中国碳排放的产业差异分析

肖腊珍，陈 琰

(中南财经政法大学 统计与数学学院，武汉 430070)

中国碳排放的产业差异分析

肖腊珍，陈 琰

(中南财经政法大学 统计与数学学院，武汉 430070)

文章依据2004～2007年数据，测算了分行业的碳排放强度，运用Kruskal-Wallis检验分析各行业间碳排放强度的差异，并利用聚类分析方法将这些行业按照碳排放强度的高低分为三组，最后针对各组的具体情况提出相应的政策建议。

低碳经济；碳排放强度；行业分类；政策建议

0 引言

改革开放以来，我国经济实现了持续稳定快速增长，所取得的成就备受世人瞩目。在过去长达20年的时间里，我国GDP的平均增长速度达到9.4%，成为了世界第二大经济体。对外贸易取得了翻天覆地的变化，由1978年206亿美元的进出口总量增至2009年的22073亿美元，是世界第三贸易大国。工业化进程和城市化进程不断推进，综合国力在不断增强。但是，在经济发展的道路上和工业化进程中，我国经济发展过分依赖对自然资源和能源的消耗，尤其是制造业，其生产过程许多具有高能耗、高污染、高排放的问题，它们对能源的消耗和依赖更为严重。这也给我国生态环境造成了巨大压力。能源消耗排放的温室气体如二氧化碳，导致气候变暖，进而造成各种气候灾难，粮食减产等，严重威胁我国粮食安全、能源安全、水资源安全和卫生安全。

为了实现经济增长和生态环境的和谐发展，就需要对我国的产业结构进行调整和升级，促使我国走上低消耗、低污染、低排放的低碳发展之路。

1 相关研究成果述评

从现有文献来看，对碳排放的研究主要集中在以下几个方面：第一，对碳排放本身的研究。例如对碳排放量和碳排放强度的测度，碳排放的特征及其动态演进过程 （胡初枝等，2008），生态碳排放的评价体系，碳排放的区域差异（岳瑞峰等，2010），以及在不同情景下预测我国或某一地区未来的碳排放量（陈长虹，2005）等。第二，对碳排放外部影响因素的研究。这类研究主要是利用LMDI模型、GFI模型、KI模型等分析经济增长、产业结构、能源效率、能源消费、能源结构等因素对碳排放的影响（宋德勇等，2009）。第三，是对碳排放处理政策措施的研究。主要有对碳税、碳汇、碳排放权、碳减排技术、节能技术的研究（刘璋，2010）。目前，对碳排放的产业差异的对比研究相对较少。因此，有必要对我国的产业间碳排放差异进行研究，以分行业提出各行业的碳减排措施。

本文拟依据2004～2007年的GDP、分行业GDP以及能源消费数据，测算各行业的碳排放强度，分析各行业间的差异，并运用聚类分析法将行业按照碳排放强度的高低分为三组，最后对各组提出不同的政策建议。

2 碳排放强度的测度

2.1 碳排放强度的计算方法

所谓碳排放强度，是指单位GDP所排放的二氧化碳量。目前，中国的各种统计年鉴并没有公布二氧化碳排放量的数据，以往对二氧化碳排放量的研究中，主要是采用了二氧化碳信息分析中心、美国能源情报署、国际能源总署公布的年度数据，但是这些机构的数据是从上世纪90年代后期开始公布的。还有的学者是根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）公布的目录和计算方法，通过能源消费量和能源的碳排放系数进行折算的。我国学者在二氧化碳排放量的测度上也取得了很多有意义的成果，如张德英、徐国泉等人，其中，徐国泉等提出并改进的二氧化碳排放量的计算方法得到了学界的普遍认可和广泛应用。本文计算碳排放量的方法和碳排放系数参考2006年IPCC公布的《2006年IPCC国家温室气体清单指南》，碳排放量计算方法如下：

