強度減排目標下湖南省碳排放總量地區分解研究

程曉娟，孫思琴，朱桂菊，全春光

（1.湖南工商大學會計學院，湖南 長沙 410205；2.湖南工商大學企業社會責任與資源環境會計研究中心，湖南 長沙 410205；3. 湖南工商大學工商管理學院，湖南 長沙 410205；4.長沙學院經濟管理學院，湖南 長沙 410022）

近年來，以CO2為代表的溫室氣體過度排放導致的全球氣候變化問題，引起國際社會的廣泛關注。作為世界上最大的發展中國家和最大的碳排放國，中國早在2009年就明確提出了碳強度目標，即到2020年中國單位國內生產總值碳排放比2005年下降40%~45%；2015年巴黎氣候大會上更是承諾單位國內生產總值碳排放比2005年下降60%~65%；在第75屆聯合國大會上又再次提出爭取2030年前碳排放達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和的國家自主貢獻新目標。不斷深化的減排承諾體現了我國減排的決心與執行力，而要有效實現上述國家減排承諾，就需要將碳減排目標分解至各地區甚至更小的行業、企業等經濟社會單元。中國各地區在經濟社會狀況、要素稟賦和能源消費結構等方面都不盡相同，從而形成了各地區對減排目標分配的不同利益訴求。因此，如何實現國家層面減排目標在各地區公平合理、科學有效分配，成為現階段我國減排工作急需解決的問題。

自《聯合國氣候變化框架公約》簽署以來，關于碳減排目標分配的相關研究逐漸受到國內外學者的關注，涌現出一大批有價值的研究成果。從分配空間范圍來看，當前研究已由早期國際社會不同國家之間的分配［1-2］，逐步拓展到一國內部不同地區之間的分配。由于中國以國家自主貢獻形式向國際社會承諾碳強度減排目標，因此一國內部碳排放總量分配的研究主要集中在中國。如Yi et al.、Wei et al.、Zhang et al.、Yang et al.分別利用綜合指標法、數據包絡分析等方法對中國2020年碳減排目標分配問題進行研究［3-6］。

王勇等、方愷等、黃煌則以2030年碳強度減排目標為約束對中國各省區的碳排放總量分配問題進行了深入探討［7-9］。然而具體到某一省區內部地市層面碳減排分配的研究相對較少，目前來看，僅浙江省針對內部分配的相關研究較多。如李澤坤等利用ZSG-DEA模型在效率視角下對浙江省2030年碳排放配額進行分配［10］；李健豹等運用情景分析法、DEA-BCC模型和零和收益DEA模型三種方法，對2020年江浙滬地區碳排放配額進行分配［11］；馮晨鵬等則基于數據包絡分析與破產分配方法，對浙江省碳排放總量進行分配［12］。其他省份的相關研究則很少。程紀華認為這可能是由于目前中國省級各地市統計標準不同，對分配方法的可行性要求較高［13］。

鑒于此，文章在借鑒已有研究成果的基礎上，以湖南省為研究對象，從減排能力、減排責任、減排潛力三個維度構建地區碳排放總量分配指標體系，利用熵權法確定指標權重，將湖南省2021—2030年碳排放總量在14個市州間進行綜合分配，以期為地市級層面碳排放控制目標分解相關政策的制定與實踐提供理論參考與借鑒。

1 碳排放總量地區分解方案

1.1 碳排放總量地區分解指標選取

借鑒Yi et al.、Qin et al.、Li et al.的研究成果，文章從減排能力、減排責任和減排潛力三個決策偏好方面構建反映各地區特征的綜合指標體系，如表1所示［3，14-15］。

表1 碳排放總量控制目標地區分解指標體系

（1）減排能力遵循支付能力原則。一個地區經濟實力越強，意味著該地區越有能力支付減排費用、落實節能減排政策，因此應承擔越多的減排責任，理論上分配的未來碳排放總量越少。GDP最能代表一個國家或地區的相對經濟發展水平，因此選取該指標作為減排能力的度量，這是一個負向指標。

（2）減排責任遵循污染者付費原則。一個地區的歷史碳排放量越大，代表該地區的污染越嚴重，現有碳排放空間剩余越少，因此對環境所承擔的責任也應越大，在未來碳排放總量分配中需要減少分配量。故選取歷史累計CO2排放量為衡量減排責任指標，這也是一個負向指標。

（3）減排潛力遵循的是效率原則。該原則追求以最小的投入換取最大的產出，即以最少的減排費用投入獲取最大程度碳排放減少，實現地區整體減排效益最大化。由于化石能源消費是CO2排放的主要來源，因此如果一個地區的能源利用效率越低，則意味著該地區實現與其他地區同樣的減排效果要付出的代價越多，減排效率和潛力越低。能源強度是衡量地區能源綜合效率最常用的指標，故選取該指標表征地區減排潛力。能源強度越高，減排效率越低，潛力越小，未來碳排放總量理應越少，該指標為負向指標。

