基于脫鉤模型的山東省能源消費和經濟發展分析

周勇　王家芳

摘要：基于山東省統計年鑒的數據，計算分析了山東省2000～2015年的碳排放總量和能源消費問題。運用脫鉤原理，構建了脫鉤模型，對山東省的經濟增長和碳排放增長之間的動態關系進行研究，計算了山東省2001～2015年的脫鉤狀態。研究表明：山東省的能源消費結構不協調，煤炭類能源比重過大，經濟增長和碳排放關系現處于弱脫鉤的狀態。山東省應該優化能源結構和產業結構，提高技術水平，節能減排，促進低碳經濟的發展。

關鍵詞：能源結構；碳排放；經濟增長；脫鉤模型

中圖分類號：F270.7 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2017.06.011

Analysis of Energy Consumption and Economic Development in Shandong Province Based on Decoupling Model

ZHOU Yong1，2，WANG Jiafang1

（1.School Business， Shandong Normal University， Jinan 250014，Shandong，China；

2.Institute of Science and Technology Developing Strategy of Shandong Province，Jinan 250014，Shandong，China）

Abstract： Based on the data of Shandong Province Statistical Yearbook， the carbon emissions and energy consumption in Shandong Province from 2000 to 2015 were calculated and analyzed. Based on the decoupling principle， the decoupling model was constructed to study the dynamic relationship between economic growth and carbon emission growth in Shandong Province， and the decoupling status of Shandong Province from 2001～2015 was calculated. Research findings showed that： Shandong Province， the energy consumption structure was not coordinated， the proportion of coal energy was too large. Economic growth and carbon emissions are now in a weak decoupling state. Shandong Province should optimize the energy structure and industrial structure， improve the technical level， energy saving and emission reduction， and promote the development of low-carbon economy.

Keywords： Energy structure； Carbon emissions； Economic growth； Decoupling model

0 引言

隨著低碳經濟概念的提出和發展，氣候變化、能源問題越來越成為人們研究的熱點。在氣候變暖問題日益嚴重的今天，如何有效的控制和減少溫室氣體排放引起了國際社會的高度重視。聯合國氣候變化大會通過并實施了一系列諸如《京都議定書》、《德里宣言》、“巴厘島路線圖”、《哥本哈根協議》、《巴黎協議》等政策和協議，在促進全球的低碳經濟發展方面有重要的作用。

中國的資源現狀是“富煤、少氣、缺油”，這一現狀導致了中國的能源消費結構失調。如何在“經濟發展”與“節能減排”二者之間進行協調，把發展的矛盾降到最小，是現在面臨的一大難題。山東省是我國的第三經濟大省，地處山東半島，環渤海經濟區，是一個人口大省、能源大省，碳排放量在全國位居第一。所以研究山東省的能源消費情況與碳排放問題，對于制定節能減排策略，發展低碳經濟，促進山東省的發展有著重要的意義。

多位學者、專家對山東省的低碳經濟進行過分析。王同孝等（2012）運用了IPCC 方法計算了山東省能源消耗以及碳排放的情況，發現二者都呈現了一個上升的趨勢[1]；宋杰鯤（2012）利用了IPCC方法，通過LMDI 方法將山東省的能源消耗分為了五個方面的效應。分析的結果表明：碳排放增加的最大影響因素是人均財富[2]。在脫鉤效應的研究方面，Tapio（2005）設計、改進了碳排放脫鉤指標體系[3]。Luciano Charlita de Freitas et al. （2011）研究了巴西2004年到2009年期間的低碳與經濟的脫鉤狀態[4]。Heinz Schandl et al. （2015）通過建立經濟模型和環境模型的新方法，綜合考慮多種因素，對全球的 13 個地區的脫鉤潛力進行了分析評估[5]。夏勇和鐘茂初（2017）對脫鉤類型判定的標準進行了修改，增加了人均GDP水平這一因素。并且，對于傳統的脫鉤狀態的分類也進行了修改，根據環境庫茲涅茨曲線（EKC）拐點處的人均GDP水平和脫鉤彈性數值為0.8的時候，通過做兩條直線，進一步劃分了經濟發展與碳排放的關系。在經濟上，主要分為高收入、低收入類型，根據脫鉤值，主要分為未脫鉤、相對脫鉤和絕對脫鉤三種類型，一共得出了6種結果[6]。陳歡、朱清源和辛路等（2016）對京津冀地區1998～2015年間的經濟發展與能源消費數據進行梳理，結果表明，京津冀地區的經濟增長與能源碳排放關系一直處于弱脫鉤狀態[7]。田石強、蔡青、文濤、范翹等（2016）利用脫鉤分析和環境庫茲涅茨曲線分析，統計了湖南省的相關經濟、能源數據，分析顯示了湖南省還處于弱脫鉤狀態，發展空間較大[8]。孫秀梅和張慧（2016）對山東省以及山東省的17城市的經濟發展和碳排放進行了脫鉤研究分析，研究顯示山東省呈現一種"N"型的脫鉤軌跡，同時表明17個設區市的經濟發展、脫鉤狀態也各不相同[9]。endprint

