李艷紅
華北電力大學(xué)(保定)經(jīng)濟(jì)管理系
工業(yè)革命以來,能源的利用使得人類社會(huì)迅猛發(fā)展,物質(zhì)生產(chǎn)能力得到了極大的提升。然而,能源尤其是化石能源的利用,在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),也對(duì)人類的生存環(huán)境造成了破壞。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)第五次評(píng)估報(bào)告(2014年)提到,從20世紀(jì)至今,全球氣溫已經(jīng)升高0.89 ℃,導(dǎo)致全球海平面上升了19 cm,在此影響下,有越來越多的物種面臨著氣候變化造成的滅絕危險(xiǎn)。全球氣溫的升高和海平面上升,有約95%的可能性與人類使用化石能源相關(guān),溫室氣體減排刻不容緩[1]。
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,高排放、低能效的發(fā)展方式帶來能源的過度消費(fèi)、溫室氣體和污染物的超高排放。作為能源消耗占全國(guó)1/10的經(jīng)濟(jì)大省,山東省節(jié)能減排成效直接關(guān)系到全國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展大局。2016年山東省能源消耗量已高達(dá)38 723萬t(以標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì),全文同),比2007年增長(zhǎng)近40%。在能源結(jié)構(gòu)方面,山東省煤炭及石油的消費(fèi)占比在2008年高達(dá)98%,2017年仍達(dá)到93%。高能耗伴隨的是高二氧化碳(CO2)排放,從2005年的5.45億t增至2016年的10.69億t,年均增速為6.32%[2],山東省節(jié)能減排任務(wù)極為艱巨。為實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展,《山東省“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》提出,到2020年,煤炭占能源消耗比例降到70%左右,天然氣提高到7%~9%,新能源和可再生能源提高到7%,油品消耗穩(wěn)定在15%左右。如何有效制定節(jié)能減排政策,以解決高能耗高排放問題顯得尤為重要。
國(guó)外對(duì)碳減排的研究始于20世紀(jì)70年代,石油危機(jī)引發(fā)人們對(duì)能源與環(huán)境的思考,學(xué)者們從不同學(xué)科角度研究節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展的問題,為節(jié)能減排理論發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。系統(tǒng)研究則始于21世紀(jì)初,如Coskun等[3]提出低碳經(jīng)濟(jì)的真正意義不只是減少碳排放,而在于形成低排放高效率的生產(chǎn)方式,改善以大量能源消耗為代價(jià)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,提升對(duì)原有能源的高效使用和清潔能源開發(fā)利用;Puliafito等[4]論述了能源消耗與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)碳排放的影響,認(rèn)為低碳經(jīng)濟(jì)是在保證經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)減少CO2排放。
國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界在借鑒國(guó)外研究成果的基礎(chǔ)上,自2006年出臺(tái)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》確立節(jié)能減排發(fā)展目標(biāo)開始,不斷涌現(xiàn)大量相關(guān)研究。如王兵等[5]通過全要素生產(chǎn)率衡量減排效率,提出經(jīng)濟(jì)革新能夠促進(jìn)減排潛力的挖掘;段文斌等[6]分析不同產(chǎn)業(yè)在技術(shù)選擇上如何提高減排效率,并進(jìn)一步提出三大產(chǎn)業(yè)的合理技術(shù)手段。在研究方法方面,主要有STIRPAT和EKC曲線,如林伯強(qiáng)等[7]利用EKC曲線對(duì)中國(guó)碳排放拐點(diǎn)進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè);張巍[8]構(gòu)建了STIRPAT模型,分析了工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模、工業(yè)增加值、人口等因素對(duì)陜西省碳排放的影響;邱立新等[9]以STIRPAT模型為基礎(chǔ),構(gòu)建空間杜賓模型,分析了21個(gè)典型城市政府節(jié)能減排政策對(duì)碳減排的影響。