寧亞東 張永紅 丁 濤 蔡靖雍

（大連理工大學(xué)能源與動力學(xué)院，遼寧大連 116024）

改革開放以來，中國經(jīng)濟發(fā)展取得了顯著的績效，快速的經(jīng)濟增長不可避免帶來了能源消耗和碳排放的快速增加。中國CO2排放問題已經(jīng)成為世界關(guān)注的熱點。中國當前正處于經(jīng)濟快速增長的工業(yè)化階段，再加上城市化進程的提速和人民生活水平的提高，都將促使中國能源消費呈較快增長的勢頭，CO2排放總量也勢必出現(xiàn)增加態(tài)勢。因此，要有效地抑制CO2排放量的快速增長，研究CO2排放量的影響因素就顯得尤為重要。

CO2排放量是由一個國家的經(jīng)濟發(fā)展、技術(shù)水平、能源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、人口結(jié)構(gòu)等多方面因素共同作用決定的，但是這些影響因素對CO2排放量的作用不同。國內(nèi)外學(xué)者從不同角度利用不同方法對此進行了深入研究。有學(xué)者認為經(jīng)濟增長是推動CO2排放增長的主要因素［1－2］，也有人認為排放量與人口之間有較強的相關(guān)關(guān)系［3－4］。還有一些學(xué)者研究了城市化進程對CO2排放的影響，驗證了城市化率與CO2排放之間存在的庫茲涅茲效應(yīng)［5］。

由于影響CO2排放的因素有多種，因此，因素分解法逐漸在CO2排放研究領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。Kaya在IPCC（Intergovernmental Panelon Climate Change）研討會上提出了Kaya恒等式后，Kaya恒等式不斷被完善。Richard York等利用對數(shù)化的STIRPAT模型分析了CO2排放量和人口、富裕度、城市化之間的關(guān)系［6］。Fan Ying等利用STIRPAT模型分析了1975－2000年之間不同收入水平國家的CO2排放量與人口、富裕度、技術(shù)進步之間的關(guān)系［7］。徐國泉等和李志強等通過因素分解模型定量研究了能源結(jié)構(gòu)、能源效率、經(jīng)濟增長對 CO2排放的貢獻度［8－9］。魏一鳴等在我國碳排放特征的研究中發(fā)現(xiàn)，我國物質(zhì)生產(chǎn)部門終端能源利用的二氧化碳排放主要來源于第二產(chǎn)業(yè)［10］。Zha Donglan等對中國城鄉(xiāng)CO2排放驅(qū)動因素進行分解，研究表明能源強度和收入因素是影響城鎮(zhèn)和農(nóng)村CO2排放的最主要驅(qū)動因素，人口因素對城鎮(zhèn)CO2排放的貢獻度有增強的趨勢而其對農(nóng)村的貢獻度1998年以來開始減弱［11］。

然而，關(guān)于CO2排放量的推算及影響CO2排放的因素分解研究還存在以下問題。首先，多數(shù)文獻在推算CO2排放量時采用一次能源消費量進行推算，然而在實際生產(chǎn)過程中有些能源是作為原材料使用的，這部分能源并不產(chǎn)生CO2排放;其次，多數(shù)文獻在計算CO2排放量時，把電力和熱力部門的CO2排放量歸為第二產(chǎn)業(yè)，這樣使得其他產(chǎn)業(yè)及民生部門沒有把電力和熱力的間接CO2排放量考慮進去，影響到因素分解結(jié)果的準確性。最后，由于中國的能源消費主要用于產(chǎn)業(yè)部門和居民生活消費，然而多數(shù)文獻未將產(chǎn)業(yè)部門和居民消費分開。

為了探討和解決以上問題，基于Kaya恒等式基本原理，本文重新推算了產(chǎn)業(yè)部門和民生部門的CO2排放量，采用完全因素分解法分析了中國產(chǎn)業(yè)部門和民生部門的CO2排放特征，探討了影響中國產(chǎn)業(yè)部門和民生部門CO2排放的主要因素。

1 模型

1.1 產(chǎn)業(yè)部門

采用因素分解模型，將影響產(chǎn)業(yè)部門CO2排放量的因素歸結(jié)為以下四個因素，一是經(jīng)濟因素，即經(jīng)濟的規(guī)模效應(yīng)對CO2排放量的影響;二是結(jié)構(gòu)因素，即產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對CO2排放量的影響;三是效率因素，也稱技術(shù)因素，即能源消費強度變化對CO2排放量的影響;四是排放因素，即單位能源消費量的CO2排放量。模型如式（1）所示:

式中:C為產(chǎn)業(yè)部門的CO2排放量;G為國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP），Gi為各個產(chǎn)業(yè)的國內(nèi)生產(chǎn)總值，i=1，2，3，Ei為各個產(chǎn)業(yè)的能源消費量。這里，G為經(jīng)濟因素（用Ge表示），Gi/G為結(jié)構(gòu)因素（用Se表示），Ei/Gi為效率因素（用Ie表示），Ci/Ei為排放因素（用De表示）。

