王易波

摘要： 福建省是我國(guó)沿海經(jīng)濟(jì)大省，也是目前發(fā)展快速的省份之一。以2008-2015年福建省建筑業(yè)直接碳排放量為樣本，采用灰色GM（1，1）預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)2014-2020年福建省中短期的建筑業(yè)直接碳排放量。經(jīng)研究結(jié)果表明，2020年福建省建筑業(yè)直接碳排放量將達(dá)到840.02萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)年均增長(zhǎng)3.82%。本文通過(guò)福建省建筑業(yè)直接碳排放測(cè)量以及做出相關(guān)的預(yù)測(cè)，可以為政府部門推動(dòng)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供理論支持。

Abstract： Fujian is China's coastal economic province， and is also one of the provinces in rapid development. Taking the direct carbon emissions from Fujian Province as a sample from 2008 to 2015， the gray forecasting model was used to forecast the short - term carbon emissions in Fujian Province from 2014 to 2020. The results show that in 2020 the construction industry in Fujian Province direct carbon emissions will reach 8.4020 million tons， is expected to average annual growth of 3.82%. This paper can provide theoretical support for the realization of energy saving and emission reduction targets by government departments through the measurement of direct carbon emissions in Fujian Province and the relevant forecasting.

關(guān)鍵詞： 福建?。恢苯犹寂欧?；預(yù)測(cè)分析

Key words： Fujian Province；direct carbon emissions；forecast analysis

中圖分類號(hào)：F426 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）19-0077-03

0 引言

隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷加快，溫室效應(yīng)導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題日益突出，其中二氧化碳等溫室氣體排放造成的全球性的環(huán)境問(wèn)題不斷升級(jí)，全球變暖、淡水資源的短缺、異常干旱和強(qiáng)烈颶風(fēng)、全球糧食產(chǎn)量的縮減問(wèn)題已經(jīng)引起各國(guó)政府的高度重視。因此，環(huán)保問(wèn)題已經(jīng)成為全球重視的難題。人口的急劇增長(zhǎng)、各國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、以及人類生存和發(fā)展消耗的有機(jī)能源等導(dǎo)致排放了大量的溫室氣體，進(jìn)一步產(chǎn)生了全球性的環(huán)保問(wèn)題。

建筑業(yè)作為國(guó)民支柱產(chǎn)業(yè)之一，在其生產(chǎn)建造過(guò)程中消耗了大量的能源，隨之而來(lái)的也排放了大量的溫室氣體。資料顯示，我國(guó)的建筑使用能耗占全社會(huì)總能耗約33%，這一比例預(yù)計(jì)還將繼續(xù)增加。至目前，建活動(dòng)中產(chǎn)生的能耗以及碳排放主要集中在日常使用階段和材料物化階段，由于施工階段產(chǎn)生的碳排放量幾乎可以忽略不計(jì)，因此國(guó)內(nèi)學(xué)者的碳排放主要研究是通過(guò)測(cè)算出區(qū)域性新建、拆建建筑的直接能耗，借鑒反映出區(qū)域性宏觀建筑層面的能源消耗以及碳排放量；根據(jù)相關(guān)學(xué)者的測(cè)算，1985年中國(guó)建筑業(yè)碳排放量為4.85億噸，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，增長(zhǎng)到2009年的15.95億噸，年均增長(zhǎng)率為5.22%[1]。目前我國(guó)擁有世界上最大的建筑市場(chǎng)，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化比例的不斷提高，我國(guó)的建筑市場(chǎng)還具有一定的成長(zhǎng)空間。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的生活水平也日益提高，其對(duì)建筑面積、建筑室內(nèi)環(huán)境舒適度等居住條件的要求也不斷提高，以上因素都將使我國(guó)建筑業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)帶來(lái)的能源消耗占社會(huì)總能耗的比例持續(xù)增長(zhǎng)，到2030年建筑業(yè)的碳排放量將占所有產(chǎn)業(yè)排放量的25%。

