中國農村碳排放核算及分析：1999～2010

韋惠蘭，楊彬如

（蘭州大學經濟學院，蘭州 730000）

隨著國民經濟的飛速增長，中國的碳排放量隨之急劇提高。根據相關的研究，2005年全年中國二氧化碳（CO2）排放總量為784 080．83萬噸，相較于1995年增長了66．31%；2005年中國甲烷（CH4）的排放總量為8 476．91萬噸，比1995年增長了57%；而2005年全年中國的碳排放總量為22 0197．90萬噸，相較1995年增加66%［1］。

碳排放量的快速增長帶來了眾多環境問題，同時也使中國在國內外面臨巨大減排壓力。在此背景下，學術界關于中國碳排放核算及分析的討論較為廣泛。徐國泉通過建立中國人均碳排放的因素分解模型，定量分析了1995～2004年間能源結構、能源效率和經濟發展等因素的變化對中國人均碳排放的影響［2］。陳飛將城市碳排放來源劃分為生產、交通和建筑三大部分，結合相關數據核算上海2007年的碳排放總量［3］。宋德勇通過對中國能源產生二氧化碳排放的相關影響因素進行分解研究，劃分出不同時期中國碳排放周期性波動的特征［4］。王長波在中國農村能源消耗量的基礎上，系統地核算了中國農村能源消費造成的碳排放［5］。李波測算了1991～2008年中國農業生產碳排放，并進一步分析中國農業碳排放的結構特征以及區域差異［6］。劉慧通過建立情景模型，分析中國地方層面二氧化碳排放強度的趨勢與路徑［7］。

從上述有關中國碳排放量核算的研究來看，目前相關研究具有兩大特點。第一，研究多集中在全國的總量分析或者各產業的碳排放核算，缺乏從農村經濟社會綜合視角出發的碳排放數據核算及碳排放因素分解的研究。第二，核算方法以能源消耗轉換為主，這種方法的優點在于統計數據易于獲取，且核算的誤差較小，適用于城鎮或工業碳排放的核算。但是基于能源消耗的碳排放核算忽視農業生產諸如谷物生產、畜牧養殖帶來的溫室氣體排放，并不適合對農村碳排放進行全面的核算。

本文將農村碳排放來源劃分為能源消耗、農田排放、畜牧排放、農業生產資料消耗排放等四大類，通過能值轉換法、排放參數法和農田碳排放綜合核算法，核算中國農村碳排放量［8］。然后，基于Kaya恒等式的原理，采取對數平均權重Divisia分解法對中國農村碳排放進行影響因素分解，試圖以此分析各項影響因子對該時期中國農村碳排放的影響程度［9］。

一、數據來源與核算方法

（一）數據來源

中國農村碳排放核算涵蓋農村地區1999～2010年社會、經濟和居民生活等各方面的基礎數據和直接造成碳排放的有關數據。其中，涉及農業生產能源消耗和農村居民生活能源消費的數據來自《中國能源統計年鑒》和《中國農業年鑒》，農業種植面積、農業生產資料消耗數據和各項產量數據來源于《中國統計年鑒》和《中國農業年鑒》。由于中國臺灣、香港和澳門地區的統計數據暫缺，所以本研究中的所有數據和相關計算均不包括上述地區。

（二）核算方法

由于本研究涉及的數據門類較多，在核算碳排放的過程中，根據數據的來源和性質的差異，不同門類數據應當采用恰當的核算方法以期將核算中的誤差降到最低。以下將本研究中所使用的核算方法加以簡要說明。

1．能值轉換法。將不同類型能源通過相關的轉換系數換算成標準煤，然后通過標準煤的碳排放強度來計算碳排放量。標準煤的碳排放強度根據國家、地區間技術條件的差異而各不相同，本文的相關計算采用國家發改委能源研究所制訂的標準煤碳排放強度0．67（單位：噸／噸標準煤）［10］。能值轉換法的基本公式為：

式（1）中，C為碳排放量，K是折算為標準煤的不同能源的使用量，L為標準煤的碳排放強度。

2．排放系數法。通過各部門資源使用量、產品產量，結合相應的碳排放轉換因子核算溫室氣體排放量。轉換因子的選取以聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的溫室氣體清單指南為基礎［11］，同時結合國家發展與改革委員會有關碳排放的解釋。由消耗的能源量或生產的產品產量乘以相應的碳排放轉換因子即可得到碳排放量。

