我國居民消費直接碳排放影響因素分析

□文/陳林琳

（河北師范大學 河北·石家莊）

［提要］ 為分析人民生活水平提升以來的居民消費直接碳排放變化情況，本文采用IPCC 法測算2000～2020 年居民消費直接碳排放值，基于Kaya 理論采用LMDI 模型分析造成碳排放增長的影響因素。研究發現：居民消費直接碳排放總量研究區間內不斷攀升，居民生活對電力的需求程度仍在上漲，電力消費碳排放是居民消費直接碳排放主要構成。針對我國國情和發展趨勢，提出居民消費直接碳排放減排建議。

引言

隨著社會文明的進步和物質生活的豐富，人民對美好生活的需求不斷上漲，由居民消費帶來的溫室氣體排放問題導致氣候變暖、環境污染和生態系統破壞等一系列負面影響。據BP《2021 年世界能源統計回顧》報告顯示，中國是唯一一個對油和煤炭能源消費量增加、能源需求增幅最大的國家，碳排放量位于世界前列且遙遙領先于美國等發達國家和發展中國家。對身為發展中國家而言，“雙碳”目標是面向國內經濟系統改革和生態文明建設整體布局的巨大挑戰。因此，本文研究我國居民消費直接碳排放變化趨勢，從日常生活、取暖等居民生活方式和消費行為入手挖掘碳減排潛力，遵循數據可收集原則，選擇包含了人民生活水平提升過程的2000～2020 年為研究區間，采用IPCC 法測算居民消費直接碳排放并分析其特征；利用迪氏對數平均權重分解分析法（LMDI）分析造成碳排放增長的影響因素，針對我國國情和發展趨勢提出居民消費直接碳排放的減排建議，為引導居民轉向綠色低碳消費模式和實現碳減排目標提供科學依據。

一、文獻綜述

Shui 和Dowlatabadi（2005）的研究提出，通過CO2的產生是伴隨著消費者使用產品和服務的同時還是使用前后來區分消費直接和間接碳排放。生活中的日常照明、家用電器、取暖做飯、洗浴等是居民消費對汽油、煤、電等能源產品的直接使用，由此產生的二氧化碳被稱為居民消費直接碳排放，而這些生活消費涉及的化石能源和包括的一次和二次能源歸屬于居民消費的直接能源消耗。

居民消費直接碳排放的測算以IPCC 排放因子法為主，是由氣候變化委員會（IPCC）在國家溫室氣體排放清單編制指南中提到的參考方法，原理是計算燃料的排放因子，并獲取燃料消費實物量作為活動數據，將活動數據與排放因子相乘得到燃料排放的二氧化碳量。學者們在此基礎上不斷改進以進行不同研究對象的碳排放量核算。直接碳排放測算可利用IPCC 提供的指標，結合能源消耗數據選擇排放因子法進行測算。

探求居民消費直接碳排放增長影響因素的研究多在Kaya理論基礎上利用LMDI 法來開展。Kaya 理論的主要內容是將碳排放量分解為能源碳排放強度、能源消費強度、經濟、人口4 個影響因素構成恒等式。該等式還可對4 因子二級分解，故在提出后被廣泛應用于碳排放驅動因素的分析上。潘晨等（2022）在Kaya 理論的基礎上結合投入產出法分析中國各省份碳排放驅動因素，研究結果證明能源結構升級在抑制碳排放增長中發揮關鍵作用。

而LMDI 法來源于Ang 等人在1998 年對指數分解分析的改進，它便于研究各因素的變動對增量造成的影響。Ang（2005）研究指出LMDI 包含加和分解與乘法分解兩種形式且分解結果相似，但加和形式在公式處理上更簡潔。國內外很多學者選擇LMDI 分解方法開展碳排放、能源相關領域的實證研究。付云鵬等（2019）研究得出各產業部門的能源消費中能源結構對碳排放產生正向影響而能源強度則起到負向作用。門丹和黃雄（2019）綜合考慮產業和居民消費部門碳排放，利用LMDI 分解法得出能源消費強度因素對居民消費碳排放起到促進作用。

總體來看，在上漲的能源需求和急迫的碳減排任務雙重影響下，關注居民日常生活碳減排的研究較少，對居民消費直接碳排放的影響因素效應的結論尚未統一。因此，本文分析2000～2020 年中國居民消費直接碳排放量變化和各因素發揮的影響效應，擴展Kaya 理論，改進能源消費強度因素，加入消費水平因素，利用LMDI 方法構建居民消費直接碳排放影響因素分解模型，通過因素分解分析研究我國居民消費直接碳減排方向并提出建議。