建筑業(yè)的研究較其他產(chǎn)業(yè)起步晚，國(guó)內(nèi)有關(guān)建筑業(yè)的研究主要有微觀層面、中觀層面以及宏觀層面，少數(shù)學(xué)者對(duì)公共建筑展開了碳排放的研究。住宅建筑的研究在微觀層面是單體建筑的直接碳排放的測(cè)算，中觀層面是研究某種類型建筑，宏觀層面是研究區(qū)域性住宅的整個(gè)碳排放。在微觀層面，大多學(xué)者從全生命周期[2]的角度考察單體建筑的碳排放，通過(guò)直接能耗的能源轉(zhuǎn)化為碳排放量來(lái)估算全生命周期階段的碳排放量。中觀層面的研究較少，一般是對(duì)不同類型或者區(qū)域的單體建筑碳排放量進(jìn)行對(duì)比[3]；宏觀產(chǎn)業(yè)層面的研究較為豐富，主要是采用投入產(chǎn)出模型[4]計(jì)算建筑產(chǎn)業(yè)的碳排放量，針對(duì)區(qū)域性的住宅多個(gè)階段的碳排放的測(cè)算以及影響因子的分解[5]，得到建筑業(yè)的碳排放量，進(jìn)一步對(duì)中國(guó)建筑業(yè)能耗的測(cè)度。

1 研究綜述

目前關(guān)于在宏觀區(qū)域的碳排放研究比較多，主要研究范圍是在碳排放影響驅(qū)動(dòng)因素分解以及預(yù)測(cè)相應(yīng)的碳排放趨勢(shì)，如李媛[6]等利用排放系數(shù)和對(duì)數(shù)平均D氏指數(shù)（LMDI）分解法對(duì)甘肅省直接生活能源消費(fèi)碳排放量和影響因素進(jìn)行了計(jì)算和分析，并結(jié)合多種方法建立了預(yù)測(cè)模型，結(jié)果表明采用GM（1，1）預(yù)測(cè)模型和三次多項(xiàng)式模型為基礎(chǔ)的組合預(yù)測(cè)模型，具有精度高、偏差小、預(yù)測(cè)結(jié)果較合理等優(yōu)點(diǎn)，具有一定應(yīng)用潛力；張峰[7]等根據(jù)福建省 2000-2012年工業(yè)、建筑業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)能源消費(fèi)數(shù)據(jù)測(cè)算得到碳排放量，基于GM（1，1）模型、Verhulst模型和SCGM（1，1）c 模型建立組合灰色預(yù)測(cè)模型，運(yùn)用預(yù)測(cè)有效度方法確定組合預(yù)測(cè)模型的權(quán)重系數(shù)；朱偉[8]等在分析江蘇省碳排放現(xiàn)狀及存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，以2002～2013年江蘇省碳排放量為樣本，采用灰色馬爾科夫預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)2014～2020年江蘇省中短期的碳排放量。結(jié)果顯示，2020 年江蘇省碳排放量將達(dá)到33471.45萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)年均增長(zhǎng)6.94%。

關(guān)于其他產(chǎn)業(yè)的碳排放研究也有相關(guān)的研究，米國(guó)芳[9]等首先描述了我國(guó)火電企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后與世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行了對(duì)比，研究運(yùn)用含誤差修正的改進(jìn)的GM（1，1）模型對(duì)中國(guó)火力發(fā)電企業(yè)的碳排放進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，并根據(jù)碳排放現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)結(jié)果總結(jié)了我國(guó)火電企業(yè)碳排放特征；楊順順[10]基于修正的投入產(chǎn)出模型和雙比例平衡法（RAS法），利用投入產(chǎn)出表和能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，對(duì)中國(guó)23個(gè)工業(yè)部門的直接和完全碳排放、碳排放的部門間轉(zhuǎn)移和進(jìn)出口轉(zhuǎn)移進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)。

