湖北省能源消费碳排放影响因素实证研究

【摘要】 本文采用IPCC清单法，对湖北省2005―2012年期间能源消费碳排放量进行测算。在此基础上，结合湖北省GDP、人口规模、能源消费的相关数据，利用LMDI因素分解方法从能源结构、能源强度、经济发展和人口规模等四个方面对湖北省碳排放影响因素进行分析，并针对湖北省实际情况，提出促进湖北省碳排放减少的政策建议。

【关键词】 碳排放 LMDI方法 能源消费

一、引言

湖北是典型的能源输入型地区，如何在能源缺乏的条件下实现经济增长、且做到低碳与减排这一目标，是湖北省现阶段面临的重要难题。因此，分析湖北省能源消费碳排放影响因素，有助于找到合适的减排措施，实现湖北经济的长远发展。

二、文献综述

关于碳排放及其影响因素的关系研究方面，Shi（2003）在基于对93个国家1975―1996年的面板数据的研究，发现发展中国家人口的变化对碳排放变化的作用比发达国家更加明显。从经济发展方面来说，Kim、Lee&Nam（2010）利用STAR模型，研究发现韩国的碳排放和经济增长之间是相互依存的。经济发展水平影响收入水平，进而影响消费者的消费行为和偏好，从而会导致不同强度的碳排放。Lenzen（1998）和Weber（2000）的研究表明消费者的行为对能源的使用以及温室气体的排放有一定的影响。关于碳排放影响因素分解模型的研究方面，Hulten（1973）首次将指数分解方法应用于能源问题的研究。Boyd等（1987、1988）分别提出了算数平均的Divisia指数法的乘法和加法形式。Ang和Liu（2000）提出了对数平均Divisia分解法（LMDI），通过这种方法来计算出来的因素权重不存在残查，计算结果更加准确。国内学者徐国泉等（2006）采用对数平均权重Divisia分解法，定量分析了我国1995―2004年，能源效率、能源结构及经济发展等因素对人均碳排放的影响。宋德永等（2009）运用LMDI方法，引入产业结构因素分析了我国1990―2005年的碳排放影响因素。朱勤等（2009）引入了人口因素研究碳排放影响因素。秦翊、侯莉（2013）运用LMDI分解法对广东省能源消费碳排放进行分解，量化各因素贡献。许广月（2011）采用面板数据的计量模型，认为影响我国碳排放的主要因素是产出规模、产业结构域及能源消费结构。综上分析，本文认为采用LMDI方法分析湖北省能源消费碳排放影响因素是较为合理的。

三、湖北省能源消费与碳排放现状

1、能源消费

从表1中数据可以看出，随着湖北经济的发展，湖北省能源消耗量不断增长。2012年湖北省能源消耗总量高达18128.09万吨标准煤，比2005年增加7546.74万吨，其中煤炭消耗12237.57万吨、石油112.86万吨、天然气389.42万吨、电力2019.28万吨，比2005年分别增加77%、42%、164%、89.5%。

由表2中相关数据可知，湖北省主要的消费能源为煤炭，2005―2012年间，煤炭消费在能源消费总量中的比例总体维持在60%到70%之间，有较小幅度的上涨。石油消费所占比例先增后减，总体维持在20%到25%之间。电力消费所占比例总体呈上升趋势，但增长幅度较小，总体维持在9%到11%之间。天然气消费所占比例上升趋势明显，2012年所占比例比2005年增加了54%，但从整体而言，湖北省天然气消费规模非常小。由于同等质量条件下的煤炭、石油及天然气，煤炭提供的热量少于石油和天然气，但碳排放要高于石油和天然气，因此煤炭消费所占比例会直接影响到地区的碳排放水平，能源消费结构的不合理会影响碳排放量。

2、碳排放

在测算湖北省能量消费碳排放量时，采用国际上公认的比较合理的碳排放测算方法――IPCC清单法进行计算。按照煤炭、石油、天然气三大类能源分类进行计算，将各小类化石能源按照折标准煤系数折算为煤炭、石油、天然气并分别进行加总，再利用碳排放系数计算碳排放量。关于碳排放系数，采用国家发改委能源所推荐的系数。

