馬曉明 郇洵 谷碩 計(jì)軍平

摘要：建筑是中國(guó)碳排放的重要部門(mén)之一。文章利用LMDI方法，對(duì)1996年-2014年中國(guó)建筑運(yùn)行相關(guān)的碳排放進(jìn)行因素分解。結(jié)果表明，公共建筑和城鎮(zhèn)住宅是建筑碳排放增長(zhǎng)的主要來(lái)源。第三產(chǎn)業(yè)增加值、居民人均收入是建筑排放的主要增長(zhǎng)因素，單位面積能耗、單位收入住宅面積是建筑排放的主要減緩因素。

關(guān)鍵詞：建筑運(yùn)行能耗；公共建筑；城鎮(zhèn)住宅建筑；農(nóng)村住宅建筑

對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)法（LMDI， Logarithmic Mean Divisia Index）是研究能源消費(fèi)和碳排放變化影響因素的常用方法。Donglan等對(duì)1991年～2004年中國(guó)城鄉(xiāng)住宅碳排放進(jìn)行LMDI研究，發(fā)現(xiàn)收入效應(yīng)和能源密度效應(yīng)分別是最大增排和減排因素。Nie和Kemp針對(duì)2002年～2010年北京居住能源消費(fèi)量進(jìn)行因素分解，發(fā)現(xiàn)能源消費(fèi)增長(zhǎng)是能源消費(fèi)增加的主要因素，而單位人均面積增加是第二大驅(qū)動(dòng)因素。Lin和Liu對(duì)1995年～2012年中國(guó)各省市的商業(yè)和居住建筑的碳排放進(jìn)行LMDI分解，結(jié)果顯示生活標(biāo)準(zhǔn)的提高是主要碳排放驅(qū)動(dòng)因素。上述文獻(xiàn)僅針對(duì)我國(guó)部分建筑類(lèi)型或部分地區(qū)的建筑能耗或碳排放開(kāi)展研究，并未從全國(guó)整體及所有主要建筑類(lèi)型角度全面地分析我國(guó)建筑碳排放增長(zhǎng)的主要影響因素。

為解決上述問(wèn)題，本文基于宏觀(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)估算了1996年～2014年中國(guó)公共建筑、城鎮(zhèn)住宅建筑及農(nóng)村住宅建筑的運(yùn)行能耗及碳排放。利用LMDI方法，對(duì)1996年～2014年各類(lèi)建筑碳排放進(jìn)行因素分解，識(shí)別影響碳排放變化的主要因素。

一、 方法與數(shù)據(jù)

1. LMDI分解法。參考清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心對(duì)建筑的劃分方法，本文將建筑分為公共建筑和住宅建筑兩大類(lèi)?？紤]到我國(guó)城鄉(xiāng)住宅的巨大差異，將住宅建筑進(jìn)一步細(xì)分為城鎮(zhèn)住宅和農(nóng)村住宅，見(jiàn)公式（1）。各類(lèi)建筑排放包含的影響因素見(jiàn)公式（2）至公式（4）。

其中，C為建筑碳排放總量，C公、C城及C農(nóng)分別為公共建筑、城鎮(zhèn)住宅建筑及農(nóng)村住宅建筑碳排放量；、E公i、E城i及E農(nóng)i為各類(lèi)建筑對(duì)第i類(lèi)能源的消耗量，C公i、C城i及C農(nóng)i是與上述能耗相對(duì)應(yīng)的碳排放量，E公、E城及E農(nóng)為各類(lèi)建筑的總能耗，S公、S城及S農(nóng)為各類(lèi)建筑總面積，G公為第三產(chǎn)業(yè)增加值，G城為城鎮(zhèn)居民可支配收入總額（簡(jiǎn)稱(chēng)“城鎮(zhèn)居民總收入”），G農(nóng)為農(nóng)村居民純收入總額（簡(jiǎn)稱(chēng)“農(nóng)村居民總收入”），P城和P農(nóng)分別為城鎮(zhèn)總?cè)丝诤娃r(nóng)村總?cè)丝?；Ui表示第i類(lèi)能源的碳排放因子，D公i、D城i及D農(nóng)i表示第i類(lèi)能源占各類(lèi)建筑總能耗的比重，I公、I城及I農(nóng)表示各類(lèi)建筑單位面積能耗，A公、A城及A農(nóng)表示單位增加值或單位收入的建筑面積，Q城和Q農(nóng)分別表示城鎮(zhèn)居民人均可支配收入（簡(jiǎn)稱(chēng)“城鎮(zhèn)人均收入”）以及農(nóng)村居民人均純收入（簡(jiǎn)稱(chēng)“農(nóng)村人均收入”）。

