低碳城市評價方法與應用研究*

何 鋼

（淮南師范學院，安徽淮南 232001）

中國城市化與工業化的快速發展，經濟的可持續性正面臨著新的嚴峻挑戰。近年來，在貫徹和諧社會、建設生態文明的大背景下，我國政府對能源與環境問題高度重視。新世紀以來，城市作為人類活動的中心，消耗了全球能源的75%，旨在降低人類活動碳足跡的發展理念正在逐漸成為人們生活的主流思想，能源安全與全球變暖是全球最受關注的問題，“低碳經濟”是應對這兩大難題行之有效的發展方式。城市是國家經濟社會發展的主角，是解決能源問題和環境問題的關鍵，環境友好型社會早已取代高消耗、高污染和低效率的發展模式，自2007年，建設低碳城市成為低碳發展的重要內容。低碳城市以低碳經濟為發展目標，市民具備低碳生活理念，政府規劃以低碳社會建設為藍圖，這是低碳城市的三大基本標志。低碳城市建設是節能減排、轉變經濟增長方式的重要途徑，是我國城市化進程的必然趨勢，也是發展中國家應對氣候變化的重要課題之一。

一、安徽省低碳經濟發展狀況

在國內外加快低碳經濟發展的背景下，我省積極發展低碳經濟，不斷加大政策支持和引導力度，已取得一些積極成效。

1.新能源生產基地初步形成，產業發展空間大

近年來，我省充分集成各方面資源積極發展低碳能源，積極謀劃發展一批核能、太陽能與生物質能源等新能源項目，目前全省已在核能利用前期工作推進、太陽能利用、生物質能利用及風能電場工程規劃等新能源領域取得了積極進展，初步形成區域性新能源生產基地。

2．低碳技術研發具備一定優勢，部分領域推廣普及低碳技術

一是清潔能源技術具備一定研發實力。在染料敏化太陽電池、光伏發電系統、太陽能光熱綜合利用等領域取得一定成果，秸稈綜合利用等生物質能技術取得較大進展，中科院及中科大的核聚變技術研究處于領先地位。二是主要高耗能行業低碳技術取得新突破。潔凈煤技術穩步推進，煤礦瓦斯治理技術達到國內領先水平，鋼鐵余熱利用技術具有一定優勢，已掌握燒結余熱、轉爐汽化蒸汽、高爐沖渣熱水等發電技術。

3.工業領域節能效果明顯，重點行業及企業示范作用突出

“十一五”時期以來全省組織實施一批重點節能技術改造、重大節能技術示范工程，不斷淘汰落后產能，開展節能技術的推廣應用，有效支撐工業領域節能減排。

4.交通領域加大低碳試點與技術創新，新能源汽車走在全國前列

一是合肥成為我國低碳交通試點城市。二是新能源汽車方面在國內自主品牌企業中處于領先地位。奇瑞汽車股份有限公司、江淮汽車股份有限公司、安凱汽車股份有限公司、安徽國軒電動汽車有限公司等企業多年來一直從事節能和新能源汽車的研發和生產，在純電動汽車的研發和生產方面具有較強的自主創新能力和自主品牌優勢。

5.商業領域節能減排積極推進，積極倡導綠色消費模式

2008年以來，我省重視商業領域節能工作，積極推動重點商業企業低碳化發展，努力培育低碳消費理念，取得良好成效。一是加強引導及資金技術支持，鼓勵大型商業企業建立低碳發展模式。二是繼續開展綠色飯店創建活動，培育居民低碳消費習慣。