由此可以得到湖北省2005―2012年碳排放总量数据如表5。

由表5相关数据可知，从2005―2012年，湖北省碳排放总量总体呈上升趋势，2008年有所降低。2005年碳排放总量为6665.58万吨，2012年碳排放总量为11349.7万吨，是2005年排放量的1.7倍。2011年，湖北省碳排放总量首次突破亿万吨。从表3湖北省能源消费量相关数据可发现，2008年能源消费总量反增为减。这些数据表明，随着经济的发展，能源消费总量和碳排放总量不断增加，三者变动存在一定的相关性。由于2008年爆发的全球金融危机，湖北省经济形势受到了影响，导致能源消费总量和碳排放总量出现同向波动的情况。

由图2可知，2005―2012年间，由煤炭、石油及天然气的消费产生的碳排放量都不同程度的呈现出上涨趋势。在各种能源利用中煤炭产生的碳排放量最多，其次是石油，再次是天然气。煤炭消费量的增加是湖北省能源消费产生的碳排放量增加的主要因素。由于天然气是一种比较清洁的能源，虽然由天然气消费产生的碳排放量不断增加，但在总排放量中所占的比重较低。

四、基于LMDI方法的湖北省碳排放的因素分解

1、LMDI方法的分解模型

构建碳排放影响分解模型的目的是分解出碳排放变化的影响因素，并通过计算这些因素的贡献率来分析其影响程度。根据Johan.A等的分析框架，碳排放量的分解如下：

其中，C为第T年相对于基年的碳排放量的变化值;CT、C0分别指第T年，基年的碳排放量;CK、CS、CI、CR、CP分别为能源排放强度、能源结构、能源强度、人均GDP以及人口等因素变化导致的碳排放量的变化值。

按照LMDI方法，各个因素的分解结果如下：

因此，文中所需的数据有2005―2012年间湖北省碳排放量、各种能源消费量、能源消费总量、湖北省GDP及人口数据。通过计算后构成能源结构、能源强度、人均GDP数据。

各类能源消费量数据均来自于《中国能源统计年鉴2013》，需要说明的是，文中所统计的能源消费量是全社会能源消费量，而不是规模以上工业能源消耗量。此外，为了方便计算与分析，将统计年鉴中的8小类能源消费数据利用折标准煤系数换算后，加总归类后得到煤炭、石油及天然气三大类能源消费量;碳排放数据是在能源消费数据的基础上，采用国家推荐的碳排放系数，利用碳排放量测算公式计算得到。湖北省人口及GDP数据均来源于湖北省统计局网站中公布的湖北统计年鉴。其中，为避免受价格变动因素的影响，2005―2012年的湖北省生产总值数据采用2005年的不变价格。通过计算整理，本文进行实证分析所需的相关基础数据如表7、8所示。

3、实证分析

（1）数据处理

在表7及表8的相关数据基础上，利用对数平均指数分解法（LMDI）对湖北省碳排放影响因素进行分解分析。由于能源碳排放强度是固定不变的，根据碳排放分解公式，可知影响湖北省碳排放量的因素为能源结构因素、经济发展因素、能源强度因素及人口因素，得到各分解因素的贡献效应值如表9所示。

（2）因素分析

结合相关计算结果和湖北省经济发展、人口规模、能源消费及能源结构的有关数据，对湖北省2005―2012年碳排放变化的影响因素作进一步分析。由表10可知，能源强度累积效应值为负数，能源结构、经济发展及人口规模的累积效应为正数。

能源结构因素逐年效应存在较大的波动情况，在2005―2006年、2006―2007年、2007―2008年以及2011―2012年等期间内，能源结构效应为负值，其余期间为正值。由表8可知，2006年、2007年、2008年以及2012年，煤炭消费占能源消费总量的比重均比上一年有所下降，而天然气及石油消费比重未出现该趋势，且煤炭的碳排放系数在三种能源中是最高的。因此，能源结构效应与高碳能源消费比重保持同方向的变化，降低高碳能源的消费比重有助于抑制碳排放量的增加。从累积效应值来看，能源结构累积效应为64.65，是湖北省碳排放量变化的正向影响因素，但效应贡献率较低，仅为1.5%。

