环境经济
中国能源消费的碳排放因素分解分析时间： 2017-03-01信息来源：王永哲 马立平 徐宪红 作者：hjr_admin 责编：
内容提要：本文建立我国主要能源消费人均碳排放因素分解模型，综合分析产业能源结构、产业能源强度、产业结构、经济发展和人口城市化等因素对我国主要能源消费碳排放的影响，并量化各影响因素的贡献率，讨论了各影响因素的变动对碳排放增长所具有的效应。实证分析结果显示，经济发展对主要能源消费人均碳排放变化的贡献程度最高，人口城市化、产业结构和产业能源结构居次，产业能源强度最低。最后，本文提出了节能减排相关的政策建议。关键词：主要能源消费 碳排放 因素分解 GFI Johan恒等式
本文系北京高层次人才引进与培养资助项目（CIT&TCD20130331）；国家社科基金资助项目（13BTJ022）；河南省政府决策课题（编号：2015B040）。
2015年11月3日，十八届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》中指出，推进能源革命，加快能源技术创新，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系；提高非化石能源比重，加快发展风能、太阳能、生物质能、水能、地热能，安全高效发展核电。2015年11月19日，国家发展和改革委员会发布的《中国应对气候变化的政策与行动2015年度报告》中指出，截至2014年，我国单位GDP二氧化碳排放同比下降了6.2%，与2010年相比累计下降15.8%。为尽快实现节能减排目标，走低碳经济发展之路，需要系统分析各因素对能源消费碳排放的不同影响。本文针对我国实际情况，在对Johan恒等式扩展的基础上，采用广义费雪指数法（GFI）对我国主要能源消费人均碳排放变化进行因素分解，定量分析产业能源结构、产业能源强度、产业结构、经济发展和人口城市化等因素对我国主要能源消费碳排放的影响，最后给出主要结论和相应政策建议。
一、我国能源消费及其碳排放趋势分析
在社会经济高速发展和人民生活水平不断提高的过程中，我国的能源消费碳排放量呈持续上升态势。本文中能源消费碳排放是指由于能源消费所引起的碳排放，采用折成标准煤的各能源消费量乘以其相应的碳排放系数来估算各年主要能源消费碳排放量，时间区间取1994—2013年，主要能源种类取煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然气8类能源，采用赵敏、张卫国等（2009）根据IPCC 碳排放计算指南得出的碳排放系数，各类主要能源消费量数据来源于历年《中国能源统计年鉴》，计算各年人均碳排放的总人口数量数据来源于《2014中国统计年鉴》。
我国能源消费总量在1994—2014年间呈持续上升态势，从12.27亿吨标准煤增长到42.6亿吨标准煤，增长了2.47倍，其年均增长率为6.56%。其中，1996—1999年能源消费总量有所降低，其增长率均为负；2002—2006年以及2012—2013年中国能源消费量增长较快，增长率每年均在10%以上，最高年份2004年达到16%以上，见图1。据统计，1994—2013年期间，我国煤炭消费量从12.85亿吨增长到42.44亿吨，增长了2.3倍；焦炭消费量从0.91亿吨增至4.59亿吨，增加了4.04倍；原油和汽油消费量均增长2.47倍；煤油和柴油消费量分别增加3.78倍和3.51倍；而天然气消费量增幅最为明显，增加8.83倍；只有燃料油变化不大，其消费量仅增0.1倍。因此，该期间我国能源消费总量以及除燃料油外其他主要种类能源消费量的大幅度增加必然相应带来其碳排放的增长。1994—2013年各年主要能源消费碳排放结果见图2。
由图2可知，1994—2013年我国主要能源消费碳排放总量和人均碳排放量变化总体趋于一致，且均基本呈持续增长趋势。截至2013年，我国主要能源消费碳排放总量达34.59亿吨，人均碳排放量达到2.54吨，分别是1994年的3.5倍和3.08倍，其年均增长率分别为6.99%和6.29%。其中，2002年以前碳排放总量和人均碳排放量增长较为缓慢，年均增长率分别仅为2.66%和1.78%；2002—2012年呈现较快增长，其年均增长率分别达到8.96%和8.39%；2012—2013年碳排放总量和人均碳排放量年均增长率更是分别高达21.97%和21.37%。
二、我国能源消费碳排放因素的实证分析
（一）模型构建
广义费雪指数（GFI）分解方法是将传统的两因素费雪指数分解法扩展到多因素的分解分析。本文综合考虑能源结构、能源强度、产业结构、经济发展、人口结构、人口规模等因素对碳排放的影响。对Johan等（2002）提出的碳排放量恒等式加以扩展，分析我国主要能源消费人均碳排放的主要影响因素。扩展的Johan恒等式为：
式中，C表示碳排放量；Cij表示产业j中第i种能源产生的碳排放；Eij表示产业j中第i种能源消费量；Ej表示产业j的能源消费量；Yj表示产业j的GDP；Y表示国内生产总值；P表示人口；UP和RP分别表示城镇人口数量和农村人口数量。
本文定义，Fij=Cij/Eij表示碳排放系数，即不同种类单位能源消费的碳排放量；ESij=Eij/Ej表示产业能源结构，即产业j的能源消费总量中第i种能源消费所占比重；INj=Ej/Yj表示产业能源强度，即产业j中单位GDP的能源消费量；ISj=Yj/Y表示产业结构，即产业j的产值在GDP总量中所占的比重；R=Y/P为人均GDP，表示经济发展水平；U=UP/P为城镇人口占总人口的比重，表示人口城市化水平，并且以人口城市化水平反映人口结构。因此，人均碳排放量的公式可以写为：
