生產總值逐年攀升，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呈指數增長的趨勢，方程為:GDP=0.3282e0.072t，R2=09828。(1954年t=1)。這表明我國經濟保持指數增長的趨勢，到2010年，我國實現GDP突破25萬億大關，約為1954年的57.6倍。

自改革開發以來，我國經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，經濟增長率出現了不斷下降的趨勢，1996—2000年，中國GDP年均增長率為8.26%，2001—2010年，經濟增長率又出現上升趨勢，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)結構特征及變動趨勢

1952—2010年間，我國三大產業占總GDP中的比重也發生了很大的變化，三大產業結構由1952年的51.0:20.9:28.2轉變為2010年的10.1:46.8:43.1。如圖3.8所示，自1985年后，第一產業和第三產業比重形成了巨大的剪刀差，第一產業的比重自2007年首次低于11%，且仍有不斷下降的趨勢。自1993年之后，第二產業所占的比重基本上都維持在45%以上的水平，產業結構的重型化將不利于我國節能減排的目標的實現。

圖8 1952～2010年我國三大產業結構變化圖

綜上分析可以看到，我國能源消費、碳排放量與經濟增長都近似呈指數增長趨勢，我國能源消費結構尚存優化空間，煤炭在能源消費結構的比重過大，既帶來了嚴重的環境污染問題，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，尚不足以實現絕對減排的目標。而我國經濟結構的重型化，加劇了減排壓力。

五、結論與政策優化

通過以上研究可以看出:建國以來，特別是自改革開放以來，經濟速度加快。我國能源消費總量、碳排放量與經濟增長都近似呈指數增長趨勢，我國能源消費結構尚存優化空間，煤炭在能源消費結構的比重過大，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，對我國能源消費結構的優化升級作用甚微。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，尚不足以實現絕對減排的目標。而我國經濟結構中第一產業和第三產業比重形成了巨大的剪刀差，第一產業的比重自2007年首次低于11%，且仍有不斷下降的趨勢。自1993年之后，第二產業所占的比重基本上都維持在45%以上的水平，產業結構的重型化將不利于我國節能減排的目標的實現。

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

1.推進產業進一步升級，優化產業結構。在加快城市化與工業化的同時，積極轉變經濟增長方式，逐步淘汰傳統的高耗能、高污染、高排放的企業，將經濟增長點轉向能源消耗低的第三產業，努力發展節能環保產業、新信息技術產業、高分子生物產業、高端設備制造以及新材料產業，培育戰略性新興產業。抓住城鄉統籌發展機遇，大力發展生態農業，采取積極的財政政策來促使農業實現產業化經營。

2.構建安全、穩定、經濟、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，我國現有的能源體系表現出能源資源單一、能源使用效率低、能源帶來的污染嚴重的問題。短期內，煤炭在我國能源體系中的地位是不可替代的，構建安全、穩定、經濟、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與利用，加大對可再生能源研發的投入，提高風能、水能、生物質能等新能源的利用。石油資源在能源體系中的比例也是不可忽視的，但是現階段，我國石油的對外依存度非常高，而國內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，與能源相關的管理、開發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一與協調。可見，我國能源安全主要面臨結構性危機和制度性困境兩大挑戰。這要求我國政府積極參與國際能源安全合作，實現能源供給的多元化;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，推動新能源的研發及利用，努力改變現有的能源消費結構，加大對太陽能、風能、水能、核能、生物質能等可再生能源的開發與利用，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一于能源局，同時加強對國家能源局的監督，制定完善的能源利用制度，促進我國能源利用結構的調整，推進經濟社會可持續發展。

4.引入市場機制，鼓勵企業轉向低碳生產。市場機制是看不見的手，能夠配合政府調控這只看的見手更好地實現經濟社會的良性發展。政府調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轉型。建立良好的市場機制，積極引導企業進行節能低碳生產。例如對企業進行財政補貼、征收碳稅、碳市場交易等等。提高市場參與主體的“低碳”意識，自發選擇低碳產品，最終實現可持續發展。

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F0

A

1004-3160(2012)04-0080-06

2012-05-06

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

責任編輯:譚桔華