此處以公共建筑碳排放的分解為例說(shuō)明LMDI分解方法，其他兩類(lèi)建筑碳排放的分解方法與此類(lèi)似?；诠剑?），報(bào)告期內(nèi)公共建筑碳排放的變化可以分解為各因素碳排放變化之和，見(jiàn)公式（5），各因素碳排放的變化通過(guò)公式（6）至公式（10）計(jì)算。

其中，上標(biāo)t代表報(bào)告期末年，0代表報(bào)告期初始年；？駐C公為公共建筑在報(bào)告期內(nèi)的碳排放變化量；？駐CU公為能源碳排放因子效應(yīng)，由于化石能源排放因子保持不變，因此該效應(yīng)主要?dú)w因于電力排放因子變化，即由發(fā)電效率和發(fā)電結(jié)構(gòu)引起的排放變化；？駐CD公為能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)，即由各類(lèi)能源占公共建筑總能耗百分比的變化引起的排放變化；？駐CI公為能源密度效應(yīng)，即由單位面積能耗變所引起的排放變化，衡量的是能源消費(fèi)密度對(duì)碳排放的影響，是節(jié)能效率和能源利用效率共同決定的綜合指標(biāo)；？駐CA公為面積效應(yīng)，即單位增加值對(duì)應(yīng)的建筑面積變化所引起的排放變化，衡量的是產(chǎn)出效率對(duì)碳排放的影響；？駐CG公為產(chǎn)出效應(yīng)，由于公共建筑主要用于第三產(chǎn)業(yè)，所以該式衡量的是第三產(chǎn)業(yè)增加值變化對(duì)排放的影響。此外，對(duì)于城鎮(zhèn)住宅建筑和農(nóng)村住宅建筑碳排放的變化，還受到人均收入效應(yīng)（？駐CQ城和？駐CQ農(nóng)）以及人口效應(yīng)（？駐CP城和？駐CP農(nóng)）的影響。前者表示人均收入變化引起的排放變化，后者表示人口數(shù)量的變化引起的排放變化。

2. 數(shù)據(jù)來(lái)源。對(duì)于建筑能耗及碳排放數(shù)據(jù)，雖然我國(guó)建筑主管部門(mén)于2010年發(fā)布了《民用建筑能耗和節(jié)能信息統(tǒng)計(jì)報(bào)表制度》，但是詳細(xì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)難以從公開(kāi)渠道獲取。為此，本文參考《2010中國(guó)低碳發(fā)展報(bào)告》以及《中國(guó)建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2007》的方法，利用最新修訂的《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)，估算了公共建筑、城鎮(zhèn)住宅建筑以及農(nóng)村住宅建筑的能耗。涉及的能源類(lèi)型為煤、焦炭、焦?fàn)t煤氣、其他煤氣、煤油、液化石油氣、天然氣、電力、柴油以及汽油。采用IPCC 參考法估算與能源消費(fèi)相對(duì)應(yīng)的碳排放。由于數(shù)據(jù)可獲取性問(wèn)題，僅估算了1996年～2014年的能耗及碳排放數(shù)據(jù)。

第三產(chǎn)業(yè)增加值、居民人均收入及人口數(shù)據(jù)取自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2015》，采用增加值指數(shù)以及收入指數(shù)將相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)一至2005年可比價(jià)。公共建筑、城鎮(zhèn)住宅建筑以及農(nóng)村住宅建筑的面積參考《中國(guó)建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告，2007》估算。

二、 結(jié)果與討論

1. 建筑碳排放增長(zhǎng)趨勢(shì)分析。1996年～2014年，中國(guó)建筑碳排放總量增長(zhǎng)了14.322億tCO2，年均增速達(dá)到6.78%。其中，2002年～2007年的年均增速高達(dá)11.10%。從各類(lèi)建筑的排放增量看，公共建筑和城鎮(zhèn)住宅分別占1996年～2014年總增量的45.03%和36.64%，是碳排放增長(zhǎng)的主要建筑類(lèi)型。從各類(lèi)能源的排放增量看，煤炭和電力排放分別占總增量的37.08%和51.88%，是碳排放增長(zhǎng)的主要能源類(lèi)型。煤炭排放的增長(zhǎng)主要與北方城鎮(zhèn)公共和住宅建筑集中采暖有關(guān)，而電力排放的增長(zhǎng)主要與人民生活水平提高、人均用電需求增長(zhǎng)有關(guān)，主要用電活動(dòng)包括照明、空調(diào)、家電及炊事等。

