南京低碳经济定量研究

摘要 城市化和工业化产生的碳排放是当今中国影响气候变化的重要因素，经济增长和碳排放之间的关系是当今研究的热点问题。本文研究南京市低碳经济发展的现状、阶段及演化特点，发现30年来，南京市低碳经济发展呈现波动反复的特点，扩张负脱钩3次，较高能源消费的经济增长形式-扩张连接4次，经济发展实现与能源消费较好脱钩的弱负脱钩1次，强脱钩4次，其余为弱脱钩。基于内生经济增长模型Moon Sonn，建立了南京经济增长预测模型，并探讨了不同发展模式下南京未来50年低碳经济水平及碳排放量演化规律，预测了不同低碳经济水平下南京碳排放量和峰值出现的时间。研究结果显示，按现行经济模式，南京2050-2060年碳总量增加速度逐步减缓，约在2058年左右实现碳总量的负增长。50年内南京市预计为扩张负脱钩和扩张连接，难以实现稳定的高水平低碳经济增长模式；设定最优能源强度参数的模式下，南京迅速实现稳定强脱钩的低碳经济，碳释放量EKC曲线呈现倒U型，2015年左右即达到峰值。综合各种因素，南京近几年将延续模式1的增长模式，在2020年左右实现向模式2转变，其碳释放量约于2028年前后出现峰值。

关键词 南京；低碳经济；城市化；气候变暖

中图分类号 F207 文献标识码 A

文章编号 1002-2104（2011）11-0028-05 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.11.005

当前，温室气体排放引起全球变暖问题日益引起国际社会的广泛关注，气候变化被认为是21世纪人类面临的最复杂的挑战之一。发展中国家城市化和工业化是经济增长的主要特征，也是碳排放的最重要来源。研究城市化和经济增长与碳排放的定量关系成为业界研究的热点问题［1-8］。目前，最常用的方法是在环境库茨涅茨曲线（EKC）存在下的经济计量学的方法和模型预测方法［9-11］。在EKC的讨论研究方面主要从收入（或消费）的边际效应、制度因素和减排成本等方面予以解释。在低碳经济方面主要是研究低碳经济的模式、低碳经济发展阶段以及碳排放量预测等，对于城市发展与碳排放的定量关系研究较少。中国是发展中大国，当前正面临着城市化和工业化快速发展带来的碳排放的巨大压力，研究南京发展模式与低碳经济的关联性对于努力探索我国城市发展与碳排放量的关系，实现低碳经济，具有重要的现实意义。

1 研究方法和材料来源

环境库茨涅茨曲线来定量化研究人均碳排放与人均GDP，利用Moom soon内生经济增长模型，建立南京市增长模型，预测不同发展速度和低碳经济水平下2050年南京碳排放总量的变化，选择最优的低碳经济模式。

所用经济资料来自于南京市经济统计年鉴1979-2008［12］，部分来自江苏省统计局资料；气象资料来自于国家气候中心信息资料室，能源和碳排放来源于中国能源年鉴。所有资料整理和模型计算采用SPSS13.0和Malable软件。

