碳中和對陜西省能源型城市影響及發(fā)展
——基于LMDI分析

張原浩，席彩琴

（西安歐亞學(xué)院，陜西 西安 710065）

1 引言及文獻(xiàn)綜述

我國區(qū)域性能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不平衡。西北部地區(qū)城市經(jīng)濟(jì)高度依賴于當(dāng)?shù)啬茉串a(chǎn)業(yè)消費(fèi)進(jìn)而帶動周邊中小城市發(fā)展，形成城市經(jīng)濟(jì)輻射效應(yīng)。碳中和路徑下城市結(jié)構(gòu)將會發(fā)生轉(zhuǎn)變。在我國還未達(dá)到碳達(dá)峰的前提下，長期以來碳排放數(shù)量，及能源消耗量逐年遞增，注重于經(jīng)濟(jì)發(fā)展而長期消耗自然資源。從時間上分析，我國碳中和將會比世界其他國家相對來說困難許多，意味西部地區(qū)轉(zhuǎn)型困難。

城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理是社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定以及碳中和道路的關(guān)鍵因素，能源產(chǎn)業(yè)型城市隨著能源逐步消耗而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)競爭力低下人口流失，在碳達(dá)峰之后碳中和道路上需要考慮能源型城市的可持續(xù)發(fā)展及合理規(guī)劃轉(zhuǎn)型。在低碳經(jīng)濟(jì)及逐步進(jìn)行碳中和策略背景下，進(jìn)行能源城市碳中和發(fā)展得了解城市能源結(jié)構(gòu)及其影響經(jīng)濟(jì)比重。有學(xué)者認(rèn)為城市圈影響能源消費(fèi)強(qiáng)度，但未能說明三大產(chǎn)業(yè)對于經(jīng)濟(jì)占比及能源比重。有學(xué)者將能源型城市低碳化路徑同國外類似城市轉(zhuǎn)型進(jìn)行對比，但未考慮中國能源結(jié)構(gòu)分布特殊，能源型產(chǎn)業(yè)集中于我國中西部地區(qū)，江浙等南方資源類企業(yè)分布較少第三產(chǎn)業(yè)占比高。在微觀因素上很多學(xué)者也做出了具體分析，以城市為單位做出分析，對能源城市轉(zhuǎn)型及碳排放有一定量分析，但忽略了這些城市是復(fù)合型城市，第二產(chǎn)業(yè)相對于第三產(chǎn)業(yè)占比逐年降低。對于資源占比忽略，這種轉(zhuǎn)變路徑雖會減少工業(yè)碳排放同時減少工業(yè)產(chǎn)出。

我國能源以煤炭為主，在減排碳中和路徑中，我國火電占比高達(dá)72%（2019年）。中國碳中和路徑是由火電轉(zhuǎn)變?yōu)殡姎饣l(fā)展，根據(jù)我國地理?xiàng)l件以及能源型產(chǎn)業(yè)大多位于中國西北部地區(qū)，對于依賴煤炭資源型城市在未來碳中和道路上增加碳庫，碳交易發(fā)展經(jīng)濟(jì)，填補(bǔ)化石能源帶來高碳排放。文章主要討論陜西省能源城市分布在碳中和背景下的轉(zhuǎn)型與區(qū)域性分散改革。

2 陜西省能源型城市碳排放概況及模型

2.1 LMDI模型的研究方法

文章采用對數(shù)平均迪式分解法（Logarithmic Mean Divisia Index Method）屬于因素分解分析法可以達(dá)到完全分解狀態(tài)。分解之后由于沒有殘值出現(xiàn)，是碳排放因素分解常用方法。基于CO2的排放研究主要基于三個方面內(nèi)容，分別是整體能源結(jié)構(gòu)組成以及能源組合形式和能源強(qiáng)度大小。

先構(gòu)二氧化碳排放Kaya恒等式：

P為人口基數(shù)，GDP/P是人均GDP，E/GDP為單位GDP能耗，CO2/E為二氧化碳核算值，將公式進(jìn)一步分解.

