趙濤等

摘要

引入對數(shù)平均迪式分解模型及其歸因分析（LMDIAttribution）方法，從細(xì)分行業(yè)角度對2000-2012年天津市工業(yè)部門的碳排放強度變化進行研究，首先對碳排放強度作產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強度和排放因子三因素LMDI乘法分解，其后，基于三個分解因素在2000-2006年和2006-2012年兩個時間段對碳排放強度下降的影響效應(yīng)，對其作歸因分析，量化36個細(xì)分行業(yè)對分解因素影響效應(yīng)的貢獻。得到以下主要結(jié)論：天津市工業(yè)部門的碳排放強度從2000-2012年累計下降了66.87%，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源強度是其下降的主導(dǎo)因素，累計影響值分別為-44.53%和-47.39%，排放因子對其下降起抑制作用，累計影響值為15.39%；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放強度的影響主要依賴于高耗能行業(yè)產(chǎn)值占比的變化，化工行業(yè)和黑色金屬行業(yè)產(chǎn)值的占比越高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的減排效應(yīng)越差， 因此在調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)大力發(fā)展服務(wù)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，嚴(yán)格控制高耗能行業(yè)發(fā)展；黑色金屬行業(yè)和非金屬礦物制品業(yè)是能源強度效應(yīng)變化的主導(dǎo)行業(yè)，由于技術(shù)進步和能源效率的提高，黑色金屬行業(yè)的負(fù)值貢獻在2006-2012年相對前七年增大了2.56倍，非金屬礦物制品業(yè)從最大的正值貢獻行業(yè)轉(zhuǎn)為第二大負(fù)值貢獻行業(yè)，使得2006-2012年能源強度對碳排放強度的拉低影響相對前七年增大了近1倍；排放因子對碳排放強度下降的抑制作用在2006年之后呈現(xiàn)減弱的趨勢，主要是因為“十一五”期間化工行業(yè)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化與能源再利用體系的建立，有效抑制了排放因子對碳排放強度的拉升作用。綜上可見，黑色金屬行業(yè)、化工行業(yè)和非金屬礦物制品業(yè)是天津市碳排放強度分解因素變化的主要貢獻行業(yè)，以這些高耗能行業(yè)為主要研究對象， 根據(jù)行業(yè)特點及其所處的發(fā)展階段，嚴(yán)格控制其粗放型發(fā)展、鼓勵新技術(shù)研發(fā)、循環(huán)利用資源及優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)等措施，針對性的制定節(jié)能減排辦法，才能在保持經(jīng)濟快速發(fā)展的同時做到碳排放強度的降低。

關(guān)鍵詞工業(yè)；碳排放強度；LMDIAttribution；天津

中圖分類號X24文獻標(biāo)識碼A文章編號1002-2104（2015）07-0040-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.07.006

氣候變化異常已經(jīng)引起全球廣泛關(guān)注，依據(jù)IPCC4報告，二氧化碳增排是影響氣候變化的關(guān)鍵因素。中國作為當(dāng)前二氧化碳排放第一大國，如何切實可行的促進節(jié)能減排，降低碳排放量已經(jīng)成為當(dāng)前熱點問題。

學(xué)術(shù)領(lǐng)域?qū)ξ覈亩趸寂欧胚M行了大量研究，其中一個主要研究熱點是碳排放因素分解。徐國泉等[1]采用LMDI（Log Mean Divisia Index，對數(shù)平均迪氏指數(shù)分解方法）方法，定量分析了1995-2004 年間能源結(jié)構(gòu)、能源效率及經(jīng)濟發(fā)展等因素變化對中國人均碳排放影響，提出經(jīng)濟發(fā)展是拉動碳排放的關(guān)鍵因素。張友國[2]基于投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)分解方法分析了1987-2007年經(jīng)濟發(fā)展方式變化對中國碳排放強度的影響，得到生產(chǎn)部門能源強度降低是導(dǎo)致碳排放強度下降的最主要因素。郭朝先[3]通過構(gòu)建碳排放恒等式，運用LMDI方法對中國1995-2007年的碳排放從產(chǎn)業(yè)層面和地區(qū)層面進行了分解，提出經(jīng)濟總量是影響碳排放增長的最主要因素，而能源效率因素是影響碳排放的主要抑制因素。陳詩一[4]應(yīng)用LMDI方法對改革開放以來中國工業(yè)行業(yè)碳排放強度變化進行分解，得到能源強度降低是碳排放強度波動性下降的決定因素。Ren et al[5]將中國劃分為九大地區(qū)，運用兩階段LDMI方法對能源工業(yè)碳排放的影響因素進行分析，表明經(jīng)濟產(chǎn)出是拉升碳排放的主要因素，而能源強度變化是降低碳排放的重要途徑。