2. 公共建筑碳排放增長(zhǎng)因素分析。公共建筑碳排放在1996年～2014年增長(zhǎng)了6.449億tCO2，占建筑碳排放總增量的45.03%。公共建筑碳排放總體上呈加速上升趨勢(shì)，年均排放增速由1996年～2000年的2.32%增至2010年～2014年的10.04%。

第三產(chǎn)業(yè)增加值是各階段公共建筑碳排放的主要增長(zhǎng)因素。在1996年～2000年、2000年～2005年、2005年～2010年及2010年～2014年四個(gè)階段，產(chǎn)出效應(yīng)占排放變化合計(jì)的比重分別達(dá)到393.84%、107.13%、140.60%及84.16%。其中，2010年～2014年的產(chǎn)出效應(yīng)比前一階段減少了0.426億tCO2，主要原因是這一階段的第三產(chǎn)業(yè)增加值年均增速有所下降，由2005年～2010年的11.93%降至2010年～2014年的8.39%。

單位面積能耗是各階段公共建筑碳排放的重要減緩因素，其能源密度效應(yīng)占各階段排放變化合計(jì)的比重分別為-105.43%、-16.25%、-14.96%及-20.91%。這主要得益于能效提高和節(jié)能技術(shù)應(yīng)用引起的單位面積能耗持續(xù)下降，從1996年的35.2 kgce/m2降至2014年的25.7 kgce/m2，累計(jì)下降了26.99%。

單位增加值面積因素在不同階段對(duì)碳排放的影響存在差異。在1996年～2000年、2005年～2010年，該因素是公共建筑碳排放的首要減緩因素，其面積效應(yīng)占排放變化合計(jì)的比重分別為-191.46%和-19.28%。在2000年～2005年、2010年～2014年，該因素則是僅次于第三產(chǎn)業(yè)增加值的碳排放增長(zhǎng)因素，面積效應(yīng)占排放變化合計(jì)的比重達(dá)到12.43%及40.20%。面積效應(yīng)的上述變化主要與公共建筑面積增速、第三產(chǎn)業(yè)增加值增速的相對(duì)變化有關(guān)。例如，2005年～2010年公共建筑面積年均增長(zhǎng)10.21%，而第三產(chǎn)業(yè)增加值年均增長(zhǎng)11.93%，因此單位增加值面積從2005年的7.4 m2/萬(wàn)元降至2010年的6.8 m2/萬(wàn)元，由此減少的碳排放為0.379億tCO2。然而，2010年～2014年面積和增加值的增速情況則與2005年～2010年相反，導(dǎo)致單位增加值面積由6.8 m2/萬(wàn)元增至8.0 m2/萬(wàn)元，由此增加了1.117億tCO2。

電力碳排放因子和能源結(jié)構(gòu)總體上屬于公共建筑碳排放的減緩因素，但影響較小。由于我國(guó)電力部門(mén)不斷提高火電發(fā)電效率，同時(shí)增加水電、核電和風(fēng)電等低排放發(fā)電方式的比重，因此電力碳排放因子從1996年的0.976 kgCO2/kWh下降至2014年的0.710 kCO2/kWh，累計(jì)下降了27.25%。此外，公共建筑的能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，煤炭占總能耗的比重由1996年的51.68%下降至2014年的40.39%。上述兩個(gè)因素的持續(xù)優(yōu)化減緩了公共建筑碳排放的增長(zhǎng)。

3. 城鎮(zhèn)住宅建筑碳排放增長(zhǎng)因素分析。城鎮(zhèn)住宅建筑碳排放在1996年～2014年增長(zhǎng)了5.248億tCO2，占建筑碳排放總增量的36.64%。年均排放增速?gòu)?996年～2000年的3.85%迅速增至2000年～2005年的10.72%，后穩(wěn)定在5.50%左右。

城鎮(zhèn)人均收入是城鎮(zhèn)住宅碳排放最主要的增長(zhǎng)因素。人均收入效應(yīng)占1996年～2014年四個(gè)階段排放變化合計(jì)的比重分別達(dá)到159.27%、90.02%、176.41%及142.34%。這主要是由于城鎮(zhèn)人均收入從1996年的0.52萬(wàn)元/人增至2014年的2.26萬(wàn)元/人，收入的快速增長(zhǎng)推動(dòng)了照明、采暖、空調(diào)及家電等用能活動(dòng)的增長(zhǎng)，導(dǎo)致碳排放快速增加。2010年～2014年的人均收入效應(yīng)比前一階段減少了0.405億tCO2，這與我國(guó)宏觀(guān)經(jīng)濟(jì)增速放緩、城鎮(zhèn)人均收入增速下降密切相關(guān)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展步入中高速增長(zhǎng)的新常態(tài)，預(yù)計(jì)人均收入效應(yīng)將有所下降。

