基于LMDI的河北省碳排放影响因素分解分析

[摘要]河北省碳排放量呈上升趋势，经济增长是导致河北省碳排放增长的最主要因素，人口规模和结构调整对碳排放也具有促进作用，能源强度对碳排放具有抑制作用。由于正向促进作用大于负向抑制作用致使河北省碳排放量总体呈上升态势。在此基础上，本文提出了相关的政策建议。

[关键词]碳排放；驱动因素；因素分解；LMDI

[中图分类号]F2992[文献标识码]A[文章编号]1005-6432（2013）32-0072-03

1模型构建

在扩展卡亚（Kaya）恒等式的基础上，采用LMDI分解法对河北省碳排放驱动因素的贡献度进行测算。为提高碳排放量计算的准确度，采用了第一产业、第二产业、第三产业和居民生活消费的15种能源品种来构建分解模型，并把碳排放总量C分解为国民经济三次产业部门的碳排放量C1和居民生活部门的碳排放量C2。

燃料油、液化石油气、炼厂干气、其他石油制品和天然气等15种燃料。各变量的含义见表1。

基于式（1），第 t期相对于第t-1期碳排放变化量的lmdi加和分解可以表示为：

LEI[]生活能源强度，即居民单位收入的能源消费量，计算公式为：LEI=Ei/TI

由于各类能源的碳排放系数不变，在实际应用中一般取常量，因此在进行因素分解时，ΔCF=0，可以不做考虑。根据LMD1分解法对各因素进行分解，得到：

2计算结果及分析

2.1对碳排放量分类分析

按照河北省能源消费量及碳排放系数，计算得到1995—2009年河北省各部门和各能源品种的碳排放量。从总量来看，河北省碳排放量总体呈上升趋势，从1995年的4193.63万吨增长到2009年的11628.38万吨，差不多增长了1.8倍。但从增长率曲线来看，各年增长幅度差异很大，大体经历了“缓慢增长—快速增长—增速下降”三个阶段。1996—2001年为缓慢增长期，这期间碳排放量增长率最高不超过5%；但从2002年开始随着宏观经济逐步走出通货紧缩的阴影，河北省也开始了新一轮投资快速增长期，带动了全社会能源需求的大幅上升，碳排放增速迅速提升至2002年的12.29%，增速最高的2005年甚至达到了3022%；之后随着“十一五”规划目标的推出，河北省加大了节能减排的力度，单位GDP能源消费量逐年下降，碳排放增速逐渐出现了回落，2005年以来碳排放的增长速度逐渐放慢。

从产业贡献来看，第二产业对碳排放量的贡献最大，1995—2009年的平均贡献率高达 829%，其中工业的贡献率为81.4%，这表明河北省处于工业化快速发展时期，并且重工业特征突出。除第二产业外，居民生活部门的平均贡献率达到97%；第一产业和第三产业的平均贡献率分别为109% 和603%。从贡献率的变化来看，第一产业和居民生活部门的贡献率趋于下降，第二产业和第三产业的贡献率趋于上升，但第三产业的上升幅度较小。从能源贡献来看，原煤、柴油、汽油和焦炭是影响河北省碳排放的4种主要能源。1995—2009年，4种能源碳排放的平均贡献率达到了 88.12%。在4种主要能源中又以原煤对碳排放量的贡献最大，平均贡献率为4961%，接近五成。受能源消费结构调整的影响，1995—2009年河北省原煤的碳排放比重从6027%下降至37.17%，而焦炭的碳排放量持续上升，且碳排放占比相应提高。尽管近年随着交通运输业和汽车制造业的快速发展，对柴油和汽油的需求量有所提高，但其碳排放的贡献率相对稳定，在1.5%～4.5%波动。

