碳排放结构（通用10篇）
碳排放结构 篇1
一、引言
碳排放研究是一个新的较具复杂性和不确定性的跨学科问题, 尽管人们对于碳排放效应与国际气候变化动因仍然存在许多争议和分歧, 但是人类生存与社会经济发展因气候变化而面临的严峻挑战却是显而易见的。20世纪90年代初期以后, 以《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》等为代表的一系列国际气候制度或环境安排逐步形成, 尤其是进入金融危机后时期, 在国际气候变化和产业重构的双重压力下, 低碳经济在各国兴起并日益成为新兴市场国家促进社会经济可持续发展的重要力量。我国作为全球二氧化碳减排市场最大供应国, 低碳经济发展前景极其广阔, 据国际能源机构与世界银行估测, 到2025年, 二氧化碳排放总量可能超过美国, 居世界第一位, 每年碳交易量将超过2亿吨。经历30多年持续改革开放, 中国已然成长为经济大国与贸易大国, 但是逐步攀高的环境成本正日趋成为我国对外贸易持续发展的障碍。近年来, 碳排放行为外部性和环境资源稀缺性更加显著, 主流经济学对于碳排放经济效应相关论题的关注也日益增多, 毋庸置疑, 深入研究全球化背景下我国碳排放对出口贸易结构的影响十分必要。
纵观国内外文献, 关于对外贸易与碳排放的研究主要涉及三个方面:一是实施节能减排的必要性、现代意义、途径与对策;二是对外贸易的碳排放效应;三是碳排放的贸易效应。第一个方面的研究文献较为丰富, 譬如庄贵阳 (2005) 、邢继俊 (2007) 、付允 (2008) 、胡鞍钢 (2008) 、谢军安 (2008) 、朱逢佳 (2009) 、崔大鹏 (2009) 、王文军 (2009) 、任奔 (2009) 等许多国内学者基于国际经验对我国实施节能减排的必要性与发展低碳经济的现代意义、未来前景进行了规范研究;Joanna I.Lewis等 (2010) 认为中国应该努力实现能源多样化, 从而走向低碳经济道路;Sam Nader (2009) 、Kei Gomi (2010) 分别以马斯代尔城、日本京都市为例, 深入探讨了低碳经济发展对策与潜力;姬振海 (2008) 、戴定一 (2008) 、马友华 (2009) 分别结合电力、物流、农业等实体经济部门系统分析了节能减排的途径与措施。第二个方面的研究大多偏重经验分析, 譬如Y.Kondo等 (1998) 较早使用投入产出表估算了日本对外贸易的碳排放效应, 结论显示日本进出口碳排放强度基本一致;Ferda Halicioglu (2008、2009) 研究发现两国双边贸易对增加二氧化碳排放具有显著影响;Olga Gavrilova等 (2010) 基于奥地利畜牧业的研究认为, 如果考虑直接碳排放, 进口碳密集产品以代替本国生产将会改善碳平衡的假说未必成立。在国内, 李秀香、张婷 (2004) 研究表明长期出口增长会减少二氧化碳排放;刘强等 (2008) 对中国46种主要出口产品的碳排放效应进行了实证分析, 结论显示其相应碳排放量约占全国碳排放总量14.4%;宁学敏 (2009) 证实出口短期变动对碳排放量存在正向影响;许广月、宋德勇 (2010) 研究表明出口贸易、经济增长与碳排放量存在协整关系, 出口贸易是影响碳排放的主要因素, 且弹性系数为正;刘轶芳等 (2010) 研究显示近十年来我国贸易结构变化并未对隐含碳排放造成有利影响;王海鹏 (2010) 、朱启荣 (2010) 、李小平等 (2010) 研究显示我国出口贸易引致的二氧化碳排放量呈迅速增长态势。不难发现, 虽然以上研究所采取的方法存在差异, 但基本都认同对外贸易是加剧碳排放的一个不可忽视的原因。
然而, 第三个方面关于碳排放的贸易效应研究, 尤其碳排放对出口贸易结构的影响研究确属凤毛麟角。不过尚有少许研究具有十分重要的启示意义, Onno Kuik (2004) 曾对一个基于国内水平的替代排放交易计划进行了评价与实证分析, 结论认为贸易限排对一国贸易竞争力有积极影响, 但减排成本不会因此而降低;Koji Shimada (2007) 基于日本滋贺县的实证研究显示, 大幅减少二氧化碳排放量的同时仍能保证人均GDP适度增长, 但是经济结构的改进和科技进步至关重要;A.S.Dagoumas, T.S.Barker (2010) 利用能源-经济-环境模型对不同减排途径进行了比较分析, 发现减少二氧化碳排放与经济增长并不矛盾;周芳 (2009) 研究认为节能减排将对我国出口贸易产生不利影响和巨大压力;Nic Rivers (2010) 基于动态可计算一般均衡模型的实证研究表明, 如果碳排放权制度安排不合理, 许多产业的国际贸易竞争力将面临严峻挑战。
综上所述, 碳排放对出口贸易结构的影响, 亦即碳排放的出口贸易结构效应是一个值得深入关注的理论问题。鉴于此, 本文拟基于1999年至2008年中国14个工业行业的面板数据, 构建变系数计量经济模型, 并进行实证分析和检验, 以期考察碳排放强度、技术进步对出口贸易结构的影响和作用, 进而提出一些可行性政策建议和对策。
二、变量选择与数据说明
(一) 变量选取
本文所涉变量包含中国工业出口贸易结构、分行业碳排放强度与技术进步率, 分别以ES、CE和TA表示, 为了有效消除异方差性的同时不改变变量的主要特征, 为此对三个变量进行对数处理, 分别记为ln ES、ln CE和ln TA。
其中, 工业出口贸易结构由各行业出口贸易额占工业出口贸易总额的比例表示, 即:
上式中, N为行业总个数, EQi代表i行业年出口贸易额。
碳排放强度即单位工业产值的二氧化碳排放量 (1) , 其中分行业工业产值可以直接获得, 但没有直接公布的二氧化碳排放量数据, 故本文参考国家气候变化对策协调小组办公室和国家发改委能源研究所 (2007) 的技术方法 (2) 对其进行估算, 二氧化碳排放量计算公式如下:
上式中所涉六种能源分别为煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然气。Ei表示i种能源的消费量。θi表示i种能源的二氧化碳排放系数。表1列出了各种能源的二氧化碳排放系数。
技术进步率用资本劳动比表示, 即:
其中K代表i行业固定资产原价, L代表i行业从业人员年平均人数。
(二) 数据说明
考虑统计口径的一致性与分行业研究数据的可获得性, 本文实证研究主要涵盖采矿业和制造业两大门类中除“木材加工及木、竹、藤、棕、草制品业, 家具制造业, 印刷业和记录媒介的复制, 文教体育用品制造业, 石油加工、炼焦及核燃料加工业, 化学纤维制造业, 工艺品及其他制造业, 废弃资源和废旧材料回收加工业”8种较难获取数据或数据匹配性很弱的制造业之外的28个大类, 所有研究指标不涉及“电力、燃气及水的生产和供应业”、建筑业两大门类 (3) 。同时, 为避免因行业数据偏小影响实证结果, 对28个大类再次进行数据合并与归类, 得到以下14个工业行业面板数据:采矿业, 食品、饮料和烟草制造业, 纺织业、服装、鞋、帽制造业, 皮革、毛皮羽绒及其制品业, 造纸及纸制品业, 化学原料及化学制品制造业, 医药制造业, 橡胶制品业, 塑料制品业, 非金属矿物制品业, 黑色金属冶炼及压延加工业, 有色金属冶炼及压延加工业, 金属制品业, 机械、电气、电子设备及交通运输设备制造业的出口结构。具体研究样本限于1999-2008年国有及国有规模以上 (年销售收入500万元以上) 的工业企业。各工业行业总产值、固定资产原价、从业人员年平均人数以及六种能源终端消费量整理自《中国工业经济统计年鉴》、《中国统计年鉴》, 进出口数据整理自《中国海关统计年鉴》、《中国对外经济统计年鉴》。
注:数据取自国家气候变化对策协调小组办公室和国家发改委能源研究所 (2007) 。
注:以上检验结果中标注“*”表明通过10%置信水平检验, 其余皆是在置信水平为5%的前提下获得的。其中检验方程外生回归量的形式若为无变系数、无变截距用“N”表示, 如果仅为变系数用“F”表示, 如果既变系数又变截距用“FT”表示。检验结果若为平稳用“Y”表示, 若为不平稳用“N”表示。
三、实证分析
(一) 单位根检验
根据是否所有截面序列具有相同的单位根过程, 可以将检验面板单位根过程的方法分为同质单位根检验与异质单位根检验两个大类。EViews6.0对每个大类各提供了三种面板单位根检验方法--包括属于同质单位根检验方法的Levin、Lin和Chu的LLC检验, Breitung检验和Hadri检验;属于异质单位根检验方法的Im、Pesaran和Shin的IPS检验, ADF-Fisher检验和PP-Fisher检验。为避免出现不同检验方法可能获得不同结果的情况, 本文根据单位根检验原假设, 选取其中LLC检验、Hadri检验和ADF-Fisher检验三个较具代表性方法进行检验 (4) 。检验结果显示ln ES和ln CE皆为一阶单整, ln TA为二阶单整, 结果如表2所示。
(二) 模型类型确定
面板数据是包含时间与截面两维性质的数据, 如果模型设定不正确, 将造成较大偏差, 估计结果与实际将会相差甚远, 因此, 在建立模型之前必须控制不可观察的个体与时间的特征, 即检验样本数据究竟适合建立哪一种面板数据模型。实际操作中通常采用F检验确定面板数据模型形式, 以似然比检验与豪斯曼检验确定模型参数估计应该采用固定效应还是随机效应。
1. F检验。
F检验目的在于甄选如下假设:H0:不同时间点上不同个体拥有不同的斜率和截距, 即构建变系数模型。H1:不同时间点上不同个体的斜率相同但截距不同, 即构建个体效应不变系数模型。H2:不同时间点上不同个体的斜率和截距都相同, 即构建无个体影响不变系数模型。判断样本数据适合构建哪一种模型形式, 可以通过构建如下F统计量实现。
其中S1, S2, S3分别代表H0、H1、H2三个假设条件下回归估计的残差平方和;N为截面单位总数;T是时间总数;k为因变量的个数。F2的原假设为H2, F1的原假设为H1。
F检验具体操作方法为:首先计算F2值, 若计算得到的F2值小于相应的临界值, 接受H2, 反之继续进行H1的假设检验, 若计算得到的F1值小于相应的临界值则接受H1, 反之拒绝H1接受H0。
基于本文面板数据可以获得:S1=4.191352, S2=7.026192, S3=264.5501, N=14, T=10, k=2, 检验统计量F1与F2在0.05置信度下的相应临界值分别为F1~F0.05 (26, 98) =1.60892, F2~F0.05 (39, 98) =1.522229, 同时利用F检验公式计算得到F2=156.091219, F1=7.720208。由于F2>F0.05 (39, 98) , F1>F0.05 (26, 98) , 所以本模型数据支持建立含有个体影响的变系数面板模型, 即变截距、变系数面板模型。
2. 固定效应与随机效应检验。
似然比检验的原假设为固定效应是多余的, 根据表3检验结果, 应该接受建立固定效应模型。豪斯曼检验的原假设为随机效应与解释变量有关, 根据表4的检验结果, 支持建立随机效应模型。显然, 两个检验结果冲突无法形成一致结论, 故本文采用实际操作中的经验做法, 即:如果预期以面板数据模型推断样本空间的经济关系, 则模型设定为固定效应模型合理些;而当研究样本是从总体中随机抽样获得, 并且预期利用模型推断总体统计性质时, 则选用随机效应模型比较合理。本文模型基于14个工业行业1999-2008年数据, 旨在说明样本空间范围内经济关系, 故采用固定效应模型更为合理。
(三) 面板数据回归及其结果
根据以上F检验以及固定效应与随机效应检验结果, 本文采用截面加权方法进行普通最小二乘估计, 进而建立固定效应变系数模型。模型估计结果如表5所示。
从回归结果看, 皮革、毛皮羽绒及其制品业和黑色金属冶炼及压延加工业碳排放强度系数未通过显著性检验, 其余12个行业碳排放强度系数都通过了5%水平显著性检验;黑色金属冶炼及压延加工业技术进步率系数未通过显著性检验, 其余行业均通过5%水平显著性检验。调整的判定系数达到0.969508, F检验值为108.7927表明模型的解释能力较强, 同时大部分系数t检验值偏大, P值偏小, 表明多数方程的拟合优度较好。
观察系数估计结果, 可以发现碳排放强度系数通过显著性检验的12个行业中, 采矿业, 食品、饮料和烟草制造业, 纺织业、服装、鞋、帽制造业, 塑料制品业, 非金属矿物制品业, 金属制品业这六个行业的碳排放强度系数为正值, 表明其碳排放强度对出口贸易结构有正向引导作用, 而其余六个行业为负值呈现负向影响关系。技术进步率系数通过显著性检验的13个行业中, 食品、饮料和烟草制造业与金属制品业两个行业的系数为正值, 表明存在正相关关系, 其余十一个行业为负值, 存在负相关关系。
(四) Granger因果关系检验
本文首先采用Engle和Granger (1987) 所提出的EG两步检验法判别两变量间协整关系, 以验证是否存在长期均衡关系。该方法第一步令两变量互为自变量用面板方程估计法分别进行式 (1) 的回归。第二步取各回归残差序列eit, 运用单位根检验方法对残差序列eit进行单位根检验以判断残差序列的平稳性, 如果残差序列是平稳的即可说明两变量之间存在某种长期因果关系。
如若证明两变量之间存在长期均衡关系, 我们将引入长期均衡的误差修正机制通过构建如同式 (2) 的面板数据误差修正模型检验两变量间因果关系。如若证明不存在长期均衡关系, 将建立如同式 (3) 的面板数据模型验证变量间因果关系。
其中式 (1) (3) 中i为截面单位;t代表时期;k为滞后阶数 (k=1, …, m) ;“Δ”表示变量的一阶差分;α0it为截距项;αnit (n=1, 2) 为系数项;λitECMi (t-1) 为误差修正项;eit为残差项。
1. 面板数据的长期因果关系检验。