以上研究都是集中在國(guó)內(nèi)某省的整個(gè)產(chǎn)業(yè)（第一、二、三產(chǎn)業(yè)）的能源消耗，而針對(duì)建筑業(yè)的研究主要是集中在各種宏微觀層面上碳排放的結(jié)算碳排放影響驅(qū)動(dòng)因素，關(guān)于以某個(gè)省域的建筑業(yè)碳排放預(yù)測(cè)研究較少，比如紀(jì)建悅[11]在碳排放STIRPAT模型估計(jì)的基礎(chǔ)上，采用情景分析法對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度進(jìn)行模擬假設(shè)，主要研究建筑業(yè)單位增加值能耗年均增長(zhǎng)率與建筑業(yè)碳排放量、減排效果和峰值出現(xiàn)時(shí)間的關(guān)系；尚春靜[12]等采用投入產(chǎn)出分析法對(duì)1993年到2013年的海南建筑業(yè)碳排放進(jìn)行了核算和分析，然后對(duì)2015年到2020年的海南建筑業(yè)碳排放進(jìn)行了預(yù)測(cè)。因此，本文的研究?jī)?nèi)容是在宏觀層面研究福建省近些年來(lái)建筑業(yè)直接能耗，觀察福建省建筑業(yè)的二氧化碳排放趨勢(shì)，對(duì)2016-2020年福建省建筑業(yè)直接碳排放做出預(yù)測(cè)值。

2 模型構(gòu)建

2.1 福建省建筑業(yè)直接碳排放

我國(guó)經(jīng)濟(jì)部門對(duì)建筑業(yè)的劃分包括，房屋和土木工程建筑業(yè)、建筑裝飾業(yè)、建筑安裝業(yè)、，其他建筑業(yè)等；房屋和土木工程建筑涵蓋范圍較廣，包括了房屋建筑工程、鐵路工程、道路橋梁工程，水利和港口工程，采礦工程，架線和管道工程建筑及其他土木建筑工程；而其他建筑業(yè)主要包括工程建設(shè)準(zhǔn)備、為工程的實(shí)施提供服務(wù)及一些沒(méi)有說(shuō)明的建設(shè)工程活動(dòng)[13]。

建筑業(yè)直接碳排放主要是指工程建設(shè)活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放，主要包括建筑材料的生產(chǎn)、加工以及運(yùn)輸?shù)然顒?dòng)產(chǎn)生的碳排放，施工主體活動(dòng)建造過(guò)程中所必須的能耗產(chǎn)生的碳排放、施工現(xiàn)場(chǎng)生活區(qū)配套服務(wù)產(chǎn)生的碳排放以及建筑廢材、垃圾清理等產(chǎn)生的碳排放，這活動(dòng)主要是指對(duì)化石能源的直接消耗，帶來(lái)的二氧化碳的排放。

2.2 建筑業(yè)直接碳排放核算方法

建筑業(yè)的直接碳排放是由當(dāng)年建筑業(yè)的能源消耗量計(jì)算得到：Z=ρ·E（1）

式中：Z為福建省統(tǒng)計(jì)年份建筑業(yè)直接碳排放量，單位萬(wàn)t（以CO2計(jì)，全文同）；E為福建省當(dāng)年建筑業(yè)能源中標(biāo)準(zhǔn)煤消耗量，數(shù)據(jù)可以通過(guò)福建省每年相關(guān)統(tǒng)計(jì)部門公布統(tǒng)計(jì)年鑒得到，ρ為能源消耗碳排放因子，按標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)據(jù)法有：ρ=EFst·44/12（2）

上式中EFst參數(shù)可以根據(jù)國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)中能源研究所提供的單位標(biāo)準(zhǔn)煤相對(duì)應(yīng)的排放因子，可以參閱到EFst取0.67，經(jīng)計(jì)算后ρ=2.46。

2.3 灰色預(yù)測(cè)模型GM（1，1）

2.3.1 模型介紹

中國(guó)著名學(xué)者鄧聚龍?jiān)?982年創(chuàng)立了灰色系統(tǒng)理論，然后國(guó)內(nèi)其他相關(guān)學(xué)者將其應(yīng)用到諸多領(lǐng)域，如交通事故預(yù)測(cè)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境污染問(wèn)題等，灰色系統(tǒng)理論建立的基礎(chǔ)是以部分已知的條件下來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)不確定的未來(lái)信息，主要是對(duì)已有信息的不斷探索、開發(fā)，收集相關(guān)有價(jià)值的信息，對(duì)系統(tǒng)已有規(guī)律進(jìn)行分析和描述，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)地預(yù)測(cè)。

