山东省碳排放的因素分解实证分析

摘要：随着我国社会经济的迅速发展，能源消耗带来的碳排放增加已经成为国际社会关注的焦点，控制和减少碳排放也相应成为一项日益紧迫的重大课题。山东省作为我国的经济大省和碳排放大省，面临着越来越严峻的减排压力。为此，采用迪氏对数指标分解法，建立山东省碳排放增量的因素分解模型，对1995-2009年间产业规模、产业结构、碳排放强度这三个主要因素对山东省碳排放增量的影响进行了定量分析。研究发现，产业规模的扩大是导致山东省碳排放量增加的主要因素，产业结构的调整并没有起到减少碳排放的作用，反而对碳排放量的增加有所促进，对碳排放起到决定性抑制作用的是碳排放强度的降低。最后根据研究结果提出减少山东省碳排放量的政策性建议。

关键词：碳排放；LMDI；产业结构

中图分类号：F205 文献标识码：A 文章编号：1008-2670(2011)05-0090-06

收稿日期：2011-06-28

作者简介：王宜虎（1973-），男，山东滕州人，山东财经大学经济学院副教授，博士，研究方向：环境经济学和区域经济学。

一、 引言

近200年来，随着人口持续增加以及工业化、城市化进程的不断加速，世界能源消费剧增，生态环境不断恶化，特别是气候变暖已严重威胁到人类的可持续发展，而温室气体排放则是全球气候变暖的元凶，温室气体中二氧化碳又是最主要的一种，因此实现二氧化碳的减排是应对气候变化的重中之重。目前，我国的二氧化碳排放量仅次于美国，居世界第二位，虽然按照《京都议定书》的规定，在2012年之前发展中国家没有减排二氧化碳的指标，但是可以预料到，随着中国经济的发展和工业化进程的加快，中国面临的二氧化碳减排义务将是十分艰巨的。山东省作为我国的人口和经济大省，一直是我国的高碳排放区，中国能源报告（2008）的数据显示，2005年山东省二氧化碳排放量居全国第一位。近年来，山东的碳排放量仍在持续增长，持续稳居全国首位。因此如何控制和减少碳排放已成为一项日益紧迫的重大课题。

目前，国内外均有学者对二氧化碳排放进行研究。York利用STIRPAT模型研究了二氧化碳排放量与人口之间的关系［1］；Cole发现二氧化碳排放量与人均收入之间符合库兹涅茨曲线［2］，而Friedl与杜婷婷分别应用奥地利和中国的数据发现二者之间是“N”形曲线关系［3,4］；徐国泉等采用对数平均权重分解法，定量分析能源结构、能源效率和经济发展等因素变化对中国人均碳排放的影响［5］；张雷通过对发达国家和发展中国家的对比研究发现，经济结构多元化导致了能源需求降低，从而降低了碳排放［6］。这些研究着重从碳排放与人口及经济发展的关系角度进行分析，探讨的是整个国家的碳排放问题。也有一些研究从区域角度探讨碳排放问题，邹秀萍、王伟林、李国志等分别对我国省级区域碳排放、江苏省的碳排放、我国碳排放的区域差异等进行了研究［7-9］。本文根据山东省1995-2009年的产业发展和碳排放数据，分析山东省产业发展碳排放的影响因素，并提出相应的碳减排措施。

二、 模型构建

（一） 数据来源与处理

经济数据来源于《山东统计年鉴》，为剔除经济发展中的价格变化因素，所有经济数据均已换算为1995年可比价格。按照山东统计年鉴对GDP的划分原则，将经济系统的二氧化碳排放量（生活用能源排放除外）分解为：第一产业、工业、建筑业、交通运输仓储邮政业、批发零售住宿餐饮业和其他第三产业。由于生活消费能源没有相对应的GDP值，为了更好地说明GDP和二氧化碳排放的关系，在本文的研究中不涉及生活消费能源，即总二氧化碳排放量不包括生活消费能源排放，仅指生产部门的二氧化碳排放。