二、我國居民消費直接碳排放測算

（一）居民消費直接碳排放測算模型。居民生活消費中的能源消耗包含日常生活中一次、二次能源用品，故本文選擇原煤、其他洗煤、型煤、焦炭、焦爐煤氣、其他煤氣、汽油、煤油、柴油、液化石油氣、天然氣、熱力、電力的能源燃料數據，再根據折標煤系數換算成統一單位后加總得出其標量。根據國家《綜合能耗計算通則》對電力、熱力二次能源的要求，本文采用“等價值”換算二者的消耗量，最終得到居民消費直接能源消耗量，將其作為活動數據，代入碳排放計算公式。其中，電力和熱力的消費要根據IPCC2006 的要求進行單獨計算。因此，居民消費直接碳排放公式為：

其中，Cdir指居民消費直接碳排放量；i 指能源品種；ACi指活動數據，即實際消費的化石燃料實物量（單位：萬噸或億立方米）；NCVi指各燃料低位熱值，也稱凈發熱值（單位：kJ/kg 或kJ/m3）；CCi指能源缺省含碳量（單位：kg/GJ），含碳量均采用IPCC參考值；O 指碳氧化率，這里采用IPCC 默認值100%；44/12 為碳轉換為二氧化碳的系數；Celec為居民電力消費碳排放量；Cheat為居民熱力消費碳排放量。

居民生活消費電力和熱力產生的碳排放量測算方法則借鑒IPCC2006 的算法建議，根據中國能源統計年鑒的能源平衡表中火力發電（供熱）消耗各個燃料的實物值，計算出燃料燃燒產生的總碳排放，再除以火力發電的總發電量（全國熱力總生產量）得到火力發電（熱力）碳排放系數，最后利用該系數和居民電力（熱力）消費數據得出居民生活消費電力（熱力）產生的碳排放量，公式如下：

其中，CEelec為全國火力發電和供應電力過程產生的碳排放量；Qelec為全國火力發電產生的總電量；ρe為電力碳排放系數；Celec為居民生活消費的電量所產生碳排放量；ELEC 為居民生活消費的電量；CEheat表示供熱所需的能源燃燒產生的總熱值；Qheat表示全國熱力總生產量；ρh為熱力的碳排放系數；Cheat表示居民生活消費熱力產生的碳排放量；HEAT 為居民生活消費的熱力。

（二）數據來源。居民消費直接能耗數據來源于2000～2020年《中國能源統計年鑒》全國能源平衡表實物量的“居民生活”終端消費統計指標；火力發電、供熱數據來源于《中國能源統計年鑒》的全國能源平衡表實物量“中間投入和轉換”的“火力發電”和“供熱”指標統計數據；居民消費支出數據來源于《中國統計年鑒》，剔除通貨膨脹因素并調整為以2000 年為基期數據。

本文參考IPCC2006 的指導方法和對燃料的定義，其中碳氧化率、含碳量數據、能源熱值測算數據也來自文件公布的缺省值，無對應統計口徑時，根據《中國能源統計年鑒》和各項公布報告數據進行替換。各能源折合標準煤的系數來自《中國能源統計年鑒》的附錄“各種能源折標準煤參考系數”和《綜合能耗統計準則》的附錄。

三、中國居民消費直接碳排放分析

從2000～2020 年居民消費直接碳排放變化趨勢來看，居民消費直接碳排放總量在21 年間隨著居民生活質量的提高不斷攀升，由3.9598 億噸翻了近5 倍至17.0864 億噸，增長速度在研究區間的前期上漲后放慢并呈現波動式回落。同時，居民對于電、熱力能源的需求和依賴程度逐漸加深，消費直接能耗量自2000 年起不斷上漲至61，895.79 萬噸標準煤，電力直接消耗量由5，207.37 上漲至32，225.15 萬噸標煤，熱力消耗量達到6，813.97 萬噸標煤。電力消費產生的碳排放量較之于熱力消耗的增長幅度和占比更大，由1.6607 億噸上漲近6 倍至2020 年的10.1274 億噸，熱力消耗產生的碳排放量由0.2363 億噸上漲至1.8423 億噸。（圖1）

圖1 居民消費直接碳排放量統計圖

究其原因，與我國經濟發展的階段有關，2000 年前后市場經濟大力發展，行業逐漸繁榮，居民生活水平提升和人口數上漲直接拉動了對煤、油、電的需求；后期隨著人口增速放緩、可替代消費種類增多、環保類政策要求的提出等，直接碳排放增長幅度逐漸放緩，反映出我國居民生活對電力的依賴和需求程度隨著社會物質水平發展而逐漸加大。

