李炎麗，梁 浩，梁保松

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與管理科學(xué)學(xué)院，河南鄭州450002)

氣候變暖已嚴(yán)重威脅到人類的生存與發(fā)展，生態(tài)環(huán)境的惡化也給人類社會的發(fā)展敲響了警鐘.在全球氣候變暖的背景下，以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟(jì)日益受到各國的關(guān)注.發(fā)展低碳技術(shù)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的低碳發(fā)展道路將成為人類應(yīng)對氣候變化的最根本、最現(xiàn)實的選擇.中國作為一個發(fā)展中的、負(fù)責(zé)任的大國，也對碳減排做出了積極的承諾.哥本哈根會議上，中國政府承諾到2020年中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量比2005年下降40% ～50%.碳排放及其影響因素的分解研究一直是碳排放領(lǐng)域研究的熱點，研究理論日漸完善，研究方法日趨成熟，研究內(nèi)容也更加廣泛.在宏觀層面上，徐國泉等［1］采用對數(shù)平均權(quán)重Divisia分解法分析了能源結(jié)構(gòu)、能源效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素的變化對中國人均碳排放的影響;王中英等［2］采用相關(guān)分析方法探討了中國國內(nèi)生產(chǎn)總值的增長與碳排放量的關(guān)系;胡初枝等［3］基于EKC模型，采用平均分配余量的方法探究了經(jīng)濟(jì)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和碳排放強度對碳排放的貢獻(xiàn).在區(qū)域?qū)用嫔?，趙欣等［4］采用LMDI分解法分析了江蘇省經(jīng)濟(jì)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步與能耗結(jié)構(gòu)4個因素對其碳排放增量的影響;帥通等［5］采用IPCC提出的碳排放計算方法探討了上海市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)對其碳排放量的影響.本研究以IPCC［6］(Intergovernmental Panel on Climate Change)碳排放計算指南和灰色關(guān)聯(lián)度分析方法為基礎(chǔ)，利用河南省1995—2009年的數(shù)據(jù)，分析了河南省的碳排放現(xiàn)狀，探究了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能源效率、能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)特征4個因素對河南省碳排放的影響與關(guān)聯(lián)度，并提出了相關(guān)減排建議.

1 河南省碳排放現(xiàn)狀與碳排放測算

1.1 河南省碳排放現(xiàn)狀

河南是名副其實的碳排放大省，2010年《河南統(tǒng)計年鑒》［7］數(shù)據(jù)顯示，2009年，全省 SO2排放量135.50 萬 t，煙塵排放量59.70 萬 t，工業(yè)粉塵排放量24.91萬t，工業(yè)固體廢物生產(chǎn)量10 786萬t，廢水排放總量333 980萬t，化學(xué)需氧量(COD)排放量626 228 t，氨氮排放量75 241 t.全省能耗總量近1.98億t標(biāo)準(zhǔn)煤，其中煤炭消費比重達(dá)到88.2%.

1.2 河南省碳排放測算

碳排放包括人工排放和自然排放.本研究僅對煤、石油、天然氣能源消費產(chǎn)生的碳排放進(jìn)行測算.根據(jù)IPCC碳排放計算指南，按文獻(xiàn)［8］的研究成果，能源消費碳排放量計算公式為

式中:A為碳排放量，以萬t碳衡量;Bi為能源i的消費量，按萬t標(biāo)準(zhǔn)煤計算;Ci為能源i碳排放系數(shù);i為能源種類.數(shù)據(jù)來自2010年《河南統(tǒng)計年鑒》和1995—2010年《中國能源統(tǒng)計年鑒》中的河南能源平衡表，并以各類能源對標(biāo)準(zhǔn)煤的參考系數(shù)進(jìn)行處理(表1).根據(jù)文獻(xiàn)［9，10］，收集有關(guān)能源消耗的碳排放系數(shù)(表2)，最終取其平均值作為各能源消耗碳排放系數(shù).

