□ 楊文杰，許向陽(yáng)

(南京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南京 210037)

1 引言

造紙產(chǎn)業(yè)相對(duì)于其他產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)化、國(guó)家化程度較高，且技術(shù)和資金密集，具有規(guī)模效益，對(duì)能源資源的依賴程度高，減排壓力、發(fā)展?jié)摿?、去產(chǎn)能、降排放的潛力較大[1]。強(qiáng)制減排的發(fā)展推動(dòng)造紙企業(yè)走向新的革命。常規(guī)條件下，造紙企業(yè)每年可獲得一定的碳配額。強(qiáng)制減排的發(fā)展過程：2007年出臺(tái)《造紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》指示造紙產(chǎn)業(yè)的減排目標(biāo)為至2010年紙產(chǎn)品的噸綜合能耗降至1.10噸；2008年發(fā)布《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》使得造紙污水的排放有了更明晰的限值標(biāo)準(zhǔn)；2011年發(fā)布的《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》，重點(diǎn)提出對(duì)造紙行業(yè)的節(jié)能減排制定活動(dòng)具體方案和控制目標(biāo)的要求，并且明確單位產(chǎn)品的能耗和排放標(biāo)準(zhǔn)。2013年頒布的《制漿造紙廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》在一定程度上增加了造紙企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行成本和造紙行業(yè)較高的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2016年頒布的《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》設(shè)定了“十三五”期間噸紙及紙板綜合能耗將再降低50千克/噸，相當(dāng)于噸紙及紙板碳排放量將減少132千克/CO2，以進(jìn)一步控制和減少溫室氣體的排放，而節(jié)能減排是我國(guó)造紙企業(yè)低碳發(fā)展的核心[2]。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

造紙企業(yè)的碳排放量是依據(jù)省級(jí)溫室氣體清單編制指南(試行)中各種能源的碳排放系數(shù)、我國(guó)區(qū)域電網(wǎng)單位供電平均二氧化碳排放《省級(jí)溫室氣體清單編制指南》(發(fā)改辦氣候[2011]1041號(hào))、中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒測(cè)算的，碳排放強(qiáng)度測(cè)算數(shù)據(jù)來源于中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒、中國(guó)工業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒、中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒。

2.2 研究方法

對(duì)近5年造紙企業(yè)碳排放量進(jìn)行預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與建立模型。由于統(tǒng)計(jì)年鑒缺乏近三年關(guān)于造紙企業(yè)能源使用情況和工業(yè)生產(chǎn)總值的數(shù)據(jù)，因此，用時(shí)間序列模型對(duì)未來5年的造紙企業(yè)碳排放量及工業(yè)生產(chǎn)總值進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)可以得到至2020預(yù)測(cè)的碳排放強(qiáng)度。造紙企業(yè)碳排放量的預(yù)測(cè)是基于對(duì)造紙企業(yè)能源消耗量的預(yù)測(cè)，所用模型為時(shí)間序列ARIMA(p,d,q)，模型如下：

yt=φ1yt-1+φ2yt-2+…+φpyt-p+μt+θ1μt-1+θ2μt-2+…+θqμt-q

Φ(L)Ddyt=θ(L)ut

其中Ddyt表示yt經(jīng)過d次差分變?yōu)槠椒€(wěn)過程，Φ(L)是平穩(wěn)過程的自回歸算子，θ(L)是平穩(wěn)過程的移動(dòng)平均算子。模型是對(duì)造紙企業(yè)煤炭、天然氣、電力等能源資源的預(yù)測(cè)，以此來預(yù)測(cè)自2015年的未來5年的造紙企業(yè)的碳排放量。

2.2.1 序列的平穩(wěn)性檢驗(yàn)

建立ARMA模型需檢測(cè)序列的平穩(wěn)性，利用Eviews對(duì)時(shí)間序列carbon(碳排放量)和production(造紙企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)總值)進(jìn)行ADF檢驗(yàn)，當(dāng)檢驗(yàn)值的絕對(duì)值大于臨界值的絕對(duì)值表明序列是平穩(wěn)的。經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)序列carbon和production為不平穩(wěn)數(shù)列。當(dāng)序列為不平穩(wěn)序列時(shí)，進(jìn)行差分處理。通過Eviews來實(shí)現(xiàn)，對(duì)carbon進(jìn)行一階差分，差分后檢驗(yàn)碳排放量(carbon1)序列，發(fā)現(xiàn)P值小于5%，說明一階差分后的序列是平穩(wěn)的，如表1。對(duì)production進(jìn)行差分處理，三階差分(production3)后經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)P值均小于5%，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)如表1。

表1 時(shí)間序列carbon1(一階差分)、production3(三階差分)的平穩(wěn)性檢測(cè)結(jié)果

2.2.2 模型的識(shí)別、建立與結(jié)果檢驗(yàn)

