福建省碳排放影響因素實證研究：基于因子分析法

彭 浩 張 璐 李書嬋

(內(nèi)蒙古財經(jīng)大學(xué) 資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070)

由于人類活動導(dǎo)致二氧化碳等溫室氣體濃度增加，大大超過地球自然變化的幅度，從而導(dǎo)致全球變暖，已成為不爭的事實[1]。改革開放以來，中國在經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面取得了舉世矚目的成就，同時也顯現(xiàn)了資源消耗過多、碳排放增加過快等問題[2]。1981—2019年，福建省經(jīng)濟(jì)快速增長的同時，碳排放也在迅速增加。而福建省作為全國首個生態(tài)文明試驗區(qū),理應(yīng)為中國實現(xiàn)“二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”[3]這一歷史性承諾作出積極的貢獻(xiàn)。因此，本文使用因子分析法對1981—2019年影響福建省碳排放量的各項因素進(jìn)行定量研究，無疑具有十分重要的現(xiàn)實意義。

一、福建省碳排放現(xiàn)狀

根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的假定，一般認(rèn)為各類能源的碳排放系數(shù)是穩(wěn)定的；一次能源分類中的水電、核電和其他能發(fā)電，在使用過程中被視為沒有碳排放，因此，將產(chǎn)生碳排放量的能源消費種類劃分為煤炭、石油和天然氣這三類[4]。本文通過煤、石油和天然氣等能源的消耗量與碳排放量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對福建省1981—2019年的碳排放量進(jìn)行估算。當(dāng)缺乏碳排放的直接監(jiān)測數(shù)據(jù)時，可以采用三類能源消費總量分別乘以各自的碳排放系數(shù)來計算碳排放量。

(1)式中，C為碳排放量，Ei為煤炭、石油或天然氣的消費總量，F(xiàn)i為不同種能源的碳排放系數(shù)。

中國國家發(fā)改委能源研究所、日本能源經(jīng)濟(jì)研究所和美國能源部/能源情報局等都公布了煤炭、石油和天然氣的碳排放系數(shù)[4]，考慮到中國的科研機構(gòu)更熟悉中國的國情，本文在計算福建省1981—2019年的碳排放量時選取中國國家發(fā)改委能源研究所公布的碳排放系數(shù)，如表1所示。

表1 各研究機構(gòu)公布的碳排放系數(shù)[4]

根據(jù)公式(1)和歷年《福建統(tǒng)計年鑒》上的煤炭、石油和天然氣的消費量等相關(guān)數(shù)據(jù)，計算得到福建省1981—2019年的碳排放量，如表2所示。

表2 1981—2019年福建省碳排放量

1981—2019年，福建省碳排放量由1981年的379.85萬噸增加到2019年的6 980.94萬噸，增加了17.38倍。

二、福建省碳排放影響因素

參照已有相關(guān)研究成果[5]選取碳排放影響因素時，城鎮(zhèn)化水平由于部分年份的數(shù)據(jù)無法查找到，確定定量分析能源消費總量、能源結(jié)構(gòu)、能源價格、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、固定資產(chǎn)投資、人口總量、第二產(chǎn)業(yè)比重、第三產(chǎn)業(yè)比重和國際貿(mào)易等9項福建省碳排放影響因素(見表3)。

表3 福建省碳排放影響因素

本文以原煤占能源消費總量的比重表示“能源結(jié)構(gòu)”，采用居民消費價格指數(shù)表示“能源價格”，以地區(qū)生產(chǎn)總值表示“經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平”。國際貿(mào)易過程中存在碳排放轉(zhuǎn)移問題，進(jìn)口高耗能的資源密集型產(chǎn)品能降低本地區(qū)的碳排放，反之，出口高耗能的資源密集型產(chǎn)品則會增加本地區(qū)的碳排放[2]，本文以凈出口額表示“國際貿(mào)易”。

三、數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.數(shù)據(jù)來源與處理

福建省1981—2019年的相關(guān)數(shù)據(jù)均來自歷年《福建統(tǒng)計年鑒》。為剔除價格因素影響，地區(qū)生產(chǎn)總值、固定資產(chǎn)投資、居民消費價格指數(shù)、凈出口額和物價指數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)均以1952年為基期進(jìn)行了處理。在進(jìn)行因子分析之前，還對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了均值為0、標(biāo)準(zhǔn)差為1的標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除指標(biāo)間量綱不一致及數(shù)量級有差異等現(xiàn)象。

i=1,2, …,n；j=1,2, …,p。其中：n為樣本的個數(shù)，p為原始指標(biāo)的個數(shù)，xij為各樣本數(shù)據(jù)，為xj樣本數(shù)據(jù)的平均值，Sj為所有樣本數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，Zij為標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到的數(shù)據(jù)。