表1 各種能源折標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)Table 1 Reference coefficient of converting different energy into standard coal

表2 各類能源的碳排放系數(shù)Table 2 Carbon emission coefficient of different energy

根據(jù)公式(1)，利用河南省1995—2009年的能源消費數(shù)據(jù)，得河南省的碳排放量、碳排放強度(單位GDP碳排放量)和人均碳排放量(表3)，以及3個產(chǎn)業(yè)的碳排放量和碳排放強度 (表4).其中，第1產(chǎn)業(yè)的能源消費主要包括農(nóng)、林、牧、漁、水利;第2產(chǎn)業(yè)的能源消費主要包括工業(yè)和建筑業(yè);第3產(chǎn)業(yè)的能源消費主要包括交通運輸、倉儲、郵政業(yè)、批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)，生活消費和其他.3個產(chǎn)業(yè)的碳排放量依據(jù)其能源消費量進(jìn)行測算.能源消費量是指《中國能源統(tǒng)計年鑒》中的終端能源消費量.

1.3 結(jié)果與分析

由表3看出，河南省的碳排放量由1995年的4 551.41 萬 t增長到 2009 年的 13 815.96 萬 t，年平均增長8.41%.碳排放增加是由于能源消費增多所致，將碳排放量與能源消費量對比發(fā)現(xiàn)，碳排放量與能源消費量增長趨勢相同(圖1).尤其是2003以來，能源消費碳排放量顯著增長，能源消費

量增幅顯著，2003年河南省能源消費量(以標(biāo)準(zhǔn)煤計)為10 595萬t，2009年增長到19 751萬t.碳排放強度反映其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時對減緩氣候變化的貢獻(xiàn).河南省1995—2009年的碳排放強度持續(xù)下降，1995 年碳排放強度為 1.523 t·萬元－1，2009年下降到0.709 t·萬元－1.與碳排放強度表現(xiàn)特征相反，人均碳排放量以7.71%的年增長率持續(xù)增長，1995年河南省人均碳排放量為0.50 t·人－1，2009 年增至 1.39 t·人－1.總體來看，河南省碳排放量增幅較大，人均碳排放量與碳排放強度需要進(jìn)一步降低.

表3 河南省1995—2009年碳排放量、碳排放強度和人均碳排放量Table 3 Carbon emissions，carbon emission intensity and per capita carbon emissions of Henan Province in 1995—2009

由表4看出，河南省1995—2009年3個產(chǎn)業(yè)終端能源利用的碳變化中，與1995年相比，2009年河南省第1產(chǎn)業(yè)碳排放增長42.91%，第2產(chǎn)業(yè)碳排放增長 211.15%，第 3產(chǎn)業(yè)碳排放增長35.44%，第2產(chǎn)業(yè)增長最快.2003年以來，第2產(chǎn)業(yè)碳排放量迅速增加，而且第2產(chǎn)業(yè)的碳排放量遠(yuǎn)大于第1產(chǎn)業(yè)和第3產(chǎn)業(yè).河南省能源消耗以煤炭為主，同時煤炭的碳排放系數(shù)較大，河南省終端能源利用的碳排放主要在第2產(chǎn)業(yè)，2009年河南省第2產(chǎn)業(yè)碳排放量為4 582.33萬t，占3大產(chǎn)業(yè)碳排放總量的79.88%.

從碳排放強度來看，河南省3個產(chǎn)業(yè)的碳排放強度都呈下降趨勢，這與技術(shù)進(jìn)步、能源效率的提高有很大的關(guān)系.與1995年相比，2009年河南省第1產(chǎn)業(yè)碳排放強度下降60.62%，第2產(chǎn)業(yè)碳排放強度下降60.58%，第3產(chǎn)業(yè)碳排放強度下降80.27%，第3產(chǎn)業(yè)的下降幅度最大.從整體來看，第2產(chǎn)業(yè)的碳排放強度明顯高于第1產(chǎn)業(yè)和第3產(chǎn)業(yè)，2009年第2產(chǎn)業(yè)的碳排放強度為0.42 t·萬元－1，第1產(chǎn)業(yè)和第3產(chǎn)業(yè)的碳排放強度分別僅為0.05 t·萬元－1和 0.18 t·萬元－1.由此說明，河南省終端能源碳排放強度的降低主要在第2產(chǎn)業(yè).

