中国制造业碳排放因素分解

摘要：制造业是中国碳排放增长的重要部门之一。文章将制造业分为高、中、低能耗三类，利用LMDI分解法，对1992年-2012年中国制造业能源相关碳排放进行因素分解。结果表明，制造业增加值是碳排放变化最主要的正向驱动因素，能源强度是最主要的负向驱动因素。制造业内部结构总体上属于负向驱动因素，化学工业、非金属矿物制品业及金属冶炼业等高能耗行业主导了该因素。

关键词：制造业内部结构;碳排放;LMDI分解

指数分解分析方法（IDA）是研究污染物排放和能源使用变化影响因素的常用方法。其中，对数平均迪氏指数法LMDI （Logarithmic Mean Divisia Index）方法可以进行完全分解，分解结果不包括残差项，且可以解决数据中的零值问题，因此被国内外学者更广泛地使用。徐盈之和张全振、郑若娟和王班班利用LMDI分解法分别对我国制造业的整体能源消耗以及能源强度的变动进行了分解分析;Ren 等基于扩展的Kaya等式，对中国1996年～2010年制造业碳排放的影响进行研究。徐盈之等考察了制造业内部结构的影响，潘雄峰等和刘清春等分别对中国制造业碳排放强度和制造业碳排放进行了因素分解。上述文献都没有将制造业进行高中低能耗的划分，对内部结构的分析也相对简单，没有深入分析。

综上所述，对于中国制造业碳排放影响因素专门研究不多，更缺少对制造业内部结构变化的对碳排放影响的分析研究。本文利用LMDI分解方法，嵌入制造业内部结构变化的分析，对中国1992年～2012年能源相关的碳排放增长量进行因素分解，识别影响碳排放变化的主要因素。

一、 研究方法与数据

1. 制造业内部结构划分。依照中国国民经济行业分类标准（ GB/T4754-2002），制造业共包括30个大类，为了与能源消费等数据保持统一的统计口径，本文将制造业合并为13个部门。根据能耗强度将制造业子行业分为高、中、低能耗三类，具体行业划分与划分依据如表1所示。其中，能耗强度一栏所用的数据为1996年～2011年各行业单位增加值能耗的均值（t标准煤/万元，2005年可比价）。

从图1中可以看出，1996年～2011年高、中、低能耗制造业的能耗强度都呈下降的趋势。其中，高能耗制造业从1996年的4.70t标准煤/万元下降到2011年的3.52t标准煤/万元，年均下降7.9%;中能耗制造业从1996年的1.30t标准煤/万元下降到2011年的0.88t标准煤/万元，年均下降2.8%;低能耗制造业从1996年的0.83t标准煤/万元下降到2011年的0.50 t标准煤/万元，年均下降2.2%。可见，高能耗制造业能耗强度下降的幅度最大。

2. LMDI分解模型。引入制造业内部结构变化的LMDI分解模型见公式（1）：

二、 结果与讨论

1. 各因素总体影响分析。1996年～2012年中国制造业能源相关碳排放可分为三个阶段。1996年～2002年为缓慢上升阶段，年均增长率为1.84%;2002年～2007年为迅速上升阶段，碳排放从2002年的2 050.42 MtCO2增至2007年的3 839.09 MtCO2，年均增长率为17.45%;2007年后碳排放增速逐渐下降，年均增速约5.72%。

制造业碳排放因素分解结果见图2。可见，制造业增加值是最主要的正向驱动因素，其在1992年～2012年四个时期内对制造业碳排放总量变化的贡献率分别为345.59%、160.02%、92.95%和120.08%。能源强度是最主要的负向驱动因素，其对碳排放变化的贡献率分别为-216.43%、-40.49%、-3.95%和-11.45%。除2002年～2007年外，制造业内部结构总体上属于负向驱动因素。由于2002年～2007年中国工业化的重工业化特征明显，因此这一时期制造业内部结构贡献为正。综合碳排放系数（反映能源结构）在1992年～2007年期间对碳排放变化的影响较小，但在2007年～2012年期间成为仅次于能源强度的负向驱动因素。

2. 制造业增加值因素分析。制造业增加值是碳排放变化最主要的正向驱动因素。该因素1992年～1997年引起的碳排放增量为831.01 MtCO2，到1997年～2002年降至748.16 MtCO2。这可能是由于1997年爆发的东南亚金融危机导致我国制造业内需不足及出口贸易额下降。2002年～2007年，制造业增加值引起的碳排放增量迅速增至1 561.31 MtCO2，比上一时期增长了108.66%。这主要与两个因素有关，一是我国加入WTO后制造业出口的大幅增长，二是以房地产大发展为特征的快速城镇化拉动了制造业高能耗行业的发展。2007年～2012年，中国制造业增加值增速有所放缓，但仍维持中高速增长。因此，该时期引起的碳排放增量为1 973.46 MtCO2，比前一时期增长26.40%。

3. 制造业内部结构因素分析。除2002年～2007年外，制造业内部结构变化对碳排放的影响主要为负向驱动。由表2可知，1992年～2007年，制造业高能耗行业对碳排放起着主导作用。1992年～1997和1997年～2002年这两个时期中，高能耗行业的贡献分别为-88.44 MtCO2和-104.93 MtCO2。从具体行业来看，1992年～2002年化学原料和化学品制造业、非金属矿物制品业以及金属冶炼及金属制品业占制造业增加值比重呈总体下降趋势，由此减缓了制造业碳排放增长。2002年～2007年高能耗行业金属冶炼及金属制品业增加值占比大幅上升，推动碳排放增长321.84 MtCO2，导致这一时期制造业内部结构的总效应为正。2007年～2012年，中低能耗行业对碳减排的作用逐渐增大（如造纸印刷及文教用品制造业），带动了这一时期制造业内部结构的总效应为负。上述结果表明，中国制造业内部的结构变化正在逐步改善，向中低能耗方向发展。