由于ln ES与ln TA不为同阶单整数据, 故无法进行协整关系检验, 而ln ES与ln CE均为一阶单整数据, 因此两变量间可以实现协整关系检验。分别以ln ES与ln CE为自变量, 进行两变量间回归, 对所获得的残差数据分别进行单位根检验 (检验结果见表6) , 其结果显示当ln CE作为自变量时获得的残差数据是平稳的, 均通过了5%显著性水平下三个检验方法的验证, 但是当ln ES做自变量时获得的残差数据是不平稳的, 因此, 可以认为, 在长期ln CE是ln ES的原因, 但不支持ln ES是ln CE的原因。
注:以上检验结果中标注“*”表明通过10%置信水平检验, 其余皆是在置信水平为5%的前提下获得的。其中检验方程外生回归量的形式若为无变系数、无变截距用“N”表示, 如果仅为变系数用“F”表示, 如果既变系数又变截距用“FT”表示。检验结果若为平稳用“Y”表示, 若为不平稳用“N”表示。
2. 面板数据因果关系检验结果分析。
根据协整检验的结果, 我们将采用式 (2) 的结构进一步检验“ln CE是ln ES的原因”, 同时采用式 (3) 的结构检验“ln ES是ln CE的原因”、“ln TA是ln ES的原因”“ln ES是ln TA的原因”, 检验结果如表7所示。
注:“Δ”表示变量的一阶差分;Ln ES (-1) 代表变量Ln ES的一阶滞后项, Ln ES (-2) 代表Ln ES的二阶滞后项, 以此类推, 其余变量滞后项表示方法与此相同。
可以发现模型1-模型4均整体拟合较好, 其中模型1的ECM (-1) 项系数通过5%显著水平检验支持“长期ln CE是ln ES的原因”的结论, 同时Ln CE在滞后1期与滞后4期分别通过10%和5%显著水平检验, 由此可以进一步获证ln CE对ln ES存在短期影响, 即于短期“ln CE是ln ES的原因”, 而模型2中Ln ES分别在滞后1期、滞后4期通过5%显著水平检验, 滞后5期通过10%显著水平检验可以证明某种程度上“ln ES是ln CE的原因”。综合以上分析可以得出结论:ln ES与ln CE互为因果关系。同理, 观察模型3和模型4的拟合结果可以获得结论:ln TA与ln ES存在单向因果性, 即ln ES是ln TA的原因, 但ln TA不是ln ES的原因。
四、结论与政策建议
(一) 结论
1. 碳排放强度已经成为制约我国出口贸易结构升级的重要因素, 但不同行业碳排放强度对出口贸易结构的影响存在显著差异。
其中, 采矿业, 食品、饮料和烟草制造业, 纺织业、服装、鞋、帽制造业, 塑料制品业, 非金属矿物制品业, 金属制品业6个行业的碳排放强度对出口贸易结构存在正向引导作用, 这表明, 实现这些行业出口增长与结构优化必须维持较高的碳排放强度, 亦即碳减排压力巨大;造纸及纸制品业, 化学原料及化学制品制造业, 医药制造业, 橡胶制品业, 有色金属冶炼及压延加工业和机械、电气、电子设备及交通运输设备制造业6个行业碳排放强度与出口贸易结构存在负相关关系, 这表明着降低碳排放强度有助于优化出口贸易结构, 亦即这些行业的出口贸易已经开始受到国际碳排放管制的制约, 国际环境已经越来越不利于我国这些行业的出口扩张;但是, 皮革、毛皮羽绒及其制品业和黑色金属冶炼及压延加工业的碳排放强度系数不显著, 显示这两个行业碳排放强度对出口贸易结构不存在有效引导作用。
2. 现阶段我国技术进步不足以推动工业出口贸易结构升级, 贸易转型所引致的技术投资抑制了出口扩张。
实证结果显示, 除黑色金属冶炼及压延加工业技术进步对出口贸易结构没有显著影响, 食品、饮料和烟草制造业与金属制品业技术进步会正向引导出口贸易结构发生变化之外, 余下11个行业的技术进步与出口贸易结构则存在负相关关系, 显然, 贸易转型所引起的技术需求会刺激企业投资自主创新与技术引进, 但在新比较优势形成之前, 这些投入反而降低行业扩张速度, 进而抑制出口规模扩张, 这也进一步支持了因果关系检验结论。
(二) 政策建议
1. 加快调整、优化能源生产与消费结构, 加强碳排放管理, 增加清洁能源供应。
通过积极发展循环经济, 促进煤炭清洁生产与资源综合利用;同时继续实行油气并举, 实现能源多元化, 并大力发展可再生能源;以协调各能源产业的均衡发展为目标, 深化能效标准和能源前沿技术研究, 增加非化石能源供应, 优化能源结构, 进而有效控制出口行业碳排放水平, 加速实现出口行业清洁发展, 以逐步降低国际贸易碳排放管制风险。
2. 努力践行低碳经济, 提高传统工业生产效率与能源利用效率, 积极发展环保产业。
通过转变经济增长方式从根本上调整出口贸易结构, 以逐步推进资源节约型和环境友好型对外贸易增长模式;充分挖掘与利用环境资源禀赋, 重视高附加值工业的发展, 并大力发展服务业, 提高服务业对第一、第二产业的拉动作用, 逐步调整改善对能源高消耗、污染高排放的重化工产业高度依赖的出口贸易结构特征。
3. 健全、完善碳排放规制体系, 充分激励出口相关行业低碳技术创新。
在国际气候变化与经济危机后时代背景下, 各级政府与贸易管理部门应该尽快健全、完善碳排放规制体系, 促进出口企业积极追求可持续发展, 不仅要以政府补贴、政策优惠等方式鼓励自主创新, 而且必须有效激励社会投资合理流向低碳项目, 积极利用CDM项目促进国际技术合作与转让, 争取尽快掌握与推广低碳技术, 以促进相关产业向高科技、高附加值方向发展, 不断提升节能型、低碳型产品与服务的国际竞争力, 提高抵御低碳技术与贸易壁垒的能力, 从而进一步促进出口贸易结构升级。
摘要：在国际气候变化和金融危机后全球产业重构背景下, 碳排放对一国对外贸易结构的影响逐渐引起主流经济学的关注。本文基于1999-2008年中国14个工业行业的面板数据, 构建了变系数计量模型进行实证分析和检验, 以期考察碳排放强度、技术进步对出口贸易结构的影响和作用, 进而提出如何促进节能减排、优化出口贸易结构的若干政策建议。
关键词：碳排放,技术进步,出口贸易,节能减排,结构升级
碳排放管理 篇2
全球贸易量在过去十年中增加了一倍以上，达到同期全球国民生产总值增长率的六倍。相对廉价的能源助长了这一现象，而由此带来的气候变化则被放到了次要地位。据估计，每排放一吨二氧化碳带来的经济破坏约为85美元，所以，限制温室气体排放和实行“有价”排放政策变得很有必要。
将来的发展趋势是：公司将为排放的二氧化碳付费。可以肯定的是，这将促使公司改变其供应链运作方式。减少供应链的碳足迹将成为公司一项不能回避的义务。
公司的选择要么是采取拖延策略，要么是迎接气候变化的挑战，将其作为重组供应链以实现经济和环境收益的一个契机。现在就采取行动的公司会获得那些等待法律规范的公司无法获得的好处。这些好处包括不断增长的“良知消费者”、市场的“认知份额”、吸引和留住顶尖人才以及更加可持续的总体增长。
一．减少碳排放的“权衡”因素
为了实现更加可持续的发展，更好地管理碳排放，企业可以从不同方面着手。然而，所有这些方面，以及各种采购、生产和配送流程，通常都密切联系并相互依赖。
在组件供应、制造/组装和配送中，有许多选项可以同时减少碳排放和成本(“同时性”当然是最佳解决方案的标志)。有鉴于此，一个“权衡”模型将一体化地考虑所有的因素，包括设计、包装、流程、组件、能源、库存和运输(参见图1)。
这些选项代表着能够影响成本、质量和服务以及温室气体排放的“杠杆”。碳排放与这些杠杆结合得越多，一个企业就会以更加“无缝绿色”的面貌出现。这可以使产品对今天市场上日渐增多的“良知消费者”更具吸引力，使公司对那些想对周围环境产生积极影响的下一代员工更有吸引力。针对每个杠杆，都有可供利用的多重选项：
.设计：物料选择、能源效率、耐用性、可升级、易于拆解、可再循环、可处理、虚拟产品开发；
.包装：尺寸、可重复使用/再循环、材料(瓦楞纸箱、泡沫聚苯乙烯、塑料及类似物)、文档/手册；
.流程：订单履行、制造、运输、质量控制、组织管理、需求/供应计划；
.组件：替代品、寻源、选址、供应商合理化；
.能源：基于化石燃料的(石油、天然气)、基于可再生能源的(乙醇、太阳能、风)、其他(核能、地热能)；
.库存策略：安全库存、批量、计划频率、补库计划(准时制、供应商管理库存、店铺直送)；
.运输：方式、运输频率、集中运输、线路。
二．实际的“权衡”：物流和配送
供应链管理中的一个典型挑战是对运输、流程和库存策略进行恰当的平衡。减少二氧化碳排放为这一要求增加了一个因素(参见图2)。
1.集中运输
集中运输是减少碳排放的最好方式之一。量化运输频率对成本和碳排放的影响有助于确定补库策略，以满足业务需求和减少环境影响。
2.采购地
供应商的位置远近会影响组件成本、碳排放量和库存，所有这一切都能够加以量化，以便评估一个组织的采购策略和确定针对环境问题的改进需要。
3.运输方式
除了缩短运输距离，公司还可以在平衡考虑中关注低碳排放运输选项——火车、飞机、轮船和卡车在成本、服务水平和碳排放影响之间都有不同的碳权衡点。
4.网络优化
公司可以修改网络优化策略，以应对额外的碳变量及其对设施场所、生产、配送和运输操作的影响，还可以优化配送设施的作用和规模、运输选项、寻源和采购策略以及库存部署等。
三．供应链碳管理的五步骤
碳“权衡”将会使供应链复杂化，这一事实要求企业采取更多途径迅速解决这一问题。公司可以采取明确具体的步骤来限制温室气体排放：从易于实施的局部改进到涉及延伸供应链的复杂优化。这些行动沿供应链延伸和整合得越远，对碳排放就有更大的控制力 (参见图3)。
考虑到碳管理的复杂性，推荐一个逐步式的解决方案：
1.诊断和评估
如今的全球经济和公司与其业务伙伴(供应商、合约制造商、物流服务提供商、财务和税务实体、客户)间的相互依存性要求企业对于其整个供应链——从供应策略到配送和库房管理，再到生产运营和客户服务的碳影响有一个整体认识。通过碳诊断——按照一组简单的碳报告书和关键绩效指标评估每个高阶供应链组件，一个公司能够定义自己的成熟度，识别差距和设定目标水平。
2.碳资产管理
直接减少碳排放的大部分机会存在于供应链的设施和资产当中。例如仓储设施、机械设备、车队和数据中心等会消耗大量能源。
投资于低碳排放设施和节能设备是有效的第一步，具有明确的投资回报，Catalyst Paper Corporation公司的例子很好地印证了这一点。
减少纸张生产中的能耗
加拿大纸浆和造纸公司Catalyst Paper Corporation利用其自有的副产品(生物量)来提供运行动力。它还从排放物中回收的热能来保温处理水，并因此进一步减少其碳排放。通过提高效率和改用天然气，该公司自1990年以来使其温室气体排放减少了70%，能源使用减少了21%。单是在2005和2006年，公司就通过减少燃料消耗2%实现节约440万美元。
3.职能优化
每个供应链职能都能对减少温室气体排放作出具体的贡献。一般而言，基于碳诊断结果及“绿色”供应链管理战略，在流程中越早采取措施，减少二氧化碳排放的能力通常会越大(参见图4)。在考虑产品设计、客户订单履行甚至逆向物流过程中，都存在一系列进行职能优化的机会。
4.内部横向整合
鉴于供应链全球分布以及产品的客户化现状，减少碳排放的复杂性与日俱增，具体的职能改进空间变得非常有限。相比之下，跨职能的水平整合方案能有更大的影响。
与“面向制造的设计”或“面向服务的设计”概念相似，“面向环境的设计”将排放物考虑在内。这包括碳排放对采购、制造和配送的影响。另一个通行做法是修改包装，以方便运输。Friesland Coberco Dairy Foods公司是一个跨越所有职能 (从产品设计到运输)的例子。本例表明，较晚的定制可以减小分散运营的影响，但是它要求企业进行跨供应链职能的综合性碳管理。同时，整合的碳管理能够提升一个企业的品牌形象。
一个乳制品供应链的综合视角
婴幼儿食物最近成为高度多样化的产品，而过去只有三条生产线，每条生产线针对一个年龄组。现在，公司有大量的婴幼儿食物种类，包括那些用于增加抵抗力或消除过敏性反应的产品。位于荷兰的Friesland Coberco Dairy Foods公司生产、包装、运输和库存来自不同地点的婴幼儿食品。为了减少运输工作，该公司正在调整其产品配方及其生产流程，在基本产品的基础上形成多种产品。特殊成分是在供应链的晚期阶段才添加的，这能够减少所需的库存并因此减少运输里程，估计每年达127,000英里，同时也能够减少碳排放。
5.协同的端到端优化
虽然内部横向整合可以起到减少碳排放的作用，但只有当供应链的所有参与者齐心合力并进行端到端优化合作时才能获得减少碳排放的最大潜力(参见有关Tesco公司补充报道)。
在明确的环境战略的基础上，应当与合作伙伴培养共同点，特别是在产品设计、包装和物流方面。一旦改进碳管理的机会明晰起来，协同和端到端的供应链优化－基于对成本、服务、质量和环境因素的平衡就能给各方创造共赢的局面。
Tesco公司的一体化包装设计
在英国零售商Tesco提供给客户的产品包装重量中，玻璃占的比重最大。通过促使行业提供轻重量的酒瓶，Tesco将来自一个供应商的每年玻璃使用量减少了2,600吨，节约了15%。
据估计，通过进口散装“new world”酒和在英国用轻重量酒瓶进行灌装，公司能够避免4,100吨碳排放。改进产品设计不仅使玻璃生产商实现了节约，还减少了玻璃瓶整个生命周期的碳排放。
四．理想的解决方案
理想的解决方案是在成本、服务、质量和碳排放结果之间取得最佳平衡，这是一个典型的结合数学分析、深度计算和专业知识才能解决的优化挑战。对于尚未准备好一次性跨越所有障碍的公司，我们推荐前面讨论的中间步骤来帮助实现具体的温室气体减排目标。而当您开始解决供应链碳管理的问题时，有几个重要问题需要考虑：
•您当前的碳足迹的模型或“热图(参见图5)”是什么？企业内部以及延伸企业中的什么流程是碳密集型的？
•您应该测量的绿色指标有哪些？改进或满足法规要求的当前目标和起点是什么？
•有关减少供应链碳排放有哪些重要的“权衡”、限制和考虑事项－同时维持服务和质量水平，并减轻成本影响？
•如果正在实施碳管理协同方案，您如何使合作伙伴加紧行动，以及如何分担风险、责任和分享价值？随着公司在碳管理方面逐渐变被动为主动，它们有可能将成本问题转化为增长机会。
在一个公司监管和社会责任要求更加严格的时代，在碳管理挑战面前扭转被动局势的公司将成为21世纪全球经济的领导者。■