在國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中,針對(duì)具體省份的碳減排,研究?jī)?nèi)容和分析方法比較單一,主要集中在碳排放的影響因素分解和預(yù)測(cè)分析。如席細(xì)平等[10]采用IPAT模型對(duì)江西省的碳排放系統(tǒng)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明碳排放峰值出現(xiàn)在2022—2025年;李雪梅等[11]基于STIRPAT擴(kuò)展模型對(duì)天津市碳排放的影響因素進(jìn)行了分析,從經(jīng)濟(jì)規(guī)模與能源強(qiáng)度2個(gè)因素進(jìn)行模擬,得出天津市經(jīng)濟(jì)發(fā)展最佳模式。針對(duì)山東省的碳減排政策分析文獻(xiàn)較少,且研究方法比較傳統(tǒng),如宋杰鯤[12]利用STIRPAT模型分析了山東省人口、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消耗強(qiáng)度等因素對(duì)碳排放的影響;董會(huì)忠等[13]運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型分析了山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)- 環(huán)境復(fù)合系統(tǒng),預(yù)測(cè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)條件。
當(dāng)前針對(duì)具體省份碳減排研究的局限性主要在于:1)多數(shù)文獻(xiàn)研究以靜態(tài)層面的實(shí)證分析為主,缺乏系統(tǒng)地考察影響因素對(duì)碳排放影響的動(dòng)態(tài)效應(yīng)。然而事實(shí)上,碳排放的影響因素是一個(gè)涉及經(jīng)濟(jì)、能源、政策、環(huán)境等多方面的復(fù)雜系統(tǒng),僅使用傳統(tǒng)的STIRPAT模型分析,顯然無法全面體現(xiàn)各因素間的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。2)在分析碳排放影響因素時(shí),多數(shù)文獻(xiàn)只注重不同因素影響碳排放的方向和程度,而鮮見分析每個(gè)因素對(duì)于碳排放的影響路徑及效果,以及從模擬經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的角度來考察各因素對(duì)碳排放影響的傳導(dǎo)路徑和現(xiàn)實(shí)效果。
筆者從系統(tǒng)仿真的角度,理清碳減排系統(tǒng)各因素之間的傳導(dǎo)路徑,分析碳減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的途徑;綜合考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、科技投入、低碳意識(shí)及固定資產(chǎn)投資等因素,建立山東省碳減排系統(tǒng)仿真模型;通過調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行仿真模擬,以期為低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策制定提供科學(xué)依據(jù),推動(dòng)節(jié)能減排政策創(chuàng)新。
影響碳排放的因素主要包括經(jīng)濟(jì)、人口和技術(shù)因素等方面[14],選取產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消耗結(jié)構(gòu)、人口、社會(huì)固定資產(chǎn)投資和科技投入作為主要影響因素,構(gòu)建能源消耗碳排放的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。模型的主要變量如表1所示。
將山東省的能源消耗碳排放模型劃分為能源消耗與碳排放2個(gè)子系統(tǒng),子系統(tǒng)之間相互影響、相互制約,彼此相互傳遞信息來促使系統(tǒng)達(dá)到平衡發(fā)展。
能源消耗子系統(tǒng):主要研究能源消耗對(duì)系統(tǒng)變量的影響,能源消耗由生活性能源消耗和生產(chǎn)性能源消耗構(gòu)成[16]。生活性能源消耗主要指人類的消費(fèi)和生活行為造成的能源消耗,與人口規(guī)模及居民低碳意識(shí)有關(guān);生產(chǎn)性能源消耗主要來自于三次產(chǎn)業(yè)的能源消耗總和,同時(shí)涉及三次產(chǎn)業(yè)的單位增加值能耗、科技投入、固定資產(chǎn)等。通過設(shè)定合適的科技投入比例,以及社會(huì)固定資產(chǎn)投資比例,調(diào)整三次產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu),達(dá)到減排目的。因此,在設(shè)定能源消耗子系統(tǒng)時(shí),主要分析以下變量間的相互作用和反饋機(jī)制:人口數(shù)量、人均生活性能源消耗、三次產(chǎn)業(yè)單位增加值能耗、三次產(chǎn)業(yè)增加值、科技投入、三次產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資額、山東省社會(huì)固定資產(chǎn)投資總額、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、低碳政策調(diào)整因子等。
