基于Kaya方法的四个直辖市碳效率评价与比较

宁忠仁，张宝安，逄文静

（1.新疆阿克苏（南疆）危险废物管理中心，新疆阿克苏843000；2.中国环境管理干部学院，河北秦皇岛066004；3.岫岩满族自治县产品质量监督检验所，辽宁鞍山114300）

基于Kaya方法的四个直辖市碳效率评价与比较

宁忠仁1，张宝安2，逄文静3

（1.新疆阿克苏（南疆）危险废物管理中心，新疆阿克苏843000；2.中国环境管理干部学院，河北秦皇岛066004；3.岫岩满族自治县产品质量监督检验所，辽宁鞍山114300）

应用Kaya恒等式的计算方法对我国4个直辖市2005-2009年的碳效率进行了评价和比较分析，结果显示：4个直辖市碳效率的排序在2005-2009年间没有发生变化，4个城市的碳效率都处于上升态势。

Kaya方法；碳效率；绿色综合指标；环境污染

1 研究背景

温室效应造成全球变暖是当今世界最热门的话题之一。2009年12月，联合国气候变化峰会在哥本哈根召开。会议达成的《联合国气候变化框架公约》到目前为止已获得了192个国家的批准。随着经济的高速发展，中国对能源的需求量也不断增加，目前中国已成为世界上第二大能源消费国和世界上仅次于美国的第二大二氧化碳排放源。面临巨大的减排压力，作为一个有责任心的大国，中国主动承担节能减排的国际义务，在“十二五”规划中明确提出了节能减排的十大措施，并于2009年11月26日正式对外宣布到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%的目标。

在全球变暖的大背景下，碳效率评价方法已成为世界性的研究热点。碳效率又称为碳生产率，为一定时期某一地区碳排放量与GDP的比值。最为常用的碳效率评价方法有：日本教授Yoichi Kaya于1989年在IPCC的一次研讨会上最先提出的Kaya恒等式[1]，用以定量分析人口、人均GDP、单位GDP能源强度和能源结构碳强度对CO2排放量的影响；Thomas Dietz[2]于1997年提出的IPAT模型，用来评估人口、富裕度和技术对CO2排放量的影响；Mikiko Kainuma[3]于2000年开发的AIM模型，用于预测日本的二氧化碳排放量；联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）于2006年提出的碳排放计算方法指南，用于计算能源消费结构和消费量对碳排放量的影响。

碳排放量应用计算方法研究有：马春[4]利用IPCC推荐的方法计算了天津1995-2007年的能耗和碳排放量；Yih F.Chang[5]利用输入-输出（I-O）结构分解法检验了台湾1989-2004年的CO2排放量变化，并确定了引起排放量变化的主要因素；Huibin Du[6]利用基于能值货币比率的输入-输出分析方法对CO2排放量进行了估计，并利用结构分解方法（SDA）来对造成中美2002-2007年贸易顺差中CO2排放量变化的驱动因素进行了分析；Richard S.J.Tol[7]编写了美国1850-2002年的能耗、能源和碳排放量的数据库；Li Zhangwei[8]用LMDI法计算了四川省1997-2008年农业CO2排放量，并将CO2排放的总效应分解为生产效应、结构效应和强度效应。

以上众多方法中，Kaya方法提出最早，应用最广。但目前关于碳排放量和碳效率的研究较多集中于对某一城市的静态或动态评价，涉及多城市的动态比较分析尚不多见。此研究应用Kaya方法计算我国4个直辖市2005-2009年的碳效率，并对其进行比较分析，以补充目前研究之不足。

2 Kaya恒等式计算方法

Kaya恒等式通过一种简单的数学公式将经济、政策和人口等因子与人类活动产生的CO2联系起来，具体表述如下：

式中：CO2为二氧化碳排放量；PE为一次能源消费总量；GDP为国内生产总值；POP为国内人口总量（P）；CO2/PE为能源结构碳强度（IC）；PE/GDP为单位GDP能源强度（IE）；GDP/POP为人均国内生产总值（G）。

