碳排放強度控制目標分解方法研究

郝 媛，頊明澤

（河北晶淼環境咨詢有限公司，河北 石家莊，050000）

1 引言

氣候變化是全人類的共同挑戰。應對氣候變化，事關中華民族永續發展，關乎人類前途命運。《巴黎協定》中提出各締約方將加強應對全球對氣候變化威脅，將全球平均氣溫升高控制在2攝氏度之內，并努力把升溫控制在1.5攝氏度之內，盡快實現溫室氣體排放達到峰值，爭取2050年實現凈零排放。2020年9月，習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣布我國力爭于2030年前二氧化碳排放達到峰值的目標與努力爭取于2060年前實現碳中和的愿景，體現了我國履行負責任大國責任、推動構建人類命運共同體的重大歷史擔當。

目前，全球已有50余個國家的碳排放實現達峰，占全球碳排放總量的40%。其中大部分是發達國家，其碳達峰都是在發展過程中因產業結構變化、能源結構變化、城市化完成、人口減少而自然形成的。中國是政策驅動型達峰，即在經濟社會進一步發展的客觀條件下通過制定明確的達峰目標和政策要求，在政策驅動下，把雙碳目標融入經濟社會發展和生態文明建設的頂層設計和布局中，以推動經濟社會的系統性變革，實現全社會的綠色低碳轉型與高質量發展。在我國地域廣闊、人口眾多、資源稟賦迥異、經濟社會發展不平衡、各地區碳排放情況差異較大的情況下，如何統籌做好區域經濟發展與溫室氣體控排是一項具有挑戰性的重大課題。現階段我國關于碳排放的控制思路為“以碳強度控制為主、碳排放總量控制為輔”[1]，二氧化碳排放強度亦已納入地方政府考核，碳排放強度控制將成為我國“十四五”期間控制溫室氣體排放的重要支撐。對區域而言，碳排放空間在一定程度上影響著該區域的發展方向和發展空間，為避免在碳排放管理中出現“一刀切”的問題，必須科學合理地制定兼顧公平與地區差異性的碳排放強度目標分解方法，以保障碳排放強度下降目標自下而上的實現。

2 相關研究和實踐評述

碳排放空間具有很強的“公共性”和“外部性”。當前形勢下，如何合理確定各個國家未來的溫室氣體控排目標以及各國如何將其控排目標進行科學分解已成為國際氣候變化談判的主要任務之一[2]。在國際層面，已有較多的關于如何將全球碳減排目標分解到國家之間的研究，主要集中在綜合性或復雜的分配模型的研究。屈超[3]等使用螢火蟲優化的IPAT模型對2030年各省份二氧化碳排放強度進行預測，預測模型的指標涵蓋人口數量、富裕程度以及技術水平三個維度，具體參數包括各省常住人口數量、人均GDP和第三產業占比。王金南等[4]提出了4個分配影響因子和5個指標，以GIS平臺為基礎，構建了中國區域二氧化碳排放分解模型CRBDM。4個分配影響因子包括排放水平、經濟水平、能效水平和非化石能源，5個指標分別為工業增加值能耗變化趨勢、人均國內生產總值、人均二氧化碳排放量和非化石能源占一次能源消費比重。熊小平等[3]提出了一種針對碳排放總量控制目標的區域分解方法，該方法考慮3個核心指標，即人口數量、人均GDP和碳生產力，該方法相對簡單易操作。程紀華[5]建立了一種兼顧公平、效率和可行性的省級層面碳排放總量目標分解模型，該模型涉及7個指標，包括常住人口數量、城鎮居民可支配收入、工業占國內生產總值比重、單位增加值能耗（規模以上）、單位能耗的國內生產總值產出、人均能源消費量及人均國內生產總值。該模型考慮了地區差異因素，并提出了戰略預留目標，以解決地方高耗能和高碳排項目的現實問題。Yi等[6]在目標分解模型的構建中考慮減排承擔能力、承擔責任等三方面，通過采用對人均國內生產總值、歷史累積碳排放量、單位工業增加值能耗3個參數賦予權重并加和的方式建立碳排放量目標分解模型。劉鎧誠[7]等在主流的碳排放量目標分解方法的基礎上，考慮促進非化石能源消費的因素，提出了兼顧公平性、可行性、效率性和可持續發展性的碳排放目標分解模型。武曉斌[8]基于LMDI方法，以經濟、人口、能源消費和碳排放強度為主要影響因素，建立了碳排放量目標分解模型，并對我國30個省域、13年間的二氧化碳排放因素進行實證分析，在利用各指標的信息熵客觀確定其權重的前提下，結合各因素貢獻度進一步對峰值目標年碳排放量進行分配，以保證分配方法的客觀和公正。胡穎[9]采用量子粒子群優化算法對通用向量機模型進行參數優化，以誤差修正技術將隨機振蕩序列灰色預測模型與通用向量機預測模型進行融合，通過混合預測模型，對以往碳排放總量目標分解進行完善補充。