能源数据采用1995-2009年《中国能源统计年鉴》上的数据，在计算碳排放量时，只计算能源的终端消费量，而不计算加工转换过程以及运输和分配、储存过程中的损失量，另外，电力和热力的碳排放按火力发电和供热投入的能源计算，也不再计算能源终端消费部门电力和热力的碳排放。

能源消费碳排放量使用各种能源的消费量乘以各自的碳排放系数，其计算公式为：

Cit=∑(Eijt×ηj)（1）

山东财政学院学报2011年第5期王宜虎：山东省碳排放的因素分解实证分析其中，Cit为行业i第t年的二氧化碳排放总量；Eijt为行业i第t年第j种能源的消费量；ηj为第j种能源的碳排放系数。由于原始统计时各种能源的消费量均为实物统计量，测算时必须转换为标准统计量，具体的换算方法根据2009年《中国能源统计年鉴》提供的各种能源折合标准煤的参考系数计算（表1）。能源碳排放系数根据2006 年IPCC国家温室气体清单指南的缺省值，并将能量单位由J转化为标准煤，具体转化系数为1×104t标准煤等于2.93×105GJ。各种能源的碳排放系数见表2。

（二） 模型选择

对二氧化碳排放进行分解的主要目的就是为了获得在一定时期内不同因素对碳排放的影响程度。常用的方法有Laspeyres指数分解法、Paasche分解法以及Sun的完全结构分解法，这些方法的主要缺陷是不能同时对多个因素进行分解，或者分解后的残差比较大。由于迪氏对数指标分解法（LMDI）不仅可以对所有因素进行无残差分解，还可以运用到部分残缺数据集的分解上，因此，国际上许多学者广泛采用迪氏对数指标分解法（LMDI）对能源环境进行分解研究。本文也运用迪氏对数指标分解法（LMDI）研究山东省六大分类部门对二氧化碳排放总量的生产效应、结构效应以及规模效应，从总体上把握各部门对二氧化碳排放的贡献强度。

根据LMDI，从0年到t年的总二氧化碳排放差值称为总效应ΔEtot。ΔEtot由三部分组成：由生产规模扩大或者缩小产生的生产效应（ΔEpdn），由经济结构调整导致二氧化碳排放变化的结构效应（ΔEstr），由二氧化碳排放强度改变而引起的强度效应（ΔEint）。因此：

ΔEtot=Et-E0=ΔEpdn+ΔEstr+ΔEint（2）

根据Ang提出的LMDI分解方法［10］，（2）式右边的每一项可以表示为：

ΔEqdn=∑iEi，t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(-YtY0)（3）

ΔEstr=∑i=Ei,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(Si,tSi,0)（4）

ΔEint=∑iEi,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(Ii,tIi,0)（5）

式中，Y代表年度GDP值；Ei,t是第t年行业i的总二氧化碳排放；Si,t是第t年行业i的GDP占总GDP的份额（Yi,t/Yt）；Ii,t是第t年行业的二氧化碳排放强度（Ei,t/Yi,t）。

计算某一行业的三种效应按下列三式进行：

ΔEi,pdn=Ei,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(YtY0)（6）

ΔEi,str=Ei,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(Si,tSi,0)（7）

ΔEi,int=Ei,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(Ii,tIi,0)（8）

三、研究结果分析

运用LMDI对山东省1995-2009年六类行业的二氧化碳排放和GDP数据进行分解，得到如下结果：

（一）总效应

山东省在1995-2009年间经济飞速发展，按可比价计算，GDP年均增长率高达12.37%。经济的强劲增长带来了能源消耗的快速上升以及二氧化碳排放量的迅速增加，15年间二氧化碳排放量增长了3.57倍，二氧化碳排放总量净增长8425.75万吨。

图1是山东省总二氧化碳排放分解效应图。从图中可以看出，造成山东省二氧化碳排放增长的主要原因是生产规模的扩大，2008-2009年为11960.45万吨，是1995-1996年的30.43倍；而GDP的结构调整对碳排放的增加也起了一定的作用，但是相较于生产规模的扩大，其程度很小。所以从总体上看，山东省经济结构调整并没有减少二氧化碳的排放，反而由于工业规模的迅速增加，而在一定程度上增加了二氧化碳的排放。最后二氧化碳排放强度效应一直是负效应，对山东省二氧化碳排放的增加起到了较大的节制作用，并且这种节制作用不断增强，2008-2009年的强度效应为-3534.71万吨，是1995-1996年的6倍多。

