排放峰值約束下京津冀協(xié)同發(fā)展情景模式研究

苑清敏 白蕓赫

摘要：京津冀協(xié)同并率先達(dá)到碳排放峰值是京津冀協(xié)同發(fā)展的重要研究方向。根據(jù)京津冀社會發(fā)展以及協(xié)同程度設(shè)定低、中、高模式3種情景以及組合模式，基于擴(kuò)展STIRPAT模型，對碳峰值進(jìn)行預(yù)測，并選擇最佳發(fā)展模式。在此基礎(chǔ)上，探討各因素變化對峰值大小和峰值時間的影響。研究結(jié)果表明：排放峰值約束下京津冀最佳發(fā)展模式及峰值時間相似，北京應(yīng)發(fā)展高低模式，天津河北為高低+產(chǎn)業(yè)優(yōu)化模式。

Abstract： Beijing-Tianjin-Hebei cooperation and taking the lead in the peak of carbon emissions is an important research direction of Beijing-Tianjin-Hebei collaborative development. According to the social development and coordination degree of Beijing-Tianjin-Hebei， three scenarios of low， medium and high modes were set up， as well as a variety of combinations， based on the extended STIRPAT model， predicting carbon emissions peak， and choose the best development mode. On this basis， to explore factors impacts on peak value and peak time. The results show that： The optimal development pattern and peak time of Beijing-Tianjin-Hebei under peak-emission constraints are similar. Beijing should develop high-low mode in the future under carbon peak constraint， Tianjin and hebei choose high-low + industrial optimization model.

關(guān)鍵詞：排放峰值；模型；情景分析；協(xié)同發(fā)展；

Key words： emission peak；model；scenario analysis；collaborative development

中圖分類號：X734.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）32-0068-02

0 引言

隨著可持續(xù)發(fā)展的不斷推行，世界各國也越來越關(guān)注能源環(huán)保問題，而中國是全世界中碳排放量最大的國家。國內(nèi)發(fā)展較快地區(qū)可優(yōu)先探索出高效的減排方式從而帶動其他地區(qū)，這樣可以幫助全國早日達(dá)峰[1]。京津冀城市群是我國一個非常重要的一個城市群，也是產(chǎn)業(yè)比較密集的一個群體[2]，也是碳排放較為集中的區(qū)域，因此京津冀是中國節(jié)能減排的重中之重。

1 模型方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 STIRPAT模型

STIRPAT模型是Dietz T為克服IPAT等比例變化的局限性，將IPAT等式以隨機(jī)模型的形式表示而建立的[3]。通過對人口、財富和技術(shù)條件因素的統(tǒng)計回歸，隨機(jī)估算了碳排放影響。模型表達(dá)為：■（1）

其中，I、P、A、T是環(huán)境壓力、人口數(shù)量、富裕度和技術(shù)水平；a是模型的系數(shù)；b、c、d分別是各自變量指數(shù)；e為模型誤差。

1.2 STIRPAT模型擴(kuò)展

借鑒眾多學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，從人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同情景出發(fā)，結(jié)合京津冀三地的特點，分別選擇人口（萬人）、人均GDP（億元/萬人）、碳排放強(qiáng)度（t/萬元）以及第二產(chǎn)業(yè)占比（%）四個因素，得到擴(kuò)展STIRPAT模型：

式中，I為碳排放量，P為人口，A為人均GDP，T為碳排放強(qiáng)度，IS為第二產(chǎn)業(yè)占比，a為模型系數(shù)（常數(shù)項），b、c、d、e依次表示各自變量的彈性系數(shù)，f為隨機(jī)誤差項。

相關(guān)研究，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放之間不是簡單的一次線性關(guān)系，根據(jù)庫茲涅茨曲線理論，人均GDP與碳排放之間可能存在二次或 N 次的曲線關(guān)系，所以考慮將方程中的人均GDP變?yōu)槎侮P(guān)系[4]，修正后的方程為：

本文采用國家發(fā)改委能源研究所推薦值1kg標(biāo)準(zhǔn)煤的“碳排放系數(shù)”為0.67[5]，1kg標(biāo)準(zhǔn)碳的低位熱值為29270kJ。

2 京津冀碳排放峰值預(yù)測及分析

2.1 京津冀碳排放擬合

本文基于嶺回歸方法構(gòu)建的京津冀STIRPAT模型為：

將京津冀2002-2016年的面板數(shù)據(jù)代入公式（5）、（6）、（7）進(jìn)一步驗證方程的擬合程度，與碳排放實際值進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)其擬合度較好，擬合平均誤差率為15.4%、4.52%、4.89%，誤差絕對值均小于16%，可基本確定京津冀碳排放預(yù)測的準(zhǔn)確性。