由表9可知，能源强度因素逐年效应均为负值。结合表8中能源强度数值变化情况，即单位GDP的能源消耗量可知，能源强度因素逐年积累效应与单位GDP的能源消耗量的变化趋势一致，因此，能源强度上升，将促使碳排放量上升;能源强度下降，会抑制碳排放量的增长。从贡献率来看，能源强度因素的贡献率为-73.13%，对湖北省碳排放量的变化有较强的影响。“十一五”规划期间（2006―2010年）湖北省能源强度不断下降，该期间湖北省能源建设显著，一定程度上抑制了湖北省碳排放的过快增长。

2005―2012年期间，经济发展因素的逐年效应均为正值，累积效应值不断增加，据表8中的人均GDP数据可知，经济发展因素效应与人均GDP的变化趋势保持一致，不断上升，随着经济的不断发展，湖北省碳排放量也在不断增长。经济发展因素的效应贡献率高达167%，经济规模的变化是湖北省碳排放量增加的最主要的原因。

除了2010―2011年期间外，人口规模因素的效应均为正值，根据表7中人口数据可知，2011年湖北省总人口为6164.1万人，比2010年减少11.9万人。人口规模因素逐年累积效应不断上升，由此可知，人口规模对湖北省碳排放量的增加具有拉动作用。人口规模的效应贡献率为5.3%，相对于经济发展因素和能源强度因素而言，影响作用较弱。

五、小结

通过运用LMDI方法对湖北省碳排放影响因素进行实证分析，结果如下：在2005―2012年期间内，湖北省碳排放量从2005年的6665.58万吨，增长到了2012年的11349.7万吨，年平均增长率为7.9%，低于同期GDP增长速度。在此期间，湖北省碳排放累积效应总体呈上升趋势，而在2008年有所回落。这一趋势是经济发展因素、人口规模因素、能源强度因素以及能源结构因素综合作用的结果。

四个影响因素中，经济的不断发展，经济规模的扩大是湖北省碳排放量增长的决定性因素，经济发展效应的贡献值高达167%。同时，人口规模效应也对湖北省碳排放量增长起到了一定的促进作用，贡献率为5.3%。虽然人口规模因素不是短期内可以调整的，但如果实施了有效的长期调控战略，其驱动力也是不容忽视的。能源强度效应在很大的程度上抑制了湖北省碳排放量的增长，贡献率达到-73.13%。“十一五”规划期间，能源强度下降趋势明显，节能减排工作取得了一定的成效。能源强度由2011年的1.28吨/万元，下降到2012年的1.15吨/万元，同时，2011―2012年期间能源强度抑制效应高达-1140.57，这表明《湖北省低碳发展规划（2011―2015年）》工作取得了一定的进展，是指导今后一个时期湖北省低碳发展的总体蓝图和行动纲领。但从总体累积效应来看，湖北省碳排放量仍然保持着一定的增长速度。因此，湖北省要重视相关技术的开发与应用，来提高能源使用效率，从而减少碳排放量。2005―2009年，能源结构因素对湖北省碳排放量增加起到了一定的抑制，而此后转变为拉动作用。总体而言，能源结构效应是湖北省碳排放量变化的正向影响因素，但影响效应变化不大，主要原因是湖北省能源消费结构并没有得到实质性的优化，仍是以煤炭等高碳能源为主。同时这样说明湖北省通过调整能源结构来减少碳排放量的空间还很大。

因此，对于湖北省碳减排政策提出如下建议：（1）湖北省应增加清洁能源消费比重，整合利用水电资源，推动天然气快速规范发展、高效利用风能资源、充分发展太阳能、有序开发生物质能，强化低碳能源生产与供应，减少煤炭消费量，逐步调整和优化能源结构，减少碳排放。（2）降低湖北省单位生产总值的能源消耗量，提高能源的使用效率，可采用行政和经济手段，从而有效地抑制碳排放量的增加。（3）利用科技创新，优化能源结构，提高能源使用效率，能有效地降低湖北省碳排放量。政府应加强在能源领域的研发投入，鼓励和引导企业增加能源技术研发投入，利用湖北省的人力资源优势，组织动员产学研相结合进行重点课题攻关。（4）推行碳排放配额制度，建立健全湖北省碳交易市场。这是新时期湖北省发展低碳经济，实现可持续发展的必然选择。

（课题来源：湖北省教育厅人文社科项目“钢铁产业集群低碳化发展与政策研究”（14G109）。）

【参考文献】

[1] 万庆、郭文伯、龚胜生：2001―2009年湖北省能源消费的时空格局及其影响因素[J].资源开发与市场，2011（10）.