以上研究提出了諸多科學性高、操作性強的碳排放量減排目標區域分解思路、原則和方法，為各省進行碳排放量減排目標分解提供了一定的科學支撐。然而需要注意的是針對碳排放總量提出的分配方法，其分解結果的合理性直接受到碳排放增量目標確定的合理性制約[10]。基于碳排放增量目標難以科學、合理確定的現實情況，建立在碳排放增量目標基礎上的目標分解方法學的可行性需要進一步研究和探討。綜上所述，目前國內外研究大多數是以碳排放總量分配為主的分配原則，主要考慮了責任、平等、效率和能力等因素。我國不同區域在歷史碳排放總量及累積量、單位國內生產總值二氧化碳排放量、人均二氧化碳排放量、環境質量、降碳空間和潛力等方面存在明顯差異，其原因主要是各省在人口基數、經濟社會發展情況、城鎮化率、能源結構、產業結構、工業化程度以及清潔能源資源稟賦等方面存在顯著差異。因而排放量分解方法不能簡單處理，必須統籌考慮各種因素。

本文所述方法在均衡分解某省碳排放強度下降目標的情況下，采用平衡式調節方法對各地市的碳排放強度下降目標進行調整，協同考慮融入大氣污染控制現狀因素，如按照某省內“十三五”期間或某一年度環境空氣質量綜合指數排名情況，將某省各地市進行分類，差異化制定其碳排放強度下降目標并在此基礎上進行整體測算，在預留戰略排放空間的同時，保證完成某省碳排放強度下降目標。

3 碳排放強度控制目標區域分解方法

3.1 分解原則

原則一：平衡關系。應保證某省各地市GDP增長量和二氧化碳排放增長量數據與省級總量數據相吻合、目標相一致。建立平衡關系式，如下：

某一時期內某省各地市二氧化碳排放量=同期某省二氧化碳排放總量

原則二：基于新形勢下減污降碳協同增效的重大意義和科學內涵，統籌考慮溫室氣體與大氣污染物之間的協同控制要求，在碳排放強度目標分解過程中考慮空氣質量因素。

原則三：綜合考慮下轄地市碳排放量、產業結構、降碳潛力、空氣質量等因素，建立碳排放強度下降率分解模型。將國家分配至省級的單位生產總值二氧化碳排放下降率（碳排放強度下降率）指標進一步向各地市分解。