2 模型研建

2.1 碳消耗强度系数

G=ΔGDPGDP

C=ΔCO2CO2（1）

ε=CG（2）

其中，G为经济增长强度，GDP为经济增长量，C为碳消耗增长强度，为碳消耗强度。

2.2 碳消费预测模型

为了研究能源强度和经济产出之间的关系，Moon 和Sonn［13］将能源投入引入生产函数，构造Cobb Douglas生产函数：

Y(t)=AKαE1-α（3）

南京能源98%以上属于区域外输入，假设完全依赖区外的情况下，能源的支出为：

R(t)=b(t)E(t)（4）

其中，b为能量市场价格。

经济稳态最优增长率为：

G=-1σ［ρ-(1-bΓ)A1/αΓ(1-α)/α］ （0

式中：σ是风险厌恶系数，ρ为时间偏好率，1-α为能源产出弹性系数。当1-α>0时，即能源投入的增大会促进经济增长，当1-α/α

能源消费总量预测模型：

E(t)=ε(t)f(t-1)(1+ΔG(t))（6）

最佳能源消费模型：

E(t)=Γ(t)y(t-1)(g+1)（7）

E为能源消费总量，G为经济增长量，为碳消耗强度系数，f与y为经济增长随机函数，g为经济增长强度系数。

3 结果分析

3.1 南京低碳经济阶段特征分析

解决气候变化问题、实现低碳经济发展的最终途径是切断经济增长与温室气体排放之间的联系。国际上通常用“脱钩”指标来反映经济增长与物质消耗不同步变化的实质。建立脱钩指标的目的在于检验一国气候变化政策的有效性，并寻求影响连接与可能造成脱钩的因素，作为制定适当脱钩政策的依据［14］。若CO2排放增长率与GDP增长率呈现不平行，即称经济体系产生脱钩现象。若经济增长率高于CO2排放增长率，即称为相对脱钩（相对的低碳经济发展），倘若经济驱动力呈现稳定增长，而CO2排放量反而减少，称为绝对脱钩（绝对的低碳经济发展）。Tapio［15］利用脱钩弹性（Decoupling elasticity）的概念，将脱钩指标再细分为连接（Coupled）、脱钩或负（Negatively）脱钩三种状态，再依据不同弹性值，再进一步细分为弱（Weak）脱钩、强（Strong）脱钩、弱负脱钩、强负脱钩、扩张负（Expansion negative）脱钩、扩张连接、衰退（Recession）脱钩与衰退连接等类（见图1）。2005年发达国家如美国、欧盟25国、加拿大、澳大利亚、日本和俄罗斯，在6个时间段至少出现一次强脱钩，其中英国最为突出，一直呈现强脱钩特征。其余发达国家也以强脱钩和弱脱钩为主要特征。从发展中国家的情况来看，虽然在某些时段出现过弱脱钩特征，但非常不稳定。发达国家的发展实践表明，实现温室气体排放与经济增长的强脱钩是完全可能的。对于广大发展中国家来说，采取相应的政策措施，努

力做到相对的低碳经济发展更为现实。

长江三角洲是中国重要的工业经济区和最重要的城市群，是中国人口密度最高、最具经济活力的地区之一，同时也是城市化水平最高、发展速度最快的区域之一。南京作为长江三角洲的核心城市之一, 1978-2008年建成区面积增长了7倍以上，其城市化和工业化发展极具代表性。

30年来，南京市低碳经济发展呈现波动反复的特征（见表1），南京市经济已经实现不同形式的与能源消费脱钩现象，30年中出现能源高消费低经济增长的扩张负脱钩3次，较高能源消费的经济增长形式-扩张连接4次，经济发展实现与能源消费较好脱钩的弱负脱钩1次，强脱钩4次，其余为弱脱钩。这表明，南京市处于低碳经济水平较低的弱脱钩阶段，低碳经济尚不稳定，虽然经济呈现快速增长，其能源消费总量也相应大幅增加，碳排放压力在较长时间依然较大，实现强脱钩阶段的较高水平的低碳经济尚需时日。南京市属于能源输入性城市，能源构成中煤炭和原油占绝对比重，其余所占比重较小；能源总量除个别年份（1994、2000年）均呈现上升趋势，各种能源中煤炭、原油和焦煤消费量上升速度较快，2000年后其增长的速度呈加快之势（见图2）。南京市尚处于明显的工业化和城市化过程中，碳消费总量压力较大。

3.2 南京未来50年低碳经济及碳消费演变预测模拟

选取1980-2006年南京市的经济发展和能源消费统计数据作为样本，代入模型计算出系数，结果如表2所示。通过对统计模型进行回归，发现方程拟和程度非常好，R2为0.982，其中除生产要素A不能通过显著性检验外，其余参数均在5%水平之上显著。虽然生产要素变动不明显，考虑到技术进步对其产出的影响，仍将其保留在模型中。A=0.017 62e0.000 115 4 t。根据实际数据校正，设定固定资本折旧率为10% 的情况下，ε值为0.953。

模拟结果显示，在考虑最优经济增长模式的情况下，南京市经济在50年内保持5%以上的高增长，GDP总量20年翻3番，同时，保持了较高的能源强度，碳排放总量迅速增加，2010-2030年20年内碳排放总量增加6倍，2030-2050年期间碳排放总量预计增加3-4倍，2050-2060年碳排放总量增加速度逐步减缓，大约在2058年左右实现负增长。50年内前期南京市预计为扩张负脱钩和扩张连接，2030-2055年处于弱脱钩阶段，2055-2060年才逐步实现强脱钩（见表3）。如果以这种经济增长模式，南京市在未来的50年内其低碳经济增长模式将长期处于较低水平，难以实现稳定的高水平低碳经济增长模式，经济增长将是以对环境的巨大压力为代价，这种模式是典型的发展中国家增长模式特征，与可持续发展理论不相适应。设定最优能源强度参数的模式下，南京迅速实现稳定强脱钩的低碳经济，能源强度小，同时能保持3-6%左右的经济增长速度，碳释放量EKC曲线呈现倒U型，且在2015