上述分解公式當(dāng)中所代表的都是單位消耗情況，C/F代表消耗二氧化碳排放量，F(xiàn)/E為燃料占比，E/S電力需要能源兩.S/G電力增長量.G/P為人均收入

根據(jù)（2）式計算從t-1年到t年i種能源消耗物碳排放量的變化趨勢，兩端取自然對數(shù)后再乘以之后再求和，可將（2）式轉(zhuǎn)化為：

將（3）式分解過后，可以得到LMDI公式對于各個因素的具體分解情況

以上式子當(dāng)中分析的都是能源型城市當(dāng)中大氣排放物變化；分別對應(yīng)人口、經(jīng)濟(jì)大小、城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消耗強(qiáng)度、能源消耗結(jié)構(gòu)大小及碳排放因子量大小六個要素進(jìn)行分析。

2.2 能源城市分析及數(shù)據(jù)來源

對于陜西省碳排放能源耗用分析數(shù)據(jù)來源于陜西省統(tǒng)計年鑒（2006～2019年），中國碳排放數(shù)據(jù)庫（2006～2019年），陜西省歷年能源平衡表（實(shí)物表）（2006～2019年）。由于部分統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)不一，數(shù)據(jù)不一致時采用均值法。

依據(jù)工業(yè)產(chǎn)值對于陜西省城市進(jìn)行分析對照。根據(jù)城市四要素即面積、資源、工業(yè)、軍事方面來看，2021年陜西榆林經(jīng)濟(jì)達(dá)到5 000億元，縱向?qū)Ρ韧瑸橘Y源類城市，榆林依靠自身能源資源發(fā)展經(jīng)濟(jì)，其中工業(yè)產(chǎn)業(yè)利潤占據(jù)到陜西省一半以上。陜西省城市結(jié)構(gòu)發(fā)展不均衡，對于碳中和路徑需要另外考慮城市的影響程度。

受到新冠疫情影響，能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)出口貿(mào)易及生產(chǎn)消費(fèi)量都有較大浮動后數(shù)據(jù)誤差較大，因此不作為參考。選取2019年陜西省各市GDP及其第二產(chǎn)業(yè)所占其比重進(jìn)行分析（見圖1）。分析出西安市由于地理及交通優(yōu)勢自身發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)比重較大，西安在逐步去工業(yè)化在碳中和時期轉(zhuǎn)型相對容易。榆林、寶雞、延安經(jīng)濟(jì)高度依靠其自身資源消耗，依靠化石燃料的大量生產(chǎn)消耗進(jìn)而帶動本地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長。在碳中和道路上轉(zhuǎn)型較為困難，經(jīng)濟(jì)體量除西安外其他城市有經(jīng)濟(jì)發(fā)展大量依賴于第二產(chǎn)業(yè)拉動經(jīng)濟(jì)的趨勢。

圖1 為2019年陜西省各市GDP及其各自第二產(chǎn)業(yè)所占供GDP比重。

3 結(jié)果分析

3.1 能源消費(fèi)及其分解因素的統(tǒng)計指標(biāo)分析

利用LMDI分解法的對于陜西省2006～2019年碳排放影響因素進(jìn)行分解得出表1～表2。

表1 能源強(qiáng)度逐年效應(yīng)分解（2006-2019）（單位：萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤）

表2 能源強(qiáng)度累計效應(yīng)分解（2006-2019）（單位：萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤）

根據(jù)表中可得出無論是累計效用還是逐年效用在人口層面以及經(jīng)濟(jì)大小層面均為正值，說明隨著人口以及經(jīng)濟(jì)的增長，能源消費(fèi)量也逐年遞增，對于陜西省來說，人口以及經(jīng)濟(jì)規(guī)模的遞增對于能源消費(fèi)以及碳排放有積極作用，即讓能源消費(fèi)量與碳排放量增加。表1中城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為負(fù)值時，其能源消耗強(qiáng)度與能源消耗大小也為負(fù)值。說明對于當(dāng)年的能源消費(fèi)和碳排放起到抑制作用。能源消耗強(qiáng)度負(fù)值代表強(qiáng)度的增加，但是有的城市結(jié)構(gòu)未曾改變，說明能源消耗量增加而引起了經(jīng)濟(jì)的增長，但是對于城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)沒有較大影響作用。

從LMDI分解得出的值來看，能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整可以影響到產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)強(qiáng)度，屬于正向反饋，從逐年分解結(jié)果來看，能源強(qiáng)度的絕對值最高，證明陜西省能源經(jīng)濟(jì)依靠于其大量的化石能源開發(fā)而提高經(jīng)濟(jì)規(guī)模，但歷年的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，近幾年變化浮動較小。高能源強(qiáng)度意味著能源消耗量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出量成正比關(guān)系，而能源結(jié)構(gòu)的絕對值較小，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上陜西省轉(zhuǎn)型相對容易，但對于經(jīng)濟(jì)體量及其人口影響較大。從人口規(guī)模來看，人口對于累計能源消費(fèi)碳排放的貢獻(xiàn)度僅為6.52%，說明陜西省人口對能源碳排放影響并不明顯。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)所占綜合能源貢獻(xiàn)度僅為5.55%。能源消費(fèi)強(qiáng)度對于陜西省碳排放貢獻(xiàn)度為79.32%，證明陜西省高度依賴于化石能源的消耗而帶動經(jīng)濟(jì)人口增長。