2.2对驱动因素的分类分析

通过扩展的卡亚（Kaya）恒等式，得到了影响碳排放的7个驱动因素，即生产能源强度因素、生活能源强度因素、能源结构因素、产业结构因素、人均产出因素、人均收入因素和人口规模因素。将这7个驱动因素进一步划分为4类，即能源强度效应、结构调整效应、经济发展效应和人口规模效应。利用LMDI分解法，计算得到各驱动因素对碳排放量的贡献值（如表2所示）。总体上看，经济发展、人口规模和结构效应对碳排放量的增长产生正向驱动效应，能源强度则产生负向驱动效应。由于正向驱动效应大于负向驱动效应致使河北省碳排放量呈现不断上升的态势。

（1）能源强度效应。按照部门，能源强度可以分为生产部门能源强度和生活部门能源强度。如果某一部门能源强度下降，说明该部门能源利用效率提高。在其他因素保持不变的情况下，该部门能源消费所产生的碳排放量必然减少，因而能源强度下降对碳排放产生负向驱动效应。

表2的结果表明，能源强度效应对碳排放量的确存在负向驱动作用，其中又以生产部门能源强度效应最为明显，1996—2009年累积降低碳排放311106万吨，贡献率达48.2%。但期间也有波动：ΔCPEI的值在2000—2001年、2002—2003年、2004—2005年和2007—2008年4个时段为正，表明这些年份的能源强度出现了不利于碳排放降低的变化。图1直观印证了这一点，图1表明1995—2009年河北省生产部门能源强度总体呈下降趋势（从1995年的603吨标准煤/万元下降到2009年的3.55吨标准煤/万元），这主要得益于第二产业尤其是工业的带动。但在2001年、2003年和2005年三个年份的工业能源强度的小幅上升带动了第二产业乃至整个生产部门能源强度的同向波动。值得注意的是，2008年第二产业能源强度的上升则是由于建筑业能源强度的大幅上升造成的。生活部门能源强度是指居民每单位收入所消费的能源量。一般而言，由于受到生活习惯、消费方式等因素的影响，居民生活能源消费的收入弹性较低，不会随收入的增加而大幅增长。从1996—2009年间的总体发展趋势来看，居民生活部门能源强度对碳排放量的增长基本是产生负的驱动影响。在15年间生活部门能源强度对碳排放量的驱动力达796.47万吨，贡献率达11.9%。上述分析表明，降低生产部门尤其是第二产业（工业）的能源强度，是实现河北省碳减排的重点；降低居民生活能源强度虽然能在一定程度上减缓碳排放量的增长，因为其涉及居民生活习惯和消费方式的改变，需要有一个长期的过程，但蕴藏着较大的潜力。

图11995—2009年河北省生产部门、第二产业及工业能源强度

（2）结构调整效应。结构调整效应具体包括了能源结构效应和产业结构效应。能源结构效应是指能源品种结构的调整对碳排放量的影响。一般而言，煤炭类能源消耗的碳排放因子最大，其次是石油类能源，天然气的碳排放因子最小。因此，如果其他因素不变，能源结构中的煤炭类能源消耗比重下降，石油类产品和天然气的比重即使上升，碳排放量也会减少，反之，碳排放量增加。从分解结果来看，能源结构变化对碳排放量的影响有限，这是由于河北省能源结构比较单一，严重依赖煤炭，煤炭在一次能源消费中的比重超过90%，且短期内难以改变，燃料结构的“高碳”特征依然明显。

对于产业结构效应来说，由于1995—2009年河北省第一产业、第二产业和第三产业的能源消费量占比平均值分别为084%，85.81%和275%，可见第二产业的能源消耗量和碳排放量在三次产业中最大。如果第二产业产值在国内生产总值中的比重不断提高，那么势必导致能源消费总量不断增加，碳排放量也必然持续增长。从1995—2009年，第一产业比重由22.16%下降至1281%，第二产业比重则由46.42%升至51.98%，其中工业产值比重由4037%升至46.32%，第三产业产值比重由31.42%上升至35.21%。这种以工业规模不断扩张为特征的经济结构变动，对化石能源消费总量增长起到了巨大的推动作用。表2的结果显示：样本期间，经济结构变动对碳排放量增长起到了一定的推动作用，其平均贡献为7.4%。可见，大力发展第三产业，逐步降低工业在经济中的比重将是实现河北碳减排的一个政策选择。