4. 能源强度因素分析。能源强度是制造业碳排放变化最主要的负向驱动因素。除2002年～2007年外，高能耗行业能源强度下降带来的碳排放减缓量在能源强度总贡献中占据主导地位。高能耗与低能耗行业的能源强度贡献一直为负，对碳减排起着积极作用;而中能耗行业2002年～2007年、2007年～2012年的能源强度贡献为正，说明这两个时期中能耗行业的能源利用效率在下降。

1992年～2012年，制造业绝大多数行业的能源利用效率的不断提高，由此推动了这些行业的能源强度持续下降，减缓了制造业碳排放增长。其中，下降幅度最大的行业为非金属矿物制品业。能源效率的提高可能来自两个方面：一是技术进步，二是企业所有制结构的改变。技术进步使得能源利用的方法得以改进，生产单位增加值所使用的能源量下降，因此碳排放量下降。研究表明，非国有企业的技术效率和资源利用率比国有企业高。1992年～2012年期间，随着国企改革的深入以及所有制结构的调整，我国国有企业的比重不断下降，而非国有企业逐渐增加相对减少了碳排放。

5. 综合碳排放系数因素分析。1992年～1997年，高、中、低能耗行业的综合碳排放系数贡献均为微弱的负向影响;1997年～2002年则相反，为微弱的正向影响。这表明，1992年～2002年制造业能源结构无显著变化。2002年～2007年，该因素主要起着正向的驱动作用，高能耗行业贡献最大，为23.32 MtCO2。这主要是由于在非金属矿物制品业、化学原料和化学品制造业、金属冶炼及金属制品业的拉动下，原煤、焦炭等高排放能源占制造业能源消费总量的比重共增加约3个百分点，由此推动了碳排放的增长。2007年～2012年，综合碳排放系数主要起着负向的驱动作用，高能耗制造业的贡献仍然是最大的，为-79.05 MtCO2。这仍然是由于在上述三个高能耗行业的主导下，原煤、柴油等高排放能源占比合计下降了约9个百分点。以上结果表明，优化主要能耗行业的能源结构，即降低高排放能源的使用比重可以显著地减缓碳排放增长。

三、 结论与展望

本文对中国制造业碳排放影响因素的分析得到以下结论：

1. 从碳排放总量看，中国制造业能源相关碳排放呈不断上升的趋势。1996年～2002年为缓慢上升阶段，年均增长率为1.84%;2002年～2007年为迅速上升阶段，年均增长率为17.45%;2007年后碳排放增长速度逐渐下降，年均增速约5.72%。

2. 从影响因素看，制造业增加值因素是碳排放变化最主要的正向驱动因素;能源强度因素是最主要的负向驱动因素;制造业内部结构因素总体上属于负向驱动因素;综合碳排放系数（能源结构）因素对碳排放变化的影响较小，但在2007年～2012年成为仅次于能源强度的负向驱动因素。

3. 除2002年～2007年外，制造业内部结构变化总体上属于负向驱动因素。1992年～2007年对碳排放贡献最大的行业为化学原料和化学品制造业、非金属矿物制品业和金属冶炼及金属制品业。2007年后，制造业高能耗行业占主导的地位逐渐改变，中低能耗产业对碳减排的作用逐渐增大，导致这一时期制造业内部变化对碳排放的贡献量为负。

本研究存在的不足之处主要有以下两点：一是由于数据限制，需要将各产业部门数据进行合并，本文将所用的数据合并为21个部门，其中制造业部门为14个。数据合并会造成数据损失，导致结果与细分部门相比精确度下降。二是对于制造业的分类，本文是按照能源强度将制造业分为高中低能耗三类，没有考虑按照生产要素分类的情况。采用生产要素进行分类可以指导政府和企业通过生产要素投入方式的转变来实现节能减排的目标。对于上述研究不足，本文作者将在今后的研究中加以完善。

参考文献：

[1] 徐盈之，张全振.中国制造业能源消耗的分解效应：基于LMDI模型的研究 [J].东南大学学报（哲学社会科学版），2011，13（4）：55-60，127.

[2] 郑若娟，王班班.中国制造业真实能源强度变化的主导因素――基于LMDI分解法的分析[J].经济管理， 2011，33（10）：23-32.

[3] 徐盈之，徐康宁，胡永舜.中国制造业碳排放的驱动因素及脱钩效应[J].统计研究，2011，28（7）：55-61.

[4] 潘雄锋，舒涛，徐大伟.中国制造业碳排放强度变动及其因素分解[J].中国人口・资源与环境，2011，21（5）： 101-105.

[5] 刘清春，孔令群，安泽扬.中国制造业能源相关的碳排放因素分析[J].中国人口・资源与环境，2014，24（5）：14-18.

基金项目：能源基金会项目“关于碳交易对深圳经济、能源、环境影响的研究”（项目号G-1311-19359）。

作者简介：马晓明（1962-），男，汉族，黑龙江省齐齐哈尔市人，北京大学深圳研究生院环境与能源学院教授、博士生导师，研究方向为环境金融及环境管理;孙璐（1990-），女，汉族，黑龙江省哈尔滨市人，北京大学深圳研究生院环境与能源学院硕士生，研究方向为环境金融;胡广晓（1993-），女，汉族，山东省临沂市人，北京大学深圳研究生院环境与能源学院硕士生，研究方向为环境金融;计军平（1983-），男，汉族，江苏省苏州市人，北京大学深圳研究生院环境与能源学院博士后，研究方向为应对气候变化政策。

收稿日期：2016-07-11。