電力行業將是中國實現碳減排任務的關鍵領域，火力發電的煤耗量從2000 年546.1120 百萬噸標煤快速攀升至2，116.3487 百萬噸標煤，且煤一直占據我國火力發電能耗結構主體，對我國能源結構轉型目標有一定抑制，以火力發電為主的電力行業不僅是我國最大的碳排放部門，也將是未來十年能源增長的主體。

四、我國居民消費直接碳排放影響因素分析

（一）居民消費直接碳排放LMDI 分解模型。能源消費是反映經濟運轉的表盤，也是反映碳排放程度的關鍵指標，依據Kaya 恒等式，能源碳排放強度一直是碳排放程度的重要參照信息，而能源消耗結構作為達成“雙碳”目標的關鍵指標，則是節能路徑優化的重心；同時，居民消費直接能源消耗和碳排放的增長離不開能源價格、消費體量上漲導致的拉動，故本文在Kaya 理論的基礎上進行擴展，分為能源碳排放強度、能源消耗結構、能源消費強度、消費水平、人口規模5 個因素，利用LMDI加和分解方式構建居民消費直接碳排放影響因素分解模型，分析2000～2020 年中國居民消費直接碳排放量變化和各因素對此發揮的影響效應，步驟如下：

其中，Cdir為居民消費直接能源碳排放量，i 為能源類別（下同）；Cdir,i代表居民對第i 類能源的直接消耗所引致的碳排放量；E 是居民消費直接能源消耗總量的折合標煤數，Ei則是第i類能源的折合標煤數；CONS 為我國居民消費總支出；P 為人口數。進一步化簡，CEi為居民每消耗一單位i 能源產生的碳排放量，代表各類能源的碳排放強度影響；ESi為各類能源消耗量在居民生活能耗總量的占比，代表居民消費直接用能的能耗結構；EC 為單位消費支出的能源消費量，能源消費強度；CP 即為人均消費支出，代表消費水平；P 為人口數。

其中，△Cdir為居民消費直接碳排放變動的總效應；△CCE代表能源碳排放強度效應對居民消費直接碳排放量變化的貢獻；△CES表示能源消耗結構效應對居民消費直接碳排放量變化的貢獻；△CEC代表能源消費強度變化對居民消費直接碳排放量變化的貢獻；△CCP代表居民消費水平效應對居民消費直接碳排放量變化的貢獻；△CP代表人口規模效應對居民消費直接碳排放量變化的貢獻。

（二）居民消費直接碳排放因素分解結果分析。經測算后得到居民消費直接碳排放因素分解結果的貢獻值和貢獻率結果。研究可知，在21 年間消費水平效應、人口規模效應對居民消費直接碳排放的影響始終保持為正向效應，其中消費水平效應的促排作用強于人口規模效應，符合當前居民日常生活中對能源消費需求的增長拉動能源消耗碳排放的現狀。而能源消費強度效應對居民消費直接碳排放帶來的影響呈現波動，累計貢獻值顯示能源消費強度效應整體表現為負向作用。能源消耗結構效應呈現波動，貢獻值結果顯示呈現正向拉動作用，但近一半的時期中也發揮較明顯的抑制效應。能源消耗結構變化在碳排放增量中主要為正向效應。

1、能源碳排放強度效應。在近57%的年份中能源碳排放強度對居民消費直接碳排放的變動產生促進作用，但其拉動碳排放增長總量低于抑制碳排放總量，整體表現為負向的抑制作用。能源碳排放強度實質為能源碳排放系數，理論上其差值應該為0，不為0 的原因是電力、熱力碳排放系數的逐年變動。我國電力和熱力的碳排放系數是依據火力發電、產熱的能源平衡表實際數據計算，電力的碳排放系數先上漲后波動式下降，熱力碳排放系數表現為較穩定的持續上漲，兩者的變化趨勢共同作用下使得能源碳排放強度效應整體表現出波動。這與我國“十一五”“十二五”大力推進發電行業轉型、引導清潔能源投入使用的措施有關。當一單位能源燃料燃燒產生的碳排放越多，隨著居民對能源的需求增大，其拉動產生的碳排放量就越高，能源碳排放強度因素也與產業、科學技術水平有關聯，從能源燃燒起始處減少碳排放將是未來科技革命的關鍵技術問題。

2、能源消耗結構效應。分解結果顯示，能源消耗結構因素的變動對碳排放增量的影響整體表現出波動的正向影響，而在2003～2007 年、2013～2015 年等5 個時間段呈現較強抑制作用。其原因與我國居民消費直接能耗結構體現出對煤炭逐年遞減的直接使用量和對電力不斷增長的高需求有關。結合我國以火力發電為主的現狀，電力消費的直接碳排放量比重增大，導致能耗結構效應又對碳排放產生正向的拉動?？傮w來看，能耗結構效應表明消費直接碳排放的減排關鍵是要解決我國居民生活能源的消耗結構，擺脫以煤為主要燃料的發電能源使用現狀，推動發電行業的技術升級與清潔能源替換。

