“十二五”節(jié)能和碳減排目標(biāo)一致性及可實(shí)現(xiàn)性——以天津市為例

舒文卿

(天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津 300072)

為了應(yīng)對(duì)全球氣候變化和國(guó)際社會(huì)的壓力，中國(guó)政府提出到2020年實(shí)現(xiàn)碳排放強(qiáng)度相對(duì)于2005年降低40% ～45%。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，中國(guó)政府在“十二五”規(guī)劃中制定了相應(yīng)的階段性目標(biāo):計(jì)劃到2015年，相對(duì)于2010年進(jìn)一步降低能源強(qiáng)度16%，并且降低碳排放強(qiáng)度17%。這是中國(guó)政府有史以來第一次將強(qiáng)制性的碳排放控制目標(biāo)明確地寫入經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中。相應(yīng)地，該國(guó)家目標(biāo)被分解到各地區(qū)，構(gòu)成地區(qū)“十二五”規(guī)劃的重要部分。之前，中國(guó)國(guó)家和地區(qū)層面都是通過能源強(qiáng)度目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)碳減排，現(xiàn)在針對(duì)碳減排單獨(dú)設(shè)定目標(biāo)，體現(xiàn)了中國(guó)對(duì)碳減排的重視，同時(shí)體現(xiàn)了中國(guó)節(jié)能減排政策的質(zhì)變，即改變了以前對(duì)節(jié)能減排的單一認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)降低能源使用量與提高能源質(zhì)量并重。自2020年碳減排目標(biāo)宣布以來，許多學(xué)者對(duì)此承諾和目標(biāo)進(jìn)行了研究，研究的重心主要集中在中國(guó)實(shí)現(xiàn)該減排目標(biāo)的可能性以及途徑［1-5］，而很少有文章對(duì)中國(guó)地區(qū)碳減排目標(biāo)進(jìn)行研究，特別是地區(qū)“十二五”碳減排目標(biāo)。因此，本文以中國(guó)天津市為例，研究天津市實(shí)現(xiàn)“十二五”規(guī)劃中碳減排目標(biāo)的可能性。同時(shí)，這對(duì)于地區(qū)節(jié)能、減排和國(guó)家能源及環(huán)境政策的有效實(shí)施來說是一個(gè)值得研究的重要課題。已知文獻(xiàn)中大多采用情景分析方法進(jìn)行碳排放預(yù)測(cè)，而情景分析法適用于中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，在短期預(yù)測(cè)中效果不是很好。趨勢(shì)分析是一種相對(duì)簡(jiǎn)單同時(shí)短期預(yù)測(cè)精度比較高的方法，本文決定采用這種方法分析碳減排目標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性。

1 天津市能源消費(fèi)和碳排放現(xiàn)狀

自1990以來，天津市實(shí)際GDP增長(zhǎng)迅速(圖1)，從1990年的680.92億元增長(zhǎng)到2011年的9 596.24億元(本文除特別說明外，GDP以2005年不變價(jià)計(jì)算)，年均增長(zhǎng)率為13.4%。當(dāng)然，經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)是以巨大的能源消費(fèi)和環(huán)境污染為代價(jià)的。如圖2所示，1990年，能源消費(fèi)總量為2 037.93萬t標(biāo)煤，到2011年，能源消費(fèi)總量達(dá)到7598.45萬t標(biāo)煤，幾乎翻了兩翻，年均增長(zhǎng)率為6.5%。

圖1 1990年以來天津市GDP發(fā)展趨勢(shì)

能源消費(fèi)以化石燃料為主，化石燃料燃燒過程中產(chǎn)生大量的CO2。圖3顯示了歷年天津市煤炭、原油、天然氣3種化石燃料消耗產(chǎn)生的CO2排放量。從圖中看出:化石燃料相關(guān)的CO2排放量處于不斷上升的趨勢(shì)，由1990年的475億t增至2011年的1 608億t，年均增長(zhǎng)率為6%，其中煤炭消費(fèi)產(chǎn)生的CO2排放量占據(jù)主導(dǎo)，一直穩(wěn)居70%左右。

