低碳环境视角下浙江省能源消费碳排放的因素分解及驱动因子测定研究

朱庆丽

摘 要：随着低碳经济发展理念的提出和不断推进，能源消费碳排放问题已经成为全球关注的焦点和研究的热点。以浙江省为例，利用化石能源消费数据对CO2排放量进行测算，利用扩展的Kaya恒等式对二氧化碳排放量进行分解，再利用平均对数迪氏指数分解法（LMDI）进行分解，进而最后提出降低二氧化碳排放量及降低能耗强度的对策和建议。

关键词：能源消费；碳排放；驱动因子；LMDI分解

中图分类号：F205 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1672-3309（x）.2013.09.51 文章编号：1672-3309（2013）09-111-03

一、引言

随着经济的飞速发展，中国在发展中消耗了太多的能源和原材料。目前，我国单位GDP能耗高出世界平均水平，连续多年都位居世界前列。其中一次能源的消费占据主要部分，其特点是：煤炭的生产和消费比重偏高；石油的生产量低，消费量高，供需缺口需依赖进口石油满足；新能源利用率低，发展潜力大。

浙江作为中国的经济大省，同样也是能源消费大省，温室气体排放量大，2011 年，浙江省能源消费总量17827.27 万吨标准煤，占全国能源消费总量的5.12%，比2010 年的16865.29万吨标准煤增长了5.70% 其中，规模以上工业企业煤炭消费量从2010 年的12601.82万吨标准煤增加到 2011年的13598.61万吨标准煤，增长了7.9%；原油消费量从2010年的2835.41万吨标准煤增加到2011年的2939.77万吨标准煤，增长了3.6%。计算出2010 年浙江省能源消费二氧化碳排放量达到43682.612 万吨，比1985年增长约9.65倍，年均增长率38.6%，远高于国内同期水平；由此可见，为实现2020年浙江单位二氧化碳排放达到国家指标，全省面临巨大的温室气体减排压力，因此，明确浙江省能源消费碳排放因素的特征有重要的意义。

二、文献综述

能源分解分析中应用最广泛的是拉氏因素分解法和迪氏因素分解法，此外，还有连环替代法、交互影响平均分配法、交互影响按比重分配法等分解方法，Huang（1993）利用乘法代数平均迪氏指数分解法把碳排放分解为结构变动效应和能源强度改进效应。Zhang（2003）利用改进的拉氏指数法将工业能源消费分解为规模效应、实际的强度效应和结构效应。Ang（2004）指出对数平均迪氏指数法（LMDI）是多种方法中比较合理的，可以直接得到各种能源对能源消耗的结构效应、效率效应等。

随着经济的快速发展，气候变化问题已成为国际社会高度关注的热点，中国作为世界上第二大CO2排放国，正面临着越来越严峻的减排压力。冯相昭、邹骥（2008）认为，经济的快速发展和人口的增长是CO2排放增加的主要驱动因素，能源效率的提高有利于减少CO2排放，而能源结构的低碳化则是降低CO2排放水平的重要战略选择。李善同、许召元（2008）认为，行业能源强度的差别是决定能源强度差异的主要因素。李国璋、王双（2008）认为，由区域内能源强度所显示的区域内技术进步因素是影响中国能源强度变动的决定因素。

综上可以看出，以前学者的研究大多是从产业、行业或地区层面的研究，从能源种类的角度分析二氧化碳排放量的研究还比较少，特别缺乏从省域的角度分析能源消费碳排放的影响因子。而且研究的数据也比较陈旧，随着中国经济的飞速发展，我国的经济环境已经发生了比较大的变化，陈旧的数据已经不能反映中国经济发展的现实状况，从而不能得出合理的对策和建议。为此，本文通过测算1985-2011年浙江省各种能源排CO2量，然后用扩展的Kaya恒等式对CO2排放量进行分解，再利用平均对数迪氏指数分解法（LMDI）对CO2排放量进行分解，找出影响CO2排放的驱动因子，据此提出降低CO2排放量及及能源强度的对策和建议。

三、能源分解碳排放模型的理论构建

（一）Kaya恒等式的扩展

Kaya恒等式由Yoichi Kaya于IPCC的一次研讨会上首次提出。他认为碳排放与能源结构碳强度、单位GDP能源强度及人均国内生产总值有关。但近年来的研究不断表明，能源消费碳排放还与能源效率及主导产业类型等有较为密切的关系。鉴于此，引入能够表征产业结构、能源结构及能源效率的变量，对Kaya恒等式进行扩展。扩展后的Kaya恒等式表达为：

（1）

式中，C为各种类型能源消费导致的CO2排放总量；P为人口总数；Si=Ei/E，代表能源消费结构；Fi=Ci/Ei，代表各种能源消费类型i的CO2排放系数；I=E/Y，代表能源强度；G=Y/P，代表人均GDP。

假设C0和C1分别代表基年和T年的排放量，ΔC指的是T年相对于基年的排放变化量。结合公式（2）我们作以下分解：

ΔC=ΔSi+ΔFi+ΔI+ΔG+ΔP（2）

公式（2）显示CO2排放量的变化是五个因子共同作用的结果，即能源的碳强度效应ΔF、单位GDP能源强度水平变化ΔG、能源消费结构ΔSi、经济活动的变化ΔI以及人口的变动ΔP。

（二）LMDI分解方法

ANG的研究指出，Laspeyres指数分解中的残差项不能被忽略，因为较大的残差项会影响分析结果；而LMDI方法满足因素可逆，能消除残差项，这就克服了用其他方法分解后存在残差项或对残差项分解不当的缺点，使模型更具有说服力。鉴于此，选用LMDI方法对碳排放进行因素分解。