1 研究方法和框架

本文主要是根據2000～2015年的《山東省統計年鑒》一次能源消費的數據[10]，利用IPCC公布的碳排放計算公式和國家發展和改革委員會公布的碳排放系數，計算碳排放總量，計算過程中忽略了能源的調入、調出。本研究對山東省的能源消費的具體情況和碳排放問題進行了分析討論。在碳排放的基礎上，基于脫鉤理論，建立了脫鉤模型，對山東省的經濟增長和碳排放增長之間的動態關系進行研究，對2001～2015年的脫鉤狀態進行定位分析。在本文的分析過程中，因山東省統計年鑒中2011年后能源統計數據根據國家統一要求作了調整，所以分為了2000～2013年、2011～2015年兩個階段進行討論，交叉年份不同，計算結論一致。研究框架見圖1。

2 山東省歷年碳排放數據的核算及分析

2.1 碳排放核算方法

通過查閱《山東省統計年鑒》，獲取2000-2015的山東省一次能源的消費量和各類能源的消費比重，對各類能源消費量數據進行整理，折算標準煤。碳排放量的核算方法根據聯合國氣候變化委員會（IPCC）公布的碳排放指南中的公式：

2.2 能源消費分析

對山東省的能源消費情況進行討論，主要內容分為兩個方面：能源消費結構分析和能源消費速度分析。從整理的數據中分析得到，山東省在2000～2013年之間，能源消費總量一直呈上升的趨勢。統計數據統一調整后，消費總量變小，但2011～2015年也是一個上升的趨勢。整體而言，2000～2015年，山東省的一次能源消費總量不斷增長，在2000年為9977.11萬噸標準煤，原煤占比74.09%的份額、原油占比25.36%的份額、其他類占比0.54%的份額；到2015年，一次能源消費總量發展為36759.20萬噸標準煤，原煤占比79.48%的份額、原油占比15.87%的份額和其他類占比4.08%的份額。

山東省煤炭類能源依然是十分重要的能源消耗品（圖2）。2000～2015年，原煤消費總量的比例一直占據80%左右，居高不下。原油的消費比例波動幅度也不是很大，統計數據統一調整后，總量和比例都有下降，但對比交叉的年份，實際原油消耗量是低速增長的。其他類能源主要包括天然氣、液化石油氣等一些能源，所占比例很小，從其統計數據變化來看，呈現出一種緩慢的增長趨勢。山東省能源結構比較單一，對煤炭類能源依賴度過高。一次能源的消費量持續增長，各類能源的消費量都有增長，但總體的比例變化不大。對此，山東省應該提高技術水平，提高能源的使用率，保持能源消費總量的低速增長或不增長，在2017年實現煤炭消費的負增長。同時，調整能源結構，加大天然氣利用量，調整產業的組成比例，發展第三產業，以此來支持經濟增長，降低能耗，實現新舊動能轉換。

山東省能源消費的增長速度略有波動（圖3），但整體是一個下降的趨勢，數據統一調整后對增長速度數值的影響不大。能源消費的增長速度與GDP的增長速度大致的走向趨勢是同步的，說明山東省經濟的發展主要還是依賴于能源。能源強度表明單位產值能耗的大小，統計數據統一調整后，消費總量變小，所以不同階段情況下，強度有所差異，但總體呈現明顯的下降趨勢。由2000年的1.20噸折標準煤/萬元降低到2013年的0.74噸折標準煤/萬元，能耗水平降低了38.3%，第二階段由2011年的0.69噸折標準煤/萬元下降為2015年的0.58噸折標準煤/萬元，能耗水平降低了15.9%，顯示出山東省能源利用率的提高，對降低能耗是有顯著作用的。

