1999—2009年新疆能源消费碳排放的因素分解及实证研究

顾成军，龚新蜀

(石河子大学经济与管理学院，新疆石河子832003)

0 引言

2003年，英国政府公布了《我们能源的未来:创建低碳经济》白皮书，使得“低碳经济”第一次见诸于政府文件。自此，各国政府纷纷致力于对推动本国“低碳经济”的发展进行研究;同时，关于“低碳经济”相关的研究迅速也在国内外学术界成为研究的热点。2009年12月《联合国气候变化框架公约》缔约方第15次会议(哥本哈根气候峰会)召开，中国承诺延缓二氧化碳的排放，到2020年中国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%[1]。现在，中国已超过美国成为头号排放国，碳排放量占世界碳排放总量的约21%。新疆作为中国经济发展相对落后的省区却面对着二难选择:一方面是快速发展经济的内在需求，这将推动新疆的碳排放量持续增长;另一方面是碳排放减排的外在约束，这将使新疆面临减少碳排放量的压力。破解此二难选择的方法便是转变新疆经济发展方式。基于此，本研究利用LMDI分解方法对1999—2009年新疆能源消费碳排放进行了实证研究。通过对能源结构因素、能源强度因素、产业规模因素和人口规模因素对新疆人均碳排放的拉动和抑制效应进行分析，提出相应的政策建议。

1 模型构建

1.1 碳排放驱动因素分解模型

国内对碳排放进行因素分解研究较有代表性的学者是徐国泉等，他们的创新之处在于通过数学等式变换的方法构建用于实证分析的模型，其优点在于等式变换有目的的将被解释变量分解出多个解释变量[2]。遵循已有文献(徐国泉等，2006)[2]的研究方法，本研究将被解释变量碳排放量分解为4个主要影响因素，即，产业能源结构因素、产业能源强度因素、产业规模因素和人口规模因素。于是，可以构建新疆能源消费碳排放因素分解实证研究的模型(1)如下:

模型(1)中:C为被解释变量，也就是新疆能源消费的碳排放量;Ci为新疆第i种能源产生的碳排放量;Ei为新疆第i种能源消费的量;E为新疆消费的能源总量;G为新疆国内生产总值;Pi为第i种能源消费对应的年末人口数;P为新疆年末总人口数;用i区分不同的能源类型(i=1，2，3)，分别表示煤炭、石油和天然气。需要说明的是，模型(1)等式右侧括号中各个相乘的因子实际上就是解释变量，并且为了分析的简便，文中按照已有文献(徐国泉等，2006)[2]的惯常处理方法求取人均碳排放量影响因素的实证分析模型并加以简化，简化后的人均碳排放量影响因素分析模型为模型(2):

为了对新疆能源消费碳排放的各个因素的影响效应进行实证分析，还需要依据模型(2)测算新疆能源消费碳排放的各个影响因素的贡献值和贡献率，由此，基于模型(2)可以得到模型(3)和模型(4):

在模型(3)和模型(4)中:设定第T期人均碳排放量为AT，基期人均碳排放量为A0，则第T期相对于基期的人均碳排放量的贡献值ΔA为各个分解因素贡献值之和，并且贡献率D为各个分解因素贡献率之积。具体来说，ΔAc，ΔAs，ΔAq，ΔAm和ΔAp表示各个分解因素变动对人均碳排放变动的贡献值(t/人);Dc，Ds，Dq，Dm和Dp为各个分解因素变动对人均碳排放变动的贡献率，无单位;并且ΔAc和Dc均为碳排放系数因素，可看作分解余量;ΔAs和Ds均为能源结构因素;ΔAq和Dq均为能源强度因素;ΔAm和Dm均为产业规模因素;ΔAp和Dp均为人口规模因素。

1.2 对数平均Divisia指数分解法

LMDI指数分解法是指Ang(2004)的对数平均Divisia指数分解法[4]。设基期人均各能源消费碳排放量为A0i，第T期总量为AT i，函数F(x，y)=(x-y)/(lnxlny)，分解因素变动对人均碳排放变动的贡献值和贡献率的测算公式为:

从而，ΔA1，ΔA2，…，ΔA5和D1，D2，…，D5依次表示ΔAc，ΔAs，…，ΔAp和Dc，Ds，…，Dp。由于各种能源的碳排放系数在实际应用中一般取常量，因此在进行因素分解分析时ΔAc的数值始终等于0，从而D的数值为e0，即Dc≡1[5]。由此可知ΔA和D的进一步简化公式:D=Ds×Dq×Dm×Dp，ΔA=+ΔAs+ΔAq+ΔAm+ΔAp。

