河南省農村居民能源消費碳排放的測算及影響因素分析

胡安然 王元明

（天津商業大學，天津 300133）

1 引言

自20 世紀80 年代以來，化石能源消費引起全球溫室氣體排放量呈不斷上升趨勢，全球變暖會對人們的生活產生負面影響。2020 年，我國承諾力爭于2030 年前實現碳達峰，2060 年前實現碳中和。隨著經濟的不斷發展和城鎮化建設的持續推進，農村能源消費呈逐年上升趨勢，其碳排放已成為我國居民能源消費碳排放的重要組成部分［1］。相關研究顯示，近20 年我國農村居民人均碳排放量年均增速是城鎮居民的3.34 倍。此外，我國農村有豐富的可再生能源資源，但能源消費以煤炭為主且能源利用效率低，而且農村人口眾多，因此存在很大的減排潛力［2］。針對我國農村能源消費不斷增加的客觀現實，農村必須實現能源結構轉型，以適應氣候變化的總體發展目標［3］。

近年來，國內外學者從不同角度對居民能源消費碳排放進行研究。Reinders 等［4］通過調查11 個歐盟成員國的家庭能源需求，發現各國家庭總能源需求的差異主要是由于家庭總支出的差異。王莉等［5］測算了1995—2011 年我國城鄉居民家庭碳排放量。李媛等［6］基于碳排放系數法測算了甘肅省直接生活能源消費碳排放量。Shirley［7］基于消費的生命周期評價法分析了美屬維爾京群島內家庭的碳足跡。Cao等［8］利用LMDI 模型分析了影響中國家庭消費碳排放增長的因素。李建豹等［9］基于中國5 個省區21 個市縣的調研數據，利用STIRPAT 方法分析了影響西北地區家庭碳排放的因素。

綜上所述，目前學者較少關注省級層面，主要以城鄉居民為研究對象，較少研究單一省份農村居民的能源消費碳排放。作為我國人口和能源消費大省，河南省對能源需求量不斷增長，面臨較大的減排壓力。因此本文以河南省農村居民為研究對象，測算其能源消費碳排放量并分析其影響因素，以促進政府制定更具針對性的治理措施和管理政策。

2 研究方法

2.1 直接能源消費碳排放測算

居民直接消耗的能源包括煤炭、石油、汽油、柴油等一次能源，也包括電力和熱力等二次能源。本文采用IPCC 碳排放系數法測算河南省居民直接能源消費碳排放量，以下分別對化石燃料和電力消耗的碳排放進行具體計算。

2.1.1 化石能源消費碳排放量

計算公式如下：

式中，CDEC為居民直接能源消費碳排放量，萬t；DECi為居民第i 種能源消費量，萬t；NCVi為第i 種能源的平均低位發熱量，TJ/104t；EFi為第i 種能源的含碳量，tC/TJ；Oi為第i 種能源的碳氧化率，%；i 為第i 類化石能源。

2.1.2 電力碳排放量

計算公式如下：

式中，Ce 為電力消耗碳排放量，tCO2e；E 為居民電力消耗量，萬kW·h；g 為電力碳排放因子，tCO2e/（萬kW·h）。

2.2 間接能源消費碳排放測算

本文基于投入產出分析法對河南農村居民消費間接碳排放進行測算，計算公式如下：

式中，CIEC為居民能源消費間接碳排放量，t；M 為投入產出表中各產業部門所對應的產業能源碳排放強度，t/萬元；A 為投入產出表中的直接消耗系數矩陣，（I－A）－1為Leontief 逆矩陣，也稱完全需要系數矩陣；Y 為農村居民在各產業部門中的消費量，元。

2.3 結構分解模型

本文采用LMDI 模型對居民消費碳排放進行分解，在直接碳排放方面，選取能源碳排放強度、能源消費強度、經濟發展、人口規模4 個影響因素進行分析；在間接碳排放方面，選取隱含碳排放強度、居民消費結構、居民消費水平、人口規模進行分解。基本公式如下：