天津市的綜合經(jīng)濟競爭力在我國34個省級區(qū)域排名第七[6]，工業(yè)仍是其經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。謝華生等[7]結(jié)合天津的區(qū)位、產(chǎn)業(yè)等優(yōu)勢，對天津市經(jīng)濟社會發(fā)展、能源消費、碳排放發(fā)展進行了分析，認(rèn)為走低碳發(fā)展道路是天津市未來經(jīng)濟發(fā)展的必然選擇。郭彩霞等[8]采用LMDI方法對天津市工業(yè)能源消費碳排放量作四因素分解分析，結(jié)果表明經(jīng)濟規(guī)模是碳排放增長的主導(dǎo)因素，能源利用效率提高是工業(yè)節(jié)能減排的主要貢獻因素。Shao C et al[9]采用LMDI方法和聚類分析對天津市工業(yè)部門碳排放特征進行分析，表明高排放和低效率行業(yè)在經(jīng)濟發(fā)展中起重要作用，提高能源利用效率是節(jié)能減排的主要措施。Kang J D et al[10]對天津市溫室氣體排放作分解分析，結(jié)果表明經(jīng)濟增長是產(chǎn)業(yè)部門排放增加的主要原因，而能源效率的提高是排放降低的主導(dǎo)因素。

綜上可見：當(dāng)前針對碳排放（碳排放強度）變化的分解研究主要集中于地區(qū)或部門層面，通過各種分解方法尋求各影響因素對總量變化的貢獻值，從不同的角度得到結(jié)論：經(jīng)濟總量是拉升碳排放總量的最主要因素，能源強度或能源利用效率是碳減排的主要貢獻因素。但是，當(dāng)前研究均止步于因素分解，在分解因素的層面解釋總量變化的原因，并未進一步追溯到驅(qū)動分解因素變化的終端細(xì)分行業(yè)，研究結(jié)果沒有具體量化指向，政策指導(dǎo)可操作性有限。

本文引入Choi & Ang[11]提出的LMDIAttribution分析方法并將其拓展至碳排放領(lǐng)域，以2000-2012年天津市工業(yè)部門二氧化碳排放強度（以下簡稱碳排放強度）為研究對象，對其總的碳排放強度進行LMDI乘法分解，再進一步應(yīng)用歸因分析量化36個細(xì)分行業(yè)對分解因素影響效應(yīng)變化的貢獻，從分解因素的角度給出各行業(yè)對碳排放強度變化的間接影響，為評價政策的實施成效提供更為細(xì)致的依據(jù)，也為將來相關(guān)政策的制定提供參考。

1研究方法

IDA（指數(shù)分解分析）方法的思想在于量化藏在總量變化背后的推動因素，經(jīng)Sun[12]修正過的Laspeyres分解方法和Ang[13]提出的LMDI方法是當(dāng)前主要的兩種分解方法。LMDI方法由于其完全分解和一致性等優(yōu)點，被認(rèn)為是目前最理想的分解方法[5，16-18]?；贚MDI乘法分解，Choi & Ang[11]對其提出進一步的拓展分析——歸因分析，將分解因素影響效應(yīng)的變化值加法分解至構(gòu)成總量的所有終端行業(yè)。本文將這兩種方法的結(jié)合稱為LMDIAttribution，并將其拓展至碳排放領(lǐng)域，對碳排放強度作三因素LMDI乘法分解，分析各因素對總量變化的貢獻值，并計算構(gòu)成總量的各行業(yè)對分解指數(shù)影響效應(yīng)變化比例的貢獻。