2.3 碳排放分析

根據《山東省統計年鑒》的數據，簡單粗算出山東省碳排放量的大小，以及各類能源排放量在總量中的比重，在計算過程中忽略了能源的調入、調出。山東省碳排放量從2000年的7024.02噸增加到了2013年的28560.31噸，增長幅度達四倍。統計數據統一調整后，由2011年的22116.84噸增長到2015年的25905.31噸，實際的排放總量是一直增長的。

原油類能源碳排放占比雖然變化范圍不大，但是在總量變化范圍很大的前提下，保持住當前所占的份額，也是原油類能源消耗量增長的一種表現形式（見圖4）。其他類能源占據很小的比例。原煤類能源的碳排放量比重占五分之四。數據統一調整后，盡管兩個階段數值不對等，但都是上升的趨勢。所以，山東省2000～2015年期間，碳排放總量是持續上升的。煤炭類能源一直占據很大部分，煤炭類能源的碳排放系數較其他能源而言較高。山東省應該開發新能源，減少煤炭類能源的使用量，從而降低碳排放總量。

3 脫鉤理論及模型應用

3.1 脫鉤模型的構建

脫鉤的概念來源于物理學。在《衡量經濟增長與環境壓力脫鉤的指標》一書中，將脫鉤理論引入到環境經濟學領域，廣泛應用于對經濟增長和物質消耗投入失衡所引起的經濟發展與環境保護不協調的關系研究，并逐漸發展為脫鉤模型的理論基礎[12]。Tapio在2005年對脫鉤理論的基礎進行了完善和修改，形成了脫鉤彈性的理論。Tapio的脫鉤指標的形成，主要是運用了“彈性系數法”，其實質是一種彈性分析，主要是根據計算數值的大小，將“脫鉤”指標劃分為三個狀態和八種等級，以此來說明經濟增長與碳排放量的關系詳情，具體的劃分內容如表3所示。

本文主要是利用脫鉤模型，分析了山東省2001～2015年的碳排放與經濟增長的時間關系，在計算過程中，統計數據不受統計量綱變化的影響。

構建模型為：

式中，e是脫鉤彈性指標，表示了碳排放和經濟增長之間的關系。二氧化碳排放量表示了環境壓力，ΔCO2為現期相對于基期的CO2排放變化量，GDP表示了經濟的驅動力，ΔGDP為現期相對于基期的GDP變化量，

3.2 數據來源及處理

本文的數據來源是《山東省統計年鑒》。在碳排放計算的基礎上，根據CO2的相對分子質量計算了CO2排放量。因數據統計口徑的變化，本文分為了兩個階段討論。第一階段2000～2013年，基期選擇為2000年；第二階段2011～2015年，基期選擇為2011年。具體的計算表達式為：endprint

其中下標表示當前的年份，i的變化量是從2001年到2015年，為基期。

3.3 實證分析

山東省2001年到2015年的脫鉤彈性數值見表4，因兩個階段交叉2012、2013年，基期選擇不同，所以脫鉤數值不同。括號里為第二階段的脫鉤數值。

從表4的計算結果上，可以看出山東省的脫鉤狀態變化情況：2001～2005年為擴張負脫鉤，2006～2009年為增長連結，2010年以后為弱脫鉤狀態。可見山東省的碳排放和經濟發展關系正在逐漸變好，擴張負脫鉤狀態下，經濟增長緩慢，污染嚴重；增長連結狀態下，經濟和污染同步發展；弱脫鉤狀態下，經濟、碳排放都處于一個增長的狀態。但是經濟增長率要遠遠大于碳排放增長率，脫鉤值小于1，這就保證了經濟增長，碳排放得到了有效的控制，使溫室效應逐步降低。

根據2000～2015年的統計數據，計算出了山東省2001～2015年的碳排放的增長率和經濟發展的增長率，以及各個年份不同的脫鉤數值。圖5顯示了從2001～2015年，山東省的碳排放和經濟增長的變化趨勢。對于以上的變化趨勢，大致分為三個階段來研究分析，并對幾個重要的轉折點進行重點解析。

第一階段2001～2005年，十五規劃期間。這一段時間內，碳排放增長速度都呈現出一個明顯的上升趨勢，2005年上升到最大值32.4%。2001～2005年一直處于擴張負脫鉤的狀態，碳排放一直持續增長，且大于經濟增長的速度，只有在2004年經濟增長率稍大于碳排放增長率。這段時間的變化主要受1997年的金融危機影響和后期的政策調控影響，鼓勵、刺激經濟發展。這一時期，大量的重化工業興起，大大增加了碳排放量。