2.3.2 GM（1，1）模型構(gòu)建

由表2可以看出除了2008和2010年的預(yù)測(cè)值和實(shí)際值誤差比較大，MRE百分比也超過(guò)了10%，其余模擬值和實(shí)際值誤差比較下，所以模型具有良好的精度，可以用來(lái)預(yù)測(cè)福建省2016-2020年建筑業(yè)直接碳排放量，得到預(yù)測(cè)值結(jié)果如表3。

3.3 預(yù)測(cè)結(jié)果及分析

在建立灰色GM（1，1）模型的基礎(chǔ)上，對(duì)2016-2020年福建省建筑業(yè)直接碳排放在擬合值的基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)測(cè)，經(jīng)模型計(jì)算得到福建省建筑業(yè)直接碳排放的預(yù)測(cè)值，如表3所示，2016年到2020年福建省建筑業(yè)直接碳排放量分別為678.89、703.51、763.76、801.62、840.02萬(wàn)噸。從上表可以發(fā)現(xiàn)，從2016年到2020年期間福建省建筑業(yè)直接碳排放量預(yù)計(jì)年均增長(zhǎng)率為3.82%，增幅明顯，到2020年福建省建筑業(yè)直接碳排放量達(dá)到了840.02萬(wàn)噸，約為2008年直接碳排放量的324.42萬(wàn)噸的2.59倍，可以發(fā)現(xiàn)福建省建筑業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)明顯，對(duì)能源消耗量較大，排放了大量的二氧化碳，對(duì)環(huán)境造成了一定的污染，因此需要引起相關(guān)環(huán)境保護(hù)部門的重視。據(jù)相關(guān)學(xué)者研究表明，福建省建筑業(yè)碳排放量目前還沒(méi)有達(dá)到峰值，在此期間內(nèi)直接碳排放量還將持續(xù)增長(zhǎng)，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)福建省控制碳排放壓力明顯，應(yīng)該在政府既定減排目標(biāo)的前提下設(shè)定建筑業(yè)碳排放總量的控制計(jì)劃，分階段減少碳排放總量。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文首先利用統(tǒng)計(jì)年鑒計(jì)算得到2008-2015年福建省建筑業(yè)直接碳排放量，然后利用灰色系統(tǒng)理論，構(gòu)建了GM（1，1）模型，然后MATLAB編制程序，進(jìn)行2008-2012年碳排放量的模擬，發(fā)現(xiàn)模型具有良好的擬合度，滿足相關(guān)預(yù)測(cè)要求的精度，在此基礎(chǔ)上采用該GM（1，1）模型對(duì)2016-2020年福建省建筑業(yè)碳排放進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，預(yù)測(cè)到2020年福建省建筑業(yè)直接碳排放量將達(dá)到840.02萬(wàn)噸，福建省建筑業(yè)碳排放量仍未達(dá)到峰值，發(fā)現(xiàn)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)福建省碳排放形式依舊嚴(yán)峻，需采取針對(duì)性的措施進(jìn)行相應(yīng)的建筑業(yè)減排措施。本文主要通過(guò)灰色GM（1，1）模型的預(yù)測(cè)方法測(cè)定了福建省建筑業(yè)直接碳排放量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及做出了2016-2020年的預(yù)測(cè)分發(fā)，這種方法可以為相關(guān)其他產(chǎn)業(yè)以及地區(qū)的碳排放測(cè)定以及預(yù)測(cè)提供一定的借鑒方法，同時(shí)為政府部門推進(jìn)產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排措施提供理論基礎(chǔ)，政府可以依據(jù)既定的減排目標(biāo)分階段地減少碳排放總量。

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