3．碳排放參數法。該種方法是基于碳足跡的碳排放核算方法，即人為活動或人類產品在一個完整的行為周期或者生命周期過程中直接產生的溫室氣體排放的總和。各類活動和產品所產生的溫室氣體排放用碳排放當量（Ce）來表示，核算基于碳排放參數，通過活動和產品的數量與相應的碳排放參數求得碳排放量［12］。碳排放參數法與排放系數法相比優點在于，較為簡便準確地核算消耗品和產品生命周期的碳排放量，例如鄉鎮企業的年碳排放量和化肥、農藥施用所產生的碳排放都可以通過這種方法計算求得。

4．農田碳排放綜合核算法。農田生產會造成溫室氣體排放，這包括農作物自身的溫室氣體排放，以及化肥和農藥使用造成的碳排放。同時農作物在生長過程中也會吸收一定的溫室氣體，因此采用該方法核算農田的碳排放量應該是以農田碳排放減去農作物在成長期的碳吸收［13］。農田碳排放綜合核算法的基本公式為：

式（2）中，C為農田碳排放量凈值，Cd為農田碳排放量，Ct為第i類農作物在整個生長周期的碳吸收量，Cf為i類農作物生命周期的光合作用過程中的碳吸收比率，Yw為i類農作物的經濟產量，H為i類農作物的經濟系數。中國主要農作物的碳吸收率（Cf）和相應的經濟系數（H）見表1［14］。需要特別指出的是，農田排放的溫室氣體包括一定數量的甲烷，所以在農田碳排放核算中，首先通過排放系數求得農田的甲烷排放量，然后根據甲烷的二氧化碳當量值將其轉換為碳排放量［15］。

表1 中國主要農作物的碳吸收率（Cf）和經濟系數（H）

二、核算與分析

（一）中國農村碳排放核算

按照上述方法核算，得到1999～2010年中國農村碳排放的數據（見圖1）。中國農村碳排放量從1999年的21 606．03萬噸增長到2010年的23 178．02萬噸，12年間增長1 571．99萬噸，年均增長率為0．64%。在各分項排放中，能源消耗排放量從1999年的5 103．81萬噸增長到2010年的7 345．88萬噸，年均增長率為3．37%；農田綜合排放從1999年的9 627．98萬噸增長到2010年的9 973．71萬噸，年均增長率為0．32%；畜牧排放從1999年的6 874．23萬噸下降到2010年的5 858．43萬噸，年均增長率為－1．44%。

圖1 1999～2010年中國農村碳排放量

基于以上數據可做如下分析：第一，能源消耗碳排放的年均增長速度3．37%超過了碳排放總量的年均增長速度0．64%。這是由于農村能源消耗量快速增加造成的，說明能源消耗增加是推動農村碳排放增加的主要因素，但這僅是從面板數據得到的初步結論，能源結構和能源強度對農村碳排放增長的影響值需要在下文中通過建立模型進行分析。第二，農田綜合排放增長緩慢，結合在這一期間農業物資消耗增長較快，而農作物播種面積沒有增長的情況，說明農田綜合碳排放增長主要是化肥和農藥等農業生產資料使用量不斷增長的結果。第三，畜牧碳排放量在此期間下降，造成下降主要是由大型牲畜保有數量不斷減少所造成的。

圖1反映了1999～2010年中國農村碳排放總量與中國農村人均碳排放量的變化趨勢。其中，排放總量在2001～2003年和2005～2008年這兩個階段增長較緩慢，甚至在2007～2008年出現了下降，但是同期的人均排放量卻保持持續的增長。在此期間，由于快速城鎮化的作用，中國農村人口數量保持負增長，年均增長率為－1．81%。因此可以初步判斷人口的變化是影響農村碳排放量的因素之一。但是，人口對碳排放的影響程度，以及其他因素對農村碳排放的具體影響值和貢獻率都需要在下一部分通過建立模型進行分析。