[编辑 陈 艾]
碳排放结构 篇3
农业是温室气体排放的重要来源,也是最易受气候影响的一类产业。2014年底中美达成温室气体减排协议,中国计划2030年左右达到碳排放极值[1],中国减排压力很重,农业作为碳排放的重要来源必须为减排贡献力量,这不但利于中国低碳发展目标的完成,还利于石油农业模式的转型和调整,促进农业的可持续发展。
中国农业碳排放问题引起众多专家学者的关注,以中国知网数据库为平台,以“农业碳排放”为关键词采用主题精确搜索方式(搜索时间为2016年5月3日),共搜索到文献172篇,其中2012—2015年总篇数为141篇,占比89.2%,值得一提的是以张俊飚为核心的研究团队贡献了25篇高水平研究文献。中国农业碳排放问题的代表性研究,如李波等(2011)重点研究了农业活动中碳排放的时空特征并对影响因素进行了分解[2];刘华军等(2013)测算了农业分省排放量,并对地区差距及分布动态演进进行了实证研究[3];吴贤荣等(2014)利用DEA法重点测算了31个省份的农业碳排放效率,并研究了其影响因素[4];张广胜(2014)通过构建农业碳排放测算体系,对农业碳排放的结构、效率及决定机制进行了探讨[5];庞丽(2014)评价了农业碳排放的区域差异,并运用LMDI因素分解模型对影响因素进行了分解[6]等。纵观当前研究,专家学者对农业碳排放的测算范围、测算方式、研究指标、研究重点、研究方法等均存在差别,在研究重点上针对狭义农业(种植业)区域分组下碳排放时空差异研究成果较为少见。基于此,本文拟以狭义农业(种植业)碳排放的结构特征及时空差异为研究重点,尤其突出三区域、八区域分组下农业碳排放时空差异研究,以期为进一步促进农业碳排放研究,为中国农业低碳化发展,乃至生态文明建设提供借鉴。
二、研究方法及数据说明
(一)概念及标准界定
1. 概念界定。
一般而言,农业碳排放是指农业种养过程中,资源(能源)投入使用、种养生长过程及各类废弃物处理所产生的排放活动。其中,资源(能源)排放主要包括农业化学制品生产使用及农业机械动力消耗能源带来的直接间接排放;自然源排放主要包括水稻种植、动物反刍排放及农业播耕直接释放有机碳等;废弃物处理排放主要包括秸秆焚烧及动物粪便处理等带来的排放[5,7]。从广义角度理解,农业纵向产业链包括产前、产中、产后直接间接带来的排放;横向产业范围包括农林牧副渔业带来的排放。本文以狭义农业(种植业)为研究对象,主要研究农业活动过程中引起的6类排放,包括化肥、农药、农膜3类化学制品生产使用排放,农业灌溉、农业机械使用能源引起的排放,农业播耕有机碳流失排放。
效率是一个相对指标,一般指投入产出的比例关系。本文以碳排放强度和密度两类单位排放量指标表征农业碳排放效率,前者基于经济视角,以万元农业生产总值的排放量进行表征;后者基于物理视角,以每公顷播种面积排放量进行表征。
2. 区域分类标准。
本文将综合考察省际及三区域、八区域分组下农业碳排放时空差异问题,而区域分类有不同的标准,本文选择结合地理位置和经济发展水平的区域分类标准,具体而言,东中西三区域分类选取国家统计中常用的11:8:12分类标准,八区域分类选择国务院发展研究中心提出的八大综合经济区的分类标准,具体情况如表1所示。
(二)研究方法
本文主要选取统计描述和统计指标测度两类方法。产业发展区域相对差异测度的常用指标,包括基尼系数、泰尔指数和对数离差均值等,3类指标分别对中、高、低3类对象变化相对敏感,因此,采用3类指标进行对比研究成为专家学者的惯用方法[8,9,10]。同时,在对研究对象进行分组的基础上,3类指标分别可以实现组内外差异的分解,其中基尼系数能够实现组内、组间及剩余项差异3项分解,泰尔指数和对数离差均值能够实现组内、组间差异两项分解。本文选取3类指标进行综合测度,但限于篇幅选择基尼系数进行重点分析,选取基尼系数分解法进行差异结构分解。
1. 基尼系数(GINI)。
基尼系数是以意大利经济学家基尼命名的国际上公认的用于衡量收入差距的经典指标,现被广泛应用于各领域差异研究,其测算方法有多种,本文选取被广泛应用的英国经济学家Mookherjee和Shorrocks所提出的方法[10],计算公式如下:
其中,yi、yj分别表示不同地区农业碳排放水平,μ为农业碳排放平均水平,n表示地区总数目。
若对n个地区集合N分组,如三区域分为3个组,八区域分为8个组,用m表示分组数,组用Nk(k=1,2,…,m)表示,第k组成员数用nk表示,则第k组成员占总体的比例可表示为,第k组农业碳排放平均水平用μk表示,则第k组相对应总体的水平可表示为,Gk表示第k组区域的基尼系数,则基尼系数可分解为:
右式中,3个分解项分别对应组内、组间和剩余项差异,其中剩余项主要反映交互影响。一般而言,基尼系数值越大表示差异程度越强,各分解项值越大表示对总体差异的贡献越大。
2. 泰尔指数(GE1)和对数离差均值(GE2)。
泰尔指数和对数离差均值(第二泰尔指数)是以荷兰经济学家泰尔(H.Theil)命名的两类反映产业发展区域差异的指标,计算公式如下:
其中,n表示地区数目,yi表示第i个地区农业碳排放水平,μ表示农业碳排放平均水平。两类指标值越大均表示差异程度越大。
(三)数据说明
本文选取化肥、农药、农膜、柴油(农机使用)、农业灌溉(消耗电能,主要是火力发电)、农业播耕(有机碳的流失) 6类直接间接碳排放源对碳排放进行估算,分别用化肥、农药、农膜、柴油使用量、农业灌溉面积、农业播种面积进行表征。参照以往学者的估算与研究,6类排放源相对应的排放系数分别为:0.8956(kg/kg)、[11]4.9341(kg/kg)、5.18 (kg/kg)、0.5927 (kg/kg)、20.476(kg/hm2)、312.6 (kg/km2)。①[2]农业碳排放总量的核算方法是各类排放源数据乘以相应排放系数,然后加总。本文利用1993—2013年样本数据进行分析,所有原始数据均来自国家统计局《中国统计年鉴》、《中国农村统计年鉴》以及相应省份统计年鉴,个别缺失数据根据近期数据推测补充,同时,因重庆于1997年设立直辖市,1996年以前数据根据与四川省的比值进行估算。农业总产值数据根据种植业价格指数以2002年为基期进行调整。
三、农业碳排放结构特征及排放效率分析
(一)农业碳排放的结构特征
1. 农业碳排放时间演变趋势。
从总体上看,中国农业碳排放量一直呈上升趋势,但不同阶段的增长情况有所差别,总体上碳排放增长率呈现波动下降逐渐平衡趋势,全样本期碳排放增长率平均值为3.73%。根据增长情况可以将全样本期分为1993—2003年和2004—2013年两个增长“下坡”阶段,其增长率的平均值分别为4.26%和3.21%;若进一步细分,两个阶段又分别可以分为“急下坡”、“缓下坡”两个阶段,具体为1993—2000年、2001—2003年、2004—2008年、2009—2013年,对应的增长率平均值分别为4.95%、2.65%、3.78%、2.64%,8个端点年份对应的农业碳排放量分别为4308.2万吨、6028.4万吨、6229.5万吨、6520.9万吨、6944.6万吨、7844.3万吨、8093.3万吨和8933.6万吨。
2. 农业碳排放结构特征及演变趋势。
根据1993—2013年农业碳排放的4个阶段,考察农业碳排放的结构特征及演变趋势,如表2所示。从总体上看,1993—2013年中国农业6类排放源排放碳的比例存在较大差别,化肥、农药、农膜、柴油、灌溉、播耕排放平均水平分别为4108.2万吨、693.9万吨、832.6万吨、953.9万吨、112.9万吨、48.6万吨,分别占比60.86%、10.28%、12.34%、14.13%、1.67%、0.72%。由此可见,化肥源碳排放贡献超过其他5类源排放总和贡献,同时化肥、农药、农膜三大化学制品排放贡献达到84.48%,而灌溉和农业播耕源排放比例相对较低。由此也可以说明,控制农业化学制品的生产使用,对农业减排具有重要意义。
(二)农业碳排放效率分析
以单位农业生产总值的碳排放量表征排放强度,以单位农业播种面积的碳排放量表征排放密度,中国农业碳排放效率情况,如表3所示。从排放强度来看,1993—2013年样本期排放强度最高值为1995年0.541 (万吨/亿元),最低值为2013年0.386 (万吨/亿元),平均值为0.455 (万吨/亿元),总体上呈现排放强度下降趋势。根据排放强度水平及演变趋势可以划分为1993—1998年、1999—2002年、2003—2008年、2009—2013年4个阶段,呈现“高—较低—较高—低”特征,对应的排放强度平均值分别为0.508、0.423、0.461、0.411 (万吨/亿元)。从排放密度来看,1993—2013年样本期排放密度最高值为2013年0.543 (吨/公顷),最低值为1993年0.292 (吨/公顷),平均值为0.433 (吨/公顷),总体呈现排放密度上升趋势。根据排放密度水平及演变趋势可以划分为1993—2000年、2001—2006年、2007—2013年3个阶段,其阶梯状明显,每一阶段相应年份分别对应0.4内、0.4-0.5、0.5以上(吨/公顷)三类水平,具体排放密度平均值分别为0.35、0.449、0.523 (吨/公顷)。由此可见,排放效率的物理指标与经济指标演变趋势是不同的,从经济角度衡量农业碳排放效率总体趋于提高,而从生态效益角度衡量农业碳排放效率却趋于下降。也就是说,农业单位碳排放带来经济产出效率提升的同时,对生态影响强度也日益增强。因此,在衡量农业碳排放效率问题上不能单看某一类指标,而要综合衡量经济和生态效益指标。
四、农业碳排放时空差异分析
(一)碳排放时空差异统计描述分析
1. 省际差异描述分析。
图1、图2分别展示了1993—2013年全样本期、2008—2013年近样本期农业碳排放平均水平省际差异情况。从1993—2013年情况来看,全国农业碳排放平均水平最高的省份是山东省,最低的省份是西藏自治区,其中,山东、河南、河北、江苏位列前四位,平均碳排放量高于400万吨,分别为704.2万吨、603.6万吨、502.6万吨、431.7万吨;而宁夏、上海、天津、北京、青海、西藏位列后6位,平均碳排放量低于40万吨,分别为38.57万吨、36.6万吨、33.8万吨、27.1万吨、11.9万吨、5.3万吨,全国平均为218.4万吨。2008—2013年近期省际排名除部分省份位置互换外,其余均与1993—2013年样本期相同,同时除北京和上海外其余省份的碳排放平均水平都高于全样本期。2008—2013年农业碳排放平均水平位列前六位的省份分别为河南、山东、河北、江苏、湖北、安徽,均超过400万吨,分别为806万吨、792.7万吨、584.5万吨、466万吨、453万吨、449.9万吨,位列后5位的省份分别为天津、上海、北京、青海、西藏,均低于42万吨,分别为41.1万吨、33.1万吨、23.9万吨、15.1万吨、8.1万吨,全国平均为271.9万吨。由此可见,一些传统农业大省碳排放平均水平相对较高,而在地理分布上与山东临界的省份及长江中游、黄河中游等地区省份排放水平相对较高。
2. 区域差异描述分析。
表4分1993—2013年样本期,以及1993—2005、2006—2013年两个分样本期,给出了三区域和八区域分组下农业碳排放水平的平均指标。(1)三区域情况。东中西三地区无论是平均排放量还是平均排放密度均呈现依次递减趋势,就平均排放量而言,东部和中部地区差别不大;但就平均排放密度而言,中部和西部地区差别不大。2006—2013年样本期无论是平均排放量还是平均排放密度均高于1993—2005年样本期情况。(2)八区域情况。八区域成员平均碳排放量和平均排放密度存在较大差异。从排放量来看,北部沿海、长江中游、黄河中游三个综合经济区平均排放量高,而大西北、南部沿海综合经济区平均排放量低。从排放密度来看,北部、东部、南部三类沿海综合经济区平均排放密度高,而大西南、东北综合经济区平均排放密度低。总体而言,北部沿海区属于高排放量高排放密度地区,大西北、东北属于低排放量低排放密度地区,大西南、长江中游、黄河中游属于高排放量低排放密度地区,南部、东部沿海属于低排放量高排放密度地区。2006—2013年样本期无论是平均排放量还是平均排放密度均高于1993—2005年样本期情况,同时南部沿海、黄河中游、大西北、北部沿海区域增幅较大。
(二)碳排放时空差异统计测度分析
1. 省际差异测度分析。
通过公式(1)、(3)、(4)分别计算全国省际分组下1993—2013年的基尼系数、泰尔指数和对数离差均值,如表5所示,三类指标的平均值分别为0.4202、0.3033、0.4461。从计算结果来看,三类指标的演变趋势总体上趋于一致,但相比较而言,基尼系数和泰尔指数的一致程度均好于对数离差均值,因此采用前两类指标计算结果,同时以分析基尼系数为主。
基尼系数用于衡量收入差距时,一般而言按照国际惯例,0.3以内表示最佳状态,0.3～0.4表示正常,超过0.4表示差距过大。若以此为标准衡量农业碳排放的省际差异,1993—2000年均超过0.4表示差异过大,2011—2013年回落至0.4以内,表示差异缩减到正常水平。从基尼系数的变动情况来看,总体上农业碳排放省际差异在波动中呈现缩减趋势,具体可分为1993—1996年、1997—2000年、2001—2003年、2004—2007年、2008—2010年、2011—2013年6个阶段,呈现“高—降—升—降—降—降”特征,基尼系数平均水平分别为0.4331、0.4282、0.4304、0.4262、0.4041、0.3903。
2. 区域差异测度分析。
根据公式(1)可以测算三区域、八区域分组下每个区域的基尼系数,根据公式(2)则可以实现对三区域及八区域分组下组内外及剩余项的分解。