表1 山東省碳排放系統(tǒng)主要變量
碳排放子系統(tǒng):溫室氣體排放主要是由化石能源燃燒產(chǎn)生的,本子系統(tǒng)使用的CO2排放量指標(biāo)主要由煤炭、石油、天然氣3種化石能源消耗的CO2排放量構(gòu)成。碳排放的影響因素主要包括經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、科技投入、低碳政策、人口等[17]。由于山東省現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)主要依賴能源消耗量大的第二產(chǎn)業(yè),因此經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致碳排放增加;第二產(chǎn)業(yè)占比提高會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)性能源消耗的增加,進(jìn)而導(dǎo)致CO2排放量增長(zhǎng);能源結(jié)構(gòu)中化石能源的消耗比例提高也會(huì)直接導(dǎo)致CO2排放量的增加;科技投入中,如果清潔技術(shù)的投入增加,會(huì)有利于碳排放的降低;人口數(shù)量的增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致能源消耗量的增長(zhǎng),進(jìn)而導(dǎo)致CO2排放量的增加。
能源消耗子系統(tǒng)與碳排放子系統(tǒng)各因素之間相互作用、相互制約,存在復(fù)雜的反饋機(jī)制和因果循環(huán)結(jié)構(gòu)。構(gòu)建山東省能源消耗碳排放因果回路,如圖1所示。由圖1可見,山東省能源消耗的碳排放因果回路中主要包括2個(gè)典型的反饋回路。
回路1:社會(huì)固定資產(chǎn)投資→(+)GDP→(-)碳強(qiáng)度→(+)低碳政策控制→(-)社會(huì)固定資產(chǎn)投資。
回路2:碳強(qiáng)度→(+)低碳政策控制→(-)社會(huì)固定資產(chǎn)投資→(+)三次產(chǎn)業(yè)投資額→(+)三次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出→(+)三次產(chǎn)業(yè)能源消耗量→(+)生產(chǎn)性能源消耗量→(+)能源消耗總量→(+)化石能源消耗量→(+)CO2排放量→(+)碳強(qiáng)度。
圖1 山東省能源消耗的碳排放因果回路Fig.1 Causal loop diagram of energy consumption and carbon emission of shandong Province
仿真模擬時(shí)間邊界為2007—2020年,基準(zhǔn)年為2007年,模型建立使用的歷史數(shù)據(jù)為2007—2016年。系統(tǒng)變量主要包括山東省常住人口總量、三次產(chǎn)業(yè)投資比例、三次產(chǎn)業(yè)増加值、三次產(chǎn)業(yè)能源消耗、科技投入比例、能源消耗比例、生活性能源消耗量等。系統(tǒng)仿真無法做到完全重構(gòu)現(xiàn)實(shí),因此給出以下前提與假設(shè)。
前提——系統(tǒng)初始模擬狀態(tài)下,“十三五”期間三次產(chǎn)業(yè)投資比例、能源消耗結(jié)構(gòu)、科技投入比例均維持在2016年水平不變;假設(shè)一——社會(huì)固定資產(chǎn)投資是三次產(chǎn)業(yè)增加值的主要影響因素;假設(shè)二——用人均生活性能源消耗量來表示居民低碳意識(shí)的程度;假設(shè)三——模型中CO2均由化石能源燃燒產(chǎn)生,且均以CO2形式排放;假設(shè)四——只針對(duì)系統(tǒng)邊界內(nèi)的變量進(jìn)行模擬,其他影響因素不作考慮。
根據(jù)系統(tǒng)反饋機(jī)制,借助Vensim PLE軟件建立系統(tǒng)仿真流圖,其中包含流量、存量、輔助變量與常量4種變量,該圖形的主要作用是能夠表示各因素變量之間的函數(shù)關(guān)系。山東省碳排放能源消耗模型流圖如圖2所示。
圖2 山東省碳排放能源消耗模型流圖Fig.2 Flow graph of energy consumption and carbon emission of Shandong Province
系統(tǒng)的特征方程主要用來描述變量之間的數(shù)量關(guān)系,可以借助計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)軟件Eviews進(jìn)行回歸得到方程式;對(duì)于不存在線性相關(guān)關(guān)系的變量,可以通過表函數(shù)的形式參與模型構(gòu)建,整個(gè)模型的構(gòu)建需要利用Vensim PLE進(jìn)行模擬仿真。山東省碳減排系統(tǒng)仿真模型的主要方程為:
第一產(chǎn)業(yè)增加值=1.86×第一產(chǎn)業(yè)
投資額+1 826.4,R2=0.84
(1)
第二產(chǎn)業(yè)增加值=1.04×第二產(chǎn)業(yè)
投資額+9 006.9,R2=0.96
(2)
第三產(chǎn)業(yè)增加值=0.66×第三產(chǎn)業(yè)
投資額+5 242.01,R2=0.99
(3)
GDP=0.87×社會(huì)固定資產(chǎn)
投資+15 817.14,其中,R2=0.99
(4)
碳強(qiáng)度= CO2排放量/GDP
(5)
生活性能源消耗量=人口總量×
人均生活性能源消耗量
(6)
能源消耗強(qiáng)度=能源消耗總量/GDP
(7)
煤炭/石油消耗產(chǎn)生的CO2量=相應(yīng)碳排
放系數(shù)×煤炭/石油消耗量×11/3
(8)
能源消耗總量=生活性能源
消耗量+生產(chǎn)性能源消耗量
(9)
為檢驗(yàn)?zāi)P偷挠行裕枰獙?duì)模型進(jìn)行誤差檢驗(yàn)。運(yùn)用歷史性檢驗(yàn)方法,其中變量預(yù)測(cè)相對(duì)誤差的絕對(duì)值不超過15%,則認(rèn)為該模型的仿真性能和預(yù)測(cè)精度較好。以2007年為基準(zhǔn)年,計(jì)算2011—2016年模型的輸出變量,由于輸出變量較多,因此選取重點(diǎn)考察的能源消耗總量和碳強(qiáng)度作為檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo),其仿真值與實(shí)際值的對(duì)比如表2所示。
表2 山東省碳排放系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型誤差檢驗(yàn)結(jié)果
由表2可見,山東省能源消耗總量和碳強(qiáng)度實(shí)際值與仿真值的預(yù)測(cè)誤差絕對(duì)值均在15%以內(nèi)或附近,模型基本通過有效性檢驗(yàn)。說明按照模型構(gòu)建的前提和假設(shè)條件,可以有效預(yù)測(cè)不同政策調(diào)整對(duì)山東省低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。
情景模擬分析是通過改變影響因素參數(shù),設(shè)置不同情境模擬仿真,分析該因素參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)模型目標(biāo)變量的影響。根據(jù)《山東省“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》及《山東省“十三五”時(shí)期規(guī)劃綱要》,設(shè)置政策目標(biāo)如下:目標(biāo)1,到2020年山東省碳強(qiáng)度相比2015年減少20.5%,達(dá)到0.115 t/萬元;目標(biāo)2,到2020年,煤炭占比降到70%左右,天然氣提高到7%~9%,新可再生能源占比提高到7%,油品消耗穩(wěn)定在15%左右;目標(biāo)3,到2020年,山東省CO2排放總量得到有效控制。
情景模擬分析是在改變影響因素參數(shù)的情況下,觀察該因素參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)其他變量的影響,進(jìn)而確定政策目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的條件。情景模擬分為單維度情景模擬與多維度綜合模擬,單維度模擬主要分析單個(gè)因素變動(dòng)時(shí),政策目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)條件;多維度綜合模擬主要分析多個(gè)因素同時(shí)改變時(shí),對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的貢獻(xiàn)度。
2.3.1產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單維度情景模擬
山東省第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,其占比由2007年的33.5%增至2016年的47.3%,同時(shí),第三產(chǎn)業(yè)投資占比也由2007年的37.2%增至2016年的44.9%。到2016年山東省的三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比為7.3%∶45.4%∶47.3%。第三產(chǎn)業(yè)多為服務(wù)類行業(yè),具備產(chǎn)值高能耗低的特點(diǎn),如果山東省繼續(xù)推行“三二一”的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí),則第三產(chǎn)業(yè)占比會(huì)進(jìn)一步提高,在這個(gè)原則上進(jìn)行情景模擬,結(jié)果會(huì)更接近目標(biāo)值。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)投資比為表函數(shù),2017—2019年數(shù)值由系統(tǒng)自動(dòng)生成,模擬設(shè)定2020年的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)投資比例。設(shè)置模擬情景如表3所示。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)情景模擬煤炭能源消耗量和CO2排放量如圖3和圖4所示。