（二）生产效应

图2是各行业二氧化碳排放的生产效应图示。从图中可以看出，工业部门二氧化碳的生产效应最大，从1995-1996年的326.65万吨增加到2008-2009年的9796.51万吨，这主要是由山东省国民经济中工业所占的比重最大，生产规模不断扩大的结果。在工业部门中高能耗的重化工工业所占比重较大，并且近几年生产规模不断扩大，导致了山东省工业二氧化碳排放的迅速增加。

其他行业中，二氧化碳排放的生产效应较大的是交通运输仓储邮政业。2008-2009年由其生产导致的二氧化碳排放增加值为950.49万吨。据统计，在很多国家中，交通运输的能源消耗量都约占全部终端能源消费的1/4到1/3，占全部石油制品消耗量的90%左右［11］。因此，交通运输业也是一个值得关注的须减排行业。而像批发零售住宿餐饮业、第一产业、其他第三产业，它们二氧化碳排放的生产效应相对而言较小。

图11996-2009年二氧化碳排放的总效应图21996-2009年各部门二氧化碳排放的生产效应图31996-2009年各部门二氧化碳排放的结构效应图41996-2009年各部门二氧化碳排放的强度效应注：图2-4中A-第一产业、B-工业、C-建筑业、D-交通运输仓储邮政业、E-批发零售住宿餐饮业、F-其他第三产业。

（三）结构效应

图3是各行业二氧化碳排放的结构效应图示。从图中可以看出，1995-2009年山东省工业内部的结构调整并没有对工业节能减排起到积极的正面作用，工业二氧化碳排放的结构效应仍然持续增加，仍在推动二氧化碳排放总量的增加。其他行业中，交通运输仓储邮政业的结构效应也在持续增加，表明其结构调整对二氧化碳的减排也没有起到积极作用；批发零售住宿餐饮业的结构效应也表现为持续小幅增加，但不很明显。第一产业的二氧化碳排放结构效应呈明显下降趋势，表明近年来对于结构调整降低二氧化碳排放最显著的是第一产业，其次是其他第三产业和建筑业。

（四） 强度效应

图4是各行业二氧化碳排放的强度效应图示。从图中可以看出，就整个国民经济而言，工业二氧化碳排放强度效应下降的幅度最为明显，其次为其他第三产业，其他行业的二氧化碳排放强度效应变化不大，有的偶有反复，只有交通运输仓储邮政业的强度效应在2005年以后表现出一定程度的正效应。由此可以推断，强度效应主要是由工业部门二氧化碳排放强度的降低引起的，工业部门的强度效应很好地制约了工业二氧化碳排放的增长速度和总量增长。具体来看，从1995-2009年间，工业部门的二氧化碳排放强度整体上保持递减的态势，只在1998年、2003年、2005年有小幅反弹。到2009年，工业部门二氧化碳排放的强度效应达到-3419.43万吨，是1996年-397.68万吨的8.6倍。由此也可以看出，山东省工业部门节能减排工作取得了一定的成就。

四、 结论与建议

（一）结论

通过以上对山东省产业碳排放总量进行指数分解的实证研究，可以得出以下结论：

（1）山东省碳排放总量的上升主要是由于生产规模扩大造成的结果，经济结构的调整也对碳排放总量的上升起到一定的促进作用。

（2）由于山东省碳排放强度的降低，碳排放的强度效应大大减小，有力地遏制了能源消费总量的上升。

（3）从生产效应、结构效应和强度效应来分析，工业是碳排放的主体，不论是其生产规模的扩大还是其结构的变化都极大地导致了碳排放量的增加，虽然工业碳排放强度的不断减小也对碳排放量产生较大的遏制作用，但是仍不及生产效应和结构效应对碳排放量的促进作用。

（二）建议

实证分析显示，经济产出的持续增长是山东省碳排放增长的主导因素。然而经济产出的增长是满足人民生存与发展基本需求的必要条件，因此目前节能减排政策的制定不能寄希望于控制经济产出规模，而应着眼于优化结构与提高效率，具体建议如下：