(1)三区域差异测度分析。对东中西三区域分组下的基尼系数测算及分解结果,如表6所示。1993—2013年东中西农业碳排放基尼系数平均值分别为0.4667、0.2562、0.3626,按照收入差距衡量标准表示差异过大、差异最佳、差异正常三类水平。从东中西各地区的差异演变趋势来看,东部地区以2007年为界总体上呈现出差异拉大、差异缩小两个阶段,基尼系数平均值分别为0.4694、0.4599;中部地区以2003年为界总体上呈现差异拉大、差异稳定两个阶段,基尼系数平均值分别为0.2549、0.2577;西部地区以2001、2007年为界总体上呈现差异稳定、差异稳定、差异缩小三个阶段,基尼系数平均值分别为0.3722、0.3647、0.3462。①从组内外贡献情况来看,1993—2013年组内、组间及剩余项三项平均值分别为0.1246、0.1651、0.1306,三者贡献平均值分别为29.66%、39.24%、31.09%。总体来看,组间差异贡献了最大份额,但三者的差距并不太大。从贡献趋势演变情况来看,组内和剩余项贡献呈现上升继而稳定趋势,组间贡献则呈现下降趋势。
(2)八区域差异测度分析。对八区域分组下的基尼系数测算及分解结果,如表7所示。东北、北部沿海、东部沿海、南部沿海、黄河中游、长江中游、大西南、大西北综合经济区1993—2013年农业碳排放基尼系数平均值分别为0.0693、0.4943、0.3747、0.3018、0.3439、0.1403、0.2298、0.5253,由此可见,大西北和北部沿海综合经济区差异过大,东部沿海、黄河中游和南部沿海综合经济区差异正常,东北、长江中游和大西南综合经济区差异最佳。从组内外贡献情况来看,1993—2013年组内、组间及剩余项三项平均值分别为0.0390、0.2132、0.1681,三者贡献平均值分别为9.28%、50.66%、40.06%。总体来看,在八区域分组下区域内差异较小贡献率不足10%,而组间差异贡献了最大份额,同时交互项也具有相当影响。从贡献趋势演变情况来看,组内和剩余项贡献总体呈现上升趋势,组间贡献则呈现下降趋势。
注:组内、组间及剩余项贡献单位为%。
注:组内、组间及剩余项贡献单位为%。
五、结论及政策含义
本文通过研究得出以下主要结论:(1)中国农业碳排放量持续增加,但增长率总体趋缓,意味着虽然农业碳排放状况相对逐年趋好,但总体上仍面临严峻的挑战;(2)农业化学制品排放贡献巨大,尤其是化肥源排放贡献达到60%左右,因此控制农业化学制品尤其是化肥的生产使用对农业减排意义重大;(3)农业碳排放效率的经济指标和物理指标存在差别,在衡量农业发展问题上要综合衡量经济和生态效益指标;(4)传统农业大省碳排放平均水平相对较高,而在地理分布上与山东临界的省份及长江中游、黄河中游等地区省份排放水平相对较高,一定程度上说明农业碳排放可能存在一定的空间溢出效应,同时说明这些省份也是农业减排的重点省份,而空间溢出可能也有助于发挥农业减排协同效应;(5)三区域分组下,东部地区无论是农业碳排放量还是排放密度较之其他两类地区均较高,八区域分组下,北部、东部、南部三类沿海综合经济区排放密度均较高,且前者的平均排放量在八区域中也最高,因此这些地区农业减排责任重大;(6)农业碳排放省际差异相对较大,但总体呈现下降趋势,尤其是近年来基尼系数缩减至0.4以内的正常水平;三区域分组下,东部地区内部差异大,中西部地区尤其是中部地区差异小,且各地区内部差异随时间演变总体较为稳定;八区域分组下,大西北和北部沿海综合经济区差异大,其他地区内部则相对平衡,三区域和八区域分组下均是组间差异贡献了最大份额。
当前,中国正经历经济结构调整、“供给侧”改革、区域经济协同发展等改革推进期,本质上中国经济正逐渐经历由重视“量”到“质”的转变。当前,中国农业的低碳化、生态化发展不但契合国际社会低碳发展、生态发展的呼声,还完全迎合经济结构战略调整,中国经济新常态确立的需要。本文的研究对于中国农业低碳化发展,尤其是农业低碳化发展的区域平衡具有一定的借鉴意义。总体而言,中国农业要减少对农业化学制品尤其是化肥的依赖,但不同的地区又有不同的情况,必须结合地区实际采取不同的措施,如长江中游、黄河中游以及部分沿海区域应该成为农业减排的重点区域,而一些农业资源发达、石油农业发展程度很低的地区在总量控制下则应该进一步发挥石油农业的高产出作用。总之,中国农业的低碳化、生态化发展,实质就是平衡农业投入、农业产出、生态影响三者的关系,在其过程中不但要重视农业碳排放效率的经济指标还要关注其物理指标,不但要重视排放的绝对量还要重视其相对量。
摘要：本文综合利用1993—2013年样本数据,在农业碳排放测算基础上,重点分析了中国农业碳排放的结构特征和时空差异。研究发现:中国农业碳排放量持续增加,农业化学制品尤其是化肥占据了排放量的重要份额;农业碳排放效率的经济指标和物理指标存在较大差别,在衡量农业发展问题上要综合衡量经济和生态效益指标。中国农业减排责任重大,不同地区必须结合现实情况采取不同的措施,综合平衡农业发展与碳排放的关系。
我国低碳经济减少碳排放的分析 篇4
摘 要 对气候变暖的重大挑战，世界主要经济发达国家和地区已达成发展低碳经济的共识。碳排放成为影响全球气候增温的主要因素。本文论述了目前二氧化碳减排的主要途径及研究背景，并根据我国实际情况对开展二氧化碳减排工作提出建议。
关键词 低碳经济 碳减排 对策
一、前言[1]
气候变化是全世界所面临的重大环境问题，已经渗透到能源、粮食安全、贸易、金融和国际安全等诸多领域，越来越受到世界各国的关注。由此，二氧化碳减排已经成为全球关注的重大问题。
二、目前二氧化碳减排的主要途径和研究进展[2]
目前，二氧化碳减排主要有三种途径:一是分离和回收使用化石燃料时产生的二氧化碳并加以封存；二是优化能源结构，使用能源替代技术，大力发展低碳的化石燃料、可再生能源、核能和新能源；三是节约用能，提高能源转换率和利用率。从所需时间、实施难易程度、减排效果和经济性等角度来考虑，这三种方案各有利弊。
（1）利用油气田对二氧化碳进行地质封存，兼有经济和环境效益，已经成为最有吸引力的碳减排手段。二氧化碳捕集和封存的技术近年来已经受到国际重视。由于化石燃料燃烧中产生二氧化碳，目前的捕集技术主要有三条技术路线，即燃烧前脱碳、燃烧后脱碳及富氧燃烧。燃烧前脱碳的关键技术是转化制氢，涉及高温下氢的膜分离技术，包括模式转化装置、膜材料等方面的技术开发。燃烧后脱碳的技术核心是氨吸收脱除二氧化碳，难点在平吸附剂的开发。富氧燃烧技术的关键是氧气供应及高技术涡轮机的开发。二氧化碳封存是指将从电厂中回收的二氧化碳，运输至埋存地，并注人地质结构中封存起来。回收到的二氧化碳需要压缩至超临界状态，以减小体积，提高运输效率。管道运输是最有效的运输手段。
此外，二氧化碳封存还可以与强化油气开采相结合，提高油气采收率，收获了相当可观的经济效益。由于具有显著的环境效益和经济效益，利用油气田封存二氧化碳成为最有吸引力的减排CO2的手段，美国、加拿大、日本等经济发达的国家已经开展了这方面的研究，并取得了一些成绩。
（2）优化能源结构，使用能源替代技术，大力发展低碳燃料和无碳燃料.可以从源头上减少二氧化碳排放。日本重点发展燃料电池、生物燃料和核电，以此来降低对石油的需求。计划到2030年，使石油在能源消费总量所占的比例从50%降到40%。
从长远来看，发展低碳燃料是减排二氧化碳的最终途径，但目前由于受到技术和成本等诸多方面的限制，短期内无法达到较好的减排效果。
（3）提高能源利用率，降低对化石能源的消耗，是二氧化碳减排的重要途径。美国于2005年公布的新能源法案中大力强调节能，宣布将对使用节能电器和节能建材的居民减免税收。
三、根据我国的实际情况对CO2减排的一些建议[3]
面对我国目前严峻的碳排放问题，由此引起的气候变暖及一系列生态环境问题。CO2减排刻不容缓。依据我国现有能源消费状况，及能源生产技术和成本的限制，较为可行的CO2减排的途径有如下四个方面：
（1）调整能源结构，使用其他形式的能源。
中国能源的消费结构以煤炭为主。中国煤炭消费占能源消费总量的比重高于发达国家和世界平均水平，合理渊整能源结构可有效地降低CO2排放。能源消费结构的调整仍然限于在煤炭和天然气之间进行调整，主要目标是用洁净的天然气资源替代煤炭资源和其他能源，缓解对生态环境造成的压力。
（2）开发新的煤炭利用技术。
中国现有的能源结构是由中国能源的可采储量结构决定的。也就是说，以煤炭为主的能源结构，在未来的一段时间内，是不会变的。
（3）提高能源的利用效率。
由于我国大部分能源在开采、加工转换、贮运和中段利用过程中的损失和浪费，导致了能源利用率偏低[6]。与炼焦、炼油的较高加工转换率相比，不到40％的发电及电站供热的加工转换率极大影响了我国能源加工转换的总效率。
（4）大力发展植树造林。
根据植物光合作用原理吸收CO2。可以把碳固定在生物体内。林业对CO2的减排还有很大的空间。有数据估计[7]，至2020年全国新增林地碳吸收可達108t，比目前的水平提高4倍。大力发展植树造林，可增强陆地生态系统碳吸收，在一定程度上减轻我国所面临的碳减排压力。
四、结语
为减缓温室气体排放给全球带来的影响，国际组织也逐渐形成共识：控制CO2的排放，发展低碳经济。我国目前碳排放形势严峻，但笔者相信，只要采取正确的战略措施，我国完全可以在实现经济可持续发展的同时走低碳经济之路。
参考文献：
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碳排放结构 篇5
伴随着经济的快速发展,中国的能源消费呈现了快速的增长。该快速增长带来的直接后果是温室气体的大量排放。作为我国经济发展最快的省份之一,为满足工业和经济发展的需求,江苏省成为我国能源消耗大省,属于CO2重度排放区域之一。近些年来,江苏省CO2的排放量仍在不断的增长。
目前,国内对CO2排放问题的研究主要以全国为研究对象,具体到某一省份的相关研究较少。有关江苏省CO2研究的主要有张秀梅(2010)、赵欣(2010)、梁洁(2013)等。就目前的研究来看,对江苏省CO2的研究主要是利用LIMI因素分解分析法,较少涉及结构分解法。相较于因素分解分析法,结构分解法不仅考虑了各部门能源消费中的直接CO2排放量,而且考虑到了能源间接消费所导致的二氧化碳的排放量(陈红敏,2009)。本文考虑了19 种不同能源碳排放系数的差别,对CO2的排放量进行了更为精确的估算,并采用结构分解法,对影响江苏省的CO2完全排放强度的因素进行分析。
一、江苏省二氧化碳排放量的估算
(一)估算方法
由于能源部门对CO2排放总量的贡献占90%以上,本文主要估算与江苏省能源活动有关的CO2排放。根据政府间气候变化专门委员会(IPCC,2006)介绍,估算化石燃料燃烧排放CO2的方法如下:
式(1)种,C代表二氧化碳排放总量,i代表消耗的能源种类,E代表能源实物消耗量,NVC代表各类能源净发热值,CC代表碳含量,即单位热值当量的碳排放因子,CO代表碳氧化率,44/12 代表二氧化碳对碳的分子量比值。
(二)数据说明
1.能源实物消耗量
各部门的能源消费种类细化为19 种,具体能源实物消耗量由相应年份《中国能源统计年鉴》终端消费量给出。
除电力和热力外,可假定在1997—2007 年这一比较短的时间段内,其他各类能源的碳排放参数的微小变化可忽略。参数设定说明如下:(1)能源净发热值:根据《综合能耗计算通则》(GB-T2589-2008)附录A,可获取除型煤、其他石油制品和其他焦化产品之外的各类化石燃料净发热值的数据;根据《国家温室气体库存指南》(IPCC,2006),可获取型煤、其他石油制品和其他焦化产品的净发热值数据。(2)碳含量:各类能源碳含量数据由《国家温室气体库存指南》(IPCC,2006)获取。(3)碳氧化率:由于在燃烧过程中,化石燃料中绝大部分都被氧化,故碳氧化率缺省值设为1。
2.电力及热力的二氧化碳排放因子
由于在短时间内火力发电及供热的燃料构成和技术条件都可能有较大变化,因而,我们需要对不同年份的电力和热力二氧化化碳排放系数进行估算。借鉴周五七(2012)的估算方法:(1)根据火电部门在发电中各类燃料消耗量计算火力发电过程中能源消耗产生的二氧化碳排放总量;(2) 将所得到的二氧化碳排放总量除以当年全部的电力供应量,得到当年平均电力二氧化碳排放因子。同理,可得到各年热力二氧化碳排放因子。
(三)估算结果
根据能源消费数据和所设定的参数,1997、2000、2002、2005 及2007 年江苏省二氧化碳排放总量及各部门二氧化碳排量的估算结果如表1 所示。
万吨
由表1可以看出,江苏省CO2排放总量呈不断上升趋势,且从2002年开始上升速度明显加快,截止至2007年,排放总量已接近5亿吨。CO2排放总量主要受到工业部门的影响,其排放量占总量的80%以上,且与总排放量保持非常一致的变化趋势:除在1997—2007年间不断增加外,2002开始开始急剧上升。除工业部门外,交通运输、仓储和邮政业的CO2排放量也有明显上升。农林牧渔业部门的CO2排放量则排放总量有相反的趋势:随着时间的推移,CO2排放量逐步的下降。这是因为近些年来,第一产业的比重不断下降,从而导致农业部门CO2放量不断下降。建筑业、批发零售餐饮业及生活消费部门的CO2排放量则无明显变化。
二、江苏省二氧化碳排放的结构分解模型
(一)结构分解模型的构建
假设将各产业部门CO2的排放总量为C,则有:
其中:i表示各产业部门,e为各产业部门二氧化碳排放强度的行向量,ei=Ci/Xi,表示产业部门i的CO2直接排放强度,X为各产业部门总产出的列向量,Xi表示产业部门i的总产出。
根据投入产出模型的基本原理可得到:
其中:A代表直接消耗系数矩阵,L代表完全需求系数矩阵,即列昂惕夫逆矩阵,Y表示最终需求的列向量,B代表最终需求产品结构系数矩阵,F代表最终需求分配系数列向量,y表示最终需求总量。
记I=C/y,则I表示江苏省CO2 完全排放强度。结合式(1)(2)可得:
根据式(3)可见,二氧化碳排放强度受以下几个因素的影响:二氧化碳直接排放强度e,投入技术L,最终需求产品结构B,最终需求分配结构F。
根据结构分解法的基本思路,我们可将二氧化碳完全排放强度进行以下分解:
利用式(4),我们可得到各种因素的变动对二氧化碳排放强度变化的影响。本文参照Dietzenbacher etal(1998)所提出的方法,利用两级分解的平均值来对各因素的变动所造成的影响进行测算。则式(4)可由以下几个因素的变动之和进行表示:
其中:ΔIe表示直接碳排放强度的变动对I产生的影响,即能源使用效率对二氧化碳排放强度所带来的影响,ΔIL表示投入技术的变动对I产生的影响,ΔIB表示最终需求产品结构的变动对I产生的影响,ΔIF表示最终需求分配结构的变动对I产生的影响。
(二)数据说明
本文选取江苏省1997、2000、2002、2005 及2007 年的投入产出表及其延长表进行分析。在进行分析前,需进行行业调整和可比价调整。行业分类调整是指将不同年份的投入产出表统一口径。以《中国能源统计年鉴》终端能源消费量中所给出的行业分类为基准,将投入产出表中所有行业划分为六大类:农林牧渔业、工业、建筑业、交通运输仓储和邮政业、批发零售住宿和餐饮业、生活消费及其他。可比价调整是为剔除各年份因价格因素的变动所造成的影响。本文将各年投入产出表转化为以1997 年为基期价格的可比价投入产出表。
(三)实证结果
根据估算的CO2排放量、投入产出表和式(3),可得出CO2完全排放强度,如表2 所示。
吨/万元
根据CO2完全排放强度结构分解模型进行结构分解,结果如表3 所示。
1.结果分析
表2 中的数据显示,1997—2007 年10 年间,江苏省CO2完全排放强度整体呈现下降趋势:由1997 年的9.47 吨/万元下降至2007 年5.51 吨/万元,累计下降幅度达42%。其中,1997 年至2002 年下降幅度明显,2002 年至2005 年有小幅度上升。具体分析如下:
(1)CO2直接排放强度
CO2直接排放强度的变化反映了能源使用效率的变化。由表3 中的数据可看出,1997—2007 年间能源使用效率的变化对CO2完全排放强度影响最大:在其他影响因素保持不变的情况下,由于能源使用效率的变化导致CO2完全排放强度下降3.48吨/万元,贡献率为36.74%,是CO2完全排放强度下降的主要原因。表4 中反映了1997—2007 年间各产业部门CO2直接排放强度系数。不难看出,除建筑业和批发零售住宿及餐饮业有小幅度上升外,其他产业部门,尤其是工业部门,CO2直接排放强度都有明显下降。这说明各部门,尤其是工业部门,能源使用效率的提高是降低二氧化碳排放强度的主要途径。
(2)投入技术
由表3可知,1997—2000年及2000—2002年投入技术的变动在其他影响因素不变的情况下分别使CO2完全排放强度降低-0.17 吨/万元和-0.06 吨/万元。而2002—2005年及2005—2007 年投入技术的变动则使得CO2完全排放强度分别上升0.12 吨/万元和0.14 吨/万元。造成这种现象的原因是1997—2002 年间,在中国政府出台相关整顿高能耗高污染的政策背景下,地方政府积极淘汰落后产能,使得工业部门的能源消耗出现短暂下滑。2002 年后,为追求经济的快速发展,开始了新一轮的以重化工业为主的经济增长。这在一定程度上促使了CO2排放强度的上升。虽然1997—2007 年投入技术的累计影响不明显,但是从趋势上来看其在增加CO2完全排放强方面的影响则有扩张趋势。这说明,江苏省整个生产部门对高能耗高排放的中间投入需求增加,粗放型的经济增长方式并没有得到有效改善。
单位:吨/ 万元
(3)最终需求产品结构
最终需求产品结构的变化影响明显,除1997—2000 年阶段使CO2完全排放强降低外,其他阶段均使CO2完全排放强增加:2002—2007 年间的累计影响为0.64 吨/万元。1997—2007 年第一产业部门(主要为农业部门)份额下降了约8.5%,第二产业(主要为工业)和第三产业部门的的份额分别上升了约5%和4%。最终产品需求结构中二、三产业部门份额的上升,尤其使工业部门份额的上升,使得CO2排放强度增加。
(4)最终需求分配结构
1997—2007 年间最终需求分配结构的变化使CO2完全排放强度有明显的降低,但各阶段影响方向不一。1997—2002年间,使CO2完全排放强度下降了2.14 吨/万元,平均贡献率为14.65%。2002—2007 年间,使其上升1.30 吨/万元,平均贡献率为12.35%,成为2002—2005 年阶段内CO2完全排放强度上升的主要因素。分析1997—2007 年间最终需求分配结构发现,流出(包括出口及地区间流出)占最终需求的比重1997—2002 年间明显下降,由52.42%下降至35%,2002—2007 年间内不断上升,在2007 年达到53.52%。在流出产品中,80%以上为工业部门产出。产品的流出促进了江苏省的经济发展,但是也在客观上推动了高能耗产业的扩张和发展,增加了CO2完全排放强度。
三、总结
江苏省CO2完全排放强度在1997—2002 年及2005—2007 年呈现下降趋势,在2002—2005 年出现小幅度上涨。反映能源使用效率的CO2直接排放强度的下降是降低CO2完全排放强度的主要因素。投入技术变动的累计效用虽不明显,但其有明显增加CO2完全排放强度的趋势。最终需求的产品结构总体阻碍了CO2完全排放强度的降低,最终需求分配结构在1997—2002 年促进了CO2完全排放强度的降低,在2002—2007 年则成为阻碍CO2完全排放强度降低的主要因素。
碳排放结构 篇6
京津冀地区碳排放量约占全国的1/5,是我国乃至世界上碳排放量最大的都市圈,肩负着低碳转型的重任。河北省地处环渤海经济带和京津冀经济圈,是全国的经济大省,同时河北省化石能源和油田资源丰富,也是全国的能源消耗大省。河北省是全国经济结构最重的地区,是全国污染最严重的地区,也是产业结构需要重大调整的地区。
面对京津冀地区严重的环境和温室气体排放问题,治理河北省的碳排放问题迫在眉睫。本文以2007和2012年河北省投入产出表为基础,以投入产出技术和多因素多阶分析(MMIA)为基本工具,分析了影响河北省碳排放的主要因素,有力解释了近年来日益严重的雾霾来源结构,为实施节能减排政策和十三五规划中的产业结构转型制战略提出了政策建议。
1 研究方法
一个地区的产业结构可以有多种方法和指标进行衡量。例如总产出、中间投入和增加值,通过计算各部门的比例份额来分析产业结构。对于结构变化的分析,有很多方法,其中最著名的是结构分解分析法(SDA法),这种方法在对经济指标的多因素分析中应用广泛。但是,不论哪种方法都没有把对经济的多种影响因素完全分解开来,感觉对结果的分析不尽满意。以SDA为例,我们认为其主要缺陷是:
首先,对一个主指标基于SDA的分解会因不同的影响因素排列顺序而有不同的分解结果,而选择哪种排序进行最优分析却不能给出合理的解释。更何况在一个有机系统中,一般情况下我们不能区分不同部分的作用大小。也许一个小零件的脱落就会毁掉整架飞机!因此,在许多时候,用不同权重估计各种因素对因变量的贡献大小存在很大的主观武断判断,是没有具体意义的,更不用说对不同因素使用不同权重体系。
最后,在使用这种方法进行具体的分析过程中,人们忘记了分析的真正目的,变成了纯粹的数量分析。实际上,SDA的确切目的是为了获得每个因素影响因变量的数量性信息,为经济决策提供参考,但是由于其结果的不确定性,其并没有实现其对经济分析的意义。
实际上,对不同影响因素的分析,其实质上是在主指标与各因素存在连续函数关系的情况下,就相当于对不同的指标求偏导数。对此,我国学者杨启梓曾进行了系统讨论,他叫做“多元函数全增量的的统计分析”。因此,我们认为把投入产出技术和多因素多阶影响分析结合起来,就可以系统准确的分析出不同因素变化以及各因素的联动变化对某一主因素的作用效果。[1,2,3,4,5,6,7,8,9]
多因素多阶影响因素分析(MMIA)。作为对SDA的替代方法,MMIA分析的是自变量变化对因变量的影响作用。设:
其中,y和xi(i=1,2,…,n)可以是一个单变量,也可以是一个矩阵或者任意一个向量组,于是有:
其中,为k个因素同时变化的纯联动作用,也就是说只有变化而其它保持不变;Δy(k)叫做k阶纯作用,它是所有取自集合{xi,i=1,2,…n}的k阶组合的纯作用的总和。对集合{xi,i=1,2,…n}的任何一个子集,其变化的影响叫做一个影响域,都能够通过方程式(2)计算出来,只需要把y看做为的函数,其它变量保持原值不变。的纯影响域记为。如果令:
则有:
Δy(m)和Δy(m)分别是(x1,x2,…xn)的m阶总联动作用和纯联动作用[9]。
2 基于MMIA模型的碳排放强度结构分解分析
要全面实施低碳经济战略,从经济活动结果上看,包括总产出结构、投入结构和最终使用结构三大方面。本节以多因素多阶影响分析(MMIA)方法为工具,基于41部门投入产出表,对河北省2007年到2012年的碳排强度变化影响因素进行深入分析。
为了应用分部门的能源消费统计数据,首先将2007、2012年的河北省投入产出表中的部门与河北省统计年鉴中的部门分别合并、调整为口径统一的部门划分。经合并后,2007、2012年河北省投入产出表分为41个部门(部门名称见表1),其中能源部门为4个:煤炭开采和洗选业,石油和天然气开采业,石油加工、炼焦及核燃料加工业,燃气生产和供应业。其次,应用投入产出分析价格模型,将2012年投入产出表转换成以2007年为基年的不变价格表。再次,从河北统计年鉴中得到以标准煤计量的分产业能源消费量,并合并整理成41部门,运用碳排放折算系数公式将标准煤计量的能源消费转换成碳排放量。其中,碳排放折算系数=碳排放量(万吨)/能源消费标准煤总量(万吨),2007年和2012年碳排放折算系数分别为0.757 9和0.765 7。
2.1 基本模型
设G表示河北省地区生产总值(GDP),Y表示投入产出表中的最终使用合计列向量,Q表示总产出列向量,A是直接消耗系数矩阵,W是总产出结构列向量,P是总产出合计,e是所有元素都为1的行向量,则:
又设f表示单位GDP碳排放量,kE表示单位总产出碳排放列向量,YE表示生活总碳排放量,则:
其中,yE表示人均生活碳排放量,g表示人均生产总值。式(5)中的结构因素用的是最终使用结构,式(6)中的结构因素用的是总产出结构。在这个模型中,单位国内生产总值碳排放量首先被分成了两个部分:生产碳排和生活碳排。基于这两因素又分别列出了基于最终使用结构的能源消耗强度五因素分解模型和基于总产出结构的能源消耗强度五因素分解模型(见表2和表3)[10,11]。
2.2 河北省碳排放强度结构分解分析
为了抓住节能减排的主要矛盾,本文以2007年和2012年不变价格投入产出表和分行业能源统计数据为基础,从单位国内生产总值碳排放量的构成因子出发,应用MMIA模型对河北省碳排放强度变化的影响因素进行系统分析。在分析2007—2012阶段的过程中,首先分析生产碳排和生活碳排二因素划分下的影响贡献,然后分析五因素分解情况下的各类影响贡献。另外,由于部门单位产出碳排与各部门对能源生产部门的直接消耗系数具有相当强的依存关系,所以,最后把分部门碳排放强度和直接消耗系数捆绑一起分析整体技术节能和结构节能的影响贡献。
在计算结果中,如果贡献率符号为正,则说明该影响因素是支持总变化的,即总碳排强度下降时,该因素的作用支持下降,总碳排强度上升时,该因素支持上升,否则是起抑制作用的。由于同时存在支持和抑制作用,所以各因素的贡献率可能超过100%。
考察表4可以发现,虽然河北省的总碳排量一直在增加,但五年间的总碳排强度是下降的,其中生产减排的贡献是90.74%,生活减排的贡献是9.26%。虽然这些年人均收入和消费大幅度增长,人均生活碳排随着经济的发展在中国还处于上升阶段,但生活碳排对单位GDP碳减排贡献是正的,这其中的原因主要是人口的增长速度大大低于地区生产总值的增长速度。但是,毫无疑问,生产碳排是碳排构成和碳排变化的决定性因素。
在表5中,结构因素是最终使用结构,首先分别看生产碳排和生活碳排。由表中数据可知,生产因素中的一阶、二阶和三阶纯作用的贡献率分别是67.7%、23.3%和0.23%。一阶作用占绝对主导地位,三阶作用非常小。在一阶作用中,产出碳排强度的贡献率是78.3%,直接消耗系数的贡献率是17.0%,最终使用结构的贡献率是-27.6%。这个结果一是说明投入技术减排在总的碳排变化中起重要作用,二则也揭示部门单位产出的能耗是碳排强度变化的最重要因素,通过改进生产技术来提高生产效率或改变投入结构对碳排总强度的减小非常关键,第三,最终使用结构不利于减排。另外发现,虽然产出碳排强度和直接消耗系数对减排的单独贡献都是正的,但是他们的联合作用不利于减排,贡献是-6.5%,而产出碳排强度和最终使用结构的联合作用贡献是正的29.95%。人均生活碳排对总减排的贡献是-13.3%,人均GRP变化的贡献是17.5%,二者联合的纯作用贡献是51%,总作用贡献是9.26%。
基于最终使用结构的2007年和2012年完全综合碳排放量最高的10个部门分别如表6和表7所示。
在表8中,结构因素是总产出结构。表中数据显示,生产因素中的一阶、二阶和三阶纯作用的贡献率分别是58.9%,33.95%和-2.2%。从中可以看出二阶作用的地位凸显出来,一阶作用仍然最大,三阶作用的贡献率虽然显著,但相比之下显得很小。在一阶作用中,产出碳排强度的贡献率是78.5%,直接消耗系数的贡献率是-3%,总产出结构的贡献是-16.6%。这个结构说明:单位总产出能源消耗的下降仍然是碳排下降的主因,而投入结构和产业结构变化对减排是不利的,尤其是结构变化的负作用非常明显,也说明这些年产业结构转型升级的无效。虽然直接消耗系数和总产出结构变化各自对减排的贡献是负的,但是,二者的联合作用贡献是正的,纯作用贡献率达8.9%。产出碳排强度和总产出结构的联合贡献也是正的,达24.5%。
基于总产出结构的2007年和2012年直接综合碳排放量最高的10个部门分别如表9和表10所示。
3 结论及政策建议
3.1 结论
通过深入分析,揭示了形成2007年以来碳排急剧增大的产业部门和影响碳排强度的经济结构因素,为制定“十三五”规划指明了低碳经济结构调整方向。主要结论有以下三个方面:
1)从碳排放总量、能源消费结构、碳排放结构、碳排放强度四个方面观察,发现:能源消费总量持续上升,能耗强度逐渐下降,表明河北省能源利用效率在不断提高,政府的节能减排工作取得了一定成效。从能源消费种类结构看,生产碳排的比重远大于生活碳排,生产部门对化石能源的消耗较大,很大程度上决定了河北省的经济增长呈现出高碳特征。