圖2 1990年以來能源消費(fèi)情況

圖3 化石燃料相關(guān)的CO2排放量

通過以上數(shù)據(jù)分析可知，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，天津市面臨巨大的能源需求問題，而自身能源供給能力有限，所有的煤炭都是由外地調(diào)入，能源消費(fèi)受全國(guó)能源緊張形勢(shì)影響明顯。同時(shí)，以煤炭為主導(dǎo)的能源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了大量的CO2，對(duì)環(huán)境造成了一定的危害。為了應(yīng)對(duì)能源和環(huán)境問題，天津市政府采取了一系列的政策措施來進(jìn)行節(jié)能減排，并取得了顯著的效果。“十一五”期間，全市萬元GDP能耗累計(jì)下降21%，達(dá)到0.826 t標(biāo)準(zhǔn)煤，降幅位居全國(guó)前列，提前一年完成國(guó)家下達(dá)的節(jié)能指標(biāo)［6］。“十二五”規(guī)劃在節(jié)能、減排方面又提出新的目標(biāo)，即萬元生產(chǎn)總值能耗比“十一五”末降低18%，單位生產(chǎn)總值二氧化碳排放總量比2010年下降19%［7］。以上兩個(gè)目標(biāo)是由國(guó)家目標(biāo)分解后下達(dá)給天津市，其完成的情況直接影響整體國(guó)家目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)效果。因此，其完成的可能性分析對(duì)于地區(qū)節(jié)能、減排和國(guó)家能源、環(huán)境政策的有效實(shí)施十分必要。

本文主要圍繞兩個(gè)問題展開:①天津市碳強(qiáng)度目標(biāo)和能源強(qiáng)度目標(biāo)的一致性，即在實(shí)現(xiàn)能源強(qiáng)度目標(biāo)情況下碳強(qiáng)度目標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性;②能源強(qiáng)度目標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性。

2 碳強(qiáng)度目標(biāo)與能源強(qiáng)度目標(biāo)的一致性

人類經(jīng)濟(jì)的發(fā)展受到兩方面約束:一方面是能源需求無限和能源資源有限的約束;另一方面是環(huán)境容量的約束。在這兩個(gè)約束同時(shí)起作用的情況下，中國(guó)的可持續(xù)發(fā)展要求通過節(jié)能來減排，同時(shí)需要通過改變能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來減排，降低對(duì)化石能源的依賴，發(fā)展清潔的可再生能源。為了同時(shí)應(yīng)對(duì)能源和環(huán)境的雙重約束，“十二五”規(guī)劃應(yīng)當(dāng)同時(shí)設(shè)定能源強(qiáng)度和碳強(qiáng)度目標(biāo)［8］。

可以通過式(1)和(2)［4］來進(jìn)一步理解碳強(qiáng)度與能源強(qiáng)度之間的關(guān)系，并研究天津市“十二五”碳強(qiáng)度目標(biāo)與能源強(qiáng)度目標(biāo)的一致性，即檢驗(yàn)在能源強(qiáng)度目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的情況下，碳強(qiáng)度目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)效果。為此，收集和整理了天津市2010年能源結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)［9］和2015年碳強(qiáng)度目標(biāo)、能源強(qiáng)度目標(biāo)、能源結(jié)構(gòu)目標(biāo)［10］(見表1)，以及各種燃料碳排放系數(shù)［4］(見表2)。將能源結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)碳排放系數(shù)代入式(2)可得出2010年、2015年的一次能源碳排放系數(shù)分別為3.15，3.09，從而根據(jù)式(1)計(jì)算出在能源強(qiáng)度相比2010下降18%的情況下，2015年碳強(qiáng)度相比2010年下降19.6%，實(shí)現(xiàn)既定碳強(qiáng)度目標(biāo)(19%)。由此證明天津市“十二五”碳強(qiáng)度目標(biāo)與能源強(qiáng)度目標(biāo)是一致的。

表1 2010年和2015年一次能源結(jié)構(gòu)及碳強(qiáng)度、能源強(qiáng)度目標(biāo)

表2 各種燃料排放系數(shù)

