长江经济带碳排放时空差异及影响因素分析

田慧敏，王向前

(安徽理工大学 经济与管理学院，安徽 淮南 232001)

1 概述

2020年11月14日，习总书记强调：要推动长江经济带高质量发展，谱写生态优先绿色发展新篇章，打造区域协调发展新样板.2020年，长江经济带GDP约占全国经济总量的46.42%，但能源消耗量却超过全国总耗的一半，碳减排压力较大.此外，由于各地区经济、能源结构等发展尚未实现均衡，碳排放的区域差异仍较为明显.因此，深入探讨长江经济带碳排放的时空差异及影响因素，对长江经济带绿色低碳发展有着深远意义.

关于长江经济带环境保护、绿色低碳方面的研究层见叠出，但重心在区域差异协调发展和产业低碳发展上.李健等[1-2]对长江经济带区域低碳协调发展研究表明，长江经济带碳排放增速平稳且聚集度较高；黄和平等[3-4]对长江经济带各行业低碳发展问题研究表明，旅游业碳排放强度的区域差异是由区域内差异造成的[3]、物流业碳排放与经济发展常呈弱脱钩状态[4].田泽等[5]通过GDIM考察了长江经济带碳排放演变的影响因素，并对碳峰值进行预测.

而关于碳排放影响因素的研究多从时间出发，对空间的分解研究较少.时间维度分解研究主要采用SDA和LMDI模型.但由于我国投入产出表更新较慢，SDA模型的应用受限.LMDI模型所需数据易于获取且无残差值[6]，近年来被广泛应用.宋杰鲲[7]用LMDI模型对山东省能耗碳排放驱动因素展开分解；曹俊文等[8-10]用LMDI模型从区域层面分别分析长江经济带、闽三角等地区碳排放的影响因素.石建屏等[11]运用LMDI模型研究我国碳排放强度的驱动因素.在空间维度分解研究上，M-R模型的应用改善了B-R模型比较次数较多的问题，并以研究对象的平均水平为基准，使模型更具说服力[12].仅有黄琳琳等[9]构建该模型对闽三角等区域碳排放空间差异驱动效应进行分解；Li等[13-14]采用该模型研究我国CO2排放的空间特征.在碳排放的研究方面应用很少，未来M-R模型有很大应用空间.

综上所述，已有研究多集中在长江经济带区域协调和产业低碳发展上，且较少从空间上挖掘碳排放的驱动因素.因此，本文基于LMDI和M-R模型，以长江经济带为研究对象，从时间和空间两个维度研究2008-2019年长江经济带能源消耗碳排放的影响因素及时空差异驱动，为制定长江经济带“双碳”政策提供参考.

2 研究方法与数据

2.1 碳排放估算方法

参照公维凤等[15]研究，通过碳排放系数法对长江经济带碳排放量进行估算，式(1).

(1)

其中：C为长江经济带碳排放总量；Ei、φi、θi依次为第i种能源消耗量、标准煤折算系数及碳排放系数(表1).

表1 碳排放估算相关系数

*来源于《中国能源统计年鉴》及2006年IPCC发布的《国家温室气体排放清单指南》

2.2 LMDI模型

根据曹俊文等[8]研究，构建LMDI模型分解碳排放时间分布影响因素，式(2).

(2)

其中：C为碳排放总量，Ci、Ei分别为第i种能源碳排放量及消耗量，E为能源消耗总量，G为经济总产出，P为年均常住人口.式(2)可进一步分解为式(3).

(3)

其中：Ki=Ci/Ei表示单位i能源产生的碳排放量，即碳排放系数，为常量；Mi=Ei/E为第i种能源消耗量占总能耗的比重，即能源结构；N=E/G为单位GDP能耗，即能源强度；R=G/P为人均GDP，即经济规模.

根据LMDI加法分解模型可知，设基准年到第t年的碳排放变化量为ΔCt-0.

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

2.3 M-R模型

由于不同的经济发展水平、资源禀赋等情况对碳排放的影响可能存有差异，因此本文利用M-R模型对长江经济带上、中、下游地区碳排放的影响因素进行分析.假设长江经济带平均碳排放量为Cμ，上、中、下游各地区的碳排放量为Cσ，各地区碳排放量与平均水平的总差异为ΔCσ-μ，即以上影响因素的总效应.

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

2.4 数据来源与说明

长江经济带上中下游地区分别包括四川、重庆、贵州、云南；湖北、江西、湖南；上海、浙江、江苏、安徽.所需能源消耗量数据来自《中国能源统计年鉴》，其中为“0”的数据用极小值“1×10-50”代替[8]；以2008年不变价计算人均实际GDP，数据来源于《中国统计年鉴》.

3 实证结果分析

3.1 碳排放分析

(1)时间维度

①从图1可知，2008-2019年长江经济带的碳排放总量呈上升态势，但增速明显放缓.研究期内，碳排放变化大致分为两个阶段：第一阶段(2008-2011年)为稳定增长期，第二阶段(2012-2019年)为平稳期.2011年《“十二五”控制温室气体排放工作方案》的出台，使得2012年开始碳排放增长速度变缓.

图1 碳排放的时间变化

②2008-2019年长江经济带碳排放强度逐年下降，从0.616 3 t/万元降低至0.288 7 t/万元(图2)，年均下降6.66%，说明长江经济带的碳减排工作取得一定成效.但实现绝对减排的前提是碳排放强度下降率大于GDP增长率[16].研究期内长江经济带GDP年均增长9.54%，大于碳排放强度年均下降率，表明长江经济带区域当前还无法做到绝对的碳减排.