依靠序列的自相關(guān)和偏自相關(guān)分析圖進(jìn)行ARIMA模型的識(shí)別。

圖1 時(shí)間序列carbon1的自相關(guān)-偏自相關(guān)圖

從圖1中可以看出，平穩(wěn)時(shí)間序列carbon1的自相關(guān)系數(shù)AC在k=1后很快趨于0，因此取p=0；偏自相關(guān)系數(shù)PAC在k=1后很快的趨于0，即偏自相關(guān)系數(shù)在2階截尾，因此取q=2。于是建立ARIMA(0,1,2)模型，并利用EVIEWS軟件計(jì)算模型的參數(shù)估計(jì)結(jié)果為：

Yt=0.4608697-1.640071εt-1-0.832227εt-2

圖2 時(shí)間序列production3(三階差分)的自相關(guān)-偏自相關(guān)圖

如圖2自相關(guān)系數(shù)在k=5時(shí)顯著不為零，當(dāng)k=6時(shí)在2倍標(biāo)準(zhǔn)差的帶邊緣，可以考慮MA(5)模型，并利用EVIEWS軟件計(jì)算模型的參數(shù)估計(jì)結(jié)果為：

Yt=-70.73462-0.784806εt-1-0.236352εt-2+0.318219εt-3-0.719412εt-4+0.510570εt-5

以上模型是對(duì)造紙企業(yè)生產(chǎn)總值和碳排放量進(jìn)行的預(yù)測(cè)，從模型的檢驗(yàn)中可以看出模型的預(yù)測(cè)效果較為顯著。

3 實(shí)證分析

3.1 造紙企業(yè)碳排放量測(cè)算及分析

其中，Ei為第i種能源消耗量折為標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)量；ri為第i種能源折煤系數(shù)(依據(jù)《綜合能耗計(jì)算通則》(GB/T2589-2008))；Hi為第i種能源的低位發(fā)熱量；Oi為第i種能源的碳氧化率；44/12為二氧化碳分子量與碳原子質(zhì)量的比。

造紙企業(yè)能耗量較高，成為碳排放的重要貢獻(xiàn)者之一，但其減能減排的潛力也較大。但隨著近年來強(qiáng)制減排力度加大，造紙企業(yè)的能耗量在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的總能耗比例有所下降，碳排放量也隨之下降。依據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒與核算方法核算出造紙企業(yè)2000-2015的碳排放量及年增長(zhǎng)率如圖3所示：

圖3 2000年-2015年造紙企業(yè)碳排放量測(cè)算與增長(zhǎng)率

數(shù)據(jù)來源：《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2016》

通過2000～2015年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)測(cè)算的碳排放量可以看出，2000年至2006年我國(guó)造紙企業(yè)碳排放量增長(zhǎng)速度較快，增長(zhǎng)率達(dá)75.22%，而2006年至2013年呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)，增長(zhǎng)率達(dá)32.75%。因在這個(gè)階段中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)異常迅速，且伴隨著能源密集的性質(zhì)，以及能源供應(yīng)的碳強(qiáng)度持續(xù)走高，在拉動(dòng)造紙這一高碳密集型產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和增長(zhǎng)的同時(shí)，碳排放量和碳排放強(qiáng)度都較高。中國(guó)的排放權(quán)交易試點(diǎn)工作于2011年開啟，初期，主要交易對(duì)象上主要集中于能源行業(yè)，此外，造紙企業(yè)的低碳意識(shí)弱，使得造紙企業(yè)受強(qiáng)制減排影響微弱。自2014年，受強(qiáng)制減排配額約束的影響，造紙產(chǎn)量的降低以及清潔能源和新技術(shù)的使用使得造紙企業(yè)的碳排放量呈下降趨勢(shì)，說明強(qiáng)制配額對(duì)造紙企業(yè)碳排放有明顯的作用，政策的有效性得以證明。

3.2 強(qiáng)制減排對(duì)造紙企業(yè)碳排放強(qiáng)度影響的實(shí)證研究

3.2.1 造紙企業(yè)碳排放強(qiáng)度

造紙企業(yè)CO2排放強(qiáng)度是指每單位的造紙工業(yè)總產(chǎn)值所產(chǎn)生的CO2的排放量[8]。用公式表示為：CIit=Cit/Yit，式中，CIit表示造紙企業(yè)在t時(shí)期的CO2排放強(qiáng)度，Cit表示造紙企業(yè)在t時(shí)期的CO2排放總量，Yit表示造紙企業(yè)在t時(shí)期的工業(yè)總產(chǎn)值。造紙企業(yè)的碳排放強(qiáng)度指標(biāo)值越小，碳排放強(qiáng)度越小，即單位產(chǎn)值CO2排放量越小，說明造紙企業(yè)在應(yīng)對(duì)氣候方面的競(jìng)爭(zhēng)力則越強(qiáng)。碳排放強(qiáng)度越小越說明造紙企業(yè)能源資源利用率越高。