從北京碳排峰公式（5）可得出人口、人均收入水平增加會促進(jìn)城市碳排放量擴(kuò)大，而碳強(qiáng)度、二產(chǎn)比重升高會降低城市碳排放。北京人口比重高速下降導(dǎo)致的碳排放降低不足以抵消其他因素增長引起的碳增長。公式（6）可看出天津人口、人均收入水平、二產(chǎn)比重等增加會增加城市碳排放量，而碳強(qiáng)度升高會降低城市碳排放。天津人口因素比重較大，彈性系數(shù)過高，說明人口對碳排放推動作用非常明顯。從公式（7）中河北碳排放模型系數(shù)的大小上看分析，人口、人均收入水平、二產(chǎn)比重等增加會增加河北碳排放量，而碳強(qiáng)度升高會降低城市碳排放。人口及二產(chǎn)比重彈性系數(shù)過高，是導(dǎo)致環(huán)境問題的主要因素。

2.2 情景參數(shù)設(shè)計

基于人口、人均GDP、碳排放強(qiáng)度、第二產(chǎn)業(yè)占比等因素分別設(shè)定三種變化速率（2011-2035年）：即低、中、高模式。以京津冀之前未采取節(jié)能減排政策和措施的社會發(fā)展情況為基準(zhǔn)，即低模式。依據(jù)“十三五”能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和節(jié)能技術(shù)等協(xié)同發(fā)展政策的設(shè)定為中模式。在此中模式基礎(chǔ)上加快發(fā)展速率設(shè)定為高模式。

2.3 峰值預(yù)測結(jié)果分析

根據(jù)上述人口、人均GDP、能源強(qiáng)度、二產(chǎn)比重四項指標(biāo)影響因素參數(shù)設(shè)定的2015-2035年期間低、中、高模式下京津冀經(jīng)濟(jì)發(fā)展情景，分別預(yù)測。若要實現(xiàn)京津冀碳排放于2030年內(nèi)達(dá)到峰值目標(biāo)，使得京津冀形成良好的達(dá)峰示范效應(yīng)。因此設(shè)定多種組合發(fā)展模式如高低模式、中低模式、高中模式以便選擇最短時間內(nèi)達(dá)峰或達(dá)峰峰值最低。在最佳模式的基礎(chǔ)上分別提高變量參數(shù)速率得到峰值與峰值時間，構(gòu)建如高低+人口/經(jīng)濟(jì)發(fā)展/技術(shù)進(jìn)步/產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模式。

①北京碳排放峰值預(yù)測結(jié)果分析。北京發(fā)展速度的增加，碳排放量也隨之增加，低、中模式在2030年達(dá)峰而在高模式下北京無法在2030年內(nèi)達(dá)到碳排放峰值，因此北京經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)尚未實現(xiàn)協(xié)同，北京需要控制發(fā)展速度以達(dá)到環(huán)境和諧發(fā)展的目的。

②天津碳排放峰值預(yù)測結(jié)果分析。天津碳峰值情況與北京相反，人口等參數(shù)的快速增長導(dǎo)致碳排放量降低，但低中高模式下碳達(dá)峰時間不變，都為2030年，碳峰值量差距較大。高低模式是天津盡快達(dá)到峰值并控制峰值量的最佳發(fā)展模式。

③河北碳排放峰值預(yù)測結(jié)果分析。河北碳峰值情況與天津相似，參數(shù)的快速增長導(dǎo)致碳排放量降低。高低模式是在2025年碳峰值最低的最佳選擇。（表1）

3 結(jié)論

京津冀峰值時間及峰值因素相似度較高，2030年左右碳排放達(dá)到峰值的目標(biāo)可實現(xiàn)。主要結(jié)論為：

①基于京津冀人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等多方面發(fā)展現(xiàn)狀，京津冀在協(xié)同情況下為盡早達(dá)到碳排放峰值而選擇的最佳發(fā)展模式相似。

②京津冀地區(qū)人口數(shù)量對峰值時間和峰值大小均有重要的影響，人口是推動峰值時間提前及降低峰值量的主要影響因素。

③在未來發(fā)展中，深入推進(jìn)京津冀協(xié)同發(fā)展，協(xié)同早日達(dá)到峰值，應(yīng)重點通過產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移向周邊地區(qū)疏導(dǎo)人口控制城市人口總量。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭海濤，胡杰，王文濤.中國地級城市碳減排目標(biāo)實現(xiàn)時間測算[J].中國人口·資源與環(huán)境，2016，04：48-54.

[2]楊秀，付琳，丁丁.區(qū)域碳排放峰值測算若干問題思考：以北京市為例[J].中國人口·資源與環(huán)境，2015，10：39-44.

[3]汪浩，陳操操，潘濤，等.京津冀區(qū)域生產(chǎn)和消費CO2排放的時空特點分析[J].環(huán)境科學(xué)，2014，09：3619-3631.

[4]王錚，劉曉，朱永彬，等.京、津、冀地區(qū)的碳排放趨勢估計[J].地理與地理信息科學(xué)，2012，01：84-89.

[5]秦昌才，劉樹林.碳排放影響因素研究的現(xiàn)狀、比較與啟示[J].經(jīng)濟(jì)與管理評論，2012，03：29-33，155.