图2 碳排放强度与GDP变化

(2)空间维度

长江经济带下游地区的碳排放量始终处于高位，对长江经济带碳排放贡献最大(图3).研究期内下游地区的碳排放量累计达594 892.6万t，占长江经济带总排放量的49.27%，而上游和中游地区分别占22.5%、28.23%，碳排放呈现出显著区域差异.同时上中下游地区碳排放的年均增长率分别为1.18%、2.85%、3.21%，中游地区碳排放增速大于上游地区，下游碳排放增速最快.

图3 碳排放的空间分布

3.2 碳排放时间维度分解

由式(2)～(8)得出各影响因素每年的贡献额(表2).

表2 碳排放时间维度分解 单位：106t

(1)经济发展水平是推动碳排放增长的最主要因素，2008-2019年长江经济带人均GDP逐年增长，经济发展导致碳排放量增长876.06×106t.其中，2008-2011年经济发展水平的提高对碳排放的贡献较大.此后由于长江经济带经济发展进入新常态，经济发展速度放缓，对碳排放的贡献减弱.同时人口规模也促进长江经济带碳排放增长.长江经济带作为横跨中国东、中、西部的区域，人口规模不容小觑，2019年常住人口占全国人口的42.98%，人口规模的扩张加大了能源消耗，使得碳排放增多，但人口规模的促进作用较弱.

(2)能源强度对长江经济带碳排放增长有显著抑制作用.相比2008年，2018年能源强度的抑制作用减弱，说明仅靠改造耗能产业实现碳减排的潜力空间整体变窄.但2011-2015年能源强度的抑制作用明显增强，这与《能源发展“十二五”规划》提出的2015年实现能源强度比2010年下降16%的目标密切相关.能源结构的贡献最小，但抑制作用略微增加.这主要源于高碳能源消耗比例在研究期内逐渐下降，从76%下降至70%.此外，随着长江经济带流域柴油船“绿色改造”的实行，柴油逐渐被天然气取代，减少了碳排放.

3.3 碳排放空间维度分解

本文以2008年和2019年的数据进行空间维度研究，结果见表3.从空间总效应看，上游和中游地区碳排放均低于平均水平，下游地区碳排放高于平均水平.

表3 碳排放空间维度分解 单位：106t

(1)由表3可知，各影响因素对长江经济带上、中、下游地区碳排放的贡献程度不同.就能源结构效应来说，下游地区的能源结构效应始终为负值，上游地区为正值，而中游地区的能源结构效应由正值转为负值.其中，能源结构对下游地区减碳的作用相对较大，但贡献额下降，同时对上游地区的贡献额绝对值也在下降，说明上游地区仍以消耗高碳能源为主，但依赖程度略有减弱.对下游地区而言，随着西气东输等各项工程的建成，天然气被输送到下游地区，替代了煤炭等高碳能源的使用，下游地区对高碳能源的依赖性下降，能源结构得以优化升级.

(2)就能源强度效应来说，中下游地区能源强度效应为负值，而上游地区为正值，但贡献额下降，说明中下游地区能源强度均低于平均水平，能源利用率较高.中下游地区产业聚集度和生产技术等水平较高，生产要素得到充分利用，能源利用效率较高，减少了碳排放；而上游地区主要凭借重型化产业发展，生产技术水平相对较低，能源资源未得到充分利用，促进碳排放增长.

(3)就经济发展效应来说，上中游地区的经济发展效应为负值，下游地区为正值.经济发展效应是下游地区碳排放高于平均水平的最大驱动力，但驱动力在减弱.这是因为作为长江经济带经济发展最前沿地区，下游经济发展水平较高，经济增长拉动了该地区的生产与消费，导致碳排放量增加.但随着经济增长，产业结构变得更加合理，高新技术得到较好发展，减弱了经济发展的驱动力.

(4)从人口规模效应看，下游地区人口规模效应为正值，中游地区为负值，上游地区的贡献额由正值转为负值，说明下游地区的人口规模始终高于平均水平.下游地区常年人口净流入量多，2019年常住人口约占长江经济带总人口的39%，高于三个地区的平均水平，加大了对产品、服务的需求，增加了能源消耗，使得碳排放增加.上游地区人口规模也相对较大，且落后的经济和教育水平使人们对资源的利用方式也普遍落后，造成了资源的浪费，促进碳排放增长.但随着“新发展理念”的提出，创新、绿色等观念不断深入人心，落后的思想观念得以改变，使得人口规模效应转为负值.

4 结论

(1)从时间上看，2008-2019年长江经济带碳排放总量呈上升态势，但增速明显放缓，碳排放强度持续减弱.在空间上，下游地区的碳排放量始终处于高位，明显高于上中游地区.

(2)从各因素对长江经济带碳排放时间差异的贡献额看，经济发展与人口规模均促进碳排放增长，经济发展的促进效果最为显著；而能源强度及结构抑制碳排放增长.

(3)从各因素对不同地区碳排放空间差异的贡献额看，在4个影响因素的共同作用下，上、中游地区的碳排放均低于平均水平，下游地区的碳排放高于平均水平.其中能源结构对下游地区减碳的作用相对较大，能源结构效应始终为负值，上游地区为正值，中游地区由正值转为负值；中下游地区能源强度效应为负值，上游地区为正值；经济发展效应是下游地区碳排放高于平均水平的最大驱动力，极大程度上促进了碳排放的增长；下游地区人口规模效应为正值，中游地区为负值，上游地区的效应由正值转为负值，说明下游地区人口规模始终高于平均水平.