3.2 分解思路

碳排放強度控制目標區域的分解思路如圖1所示。

圖1 碳排放強度控制目標區域分解思路

3.3 分解方法

（1）已知指標為某省各地市2020年GDP（A）、各地市2020年碳排放量（B）、各地市“十三五”GDP增長率（C0）。

（2）假設各地市“十四五”GDP年均增長率（C）等于“十三五”GDP年均增長率（C0），假設各地市“十四五”碳排放強度下降率（D）初始值采用省級目標值。

（3）根據各地市2020年GDP（A）、“十四五”GDP年均增長率（C），推出其2021-2025年GDP總量（I-M），公式如下：

采用ORIGIN 9.1軟件進行繪圖。采用SPSS19.0統計軟件對3種致病菌數量分布與水齡做相關性分析。

本年度GDP總量=上年度GDP總量×（1+GDP年均增長率）①

（4）根據各地市“十四五”碳排放強度下降率（D）初始值，推出“十四五”年均碳排放強度下降率（E），公式如下：

碳排放強度年均下降率=1-（1-“十四五”碳排放強度下降率）1/5②

（5）根據各地市的“十四五”GDP年均增長率（C）和“十四五”年均碳排放強度下降率（E），推出各地市“十四五”年均碳排放量增長率（F），公式如下：

“十四五”年均碳排放量增長率=（1+“十四五”GDP年均增長率）×（1-“十四五”年均碳排放強度下降率）-1 ③

（6）根據各地市“十四五”年均碳排放量增長率（F）和各地市2020年碳排放量（B），推出各地市2021-2025年碳排放量（N-R），公式如下：

本年度碳排放量=上年度碳排放量×（1+“十四五”年均碳排放量增長率） ④

（7）根據各地市2021-2025年GDP總量（I-M）和2021-2025年碳排放量（N-R），計算各地市2021-2025年碳排放強度（S-W），公式如下：

某年度碳排放強度=該年度碳排放量/該年度GDP總量 ⑤

（8）根據2021-2025年碳排放量（N-R）和各地市2021-2025年GDP總量（I-M），加和計算各地市合計2021-2025年碳排放總量和各地市合計2021-2025年GDP總量，二者相除得到省級2021-2025年碳排放強度，公式如下：

某年度省級碳排放強度=該年度各地市合計碳排放總量/該年度各地市合計GDP總量 ⑥

（9）根據省級2021-2025年碳排放強度計算此情景下的省級“十四五”碳排放強度下降率，公式如下：

省級“十四五”碳排放強度下降率=（2020年省級碳排放強度-2025年省級碳排放強度）/2020年省級碳排放強度 ⑦

（10）根據管理需要及各地市經濟社會發展及碳排放實際情況綜合考慮多種因素后，調整各地市的碳排放強度下降率（D）目標值。例如，根據2020年省級空氣質量綜合指數排名情況，分為三類：排名前三的地市，其“十四五”碳排放強度下降目標在省級目標值基礎上-0.5%；排名居中的地市，其“十四五”碳排放強度下降目標采用省級目標值；排名后三位的地市，其“十四五”碳排放強度下降目標在省級目標值基礎上+0.5%。據此試算省級“十四五”碳排放強度下降率。

（11）調整各地市合計碳排放總量與省級碳排放總量預測值之間的平衡關系以及各地市合計GDP總量與省級GDP總量預測值之間的平衡關系。在省級碳排放強度下降率達標的前提下，達到平衡（滿足省級預測值）后，根據測算出的省級碳排放強度下降率數據與目標值的差值，測算“十四五”期間每年預留的碳排放量空間，這部分戰略預留碳排放量可用于省級層面重大耗能項目二氧化碳排放增量的統籌協調。

4 結論

現階段，國內外碳排放目標分解以總量分配為主旋律，對碳排放增量按照公平性指標、可行性指標、效率性指標等進行相應分解，在分解過程中對不確定性因素控制能力不足，如易受到各項指標權重值難以合理確定、各地市同一指標的差異大等影響，易出現增量分配結果偏離實際或進一步測算發現部分地市難以完成碳排放強度下降率控制目標的情況。根據我國所處的發展階段，碳減排目標應當是以碳排放強度減排為目標的總量減排，為更有效地實現我國2030年碳減排目標，開展碳排放強度控制目標分解方法研究尤為重要。

本文提出的碳排放強度目標分解方法通過構建分配模型，綜合考慮各地市碳排放量、產業結構、降碳潛力、空氣質量等因素，兼顧公平和差異化原則，融入了新形勢下減污降碳協同控制的理念以及戰略預留碳排放空間的思想，可將省級碳排放強度目標公平、合理地分解到各地市，并使各地市在完成既定經濟社會發展目標的同時完成碳排放強度下降目標，具有可操作性。