二、低碳城市評價指標建立

1.指標設計原則

構建指標評價體系，應以全面性、科學性、可比性、可操作性為原則。

2.具體指標設立及其解釋

低碳經濟的實質主要體現在環境優良、經濟發展良好、碳排放量少這三大方面，基于此，本文采用如下指標進行刻畫。

（1）建成區綠化覆蓋率指標（市轄區）——環境指標

（2）安徽地級市年均生產總量增長率指標——經濟效益指標

（3）弧彈性指標

彈性指標計算公式如下：

原則上弧彈性值越高，則相對脫鉤效果越明顯。

（4）碳排放強度指標

碳排放強度指標（限工業）的計算公式為：期末二氧化碳/期末工業產值

3.各指標權重選擇

主成分分析是把原來多個變量化為少數幾個綜合指標的一種統計分析方法，從數學角度來看，這是一種降維處理技術。假定有n個樣本，每個樣本共有p個變量描述，這樣就構成了一個n×p階的地理數據矩陣：

如果記原來的變量指標為 X， X，……X，它們的綜合指標——新變量指標為Z，Z，……Zm（m≤p），則

在（2）式中，系數l由下列原則來決定：

（1）z與 z（i≠j；i，j=1，2，3，……，m）相互無關。

（2）z是（x，x，……，x）的一切線性組合中方差最大者：z是與 z不相關的 x，x，……，x的所有線性組合中方差最大者。……z是與z，z，……，z都不相關的 x，x， ……，x的所有線性組合中方差最大者。

這樣決定的新變量指標 z，z，……，z別稱為原變量指標 x，x，……，x的第一，第二，…，第 m主成分。其中，z在總方差中占的比例最大，z，z，……，z的方差依次遞減。

三、安徽省地級市低碳化評價

1.評價的前提與假設

本文基于安徽省2003年至2010年狀況，假定一個目標城市A與安徽地級市進行比較，與A最相似的地級市被認為是安徽省的“低碳城市”。基于目前安徽事實，我們將安徽地級市分為兩類，一類為資源型城市（銅陵、淮南、淮北），另一類為非資源型城市。由于資源型城市的特殊性，我們硬性規定目前資源城市低碳程度不如非資源型城市。為了突出目標城市A的進步性，本文將資源型城市與非資源型城市一起討論，得到結果后，再區別對待。

2.數據收集

（1）建成區綠化覆蓋率

各市2003—2010年建成綠化覆蓋率如表1所示。

（2）2003—2010 年生產總量

2003—2010年安徽省地級市生產總量如表2所示。

觀察數據不難發現安徽十七地級市生產總量在2003—2010年間逐年遞增，安徽省地級市2003年為基期的年均生產總量增長率表計算見表3。

（3）2003—2010年工業總產值和工業廢氣排放總量

表1 建成區綠化覆蓋率表（2003—2010年均值）

表2 安徽省地級市生產總量表（單位：億元）

表3 生產總量增長率表

2003—2010年安徽地級市工業總產值見表4。

工業廢氣排放總量見表5。

通過計算得到2003—2010年工業總產值-工業廢氣二氧化碳排放量弧彈性如表6。

表4 2003—2010年安徽地級市工業總產值表（單位：萬元）

表5 工業廢氣排放總量表（單位：億標立方米）

（4）碳排放強度值（工業）

2010年碳排放強度值（工業）見表7。

3．數據的處理方法：

（1）目標城市A的確定

表6 弧彈性

表7 碳排放強度值

通過數據計算，得到2003—2010年平均水平下淮南市建成區綠化覆蓋率最高，為43．1%：合肥市生產總值年均增長最快，是平均每年以基期（以03年為基期）生產總量的69．63%增長：淮北弧彈性最大，為 4．79：黃山碳排放強度最小，為0．16t：因此假設A城市建成區綠化覆蓋率為43．1%，年均生產總量增長率為基期生產總量的169．63%，弧彈性為 4．79，碳排放強度為0．16t。做這種假設原因在于可以立足10年以來安徽最優情況來評判相對低碳的地級市。

（2）數學模型

利用相似優先比數學模型來解決安徽各地級市低碳比較問題。設：

其中i與j為城市代號，Xi和Xj為城市具體某種指標數值，X為目標城市A具體某種指標數值。通過計算安徽地級市與A的相似得分，確定較低碳的地級市。在此模型中，得分越低則與A相似程度越高。由于合肥年均生產總量增長率與A相等，故設合肥在此指標下得分為0，通過上式可以構造安徽地級市的年均生產總量增長率相似比矩陣如下：