3.2 結(jié)構(gòu)分析

陜西省人口規(guī)模依靠于經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出量增加，相對穩(wěn)定的能源類產(chǎn)業(yè)消耗量目前是陜西省經(jīng)濟(jì)的主力支撐。能源結(jié)構(gòu)的變化不僅影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)且進(jìn)而導(dǎo)致碳排放量的變化，陜西省近年來，主要的煤炭石油等能源生產(chǎn)依靠榆林，延安，寶雞等地。消耗量的大小由當(dāng)?shù)貐^(qū)域內(nèi)的人口數(shù)量決定。因此，陜西省的碳排放結(jié)構(gòu)相對不平衡，西安市作為陜西省會城市依靠周邊能源類城市提供能源，碳中和轉(zhuǎn)型路徑相對周邊城市容易，其次是存在自身的第三產(chǎn)業(yè)占比較大。能源消費(fèi)強(qiáng)度影響因素依靠當(dāng)?shù)厝丝诩敖?jīng)濟(jì)規(guī)模大小。人口因素是碳排放在主要影響，依照此次分解結(jié)果來看，能源消耗比率較大地區(qū)的碳排放于當(dāng)?shù)厝丝诔收嚓P(guān)。其次經(jīng)濟(jì)較弱地區(qū)，第二產(chǎn)業(yè)由于自身地理位置未能發(fā)展擴(kuò)大，在碳中和轉(zhuǎn)型路上依靠自身的第一產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢可以彌補(bǔ)其經(jīng)濟(jì)差距。分析指出，陜西省高度依靠化石燃料消費(fèi)量的城市，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對單一化。陜西省總體的能源累計消耗強(qiáng)度為負(fù)值，能源消耗量逐年遞增。

4 結(jié)論與政策性建議

陜西省經(jīng)濟(jì)高速增長的原因是依靠自身資源效用來拉升經(jīng)濟(jì)體量。由于陜西省是內(nèi)陸省份，其自身發(fā)展經(jīng)濟(jì)本身高度依賴于本省的能源資源。對于貿(mào)易及第三產(chǎn)業(yè)也僅僅限于交通位置具有優(yōu)勢的西安市。西安由于依靠自身第三產(chǎn)業(yè)高度發(fā)展，逐步降低本區(qū)域內(nèi)第二產(chǎn)業(yè)量，依賴于周邊地區(qū)能源輸送。寶雞市交通發(fā)達(dá)，但在陜西省地理位置邊緣化以及自身人口規(guī)模不大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展也高度依賴于能源資源。榆林依靠發(fā)展能源經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)的逐步超越，但在碳中和的規(guī)劃路徑之下，能源生產(chǎn)意味著購進(jìn)大量碳匯，或增加自身碳庫量來實(shí)現(xiàn)碳中和路徑，在碳中和的路徑下，碳價將會逐步提高，對于能源類城市極度不友好。而對于陜西省經(jīng)濟(jì)體量較弱的城市來說，共同點(diǎn)是其自身的第一產(chǎn)業(yè)占比相對較高。在未來碳中和的發(fā)展路徑下，依靠其自身農(nóng)業(yè)發(fā)揮優(yōu)勢提高碳庫增長量，對周邊能源類城市碳交易實(shí)現(xiàn)自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也同時依靠碳市場規(guī)模限制能源類城市的能源消耗量及生產(chǎn)量。

在制定政策時，應(yīng)該因地制宜，依據(jù)城市經(jīng)濟(jì)體量，三大產(chǎn)業(yè)間的占比及其人口規(guī)地理位置等進(jìn)行系統(tǒng)性分析，實(shí)現(xiàn)城市群之間能源互補(bǔ)，碳資源互補(bǔ)，依靠市場規(guī)模即可實(shí)現(xiàn)各自經(jīng)濟(jì)發(fā)展，且限制能源高消耗，實(shí)現(xiàn)陜西省城市群發(fā)展結(jié)構(gòu)化、多元化。

在碳中和的政策下，陜西省對于能源類的依賴性較高，且依賴程度與經(jīng)濟(jì)人口規(guī)模成向正相關(guān)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放量之間的關(guān)系較強(qiáng)，在未來的碳中和發(fā)展路徑當(dāng)中，提高技術(shù)類的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，降低能源消耗強(qiáng)度或以城市群為中心，開發(fā)互補(bǔ)式能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。