中國制造業碳排放因素分解

馬曉明 孫璐 胡廣曉 計軍平

摘要：制造業是中國碳排放增長的重要部門之一。文章將制造業分為高、中、低能耗三類，利用LMDI分解法，對1992年-2012年中國制造業能源相關碳排放進行因素分解。結果表明，制造業增加值是碳排放變化最主要的正向驅動因素，能源強度是最主要的負向驅動因素。制造業內部結構總體上屬于負向驅動因素，化學工業、非金屬礦物制品業及金屬冶煉業等高能耗行業主導了該因素。

關鍵詞：制造業內部結構;碳排放;LMDI分解

指數分解分析方法（IDA）是研究污染物排放和能源使用變化影響因素的常用方法。其中，對數平均迪氏指數法LMDI （Logarithmic Mean Divisia Index）方法可以進行完全分解，分解結果不包括殘差項，且可以解決數據中的零值問題，因此被國內外學者更廣泛地使用。徐盈之和張全振、鄭若娟和王班班利用LMDI分解法分別對我國制造業的整體能源消耗以及能源強度的變動進行了分解分析;Ren 等基于擴展的Kaya等式，對中國1996年～2010年制造業碳排放的影響進行研究。徐盈之等考察了制造業內部結構的影響，潘雄峰等和劉清春等分別對中國制造業碳排放強度和制造業碳排放進行了因素分解。上述文獻都沒有將制造業進行高中低能耗的劃分，對內部結構的分析也相對簡單，沒有深入分析。

綜上所述，對于中國制造業碳排放影響因素專門研究不多，更缺少對制造業內部結構變化的對碳排放影響的分析研究。本文利用LMDI分解方法，嵌入制造業內部結構變化的分析，對中國1992年～2012年能源相關的碳排放增長量進行因素分解，識別影響碳排放變化的主要因素。

一、 研究方法與數據

1. 制造業內部結構劃分。依照中國國民經濟行業分類標準（ GB/T4754-2002），制造業共包括30個大類，為了與能源消費等數據保持統一的統計口徑，本文將制造業合并為13個部門。根據能耗強度將制造業子行業分為高、中、低能耗三類，具體行業劃分與劃分依據如表1所示。其中，能耗強度一欄所用的數據為1996年～2011年各行業單位增加值能耗的均值（t標準煤/萬元，2005年可比價）。

從圖1中可以看出，1996年～2011年高、中、低能耗制造業的能耗強度都呈下降的趨勢。其中，高能耗制造業從1996年的4.70t標準煤/萬元下降到2011年的3.52t標準煤/萬元，年均下降7.9%;中能耗制造業從1996年的1.30t標準煤/萬元下降到2011年的0.88t標準煤/萬元，年均下降2.8%;低能耗制造業從1996年的0.83t標準煤/萬元下降到2011年的0.50 t標準煤/萬元，年均下降2.2%。可見，高能耗制造業能耗強度下降的幅度最大。

2. LMDI分解模型。引入制造業內部結構變化的LMDI分解模型見公式（1）：

二、 結果與討論

1. 各因素總體影響分析。1996年～2012年中國制造業能源相關碳排放可分為三個階段。1996年～2002年為緩慢上升階段，年均增長率為1.84%;2002年～2007年為迅速上升階段，碳排放從2002年的2 050.42 MtCO2增至2007年的3 839.09 MtCO2，年均增長率為17.45%;2007年后碳排放增速逐漸下降，年均增速約5.72%。

制造業碳排放因素分解結果見圖2。可見，制造業增加值是最主要的正向驅動因素，其在1992年～2012年四個時期內對制造業碳排放總量變化的貢獻率分別為345.59%、160.02%、92.95%和120.08%。能源強度是最主要的負向驅動因素，其對碳排放變化的貢獻率分別為-216.43%、-40.49%、-3.95%和-11.45%。除2002年～2007年外，制造業內部結構總體上屬于負向驅動因素。由于2002年～2007年中國工業化的重工業化特征明顯，因此這一時期制造業內部結構貢獻為正。綜合碳排放系數（反映能源結構）在1992年～2007年期間對碳排放變化的影響較小，但在2007年～2012年期間成為僅次于能源強度的負向驅動因素。

2. 制造業增加值因素分析。制造業增加值是碳排放變化最主要的正向驅動因素。該因素1992年～1997年引起的碳排放增量為831.01 MtCO2，到1997年～2002年降至748.16 MtCO2。這可能是由于1997年爆發的東南亞金融危機導致我國制造業內需不足及出口貿易額下降。2002年～2007年，制造業增加值引起的碳排放增量迅速增至1 561.31 MtCO2，比上一時期增長了108.66%。這主要與兩個因素有關，一是我國加入WTO后制造業出口的大幅增長，二是以房地產大發展為特征的快速城鎮化拉動了制造業高能耗行業的發展。2007年～2012年，中國制造業增加值增速有所放緩，但仍維持中高速增長。因此，該時期引起的碳排放增量為1 973.46 MtCO2，比前一時期增長26.40%。