這樣，利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以將每年CO2排放量的變化量分解到以上四個因素上，如式（2）所示:

式中:Δ表示當期與基期的差值。由于存在剩余項Δr，會導(dǎo)致模型分析結(jié)果誤差較大。為了提高模型分析精度，根據(jù)“聯(lián)合產(chǎn)生，平等貢獻”理論，對剩余項進行分解，即采用完全因素分解模型，則當期與基期CO2排放量的變化可表示為（推導(dǎo)過程略）:

1.2 民生部門

民生部門是指居民生活消費部門。本文把城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民的生活行為分開研究，這樣更符合中國的實際情況，更有針對性地分析居民生活行為對能源消費及CO2排放的影響。采用因素分解模型，將影響民生部門CO2排放的因素歸結(jié)為人口因素（人口數(shù)量變化對能源消費量的影響，用Pe表示）、經(jīng)濟因素（人均收入變化對能源消費的影響，即富裕程度對能源消費的影響，用Ee表示）和效率因素（單位收入變化對能源消費量的影響，用Ue表示）和排放因素（單位能源消費對CO2排放量的影響，用Ce表示）。模型如下所示:

式中:C為民生部門的CO2排放量;E為民生部門能源消費總量;P為人口，G為居民收入（其中城鎮(zhèn)用可支配收入，農(nóng)村用純收入）。這里，P為人口因素，G/P為經(jīng)濟因素，E/G為效率因素，C/E為排放因素。

同樣，采用完全因素分解模型，將每年能源消費量的變化量分解到以上四個因素上，則當期與基期CO2排放量的變化可表示為（推導(dǎo)過程略）:

2 數(shù)據(jù)來源

國內(nèi)生產(chǎn)總值、人口數(shù)及人均收入等數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》［12］，并采用最新的數(shù)據(jù)修正值。國內(nèi)生產(chǎn)總值和人均收入均按2005年可比價格進行了換算。能源消費量數(shù)據(jù)來自《中國能源統(tǒng)計年鑒》［13］，并以最新數(shù)據(jù)的修正值為準。居民生活能源消費量是指商品能源消費量，不包括農(nóng)村消費的沼氣、秸稈、薪柴等非商品能源。CO2排放量的推算采用《中國能源統(tǒng)計年鑒》中能源平衡表的數(shù)據(jù)，燃料的CO2排放因子采用了《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》［14］的數(shù)據(jù)。電力和熱力的間接CO2排放計算采用《中國能源統(tǒng)計年鑒》的能源平衡表，根據(jù)電力和熱力生產(chǎn)的不同燃料投入，推算出每年單位電力和熱力的CO2排放量（見表1）。

表1 歷年電力和熱力的單位二氧化碳排放量

3 分析結(jié)果

3.1 CO2排放量的推算結(jié)果

1980－2010年我國產(chǎn)業(yè)部門和民生部門CO2排放量如圖1所示，具有以下特征:

（1）1980－2010年間，我國CO2排放總量具有明顯階段性。1980－1996年是碳排放量的快速增長階段，CO2排放總量由13.59億t迅速增長到32.26億t，增長1.37倍。1996－1999年是CO2排放的平穩(wěn)階段，CO2排放總量僅由32.26億t緩慢增長到32.93億 t。2000－2010年是 CO2排放急速增長階段，CO2排放總量在這11年內(nèi)凈增加42.90 億 t，年均增長 3.90 億 t，于 2010 年達到 75.83 億 t。

（2）部門間CO2排放具有明顯的差異性。產(chǎn)業(yè)部門中，第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的CO2排放量分別由1980 年的 1.12 億 t，8.44 億 t，1.09 億 t增長到 2010 年的1.57 億 t，55.44 億t和10.46 億t，年均增加量分別為0.01億 t，1.52 億 t和0.30 億 t。同時，第一產(chǎn)業(yè)占全國 CO2排放總量的比例由 8.20%下降到 2.07%，第三產(chǎn)業(yè)由8.05%增長到13.80%，第二產(chǎn)業(yè)CO2排放占絕大部分比重，在59.59% －73.34%之間并逐漸穩(wěn)定在73%左右。民生部門中，城鎮(zhèn)和農(nóng)村的CO2排放量分別由1980年的1.67 億 t和1.28 億 t增長到 2010年的 4.93 億 t和 3.42億t，增長速度明顯低于產(chǎn)業(yè)部門。同時，城鎮(zhèn)占全國CO2排放總量的比例由12.29%下降到6.50%，農(nóng)村所占比例由9.39%下降到4.52%。總體上看，產(chǎn)業(yè)部門與民生部門的CO2排放量的差距進一步拉大，差距由1980年的7.70億 t擴大為2010年的59.13 億 t，產(chǎn)業(yè)部門 CO2排放量占全國CO2排放量的比重由1980年的78.31%進一步增加到88.99%，2010年產(chǎn)業(yè)部門CO2排放量是民生部門CO2排放量的8.08倍。產(chǎn)業(yè)部門特別是第二產(chǎn)業(yè)的CO2排放量急劇增長是造成此結(jié)果的主要原因，這也從一定程度上說明快速工業(yè)化過程推動了CO2排放量的增長。