2.因子分析法

因子分析法是一種不受主觀因素影響的多變量統(tǒng)計分析方法，本論文使用SPSS23.0軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的計算。

具體的計算過程如下：

第一，檢驗數(shù)據(jù)是否適合采用因子分析法

利用SPSS23.0提供的巴特利特球檢驗和KMO測度來判斷數(shù)據(jù)是否適合采用因子分析法。從SPSS23.0輸出的表4可見，巴特利特球檢驗結(jié)果為拒絕原假設(shè)，KMO值等于0.790。因此，福建省1981—2019年影響碳排放量的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，適合進(jìn)行因子分析。

表4 KMO和Bartlett的檢驗

第二，建立變量的相關(guān)關(guān)系矩陣R(SPSS23.0自動完成，略)。

第三，計算出相關(guān)關(guān)系矩陣的初始特征值、提取荷載平方和和旋轉(zhuǎn)荷載平方和，并確定公因子的個數(shù)。

選取公因子個數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)有兩種：一是選取所有初始特征值大于1的成分作為公因子；二是累積提取荷載平方和達(dá)到90%來確定。本文根據(jù)后一標(biāo)準(zhǔn)來選取公因子，其包含的信息占原始變量包含的總信息的96.218%(見表5)，損失的信息量不到10%，被認(rèn)為可以接受。

表5 相關(guān)關(guān)系矩陣的初始特征值、提取荷載平方和和旋轉(zhuǎn)荷載平方和

第四，得到旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣。

由旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣(見表6)可以得到3個公因子的表達(dá)式(略)，結(jié)合3個公因子的旋轉(zhuǎn)荷載平方和(見表5)，可以得到總分估計值F的表達(dá)式：

表6 旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣

F=0.575TEC-0.376ES+0.558EP+0.557EDL+0.523AI+0.570 TP+0.540PSI+0.487PTI+0.561IT

3.對主成分進(jìn)行線性回歸

使用SPSS23.0對因變量Y(福建省1981—2019年的碳排放量)和總分估計值F進(jìn)行線性回歸，得到如下關(guān)系式：

Y=2850.3+524.27F

R2=0.9198

再將F表達(dá)式代入上面的關(guān)系式可得到：

Y=2850.3+301.46TEC-197.09ES+292.77EP+291.96EDL+274.22AI+298.79TP+282.91PSI+255.47PTI+294.06IT

四、結(jié)果分析

根據(jù)因子分析法的計算結(jié)果，得到了福建省1981—2019年碳排放影響因素的排序依次為：能源消費總量/TEC(0.575)；人口總量/TP(0.570)；能源價格/EP(0.558)；經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平/EDL(0.557)；國際貿(mào)易/IT(0.561)；第二產(chǎn)業(yè)比重/PSI(0.540)；固定資產(chǎn)投資/AI(0.523)；第三產(chǎn)業(yè)比重/PTI(0.487)；能源結(jié)構(gòu)/ES(-0.376)。

“能源消費總量”是對福建省1981—2019年碳排放量影響程度最大的因素。福建省能源消費總量從1981年的729.00萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增加到2019年的13 718.31萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增加了17.82倍，和同期的碳排放量增加倍數(shù)(17.38倍)幾乎一樣。“人口總量”是對福建省碳排放量影響程度居第2位的因素。福建省從1981年末常住人口2 563萬人增加到2019年末常住人口3 973萬人，增加了1 410萬人。福建省城鎮(zhèn)人口從2000年的1 432萬人增加到2019年的2 642萬人，城鎮(zhèn)化率從1990年的16.68%增加到2009年的51.4%(首次超過50%)，2019達(dá)到66.50%。“經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平”是對福建省碳排放量影響程度居第4位的因素。福建省地區(qū)生產(chǎn)總值由1981年105.62億元增加到2019年的42 395.00億元；地區(qū)生產(chǎn)總值指數(shù)以1952年為100，2019年比1981年增加了72.57倍。大量增加的人口、快速的城鎮(zhèn)化和快速的經(jīng)濟(jì)增長，都使得福建省1981—2019年能源消費總量快速增加，在化石能源占一次能源消費的比重沒有明顯下降的情況下，碳排放量自然快速增長。

“國際貿(mào)易”對福建省碳排放量影響程度也較大。《福建省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》強調(diào)“發(fā)揮出口對經(jīng)濟(jì)增長的促進(jìn)作用”。福建省2019年1—5月出口3 260.5億元，增長10.9%，高于全國4.8個百分點，增幅居全國六大出口省市第1位[6]。

