基于Divisia分解法的碳排放因素分解研究_以广东省为例

1、基于 Divisia 分解法的碳排放因素分解研究 以广东省为例 陈铭泽(华南理工大学经济与贸易学院 , 广东广州 510006摘要 目的 分解研究广东省碳排放量的影响因素 。 方法 基于 Johan 提出的碳排放量公式 , 采用对数平均权重的 Divisia 分解法(LMD , 对广东省 1996 2009年影响碳排放量的 3大因素 (能源结构 、 能源效率和经济发展 进行实证研究 。 结果 经济发展是导致广东省碳排放量持续大量增加的主要原因 ; 能源效率的提高是广东省减少能源消耗 、 降低碳排放量的重要手段 ; 能源消费结构的调整和优化对于降低广东省碳排放量的潜力巨大 。 结论 广东省的碳排

2、放量在今后很长一段时间内将继续增长 , 在制定今后的发展战略中 , 要 特别注意保持经济与环境的和谐发展 。关键词 Divisia 分解法 ; 碳排放 ; 因素分解 ; 广东省 中图分类号 X1311文献标识码 A 文章编号 05176611(2011 110664003Study on the Carbon Emission Factors in Guangdong Province based on Divisia Decomposition Method CHEN Ming-ze (College of Economy and Trade , South China University

3、 of Technology , Guangzhou , Guangdong 510006Abstract Objective The research aimed to decompose and study the influence factors of carbon emissions in Guangdong ProvinceMeth-od Based on the formula for the carbon emissions which was put forward by Johan , three factors (the energy structure , energy

4、 efficiency and economic development which affected the carbon emissions during 19962009in Guangdong Province were studied by using LMDResult The economic development was the main reason that caused the continuous significant increase of carbon emissions in Guangdong ProvinceThe improvement of energ

5、y efficiency was the important manner for decreasing the energy consumption and the carbon emissionsThe adjust-ment and optimization of energy consumption structure had the huge potential for reducing the carbon emissions in Guangdong ProvinceCon-clusion The carbon emissions in Guangdong Province wo

6、uld continue to increase in the future for a long timeWhen formulating the develop-ment strategy in the future , it needed pay special attention to keep the harmonious development of economy and environmentKey words Divisia decomposition method ; Carbon emission ; Factor decomposition ; Guangdong Pr

7、ovince作者简介陈铭泽 (1987 , 男 , 福建龙岩人 , 硕士研究生 , 研究方向 :资源与环境经济学, E-mail :chenmingze1987126com 。 收稿日期 2011-01-13改革开放以来 , 我国经济取得了举世瞩目的成就 , 但粗 放式的经济发展方式使我国 CO 2的排放量也大大地增加 。 相关研究表明 , 目前我国的 CO 2年排放量已跃居全球第二 位1, 预计到 2030年 , 我国 CO 2排放总量很可能超过美国 , 居世界第一位 2。 由此可见 , 我国的经济发展正面临着越来越多来自于环境方面的压力 ,中国如何减少碳排放的问题已成 为国内外讨论的热点问

8、题之一 。 作为中国改革开放前沿阵 地的广东省 , 多年来一直是全国经济发展的排头兵 。 然而 , 在经济较快发展的同时 , 广东省也产生了 CO 2排放量逐年增 加的环境问题 。 目前 , 国内已有不少关于全国碳排放影响因 素的研究 , 并提出有针对性的解决措施 , 但还没有针对于广 东省的研究 ,而广东省的发展模式在全国来说又具有一定的 代表意义 。 为此 , 笔者依据广东省 1995 2009年的时间序列数据 ,采用对数平均权重的 Divisia 分解法 (LMD 3, 对影 响碳排放的相关因素进行分解分析 ,并对广东省进一步保持 可持续发展提出政策建议 , 进而为其他省份的碳减排提供一

9、 个借鉴 。 1相关研究综述分解分析作为研究事物的变化特征及作用机理的一种 分析框架 , 近年来越来越受到经济研究者的青睐 。 到目前为 止 ,国内外已有很多专家学者利用这一方法对我国的碳排放 影响因素进行分析 。 Zhang 依据我国 1980 1997年的相关 数据 , 通过该方法进行分析 , 结果表明中国政府已利用政策 和科学技术等手段大大降低了单位产出的能源消耗 , 而对于 中国政府在节能减排中 “ 搭便车 ” 的指责有失公允4。 Wang等采用对数均值迪氏分解法 (LMDI 对我国 1957 2000年的 CO 2排放进行了分解 , 这可能是目前时间跨度最长的研 究 。 结果表明 ,