城鎮(zhèn)總?cè)丝谑浅擎?zhèn)住宅碳排放的第二大增長(zhǎng)因素，人口效應(yīng)占各階段排放變化合計(jì)的比重達(dá)到39.69%～137.26%。1996年～2014年，我國(guó)城鎮(zhèn)人口比重從30.48%快速增至54.77%，新增城鎮(zhèn)人口3.76億人，年均增速達(dá)到3.95%。隨著我國(guó)二胎政策的開(kāi)放以及城鎮(zhèn)化水平的進(jìn)一步提高，預(yù)計(jì)城鎮(zhèn)總?cè)丝谌詫⑹俏磥?lái)城鎮(zhèn)住宅碳排放的重要增長(zhǎng)因素。

除2000年～2005年外，單位收入住宅面積是城鎮(zhèn)住宅碳排放的主要減緩因素。面積效應(yīng)占各階段排放變化合計(jì)的比重分別為-124.47%、45.28%、-131.79%及-74.05%。當(dāng)城鎮(zhèn)居民總收入增速高于城鎮(zhèn)住宅總面積增速時(shí)，面積效應(yīng)為負(fù)值，減緩碳排放增長(zhǎng)。反之，則加速碳排放增長(zhǎng)。2000年～2005年是我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的黃金期，城鎮(zhèn)住宅總面積年均增速達(dá)到19.55%，遠(yuǎn)超城鎮(zhèn)居民總收入增長(zhǎng)速度，由此推動(dòng)了碳排放增長(zhǎng)。2005年～2010年、2010年～2014年，面積年均增速降至6.50%左右，低于收入增速，減緩了排放增長(zhǎng)。

單位面積能耗僅在2000年～2005年表現(xiàn)為城鎮(zhèn)住宅碳排放的主要減緩因素，在其他階段的影響較小。由于2000年～2005年城鎮(zhèn)住宅總面積年均增速高達(dá)19.55%，而對(duì)應(yīng)能耗的年均增速為10.83%，因此單位面積能耗從27.82 kgce/m2迅速降至19.04 kgce/m2，由此減排1.423億tCO2。不過(guò)，2005年～2010年、2010年～2014年單位面積能耗維持在19.00 kgce/m2左右，因此能源密度效應(yīng)的減排作用不大。此外，與公共建筑類(lèi)似，能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)和排放因子效應(yīng)總體上也屬于減緩效應(yīng)，但影響較小。

4. 農(nóng)村住宅建筑碳排放增長(zhǎng)因素分析。農(nóng)村住宅碳排放在1996年～2014年增長(zhǎng)了2.444億tCO2，占建筑碳排放總增量的18.33%。農(nóng)村住宅碳排放91.04%的增量大致均勻分布在2000年～2014年的三個(gè)階段。與城鎮(zhèn)住宅建筑類(lèi)似，農(nóng)村人均收入和單位收入住宅面積分別是農(nóng)村住宅建筑碳排放最主要的增長(zhǎng)因素和減緩因素。不過(guò)，與城鎮(zhèn)住宅建筑顯著不同的是，單位面積能耗是農(nóng)村住宅建筑碳排放的第二大增長(zhǎng)因素，而農(nóng)村總?cè)丝谑堑诙鬁p緩因素。這里對(duì)后兩個(gè)因素進(jìn)行分析。

除1996年～2000年外，能源密度效應(yīng)達(dá)到0.665億tCO2至0.919億tCO2，占排放變化合計(jì)的82.07%～102.08%。1996年～2000年，農(nóng)村住宅單位面積能耗從3.23 kgce/m2降至3.08 kgce/m2，由此減排0.065億tCO2。2000年～2014年，單位面積能耗穩(wěn)步增長(zhǎng)至7.31 kgce/m2，推動(dòng)了碳排放的大幅增長(zhǎng)。2000年后農(nóng)村住宅單位面積能耗的快速增長(zhǎng)主要是由于隨著農(nóng)村生活水平不斷提高，照明、空調(diào)及家電等用電量大幅增加。2000年～2014年，農(nóng)村住宅用電量增長(zhǎng)了2 717.98億kWh（約0.908億tce），而煤炭?jī)H增長(zhǎng)0.163億tce。