年左右即达到了峰值（见表4），此后预计随经济增长碳释放量呈持续下降态势，真正实现碳排放的负增长，达到节能减排的可持续发展目的。综合各种因素，南京近几年将延续模式1的增长模式，在2020年左右实现向模式2转变，其碳释放量峰值约出现在2028年前后。

从南京现有产业结构来看，第二产业比重占主体，且

2000年后第二产业所占比重有明显上升趋势，第一产业增速呈下降趋势，第三产业也有明显的增速，但其比重仍小于第二产业。在第二产业中，轻工业比重过小，且呈迅速下降趋势，表明重工业在南京市产业结构中占主导地位（见图4），而重工业是相对高耗能产业，不利于南京低碳经济发展。调整优化产业结构，发展低碳技术，优

化能源消费结构，提高核能、太阳能等新能源比重，引进利

用先进国家低碳技术和资金是提高南京低碳经济水平的有效途径。强化清洁生产，发展循环经济，促使南京在2020年前提前达到碳排放峰值，使南京2035年前实现碳零排放，建成低碳生态城市。

4 结论与讨论

30年来，南京市低碳经济发展呈现波动反复的特征，

扩张负脱钩3次，较高能源消费的经济增长形式-扩张连

接4次，经济发展实现与能源消费较好脱钩的弱负脱钩1次，强脱钩4次，其余为弱脱钩。

不同发展模式南京的低碳经济发展水平不同，在考虑最优经济增长模式的情况下，南京市在未来的50年内其低碳经济增长模式将长期处于较低水平，难以实现稳定的高水平低碳经济增长模式。最优能源强度模式下，南京碳释放量EKC曲线呈现倒U型，且在2015年左右即达到了峰值。

针对南京经济发展现状和碳排放规律，南京要在未来的20年内实现真正意义上的

低碳经济，应该采取如下措施：①改变经济增长模式，依靠科学发展、内涵发展代替规模发

展和外延发展模式；②优化提升产业结构，逐步压缩高碳产业，大力发展低碳产业，依靠科

技拉长产业链，减少碳排放；③注重控制城市规模和人口总量，科学规划利用现有的基础设施，

减少拆迁量，加大城市森林公园和绿林建设，注重城、林、山、水、人文资源的有效结合，

建设低碳、环保、高效、美观的现代化南京古城。

总之，低碳经济和低碳城市的建设至关重要，探讨经济-环境耦合最优发展模式及其参数量的设定是今后区域低碳经济定量化研究的重要内容。

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Quantitative Study of Low carbon Economy in Nanjing City

YU Wen jin1，2 YAN Yong gang1 ZHANG Chao lin3

(1.Key Laboratory of Meteorogical Disater of Ministry of Education, Nanjing Jiangsu 210044, China；2.Key Laboratory of Coastal Disasters and Defence of Ministry of Education，Nanjing Jiangsu 210098, China；3.Institute of Urban Meteorology CMA,Beijing 100089, China)

Abstract The carbon emissions produced by China urbanization and industrialization today is an important factor affecting climate change, so the relationship between economic growth and carbon emissions is a hot research issue currently. This paper, by studying present development situation, stage and evolution features of Nanjing’s low carbon economy, found that the development of Nanjing’s low carbon economy fluctuated repeatedly in the past 30 years: the negative expansion decoupling appeared three times; economic growth mode of higher energy consumption had expansion connection four times; better decoupling between economic development and energy consumption had weak negative decoupling once; stronge decoupling appeared four times; the rest low carbon economy coefficients had weak decoupling. Based on the endogenous economic growth model Moon Sonn, the economic growth forecast model of Nanjing City was established, discussing the level of low carbon economy and the evolution law of carbon emissions in different development modes of Nanjing in the next five decades, predicting Nanjing’s low carbon economy emissions amount and when its peak time would appear at the different levels of low carbon economy. The results show that the total carbon increasing rate of Nanjing will gradually slow down under the current economic model in the years 2050-2060, and the total carbon will achieve a negative growth in about 2058. Nanjing is expected to have negative expansion decoupling and expansion connections in 50 years, then it is difficult to achieve stable high level low carbon economic growth mode. When setting the optimal energy intensity parameters mode, Nanjing will rapidly achieve stable strong decoupling low carbon economy, and the Environmental Kuznets Curves (EKC) of Carbon emissions will present an inverted U curve, which the peak will appear in around 2015. Considering various factors, the paper estimates that Nanjing will continue growth model 1 in recent years, then it will change to the mode 2 in 2020, and the peak of the carbon release is about to appear in around 2028.

Key words Nanjing; low carbon economy; urbanization; global warming