在上式中，Ei是第i种行业的二氧化碳排放总量，单位是kg；Hij是第i种行业消耗第j种能源所释放的热量，单位是TJ；aj是第j种能源的碳排放系数，即第j种能源释放单位热量所排放的二氧化碳量，单位是kg/TJ；Cij是第i种行业消耗的第j种能源的标煤量，单位是万t标准煤。本文所涉及的8种能源的碳排放系数如表1所示。

表1 各类能源的碳排放系数

2.2 计算各行业的碳排放强度

根据上面给出的碳排放强度的测算方法，可以计算出各个行业的二氧化碳排放强度。本文将经济系统分为八个行业，分别为农林牧渔业、采矿业、制造业、电气燃气及水的生产和供应业、建筑业、交通运输仓储和邮政业、批发零售和住宿餐饮业、其他行业，其中其他行业包括金融业、房地产业、社会公共服务业以及其他未包括在前七种行业中的行业，主要是第三产业中的一些行业。本文选取的变量为2004～2007年的分行业增加值（《中国统计年鉴2009》）、分行业煤炭消费量、分行业焦炭消费量、分行业原油消费量、分行业汽油消费量、分行业煤油消费量、分行业柴油消费量、分行业燃料油消费量、分行业天然气消费量（《中国能源统计年鉴2008》）。其中国内生产总值和第三产业增加值经过价格调整，均为以1978年为基期的数据，煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气的消费总量的单位均换算成万吨标准煤，换算系数为表2所示。

本文依据前述的碳排放强度的计算方法以及分行业相关统计数据，测算出分行业碳排放强度的结果如表3所示。

表2 各种能源折标准煤参考系数

表3 分行业碳排放强度 单位：（万吨/亿元）

3 碳排放的产业差异分析

低碳经济的实现途径之一是强调产业结构的调整，那么分析各个产业的碳排放强度并衡量比较其差异就显得尤为重要了。本文利用非参数检验方法分析各行业的碳排放强度之间的差异，将各个行业按照碳排放强度的大小进行层次聚类分析，并根据每组的均值大小将这些行业进行归类，均值最大的一组归为碳排放高危行业，均值居中的一组归为碳排放关注行业，均值最小的一组归为碳排放安全行业。

3.1 检验各行业的碳排放强度的方差齐性

利用方差分析检验单因素的多个水平之间是否有显著差异时的前提是不同水平下的各总体必须服从同方差的正态分布，因此，首先要对各行业的碳排放强度做方差齐性检验，检验结果如表4。

从表4中可以看出，levene统计量为6.375，相伴概率接近于零，远小于置信度0.05，所以拒绝零假设：各水平的方差相等，即这八个行业的方差是不相等的，不具有方差齐性。在这种情况下，不能再用方差分析来分析各个行业之间碳排放强度的差异，本文选择非参数统计中的多个独立样本的非参数检验，即Kruskal-Wallis检验。

表4 方差齐性检验结果

3.2 检验各行业碳排放强度差异

本文用Kruskal-Wallis检验方法来检验各行业碳排放强度的差异大小。Kruskal-Wallis检验的基本思想是：首先，将各组样本数值按照升序排列，并求出每个观察值的秩；然后，对各组样本的秩分别求平均数。如果各组样本的平均秩相差很小的话，说明多组样本之间不存在明显差异；如果各组样本的平均秩相差很大，则可以认为多组样本之间存在显著差异。Kruskal和Wallis构造出了Kruskal-Wallis统计量来精确衡量平均秩是否存在差异，Kruskal-Wallis统计量服从卡方分布。

基于以上思想，对八个行业的碳排放强度做Kruskal-Wallis检验，其检验结果如表5和表6。

表5 各行业平均秩

表6 Kruskal-Wallis检验结果a,b

从表5中可以看出，其他行业的平均秩最小，为2.5，说明金融业、房地产业、社会公共服务业等第三产业中的行业的碳排放强度是最小的，说明这些行业创造单位GDP所排放的二氧化碳最少；随后依次是批发零售餐饮住宿业、建筑业、农林牧渔业、交通运输仓储邮政业、采矿业、制造业、电气燃气及水的生产和供应业，说明电气燃气及水的生产和供应业、制造业、采矿业创造单位GDP排放的二氧化碳最多，交通运输仓储邮政业次之，批发零售餐饮住宿业、建筑业和农林牧渔业处于中等水平。从表6中也可以看出，卡方统计量为30.324，相伴概率接近于零，说明这八个行业的碳排放强度存在显著的差异。

