北京市低碳發展水平及潛力研究

張煒鈴 許申來 焦文濤 陳衛平

（1.中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室，北京 100085;2.北京清華城市規劃設計研究院生態環境研究所，北京 100085）

我國社會經濟正處于資源、環境約束最為嚴重的時期，如何化解經濟快速發展對資源、能源消耗的高度依賴，跨越資源、能源的瓶頸約束成為這一時期我國面臨的主要難題之一。低碳之路以節能減排，高效低耗為目標，為中國的可持續發展提供了一條新的途徑，成為促進我國節能減排和應對全球氣候變化的重要戰略選擇［1］。目前，我國城市能源消費量約占全國消費總量的60%，城市人均能源消費為農村的3倍左右，成為碳排放的主要場地［2］。隨著城市化率的提高，能源消費行為將發生顯著改變，這必將推動城市能源消費量的增長［3］。因此，構建低碳城市作為重中之重，勢在必行。

1 文獻綜述

所謂低碳城市（Low－carbon City），指以低碳經濟為發展模式及方向、市民以低碳生活為理念和行為特征、政府公務管理層以低碳社會為建設標本和藍圖的城市［4－5］。目前，國內外關于低碳城市的評估方法及指標構建的研究還不多，Shimada等學者構建了一種描述城市尺度低碳經濟長期發展情景的方法，并將此方法應用到日本滋賀地區［6］;2010年中國社會科學研究院公布了我國評估低碳城市的新標準體系，分為低碳生產力、低碳消費、低碳資源和低碳政策等四大類共12個相對指標［7］;朱守先等認為衡量城市的低碳發展水平，核心是在資源稟賦、技術水平及消費方式三個方面是否具備低碳發展的潛力［8］;Kaya等學者認為構建低碳社會首先要計算掌握一個國家或地區的CO2排放量，并建立了了Kaya公式來表征一個地區CO2排放量［9］。

目前，北京市關于低碳發展水平及潛力方面的研究還比較有限。界定北京市是否具備了發展低碳城市的條件，分析其低碳發展潛力，對于加速取得經濟發展與環境保護的雙贏局面極具啟發性。本研究選取了北京市的經濟發展水平、能耗和經濟結構三項指標分別與全國平均水平進行對比，選取人均碳排放、碳生產率、碳能源排放系數、產業結構多元化演進水平四項指標對北京市的低碳發展水平及潛力進行剖析，提出低碳發展策略，促進北京市可持續發展。

2 研究方法

2.1 研究方法

本研究根據朱守先、Kaya等學者的研究方法對北京市經濟和能耗狀況及低碳發展水平進行度量。

2.1.1 北京市經濟與能耗狀況度量方法

Kaya恒等式［9］如下所示:

其中，P:人口;G:人均GDP;IE:單位GDP能耗（能源強度）;IC:能源結構碳強度。

考慮到節能減排與控制溫室氣體排放具有很大的協同性，本研究受到Kaya恒等式啟發，選取北京市和我國歷年人均GDP、單位GDP能耗和經濟結構及能耗三項具有代表性和可比性的數據指標進行對比分析。

2.1.2 CO2排放總量計算方法

CO2排放總量的計算公式如下所示［10］:

其中，（CO2）為CO2排放總量，Ci為第i年的碳排放總量，Eij為第i年第j種一次能源的消費量，δj為第j類能源的碳排放系數［10］，取各碳排放系數平均值。

2.1.3 北京低碳發展測度方法

衡量低碳發展水平的核心在于以下三個方面:資源稟賦、技術水平及消費方式，選擇最能體現這三個要素內涵的指標構建低碳發展指標，即人均碳排放、碳生產率和碳能源排放系數［8］。本研究主要采用對比方法將北京市和全國平均水平的低碳水平進行比較，人均碳排放越低、碳生產率越高、碳能源排放系數越低，則低碳水平越高。

為了進一步分析北京市低碳發展潛力，本文應用兩項經濟與社會發展指標進行預測。首先是產業結構多元化演進水平（Evolution of industrial structure diversificationdegree，簡稱ESD），ESD越高，說明產業結構優化水平越高。ESD的計算公式為:

式中，P為第一產業產值，S為第二產業產值，T為第三產業產值，ESD的值域為1至無窮大［8］。

其次是非煤能源消費比重，它是判斷一個城市是否具備良好的低碳發展潛力的重要指標。

2.2 數據來源

本研究基礎數據來源于中國統計年鑒2010［11］、中國統計年鑒2011［12］、北京市2005 －2011 年統計年鑒［13］。

3 結果與討論

3.1 北京市經濟能源相關性分析

2001－2010年，北京市地區生產總值持續增長，保持了16.01%的年均增長率，經濟發展快速;能源消費總量也呈現不斷增長的態勢，其年均增長率為5.68%。由此可見，一方面，北京市經濟的增長依然還建立在能源消費總量增加的基礎上，二者成正相關，另一方面經濟增長率高于能源消費增長率，經濟增長不再與能源消耗同步，呈相對脫鉤，實現了相對的節能發展。