A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 1 0A 1 1A 1 2A 1 3 A 1 4 A 1 5 A 1 6 0.0 0 0.5 7 0.5 6 0.5 5 0.5 2 0.0 1 0.6 1 0.5 3 0.3 9 0.5 9 0.4 5 0.5 9 0.3 5 0.4 3 0.5 4 0.5 7 0.4 4 0.0 0 0.5 0 0.4 9 0.4 6 0.0 1 0.5 5 0.4 7 0.3 4 0.5 4 0.3 9 0.5 3 0.3 0 0.3 8 0.4 9 0.5 1 0.4 5 0.5 3 0.0 0 0.5 0 0.4 7 0.0 1 0.5 6 0.4 8 0.3 5 0.5 5 0.4 0 0.5 4 0.3 1 0.3 9 0.5 00.5 2 0.8 2 0.8 6 0.8 5 0.0 0 0.8 3 0.0 3 0.8 8 0.8 4 0.7 5 0.8 7 0.7 9 0.8 7 0.7 1 0.7 8 0.8 50.8 6 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.0 0 0.5 0 1.0 0 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.9 9 0.9 90.9 9 0.3 9 0.4 6 0.4 5 0.4 4 0.4 1 0.0 0 0.5 0 0.4 2 0.3 0 0.4 8 0.3 4 0.4 8 0.2 5 0.3 3 0.4 30.4 6 0.4 7 0.5 4 0.5 3 0.5 2 0.4 9 0.0 1 0.0 0 0.5 0 0.3 7 0.5 7 0.4 2 0.5 6 0.3 2 0.4 0 0.5 20.5 4 0.6 1 0.6 7 0.6 6 0.6 5 0.6 2 0.0 1 0.7 0 0.0 0 0.5 0 0.6 9 0.5 5 0.6 9 0.4 5 0.5 4 0.6 50.6 7 0.4 1 0.4 8 0.4 6 0.4 5 0.4 2 0.0 1 0.5 2 0.4 3 0.0 0 0.5 0 0.3 6 0.5 0 0.2 7 0.3 4 0.4 50.4 7 0.5 5 0.6 2 0.6 1 0.6 0 0.5 7 0.0 1 0.6 6 0.5 8 0.4 5 0.0 0 0.5 0 0.6 4 0.4 0 0.4 9 0.6 00.6 2 0.4 1 0.4 8 0.4 7 0.4 6 0.4 3 0.0 1 0.5 2 0.4 4 0.3 1 0.5 0 0.0 0 0.5 0 0.2 7 0.3 5 0.4 50.4 8 0.4 1 0.4 8 0.4 7 0.4 6 0.4 3 0.0 1 0.5 2 0.4 4 0.3 1 0.5 0 0.3 6 0.0 0 0.2 7 0.3 5 0.4 50.4 8 0.6 5 0.7 2 0.7 0 0.6 9 0.6 7 0.0 1 0.7 5 0.6 8 0.5 5 0.7 3 0.6 0 0.7 3 0.0 0 0.5 9 0.6 90.7 1 0.5 7 0.6 4 0.6 2 0.6 1 0.5 9 0.0 1 0.6 7 0.6 0 0.4 6 0.6 6 0.5 1 0.6 5 0.4 1 0.0 0 0.6 10.6 3 0.4 6 0.5 3 0.5 1 0.5 0 0.4 7 0.0 1 0.5 7 0.4 8 0.3 5 0.5 5 0.4 0 0.5 5 0.3 1 0.3 9 0.0 00.5 2 0.4 3 0.5 1 0.4 9 0.4 8 0.4 5 0.0 1 0.5 4 0.4 6 0.3 3 0.5 3 0.3 8 0.5 2 0.2 9 0.3 7 0.4 80.0 0