式中，Cd為直接能源消費碳排放量；Cid為間接能源消費碳排放量；i 為能源類型；n 為消費類別；Ci為第i 種能源的碳排放量；Cn為第n 類居民消費支出類型所對應的間接碳排量；F 為居民生活能源消費量；G 為地區實際GDP；P 為農村居民人口數量；M 為隱含碳排放強度；Q 為居民消費結構，即第n 類居民人均消費支出和人均消費總支出的比；I 為居民消費水平，即第n 類居民人均消費支出；e 為碳排放強度；s 為能源消費效率；g 為經濟發展水平；p 為人口。

使用0 表示基期，t 表示t 期，從基期到t 期的居民直接能源消費碳排放變化量用ΔC 表示。

3 數據來源及處理

本文研究所需數據主要來源于2005—2020 年《中國能源統計年鑒》《河南統計年鑒》等。投入產出表5 年編制1 次，因此本文采用的河南省投入產出表年份為2007 年、2012 年、2015 年、2017 年。目前，我國居民生活中主要消費的能源包括煤炭、油品、天然氣、電力和熱力［10］。本文選取焦炭、原煤、型煤等12 類能源作為測算指標，參考《2006 年IPCC 國家溫室氣體清單指南》《中國能源統計年鑒》可得到相關能源的低位發熱值、碳氧化率、能源含碳量。根據《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》中關于河南省所在區域電網以及電力碳排放因子數據，本文將河南省電力碳排放系數取為0.801 kg/（kW·h）。對于熱力的碳排放計算，先將其轉換為標準煤，再乘以標準煤的碳排放系數。

4 結果與討論

4.1 直接能源消費碳排放量

2005—2020 年，河南省農村居民能源消費碳排放總量呈倒“U”型趨勢，碳排放總量由2005 年的1 381 萬t 下降至2020 年的637 萬t。2005—2012年，能源消費碳排放呈波動增長趨勢。2013—2020年，能源消費碳排放總體呈下降趨勢，主要是由于隨著經濟的不斷發展，農村生活水平日益提高，居民可選擇更優質能源類型。在能源結構上，不同能源碳排放量差異較大，煤炭在能源消費中占據主導地位，油品、電力、熱力、天然氣消費碳排放量占比相對較小。

4.2 間接能源消費碳排放量

從總量上來看，2007—2017 年河南省農村居民間接能源消費所產生的碳排放總體呈上升趨勢，其中在2007—2012 年呈現明顯上升趨勢，由2 341 萬t增長至10 006.23 萬t，在2012—2017 年存在輕微下降態勢，從2012 年的10 006.23 萬t 下降至2017 年的8 245.55 萬t。從不同類型碳排放量來看，居住、食品、文教、交通在河南省農村居民間接能源消費碳排放中的占比較大。2007 年，居住、交通、食品、文教貢獻率依然為前4 位。可以看出，與居民衣食住行相關的產業的碳排放貢獻率明顯高于其他產業，但近年來食品、居住、交通類的貢獻率呈逐年下降趨勢，文教類的貢獻率逐年上升。

4.3 碳排放影響因素分析

4.3.1 直接能源消費碳排放影響因素

根據直接能源消費碳排放的分解結果，2005—2020 年河南省農村居民直接能源消費碳排放量降低了759.6 萬t。能源碳排放強度、能源消費強度、人口規模均為負向效應，經濟發展水平為正向效應。其中，經濟發展效應對直接能源消費碳排放的貢獻最大，貢獻值為2 839.4 萬t；其次是能源碳排放強度效應，貢獻值為－2 837.1 萬t。人口規模效應和能源消費強度效應的貢獻相對較小。2005—2020 年河南省農村居民直接能源消費碳排放影響因素分解結果見表1。