人口效應(yīng)占1996年～2014年各階段排放變化合計(jì)的-19.11%至-182.74%。這主要是由于我國(guó)大力推進(jìn)城鎮(zhèn)化發(fā)展，農(nóng)村人口比重從1996年的69.52%降至2014年的45.23%，農(nóng)村總?cè)丝跍p少了2.32億人，由此減緩了農(nóng)村住宅碳排放的增長(zhǎng)。隨著我國(guó)新一輪城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，農(nóng)村總?cè)丝趯⑦M(jìn)一步減少，預(yù)計(jì)人口效應(yīng)仍將是未來(lái)農(nóng)村住宅碳排放的重要減緩因素。

三、 結(jié)論與展望

本文基于宏觀(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)1996年～2014年中國(guó)建筑碳排放的增長(zhǎng)趨勢(shì)及主要影響因素進(jìn)行了分析。主要結(jié)論為：

1. 從排放增量看，中國(guó)建筑碳排放總量在1996年～2014年增長(zhǎng)了14.322億tCO2。公共建筑和城鎮(zhèn)住宅是碳排放增長(zhǎng)的主要建筑類(lèi)型，分別占上述增量的45.03%和36.64%。煤炭和電力是碳排放增長(zhǎng)的主要能源類(lèi)型，分別占上述增量的37.08%和51.88%。

2. 從排放增長(zhǎng)因素看，第三產(chǎn)業(yè)增加值、單位面積能耗分別是公共建筑碳排放的主要增長(zhǎng)因素和減緩因素；城鎮(zhèn)人均收入和城鎮(zhèn)總?cè)丝谑浅擎?zhèn)住宅碳排放的兩個(gè)主要增長(zhǎng)因素，單位收入住宅面積是主要減緩因素；農(nóng)村人均收入和單位面積能耗是農(nóng)村住宅建筑碳排放的兩個(gè)主要增長(zhǎng)因素，單位收入住宅面積和農(nóng)村總?cè)丝谑莾蓚€(gè)主要減緩因素。電力碳排放因子和能源結(jié)構(gòu)總體上屬于各類(lèi)建筑碳排放的減緩因素，但影響較小。

本研究的不足之處主要體現(xiàn)在建筑能耗的估算方面，即僅基于宏觀(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)估算，未與微觀(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)。這主要是由于我國(guó)雖然發(fā)布了《民用建筑能耗和節(jié)能信息統(tǒng)計(jì)報(bào)表制度》，但尚未真正建立起相關(guān)制度，目前建筑主管部門(mén)未發(fā)布詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。隨著我國(guó)建筑能耗統(tǒng)計(jì)制度的逐步完善以及第三方研究的開(kāi)展，本文作者將結(jié)合權(quán)威的微觀(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不斷提高建筑能耗和碳排放估算精度，完善研究結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 齊曄.2010中國(guó)低碳發(fā)展報(bào)告[M].北京：科學(xué)出版社， 2011.

[2] Donglan Z， Dequn Z， Peng Z. Driving forces of residential CO2 emissions in urban and rural China： An index decomposition analysis[J]. Energy Policy，2010，38（7）：3377-3383.

[3] Nie H， Kemp R.Index decomposition analysis of residential energy consumption in China：2002- 2010[J].Applied Energy，2014，（121）：10-19.

[4] Lin B， Liu H.CO2 emissions of China's commercial and residential buildings： Evidence and reduction policy[J].Building and Environment，2015，（92）：418-431.

[5] 清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.中國(guó)建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2007[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

基金項(xiàng)目：能源基金會(huì)項(xiàng)目“關(guān)于碳交易對(duì)深圳經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境影響的研究”（項(xiàng)目號(hào)：G-1311-19359）。

作者簡(jiǎn)介：馬曉明（1962-），男，漢族，黑龍江省齊齊哈爾市人，北京大學(xué)深圳研究生院教授、博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榄h(huán)境金融及環(huán)境管理；郇洵（1988-），女，漢族，黑龍江省齊齊哈爾市人，北京大學(xué)深圳研究生院碩士生，研究方向?yàn)榄h(huán)境金融；谷碩（1991-），男，漢族，北京市人，北京大學(xué)深圳研究生院碩士生，研究方向?yàn)榄h(huán)境金融；計(jì)軍平（1983-），男，漢族，江蘇省蘇州市人，北京大學(xué)深圳研究生院博士后，研究方向?yàn)閼?yīng)對(duì)氣候變化政策。

收稿日期：2016-09-11。