2.2天津市工業(yè)部門碳排放強度因素分解及拓展分析

基于以上對天津市2000-2012年13年間產(chǎn)業(yè)部門碳排放量的初步分析，工業(yè)部門對這一時間段內(nèi)天津市五大產(chǎn)業(yè)部門碳排放變化趨勢起絕對主導(dǎo)作用，所以選取工業(yè)部門作為研究對象，進一步分解工業(yè)碳排放強度變化的影響因素，以及細(xì)分行業(yè)對這些因素影響效應(yīng)變化的貢獻，最終將碳排放強度變化的推動力量從因素分解的角度追溯到36個細(xì)分行業(yè)。

2.2.1碳排放強度因素分解

使用LMDI乘法分解模型，將天津市2000-2012年間工業(yè)部門36個細(xì)分行業(yè)碳排放強度分解為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強度、排放因子三個影響因素，以2000年為基年，給出工業(yè)部門碳排放強度及其分解因素影響效應(yīng)變化的時間序列結(jié)果，如圖2所示。碳排放強度從2001年開始逐年

下降，至2012年，累計下降66.87%，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源強度是導(dǎo)致其下降的主要因素，全時期累計影響效應(yīng)分別為-44.53%和-47.39%，排放因子對其下降起輕微抑制作用，全時期累計影響效應(yīng)為15.39%。2000-2001年能源強度與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)共同發(fā)揮拉升作用，使得碳排放強度出現(xiàn)短暫上升，2001-2002年能源強度因素拉升作用趨于緩和，排放因子因素拉升作用逐漸增大，但受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素拉低作用的影響，二氧化碳排放強度開始回落，至2006年，碳排放強度受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源強度兩因素拉低作用影響，克服排放因子影響效應(yīng)逐步走高的趨勢，相對2011年累計下降55.72%。2006-2009年由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)停止下降，碳排放強度降勢也隨即變緩，直至2009年開始產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)再次進入下降趨勢，與能源強度共同作用使碳排放強度再次大幅下降。2.2.2分解因素歸因分析

基于以上2000-2012年天津市工業(yè)部門碳排放強度LMDI乘法分解結(jié)果，根據(jù)公式（10）對分解因素影響效應(yīng)變化比例作歸因分析，分析結(jié)果以2000年和2006年為基年，給出2000-2006年、2006-2012年兩個時間段工業(yè)細(xì)分行業(yè)對分解因素影響效應(yīng)變化比例的累計貢獻值（見表1）。（1）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素歸因分析。

上節(jié)對天津市工業(yè)行業(yè)碳排放強度的分解結(jié)果顯示，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放強度變化的影響在2000-2006年占主導(dǎo)地位，由于2006-2009年出現(xiàn)影響效應(yīng)減弱的情形，導(dǎo)致其后期的表現(xiàn)比較一

般。由表1可以看出：2000-2006年，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放強度下降的累計影響值為-35.36%，對這一值的負(fù)值貢獻排名前5的行業(yè)有化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、紡織業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)、石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)和非金屬礦物制品業(yè)，這五個行業(yè)貢獻值總和為-28.27%。這5個行業(yè)中有3個行業(yè)被列為高耗能行業(yè)，多屬能源密集型行業(yè)，壟斷性高，CO2排放量大，對整個工業(yè)部門碳排放強度趨勢的走向有舉足輕重的作用。

2006-2012年，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放強度下降的累計影響值為-14.19%，對這一值的負(fù)值貢獻排名前5的行業(yè)有黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)，其貢獻值總和為-14.12%。