2 实证研究

2.1 数据收集与处理

数据主要来源于历年新疆统计年鉴。其中，国内生产总值为当年价统计数据(亿元)，人口数为年末人口数(万人)，价格指数为1995年不变价居民消费价格指数E为总能源消费量(万t标准煤)(表1)。鉴于统计数据口径的一致性和可获得性，选取新疆1995，1999—2009年的数据进行实证研究。其中，2008，2009年部分数据来源于新疆维吾尔自治区2008年[6]，2009年[7]国民经济和社会发展统计公报。

表1 新疆1995，1999—2009年国内生产总值、人口数以及总能源消费量Tab.1 GDP，population and the total energy consumption of Xinjiang in 1995 and 1999—2009

由于新疆历年消费的各种能源产生的碳排放量难以获得，所以本研究利用各类能源的碳排放系数等相关变量加以估算[8]。具体的估算公式为，E表示新疆能源消费总量;si表示第i类能源所占消费的能源总量的比重;ci表示各类能源的碳排放系数(表2)。另外，为了消除物价变动造成的影响，本研究对新疆历年国内生产总值数据进行了“平减处理”(表3)。

根据表1和表2中的相关数据，估算得到新疆历年国内生产总值(G)、人均总能源消费碳排放量(A)、人均煤炭消费碳排放量(A1)、人均石油消费碳排放量(A2)、人均天然气消费碳排放量(A3)的数据(表3)。

表2 各类能源的碳排放系数[8]Tab.2 Carbon emission coefficients of various energy

表3 新疆国内生产总值处理和人均总能源消费碳排放量等数据估算结果Tab.3 Processed GDP and estimated data of carbon emission quantity of the total energy consumption per capita etc.

2.2 因素分解分析

利用表1和表3中的相关数据和各分解因素对人均碳排放变动的贡献值和贡献率的具体测算公式可以得到相应的结果。其中，各分解因素对人均碳排放的贡献值的测算结果如表4所示，各分解因素对人均碳排放的贡献率的测算结果如表5所示。

表4 各分解因素对人均碳排放的贡献值测算结果Tab.4 Calculated outcomes of carbon emission contribution value per capita from the decomposition factors

表3显示，1999—2009年间新疆总能源消费人均碳排放量表现出逐年增长的趋势。表4和图1表明，新疆总能源消费碳排放分解为能源结构、能源强度、产业规模和人口规模四个因素后，能源结构和能源强度与新疆人均碳排放增长反方向变动，表现为负效应;产业规模和人口规模与新疆人均碳排放增长同方向变动，表现为正效应。1999—2009年，新疆能源结构对人均碳排放年平均贡献值为-0.042 58 t/人，能源结构效应为-7.798%;能源强度对人均碳排放年平均贡献值为-0.371 68 t/人，能源强度效应为-65.168%;产业规模对人均碳排放年平均贡献值为0.938 05 t/人，产业规模效应为134.150%;人口规模对人均碳排放年平均贡献值为0.236 43 t/人，人口规模效应为38.815%。

表5 各分解因素对人均碳排放的贡献率测算结果Tab.5 Calculated outcomes of carbon emission contribution rate per capita from the decomposition factors

产业规模是新疆人均碳排放快速增长的主导因素，人口规模对新疆人均碳排放快速增长的推动作用弱于产业规模的推动作用。按1995年不变价核算，新疆国内生产总值从1999年的814.85亿元至2009年的4 273.57亿元，以年均14.953%的增长率扩张了约5.244 61倍。同期，新疆总能源消费量以年均9.609%的增长率扩张了约2.919 37倍。从图1可以看出，产业规模因素对新疆人均碳排放贡献值曲线始终处于新疆人均碳排放总贡献值曲线的上方，并表现出近似指数增长的趋势。人口规模因素对新疆人均碳排放快速增长也具有显著的推动作用，但没有表现出近似指数增长的特点，其原因可能在于新疆1999年至2009年的能源消费量快速增长，而新疆年末人口的年均自然增长率处于相对稳定的水平，为11.21‰。在产业规模因素和人口规模因素的共同推动下，新疆碳排放表现出较快增长的特征，但是也间接反映出了新疆粗放式的经济增长方式。

能源强度对新疆人均碳排放增长具有显著的抑制效应，能源结构对新疆人均碳排放增长的抑制效应相对微弱。实测数据显示，新疆能源强度从1999年的3.091 31 t标准煤/万元以年均-2.077%的增长率逐渐下降到2009年的2.462 94 t标准煤/万元。换就话说，随着新疆利用能源的技术进步或者能源利用效率的提高，新疆能源强度表现出了一定的抑制效应。能源结构对新疆人均碳排放增长的抑制效应相对微弱。虽然抑制效应不太显著，但这反映了新疆优化能源消费结构已经初见成效。1999—2009年，新疆能源结构(si)表现出由于能源结构优化调整而不断波动的特点。虽然煤炭消费所占的比重(s1)有明显下降的趋势，但是煤炭消费所占的比重(s1)仍较高，仍高于55%，另外两种能源没有表现出明显的增长或下降的特点，所占比重均低于25%。