10、 能源强度 、 能源结构和经济增长都带来了碳 排放的增加 , 只是代表技术因素的能源强度起着关键性的作 用5。 Fan 等则利用适应性加权迪氏分解法分析了 19802003年的碳排放影响因素 , 认为我国的碳排放总量在上升 , 但单位产出的 CO 2排放量在下降 , 能源结构变化的影响因素 也很重要6。 徐国泉等采用对数平均权重 Divisia 分解法(LMD 定量分析了 1995 2004年我国人均碳排放的影响因 素 , 结果显示 , 经济发展对拉动我国人均碳排放的贡献率呈 指数增长 , 而能源效率和能源结构对抑制我国人均碳排放的贡献率都呈倒“ U ” 型 7。 而胡初枝等依据 1990 2

11、005年的 相关数据 ,采用平均分配余量的分解方法进行研究 , 结果却 表明经济增长与碳排放之间呈现 “ N ” 型关系 8。 宋德勇等采用“ 两阶段 ” LMDI 方法分解我国不同阶段碳排放的影响 因素 , 认为有效控制和减少碳排放的根本途径在于切实转变 增长方式9。就目前的研究而言 , 绝大部分集中于国家层面 , 是从宏 观的角度来探讨如何进行碳减排 , 缺少对较小范围的研究 。 于是笔者以广东省为例 , 对这个在我国经济发展中具有代表 性意义的省份的碳排放影响因素进行分析 , 以期为其他省份 乃至全国的碳减排提供参考 。 2模型构建目前 , 关于碳排放量的基本公式有 2个 。 第 1个是

12、 Yoi-chi Kaya 于 IPCC 的一次研讨会上首次提出的 Kaya 恒等 式10:CO 2=CO 2PE PE GDP GDPPOP POP (1式中 ,CO 2代表 CO 2排放量 ; PE 代表一次能源消费总量 ; GDP 代表国内生产总值 ; 而 POP 代表国内人口总量 。其次是 Johan 等提出的碳排放量公式11:C = i Ci=iEiECiEiEYYP P (2式中 , C 为碳排放量 ; C i 为第 i 种能源的碳排放量 ; E 为一次 能源的消费量 ; E i 为第 i 种能源的消费量 ; Y 为国内生产总值 (GDP ; P 为人口 。 将上述 2个公式进行对

13、比 , 发现 Kaya 恒 等式虽然结构简单 、 易于操作 , 但由于其考察的变量数目有 限 , 所以能得到的研究结果基本仅限于 CO 2排放与能源 、 经 济及人口在宏观上的量化关系 。 就目前的情况而言 , 能源结 构 、 能源效率等已日益成为影响碳排放量的重要因素 。 因 此 , 笔者采用 Johan 等提出的碳排放量公式 , 以全面分析碳排 放因素 。对于公式 (2 , 笔者进行如下定义 : EiE=Si代表能源结构因素 , 即第 i 种能源在一次能源消费中的份额 ; CiEi=F i 代表各类能源排放强度 , 即消费第 i 种能源的碳排放量 ; E Y =I代表能源效率因素 , 即单

14、位 GDP 的能源消耗 ; YP=R (人均GDP 代表经济发展因素 。 由此 , 人均碳排放量 A 可写为 :A = CP=iSiFiIR (3从 (3 式可知 , 影响人均碳排放量的因素可分解为能源 结构 S i 、 能源排放强度 F i 、 能源效率 I 和经济发展因素 R 。 进 一步可得第 t 期相对于基期的人均碳排放量的变化 A : A =A t A 0= i S tiF tiI t R t iS 0iF 0iI 0R 0= As+ A F + A I + AR+ Arsd(4式中 , A s 、 A F 、 A I 、 A R 分别为各因素变化对人均碳排 放量变化的贡献值 , 而