由式（2）可以看出，影响人均碳排放量变化的因素可以分解为碳排放系数因素、产业能源结构因素、产业能源强度因素、产业结构因素、经济发展因素和人口城市化因素。其中，碳排放系数Fij是固定的，能源种类取煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然气8类主要生化能源。产业结构按三次产业结构划分为第一、二、三产业。以AVT表示T时期的人均碳排放，AV0表示基期的人均碳排放，根据GFI模型分解，人均碳排放量的变化可以表示为：
（二）实证分析
经计算得到各影响因素相关数据，对我国人均碳排放进行GFI因素分解，并量化各影响因素的贡献率，结果见表1和表2。
计算结果表明，产业能源结构因素、产业结构因素、经济发展因素和人口城市化因素为拉动因素，而产业能源强度因素为抑制因素。相对来说，经济发展的贡献程度最高，为20.6984（占21.35%）；人口城市化、产业结构和产业能源结构次之，分别为19.6451（占20.26%）、19.1517（占19.75%）和19.1063（占19.71%）；产业能源强度最低，为18.3593（占18.93%）。
1. 产业能源结构因素。产业能源结构对人均碳排放表现为19.71%平均贡献率的正效应。在不考虑产业区别的情况下，该时期的主要能源消费碳排放中，煤炭消费的碳排放所占比重占据主导地位， 平均比重达到66.84%，原油次之，再次是焦炭，而其他种类能源消费碳排放比重较小，其总和不到10%。
从碳排放能源结构的产业分解来看，在占据碳排放绝对主导地位的第二产业中，煤炭消费碳排放所占比重为69.04%，原油为15.07%，焦炭为11.18%，其他种类能源消费碳排放所占比重总和不到5%。其中，煤炭年排放量占比的平均增长率为0.04%，焦炭年平均增长率高达1.94%，其他能源碳排放所占比重从总体来看变化不大，因此第二产业的能源消费结构变化对碳排放增长应该具有拉动效应。由于第一、三产业在碳排放产业结构中比重较小，其能源消费结构变化对碳排放变化的效应并不明显。因此，总体的能源消费结构变化和产业能源消费结构变化对碳排放增长表现出拉动效应。
2. 产业能源强度因素。产业能源强度对人均碳排放表现为18.93%平均贡献率的负效应。在该时期，我国所有产业平均能源强度从2.55万吨标准煤/亿元（以1994年不变价格计算）降至1.50万吨标准煤/亿元，年均下降2.63%。第二产业能源强度下降最为明显，年均下降3.60%；第一产业和第三产业能源强度年均下降率分别为1.30%和1.18%。
3. 产业结构因素。产业结构对人均碳排放表现为19.75%平均贡献率的正效应。从产业结构来看，1994—2013年，第二产业产值始终占据主导地位，其占GDP比重从1994年的46.7%上升至2013 年的55.7%。同期第二产业所占碳排放比重从84.14%升至89.12%，始终占据绝对主导地位。第二产业对碳排放增长的正效应超过了具有低能耗特征的第一、三产业对碳排放增长的负效应，因此，产业结构的变化对碳排放增长表现为明显的正效应。
4. 经济发展因素。在1994—2013年整个期间，经济发展对主要能源消费人均碳排放变化的贡献率始终维持在20.6%—22.3%之间，人均GDP（以1994年不变价格计算）年均增长率为8.94%，2013年比1994年增长了4.08倍。发展中国家的工业化进程一般是以能源消费作为一项主要基本投入，而能源消费的直接产物之一就是碳排放，因此该阶段我国经济的快速增长对人均碳排放量的增加起到了一定拉动作用。
5. 人口城市化因素。人口城市化对人均碳排放变化的平均贡献率为20.26%，2014年我国城镇人口占总人口比重为54.77%，是1994年的1.92倍。城镇人口比重的增加必然会相应带来能源消费和碳排放的增加。我国在该阶段城市化进程的逐步推进在一定程度上拉动了碳排放的增长。
三、结论与政策建议
本文通过建立我国主要能源消费人均碳排放因素分解模型，利用GFI因素分解模型定量分析了产业能源结构、产业能源强度、产业结构、经济发展和人口城市化五因素对人均碳排放变化的影响。研究发现，产业能源结构因素、产业结构因素、经济发展因素和人口城市化因素为拉动因素，而产业能源强度因素为抑制因素。相对来说，经济发展对人均碳排放变化的贡献程度最高，人口城市化、产业结构和产业能源结构居次，产业能源强度最低。本文提出以下政策建议：
1. 优化产业能源结构，促进可再生能源的开发利用。在严格控制能源消费总量增长的同时，进一步推进煤炭等高碳排放系数能源的清洁高效利用，努力提高具有低碳排放系数的天然气在主要能源消费中的比重。另外，有计划地促进包括核电、水电、风电、太阳能、地热能及生物质能等可再生能源的开发利用，努力保持可再生能源的持续增长。
2. 加大节能技术投资力度，提高能源使用效率。在加强节能管理和强化节能评估考核机制的基础上，加快重点节能工程建设并不断完善能效标识和标准，加大对先进节能技术的投资力度，鼓励高能耗企业采用更为先进的生产工艺与技术，督促高能耗企业更新落后的技术设备，加强对各行业企业能源使用与消耗的监督管理，大力发展循环经济。
3. 促进行业资源整合，推动产业结构优化升级。一方面应该在第二产业内的各行业领域进行资源整合，促进产品升级换代，减少高能耗的资源密集型产品的生产与出口；另一方面，加大力度培育和支持战略性新兴产业发展，同时大力发展具有高附加值和低能耗特征的第三产业，不断提高其在国民经济总量中的比重。
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（作者单位：首都经济贸易大学统计学院）