3.2 產(chǎn)業(yè)部門

1980－2010年中國產(chǎn)業(yè)部門CO2排放量數(shù)據(jù)完全因素分解結(jié)果見圖2。各影響因素分析結(jié)果中，正值表示CO2排放量增加，負值表示CO2排放量減少。此外，模型的計算值與理論值（各年CO2排放量的差值）的誤差都很小，均在0.01%以內(nèi)，說明模型效果比較理想。

由圖2可知，產(chǎn)業(yè)部門CO2排放量的增加主要來自經(jīng)濟因素，即經(jīng)濟的規(guī)模效應(yīng)是CO2排放量增加的主要原因。效率因素則起到了緩解CO2排放量增長的作用，除2003和2004年之外，效率因素均為負值。結(jié)構(gòu)因素多為正值，說明近年來我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化促進了CO2排放量的增長，沒有實現(xiàn)減排的效果。產(chǎn)業(yè)部門CO2排放量變化的因素累計效果圖如圖3所示，其中，1981－2010年間，經(jīng)濟因素導(dǎo)致CO2排放量累計增加86.72億t，結(jié)構(gòu)因素導(dǎo)致CO2排放量累計增加9.17億t，而效率因素累計CO2減排量40.03億t，排放因素的效果不顯著，說明近年來我國的能源結(jié)構(gòu)變化不是很明顯。

國內(nèi)生產(chǎn)總值變化及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對CO2排放量變化的分解結(jié)果如表2所示，表中a/e，b/f，c/g，d/h分別代表國內(nèi)生產(chǎn)總值及第一、二、三產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比重每變化1個百分點CO2排放量發(fā)生相應(yīng)變化的數(shù)值，如2010年國內(nèi)生產(chǎn)總值每增加1個百分點，CO2排放量則增加6 165.88萬 t，第一、二、三產(chǎn)業(yè)對應(yīng)的數(shù)值分別為1 676.20，10 924.58，2 404.40 萬 t，其中第二產(chǎn)業(yè)的數(shù)值遠遠高于第一、第三產(chǎn)業(yè)，分別是第一、三產(chǎn)業(yè)的6.52倍和4.54倍。由表2還可以看出，在結(jié)構(gòu)因素中，CO2排放量的增加主要來自第二產(chǎn)業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)比重的持續(xù)擴大是我國CO2排放量增加最直接的原因，這也表明如果中國不改變過分依賴投資的經(jīng)濟增長方式和以第二產(chǎn)業(yè)（工業(yè)）為主的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的話，CO2排放量的快速增加趨勢還將持續(xù)下去。

同理，還分析了能源消費強度變化對CO2排放量的影響效果。同樣可以看出，第二產(chǎn)業(yè)的數(shù)值也遠遠高于第一、三產(chǎn)業(yè)。2010年第一、二、三產(chǎn)業(yè)對應(yīng)的數(shù)值分別為154.58，5 529.79，1 016.66 萬 t，其中第二產(chǎn)業(yè)分別是第一、三產(chǎn)業(yè)的35.77倍和5.44倍。說明降低第二產(chǎn)業(yè)的比重和能源消費強度，CO2減排效果遠遠高于降低第一、三產(chǎn)業(yè)。在效率因素中，多數(shù)年份的結(jié)果為負值，說明效率因素緩解了CO2排放量的快速增長，起到了CO2減排的效果。另外，結(jié)構(gòu)因素每變化1個百分點的效果要高于效率因素每變化一個百分點的效果。但從以上分析結(jié)果可以看出，1981－2010年期間，中國的減排效果主要是通過效率因素實現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)調(diào)整非但沒有實現(xiàn)減排，反而增加了CO2排放量，主要原因是中國第二產(chǎn)業(yè)比重的擴大。這也說明了結(jié)構(gòu)調(diào)整雖然減排效果明顯，但并不易實現(xiàn)。中國“十五”以來把結(jié)構(gòu)調(diào)整作為減排的重點工作來抓，但結(jié)構(gòu)調(diào)整尤其是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是一個復(fù)雜的社會系統(tǒng)工程，受資源、社會發(fā)展環(huán)境、投資取向等多種因素的影響，取得的效果并不理想。