3.2北京市經濟與能耗水平度量

3.2.1 人均GDP及單位GDP能耗對比分析

北京市人均GDP與全國人均GDP均呈持續增長趨勢，北京市歷年人均GDP普遍高于全國平均水平，平均超出2.15倍，反映出北京市經濟水平較高;北京市人均GDP年均增速為12.18%，全國人均GDP年均增速為14.81%，后者比前者略高。自2008年后，北京市人均GDP增長速率明顯加快且大于全國平均水平，這與北京市2008年承辦奧運會從而帶動了首都經濟增長有密切關系。

從單位GDP能耗來看，全國和北京市均呈現下降趨勢。北京市單位GDP能耗的年平均下降率為8.96%，高于全國的年平均下降率5.67%，并且北京市歷年單位GDP能耗都遠小于全國水平，年平均低于全國53.64%，表明北京市的能耗狀況明顯優于全國平均水平。

然而，與美國相比，2010年美國人均 GDP已達25 7671.87元，是中國的 8.57 倍，是北京市的 3.39 倍;單位GDP能耗僅為中國的20%［14］，為北京市的33%。可見北京市的人均GDP、單位GDP能耗雖然領先于全國平均水平，但是與發達國家相比還存在著相當顯著的差距。

3.2.2 經濟結構及能耗比較分析

表1展示了全國與北京市2001－2010年的經濟結構，二者發展趨勢有較大不同:北京市第一產業及第二產業結構比例呈下降趨勢，第三產業則正好相反，2010年第三產業結構比例較2001年增長了11.3%;而全國第二產業比例較為穩定，第一產業比例呈現下降趨勢的同時第三產業比例呈增長態勢，對比表明北京市經濟結構較全國平均水平更加優化。對比發現，全國第一、二產業比例均比北京市高出10個百分點左右，而第三產業比例則大大低于北京市。北京市第三產業比重領先全國平均水平近30%，率先在中國構建起以服務經濟為主導的產業結構，產業結構優化程度遠遠好于全國平均水平，并且呈逐年優化態勢。

歷史統計數據表明，進入21世紀以來，世界各國第三產業發展迅速，發達國家第三產業產值比重在60% －70%之間［15］。與美國相比，其低能耗的第三產業為11.2萬億美元，占79%;中國第三產業GDP僅為2.2萬億美元，只相當于美國的五分之一。目前北京市第三產業比重已超過75%，達到世界發達國家平均水平，但仍落后于美國，在產業結構升級優化方面還存在著一定的發展空間。

北京市各個產業的能耗排序與全國形勢一致，能耗比例排名依次為第二、三、一產業，另外第一、二、三產業與其能耗相關性系數都較高（依次為 0.94、0.79、0.80），因此各個產業能耗與其對應生產總值比例呈現出大致相同的變化趨勢。這與美國的能耗比例排名相左，2010年，美國重工業能源消耗僅占社會總能源消耗的20%，整個工業能源消耗占社會總能源消耗的33%［16］，還不到中國一半，僅為北京市的84%。北京市第二產業能耗水平優于全國平均水平的同時又大于美國，第二產業能耗仍具有很大的降低空間。

表1 全國及北京市2001－2010年經濟結構 %

從北京市2001－2010年各個產業單位GDP能耗情況來看，第一、二、三產業的單位GDP能耗總體呈現下降趨勢，其中第二產業單位GDP能耗最高，但是呈現逐年下降的趨勢，年平均降速可達10.02%;其次為第一產業，變化趨勢為降低;單位GDP能耗最低的為第三產業，逐年變化并不明顯，年平均降速為6.19%。

第二產業生產總值比例雖然不是最高，但是能耗比例及單位GDP能耗均遠遠高于其他兩種產業，是進行節能減排、發展低碳城市的重點實施對象。隨著第三產業的發展，帶動了北京總體能耗的明顯下降。由上述分析可知，北京市的人均GDP、單位GDP能耗、產業結構與各產業能耗等指標的發展水平均領先于全國平均，卻落后于美國，產業結構已經較優化，但各產業能耗水平仍很高，還具有較大的溫室氣體減排空間。

3.3 北京市低碳發展水平測度及潛力分析

3.3.1 低碳發展水平比較

本文選取了全國和北京市2005－2010年的統計數據進行計算分析，結果見表2。可以發現，北京市三項指標人均碳排放、碳生產率、碳能源排放系數分別高、高、低于全國平均水平。

碳排放主要受能源消費總量、能源消費結構及技術水平等的影響，而碳生產率是衡量低碳發展水平的重要指標。從人均碳排放的對比上看到，雖然2005－2009年北京市人均碳排放比全國人均碳排放平均高33.95%，但是北京市人均碳排放呈逐年下降趨勢，2010年甚至低于全國平均水平，其年平均下降率為3.85%。目前，雖然我國CO2排放總量已經位居世界第一，但我國人均碳排放尚低于發達國家平均水平，北京市亦如此［10，17］。