需要特別說明的是，遵循以農村社會經濟綜合視角出發進行核算的原則，鄉鎮企業產生的碳排放和農村生產生活中消耗的火力發電造成的間接碳排放也應該囊括在中國農村碳排放核算清單之內。但是由于目前可查詢的統計數據將鄉鎮企業的產量和耗能統一劃入工業部類，中國農村電能消耗量的統計也缺乏火電消耗的相關數據。因此，本文核算的1999～2010年中國農村碳排放量中并沒有計入這兩部分碳排放量的數據。

（二）碳排放因素分解模型

對數平均權重Divisia分解法（LMD）將影響中國農村碳排放量的因素分解為碳排結構因素、碳排強度因素、產能效率因素和經濟增長因素［16］，其基本公式為：

其中，C為碳排放總量，Ci為第i種碳排放來源造成的碳排放量，Ei為第i種碳排放來源的能源消耗量或者產量，E為能源消耗量與產量之和，N為國民收入，P為農村人口。

在式（3）中，Si＝Ei／E表示第i種碳排放來源在總量中的比重，即碳排結構因素；Fi＝Ci／Ei表示每單位第i種碳排放來源的碳排放量，即碳排放強度；I＝E／N表示單位國民收入的能源消耗量，即產能效率因素；R＝N／P表示人均收入，即經濟增長因素。人均碳排放量A可以寫為：

式（4）表示影響人均碳排放量的因素為碳排結構、碳排強度、產能效率和經濟增長。從動態的角度看，第t期的人均碳排放量相對于基期的人均碳排放量的變化可以表示為：

在式（5）與式（6）中，△AS和DS表示影響人均碳排放量的碳排結構因素，△AF和DF表示影響人均碳排放量的碳排放強度因素，△AI和DI表示產能效率因素，△AR和DR表示影響人均碳排放量的經濟發展因素，△Arsd和Drsd為人均碳排放影響因素的分解余量。其中，△AS、△AF、△AI和△Arsd分別表示各影響因素的變化對農村人均碳排放量變化的影響值，而DS、DF、DI和Drsd分別表示各影響因素的變化對農村人均碳排放量變化的影響率。

將式（5）進行對數分解，得到如下一組公式：

將式（6）等號兩邊同時取對數，得到如下公式：

假設式（5）和式（8）中的各單項式相應成比例，即有：

以1999年的數據為基期數據，使用式（7）和式（10）對1999～2010年中國農村碳排放量數據進行分解分析，得到中國農村碳排放因素分解分析的相關數據，具體數據見表2。

表2 1999～2010年中國農村碳排放因素分解分析數據

從各因素對人均碳排放的影響值來看，碳排結構（△AS）、碳排強度（△AF）和經濟增長（△AR）這三個因素對人均碳排放量增長的貢獻值為正，即這三個因素促使人均碳排放量在這期間增長；產能效率因素（△AI）在2000～2008年間為負值，說明產能效率的提高在這期間抑制人均碳排放量的增長，但在2009年以后該因素變為正值，開始推動農村人均碳排放量的上升。

從各因素對人均碳排放變化的影響率來看，碳排結構（DS）、碳排強度（DF）和經濟增長（DR）三因素在各年的影響率均大于1，說明這三因素對農村人均碳排放量增長的影響為正。其中，各年經濟增長（DR）因素對人均碳排放變化的影響率最大，碳排結構（DS）的影響率次之，碳排強度（DF）又次之。這說明，經濟增長是造成農村人均碳排放量持續增長的首要因素，碳排放結構和碳排放強度的變化是農村人均碳排放量增長的次要因素。產能效率因素（DI）在大部分時間小于1，僅僅在2009年以后大于1，說明該因素在2009年之前對農村人均碳排放增長的影響率為負。