2 河南省碳排放影響因素的灰色關(guān)聯(lián)度分析

2.1 灰色關(guān)聯(lián)度分析步驟

灰色關(guān)聯(lián)分析是分析灰色系統(tǒng)中各因素間關(guān)聯(lián)程度的一種量化方法［11］，碳排放受社會、經(jīng)濟(jì)、自然、生態(tài)、技術(shù)等多方面的影響，是一個隨機(jī)變化的灰色量，非常適合灰色關(guān)聯(lián)分析，其步驟如下:

(1)選擇參考序列和比較序列

式(2)為參考序列;式(3)為比較序列;k為觀測值數(shù)，k=1，2，…，n;i為比較序列個數(shù)，i=1，2，…，m.

(2)指標(biāo)值規(guī)范化處理規(guī)范后的數(shù)列x'0(k)作為參考序列，x'i(k)作為比較序列.

(3)計算關(guān)聯(lián)系數(shù)

式中:ξi(k)為關(guān)聯(lián)系數(shù)(i=1，2，…，m;k=1，2，…，n);ζ為分辨系數(shù)，ξ∈(0，1)，一般取 ζ=0.5.

(4)計算關(guān)聯(lián)度

按照計算出的關(guān)聯(lián)度大小排列關(guān)聯(lián)序，關(guān)聯(lián)度越大，說明比較序列對參考序列的影響越大.

2.2 數(shù)據(jù)描述及關(guān)聯(lián)度分析

2.2.1 數(shù)據(jù)描述 以已測算的河南省1995—2009年碳排放總量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，選取河南省1995—2009年的人口、經(jīng)濟(jì)、能源數(shù)據(jù)，用人均GDP度量經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，用單位GDP能耗表示能源效率，用第2產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占總產(chǎn)值的比重表示產(chǎn)業(yè)特征［12］，用煤炭消費在一次能源消費中的比例表示能源結(jié)構(gòu)，分析河南省碳排放受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能源效率、能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)特征4個因素的影響程度.

以河南省1995—2009年碳排放量為參考序列，河南省1995—2009年人均 GDP、單位GDP能耗、能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)特征作為比較序列，按照公式(6)計算，河南省碳排放與人均GDP的關(guān)聯(lián)度為0.603 9，與單位 GDP 能耗的關(guān)聯(lián)度為 0.895 9，與能源結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)度為0.833 5，與產(chǎn)業(yè)特征的關(guān)聯(lián)度為 0.905 9.

2.2.2 碳排放關(guān)聯(lián)分析 碳排放與產(chǎn)業(yè)特征的關(guān)聯(lián)度(0.905 9)最大，這說明產(chǎn)業(yè)特征對河南省碳排放影響最大.河南省作為一個傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大省和新興工業(yè)大省，其低效農(nóng)業(yè)和低效工業(yè)都對河南省碳排放的增量有重大貢獻(xiàn).河南省1995—2009年第2產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的比重持續(xù)增長，始終保持在50%左右，尤其自2005年以來，河南省第2產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的比重增至50%以上，2009年河南省第2產(chǎn)業(yè)的比重已達(dá)到56.52%，而第3產(chǎn)業(yè)的比重始終在30%左右.2009年河南省第3產(chǎn)業(yè)的比重僅為29.26%，說明河南省未來調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)任重道遠(yuǎn).

碳排放與能源效率的關(guān)聯(lián)度(0.895 9)也很大，這說明河南省能源利用效率不高.從能源強度來看，產(chǎn)業(yè)不同能源強度也不同，耗能低的產(chǎn)業(yè)能源強度低.在同行業(yè)中，技術(shù)水平低的能源強度高.河南省1995—2009年單位GDP能耗逐年降低，2009降到1.01 t· 萬元－1，但從整體來看，河南省能源利用效率的降低力度不夠，有待進(jìn)一步提高，尤其要著重從第2產(chǎn)業(yè)的能耗利用強度入手，降低重工業(yè)的比重.同時，在固定資產(chǎn)投資方面，需要進(jìn)一步降低化工產(chǎn)業(yè)、設(shè)備制造業(yè)、金屬冶煉業(yè)等高碳排放行業(yè)的投資份額.

碳排放與能源結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)度(0.833 5)也很大，這說明河南省的能源結(jié)構(gòu)亟待調(diào)整和優(yōu)化.在一定程度上，一個國家或地區(qū)的碳排放量高低主要取決于其能源結(jié)構(gòu)，能源結(jié)構(gòu)合理，高排放的能源所占比例低，則碳排放量就小.河南省是一個典型的能源生產(chǎn)大省和能源消費大省，且能源結(jié)構(gòu)中以高碳能源為主，煤炭仍舊占主導(dǎo)地位，1995—2009年煤炭消費比重均在86.5%以上.河南省應(yīng)大力發(fā)展新能源，特別是太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能等清潔能源，加強引進(jìn)和吸收先進(jìn)的節(jié)能技術(shù).

碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的關(guān)聯(lián)度(0.603 9)較大，這說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也是影響碳排放增長的一個重要因素.人均GDP的高低反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展刺激能源消費，導(dǎo)致碳排放逐年增加.一般來說，根據(jù)庫茲涅茨曲線，環(huán)境壓力與經(jīng)濟(jì)增長之間呈倒“U”型曲線關(guān)系(EKC曲線).在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，環(huán)境會伴隨著經(jīng)濟(jì)的增長而不斷惡化，經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段，環(huán)境惡化會得到遏止，并隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展而好轉(zhuǎn).按照河南省目前的經(jīng)濟(jì)增長情況，河南省碳排放量將隨經(jīng)濟(jì)增長而增加，其中尤以工業(yè)增長碳排放最為顯著.

3 結(jié)論與對策

3.1 結(jié)論

1)河南省1995—2009年能源利用碳排放總量持續(xù)增長，并與能源消費量增長趨勢相同，2009年碳排放總量達(dá)到13 815.96萬t.同時，碳排放強度持續(xù)下降，2009年碳排放強度降到 0.71 t·萬元－1.

2)河南省終端能源利用碳排放量的增長與碳排放強度的降低均主要在第2產(chǎn)業(yè).河南省第2產(chǎn)業(yè)的比重較大，形成“2﹥3﹥1”順序的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，表明河南省減排壓力仍然很大.

3)采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，定量分析了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能源效率、能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)特征4個因素對碳排放的影響程度.研究顯示，4個因素對河南省碳排放的影響程度依次是產(chǎn)業(yè)特征、能源效率、能源結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平.

3.2 對策與建議

1)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu).一方面，減少產(chǎn)業(yè)部門對能源的依賴程度，限制和淘汰高碳產(chǎn)業(yè)，發(fā)展新興產(chǎn)業(yè).尤其在工業(yè)領(lǐng)域，通過結(jié)構(gòu)性調(diào)整減少能源消耗，加大科技創(chuàng)新的力度，大力發(fā)展能耗低的機(jī)械、電子、汽車等現(xiàn)代裝備制造業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè).同時，加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)控力度，使低碳排放產(chǎn)業(yè)如服務(wù)類產(chǎn)業(yè)在在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮更大的作用.此外，適當(dāng)運用政策引導(dǎo)，鼓勵并扶持綠色產(chǎn)業(yè)開發(fā)，制定高碳產(chǎn)業(yè)等稅收政策，發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，繼續(xù)增加第3產(chǎn)業(yè)的比重.

2)提高能源利用效率.減少單位GDP能耗是減少碳排放量的重要選擇.一方面，大力發(fā)展高新節(jié)能技術(shù)，吸收國內(nèi)外先進(jìn)的能源利用和碳減排技術(shù)，建立技術(shù)研發(fā)平臺，提高能源利用效率的技術(shù)創(chuàng)新步伐，加速現(xiàn)有技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，尤其是在高耗能的產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品上面，應(yīng)增加科研投入，創(chuàng)造低能耗的技術(shù)和產(chǎn)品.同時，深入開展清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)以及碳捕捉和碳封存技術(shù)能力建設(shè).此外，還應(yīng)積極建立促進(jìn)能源高效利用的引導(dǎo)和激勵機(jī)制，制定節(jié)能的相關(guān)制度、政策，不斷完善節(jié)能減排的評價、管理體制.

3)調(diào)整能源結(jié)構(gòu).改善能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)，碳排放將得到極大的緩解.一方面，改變以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)，降低煤類能源所占比重，增加石油、天然氣、水電、核電所占比重，尤其是熱、電能源的比重，將對碳減排起很大貢獻(xiàn).同時，大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能、水電、生物質(zhì)能等清潔能源，提高可再生資源的比例.在增加能源總量的同時，更注重能源的品質(zhì)，這不僅有助于減少碳排放量，而且有助于能源的長期供應(yīng)和能源安全.

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