2)从总产出角度看,十大碳排部门是黑色金属冶炼及压延加工业,电力热力的生产和供应业,非金属矿物制品业,化学原料及化学制品制造业,交通运输仓储及邮政业,煤炭开采和洗选业,石油加工炼焦及核燃料加工业,其它服务业,农林牧渔业,住宿和餐饮业。从最终使用角度看,十大类碳排产品部门是其它服务业,黑色金属冶炼及压延加工业,建筑业,交通运输仓储及邮政业,交通运输设备制造业,非金属矿物制品业,农林牧渔业,纺织业,电气机械及器材制造业,其他服装业。传统的观点认为,服务业是绿色产业,但是从上述分析结果发现,如果这些服务产品生产的投入品都是在本国生产,其造成的完全碳排量也是很大的。同样,旅游业也是这样的一个行业,而且更隐蔽,让人们以为这是最绿色环保的产业。实际上,旅游业的兴旺带动了住宿和餐饮业的发展,这二者对能源的消耗又比较大,这在以煤为主的能源结构下势必成为碳排的主要来源之一。对于河北来说,黑色金属冶炼及压延加工业的快速增长无疑是近几年环境恶化和雾霾频发的元凶,同时,社会对交通运输工具使用的激增也是重要原因。汽车尾气排放和车辆制造产业通过生产消耗的碳排放激增也是京津冀近几年雾霾突显的重大成因。建筑业高速发展也是从2007年到2012年五年间碳排增加的前三位原因之一。建筑业相应地同时提高了对非金属矿物制品和黑色金属的需求,进一步增强了其作为碳排主因的角色。
3)能源利用技术的进步是减排的主要贡献者。正是由于节能技术(包括生产工艺节能和产业内部结构节能)的巨大进步,才使得在产业结构变化和最终消费结构变化不利的情况下,使总碳排强度出现下降趋势。
产业结构的重型化是减排迟缓的最重要原因。从总产出结构看,五年中,主要重工业部门如电气机械及器材制造业,黑色金属矿采选业,黑色金属冶炼及压延加工业,交通运输设备制造业,金属制品业,煤炭开采和洗选业,石油加工、炼焦及核燃料加工业,有色金属矿采选业,有色金属冶炼及压延加工业,专用设备制造业在总产出中的占比都是增加的,尤其是黑色金属矿采选业增加了3.54%。另外,交通运输业的总产出占比增加了8%多,成为减排的一个非常重大的不利因素。
最终消费结构也是迟滞减排的重要因素。随着国民收入的增长,人民生活水平的提高,耐用消费品的比例提高会增加对高耗能产品的需求。另外,生产部门的固定资本投入增大也会提高能源消费水平,从而增加碳排。进出口及流入流出结构变化也是重要因素。从2007年到2012年,最终使用结构中占比增加最大的六个产品部门依次是交通运输仓储及邮政业,金属制品业,煤炭开采和洗选业,黑色金属矿采选业,建筑业和交通运输设备制造业,其占比增大都在3.5%以上,尤其是交通运输、仓储及邮政业占比增大达9.3%。石油加工、炼焦及核燃料加工业和住宿餐饮业占比增加也在2%以上。
3.2 政策建议
1)切实控制煤炭开采和洗选业、黑色金属冶炼及压延加工业等高碳排重工业的规模,同时继续加大技术改造的力度,提高节能减排效果,对相关企业进行严格的技术经济审计考核。
2)深入挖掘电力热力生产和供应业的节能减排潜力,加大对该行业的监管力度。首先,努力进行技术革新,提高发电效率;其次,积极探索对煤炭的替代,减少燃煤发电;再次提高电力热力的利用效率,提高全民的节能意识。
3)在建筑业增长总体可控的条件下,加强建筑物使用节能技术的推广应用。
4)重新认识服务业的低碳特征,特别是旅游物流产业的绿色性。这些产业首先增加了对交通运输的最终需求,而交通运输产业的完全综合碳排系数比较高。为了降低综合碳排,应加强对住宿餐饮业的能源利用消耗监管,进行专项考核。
5)对交通运输设备业产品的最终使用规模需要合理控制。在满足人民生活和生产使用的前提下,积极提倡绿色出行和绿色物流。
6)为了矫正“十二五”期间高碳产业和高碳需求的过快增长,“十三”规划应提高节能减排的力度要求,高于“十二五”规划。
7)在控制本省高碳产业规模的同时,为了满足经济生产生活的需要,对这些行业的产品可以增加进口和输入或减少出口和输出,如对黑色金属冶炼及加工业。
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碳排放结构 篇7
目前, 有关碳排放的研究主要有基于能源消费的碳排放测算[4,5]、碳排放影响因素分析[6,7,8]、碳排放与产业结构互动关系[9,10]、碳排放与经济发展协调性[11]、农业碳排放分析 (区域比较) [12,13]等。此外, 碳排放与土地有着密切的联系, 从土地利用的视角研究碳排放可以对碳排放源进行分解并加以控制, 已有学者从土地利用碳排放核算、土地利用碳排放效率、区域土地利用与碳足迹、碳排放引导土地合理利用、城市碳循环与土地调控等[14,15,16]方面开展了研究。涉及到湖北省碳排放的研究多侧重单一碳排放源, 例如能源碳排放、农业碳排放、植被与土壤碳排放等, 缺少系统分析碳排放相关问题的研究。由前文可知, 湖北省能源消费逐年增加、产业间发展极不平衡, 第二产业发展速度明显快于其他产业。在促进绿色增长与产业结构调整的新时期, 研究湖北省的碳排放结构与时序特征对指导经济有序健康发展具有重要意义。因此, 本文着重从以下几个方面研究湖北省碳排放的相关问题: (1) 建立基于IPCC清单的碳排放测算模型, 系统地测算湖北省人为活动产生的碳排放总量; (2) 按来源、产业、土地承载分解碳排放, 研究湖北省碳排放结构特征, 分析造成碳排放增加的主要因素, 对比不同产业的碳排放量与碳排放强度, 探讨各用地类型的碳排放强度, 促进土地利用结构合理调整; (3) 分析湖北省碳排放时序特征, 构建经济发展与碳排放总量脱钩分析模型, 测度研究时序内经济发展对能源资源消耗的依赖程度。
1 研究方法与数据来源
1.1 基于IPCC清单的碳排放总量测算
政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 给出的《2006 年国家温室气体清单指南》[17] (下文简称《2006 年指南》) 是国际公认的核算温室气体的标准性文件。《2006 年指南》结合新能源、新材料、新科技等的利用对原有的指南进行了系统的更新与整合, 使用价值更高。根据《2006 年指南》和孙建卫[18]等关于中国碳排放量的核算研究, 化石能源消费是主要的碳排放源, 占总碳排放的75%以上;根据《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》和董红敏[19]等关于农业源温室气体的研究, 农业源碳排放是仅次于能源消费的第二大碳源, 占总量的17%强;渠慎宁和杨丹辉[20]得出结论, 2001-2009 年间我国废弃物碳排放占总量的1.4%-2.3%;此外, 还有少量工业过程和产品使用导致的碳排放, 由于占总量较少且统计数据缺失, 暂不予考虑。参考《2006 年指南》对碳排放来源的分类并结合数据的可获得性, 本研究测算的碳排放源主要包括:能源消费、种植业、畜牧业和废弃物, 测算结果可达碳排放总量的93.4%-94.3%, 能满足研究要求。
1.1.1能源消费碳排放测算
参考《2006年指南》关于能源消费碳排放的核算公式和赵荣钦等[4]的研究成果, 能源消费碳排放核算主要考虑煤炭、石油和天然气, 这三类能源是我国能源消费的主要构成。此外还包含少量的生物质能、风能、核能等清洁型能源, 由于其他能源对碳排放影响较小且数据不易获得, 暂不予考虑。核算能源消费碳排放的公式如下[4]:
式中:E_C是能源消费碳排放总量;βi是第i种能源的碳排放系数;Energyi是第i种能源的消费量。国内外开展能源碳排放系数研究的机构或学者主要有国家科委气候变化项目、国家计委能源所、美国能源部、日本能源经济研究所、DOE/EIA等[4,21,22], 各机构给出的碳排放系数稍有区别, 如表1, 本研究选取较权威的几项碳排放系数并取其均值代入计算。
1.1.2种植业和畜牧业碳排放测算
根据有关学者的研究, 结合我国及湖北省农业生产特点, 以《2006年指南》为基础, 参考田云等[12]基于投入视角的湖北省农地碳排放测算研究, 确定种植业碳排放源具体包括:化肥、农药、农膜、稻田。由于农业机械动力相关的碳排放已在能源消费碳排放核算中涵盖, 为避免重复, 不再涉及。农药等种植业生产要素碳排放系数参考美国橡树岭国家实验室、南京农业大学农业资源与生态环境研究所等机构和学者的研究成果[12]。稻田碳排放主要是水稻生产过程中的甲烷排放, 根据已有研究确定稻田甲烷排放系数[23,24,25], 结合湖北省稻田耕作特征及生长周期开展测算。畜牧业碳排放具体包括牲畜肠道发酵及粪便管理 (主要牲畜类别:牛、马、驴、骡、猪、羊) , 牲畜肠道发酵及粪便管理碳排放系数参考《2006年指南》第四卷第10章关于牲畜和粪便管理过程碳排放的相关论述。
1.1.3废弃物碳排放测算
根据《2006年指南》第五卷有关废弃物的分类研究, 废弃物温室气体排放源主要有四类:固体废弃物生物处理、废弃物的焚化与露天燃烧、固体废弃物填埋处理、废水处理与排放, 固体废弃物填埋处理是废弃物处理中产生温室气体的最大来源。根据IPCC提供的方法, 根据人口数、GDP (或其他经济数据) 和工业产值等按废弃物产生因子估算湖北省历年固体废弃物填埋处理数据, 包括工业废弃物和城市固体垃圾。根据《2006年指南》、渠慎宁和杨丹辉[20]选用一阶衰减法对研究时序内湖北省固体废弃物填埋处置产生的甲烷量进行估算, 针对废弃物产生因子及其他系数参考《2006年指南》给出的缺省值[17,20,26]。
1.2 脱钩定义与脱钩分析模型
1.2.1脱钩理论与定义
脱钩原本用来描述两个或多个物理量之间失去关联的状态, 上世纪末由经济合作与发展组织将脱钩概念引入环境与发展政策研究, 并逐步发展到农业、能源、土地等资源的研究[27]。环境库兹涅茨曲线假说指出, 一般意义的经济增长会造成环境破坏和资源消耗的压力, 但通过技术革新与制定可持续发展政策可以阻断这种联系, 即在实现经济增长的同时控制甚至减少环境破坏和资源消耗, 达到脱钩状态。Tapio脱钩指数模型综合相对变化和总量变化, 以时间尺度反映变量间研究时序内不同阶段的脱钩关系, 使得脱钩关系评价与分析更具准确性和客观性[28]。考虑到Tapio模型能够全面分析各指标全过程的动态脱钩变化, 且在碳排放与经济发展关系的研究方面应用较成熟[4], 本研究借鉴Tapio的交通运输量与经济增长间的脱钩关系模型, 建立碳排放与经济增长脱钩分析模型。以湖北省为研究实例, 探讨其经济增长与碳排放之间的脱钩关系。
1.2.2碳排放与经济增长脱钩模型
所谓脱钩弹性, 是指碳排放增加率与同期经济增长率的比值, 反映了碳排放变化对经济增长的敏感程度。脱钩弹性计算公式如下:
式中:ω 是脱钩弹性;EP是碳排放增长率, Cn是第n年的碳排放总量, △C是第n年比第n-1 年碳排放增加量;DP是经济增长率, GDPn是第n年的地区生产总值, △GDP是第n年比第n-1 年地区生产总值增加量。根据弹性值、碳排放增长率和经济增长率的不同, 可将脱钩状态分为弱脱钩、强脱钩、衰退性脱钩、扩张性负脱钩、强负脱钩、弱负脱钩、扩张连接、衰退连接八类, 其中强脱钩和强负脱钩分别是最理想状态和最不利状态, 脱钩状态与脱钩等级划分方式如表2。
1.3 数据来源与处理说明
1.3.1数据来源
本研究中所有能源数据均来自《中国能源统计年鉴》的湖北省历年能源平衡表;种植业中涉及到化肥、农药、农膜、水稻种植面积的数据来自历年《中国农村统计年鉴》;畜牧业生产中各类牲畜数量来自历年《中国农村统计年鉴》中湖北省各类牲畜年末存栏数量;废弃物排放中涉及到的工业废弃物和城市固体垃圾数据来自国研网统计数据库, 其中2001年和2002年数据缺失, 结合2001年以前的数据运用插值法[29]补充完整;2011年土地利用变更调查数据缺失, 研究根据《湖北省土地利用总体规划 (2006-2020年) 》中关于用地结构调整计划预测2011年湖北省土地利用结构;经济数据来自历年《中国统计年鉴》, 均按2000年不变价格参与计算。
1.3.2处理说明
为分析三次产业碳排放量和碳排放强度, 研究将碳排放分解为不同产业来源。具体而言, 第一产业包括种植业和畜牧业碳排放、农林牧渔业能耗碳排放;第二产业包括工业和建筑业能耗碳排放、工业废弃物碳排放;第三产业包括城市垃圾碳排放, 交通运输、仓储和邮政业能耗碳排放, 批发、零售业和住宿餐饮能耗碳排放, 城市和乡村生活能耗碳排放。
参考张兰[21]的研究, 建立土地利用类型与碳排放对应关系, 研究不同土地利用类型承载的碳排放效应。根据《土地利用现状分类标准》对土地类型的界定和关于土地利用碳排放的研究[15], 承载碳排放的土地利用类型主要有耕地、牧草地、城镇居民点及工矿用地、农村居民点用地、交通水利及其他用地。值得说明的是畜牧业按照牲畜饲料主要来源将碳排放分解至耕地和牧草地。各用地类型与本研究根据《2006 年指南》确定的碳排放源对应关系如表3。
2 结果与分析
2.1 湖北省碳排放结构特征
2011 年湖北省碳排放总量达9034.70 万t, 相当于33127.22 万t二氧化碳。在本研究限定的四类碳排放源中, 能源消费是碳排放第一大来源, 排放量达8206.50 万t, 占总量的90.83%;第二大碳排放源是种植业, 排放量为542.15 万t, 占总量的6.01%;其次是畜牧业, 排放量为269.57 万t, 占总量的2.98%;废弃物碳排放量相对较少, 仅为16.48 万t, 约占总量的0.18%。《2006 年指南》指出全球范围内能源部门温室气体排放一般贡献率在75%以上, 测算结果表明湖北省能源消费碳排放占总量的比例远高于IPCC的给出值。因此, 湖北省未来节能减排的压力依然较大, 能源结构、利用效率亟待调整和提高。