3 能源強(qiáng)度目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的可能性

3.1 能源強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)軌跡分析

1990年以來，天津市能源強(qiáng)度呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)(圖4)，能源強(qiáng)度由1985年開始經(jīng)歷輕微波動(dòng)之后加速下降，在1997年出現(xiàn)拐點(diǎn)，此后下降速率減小。能源強(qiáng)度呈現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)軌跡是與3次產(chǎn)業(yè)能源強(qiáng)度及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)有關(guān)。為此，本文采用對(duì)數(shù)均值迪氏分解法(LMDI)對(duì)能源強(qiáng)度變化量進(jìn)行分解分析。與其他的因素分解法相比，LMDI具有獨(dú)立路徑、零值處理能力和聚合的一致性等方面的優(yōu)勢(shì)，是目前各種方法中相對(duì)合理的一種［11］。

圖4 天津市歷年能源強(qiáng)度及下降量

本文將能源強(qiáng)度劃分為兩個(gè)因素:產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源效率。指數(shù)分解公式如下:

其中:EIT代表T年的能源強(qiáng)度;STk代表T年第k產(chǎn)業(yè)的比重;ITk代表T年第k產(chǎn)業(yè)的能源強(qiáng)度。T-1年到T年的能源強(qiáng)度變化可表示為

式中ΔEIstr和ΔEIint分別代表結(jié)構(gòu)效應(yīng)和效率效應(yīng)，其分解公式如下:

其中，

以上公式中所用能源強(qiáng)度數(shù)據(jù)由各產(chǎn)業(yè)終端能源消費(fèi)量除以產(chǎn)業(yè)增加值得出，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、終端能源消費(fèi)量、產(chǎn)業(yè)增加值來源于歷年天津市統(tǒng)計(jì)年鑒。

依據(jù)式(3)～(7)計(jì)算出的1990—2011年能源強(qiáng)度變化量的分解結(jié)果，如表3所示。可見能源效率因素對(duì)能源強(qiáng)度下降量起支配作用，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素發(fā)揮的作用比較小。能源強(qiáng)度下降量大體上呈現(xiàn)一個(gè)先增后減的趨勢(shì)，與能源效率效應(yīng)的變化趨勢(shì)一致。而在能源效率效應(yīng)中，第二產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)，第三產(chǎn)業(yè)次之，第一產(chǎn)業(yè)非常小。因此，圖4中能源強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)軌跡主要是受第二、三產(chǎn)業(yè)能源強(qiáng)度變化的影響。1997之后第二產(chǎn)業(yè)能源強(qiáng)度下降量不斷減少進(jìn)而影響總體能源強(qiáng)度下降量減少的一個(gè)重要原因是工業(yè)結(jié)構(gòu)中重工業(yè)比重不斷增加。

表3 天津市1990—2011年能源強(qiáng)度變化量分解結(jié)果

續(xù)表

3.2 能源強(qiáng)度預(yù)測(cè)

本文考慮基于所獲得的歷史能源強(qiáng)度數(shù)據(jù)對(duì)“十二五”末天津市能源強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)，以判斷能源強(qiáng)度目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的可能性。趨勢(shì)分析(曲線擬合)是一種常用的預(yù)測(cè)方法，其主要優(yōu)勢(shì)是簡(jiǎn)單，且對(duì)數(shù)據(jù)的要求不是很嚴(yán)格［12］。鑒于以上對(duì)天津市能源強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)軌跡的分析，決定選取1997年到2011年的能源強(qiáng)度數(shù)據(jù)來做趨勢(shì)預(yù)測(cè)，同時(shí)考慮到能源強(qiáng)度的收斂性［13］，能源強(qiáng)度下降量不斷減小，選取growth模型作為預(yù)測(cè)模型。模型具體形式如下:

其中:EI代表能源強(qiáng)度;T代表年份;β0和β1分別代表常數(shù)項(xiàng)和系數(shù)。

對(duì)growth模型兩邊取對(duì)數(shù)，可以轉(zhuǎn)化為以lnEI為因變量、T為自變量的一元線性回歸模型:

以In(EI)為因變量、T為自變量，采用eviews6.0軟件進(jìn)行一元線性回歸分析。回歸模型如式(10)所示，回歸分析結(jié)果整理后如表4所示。回歸分析的擬合優(yōu)度(R2)表示回歸模型與樣本數(shù)據(jù)的擬合程度，其越接近于1，表明擬合程度越高。表中R2=99%，說明回歸模型對(duì)歷史數(shù)據(jù)的擬合程度非常高(圖5)。同時(shí)F統(tǒng)計(jì)量的P值和t統(tǒng)計(jì)量P值都接近于0?0.05，另外，回歸模型也通過自相關(guān)和異方差檢驗(yàn)，這一切說明回歸模型的預(yù)測(cè)效果非常好。