为了强化因素的可比性和便于进一步分析，对新疆人均碳排放起抑制效应的能源强度和能源结构两个因素的贡献率(均小于1)取倒数(图2)。取倒数后，新疆能源强度从1999年的1.019 68缓慢增加到2009年的1.042 75，能源结构从1999年的1.084 89缓慢增加到2009年的1.359 01。这与图2中能源强度和能源结构曲线的扁平型“U”型结构左侧的特征相符。1999—2009年期间，新疆能源强度因素和能源结构因素都表现出了较弱的抑制效应，但是新疆产业规模因素表现出了非常显著的拉动效应，从而拉动效应大于抑制效应。

3 结论与建议

3.1 结论

人均碳排放的影响因素产生抑制和拉动两种效应。能源结构和能源强度对新疆人均碳排放增长起抑制效应，且能源强度的抑制效应大于能源结构的抑制效应;产业规模和人口规模对新疆人均碳排放增长起拉动效应，且产业规模的拉动效应大于人口规模的拉动效应。

能源强度和能源结构的抑制效应难以抵消由产业规模因素和人口规模因素拉动的新疆人均碳排放量的增长。新疆人均碳排放的拉动效应主要来源于产业规模因素，人口规模因素的拉动效应相对弱一些。能源结构因素对新疆人均碳排放增长的抑制效应不太显著，但反映了新疆优化能源消费结构已经初见成效。能源强度因素对新疆人均碳排放增长具有显著的抑制效应。由于新疆经济规模的快速增长和能源利用技术水平的相对稳定，从而能源强度和能源结构的抑制效应难以抵消由产业规模因素和人口规模因素拉动的新疆人均碳排放量的增长。

3.2 建议

转变新疆经济增长方式和居民生活消费方式。一方面，新疆发展相对落后，有着迫切的发展社会经济的诉求。但是，从全国甚至全球的角度看，低碳经济日益受到推崇。新疆面对如此两难抉择，最佳的选择便是转变经济增长方式。另一方面，虽然新疆地处西北边陲，和发达地区市场相距甚远，但由于少数民族消费传统的影响，居民总体生活消费水平很高。所以，新疆的碳减排事关经济发展和居民生活水平，乃致社会稳定，需要通盘考虑以实现碳减排与经济发展及社会稳定的共赢。

调整能源消费结构和提高能源利用效率。一方面，近10余年来，新疆能源消费比重中煤炭在55%以上，对煤炭依赖程度较高。为了节能减排的推进和低碳经济的发展，调整新疆能源消费结构势在必行。例如，可以大力发展以新疆达坂城为代表的风能。另一方面，由于新疆地处高纬度地区，寒冷季节较长，每年需供暖5～6个月，并且较长时间气温在-30℃以下，从而需要大量能源。当前，新疆供暖能源仍以煤炭为主，积极开发新技术、提高能源的利用效率对于碳减排有重要意义。

[1]冯相昭，王雪臣，陈红枫.1971—2005年中国CO2排放影响因素分析[J].气候变化研究进展，2008，4(1):42-47.

[2]徐国泉，刘则渊，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):158-161.

[3]朱勤，彭希哲，陆志明，等.中国能源消费碳排放变化的因素分解及实证分析[J].资源科学，2009，31(12):2072-2079.

[4]李国璋，王双.中国能源强度变动的区域因素分解分析——基于LMDI分解方法[J].财经研究，2008，34(8):52-62.

[5]王锋，吴丽华，杨超.中国经济发展中碳排放增长的驱动因素研究[J].经济研究，2010(2):123-136.

[6]阿不拉·玉素甫.新疆维吾尔自治区2008年国民经济和社会发展统计公报[EB/OL].(2010-11-27)[2011-08-03].http://www.xjtj.gov.cn/stats_info/tjgb/101127130331651.html.

[7]阿不拉·玉素甫.新疆维吾尔自治区2009年国民经济和社会发展统计公报[EB/OL].(2010-11-27)[2011-08-03].http://www.xjtj.gov.cn/stats_info/tjgb/101127125599191.html.

[8]韩文科.中国可持续发展能源暨碳排放情景分析[R].北京:国家发展和改革委员会能源研究所，2003.