相比2000-2006年，2006-2012年有27個行業(yè)對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響效應(yīng)的貢獻值呈現(xiàn)出負(fù)值貢獻能力降低或負(fù)值貢獻轉(zhuǎn)為正值貢獻情況，僅有9個行業(yè)的負(fù)值貢獻能力進一步加強，其中化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)是負(fù)值貢獻能力大幅縮減的典型代表，累計負(fù)值貢獻從-17.35%縮小至-2.39%，而黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)情況正相反，前后兩個時間段中，累計貢獻值從正值1.19%轉(zhuǎn)為負(fù)值-4.73%，成為后期影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)拉低效應(yīng)的主力。這主要是受2008年經(jīng)濟危機爆發(fā)影響，2009年中國政府出臺一系列應(yīng)對措施，大量資金涌入基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域，使得化工、鋼鐵等重工業(yè)生產(chǎn)總值大幅上升，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)發(fā)生較大變化所致。隨著經(jīng)濟情況好轉(zhuǎn)，2010年后中央財政政策相對前兩年逐步收緊，使得鋼鐵行業(yè)在2009年產(chǎn)能激增后迅速回落并持續(xù)下降，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響效應(yīng)的貢獻也由正轉(zhuǎn)負(fù)?？梢钥闯?，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放強度影響值的變化主要依托于天津市支柱產(chǎn)業(yè)中高耗能行業(yè)的產(chǎn)值變化。

（2）能源強度因素歸因分析。

結(jié)合圖2可以看出，能源強度在2002年后對碳排放強度發(fā)揮拉低作用，并在2009年開始對碳排放強度下降的拉低效應(yīng)趕超產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，成為主導(dǎo)因素。由表1可以看出，2000-2006年能源強度對碳排放強度下降的累計影響值為-18.61%，其負(fù)值貢獻者主要包括交通運輸設(shè)備、通信及電子設(shè)備、通用設(shè)備等設(shè)備制造業(yè)、黑色及有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)，這些行業(yè)的貢獻值總和為-14.70%。 2006-2012年能源強度對碳排放強度下降的累計影響值增大為-3537%，主要受到黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、通用設(shè)備和通信電子設(shè)備制造業(yè)、飲料制造業(yè)的影響，這些行業(yè)貢獻值總和為-25.01%。

2006-2012年相對2000-2006年，有15個行業(yè)對碳排放強度影響效應(yīng)的貢獻值呈現(xiàn)負(fù)值貢獻縮小或轉(zhuǎn)為正值的趨勢，有21個行業(yè)呈現(xiàn)正值貢獻向負(fù)值轉(zhuǎn)變或負(fù)值貢獻能力加強的趨勢。金屬制品、各種設(shè)備制造業(yè)是負(fù)值貢獻縮小的主要行業(yè)，而黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)以及非金屬礦物制品業(yè)是負(fù)值貢獻加強或正值貢獻轉(zhuǎn)正的典型代表行業(yè)，前者負(fù)值貢獻值在后半時間段相比前半時間段增長了2.56倍，后者更是從前期的主要正值貢獻行業(yè)逆轉(zhuǎn)為后期的第二大負(fù)值貢獻行業(yè)。 “十一五”期間，天津市通過制定百余項能源監(jiān)測、企業(yè)能耗等地方標(biāo)準(zhǔn)，基本形成了覆蓋主要用能設(shè)備和重點耗能行業(yè)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系，著重提升高耗能行業(yè)能源利用效率，在這兩大高耗能行業(yè)中產(chǎn)生了最為顯著的正面效果。

（3）排放因子因素歸因分析。

從2000-2006年到2006-2012年，排放因子對碳排放強度下降的累計影響值從正值16.4%轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)值-2.46%，影響效應(yīng)在后期發(fā)生逆轉(zhuǎn)，從抑制變?yōu)槔瓌印＿@主要由于化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)在后半段時間的累計貢獻值大幅下降并由正值貢獻轉(zhuǎn)為負(fù)值貢獻所致，這樣的結(jié)果部分受益于“十一五”期間，政府鼓勵化工企業(yè)實施余熱余壓利用、能量系統(tǒng)優(yōu)化項目建設(shè)所取得的成果。

3結(jié)論與建議

本文基于LMDIAttribution方法——迪氏指數(shù)乘法分解模型及其歸因分析，將天津市2000-2012年工業(yè)細(xì)分行業(yè)能源消費碳排放強度分解為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強度和排放因子三個因素，并對各影響因素作進一步歸因分析，得到如下結(jié)論：

