基于LMDI 及Tapio 模型的河北省物流業(yè)碳排放驅(qū)動(dòng)因素研究★

董福貴， 靳博文

（華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院， 北京 102206）

0 引言

近年來，全球變暖所引起的問題逐漸加劇，嚴(yán)重威脅人類命運(yùn)共同體的發(fā)展，減少二氧化碳排放已經(jīng)成為全球關(guān)注的重點(diǎn)問題。為了應(yīng)對氣候變暖的挑戰(zhàn)，中國提出了“雙碳”目標(biāo)，該目標(biāo)的提出，為整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指明了方向，如何有效落實(shí)節(jié)能減排，促進(jìn)整個(gè)社會(huì)在高速發(fā)展的前提下更加符合綠色、低碳、循環(huán)的期望，成為新時(shí)代生態(tài)文明建設(shè)的焦點(diǎn)問題。

在“雙碳”目標(biāo)背景下，各行各業(yè)都應(yīng)該為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)作出努力。物流作為一個(gè)耗能較大的行業(yè)，節(jié)能減排刻不容緩。因此，明確不同驅(qū)動(dòng)因素對物流業(yè)碳排放的帶來的影響，研究分析物流業(yè)碳排放總量與經(jīng)濟(jì)增長能力之間的相互脫鉤關(guān)系，對于推動(dòng)河北省低碳物流發(fā)展有著重要意義。

1 文獻(xiàn)綜述

一些國內(nèi)外的學(xué)者對LMDI 因素分解法和Tapio脫鉤模型有所研究。Muhammad 等[1]采用LMDI 因素分解法和Tapio 脫鉤模型對1990—2019 年巴基斯坦電力行業(yè)二氧化碳排放的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行了研究。Chi Zhang 等[2]本文采用LMDI 因素分解法和Tapio 脫鉤模型，探討了1990—2016 年中國電力消費(fèi)的影響因素，并分析了經(jīng)濟(jì)增長與電力消費(fèi)之間的脫鉤狀況以及影響因素。張中秋等[3]首先對土地利用的碳排放量進(jìn)行了測算，其次利用LMDI 因素分解法和Tapio 模型分析了碳排放影響因素以及其與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系。張乘瑋等[4]利用LMDI 分解方法來研究連云港市2010—2019 年電力行業(yè)碳排放量變化的原因。

一些學(xué)者聚焦于物流業(yè)的碳排放影響因素研究。苑清敏等[5]首先對京津冀物流業(yè)碳排放量進(jìn)行測算，然后采用LMDI 因素分解法對京津冀1998—2012 年物流業(yè)碳排放驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分解，并采用與OECD 的脫鉤模式測算了碳排放量的脫鉤系數(shù)，對京津冀物流業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析。Timilsina.G.R等[6]研究了部分亞洲國家1980—2005 年運(yùn)輸部門碳排放情況，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長、人口規(guī)模和能源強(qiáng)度是導(dǎo)致交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放量增加的重要原因。

2 碳排放測算

由于碳排放量難以被精確計(jì)算，目前物流業(yè)碳排放沒有準(zhǔn)確的碳排放數(shù)據(jù)。本文采取IPCC 推薦的“自上而下”碳排放量估算方法，估算公式如下：

式中：C為物流業(yè)的碳排放量；i為不同的能源種類；Ci為不同種類能源的碳排放量；Ei為不同能源的消耗量；θi為不同能源種類的折標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)；δi為不同能源種類的碳排放系數(shù)。根據(jù)《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》發(fā)表的能源數(shù)據(jù)，結(jié)合河北省的實(shí)際情況，本文選擇原煤、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣和電力七種能源來估算河北省物流業(yè)碳排放量。具體的折標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)和碳排放系數(shù)如表1 所示。

表1 各種能源折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)和碳排放系數(shù)

3 碳排放驅(qū)動(dòng)因素分析

3.1 模型建立

在現(xiàn)在的研究中，指數(shù)分解方法中的迪氏分解法（LMDI）沒有殘差，是一種比較受到研究者青睞的分解方法。為進(jìn)一步研究河北省物流業(yè)碳排放的驅(qū)動(dòng)因素，本文根據(jù)河北省物流業(yè)實(shí)際發(fā)展情況，構(gòu)建了由碳排放強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)、能源效率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人均GDP 和人口規(guī)模六個(gè)驅(qū)動(dòng)因素構(gòu)成的LMDI 分解模型如下：

式中：Ct為物流業(yè)的碳排放量；Ct，i為不同能源種類的碳排放量；Et，i為不同能源種類的能源消耗量；Et為物流業(yè)的能源消耗總量；Yt為物流生產(chǎn)總值；Gt為河北省生產(chǎn)總值；Pt為河北省總?cè)丝凇?/p>