按三次产业分解碳排放的结果来看, 第一产业碳排放量为1075.88 万t, 占总量的11.91%;第二产业碳排放量为5891.47 万t, 是碳排放的主要来源, 占总量的65.21%;第三产业碳排放量为2067.34 万t, 占总量的22.88%。2011 年湖北省地区生产总值19632.26 亿元, 三次产业占比分别为12.80% 、50.31%、36.89%, 与碳排放结构对比可知, 第二产业的碳排放消耗远高于其对GDP的贡献, 第三产业碳排放效率最高, 其利用碳排放量的22.88%实现了地区生产总值的36.89%, 可见第三产业发展对环境造成的影响明显低于第二产业。三次产业的碳排放强度 (即单位GDP的碳排放量) 分别为:0.38、0.53 和0.25t /万元, 第三产业碳排放强度最低, 即利用效率最高, 第一产业应在保证农产品供应的基础上不断改善经营环境和经营手段, 努力降低碳排放。
按用地类型将碳排放分解, 结果显示, 城镇居民点及工矿用地是最大的碳排放用地类型, 排放量达6774.04 万t, 占总量的74.98%;第二大碳排放用地类型是交通水利及其他用地, 排放量达1020.67 万t, 占总量的11.30%;其次是耕地, 排放量达662.66万t, 占总量的7.34%;农村居民点用地和牧草地排放量较少, 分别为428.27 万t和149.05 万t, 占总量的4.74%和1.65%。根据土地利用结构数据, 得到各用地类型的碳排放系数:耕地1.42 t/hm2、牧草地30.79 t/hm2、城镇居民点及工矿用地229.92 t/hm2、农村居民点用地6.03 t/hm2、交通水利及其他用地23.23 t/hm2。城镇居民点及工矿用地的碳排放总量和碳排放系数均是各类用地之首, 其单位面积碳排放是其他用地类型的数倍到数十倍。此外, 牧草地和交通水利及其他用地碳排放系数也较高, 但由于湖北省牧草地总量有限, 该类用地并不是主要的碳排放源, 排放量仅占总量的1.65%。由分析可知, 加强用地管制尤其控制城镇工矿用地的扩张是从土地利用视角控制碳排放的有效途径。
2.2 湖北省碳排放时序变化特征
湖北省2001 年碳排放总量为3705.66 万t, 2010 年为7740.47 万t, 较2001 年增加108.88% (表4) , 同期GDP增长率为185.98%, 高于碳排放增加率。2001 至2010 年碳排放年平均增长率9.65%, 同期GDP平均增长率14.04%。十年间GDP与碳排放量增速均为正, GDP增速变化较为稳定 (图1) , 除少数年份小幅回落外均持续上升, 碳排放增速变化波动较大, 2005 年和2008 年出现大幅回落, 但整体趋势保持上升, 2010 年碳排放增速与GDP增速持平。高速增长的GDP带来较高水平的碳排放增加, 由趋势图和数据发现, 湖北省经济增长与碳排放间存在着较强的正相关, 没有完全摆脱资源消耗型增长模式。
能源消费一直是碳排放的最主要来源, 除能源消费碳排放外, 其他碳排放源占总量的比例均呈逐年下降趋势。2001 年能源消费碳排放量为3019.35万t, 2010 年增加到6950.83 万t, 增长130.21%, 年平均增长率为10.99%, 均高于碳排放总量的相关指数。随着经济发展速度和总量的提升, 能源消耗加速, 间接说明经济发展速度的提升一部分原因是能源的过度消耗。由于化石能源不可再生, 这种资源依赖型的经济增长方式注定是暂时的、不可持续的, 湖北省未来经济发展只有努力走出原有的发展模式, 通过创新驱动才能稳定经济增长势头。
废弃物和种植业碳排放缓慢增长, 畜牧业出现负增长。废弃物和种植业碳排放十年增长率分别为26.31%、28.63%, 大幅低于碳排放总量的增长率。畜牧业碳排放减少7.78%, 湖北省农业产业结构调整的一个重要特征就是畜牧业萎缩, 数据显示, 牛出栏数2001 年是416.9 万头, 2010 年减少至326.0 万头。种植业方面, 2010 年农作物播种面积 (748.90 万hm2) 较2001 年 (755.63 万hm2) 增长率仅为0.90%, 这与其碳排放的增长率出现较大偏差。
2.3 湖北省碳排放与经济发展脱钩分析
湖北省2001-2010 年十年内碳排放与经济发展间的脱钩类型主要以弱脱钩为主 (表5) , 即经济快速增长的同时碳排放也持续增加, 但其速度明显慢于经济增长速度, 经济发展质量相对较高;2003年、2009 年、2010 年的脱钩状态为扩张连接, 即经济发展与碳排放均保持较快增速, 两者变化速度较为接近。2009 年后, 连续两年出现扩张连接状态, 由弱脱钩到扩张连接的状态转移说明这一阶段经济发展造成了碳排放的增加和资源浪费, 近些年经济发展的质量存在一定程度的降低。
GDP增速在2007 年前均保持上升, 但2008 年和2009 年出现较大幅度回落, 2010 年又出现回升, 由2009 年的0.14 升至0.15 (表5) 。同期碳排放的增速一直保持上升状态, 从2008 年的0.06 至2010 年的0.15, 碳排放增速与经济增速的非一致性变化是造成脱钩状态转移的直接原因。
3 结论
(1) 研究时序内, 湖北省碳排放逐年增加, 且增速整体呈上升态势, 至2010 年接近GDP同期增速。从碳排放源看, 能源消费持续增加且增速高于碳排放总量变化水平, 是造成碳排放增加的主要原因。废弃物和种植业碳排放变化幅度不大, 畜牧业碳排放有所降低。种植业播种面积与其碳排放呈现非一致的变化趋势, 结合十年间我国农业发展政策可以做出解释。2004 年后, 中央一号文件连续多年关注农业问题, 不断加大农业投入和政策扶持力度, 极大的调动了农民的生产积极性, 农业生产资料投入逐年增加, 农药、化肥、农膜等过度使用不仅造成碳排放增加, 也容易造成较严重土壤污染, 降低农地质量。
(2) 湖北省碳排放结构中, 能源消费是最大的碳排放源, 占比逐年增加, 且远远超过IPCC给出的75%的最低水平, 一定程度上说明湖北省存在能源消费过度的现象。从产业结构看, 第二产业是主要碳排放源, 且利用效率较其他产业低, 资源在产业结构间的配置效率仍然较低。土地承载碳排放方面, 城镇居民点及工矿用地的碳排放量最高, 其次是交通水利及其他用地。建设用地能源消耗较高, 几乎没有碳汇能力, 是生态系统中最主要的碳排放用地类型, 对碳平衡影响最大。
(3) 2001-2010 年湖北省碳排放与经济发展间的脱钩类型全部为弱脱钩或扩张连接, 经济发展与碳排放具有较强联系, 经济发展仍未摆脱对资源的依赖。基于脱钩状态特征, 大致可划分为两个阶段:2001-2008 年, 经济发展与碳排放呈现弱脱钩, 经济发展质量较好;2009 年以后, 脱钩状态发生转变, 连续两年呈现扩张连接状态, 说明资源环境压力较大, 经济发展效率有所降低。2008 年以前, 湖北省抓住经济发展的黄金阶段, 利用有限的资源消耗实现了经济的高速增长;2008 年全球范围的经济危机致使湖北省经济增速放缓, 这是导致脱钩状态转移的主要原因之一。此外, 能源利用效率低下及长期的粗放式发展模式也影响了经济发展与碳排放的脱钩。
4 讨论
本研究参考IPCC 《2006 年指南》基于能源消费、种植业、畜牧业、废弃物四类主要碳排放源对湖北省2001-2011 年的碳排放进行测算, 从三次产业、碳排放来源、土地利用类型三个方面分析2011年碳排放结构, 并着重探讨湖北省2001-2010 年十年间碳排放的时序特征, 对湖北省经济发展与碳排放间的脱钩状态进行了深入研究, 所得结论对于引导湖北省协调经济发展与资源环境间的关系、加速经济结构调整与优化有较强的应用价值, 对于丰富碳排放相关研究具有一定的理论价值。针对研究结论中发现的碳排放量过度、结构不合理、利用效率低下等问题, 可从以下方面制定相应政策措施: (1) 提升第二产业的碳排放利用效率, 淘汰落后产能和“三高”企业, 通过技术创新不断提升能源利用效率, 大力推广清洁型能源; (2) 改善农业生产, 严格控制农业物质过量投入, 推广环保型农药、化肥等农业生产资料, 控制碳排放来源, 减少土壤污染, 保持并提高土地质量。加强牲畜粪便管理, 科学处置牲畜粪便, 降低环境污染。以保障粮食安全为基本前提, 立足各地实际大力发展林业、渔业等低碳环保型产业; (3) 加强土地用途管制, 严格控制建设用地扩张, 注重挖掘城市建设用地内部潜力, 优化建设用地布局, 增加绿化面积, 加强林地、牧草地等碳汇用地的保护, 提升生态系统的碳平衡能力; (4) 大力调整和优化产业机构, 合理配置资源, 优先发展碳排放效益较高的第三产业, 严格控制第二产业产能扩张, 缩减过度产能, 促进第一产业可持续发展。
摘要：参考国家温室气体清单指南的方法, 从产业、来源、土地承载三个方面分析湖北省2001-2010年碳排放结构, 测算其碳排放总量, 探讨碳排放的时序特征与经济增长的关系。结果表明, 湖北省第二产业碳排放较高, 且产出效率低, 第三产业单位碳排放效益最高;能源消费碳排放占总量的90%以上, 占比远高于IPCC给出的参考值;城镇居民点及工矿用地碳排放占总量的74.98%, 碳排放强度为229.92 t/hm2。十年间湖北省碳排放量由3705.66万t增长到7740.47万t, 年平均增加9.65%。能源消费增长率高于碳排放增长率, 是碳排放增加的主要动力, 畜牧业碳排放减少7.78%。湖北省碳排放与经济增长脱钩状态以弱脱钩和扩张连接为主, 2009年后出现由弱脱钩向扩张连接的状态转移, 近些年经济发展质量有所下降。因此, 湖北省应以经济转型升级为契机, 提高碳排放利用效率, 改进农业生产方式, 加强土地用途管制, 促进经济绿色增长。
碳排放结构 篇8
本文选取的研究区域是在皖江城市带具有重要地位的芜湖市。芜湖市位于安徽省东南部长江下游沿岸,地处东经117°58’~118°43’,北纬30°30’~31°31’。市域面积5 988平方公里,人口384.21万,下辖4县、4区,拥有2个国家级开发区。是安徽省的经济、文化、交通、政治次中心,是国务院批准的沿江重点开放城市、皖江城市带承接产业转移示范区核心城市、南京都市圈成员城市,全市地区生产总值1 328.8亿元。随着北沿江高速、庐铜铁路、芜湖长江二桥、芜湖长江三桥、过江隧道、合杭高速等一批重大交通基础设施的规划建设,将使芜湖区位优势更加凸显。同时快速的经济发展和工业化进程也使该地区面临着更加紧迫的生态环境压力。
文章数据主要来源于2001~2010年的《安徽省统计年鉴》和《芜湖市统计年鉴》等其他各专业类别统计数据。
2 该地区CO2排放源
该区域性碳排放主要与汽车碳排放、能源活动、工业生产过程、区域人口排放有关。结合芜湖市的实际情况,包括排放源特征界定,活动数据可获得性、科学性,排放因子研究进展及可获取等情况,参照《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》对中国温室气体排放清单编制思路,确定芜湖市CO2排放清单估算类别,即为能源活动、工业生产过程、人口生理作用与机动车排放等四大类。
3 二氧化碳排放的计算
3.1 交通运输碳排放的计算
交通运输工具主要是机动车通过燃烧化石燃料排放出大量的CO2成为碳排放的另外的重要来源。根据IPCC指南(2006)提供了两种计算交通能源消费碳排放计算方法:一是根据国家区域范围内交通燃料销售数据乘以燃料的碳排放系数计算得到,称为“自上而下”的方法;二是根据各种交通方式行车里程乘以每公里燃料消费量得到燃料消费总量,然后乘以燃料碳排放系数计算得到碳排放量,称为“自下而上”的方法。
由于区域内的各种燃料的具体销售数据是各石油公司的商业机密无法获得,所以我们只能采用第二种方法来计算,公式如下:
式中,E为交通工具的年碳排放量,t;F为年燃料消耗,TJ;n为CO2排放系数,kg/TJ;L为年行驶里程,km;H为百公里油耗,L;D为燃油密度,kg/L;C为燃料净热值,TJ/kg。
3.2 能源活动的CO2排放计算
由于目前我国在CO2排放量的直接监测方面还是空白,所以,大部分的研究都是基于对能源消费量的测算得来的。本文在能源活动中产生的CO2量也是利用各个年份的能源终端消费量数据,采用《IPCC2006国家温室气体清单指南》中推荐的基准方法来计算芜湖市的CO2排放量。
能源活动的计算公式如下:
式中,E为能源活动产生的CO2排放总量,t;Mi为第i种能源的消费总量;δi为第i种能源的CO2排放系数;ηi为第i种能源的碳氧化系数,均取值为1。
3.3 工业生产过程产生的CO2计算
该地区工业生产过程CO2排放主要是水泥、钢铁等生产过程中所产生的。
因为在能源活动中已经算过能源消耗排放的CO2量。为了避免重复计算导致的误差,故在这方面的计算中仅考虑这些生产工艺过程的CO2释放量,水泥生产过程中本身不会排放CO2,而是在生产过程中,石灰石(主要成分为Ca CO3)的加热或锻烧生成石灰(主要成分为Ca O)时,产生的CO2,化学反应式为:Ca CO3==Ca O+CO2个。
本文计算方法采用ORNL提出的方法:
式中,Es为钢铁生产过程CO2排放量;Ms为水泥生产总量。
钢铁生产过程中的CO2排放,经填加的废钢提炼并产生合金后而得到,故随着碳电极的消耗而释放出CO2;在OHF中以冶金焦还原铁矿石中的铁并起到放热反应的作用,这个过程产生CO2。其产生的CO2排放量算法如下:
式中,Eg为钢铁生产过程CO2排放量;Mg为钢铁生产总量。
在生产酒的过程中,发酵阶段每生产1 t酒几乎要有1 t的副产品CO2,即
式中,Ej为酒生产过程CO2排放量;Mj为酒的生产总量。
3.4 区域人口产生的CO2计算
人体产生的CO2是人生理代谢作用的结果,虽然每人每天排出的碳不多,但是随着人口基数的不断增大,以及长期的积累,其碳排放的总量还是可观的。本文根据宋永昌等编著的《城市生态学》提供的成人每天排出的CO2量为0.9 kg来计算。
公式如下:
式中,Er为区域人口年CO2排放量,t;R为区域人口数,万人;D为每人每天的CO2排放量,0.9 kg。
4 CO2排放估算结果分析
根据以上的各类数据和计算方法可以得出芜湖市近十年来的CO2排放的结果。