为了既能够利用Kaya恒等式分析CO2的排放趋势又可以去掉残差，冯相昭等[9]对该恒等式稍作修改，得出下式：

式中：ΔIC为能源结构碳强度；ΔIE为单位GDP能源强度；ΔG为人均国内生产总值；ΔP为国内人口总量的变化。

3 我国4个直辖市的碳效率评价与比较

该研究采用Kaya恒等式方法，计算我国4个直辖市的效率。

3.1 数据获取和碳效率计算

从各地区统计年鉴中获取4个直辖市的基本数据如表1所示，碳效率计算结果如表2所示。

3.2 计算结果分析

4个直辖市的碳效率对比情况如图1所示。

由图1可知，4个直辖市的碳效率排序在2005-2009年间没有发生变化，且碳效率一直处于上升态势。由此可见，“十一五”期间，我国的节能减排政策作用显著，北京市的表现尤为突出。北京、上海、天津、重庆作为我国的4个直辖市，它们的示范作用在“十二五”期间将会有一个更好的预期。

4 结语

由于Kaya恒等式所需要的基础数据获取相对容易，Kaya恒等式物理意义明确，计算过程简洁，计算结果直观明了，已较为广泛地应用于国家、区域或城市等不同层面的碳效率评价中，能够较为客观地反映区域经济水平、碳生产率水平和对全球碳减排所做出的努力。但它与现有的众多碳效率评价模型一样，较多关注能源消耗的碳排放，对于生产和生活领域其他生产资料投入所产生的碳排放或碳耗用考虑尚不周全，如何将经济过程所有投入要素的生产或消费过程中的碳排放或碳耗用予以全面考虑，将是碳效率评价方法研究的新热点。

表1 2005-2009年4个直辖市的基本数据

表2 2005-2009年4个直辖市的碳效率元/t

图1 2005-2009年4个直辖市的碳效率

[1]KAYA YOICHI.Impact of Carbon Dioxide Emission on GNP Growth：Interpretation of Proposed Scenarios[R].//Presentation to the Energy and Industry Subgroup,Response Strategies Working Group.In Proceeding of IPCC Conference.Paris,1989.

[2]THOMAS DIETZ,EUGENE A.ROSA.Effects of population and affluence on CO2emissions[J].Proc.Natl.Acad.Sci.,1997,94：175-179.

[3]MIKIKO KAINUMA,YUZURU MATSUOKA,TSUNEYUKI MORITA.The AIM end-use model and its application to forecast Japanese carbon dioxide emissions[J].European Journal of Operational Research,2000，122：416-425.

[4]MA CHUN,JU MEITING,ZHANG XIAOCHUN,et al.Energy consumption and carbon emissions in a coastal city in China[J].Procedia Environmental Sciences,2011,4：1-9.

[5]YIH F.CHANG,CHARLES LEWIS,SUE J.LIN.Comprehensive evaluation of industrial CO2emission(1989-2004)in Taiwan by input-output structural decomposition[J].Energy Policy,2008,36：2471-2480.

[6]DU HUIBIN,GUO JIANGHONG,MAO GUOZHU,et al.CO2emissions embodied in China-US trade：Input-output analysis based on the emergy/dollar ratio[J].Energy Policy,2011,39：5980-5987.

[7]RICHARD S.J.TOL,STEPHEN W.PACALA,ROBERT H.SOCOLOW.Understanding Long-Term Energy Use and Carbon Dioxide Emissions in the USA[J].Journal of Policy Modeling,2009,31：425-445.

[8]LI ZHANGWEI,ZHENG XUNGANG.Studyon relationship between Sichuan agricultural carbon dioxide emissions and agricultural economicgrowth[J].EnergyProcedia,2011,5：1073-1077.

[9]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.

Evaluations and Comparisons of the Carbon Efficiencies of Four Centrally Administered Municipalities based on Kaya Method

Ning Zhongren1,Zhang Baoan2，Pang Wenjing3
(1.Aksu Solid Waste Management Center,Aksu Xinjiang 843000,China；2.Environmental Management College of China,Qinhuangdao Hebei 066004,China；3.Xiuyan Product Quality Inspection and Test Institution,Anshan Liaoning 114300,China)

Comparisons and evaluations on th e carbon efficiencies of the four centrally administered municipalities are provided based on Kaya method from 2005 to 2009.The results showed that：there was no change in the order of the four centrally administered municipalities'carbon efficiencies from 2005 to 2009,and the carbon efficiencies of the four cities were in the upturn.

Kaya method;carbon efficiency;green comprehensive index;environmental pollution

F205

A

1008-813X（2012）04-0040-03

10.3969/j.issn.1008-813X.2012.04.012

2012-04-28

宁忠仁（1967-），男，四川万县人，毕业于西北农林科技大学园林工程专业，工程师，现主要从事核废物管理工作。