15、 A rsd 为分解余量 , 代表未能被这几个 因素解释的部分 。 基于上式 , 利用对数平均权重的 Divisia 分 解法进行分解 , 各因素的分解结果如下 : As=i(A tiA 0iln (A ti/A0i lnS tiS 0i(5 AF=i(A tiA 0iln (A ti/A0i lnF tiF 0i(6 AI=i(A tiA 0iln (A ti/A0i lnI tiI 0i(7 AR=i(A tiA 0iln (A ti/A0i lnR tiR 0i(8 Arsd= A ( As+ AF+ AI+ AR=(A t A 0i(A tiA 0iln (A ti/A0i (lnS

16、tiS 0i+lnF tiF 0i+lnI tiI 0i+lnR tiR 0i=(A t A 0 i(A tiA 0iln (A ti/A0i lnA tiA 0i=(A t A 0 i(A tiA 0i=0 3广东省碳排放影响因素分析31数据收集 、 估算及整理 综上所述 , 该模型计算所需的 基础数据包括 GDP 、 人口 、 各类能源 (基于目前我国的能源消 费结构 , 选择煤炭 、 石油和天然气这 3种主要能源 的消费 量 、 F i (煤炭 、 石油和天然气的碳排放系数 。 广东省 1995 2009年的 GDP 、 人口以及各类能源消费量的数据均可从各年 的统计年鉴中获得 , 这里

17、需要说明的是由于广东省的人口分 布中有很大一部分是外来人口 , 所以人口数据采用的是各年 末的常住人口数 。 碳排放强度 F i 的数据来源主要有 2个方 面 :一是参照 2006年 IPCC 国家温室气体清单指南 ; 二是 国家发展和改革委员会能源研究所的相关成果 。 由于本文 研究的是我国广东省的碳排放因素 , 笔者认为采用后者的数 据具有更大的实际意义 。 经计算 , 得出广东省 1995 2009年各类碳排放量 (表 1 。32碳排放因素分析 由于 Fi在本文中是固定的 , 即 A F表 1广东省 1995 2009年各类能源的碳排放量Table 1Carbon emissions o

18、f all kinds of energy during 19952009in Guangdong Province年份 Year 煤炭的碳排放量 万 tCarbon emissions of coal石油的碳排放量 万 tCarbon emissions of petroleum天然气的碳排放量 万 tCarbon emissions of natural gas总的碳排放量 万 tTotal carbon emissions人均碳排放量 t /万人 Per capita carbon emissions19952592117610205801545293618150652683049 19

19、962672691510709764566253749330653864739 199726690349115490991168523835630154397228 199826720513114431001165543828016953587939 19992779387813081266910954096624056346843 20003115522916276279708134750232154915788 200132064863161798924824475561984086 200235061629163174795137910865379634 2003418448021742

20、9318927985936692074635753 200446162460198733371065566614235479653883 200551657023198958541741167172699578015004 200657577341233210988810268177946587897103 20076742553524449110269223794566884100081367 20086714194125333309321468495689935100261876 200966749060308154296628682104193171108106632=0, 则影响广东省

21、人均碳排放的因素主要是能源结构变化 、 能源效率变化以及经济发展的变化 。 利用公式 (5 、 (7 和 (8 , 以 1995年的相关数据为基期 , 计算 1996 2009年这 3个因素的变化对人均碳排放量变化的贡献值 , 并绘制 3个因 素贡献值的趋势图 (图 1 。由图 1可知 , 笔者对广东省碳排放影响因素的分析结果 与徐国泉等 7基于全国的研究成果基本一致 , 且与实际情况 相符 。 经济发展因素对碳排放成正效用 , 且这一效用增加的 图 11996 2009年能源结构 、 能源效率 、 经济发展对广东省人均 碳排放贡献值的趋势图Fig1Trend chart of energy

22、structure , energy efficiency and eco-nomic development on per capita carbon emission contri-bution values in Guangdong Province during 19962009速率越来越快 , 近似于指数增长 ; 能源结构与能源效率对碳 排放成负效用 , 虽然这一负效用也在不断增加 , 但两者之和 远小于经济发展因素正效用的增加 , 所以我国的碳排放历年 来一直成加速增长的趋势 。 此外 , 图 1也显示了广东省的一 些特殊性 。 例如广东省人均碳排放量并不是持续绝对的增 加 , 也