(1)由图1可得,总体来说近十年来芜湖市CO2排放一直成增长的趋势,由2001年的814.7万吨增加到2010年的3 727.9万吨(占全省总量的29.2%),绝对增加值达到2 913.2万吨,绝对增幅达到了257.58%,年平均增速为11.1%,远远超过国际能源署《2007世界能源展望》的在2005~2030年间,我国二氧化碳排放量的增速年均为4.2%的预测。无论从增加的幅度还是绝对值来说都是令人十分震惊的,并且随着地区经济的继续的快速发展其CO2排放量将会继续增大,会对整个环境造成越来越大的压力。
(2)由图2可以明显的看出芜湖市CO2排放量和GDP明显呈正相关,很明显的说明了该地区近十年来工业化水平的不断提高不仅促进了芜湖市经济的腾飞,同时也使得CO2气体的排放量激增。地均碳排放强度反映单位国土面积的碳排放程度。同时结合图4得出该地区碳排放由2001年的1.365 kg/m3上升到2010年的6.59 kg/m3。碳密度,即单位经济产出的二氧化碳量,在2007年达到顶点443 kg/元从2007年开始逐渐下降,这也说明了地区的产业升级方面对CO2排放有利的影响可能逐渐的体现出来,也间接地说明了科学发展的落实以及其重要性。
(3)区域人口数量变化量不大,固其CO2排放的绝对值维持在非常平稳的水平,但是所占比例则成急剧减小,由2001年的8.8%下降到2010年的2.1%。汽车排放比例呈稳步上升趋势,由2001年的2.5%缓慢提高到2010年的4.1%。上升速度有逐渐加快的趋势,说明了经济的发展带动了人民收入的提高,使得汽车数量也越来越多,相信在不久的将来还会达到一个高峰期。
(4)一般意义上来说,在低碳经济格局尚未建立的情况下,人均碳排放强度的高低直接反映了人民生活水平的高低和不同地区的人口对排放空间的占有程度,人均碳排放量也是是国际广为认可的测量碳排放的数据指标,也是历次气候谈判的核心,可以说所有的减排目标与责任都是紧紧围绕这个概念提出的。由图3可见芜湖人口数量在2008年达到最高点280.79万人,而后缓慢下降,其人均碳排放却基本呈现线性上升的趋势,由2001年的3.11 t/人上升到了2010年的15.80 t/人,同时也可见人口数量与CO2排放量没有直接的联系。
5 该地区二氧化碳排放的建议对策
目前,世界各国都在进行着碳排放的核算、碳排放量的分配,每一个城市也都将面临减排的问题。通过计算芜湖市近十年的碳排放量,分析其变化特征,作者就该市碳排放效应减缓对策研究如下:
(1)以碳密度作为主要评判指标。
即以单位经济产出的二氧化碳量作为未来节能减排衡量评判的的标准,我国拟定到2020年前的减排指标采用的便是这一指标。该指标能够充分与区域经济挂钩,从而减小了减排工作对于区域经济带来的负面影响。无论是碳排放总量、人均碳排放量,还是地均碳排放量,这些指标容易受区域自身不可抗拒的条件所限,因而采取碳密度最具有现实意义。
(2)运用汽车燃油经济性标准,限制汽车碳排放。
美国最早在1975年的国会会议上通过以CAFE(全称“Corporate Average Fuel Economy”,即“平均燃油经济性”)数值,衡量某企业车辆燃油经济性水平的法案。这个方法沿用至今,计算方式是将一种车型的年产量乘以该车使用每加仑油的行驶里程,得到一个权值。再把该车型所属公司的所有车型权值相加,所得之和除以该公司的汽车年产量,即为该公司车型的燃油经济性。我国在汽车碳排放的限制方面依然处于探索阶段,仍然存在着标准模糊,执行不到位等缺点,也没有非常有利的相关政策来刺激小型车和新能源车消费。所以制定可行的、适应中国国情的汽车燃油经济性标准和相关法案,运用切实有力的政策刺激小排量汽车和新汽车能源的发展是限制汽车碳排放必要手段。
(3)改善能源结构,大力发展天然气及其他新型能源的开发利用。
作者通过调查发现,芜湖市从2005年西气东输之后开始使用天然气,但是其所属各县天然气的覆盖率还是维持在低水平,主要还是以煤为主,且燃煤中很大部分是有烟煤。因此,加快天然气管道建设,鼓励支持太阳能、沼气等新型能源的使用是减排工作的一项重要途径。
(4)发展碳汇项目,增加CO2吸收。
森林是陆地生态系统的主体,是全球重要的碳库。增加林业碳汇,减少CO2排放,是林业减缓气候变暖的重要手段。因此,一方面,芜湖市应加大力度促进森林、草地、人工绿地等碳汇项目建设,同时增加森林资源和草地资源总量、提高森林和草地质量,增强植被的固碳能力以减少CO2的排放;另一方面,进一步完善促进森林碳汇管理的森林可持续经营政策,提高现有林地质量,增强森林碳汇功能,有效减缓气候变化。此外,尝试建立“绿色碳基金”,吸引企业和个人参与造林绿化,获取碳信用,在提高国民环保意识、减排意识的同时,拓展森林草地建设的筹资渠道。
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稻田探宝“碳排放额度” 篇9
埃里克·雷(Kric Rey)走在中国宁夏的稻田里，向当地农民推销着转基因稻种。但是让他赖以盈利的不是稻谷，而是碳排放额度。这种改良后的稻谷能减少氮肥施用量，而氮肥是温室气体的一大来源，专业组织已经对于这种稻种每亩所减碳排放量进行了测算确定。因此每种一亩稻种，埃里克就能获得相应的碳排放额度认证，再通过转手以每吨15～20欧元的价格卖给发达国家相应组织或企业，获得收益。
2005年2月正式生效的《京都议定书》造就了一批像埃里克一样来到发展中国家淘金的人。协议规定，除美国之外的大部分发达国家必须在2012年将温室气体排放总量减少5％。具有减排义务的发达国家可向没有减排义务的发展中国家提供资金和技术，并购买因此产生的减排额度。这推动二氧化碳排放权成为炙手可热的商品在国际资本市场流通。据测算，发达国家其中需要在境外购买的排放量为25亿吨，因此形成了一个500亿欧元的巨大市场，其中中国出售的年减排额将达到全球的70％。
碳排放结构 篇10
强调经济健康可持续发展的 “十二五规划”, 以节能减排、低投入、高产出为目标, 对那些高能耗、重污染、低产值的企业有所限制。 淘汰落后产能, 进行环境治理, 提升经济健康持续发展作为河北省的改革方向。 河北省作为工业大省, 也是能源消耗大省。 面对“十一五规划”中节能减排目标的差距, 被迫采用减产、淘汰甚至停产的极端方式降低能耗, 达到预期节能目标。
实践证明, 产业结构调整是节能减排的手段。 不同的产业结构和产业发展模式对资源消耗和环境污染的影响差异很大。 因此, 在资源匮乏、能源紧缺、环境污染的多重压力和制约下, 探索河北省产业结构的节能减排效应并提出优化路径, 既是河北省应履行的社会责任, 也是实现经济社会可持续发展的需要。
二、河北省产业结构调整的能源消费效应研究
衡量河北省产业结构的调整状况, 主要是看三次产业产值在全省GDP中所占的比重。 自1978 年改革开放以来, 河北省的经济取得了长足发展, 随着经济的发展, 河北省的产业结构也逐渐发生着变化。 根据《河北省统计年鉴》历年数据, 1978—2012 年河北省第一产业产值占GDP的比重整体呈现逐步下降趋势, 从28.52%逐步下降到12%, 下降了16.52个百分点。 第二产业产值的比重先下降后上升最后趋于平稳。 先是从1978 年的50.46%缓慢下降至1990 年的43.23%, 此后, 一路上升至2011 年的53.54%, 总体呈缓慢上升趋势, 上升了3.09 个百分点, 2012 年为52.7%。 第三产业产值比重从1978—2000 年的22 年间, 增长迅速, 上升了12.77 个百分点;从2000—2012 年的11 年间, 呈稳定发展态势, 基本没有变化。 从整体来看, 河北省产业结构的变化基本上符合产业结构的变动规律。 由起初的“一二三”格局逐步演化为“二三一”格局, 整体上已进入工业化中期阶段。
随着经济的增长、产业结构的变迁, 河北省的能源消费量也在逐年增加。 2000 年河北省能源消费总量11195.70 万吨标准煤, 到2011 年河北省能源消费总量达到29498.29 万吨标准煤, 其中工业消费量为23275.37 万吨标准煤, 占78.9%, 能源消费总量增长了163%。 为了更好地说明河北省产业结构的变化与能源消费总量的关系, 运用灰色关联分析法对河北省2000—2012 年三次产业结构变化与能源消费总量的关联度进行计算。 (数据来源:河北统计年鉴)
根据关联分析法进行数据标准化, 根据公式
其中, ε为分辨系数, 取值在 (0, 1) 之间, 一般取值0.5;k=1, 2…n;i=1, 2…m, 计算关联度系数, 然后代入, i=1, 2, ……m, 得出关联度γ01=0.546, γ02=0.63, γ03=0.598, γ02>γ03>γ01, 可以看出, 第二产业与能源消费总量的关联度最大, 其次是第三产业, 最后是第一产业。
三、河北省产业结构调整的碳排放效应研究
按照IPCC第四次评估报告, 全球CO2浓度的增加主要是由于化石燃料 (如煤、石油和天然气) 的使用。 因此, 根据河北省能源消费实际情况和数据可获性, 本文所指的碳排放量主要是指燃烧一次能源中的化石能源 (原煤、原油和天然气) 所排放CO2数量。 通过综合比较, 考虑算法公认程度和变量数据来源, 碳排放量采用以下公式进行估算:
C=ΣE×Si×Fi
其中, C为碳排放总量, E为消费标准煤的总量, Si为第i类化石能源的消费比例, Fi为第i类化石能源的碳排放系数。
化石能源的消费数据和各类化石能源的消费比例来自于《河北统计年鉴 (2012) 》;碳排放系数目前各国采用的数值并不完全相同, 基于中国国情, 本文选取国家发展和改革委员会能源研究所的数据:煤炭 (coal) 折0.7476kg-c/kgce (每千克标煤的CO2排放量) , 石油 (oil) 折0.5825kg-c/kgce, 天然气 (gas) 折0.4435kg-c/kgce。
为了准确反映河北省产业结构调整和碳排放总量之间的关系, 同样运用灰色关联度法计算河北省三次产业与碳排放量的关联系数, 得到河北省一次、二次、三次产业与碳排放量之间的灰色关联度为: ρ01=0.53, ρ02=0.65, ρ03=0.54, ρ01、ρ02、ρ03分别表示表示一产、二产、三产与碳排放量的关联度。 可见, 河北省三次产业对碳排放强度的影响按其关联度大小依次为: 第二产业、第三产业和第一产业。
四、节能减排视角下河北省产业结构调整的思路与对策
通过河北省三次产业结构调整与能源消耗以及碳排放的关联分析, 发现河北省三次产业中第二产业产值占GDP比重最高, 第二产业与能源消耗的关系最密切, 与碳排放的关联性也最强。 因此, 节能减排视角下河北省产业结构的调整应着重对第二产业内部各行业进行仔细分析, 在加大第二产业发展的同时降低能源消耗和碳排放。随着第一产业占GDP的比重下降, 第一产业的能源消耗呈现下降的趋势, 但其碳排放并没有随着产值的增加而递减, 说明第一产业仍以粗放型、科技水平低的原始农业为主, 产业结构还未形成集约型、科技水平高的现代农业体系。 第三产业在GDP所占的比重逐渐上升, 能源消耗也在增加, 但其碳排放随着产值的增加呈现下降的趋势, 因此全面发展第三产业是当前我国产业结构调整的重点。
1.农业发展循环经济, 达到节能减排能效。 河北省是农业大省, 因此产业结构调整的方向就是逐渐降低农业这一第一大产业在产业结构中的比重。 以节能减排为目标的产业结构调整, 需要进一步考虑第一和第二、第三产业间的比重关系。
工业的发展应把农业作为原料的产业为重要发展前提, 从而建立生态园区, 农业—工业—社区间循环发展。 同时大力投资生态创新, 以生态创新技术投资带动循环经济技术或创新技术的发展, 提升工业节能减排技术水平, 从技术提升改变产业结构调整。
2.加快推进第二产业的节能减排工作。 河北省工业化进程的加速发展, 使得河北省第二产业的重要地位更加凸显;由于第二产业对能源消费和碳排放强度的影响程度最大, 因此在明确工业作为引导区域经济增长主导部门的同时, 要积极采取措施推进工业低耗、低碳、绿色发展, 使我省进入又好又快地协调经济增长和低碳排放的道路。 首先应该降低工业的能源消费系数, 通过改变能源消费结构、提高工业能源利用率, 降低工业单位生产总值的能源消费率;二是制定碳减排政策, 政策导向作用表现为工业内物质流循环和能源流循环, 同时在建的工业园区必须设置循环系统, 工业农业间设置循环模式, 实现节能减排, 可持续发展。
3.加大第三产业健康发展。 第三产业在一个地区的经济发展和结构调整中处在重要的指标地位, 由于比较重视第三产业, 使得其发展速度迅猛。 发达地区的第三产业比重、产值都占据了很高比例, 而河北省的第三产业无论在哪一个方面都相对落后于发达地区的数据。 因此, 大力发展第三产业, 加大第三产业在GDP中的比重, 优化第三产业内部结构, 提高第三产业发展水平, 总体提升河北省产业结构优化, 降低能耗服务。
河北省经济的可持续发展, 不仅需要强调经济发展的速度, 更需要注重经济发展的质量。 而经济发展质量的重要体现就是经济增长、能源消耗和碳排放之间有没有形成脱钩关系。 本文通过产业结构这一中间变量的引入, 发现产业结构的调整既可以实现经济增长的目标, 又可以达到能源消耗降低和碳排放减少的目的。 因此, 根据各产业的能源消耗系数和碳排放系数制定相应的产业发展规划对河北省来说极为重要。 推进能效农业, 细化工业分工, 加大第三产业是河北省产业结构调整的方向和目标。
摘要：产业结构是影响能源消耗、碳排放的重要因素。因此, 在资源匮乏、能源紧缺、环境污染的多重压力和制约下, 探索河北省产业结构与能源消费、碳排放的关系是实现河北省经济可持续发展的需要。本文在国内外关于产业结构、能源消费、碳排放关系研究综述的基础上, 运用灰色关联分析法对河北省产业结构与能源消费的关系、产业结构与碳排放的关系进行了测算, 得出第二产业与能源消耗的关系最密切, 与碳排放的关联性也最强, 其次是第三产业和第一产业。因此为实现河北省的节能减排, 产业结构政策应重点调整第二产业、全面发展第三产业, 实现农业低碳化经营。
关键词：产业结构,能源消费,碳排放
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