3. 制造業內部結構因素分析。除2002年～2007年外，制造業內部結構變化對碳排放的影響主要為負向驅動。由表2可知，1992年～2007年，制造業高能耗行業對碳排放起著主導作用。1992年～1997和1997年～2002年這兩個時期中，高能耗行業的貢獻分別為-88.44 MtCO2和-104.93 MtCO2。從具體行業來看，1992年～2002年化學原料和化學品制造業、非金屬礦物制品業以及金屬冶煉及金屬制品業占制造業增加值比重呈總體下降趨勢，由此減緩了制造業碳排放增長。2002年～2007年高能耗行業金屬冶煉及金屬制品業增加值占比大幅上升，推動碳排放增長321.84 MtCO2，導致這一時期制造業內部結構的總效應為正。2007年～2012年，中低能耗行業對碳減排的作用逐漸增大（如造紙印刷及文教用品制造業），帶動了這一時期制造業內部結構的總效應為負。上述結果表明，中國制造業內部的結構變化正在逐步改善，向中低能耗方向發展。

4. 能源強度因素分析。能源強度是制造業碳排放變化最主要的負向驅動因素。除2002年～2007年外，高能耗行業能源強度下降帶來的碳排放減緩量在能源強度總貢獻中占據主導地位。高能耗與低能耗行業的能源強度貢獻一直為負，對碳減排起著積極作用;而中能耗行業2002年～2007年、2007年～2012年的能源強度貢獻為正，說明這兩個時期中能耗行業的能源利用效率在下降。

1992年～2012年，制造業絕大多數行業的能源利用效率的不斷提高，由此推動了這些行業的能源強度持續下降，減緩了制造業碳排放增長。其中，下降幅度最大的行業為非金屬礦物制品業。能源效率的提高可能來自兩個方面：一是技術進步，二是企業所有制結構的改變。技術進步使得能源利用的方法得以改進，生產單位增加值所使用的能源量下降，因此碳排放量下降。研究表明，非國有企業的技術效率和資源利用率比國有企業高。1992年～2012年期間，隨著國企改革的深入以及所有制結構的調整，我國國有企業的比重不斷下降，而非國有企業逐漸增加相對減少了碳排放。

5. 綜合碳排放系數因素分析。1992年～1997年，高、中、低能耗行業的綜合碳排放系數貢獻均為微弱的負向影響;1997年～2002年則相反，為微弱的正向影響。這表明，1992年～2002年制造業能源結構無顯著變化。2002年～2007年，該因素主要起著正向的驅動作用，高能耗行業貢獻最大，為23.32 MtCO2。這主要是由于在非金屬礦物制品業、化學原料和化學品制造業、金屬冶煉及金屬制品業的拉動下，原煤、焦炭等高排放能源占制造業能源消費總量的比重共增加約3個百分點，由此推動了碳排放的增長。2007年～2012年，綜合碳排放系數主要起著負向的驅動作用，高能耗制造業的貢獻仍然是最大的，為-79.05 MtCO2。這仍然是由于在上述三個高能耗行業的主導下，原煤、柴油等高排放能源占比合計下降了約9個百分點。以上結果表明，優化主要能耗行業的能源結構，即降低高排放能源的使用比重可以顯著地減緩碳排放增長。

三、 結論與展望

本文對中國制造業碳排放影響因素的分析得到以下結論：

1. 從碳排放總量看，中國制造業能源相關碳排放呈不斷上升的趨勢。1996年～2002年為緩慢上升階段，年均增長率為1.84%;2002年～2007年為迅速上升階段，年均增長率為17.45%;2007年后碳排放增長速度逐漸下降，年均增速約5.72%。

2. 從影響因素看，制造業增加值因素是碳排放變化最主要的正向驅動因素;能源強度因素是最主要的負向驅動因素;制造業內部結構因素總體上屬于負向驅動因素;綜合碳排放系數（能源結構）因素對碳排放變化的影響較小，但在2007年～2012年成為僅次于能源強度的負向驅動因素。

3. 除2002年～2007年外，制造業內部結構變化總體上屬于負向驅動因素。1992年～2007年對碳排放貢獻最大的行業為化學原料和化學品制造業、非金屬礦物制品業和金屬冶煉及金屬制品業。2007年后，制造業高能耗行業占主導的地位逐漸改變，中低能耗產業對碳減排的作用逐漸增大，導致這一時期制造業內部變化對碳排放的貢獻量為負。

本研究存在的不足之處主要有以下兩點：一是由于數據限制，需要將各產業部門數據進行合并，本文將所用的數據合并為21個部門，其中制造業部門為14個。數據合并會造成數據損失，導致結果與細分部門相比精確度下降。二是對于制造業的分類，本文是按照能源強度將制造業分為高中低能耗三類，沒有考慮按照生產要素分類的情況。采用生產要素進行分類可以指導政府和企業通過生產要素投入方式的轉變來實現節能減排的目標。對于上述研究不足，本文作者將在今后的研究中加以完善。

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[5] 劉清春，孔令群，安澤揚.中國制造業能源相關的碳排放因素分析[J].中國人口·資源與環境，2014，24（5）：14-18.

基金項目：能源基金會項目“關于碳交易對深圳經濟、能源、環境影響的研究”（項目號G-1311-19359）。

作者簡介：馬曉明（1962-），男，漢族，黑龍江省齊齊哈爾市人，北京大學深圳研究生院環境與能源學院教授、博士生導師，研究方向為環境金融及環境管理;孫璐（1990-），女，漢族，黑龍江省哈爾濱市人，北京大學深圳研究生院環境與能源學院碩士生，研究方向為環境金融;胡廣曉（1993-），女，漢族，山東省臨沂市人，北京大學深圳研究生院環境與能源學院碩士生，研究方向為環境金融;計軍平（1983-），男，漢族，江蘇省蘇州市人，北京大學深圳研究生院環境與能源學院博士后，研究方向為應對氣候變化政策。

收稿日期：2016-07-11。