23、不表现出阶段性的特征 , 虽然总体上呈上升的趋势 , 但 表现出一定的波动性 。 尤其是在 2002、 2005和 2008年 , 人均 碳排放量表现出增长速度放缓的趋势 。 主要原因是以人均 GDP 环比来衡量的经济发展速度在这 3个年份表现出较大 幅度的下降 。 此外 , 广东省的能源结构对碳排放的抑制作用 在增大 , 这与广东省近年来煤炭 、 石油消费比重的下降以及 电力 、 天然气消费比重的大幅上升有较大的关系 。4结论与政策建议(1 经济发展是导致广东省碳排放量持续大量增加的主 要原因 。 作为我国经济发展的领头羊之一 , 广东省的经济发 展对整个国民经济的发展具有举足轻重的作用 ,

24、 我们不可能 采取以抑制经济发展的方式来降低广东省的碳排放量 , 而且 这一方式也不具备推广的意义 , 特别是我国目前还处于发展 中国家的行列 。 可行的办法是在保持或加速经济发展的同 时 , 加快推进产业结构的优化和升级 , 限制具有较高碳排放 量的产业的发展 , 鼓励低碳产业的发展 , 换言之 , 就是要积极 发展低碳经济以寻找新的经济增长点 。(2 能源效率的提高是广东省减少能源消耗 、 降低碳排 放量的重要手段 。 与中西部的一些省份相比 , 广东省的自然 资源禀赋较低 , 通过提高能源效率 , 降低经济增长对能源的 依赖非常符合广东省的省情 , 且有利于较大幅度地降低碳排 放量 。

25、具体来说 , 广东省应该加大对先进节能技术引进和研 发 的投入 、 加强公民节约使用能源的意识 、 制定相关配套的 法律法规 , 在法律层面保证能源效率的持续提高等等 。 (3 能源消费结构的调整和优化对于降低广东省碳排放 量的潜力巨大 。 就目前而言 , 能源结构对于降低广东省碳排 放量的贡献值是最小的 , 笔者认为这与广东省能源消费结构 中煤炭消费比重长期占主导地位密切相关 , 或者说正是因为 不能彻底扭转煤炭在总能源消费中的比重 , 才使得能源结构 对降低广东省碳排放量的贡献值一直处于较低的状况 , 且增 大的速度缓慢 。 但是 , 从另一个角度来看 , 正因为目前能源 结构的贡献值小

26、, 其上升的潜力才巨大 。 所以 , 放眼未来 , 广 东省应该注重能源结构的调整和优化 , 增加天然气 、 水电 、 核 电 、 风电等低碳能源在总能源消费中的比重 , 同时积极发展 核能 、 太阳能等新能源 , 改变煤炭在能源消费中的主导地位 。 (4 广东省的碳排放量在今后很长一段时间内将继续增 长 。 由于广东省的经济将继续保持高速的增长 , 而能源结构 的彻底转变以及能源效率的大幅提高需要较长的一段时间 , 所以碳排放量在今后很长时间内将继续保持增长的态势 。 对于这一增长的态势 , 我们需要给予适当的关注 , 既不能过 分强调碳减排而阻碍经济的进一步发展 , 也不能一味地追求 经济

27、发展而忽略碳排放量的增长 。 因此 , 广东省在制定今后 的发展战略中 , 要特别注意保持经济与环境的和谐发展 。 参考文献1CDIACNational CO2Emissions from Fossil-fuel Burning , Cement Manufac-ture , and Gas Flaring :17512005R Carbon Dioxide Information Analy-sis Center , 20062EIAEnergy Information Administration , International Energy Annual , 2006Internatio

28、nal Energy Outlook R 20073ANG B W , ZHANG F Q , CHOI K HFactorizing Changes in Energy and Environmental Indicators through Decomposition J Energy , 1998, 23(6 : 4894954ZHANG Z XDecoupling China s carbon emissions increase from economic growth :An economic analysis and policy implications J World Develop-ment , 2000, 28(4 :7397525WANG C , CHEN J N , ZOU JDecomposition of energyrelated CO2emission in china :19572000J Energy , 2005, 30:73836FAN Y , LIU L C , WU G , et alChange in carbon intensity in China :empiri-cal findings from 1