3.3 依据碳排放强度对行业分类

为了便于对不同碳排放强度的行业实施不同的政策，需要对这八个行业根据碳排放强度的大小进行分类，使用的聚类变量为这八个行业1995年、2000年、2002～2007年的碳排放强度，分类方法是层次聚类分析，如果分为三组，结果见表7。

表7 层次聚类分析结果

其中，A组的组内均值最大，为112.93，即A组行业每亿元GDP的产出将排放112.93万吨二氧化碳碳，为碳排放高危行业，B组的均值居中，为14.05，即B组行业每亿元GDP的产出将排放14.05万吨二氧化碳，为碳排放关注行业，C组行业的均值最小，为1.07，即C组行业每亿元GDP的产出将产生1.07万吨的二氧化碳排放，其值远小于A组和B组的碳排放强度，是碳排放安全行业。因此，电气、燃气及水的生产和供应业为碳排放高危行业，制造业、采矿业、交通运输仓储邮政业为碳排放关注行业，农业、建筑业、批发零售住宿餐饮业和其他行业为碳排放安全行业。

4 结论及政策建议

通过以上分析，本文得出如下结论：农林牧渔业、采矿业、制造业、电气燃气及水的生产和供应业、建筑业、交通运输仓储邮政业、批发零售住宿餐饮业和其他行业的二氧化碳排放强度之间存在显著的差异，按照碳排放强度由高到低依次是电气燃气及水的生产和供应业、制造业、采矿业、交通运输仓储邮政业、农林牧渔业、建筑业、批发零售住宿餐饮业和其他行业。电气、燃气及水的生产和供应业之所以碳排放强度最高，是因为在电气、燃气和水的生产过程中要燃烧大量的煤炭等化石燃料，交通运输仓储邮政业是因为在交通运输过程中要消耗煤、汽油等作为动力。本文将八个行业分为三组，可根据各组的具体情况提出相应的政策措施。

为了保证经济的快速、稳定、健康发展，需要对不同的行业实行不同的低碳经济政策。

（1）对于碳排放高危行业，虽然我国目前正在走工业化道路，但是不能只一味地追逐工业的高产出，同时应注意到其大量排放的二氧化碳对生态环境的影响。应该加快研发二氧化碳吸收、封存和处理技术，提高能源的利用效率，开发新的能源，对工业部门征收碳税等，对实施碳减排卓有成效的企业给予鼓励和补贴。

（2）对于碳排放关注行业，应该鼓励新型燃料的生产和使用，寻找可以替代煤炭、石油等的燃料。

（3）对于碳排放安全行业，应给予大力的支持，鼓励其发展，尤其是金融业、房地产业这些高产出、低排放的行业。

（4）决策部门应充分发挥其作用，制定节能减排的相关政策，建立行业间的碳交易市场，完善碳交易的法律法规。同时加强对公众的教育和宣传，使公民自觉地加入低碳经济的队伍中来。

[1]丁一汇.应对气候变暖 中国面临挑战[J].中国环境报，2007，（6）.

[2]张坤民.低碳世界中的中国：地位、挑战与战略[J].中国人口·资源与环境，2008，5（3）.

[3]徐国泉，刘泽渊，姜照华.中国碳排放的因素分解模型及实证分析：1995-2004[J].中国人口·资源与环境，2006，16（6）.

[4]张丽峰.低碳经济背景下我国产业结构调整对策研究[J].开放导报，2010，4（2）.

F224.9

A

1002-6487（2011）02-0106-02

肖腊珍（1964-），女，湖北应城人，副教授，研究方向：应用统计学。

（责任编辑/浩 天）