第二階段2006～2010年，十一五規劃期間。這一時期，經濟增長率和碳排放增長率呈現出起伏變化的趨勢，但整體的變化幅度不大，經濟增長率大于碳排放增長率。2006～2010年是山東省經濟、社會發展的重要時期。這一時期 ，山東省改變經濟發展方式，由粗放式向集約轉型，遏制住大氣污染快速增長的趨勢。2010年的弱脫鉤狀態說明經濟增長得到保持，能耗和環境污染得到有效控制。在這一時期，2008年是一個變化很大的轉折點，主要原因是2008年的金融危機影響，對山東省經濟形成了很大的重創。這一時期內，經濟增長率快速下降，碳排放增長率也達到最低點。在2008年之后，二者又開始了逐漸上升的趨勢，GDP的變化滯后于碳排放的變化，二者整體的變化趨勢一致。

第三階段2011～2015年，十二五規劃期間。這一時期，各個年份都處于弱脫鉤的狀態。經濟增長率一直大于碳排放增長率，二者均呈現出一個緩慢的下降趨勢，且增長速度都很低，介于0～0.15之間。主要原因是這一時期是山東省實現跨越式發展的時期，是轉變經濟發展方式的一個重要時期。碳排放增長率越來越接近于0，說明了山東省這段時期內的低碳工作取得了很好的成績，經濟增長，碳排放保持不變。

4 結論和建議

通過以上對山東省2000～2015年GDP和一次能源消費數據的收集、整理與分析，可以得出如下結論：

（1）山東省的能源消耗量和碳排放總量都很大，山東省是名副其實的能源消費大省。

（2）在山東省的能源消費構成中，煤炭占80%的份額，山東省對原煤類能源的依賴度過大。

（3）經濟增長與碳排放量的變化趨勢一致，說明了山東省經濟主要依靠能源、重化工業，產業結構需要優化。

（4）山東省的經濟發展水平和碳排放率都呈現出一個下降的趨勢，經濟增長率大于碳排放增長率，都保持了低速增長，這使得山東省的經濟發展和碳排放關系一直處于一種弱脫鉤的狀態。

（5）從時間路徑的轉折點來看，山東省的經濟受外部變化的影響較大，2000年、2008年受金融危機和后期調控政策，波動幅度很大。

（6）從碳排放率的變化趨勢，可以看出山東省節能減排工作卓有成效，在經濟發展過程中，山東省應該把環境保護放在首要位置，節能減排，發展低碳經濟。

總之，山東省節能減排措施是有成效的，經濟增長和碳排放關系處于弱脫鉤狀態。但對于實現強脫鉤狀態還有一定的距離。建議：

（1）優化能源結構，開發利用清潔能源、可再生能源

山東省的能源結構比較單一，對煤炭類能源依賴度過高，這也是山東省碳排放量大的一個主要原因。目前，山東省主要是依靠火力發電，也有正在建設的海陽核電站。海陽核電站的建成和使用，會提高山東省核能的利用率，同時也減少煤炭使用量。另外，山東省地理位置優越，位于山東半島，應該盡力開發利用風能、太陽能、潮汐能，優化能源結構。

（2）優化產業結構，提高技術效率，大力發展第三產業

經濟增長率和碳排放增長率呈現一致變化的趨勢，說明山東省第二產業比重過大，依賴能源的程度很高，實現產業轉型是不可避免的問題。低碳經濟，不僅僅是碳排放低的要求，還要保障經濟的增長，“金山、銀山、綠水青山”都要有。山東省在以后的發展中，應該對高能耗、污染嚴重的企業進行改造和升級，把落后的產業、落后的技術淘汰掉，對重工業的設備和技術進行督查，促進企業進行技術改進，設備改進。同時，山東省應該利用區位優勢、資源優勢，改變經濟增長嚴重依賴能源局面。

（3）宣傳低碳理念，低碳生活，從點滴做起

低碳是一種環保的理念，低碳生活，是一種價值追求。在日常生活中，每個人都有責任、有義務節能減排，為社會這個大家做出貢獻。居民消費的能源量是很大的一部分。政府可以采取一些鼓勵性的政策，以此來促進人們的低碳生活，鼓勵人們采用低碳環保的生活方式，倡導人們綠色出行。加強宣傳，把低碳、環保的理念傳達給更多的人，鼓勵人們低碳生活。

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（編輯：龍蓉）endprint