表1 2005—2020 年河南省農村居民直接能源消費碳排放影響因素分解結果萬t

由表1 可知，經濟發展拉動了直接能源消費碳排放量的增長，在2005—2020 年對河南省農村居民直接能源消費碳排放的推動作用累計為2 839.4 萬t，年均推動作用為189.3 萬t。2005—2020 年能源消費強度變動使直接能源消費碳排放量降低了266.5 萬t。從時間維度上看，能源消費強度效應對居民直接能源消費碳排放的抑制作用呈顯著波動變化。人口規模對居民直接能源消費碳排放的增長起抑制作用，但影響較小。2005—2020 年河南省農村人口不斷降低，由2005 年的6 774 萬人下降到2020 年的4 429 萬人，對直接碳排放量的累計抑制作用為495.4 萬t。

4.3.2 間接能源消費碳排放影響因素

根據分解結果，2007—2017 年河南省農村居民間接能源消費碳排放量增長了5 091.9 萬t。其中，隱含碳排放強度效應的抑制貢獻量最大，為4 702.98萬t；其次是人口規模效應，抑制貢獻量為25.93 萬t。居民消費水平效應導致居民間接能源消費碳排放量增長了9 531.33 萬t，居民消費結構效應推動作用相對較小，為289.48 萬t。2007—2017 年河南省農村居民間接能源消費碳排放影響因素分解結果見表2。

表2 2007—2017 年河南省農村居民間接能源消費碳排放影響因素分解結果萬t

由表2 可得，研究期間居民消費水平對居民間接能源消費碳排放量的增長具有重要的推動作用，累計推動作用為9 531.33 萬t，這說明居民消費水平是拉動居民間接能源消費碳排放量增長的決定性因素。居民消費結構也是驅動間接能源消費碳排放量增長的重要因素，除了在2007—2012 年表現為抑制作用，總體上對間接能源消費碳排放量的增長仍為推動作用。居民消費結構效應驅動間接能源消費碳排放量增加289.48 萬t，這是因為人們生活水平不斷提高，居民消費結構發生重大變化，由基本型消費向享受型消費轉變，進而推動居民間接能源消費碳排放量的增長。人口規模效應對居民間接能源消費碳排放量的增長表現為負效應。

5 結論和對策

5.1 結論

（1）2005—2020 年河南省農村居民直接能源消費碳排放總體呈下降趨勢，由1 381 萬t 下降至637萬t。在能源結構上，居民煤炭消費碳排放所占比重最大，其次是油品、電力、熱力、天然氣。在能源消費變化趨勢上，煤炭消費所產生的碳排放量波動較大，熱力消費碳排放量呈緩慢波動式增長，天然氣消費碳排放量及其所占比重總體上均增加。

（2）2007—2017 年河南省農村居民間接能源消費碳排放呈先上升后下降趨勢。在產業結構上，居住、食品、文教、交通在河南省農村居民間接能源消費碳排放中的占比較大。

（3）根據結構分解分析可得，2005—2020 年河南省農村居民直接能源消費碳排放量降低了759.6 萬t。能源碳排放強度、能源消費強度、人口規模均為負向效應，經濟發展水平為正向效應。2007—2017 年河南省農村居民間接能源消費碳排放量增長了5 091.9萬t。隱含碳排放強度效應的抑制貢獻量最大，其次是人口規模效應。居民消費水平效應和居民消費結構效應均推動間接碳排放量增長。

5.2 對策

本文結合影響因素對降低河南省農村居民能源消費碳排放提出以下對策：進一步優化產業結構，提高能源使用效率，不斷開發清潔能源，降低產業部門的碳排放。加強農村能源建設，并根據當地農村的基本情況綜合運用多種方式予以支持。加強低碳宣傳，引導農村居民轉變消費方式，優化居民消費結構，鼓勵農村居民消費低碳產品。低碳產品的碳排放量較低，有利于保護環境［11］。提倡農村居民使用綠色交通工具，低碳出行，降低直接能源消費碳排放量。