通過聚類分析知： 當 λ1〉0．95 選出 A9、A13得分為 1， 當 λ2〉0．71 選出 A11、A14 得分為 2，λ3〉0．57 選出 A1、A6、A8 得分為 3，λ3〉0．43 選出A3、A4、A5、A15 得分為 4，λ5〉0．43 選出 A2、A7、A10、A12、A16 得分為 5。

其中 Ai（i=1，2，3，……16）含義如下表：

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16淮北 亳州 宿州 蚌埠 阜陽 淮南 滁州 六安 馬鞍山 巢湖 蕪湖 宣城 銅陵 池州 安慶 黃山

故年均生產總量增長率如下：

合肥 淮北 亳州 宿州 蚌埠 阜陽 淮南 滁州 六安 馬鞍山 巢湖 蕪湖 宣城 銅陵 池州 安慶 黃山0 3 5 4 4 4 3 5 3 1 5 2 5 1 2 4 5

同理建成區覆蓋率得分如下：

合肥 淮北 亳州 宿州 蚌埠 阜陽 淮南 滁州 六安 馬鞍山 巢湖 蕪湖 宣城 銅陵 池州 安慶 黃山2 2 3 3 2 3 0 3 1 3 3 4 4 4 4 3 1

弧彈性得分：

合肥 淮北 亳州 宿州 蚌埠 阜陽 淮南 滁州 六安 馬鞍山 巢湖 蕪湖 宣城 銅陵 池州 安慶 黃山1 0 4 4 4 3 2 3 2 3 4 2 4 3 4 4 1

碳排放強度得分：

合肥 淮北 亳州 宿州 蚌埠 阜陽 淮南 滁州 六安 馬鞍山 巢湖 蕪湖 宣城 銅陵 池州 安慶 黃山1 3 3 3 2 2 4 2 1 4 4 3 4 4 4 4 0

根據得到的結果，容易發現綠化覆蓋與碳排放指標得分出現了背離現象。例如淮南市綠化得分為0，是安徽范圍內較優水平，而碳排放強度得分為4，屬于安徽范圍內較差水平。出現這種背離的原因很大程度上是由于城市發展水平不一。通過相關權重系數的加總得到非資源城市得分如下：

合肥 宿州 蚌埠 滁州 六安 馬鞍山 巢湖 蕪湖 宣城 銅陵 池州 安慶 黃山1．15 3．64 3．12 3．64 1．87 2．6 4．05 3．02 4．47 3．02 3．54 3．74 2．18

四、總 結

城市是國家經濟社會發展的主角，是解決能源問題和環境問題的關鍵，低碳城市以低碳經濟為發展目標，是我國城市化進程的必然趨勢，也是發展中國家應對氣候變化的重要課題之一。安徽省新能源生產基地初步形成，產業發展空間大，低碳技術研發具備一定優勢，部分領域推廣普及低碳技術，工業領域節能效果明顯，重點行業及企業示范作用突出，交通領域加大低碳試點與技術創新，新能源汽車走在全國前列，商業領域節能減排積極推進，積極倡導綠色消費模式通過指標設計原則、具體指標設立及其解釋、各指標權重選擇建立了低碳城市評價指標。根據安徽省地級市建成區綠化覆蓋率、2003—2010年生產總量、2003—2010年工業總產值和工業廢氣排放總量、碳排放強度值（工業）等數據的收集與處理，建立數學模型，得出了低碳化評價體系。主要評價結果為基于安徽城市面板，采用主成分分析法，得到合肥得分最低，為1．15分，因此合肥是安徽省目前較低碳的地級市。在安徽范圍內較低碳的城市是相對大型城市，它們的經濟發展水平在安徽省內居于前列。出現此種現象主要原因是這些大城市發展較快，經濟實力的增強使其可以引進更先進的技術，第三產業產值會隨人們日益提高的生活水平得到增加，使得較低碳的服務業走上舞臺。為了能夠達到低碳的目的，在建立低碳城市時應大力引進先進技術，增加經濟產值，優化產業結構，以早日實現低碳化。

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