北京市碳生產率平均高于全國平均水平125.86%，二者的該項指標均呈逐年增長趨勢，北京市與全國碳生產率的年平均增長率分別為14.01%、10.35%。北京市碳能源排放系數平均低于全國平均水平37.56%，兩者變化趨勢一致，年平均下降率分別為3.58%、0.60%，這源于二者的區域能源利用結構、利用效率和利用技術水平等方面存在著較大差異。

通過分析，從2010年的最新數據看，北京市各項指標表征結果及其變化趨勢均優于全國平均水平，即北京市低碳發展水平領先于全國平均水平，但各項指標應當在保持現有變化趨勢的前提下不斷完善提高，進一步向低碳方向邁進。

3.3.2 北京市低碳發展潛力分析

全國與北京市2001－2010年的ESD及其增長率數據（見表3）表明，二者ESD值均呈現上升趨勢，說明二者產業多元化演進水平不斷提高，產業不斷得到優化。對比發現，在研究區間內，北京市ESD及其增長率均遠遠大于全國平均水平，歷年ESD及其增長率的平均值分別比全國平均水平高出了8.52、1.61倍，差距顯著，北京市產業結構多元化演進水平高于全國平均水平。

表2 全國及北京市2005－2010年低碳發展指標

表3 全國及北京市2001－2010年ESD及其增長率

表4是全國和北京市2005－2010年非煤能源消費比重數據，二者呈現出不同的變化趨勢。全國非煤能源消費比重逐年下降，但下降趨勢并不明顯;北京市非煤能源消費比重逐年增大，平均高于全國17%以上。能源消費結構的優化有利于城市的低碳發展，數據對比說明北京市在控制煤炭能源消費方面取得了較好成效。然而，放眼全球，2007年在全球一次性能源消費構成中煤炭僅占27.8%，發達國家煤炭消費比例大多不到20%［18］，而我國和北京市煤炭消費比重分別占到了69.5%、47.6%，北京市煤炭能源消費比例遠大于世界平均水平。

表4 全國及北京市2005－2010年非煤能源消費比重 %

通過對上述兩項指標的分析，與全國平均發展水平相比，北京市低碳發展處于較高水平，產業結構的可優化調整空間較小，但能源消費結構優化調整和低碳發展潛力都具有較大空間;全國低碳發展平均水平較低，是地區之間存在差異發展不平衡所致。實現低碳發展，必須克服資源稟賦、技術進步和政策因素等影響，適度優化產業結構，多開發低碳能源，尤其是可再生能源，從而縮小區域間低碳發展水平的差異［1］，實現全國共同的低碳發展。

4 結論與建議

通過對人均GDP、單位GDP、產業結構與各產業能耗等四項指標的對比分析，北京市的經濟與能耗水平居于全國平均和美國平均水平之間，具備較好的低碳經濟發展基礎。雖然北京市產業結構優化程度較高，但各產業能耗水平仍很高，還具有很大的溫室氣體減排空間。與全國平均水平相比，北京市產業結構和能源消費結構優化升級的程度、各項指標低碳發展的表征結果及其變化趨勢均優于全國平均水平，即北京市低碳發展水平領先于全國平均水平;然而與發達國家相比，北京市煤炭能源消費比例遠大于世界平均水平，非煤炭能源比重有待改進提升。總體來看，北京市在實現經濟增長和能源消耗的逐步脫鉤，邁向低碳城市的道路仍具有較大的空間，依然具有較大的低碳發展潛力。

根據以上分析，提出如下建議:

（1）制定政策法規，提出單位GDP能耗、各產業能耗、人均碳排放、碳生產率、碳能源排放系數、ESD、非煤能源消費比重等低碳相關各項指標的約束性目標值，通過相關經濟激勵、公眾參與等措施實現目標。

（2）促進產業進一步升級，優化產業空間布局，提高產業結構多元化演進水平，發展低碳經濟。北京市的第二產業消耗能源所占比重最大，其減排任務較為艱巨，第二產業改革應推進高能耗、高物耗、高污染、低附加值產業的有序退出，提高進京企業的門檻，促進高效低碳清潔的技術創新，重視發展都市型工業;充分利用北京現有優勢條件，促進國際間的交流合作，大力發展推動高文化、高科技含量的優勢服務業的發展，加快產業集聚，研發高新低碳相關技術全面推動各項產業發展。

（3）改善能源消費結構，提升能源使用效率。鼓勵開發可再生能源及新型清潔能源，盡可能在產業發展及公眾生活方面使用節能減排技術，逐步淘汰傳統的高消耗、高排放的傳統能源，提升能源使用效率。不斷改進能源結構，降低煤炭能源比重、增加新能源比重。

（4）借鑒發達國家的低碳發展經驗，如發展新的清潔技術、推行可持續設計和節能建筑、推廣使用環保交通方式、引進碳價格制度及征收碳排放稅、倡導資源回收利用和綠色消費等［19］。

綜上，北京市可圍繞自身的功能定位，揚長避短地將優勢資源轉化為產業發展優勢，走出一條具有中國特色的低碳發展路徑，引領全國共同邁向生態文明、低碳社會。

（編輯:劉照勝）

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