1.2 基于熵權法的指標權重確定

基于熵權法計算指標的信息熵，通過指標的變化程度，考慮其對體系整體的影響，綜合確定指標的權重。熵權法確定權重步驟如下［16］：

第一步，收集整理湖南省14個市州3個分解指標的原始數據資料，構建初始決策矩陣，其 中，rij表 示湖南省第i個地市的第j個分解指標的值。

第二步，考慮到量綱等因素的差異可能會對處理結果造成影響，此處對數據進行標準化處理。由于3個分解指標均為負向指標，故依據式（1）進行標準化處理，得到如式（2）所示的標準化矩陣R'：

其中，r'ij為標準化后數據；分別表示第i個市州的第j個分解指標的最大值和最小值。

第三步，依據式（3）計算14個市州第j個分解指標的概率：

第四步，按列計算第j個分解指標的信息熵ej：

式中，k=1/lnm，并且規定當fij=0時，fij·lnfij=0。

第五步，計算第j個指標的差異系數gj，計算公式如式（5）所示：

按照Shannon［17］的說法，1與某指標信息熵ej的差值決定了該項指標的信息效用價值，這就是差異系數gj。因此，某項指標的gj越大，表示該指標的信息效用值越大，該指標就越重要。

第六步，根據分解指標信息熵的差異系數gj，計算3個分解指標的權重wj，計算公式如式（6）所示：

1.3 碳排放總量地區分解指數

基于上述減排能力、減排責任、減排潛力3個分解指標，構造碳排放總量分解指數Wi，如式（7）所示：

其中，wj為利用熵權法確定的第j個分解指標的權重，Pij表示第i個市州對應的第j個分解指標在全省指標中所占的比重，以上數據均進行了標準化處理。

據此可以得到每個地區分配的碳排放總量Ci，如式（8）所示：

其中，TC為待分配的碳排放總量。

2 湖南省碳排放總量地區分配

2.1 數據來源

文章中湖南省全省及各地市GDP、人口等數據來源于《湖南統計年鑒》、各市州統計年鑒及統計公報，各能源折標準煤系數取自《中國能源統計年鑒》（2019），碳排放系數取自《國家溫室氣體排放清單指南》。湖南省各市州歷史累計CO2排放量采用IPCC提供的CO2估算方法，由于各市州能源消耗總量統計數據不全，為保證數據的統計口徑統一和計算結果的精確性，文章選取2010—2019年湖南省14個市州規模以上工業企業的八大主要能源消耗量與各種能源轉換系數結合進行計算。能源強度中能源消耗總量也由各市州規模以上工業企業綜合能源消費量代替，GDP均采用以2005年為基期的不變價格GDP。

2.2 湖南省碳排放總量測算

湖南省政府目前尚未發布2030 年湖南省碳強度下降目標，而考慮到湖南省是中國經濟較為發達的省份之一，承擔著早日實現碳達峰的責任，故文章采用國家承諾的2030年碳排放強度下降65%的強度減排目標作為估算湖南省碳排放的依據，同時假設未來10年各年碳排放強度變化率q保持不變，則q的計算公式為：

其中，β為碳排放強度下降目標（65%），I2005、I2020、I2030分別為2005年、2020年、2030年的碳排放強度。

考慮到新冠肺炎疫情的影響，參考湖南省“十二五”規劃、“十三五”規劃GDP增速以及湖南省“十四五”規劃和2035年遠景目標的建議，文章假定湖南省2021—2030年GDP的年均增長率g為7%，然后與預測的各年份的碳排放強度相乘，得到各年的碳排放量，計算公式如式（10）所示：

將2021—2030年各年份的碳排放量加總，得到未來10年的湖南省碳排放總量TC：

2.3 各市州碳排放總量分配結果

根據公式（1）到（7），得到在熵權法下湖南省各市州碳排放總量綜合分配指數，如圖1所示。

圖1 湖南省各市州碳排放總量綜合分配指數

結合圖1各市州碳排放總量綜合分配指數，將依據公式（9）到（11）測算的湖南省2021—2030年碳排放總量分配至14個市州，分配結果按照碳排放量由小到大的順序排列，如圖2所示。