LMDI方法采用“乘积分解”和“加和分解”两种方法进行分解，两种方法最终分解结果是一致的。采用加和分解，将差分分解为：

CO2排放总量的变化可以分解成五个主要影响变量，分别为化石燃料的排放系数、能源消费结构、能源强度、人均GDP和人口总数。ΔCres和ΔDres是在传统的技术方法中存在的残差。因为分解是完全的，所以这一项的值为零。

四、浙江省能源消耗的数据收集

由于化石能源增加了地球大气层中二氧化碳的含量。而能源消费导致的二氧化碳排放在人为温室气体排放总量中占有绝对优势。本文通过收集1985-2011年煤炭、原油、焦炭、煤油、柴油、燃料油和天然气等能源消耗量数据对浙江省碳排放进行测算。由于2004年浙江省引进西气东输天然气，揭开了浙江省大规模利用天然气的序幕，因此浙江省天然气的消费量数据为2005-2011年，其余化石能源消费量的时序数据皆为1985-2011年，数据来源于《中国能源统计年鉴》和《浙江统计年鉴鉴》。

五、浙江省能源消耗碳排放影响因素的实证分解

（一）能源消耗碳排放的LMDI分解分析

从加和分解来说，1985-2011年浙江省碳排放量增加了41730.752万吨，其中经济效应和人口效应一直为正，这说明浙江省常住人口与人均国内生产总值的持续增加为碳排放量增长做出了不小的贡献。两项累计增加碳排放量71592.52万吨。其中人口累计贡献2970.051万吨，占碳排放增量的7.1%；经济效应累计贡献68622.47万吨，占碳排放增量的164%，是拉动浙江省碳排放增长的主要原因。同时，能源消耗强度效应的值基本上都为负，表明能源消耗强度效应基本上都是下降的。化石燃料的排放系数效应在1985-2011年期间有正有负，且值都较小，这主要是因为单位化石燃料燃烧所带来的碳排放基本上固定，仅是由于各种能源消耗结构的变化而引起的平均碳排放系数有限。计算结果显示LMDI加和分解的余项为零，证明分解是完全的。

从乘法分解的结果看浙江省1985-2011年碳排放总量增加了11.78倍，其中人口效应虽然每年都是增加的，但是增速较慢，值变动18个百分点，对碳排放的拉动作用并不明显。而与此相对应的经济增长效应使二氧化碳的排放量增加了大约54倍，是拉动碳排放增长的主要动力，化石燃料的结构变动拉动了碳排放的增长，使碳排放增长了22个百分点；与上边的效应相反的是能源强度效应，除了2004年与2005年略有上升外，而能源强度的变动使碳排放下降了84个百分点，成为抑制碳排放增加的主要力量，化石燃料的碳排放系数基本保持不变。对碳排放的影响可以忽略不计。

六、结论及对策建议

（一）结论分析

浙江省能源消费的排碳量总体上是逐年增加的，其中能源强度的下降对碳排放起抑制作用，而经济增长、人口总数及能源结构的变动对碳排放起拉动的作用，但如果牺牲浙江省的经济发展来降低碳排放量是不现实的，所以，未来的对策只能通过调整其他驱动因子来分解降低碳排放。

（二）对策和建议

1、大力提高能源利用效率。通过上文的分析，可以发现能源强度对CO2的排放量影响明显，且其值为负。也就是说，通过提高能源强度，可以明显减少CO2的排放量。而提高能源强度，就要坚持把节约能源放在首位，实行全面、严格的能源节约制度和措施；另一方面要按照生态产业原理进行区域产业链的延伸设计，构建循环经济体系，实行能源的多级梯次利用，充分提高能源利用效率。

2、逐步改善能源消费结构。通过驱动因子分析，我们可以发现，能源消费结构优化占改善CO2排放量的重要方面。大力调整和优化能源消费结构，尤其是要大力开发和利用绿色能源与清洁能源，提高其在整个能源消费结构中的比重，减少CO2的排放量。要大力促进煤炭消费相关的技术创新，把提高煤炭利用效率看做是浙江省减少CO2排放的重要任务。

3、加快转变经济增长方式。通过深化改革和加强企业自主创新来提高产业的效率效应。通过对各能源的CO2排放量的分解，我们可以发现人均GDP对能源强度的影响贡献明显，且其值为正。也就是说，随着人均GDP的增长，CO2排放总量也会增长。为此，可以针对不同行业逐步建立和完善单位 GDP 能耗监测体系。建立基于 LMDI 分解方法的 “能源消费监测体系”，对经济产出、产业结构和产业能源利用效率使能源消费和能源强度变化的影响进行系统化、定量化和定期的分解分析，为制定科学、合理的区域经济和能源政策提供依据。

4、推动采用先进的技术和清洁能源。众所周知，降低能源强度的一个重要方面就是使用清洁能源，实现技术节能减排。可再生能源不存在能源耗竭的可能。大力提倡清洁柴油技术，它具有经济、清洁和动力强劲等多重优势，是能够满足节能减排需求的成熟解决方案。大力提倡汽车使用天然气这种清洁能源，将使CO2的排放量降低40%左右，二氧化硫和粉尘的排放几乎为零，节能减排的效果相当明显。中国已提出三位一体的降耗减排措施，是在向“高消耗的增长”说不。所以，浙江省作为经济贡献大省，应首当做出表率。

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