設(shè)定IC，i=Ct，i/Et，i為碳排放強(qiáng)度，代表不同能源的碳排放系數(shù)；IE，i=Et，i/Et為能源結(jié)構(gòu)指數(shù)，代表能源結(jié)構(gòu)對物流業(yè)碳排放的影響；EE=Et/Yt為能源效率，代表單位物流業(yè)生產(chǎn)總值所消耗的能源量；IS=Yt/Gt為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指數(shù)，代表河北省物流業(yè)的行業(yè)發(fā)展水平；GP=Gt/Pt為人均GDP，為為河北省生產(chǎn)總值與河北省總?cè)丝诘谋戎怠８鶕?jù)LMDI 加法模型，上述碳排放公式還可以分解如下：

式中：ΔCCI、ΔCEM、ΔCEE、ΔCIS、ΔCGP、ΔCP分別為碳排放強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)、能源效率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人均GDP和人口規(guī)模對物流業(yè)碳排放的貢獻(xiàn)。

由于IC，i為不同能源的碳排放系數(shù)，而在本文的設(shè)定中碳排放系數(shù)是不變的，所以變量ΔCCI為0。根據(jù)LMDI 分解模型，假設(shè)用A來代表其他五個(gè)驅(qū)動(dòng)因素，其他的碳排放變量可以統(tǒng)一為為：

式中：A同時(shí)代表CI、EM、EE、IS、GP、P 這些碳排放驅(qū)動(dòng)因素。

3.2 結(jié)果分析

根據(jù)前文建立的模型，以2005 年為基準(zhǔn)年計(jì)算得出河北省物流業(yè)的碳排放各個(gè)碳排放量影響因素的分解結(jié)果，最終的分析結(jié)果如表2 所示。

表2 河北省物流業(yè)的碳排放各個(gè)影響因素碳排放變化量

在五個(gè)影響因素中，能源結(jié)構(gòu)、人均GDP 和人口規(guī)模這三個(gè)影響因素累積為正值，表明在所研究的年份中這三個(gè)影響因素對河北省的碳排放起到了助推作用，即人均GDP 越高、人口規(guī)模越大隨之物流業(yè)碳排放量也會(huì)增加，同時(shí)可見碳排放對能源結(jié)構(gòu)也有一定的依賴程度，其中人均GDP 的累積影響值是最大的；能源效率和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)這兩個(gè)影響因素累積為負(fù)值，表明這些影響因素對物流業(yè)碳排放起到了抑制的作用，能源效率的抑制作用累積最強(qiáng)。也就是說，河北省在能源結(jié)構(gòu)、人均GDP 和人口規(guī)模這三個(gè)影響因素方面需要改善，這是未來減排的著力點(diǎn)。而通過進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源效率，可以有效地改善物流業(yè)碳排放量大的問題。

能源效率驅(qū)動(dòng)因素影響下的碳排放變化量隨時(shí)間變化較為劇烈，而能源結(jié)構(gòu)、人口規(guī)模驅(qū)動(dòng)因素影響下的碳排放變化量隨時(shí)間變化較為緩慢。這說明，能源效率這一驅(qū)動(dòng)因素是相對可變化的，是可以較為容易的通過優(yōu)化能源效率而達(dá)到減少碳排放量目的。隨著時(shí)間的推移，碳排放量主要呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。而在2020 年，碳排放量出現(xiàn)了明顯的下滑，主要是因?yàn)檫@一年新冠疫情的爆發(fā)影響了物流業(yè)的發(fā)展。將碳排放量和碳排放變化量的變化趨勢對比，可以發(fā)現(xiàn)二者的變化趨勢基本一致，說明LMDI 因素分解法對碳排放影響因素的分解是可靠有效的。

4 物流業(yè)發(fā)展與碳排放脫鉤效應(yīng)研究

4.1 模型建立

近幾年來，國內(nèi)一些學(xué)者用“脫鉤”概念及其指標(biāo)來反映經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放之間的關(guān)系。依據(jù)Tapio 脫鉤模型測度方法，脫鉤指數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中：T為脫鉤指數(shù)；Yt為t年的物流業(yè)生產(chǎn)總值；ΔY=Yt-Yt-1，為t年的物流生產(chǎn)總值與t-1 年的物流生產(chǎn)總值之差；Ct為t年的碳排放總量；TEM、TEE、TIS、TGP、TP分別為能源結(jié)構(gòu)脫鉤系數(shù)、能源效率脫鉤系數(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)脫鉤系數(shù)、人均GDP 脫鉤系數(shù)以及人口規(guī)模脫鉤系數(shù)。根據(jù)彈性指數(shù)不同，物流業(yè)碳排放變化量與物流業(yè)生產(chǎn)總值變化量之間的關(guān)系可以劃分為不同的脫鉤狀態(tài)。