圖2 湖南省各市州2021—2030年碳排放量

由圖2可知，湖南省各地區2021—2030年碳排放總量分配結果呈現梯隊式分布。其中岳陽、婁底兩市分配的碳排放總量較少，處于第一梯隊，主要因為岳陽和婁底是傳統石化、鋼鐵等重工業基地，巴陵石化、長嶺煉化、華菱漣鋼等高排放企業一直是兩市支柱產業，導致其歷史累計碳排放遠遠高于其他地市，對環境的污染大，需要承擔的減排責任也大。湘潭、長沙兩市分配的碳排放總量位于第二梯隊，主要因為兩地人均GDP較高，減排能力較強。2019年，長沙的人均GDP達13.79萬元，位居全省第一，湘潭人均GDP為7.83萬元，位居全省第二。且長沙的能源強度在全省最低，減排潛力大，因此需要承擔更多的減排量。處于第三梯隊的為郴州、株洲、常德、衡陽和益陽。其中，衡陽和益陽雖然歷史累計CO2排放量較多，但是兩地的人均GDP都低于全省平均水平，減排能力較小，分配的碳排放配額比前面其他地區要多一些。郴州歷史累計CO2排放量較高，常德人均GDP較高，而其他兩項指標小于但接近平均水平；株洲人均GDP 2019年位居全省第三，但是歷史碳排放和能源強度低于全省平均水平，因此分配的碳排放配額處于中等位置。邵陽、永州、懷化、張家界和湘西州處于第四梯隊，經濟相對落后，因此歷史排放責任較少，減排能力也較弱，減排空間有限，故未來分配的碳排放配額較多。

2.4 各市州碳排放空間比較分析

將各市州分配的碳排放量與其2020年碳排放量進行比較，得到湖南省各市州的剩余碳排放空間（見圖3），再根據碳排放空間充盈程度將14個市州劃分為充分盈余、中度盈余和輕微盈余三類區域，如表2所示。其中碳排放空間大于11 000萬噸的為充分盈余地區，包括湘西州、張家界、懷化、永州、邵陽；碳排放空間小于5 200萬噸的為輕微盈余地區，包括婁底、岳陽；碳排放空間處于兩者之間的為中度盈余地區，包括湘潭、長沙、郴州、株洲、常德、衡陽、益陽。

圖3 各市州碳排放配額和剩余的碳排放空間

表2 各地區碳排放空間分類

由圖3、表2可知，湖南省各市州的剩余碳排放空間與碳排放總量分配結果分布大致相似。輕微盈余區域因為碳排放配額少而實際碳排放量多，所以碳排放空間盈余較少，減排形勢較嚴峻。而且該區域婁底、岳陽兩市支柱產業均為鋼鐵、石化等能源密集型產業，在短時間內對能源的依賴度難以降低，一方面需要促進對高能耗產業技術升級改造來降低碳排放，同時引入低排放項目，促進產業低碳化、綠色化發展；另一方面需要促進能源結構多元化，構建新型能源工業體系，并通過新型技術提高能源使用效率。充分盈余區域集中于湖南省經濟較為落后的西部地區，分配的碳排放權多，當前排放規模小，對碳排放的空間消耗自然就少。充分盈余區域有很大的發展空間，在未來可以大力發展工業生產，適當提高碳排放增速；也可以在省內與其他地區進行碳排放總量的協調，充分發揮碳盈余的優勢。中度盈余地區域較集中在湖南省的中北部和東部，包括湖南經濟發展的核心增長極——長株潭城市群，處于該區域的地區在減排能力或減排潛力方面有自己的優勢，可以根據自己的實際情況，對減排政策做相應的調整，盡量將碳排放增速控制在較低的水平。

3 結論

文章構建了包含減排能力、減排責任、減排潛力三個維度的碳排放總量地區分解指標體系，利用2010—2019年湖南省及14個市州的相關統計數據，在以國家2030年減排承諾為目標測算湖南省2021—2030年碳排放總量的基礎上，對湖南省未來10年碳排放總量進行分配，主要研究結論如下：

（1）從碳排放總量分配結果看，各市州分配呈現梯隊式分布。歷史累計碳排放量較多的岳陽、婁底兩市分配的碳排放總量較少，處于第一梯隊；人均GDP較高的長沙和湘潭處于第二梯隊；三項指標處于中等水平的郴州、株洲、常德、衡陽和益陽等地處于第三梯隊；經濟發展相對落后的邵陽、湘西州、張家界、懷化和永州分配的碳排放總量較多，處于第四梯隊。分配結果較好地兼顧了各市州的經濟發展水平、能源結構與產業結構，具有可行性。

（2）從剩余碳排放空間結果來看，總體來說，湖南省各市州的省域碳排放空間都相對充足，完成2030年碳減排目標壓力不大，與碳排放總量分配結果大致相似。其中婁底和岳陽分配碳排放總量較少，屬于輕微盈余地區，面臨較大的減排壓力，未來應從產業結構升級和能源結構調整兩方面入手，逐步落實減排目標。湘西州、張家界、懷化、永州等充分盈余地區碳排放量和剩余碳排放空間都較為充足，未來可建立健全省內碳交易市場，協調各市州之間的碳交易，以發揮各市州優勢，促進全省經濟和整體環境共同向好發展，使全省碳達峰目標盡早實現。