表2 因素分解結(jié)果——經(jīng)濟因素及結(jié)構(gòu)因素（1981－2010） 萬t

同樣，分析了單位能源消費量的CO2排放量對CO2排放量的影響效果。也可以看出，第二產(chǎn)業(yè)的數(shù)值也遠遠高于第一、三產(chǎn)業(yè)。如2010年第一、二、三產(chǎn)業(yè)對應(yīng)的數(shù)值分別為 153.62，5 335.18，1 001.91 萬 t。因此，改變第二產(chǎn)業(yè)的能源結(jié)構(gòu)能顯著地實現(xiàn)減排，然而，我國的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，這種局面在短期內(nèi)難以改變。

3.3 城鎮(zhèn)居民生活消費

對中國城鎮(zhèn)居民生活CO2排放量進行完全因素分解，結(jié)果見圖4。1981－2010年期間，人口因素、效率因素、經(jīng)濟因素、排放因素引起累計CO2排放變化量分別為3.13，－5.01，5.58，－0.45 億 t?？梢?，中國城鎮(zhèn)居民生活 CO2排放量的減少主要體現(xiàn)在效率因素上，而人口因素和經(jīng)濟因素都推動了CO2排放量的增加，排放因素具有一定的減排效果，說明我國城鎮(zhèn)居民能源結(jié)構(gòu)變化實現(xiàn)了減排效果。隨著人民生活水平的提高，居民的生活質(zhì)量和消費水平正處在一個快速變化期，特別是城鎮(zhèn)居民的消費結(jié)構(gòu)正在形成逐步升級的變化態(tài)勢，由溫飽型向舒適型轉(zhuǎn)變，住房面積的擴大、汽車擁有量的提高、家用電器的普及等，都將推動城鎮(zhèn)居民生活CO2排放量的進一步擴大。

3.4 農(nóng)村居民生活消費

同樣，對中國農(nóng)村居民生活CO2排放量進行完全因素分解，結(jié)果如圖5所示。1981－2010年期間農(nóng)村居民生活CO2排放量的減少主要體現(xiàn)在效率因素上，人口因素自2000之后對CO2減排有逐年擴大的趨勢，這主要是我國城市化進程加快，農(nóng)村人口的大幅度減少所造成的。經(jīng)濟因素則是農(nóng)村居民生活CO2排放量增加的主要因素，并且有逐步擴大的趨勢。隨著農(nóng)村生活水平的提高，人均收入不斷增加，住宅面積和居住條件不斷得到改善，非商品能源（秸稈、薪柴和沼氣等）的消費量將會大幅減少，取而代之的煤炭、LPG等商品能源的消費量將不斷增加;還有各種家用電器的普及率也不斷提高，電力的消費量也在不斷擴大。今后中國農(nóng)村居民生活用CO2排放量還將進一步擴大。

圖4 影響中國城鎮(zhèn)居民生活CO2排放量變化的因素分解結(jié)果（1981－2010）

圖5 影響中國農(nóng)村居民生活CO2排放量變化的因素分解結(jié)果（1981－2010）

4 結(jié)論

（1）從產(chǎn)業(yè)部門CO2排放變化的影響效果可以看出，產(chǎn)業(yè)部門中的經(jīng)濟因素對CO2排放量變化的貢獻顯著，即經(jīng)濟的規(guī)模效應(yīng)是影響中國產(chǎn)業(yè)部門CO2排放量增長的最主要因素。

（2）降低第二產(chǎn)業(yè)的比重和能源消費強度，減排效果遠遠高于降低第一、三產(chǎn)業(yè)，并且從效率因素和結(jié)構(gòu)因素對CO2排放量的影響效果上看，結(jié)構(gòu)因素的減排效果要高于效率因素，但在1981－2010年期間，中國的減排效果主要是通過效率因素實現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)因素非但沒有實現(xiàn)減排，反而增加了CO2排放量，主要原因是中國第二產(chǎn)業(yè)比重的擴大造成的。

（3）從民生部門CO2排放變化的影響效果看，民生部門的CO2排放量正處在快速增長階段，不論城鎮(zhèn)還是農(nóng)村，經(jīng)濟因素是民生部門CO2排放量增加的主要因素。今后隨著生活水平的提高、人均收入的增加、住宅條件的改善、家用電器的普及等因素都將推動中國民生部門CO2排放量的快速增長。因此，引導(dǎo)消費者選擇可持續(xù)的生活方式和理念非常重要。

（4）從模型分析的結(jié)果可以看出，要想控制中國CO2排放量的快速增長，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式是重要途徑，結(jié)構(gòu)因素和效率因素也都具有較好的減排效果，而且結(jié)構(gòu)因素的減排效果要高于效率因素的減排效果，結(jié)構(gòu)調(diào)整將成為中國未來減排的關(guān)鍵。

（編輯:劉照勝）

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