表4 統(tǒng)計(jì)指標(biāo)

圖5 數(shù)據(jù)線性擬合

接下來在95%的置信度下對(duì)2015年的能源強(qiáng)度 EI2015進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到的置信區(qū)間［12］為［0.592，0.672］，其上限值 0.672 ＜0.677，①0.677(t標(biāo)煤/萬元)是天津市“十二五”規(guī)劃中能源強(qiáng)度下降目標(biāo)對(duì)應(yīng)的能源強(qiáng)度值。說明根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析可知天津市2015年實(shí)現(xiàn)既定能源強(qiáng)度目標(biāo)的可能性超過95%。

4 結(jié)論與建議

本文基于對(duì)天津市歷年能源強(qiáng)度發(fā)展軌跡的分析，選擇1997年到2011年的能源強(qiáng)度數(shù)據(jù)對(duì)2015年能源強(qiáng)度進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)，結(jié)果表明:天津市實(shí)現(xiàn)“十二五”能源強(qiáng)度目標(biāo)的可能性超過95%;在能源強(qiáng)度目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的情況下，考慮一次能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，證實(shí)了天津市“十二五”碳強(qiáng)度目標(biāo)能夠順利實(shí)現(xiàn)。那么，“十三五”甚至更遠(yuǎn)的時(shí)期內(nèi)，天津市節(jié)能、碳減排的空間和方向在哪?

就節(jié)能來講，未來節(jié)能的重心還是進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和提高能源效率。2010年天津市第三產(chǎn)業(yè)比重為46%，北京市為75.1%，上海市為57.3%，②數(shù)據(jù)來源于中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2011。按照“十二五”規(guī)劃目標(biāo)，到2015年天津市第三產(chǎn)業(yè)比重達(dá)到50%，但是相對(duì)于北京、上海來說，可提高的空間還很大。因此，天津市應(yīng)該繼續(xù)大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)。另外，天津市還應(yīng)該不斷優(yōu)化工業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。提高能源利用效率在降低能源強(qiáng)度中能發(fā)揮重要作用，通過大力推廣技術(shù)節(jié)能，天津市“十一五”期間主要產(chǎn)品能耗水平顯著下降。“十二五”節(jié)能規(guī)劃中進(jìn)一步設(shè)立了各種產(chǎn)品能耗目標(biāo)，但是相對(duì)于國(guó)際先進(jìn)水平而言，仍然存在著一定的差距。因此，未來能源效率下降的空間還很大，天津市應(yīng)該繼續(xù)積極推廣節(jié)能新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，發(fā)揮技術(shù)節(jié)能的功效。

對(duì)于碳減排而言，由于能源強(qiáng)度存在收斂性，通過節(jié)能來減排的難度會(huì)越來越大，未來碳減排的重點(diǎn)應(yīng)放在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整上。中國(guó)政府在提出2020年碳減排目標(biāo)的同時(shí)，提出到2020年非化石燃料占一次能源消費(fèi)的比重達(dá)到15%，體現(xiàn)出對(duì)結(jié)構(gòu)減排的重視。天津市能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不盡合理，一次能源消費(fèi)當(dāng)中煤炭比重一直占60%以上，處于主導(dǎo)地位，原油占30%左右，天然氣等清潔高效能源僅占5%左右，太陽能等新型能源比重不足1%［6］。“十二五”規(guī)劃中對(duì)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)設(shè)立了一定的目標(biāo)(表1)，但是19%碳減排目標(biāo)當(dāng)中，18%來自能源強(qiáng)度下降(能源結(jié)構(gòu)不變，能源強(qiáng)度下降18%)，只有1%來自能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這說明能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的力度還有待增強(qiáng)，未來結(jié)構(gòu)減排的空間還很廣闊。未來能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則是優(yōu)先發(fā)展非化石能源，在化石能源消費(fèi)中降低煤炭的比重，提高石油和天然氣比重。

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