3.2.2 強(qiáng)制減排對(duì)造紙企業(yè)碳排放強(qiáng)度及競(jìng)爭(zhēng)力的影響結(jié)論分析

基于ARMA模型對(duì)造紙企業(yè)碳排放量和工業(yè)生產(chǎn)總值的預(yù)測(cè)和碳排放強(qiáng)度的計(jì)算公式，可得到造紙企業(yè)的碳排放強(qiáng)度和碳排放強(qiáng)度變化率。如圖4所示，隨著強(qiáng)制減排市場(chǎng)的推行，造紙企業(yè)的碳排放強(qiáng)度呈不斷下降的趨勢(shì)，自2001年到2004年碳排放強(qiáng)度快速下降，降幅達(dá)72.57%，同時(shí)表明在強(qiáng)制減排約束下造紙企業(yè)的排放競(jìng)爭(zhēng)力上升。自2004到2012，降幅達(dá)到83.87%，造紙企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步增強(qiáng)。而在2012到2014年，造紙企業(yè)的碳排放強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)，說明這幾年造紙企業(yè)的減排效果較差，在強(qiáng)制減排市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力降低，但也表明造紙企業(yè)的減排潛力較大，側(cè)面說明強(qiáng)制減排政策在這幾年對(duì)造紙企業(yè)的碳排放強(qiáng)度的影響較小，說明強(qiáng)制配額較多，無法達(dá)到激勵(lì)造紙企業(yè)的效果。自2005年到2020，造紙企業(yè)的碳排放強(qiáng)度緩慢下降，降幅達(dá)99.99%，造紙企業(yè)在強(qiáng)制減排市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力也進(jìn)一步增強(qiáng)。強(qiáng)制配額對(duì)造紙企業(yè)節(jié)能減排的推動(dòng)作用在未來幾年將更為明顯。

造紙企業(yè)擁有較低的碳強(qiáng)度會(huì)在碳競(jìng)爭(zhēng)力上占據(jù)有利地位，并且增強(qiáng)其產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，有利于提高其市場(chǎng)占有率。當(dāng)碳配額總量趨于緊張時(shí)，在碳交易市場(chǎng)中造紙企業(yè)碳競(jìng)爭(zhēng)力所產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)效果越明顯，企業(yè)敢于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，進(jìn)而獲得規(guī)模效益，同時(shí)在碳交易中處于主動(dòng)的地位。相反，造紙企業(yè)碳強(qiáng)度較大時(shí)，碳配額約束所帶來的減排壓力越大，發(fā)展約束越嚴(yán)峻，不僅增加其生產(chǎn)成本，進(jìn)而失去在產(chǎn)品市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)或者加劇其劣勢(shì)地位，迫使企業(yè)減少產(chǎn)量，并且隨著配額總量的緊縮狀態(tài)，碳強(qiáng)度高的造紙企業(yè)產(chǎn)量的削減越嚴(yán)重，對(duì)碳約束產(chǎn)生的壓力越敏感，對(duì)產(chǎn)量越為不利。對(duì)于高排放強(qiáng)度的造紙企業(yè)來說，其出路應(yīng)該是技術(shù)升級(jí)以改進(jìn)能源利用效率，從而節(jié)能減排，否則強(qiáng)制配額會(huì)致使其退出產(chǎn)品市場(chǎng)。因此，在當(dāng)前強(qiáng)制配額市場(chǎng)環(huán)境條件下，造紙企業(yè)的最好應(yīng)對(duì)方式就是企業(yè)兼并、設(shè)備升級(jí)改造、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新等方式降低自身碳排放強(qiáng)度以求得自身生存發(fā)展[6]。

圖4 造紙企業(yè)碳排放強(qiáng)度的變化

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒

4 造紙企業(yè)低碳發(fā)展的措施與建議

實(shí)施“林紙一體化”策略減排。所謂林紙一體化是指培育種植林木或竹，讓其產(chǎn)生林業(yè)碳匯，其次是在生產(chǎn)過程中使用造紙企業(yè)制作紙漿所剩下的樹皮、木屑、黑液和污泥等生物質(zhì)能源，以此減少化石能源的消耗需求。林紙一體化策略不僅有利于林業(yè)投資的擴(kuò)張，增加我國(guó)森林覆蓋面積，并且在推動(dòng)林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和增強(qiáng)林業(yè)相對(duì)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)方面發(fā)揮著不可替代的作用；同時(shí)增加木漿原料制漿的比例以推動(dòng)造紙企業(yè)原料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)以及提高紙及紙板的碳儲(chǔ)存率，加大對(duì)生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用比例。

實(shí)施廢紙制漿造紙策略減排。廢紙的利用過程是將廢紙作為纖維原料用于造紙生產(chǎn)，其整個(gè)過程的凈碳排放量小于凈碳吸收量，是絕對(duì)的低碳過程。

緊跟強(qiáng)制減排政策步伐。得益于強(qiáng)制減排市場(chǎng)，造紙企業(yè)為節(jié)能減排、降低能耗研發(fā)新技術(shù)用于造紙生產(chǎn)，比如引入和研發(fā)大型高速紙機(jī)、造紙化學(xué)品創(chuàng)新進(jìn)步及新化學(xué)品的研發(fā)使用、能源利用率的提高、植物纖維的循環(huán)再利用、循環(huán)用水以及清潔技術(shù)的廣泛使用，使得造紙企業(yè)碳排放量減少，污染物的排放和新鮮耗水量都明顯降低，技術(shù)創(chuàng)新和科技進(jìn)步使得水污染治理能力的提升，污水處理技術(shù)逐漸趨于成熟。