福建省建筑业直接碳排放核算分析及预测研究

王易波

摘要： 福建省是我国沿海经济大省，也是目前发展快速的省份之一。以2008-2015年福建省建筑业直接碳排放量为样本，采用灰色GM（1，1）预测模型，预测2014-2020年福建省中短期的建筑业直接碳排放量。经研究结果表明，2020年福建省建筑业直接碳排放量将达到840.02万吨，预计年均增长3.82%。本文通过福建省建筑业直接碳排放测量以及做出相关的预测，可以为政府部门推动节能减排目标的实现提供理论支持。

Abstract： Fujian is China's coastal economic province， and is also one of the provinces in rapid development. Taking the direct carbon emissions from Fujian Province as a sample from 2008 to 2015， the gray forecasting model was used to forecast the short - term carbon emissions in Fujian Province from 2014 to 2020. The results show that in 2020 the construction industry in Fujian Province direct carbon emissions will reach 8.4020 million tons， is expected to average annual growth of 3.82%. This paper can provide theoretical support for the realization of energy saving and emission reduction targets by government departments through the measurement of direct carbon emissions in Fujian Province and the relevant forecasting.

關键词： 福建省；直接碳排放；预测分析

Key words： Fujian Province；direct carbon emissions；forecast analysis

中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）19-0077-03

0 引言

随着世界经济发展的不断加快，温室效应导致的环境问题日益突出，其中二氧化碳等温室气体排放造成的全球性的环境问题不断升级，全球变暖、淡水资源的短缺、异常干旱和强烈飓风、全球粮食产量的缩减问题已经引起各国政府的高度重视。因此，环保问题已经成为全球重视的难题。人口的急剧增长、各国产业经济的快速发展、以及人类生存和发展消耗的有机能源等导致排放了大量的温室气体，进一步产生了全球性的环保问题。

建筑业作为国民支柱产业之一，在其生产建造过程中消耗了大量的能源，随之而来的也排放了大量的温室气体。资料显示，我国的建筑使用能耗占全社会总能耗约33%，这一比例预计还将继续增加。至目前，建活动中产生的能耗以及碳排放主要集中在日常使用阶段和材料物化阶段，由于施工阶段产生的碳排放量几乎可以忽略不计，因此国内学者的碳排放主要研究是通过测算出区域性新建、拆建建筑的直接能耗，借鉴反映出区域性宏观建筑层面的能源消耗以及碳排放量；根据相关学者的测算，1985年中国建筑业碳排放量为4.85亿吨，经过经济的不断发展，增长到2009年的15.95亿吨，年均增长率为5.22%[1]。目前我国拥有世界上最大的建筑市场，随着我国城镇化比例的不断提高，我国的建筑市场还具有一定的成长空间。随着我国经济的发展，人民的生活水平也日益提高，其对建筑面积、建筑室内环境舒适度等居住条件的要求也不断提高，以上因素都将使我国建筑业生产活动带来的能源消耗占社会总能耗的比例持续增长，到2030年建筑业的碳排放量将占所有产业排放量的25%。

建筑业的研究较其他产业起步晚，国内有关建筑业的研究主要有微观层面、中观层面以及宏观层面，少数学者对公共建筑展开了碳排放的研究。住宅建筑的研究在微观层面是单体建筑的直接碳排放的测算，中观层面是研究某种类型建筑，宏观层面是研究区域性住宅的整个碳排放。在微观层面，大多学者从全生命周期[2]的角度考察单体建筑的碳排放，通过直接能耗的能源转化为碳排放量来估算全生命周期阶段的碳排放量。中观层面的研究较少，一般是对不同类型或者区域的单体建筑碳排放量进行对比[3]；宏观产业层面的研究较为丰富，主要是采用投入产出模型[4]计算建筑产业的碳排放量，针对区域性的住宅多个阶段的碳排放的测算以及影响因子的分解[5]，得到建筑业的碳排放量，进一步对中国建筑业能耗的测度。

1 研究综述

目前关于在宏观区域的碳排放研究比较多，主要研究范围是在碳排放影响驱动因素分解以及预测相应的碳排放趋势，如李媛[6]等利用排放系数和对数平均D氏指数（LMDI）分解法对甘肃省直接生活能源消费碳排放量和影响因素进行了计算和分析，并结合多种方法建立了预测模型，结果表明采用GM（1，1）预测模型和三次多项式模型为基础的组合预测模型，具有精度高、偏差小、预测结果较合理等优点，具有一定应用潜力；张峰[7]等根据福建省 2000-2012年工业、建筑业和交通运输业能源消费数据测算得到碳排放量，基于GM（1，1）模型、Verhulst模型和SCGM（1，1）c 模型建立组合灰色预测模型，运用预测有效度方法确定组合预测模型的权重系数；朱伟[8]等在分析江苏省碳排放现状及存在问题的基础上，以2002～2013年江苏省碳排放量为样本，采用灰色马尔科夫预测模型，预测2014～2020年江苏省中短期的碳排放量。结果显示，2020 年江苏省碳排放量将达到33471.45万吨，预计年均增长6.94%。

关于其他产业的碳排放研究也有相关的研究，米国芳[9]等首先描述了我国火电企业的发展现状，然后与世界主要发达国家进行了对比，研究运用含误差修正的改进的GM（1，1）模型对中国火力发电企业的碳排放进行预测分析，并根据碳排放现状和预测结果总结了我国火电企业碳排放特征；杨顺顺[10]基于修正的投入产出模型和双比例平衡法（RAS法），利用投入产出表和能源消费数据，对中国23个工业部门的直接和完全碳排放、碳排放的部门间转移和进出口转移进行了定量评价和预测。