（3）经济发展效应。经济发展的本质是一个经济体中全体居民的人均产出和人均收入的增长。一般而言，当产出水平提高时，能源消费量随之提高，从而碳排放量相应增加；当收入水平提高时，势必增加居民对汽车、冰箱、空调等耐用消费品的需求，导致能源消费量和碳排放量的相应增加。从分解结果来看，人均产出成为河北省碳排放量增长最主要的推动因素。1995—2009年，河北省人均产出水平提高了3.1倍，对碳排放的贡献值提高了1.3倍。人均收入对碳排放同样产生正向推动作用，但影响相对较小，在该时期对碳排放的累积贡献率为98%。

综合来看，经济发展成为推动河北省碳排放量增长的主导性因素。究其原因，与河北省碳排放演化的阶段性不无关系。经验研究发现，一个国家或地区经济发展与碳排放关系的演化存在 3个倒U型曲线高峰规律，即该演化过程需要先后跨越碳排放强度倒U型曲线高峰、人均碳排放量倒U型曲线高峰和碳排放总量倒U型曲线高峰。在不同的演化阶段，驱动因素的影响和贡献存在明显差异。在碳排放强度高峰之前阶段，碳排放增长主要由能源、碳密集型技术进步驱动；在碳排放强度高峰到人均碳排放量高峰阶段，则主要由经济增长驱动；在人均碳排放量高峰到碳排放总量高峰阶段，则主要由碳减排技术进步驱动；进入碳排放总量稳定下降阶段后，碳减排技术进步占据了绝对的主导地位。通过观察1995—2009年河北省碳排放强度、人均碳排放量、碳排放总量的变化趋势可以发现，河北省已经跨越了碳排放强度高峰阶段，碳排放强度逐年下降，但仍处于碳排放强度高峰到人均碳排放量高峰阶段，经济增长成为这一阶段碳排放增长的主要驱动力，本文的实证结果也表明人均GDP增长是碳排放量增长的最大驱动因素，其平均贡献达到132.1%，远大于任何一个驱动因素的贡献。因此，河北省在减少碳排放、 发展低碳经济的过程中，必须权衡减排与发展的关系，在保证经济发展不受影响的条件下，实现发展与减排的双赢。

（4）人口规模效应。人口规模的扩大对碳排放量具有正向驱动作用。尽管1995—2009年期间河北省人口总数仅以年均063%的速度增长，但由于人口基数较大，人口增长对碳排放的正向驱动效应不断增强，再加上由于城市化进程的不断加快，大量农业人口进入城市从事第二产业和第三产业的工作，居民的消费规模和消费模式发生了显著变化，使得经济产出的持续增长以及与之相应的能源消费增长成为居民生产与发展的基本需求，从而推动了碳排放量的持续增长。

3结论

（1）提高能源效率是节能减排最为有效的方式。目前，河北省传统的粗放式发展模式还未得到根本改变，普遍存在着能源效率低、浪费大的问题，在节约能源、提高能效方面有着巨大的潜力，提高能源效率应从微观主体入手，充分利用市场机制，适度提高能源价格，加之使用补贴、税收等手段，达到政府、企业和个人的激励相容，形成节能减排的利益认同和一致行动。

（2）调整产业结构，促进低碳绿色产业发展。一方面，政府应利用经济手段和行政手段，调整工业内部结构，增加高附加值行业的比例，限制高耗能行业的发展；另一方面，政府应运用适当的财政政策引导，鼓励和扶持低碳产业的发展和绿色产品的开发，如信息产业、生态农业、创意产业、新能源开发等，促进产品竞争力的提升。

（3）加大能源结构调整，发展低碳能源和可再生能源。尽管实证结果表明结构调整在降低碳排放中的作用尚不明显，而且以煤为主的能源结构短期内也很难改变，但若能进一步加大对风能、太阳能等清洁能源的利用，在一定程度上会缓解碳排放量增长的速度。