福建省的固定資產(chǎn)投資從1981年16.19億元增加到2017年31 164.02億元，對同期福建省碳排放量的增長形成了比較重要的影響。

福建省第一產(chǎn)業(yè)比重從1981年的37.21%逐漸減少到2019年的6.12%。福建省1981年第二產(chǎn)業(yè)比重為37.64%，2014年為52.03%，1981—2014年基本呈增加趨勢，之后下降到2019年的48.55%。福建省1981年第三產(chǎn)業(yè)比重為25.16%，到2019年時增加到45.33%。2019年福建省第二產(chǎn)業(yè)比重略高于第三產(chǎn)業(yè)比重。第三產(chǎn)業(yè)的單位GDP能耗比第二產(chǎn)業(yè)低，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，增加第三產(chǎn)業(yè)的比重，將有利于減少碳排放量。

“能源結(jié)構(gòu)”對碳排放量的影響程度之所以是負(fù)值，是因為1981—2019年期間，福建省的“能源消費總量”“年末常住人口數(shù)”“居民消費價格指數(shù)”“地區(qū)生產(chǎn)總值”“固定資產(chǎn)投資額”“第三產(chǎn)業(yè)比重”都與同期的碳排放量一樣呈顯著的遞增趨勢，同期福建省的“凈出口額”和“第二產(chǎn)業(yè)比重”也呈波動遞增趨勢，只有“原煤占能源消費總量的比重”基本呈遞減趨勢，1981年從59.1%緩慢增加到1991年70.9%，之后波動下降到2019年的47.3%。

能源強度也稱為“單位產(chǎn)值能耗”，指一個國家或地區(qū)在一定時期內(nèi)單位GDP的能源消耗量，可以用來衡量能源利用效率，是區(qū)分一個國家或地區(qū)是否實現(xiàn)低碳發(fā)展的重要指標(biāo)[7]。福建省的能源強度——“能源消費總量與地區(qū)生產(chǎn)總值之比”呈明顯的遞減趨勢，地區(qū)生產(chǎn)總值以不變價格計算，1981—2017年，福建省能源強度下降了74.42%。2009年11月25日，國務(wù)院常務(wù)會議決定到2020年全國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40—45%[7]。福建省2016年就提前達(dá)到了單位地區(qū)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降45%這一目標(biāo)。福建省1981—2019年地區(qū)生產(chǎn)總值快速增長的同時，能源消費總量的增加速度明顯低于經(jīng)濟(jì)增速。可以說，能源強度呈現(xiàn)明顯下降趨勢，說明福建省在節(jié)能減排方面做了大量取得了實效的工作。

五、政策建議

根據(jù)以上福建省碳排放影響因素實證研究的結(jié)果，提出以下政策建議：

1.進(jìn)一步優(yōu)化福建省的能源消費結(jié)構(gòu)

化石能源一直占福建省能源消費結(jié)構(gòu)的主體地位，2015年，開始化石能源占能源消費的比重才降低到80%以下，2019年為75.1%；福建省目前能源消費中原煤依然占有最大的份額，2019年這一數(shù)據(jù)為47.3%。大力發(fā)展集約高效的能源利用形式，提高能源使用效率，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，仍是福建省今后需要努力的方向。

2.以低碳經(jīng)濟(jì)為發(fā)展方向進(jìn)行福建省經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整

提高鋼鐵、有色、建材、化工、電力等高耗能行業(yè)的準(zhǔn)入門檻，在規(guī)劃階段就引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)向低碳經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展；通過出臺相關(guān)政策激勵高耗能企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新來降低碳排放量；加大淘汰落后工藝、設(shè)備和企業(yè)的力度，繼續(xù)關(guān)停小火電廠、小水泥廠和小鋼鐵廠等。

3.推進(jìn)福建省低碳城市建設(shè)

推廣國家低碳試點城市廈門市、南平市和三明市的經(jīng)驗，通過編制低碳發(fā)展規(guī)劃、使用綠色能源、推行清潔生產(chǎn)、大力發(fā)展公共交通、普及和推廣低碳建筑、倡導(dǎo)低碳消費等舉措，提高福建省各城市的低碳發(fā)展管理能力。

4.構(gòu)建福建省碳排放權(quán)交易制度體系

深化碳排放權(quán)交易試點，擴大參與碳排放權(quán)交易行業(yè)范圍，設(shè)立碳排放權(quán)交易平臺，發(fā)展林業(yè)碳匯交易模式，實現(xiàn)與全國碳排放權(quán)交易市場的有效對接。

5.優(yōu)化對外貿(mào)易結(jié)構(gòu)

福建省應(yīng)逐步降低高耗能的資源密集型產(chǎn)品在出口中的比重。政府可出臺相關(guān)政策，激勵外貿(mào)企業(yè)向低碳化方向發(fā)展。