以上研究都是集中在国内某省的整个产业（第一、二、三产业）的能源消耗，而针对建筑业的研究主要是集中在各种宏微观层面上碳排放的结算碳排放影响驱动因素，关于以某个省域的建筑业碳排放预测研究较少，比如纪建悦[11]在碳排放STIRPAT模型估计的基础上，采用情景分析法对经济增长速度进行模拟假设，主要研究建筑业单位增加值能耗年均增长率与建筑业碳排放量、减排效果和峰值出现时间的关系；尚春静[12]等采用投入产出分析法对1993年到2013年的海南建筑业碳排放进行了核算和分析，然后对2015年到2020年的海南建筑业碳排放进行了预测。因此，本文的研究内容是在宏观层面研究福建省近些年来建筑业直接能耗，观察福建省建筑业的二氧化碳排放趋势，对2016-2020年福建省建筑业直接碳排放做出预测值。

2 模型构建

2.1 福建省建筑业直接碳排放

我国经济部门对建筑业的划分包括，房屋和土木工程建筑业、建筑装饰业、建筑安装业、，其他建筑业等；房屋和土木工程建筑涵盖范围较广，包括了房屋建筑工程、铁路工程、道路桥梁工程，水利和港口工程，采矿工程，架线和管道工程建筑及其他土木建筑工程；而其他建筑业主要包括工程建设准备、为工程的实施提供服务及一些没有说明的建设工程活动[13]。

建筑业直接碳排放主要是指工程建设活动过程中产生的碳排放，主要包括建筑材料的生产、加工以及运输等活动产生的碳排放，施工主体活动建造过程中所必须的能耗产生的碳排放、施工现场生活区配套服务产生的碳排放以及建筑废材、垃圾清理等产生的碳排放，这活动主要是指对化石能源的直接消耗，带来的二氧化碳的排放。

2.2 建筑业直接碳排放核算方法

建筑业的直接碳排放是由当年建筑业的能源消耗量计算得到：Z=ρ·E（1）

式中：Z为福建省统计年份建筑业直接碳排放量，单位万t（以CO2计，全文同）；E为福建省当年建筑业能源中标准煤消耗量，数据可以通过福建省每年相关统计部门公布统计年鉴得到，ρ为能源消耗碳排放因子，按标准煤数据法有：ρ=EFst·44/12（2）

上式中EFst参数可以根据国家发展改革委员会中能源研究所提供的单位标准煤相对应的排放因子，可以参阅到EFst取0.67，经计算后ρ=2.46。

2.3 灰色预测模型GM（1，1）

2.3.1 模型介绍

中国著名学者邓聚龙在1982年创立了灰色系统理论，然后国内其他相关学者将其应用到诸多领域，如交通事故预测、经济增长和环境污染问题等，灰色系统理论建立的基础是以部分已知的条件下来进行预测不确定的未来信息，主要是对已有信息的不断探索、开发，收集相关有价值的信息，对系统已有规律进行分析和描述，在此基础上进行科学地预测。

2.3.2 GM（1，1）模型构建

由表2可以看出除了2008和2010年的预测值和实际值误差比较大，MRE百分比也超过了10%，其余模拟值和实际值误差比较下，所以模型具有良好的精度，可以用来预测福建省2016-2020年建筑业直接碳排放量，得到预测值结果如表3。

3.3 预测结果及分析

在建立灰色GM（1，1）模型的基础上，对2016-2020年福建省建筑业直接碳排放在拟合值的基础上进行预测，经模型计算得到福建省建筑业直接碳排放的预测值，如表3所示，2016年到2020年福建省建筑业直接碳排放量分别为678.89、703.51、763.76、801.62、840.02万吨。從上表可以发现，从2016年到2020年期间福建省建筑业直接碳排放量预计年均增长率为3.82%，增幅明显，到2020年福建省建筑业直接碳排放量达到了840.02万吨，约为2008年直接碳排放量的324.42万吨的2.59倍，可以发现福建省建筑业发展态势明显，对能源消耗量较大，排放了大量的二氧化碳，对环境造成了一定的污染，因此需要引起相关环境保护部门的重视。据相关学者研究表明，福建省建筑业碳排放量目前还没有达到峰值，在此期间内直接碳排放量还将持续增长，在未来一段时间内福建省控制碳排放压力明显，应该在政府既定减排目标的前提下设定建筑业碳排放总量的控制计划，分阶段减少碳排放总量。

4 结束语

本文首先利用统计年鉴计算得到2008-2015年福建省建筑业直接碳排放量，然后利用灰色系统理论，构建了GM（1，1）模型，然后MATLAB编制程序，进行2008-2012年碳排放量的模拟，发现模型具有良好的拟合度，满足相关预测要求的精度，在此基础上采用该GM（1，1）模型对2016-2020年福建省建筑业碳排放进行预测分析，预测到2020年福建省建筑业直接碳排放量将达到840.02万吨，福建省建筑业碳排放量仍未达到峰值，发现未来一段时间内福建省碳排放形式依旧严峻，需采取针对性的措施进行相应的建筑业减排措施。本文主要通过灰色GM（1，1）模型的预测方法测定了福建省建筑业直接碳排放量的基础数据以及做出了2016-2020年的预测分发，这种方法可以为相关其他产业以及地区的碳排放测定以及预测提供一定的借鉴方法，同时为政府部门推进产业节能减排措施提供理论基础，政府可以依据既定的减排目标分阶段地减少碳排放总量。

参考文献：

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