（1）调整产业结构。产业结构的变化对山东省现阶段碳排放表现出正效应，这与以调整产业结构推动节能减排的初衷有较大差距。其原因与山东省一度强调重化工业的发展战略不无关系。山东省在经济发展过程中曾大力发展石化、钢铁、纺织等高能耗行业，消耗了大量能源，严重减缓了碳排放强度的下降。因此，应进一步优化产业结构，减少对第二产业(工业)的过分依赖。一方面努力在重化工业领域进行资源整合，加快产品升级换代步伐，适当发展低能耗产业，逐步减小高能耗行业产值占整个工业产出的比例；另一方面，要大力发展高新技术产业和现代服务业，不断提高第三产业在国民经济中的比重，尽快使山东经济完成从外延粗放型向内涵集约型的转变。

（2）提高能源利用效率。尽管山东省碳排放强度总体处于下降趋势，但是同发达国家和地区相比，仍然有很大差距。企业生产应加大对先进节能技术的倾斜性投资，推动能源利用环节创新技术的研发与推广，逐步淘汰高能耗的设备，改进生产工艺，提高能源利用效率。同时，应尽快促成各行业制定《节能法》实施细则，加大《节能法》贯彻力度，从法律层面保障能源效率的持续提高。

（3）改善能源结构。考虑到山东以煤炭为主的能源资源禀赋的制约，要保持能源结构对碳排放的负效应并加以增强，主要出路应该在于发展非化石能源。应有计划地扶持核电、风电、水电、太阳能及生物质能项目，努力保持非化石能源比重的持续增长态势。在化石能源中，相对低碳的天然气在一次能源消费中长期呈现过低比例，应通过调整产业政策及国际贸易政策促进天然气产业的发展。

（4）推进碳减排政策创新。将碳排放作为区域经济发展绩效的考核指标，提出单位GDP的碳减排比例，不断推进政府进行碳减排的政策创新，如开展碳排放权交易、实施碳减排补贴政策等，从而不断推进碳减排。

参考文献:

［1］YORK R, ROSA E A, DIETA T， STRPAT.IPAT and IMPACT: Analytic Tools for Unpacking the Driving Forces of Environmental Impacts［J］.Ecological Economics, 2003(3): 351-365.

［2］COLE M A. Development, Trade and the Environment: How Robust is the Environmental Kunzets Cuvre［J］. Environment and Development Economics, 2003(8): 557-580.

［3］FRIEDL B, GETZNER M. Determinates of CO2 Emissions in A Small Open Economy［J］. Ecological Economics, 2003(1):133-148.

［4］杜婷婷，毛锋，罗锐．中国经济增长与CO2排放演化探析［J］．中国人口•资源与环境，2007，17(2):94-99．

［5］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．

［6］张雷．中国一次能源消费的碳排放区域格局变化［J］．地理研究，2006，25（1）：1-7．

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［11］齐玉春，董云社．中国能源领域温室气体排放现状及减排对策研究［J］．地理科学，2004（5）：528-534．

An Empirical Analysis of the Factor Decomposition of Carbon Emission

in Shandong Province

WANG Yihu

（School of Economy, Shandong University of Finance and Economics, Jinan 250014, China）

Abstract:With the rapid socioeconomic development in China, the sharply increasing emission of carbon due to the rising consumption of energy has become a worldwide focus. Therefore, how to reduce carbon emission has become an increasingly urgent issue. As a big province with large amount of carbon emission, Shandong is facing more and more severe pressure to reduce CO2 emission. Thus, this article set up a decomposition model of carbon emissions for Shandong Province using LMDI method. The model is adopted to analyze the influence of economic development, industrial structural change, carbon emissions intensity change in Shandong from 1995 to 2009. The results show that the economic development is the dominant factor causing the rise of carbon emission and the industrial structural adjustment has not reduced carbon emission, but speeded it up. The results also show that the reduction of carbon emission intensity has a decisive inhibitory action for carbon emission. In the end, some policy suggestions about how to reduce carbon emission are offered accordingly.

Key words:carbon emission; LMDI; industry structure