4.2 結(jié)果分析

隨著河北物流業(yè)的不斷發(fā)展，根據(jù)上文建立的模型，通過計(jì)算可得河北省碳排放的Tapio 脫鉤指數(shù)與脫鉤狀態(tài)如表3 所示。

表3 河北省物流業(yè)碳排放脫鉤狀態(tài)

據(jù)表3 所示，2006 年與2007 年脫鉤狀態(tài)均為弱脫鉤，弱脫鉤狀態(tài)表明物流行業(yè)二氧化碳排放變化量與物流行業(yè)生產(chǎn)總值變化量均呈增加趨勢且二氧化碳排放增加速度慢于生產(chǎn)總值增加速度。2008 年與2009 年則表現(xiàn)為強(qiáng)脫鉤的狀態(tài)，表明生產(chǎn)總值呈增加趨勢但二氧化碳排放呈降低趨勢，是最為理想的社會(huì)發(fā)展情態(tài)。2010 年、2016 年與2018 年的脫鉤狀態(tài)依次表現(xiàn)為擴(kuò)張連接、擴(kuò)張負(fù)脫鉤和擴(kuò)張負(fù)脫鉤，這些狀態(tài)都表明物流行業(yè)的發(fā)展與二氧化碳排放量的增長有很強(qiáng)的正相關(guān)性，是不理想的社會(huì)發(fā)展情態(tài)。

可以在表中數(shù)據(jù)分析可得，從2006—2020 年物流業(yè)生產(chǎn)總值穩(wěn)步上升，即ΔY/Y總是大于0；而碳排放變化量，即ΔC在2008、2009、2014、2015、2017和2020 年這些年份實(shí)現(xiàn)了碳排放變化量下降，所以在這些年份中脫鉤狀態(tài)均為強(qiáng)脫鉤，即社會(huì)最希望的碳排放減少而生產(chǎn)總值增加。結(jié)合表2 分析可知，導(dǎo)致ΔC為負(fù)的重要影響因素為能源效率，根據(jù)數(shù)學(xué)公式可得EEt

5 結(jié)論

通過上述分析可得，河北省物流行業(yè)的碳排放量呈現(xiàn)逐年上升趨勢，在六個(gè)驅(qū)動(dòng)因素中，能源結(jié)構(gòu)、人均GDP 和人口規(guī)模對河北省物流業(yè)的碳排放規(guī)模不斷擴(kuò)大起到了一定助推作用，其中人均GDP 對物流行業(yè)的碳排放量的影響更為顯著；而能源結(jié)構(gòu)和能源效率這些驅(qū)動(dòng)因素對河北省物流業(yè)碳排放起到了一定的抑制作用。此外，在所研究的年度中，河北省物流業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和碳排放的脫鉤狀態(tài)除個(gè)別年份以外，更多地表現(xiàn)為弱脫鉤所以物流業(yè)還應(yīng)繼續(xù)制定相應(yīng)的針對性政策以推動(dòng)物流產(chǎn)業(yè)向低碳環(huán)保的方向發(fā)展，并盡早完成節(jié)能減排和碳排放與經(jīng)濟(jì)增長真正意義上的脫鉤。據(jù)此給出一些建議。

5.1 優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)

可以根據(jù)收集的數(shù)據(jù)可知，河北省物流行業(yè)主要使用的能源為各種油類燃料，其他占比相對較小。為了減少物流行業(yè)碳排放量，應(yīng)該致力于開發(fā)新型清潔能源、提高使用清潔能源的使用率、增加一些碳排放系數(shù)低的能源的使用。

5.2 提高能源效率

能源效率對物流業(yè)碳排放變化起到了很強(qiáng)的抑制作用，所以提高能源效率對物流業(yè)的低碳綠色發(fā)展是有效果的。一方面，實(shí)現(xiàn)“開源”，提高清潔能源在物流整個(gè)過程的利用率，如使用新能源汽車來實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸配送，同時(shí)也要提高清潔能源的轉(zhuǎn)化率。另一方面，實(shí)現(xiàn)“節(jié)流”，減少物流運(yùn)營過程中的不必要能源浪費(fèi)，如支持物流倉儲(chǔ)、包裝低碳化，較少物流作業(yè)過程中的廢氣、廢物排放。

5.3 改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也是抑制物流業(yè)碳排放的重要驅(qū)動(dòng)因素，改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是減少物流行業(yè)碳排放量的有效途徑。要改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)就需要?jiǎng)?chuàng)新，而技術(shù)創(chuàng)新又是一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展命脈。在運(yùn)輸管理方面必須不斷創(chuàng)新，以降低甚至避免空返運(yùn)送和迂回運(yùn)輸所帶來的能源浪費(fèi)問題。