1999～2010年中國農村人均碳排放量與此間農村碳排放總量的變化趨勢基本相同，除了2000年和2001年略微下降以外，從2002年開始人均碳排放量持續上升。造成1999～2001年碳排放量下降的原因是產能效率因素（△AI），結合式（4）和式（7）對該因素進一步分解分析，可以發現國民收入的增加和農村地區人口的減少造成了該階段碳排放量的減少。在2002～2008年，產能效率因素（△AI）雖然保持負值，但由于其他三因素對人均碳排放量增長的推動力量巨大，所以農村碳排放量保持增長。各年經濟增長因素對中國農村人均碳排放量的影響值（△AR）和影響率（DR）均大于其他三因素的對應值，說明經濟快速增長是推動農村碳排放量增長的首要原因。中國農村地區國民收入數據可以很好的佐證上述觀點，國民收入從1999年的18 132．86億元增長到2010年的39 724．18億元，增長率達119．07%。結合式（4）和式（7）分解分析碳排結構（△AS）和碳排強度（△AF）因素可以發現，農村能源結構變化，石化能源使用量急劇增長，逐步取代傳統的生物質能源也是造成農村碳排放量增長的重要原因。相關數據證明了這一點，中國農村原煤使用量從1999年的5 857．72萬噸增長到2010年的7 886．72萬噸，12年間增加了34．64%；汽油使用量從1999年的125．06萬噸增長到2010年的538．07萬噸，增長了330．25%；柴油使用量從1999年的676．68萬噸增長到2010年的1 404．02萬噸，增幅為107．49%；液化石油氣使用量從1999年的87．76萬噸增長到2010年的364．07萬噸，12年間增加了314．85%。

三、結論與討論

（一）結論

通過對1999～2010年中國農村碳排放量的核算以及影響因素的分解分析，可以得到以下結論：

1．1999～2001年中國農村碳排放總量和人均碳排放量緩慢下降，而2002～2010年中國農村碳排放總量和人均碳排放量快速上升。

2．造成1999～2001年中國農村碳排放量下降的原因是國民收入的增加和農村總人口減少引起的產能效率提高，2002～2010年中國農村碳排放量的快速上升是由經濟增長和能源結構變化因素共同造成的。

3．2009～2010年產能效率因素（△AI）為正值，說明農村能源消耗量的增長速度已經超過農村地區國民收入增速，農村碳排放的增長點由生產碳排放轉移到生活能源消費碳排放方面。

（二）政策建議

根據以上的數據分析和得到的結論，結合中國國情和農村的特點，提出以下政策建議：

1．引導農村經濟增長方式向高效低耗轉變?，F階段農村經濟增長主要以產量增長為拉動點，意味著經濟增長需要消耗大量能源，同時造成大量的碳排放。因此，需要在保持經濟增長速度的同時，改善農村經濟增長的方式，調整農村經濟結構，提高農村經濟的附加值。可以采取鼓勵多種產業經營、提供綠色農業和產業指導，給予低排放農戶和企業優惠貸款等政策，促進農村經濟向高附加值、低污染和低排放發展。

2．推動農村清潔能源使用，改善能源結構。中國農村的能源結構正處在由生物質能源為主向石化能源為主的調整階段，其結果就是能源消耗導致的碳排放量急劇增加。中國農村石化能源消耗造成的排放總量由1999年的5 103．81萬噸增加到2010年的7 345．88萬噸，增幅為43．93%。長期以來農村清潔能源以小水電項目和沼氣項目為主，清潔能源技術的發展為解決農村能源結構問題提供了更多的解決方法。通過稅收和低息貸款的政策培育小型太陽能、風能等相關企業的發展，因地制宜建立生物質能源加工工廠，采取補貼的方式鼓勵各種清潔能源的消費，繼續開發適合農村地區的清潔能源產品，如清潔能源汽車、摩托、農用機械等，以上政策可以有效改善農村能源結構，減緩農村碳排放增長速度。

3．鼓勵低排放生活方式，提升生活質量。從2009年開始，農村碳排放增長的主要動力由生產碳排放拉動轉變為由生活碳排放拉動，以汽油消耗為例，1999年農林牧漁業生產汽油消耗為84．7萬噸，占農村汽油消耗量的67．77%；農村生活的汽油消耗為40．36萬噸，占比為32，23%。至2010年農林牧漁業生產汽油消耗為169．07萬噸，占農村汽油消耗量的比重下降到31．42%；農村生活的汽油消耗為369萬噸，占比上升為68．58%。說明經濟增長在提高農村生活水平的同時推高了農村生活碳排放。因此，通過采取階梯式電價、刺激低能耗產品的使用、鼓勵節能減排生活方式等措施，可以從一定程度上控制農村生活碳排放的增長速度。

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