3、能源消費強度效應。能源消費強度效應代表增加一單位居民消費支出所消耗的能源量對居民消費直接碳排放的影響，根據LMDI 整體結果可知，它表現為對居民消費直接碳排放變動的抑制作用。能源消費強度效應在半數以上年份對碳排放增長呈現較強的負效應，且其負向影響的程度大于能源碳排放強度效應。該因素的倒數正好是生活消費能源的價格，這表明一單位消費支出可購買到的能源數量越少，即能源價格越高，其對居民消費直接碳排放的抑制作用就越強。

4、消費水平效應。消費水平因素表現為對居民消費直接碳排放增量較強的促進效應，除去2020 年疫情影響，消費水平效應的正向影響程度基本表現為持續加深，這與2000～2020 年居民消費水平的變化趨勢相吻合。居民消費水平的躍升使得對能源用品的需求進一步擴大，并推動居民消費直接碳排放量增長。但近年來人均消費支出水平增速放緩并呈現下降態勢，居民消費疲軟的特征顯現，同時新冠肺炎疫情爆發使得實體經濟長期停滯，更大程度遏制居民消費并影響我國居民收入增加。

5、人口規模效應。人口規模效應在2000～2020 年間始終保持對居民消費直接碳排放增量的正向影響，但其影響過程中存在一定波動，且波動趨勢與人口規模增長速度在2000～2020 年間的變動趨勢基本相符。其原因與居民生育意愿降低，人口結構整體進入老齡化有關。人口規模的提升效應符合我國實際，說明人口數量的增加會進一步擴大居民消費直接碳排放體量。

五、碳減排建議

研究結果顯示，我國居民消費直接碳排放量逐漸上漲，消費水平、人口規模變動和能源消耗結構是拉動居民消費直接碳排放增長的主要驅動因素，能源碳排放強度、能源消費強度則對居民消費直接碳排放產生抑制效應。降低消費直接碳排放不能簡單的通過抑制消費水平來實現，這違背了經濟規律和“雙循環”發展格局。為此，本文依據各影響因素的作用效果針對居民消費直接碳排放提出以下減排建議：

（一）加強碳減排技術發展，降低能源碳排放強度。從能源角度看，能源碳排放強度效應的抑制潛力體現在發電、供熱等各類能源碳排放系數的降低，即加大對碳減排能源技術領域的研發力度，通過科技手段從源頭處抑制能源燃料燃燒產生的碳排放，同時增強低碳技術在居民生活中的應用，如太陽能電樁、電動汽車等?？紤]居民生活對電力的依賴，我國仍需改革發電行業，降低火力發電機比重并優化火力發電的能源消耗技術，扶持風力發電、水力發電等清潔能源行業。提供技術、資金補貼等措施鼓勵企業和行業提高能源的利用效率，注重扶持新能源產業和綠色創新科技企業的發展，積極推進發電行業的低碳減排技術升級和綠色環保轉型，提高發電的高效化和低碳化。

（二）調整能源消費定價，確保能源合理配置。能源消費強度因素總體上呈現對居民消費直接碳排放增量的負向效應，能源的正確定價是消費直接碳排放減排政策關注的重點，消費者用一單位消費支出買到的能源數量越少，能源的消費量就會降低。政府應進一步發揮自身在能源市場的作用，設置并優化階梯式的能源消費價格，保障能源資源合理配置，減少能源過度使用和浪費。鼓勵制造業和企業對能源使用產品進行創新和升級，提高居民生活中的直接耗能產品的節能性。

（三）優化消費端和生產端能耗結構，豐富清潔能源產品。居民對于電力和供熱的高需求使得生活能源消耗結構對消費直接碳排放表現為較低的正向拉動，但能耗結構的優化調整具備碳減排的潛力。故政府應發揮自身管理和監督者的身份作用，通過補貼、優惠或者改革交易市場制度的方式增加生產和生活中清潔能源產品的使用，豐富市場上可供選擇的清潔能源產品，降低煤炭、石油類燃料的消耗；在消費者層面鼓勵居民多選擇使用零碳排綠色能源，調整居民消費能源消耗結構；交通出行上提倡公共交通工具等綠色出行方式，在城市和人流量大區域投放綠色出行工具。從生產端來看，應在政策和產業上積極引導發電企業對零碳能源的使用，改善我國以煤為主體的生產能耗結構，鼓勵使用天然氣等清潔能源來代替煤炭。