（1）2000-2012年天津市工業(yè)部門碳排放強度主要呈現(xiàn)下降趨勢，全時期累計下降66.87%。其中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在2001-2009年時碳排放強度下降的主導(dǎo)因素，2009年后能源強度趕超產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，成為碳排放強度下降的主要影響因素，排放因子對碳排放強度的下降主要起抑制作用，影響值較為輕微。

（2）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放強度影響值的變化主要依托于天津市支柱產(chǎn)業(yè)中高耗能行業(yè)的產(chǎn)值變化。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響效應(yīng)在2006-2012年相對2000-2006年期間增長較小，主要是受2008年經(jīng)濟危機和政府以投資拉動內(nèi)需的政策影響，化工、鋼鐵等與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)緊密相關(guān)的高耗能行業(yè)產(chǎn)值大幅上升，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的負(fù)值貢獻能力相應(yīng)大幅減弱所致，而隨著經(jīng)濟情況好轉(zhuǎn)，2010年財政政策相對收緊，使得鋼鐵行業(yè)在2009年產(chǎn)能激增后迅速回落并持續(xù)下降，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響效應(yīng)的貢獻值也由正轉(zhuǎn)負(fù)?？梢钥闯?，對于高耗能行業(yè)，產(chǎn)值在工業(yè)部門中占比的增加相應(yīng)會通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)導(dǎo)致碳排放強度的上升，因此未來調(diào)結(jié)構(gòu)相關(guān)的減排措施可以將重點放在繼續(xù)加快發(fā)展能源消耗少的服務(wù)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，嚴(yán)格控制高耗能產(chǎn)業(yè)的粗放型發(fā)展。

（3）能源強度在2006-2012年對碳排放強度的累計影響效應(yīng)相對前七年增大了近1倍，對這一變化貢獻最大的行業(yè)是黑色金屬行業(yè)和非金屬礦物制品業(yè)，前者在2006-2012年的累計貢獻值相對前七年增大了2.56倍，成為后期能源強度影響效應(yīng)的最大負(fù)值貢獻行業(yè)；而后者對能源強度效應(yīng)的貢獻值更是發(fā)生逆轉(zhuǎn)，從最大的正值貢獻行業(yè)轉(zhuǎn)為第二大負(fù)值貢獻行業(yè)。表明天津市針對重點用能設(shè)備和高耗能行業(yè)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)取得了豐碩的成果，相關(guān)政策可以依據(jù)重點耗能行業(yè)生產(chǎn)特點，引入更具針對性的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，將節(jié)能指標(biāo)完成情況納入經(jīng)濟社會發(fā)展綜合評價和年度考核體系，通過提高高耗能行業(yè)的能源效率，使得天津市減排成效再上一個臺階。

（4）化工行業(yè)作為排放因子影響效應(yīng)變化的主導(dǎo)行業(yè)，在“十一五”期間能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與能源再利用體系的建立，使其對排放因子的貢獻值從正值轉(zhuǎn)為負(fù)值，抑制排放因子對碳排放強度的拉升作用。未來政策制定可以借鑒化工行業(yè)所取得的成果，依托行業(yè)生產(chǎn)特點，制定相應(yīng)的能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化辦法，通過用能結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及新能源的引入，降低碳排放強度。

鋼鐵行業(yè)、化工行業(yè)和非金屬礦物制品業(yè)是天津市碳排放強度分解因素的主要貢獻行業(yè)，以這些高耗能行業(yè)為重點關(guān)注對象，根據(jù)行業(yè)特點及其所處的發(fā)展階段，結(jié)合本文研究結(jié)果，可以通過控制高耗能產(chǎn)業(yè)的粗放型發(fā)展、提高非能源型行業(yè)比重、鼓勵科技研發(fā)、循環(huán)利用資源、優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)及引入新能源等措施，針對性的制定節(jié)能減排政策，同時大力發(fā)展服務(wù)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，提升低能耗產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中的比重，才能在保持經(jīng)濟快速發(fā)展的同時做到碳排放強度的降低。

（編輯：王愛萍）

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