表3 山東省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單維度情景模擬參數(shù)設(shè)置
圖3 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)情景模擬煤炭能源消耗量Fig.3 Simulated coal consumption graph under industrial structure scenario
圖4 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)情景模擬CO2排放量Fig.4 Simulated carbon consumption graph under industrial structure scenario
由圖3和圖4可以看出,降低第二產(chǎn)業(yè)投資占比,同時(shí)增加第三產(chǎn)業(yè)投資占比,煤炭能源消耗量與CO2排放量均有所減少。對(duì)比初始情景可以發(fā)現(xiàn),隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度不斷加深和時(shí)間的推移,環(huán)境改善越明顯,節(jié)能減排的空間越大。第二產(chǎn)業(yè)投資占比越少,同時(shí)第三產(chǎn)業(yè)投資占比越大,節(jié)能減排效果越明顯。表4為山東省2017—2020年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單維度模擬下碳強(qiáng)度及能源消耗強(qiáng)度。
調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有利于碳減排[18],但4種情景模擬下,碳強(qiáng)度和煤炭能源消耗量未達(dá)到目標(biāo)值。其中情景模擬3,CO2排放量最低的情況下,2020年的煤炭能源消耗占比為75%,仍未達(dá)到理想目標(biāo)(70%),碳強(qiáng)度為0.174 t/萬元,未達(dá)到目標(biāo)值(0.115 t/萬元)。這說明山東省的能源消耗結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不合理,僅通過改變單維度的產(chǎn)業(yè)投資結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)目標(biāo)存在較大難度。
表4 2017—2020年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單維度情景模擬下能源消耗強(qiáng)度及碳強(qiáng)度
2.3.2科技投入單維度情景模擬
科技投入如果是清潔技術(shù)投入,則有利于促進(jìn)新能源的開發(fā)利用,進(jìn)而減少碳排放量。山東省2016年的科技投入占GDP的比例為2.67%。通過調(diào)整科技投入占GDP的比例進(jìn)行情景模擬,具體設(shè)置如表5所示。科技投入調(diào)整情景模擬煤炭能源消耗量和CO2排放量如圖5、圖6和表6所示。
表5 科技投入調(diào)整情景模擬參數(shù)設(shè)置
圖5 科技投入調(diào)整情景模擬煤炭能源消耗量Fig.5 Simulated energy consumption under technology investment scenario
圖6 科技投入調(diào)整情景模擬CO2排放量Fig.6 Simulated CO2 emission under technology investment scenario
表6 山東省2017—2020年科技投入情景模擬能源消耗強(qiáng)度與碳強(qiáng)度
從圖5、圖6以及表6可以看出,從初始情景到情景模擬3,科技投入不斷增長(zhǎng),煤炭能源消耗量與CO2排放量在2017年呈降低趨勢(shì),但2018—2020年,煤炭能源消耗量與CO2排放量均呈上升趨勢(shì)。并且從圖5和圖6可以明顯看到,情景模擬3曲線的斜率最大,情景模擬2、情景模擬1與初始情景曲線的斜率依次減小,即隨著科技投入增速的加快,能源消耗量與CO2排放量增速也在提高。這說明,目前山東省的科技投入增長(zhǎng)主要表現(xiàn)為污染技術(shù)投入增長(zhǎng),而清潔技術(shù)的投入并未有效增長(zhǎng),因此科技投入提高將導(dǎo)致化石能源消耗量的增加,進(jìn)而導(dǎo)致CO2排放量的增加。山東省作為我國(guó)的工業(yè)大省,政府制定科技投入政策時(shí)應(yīng)更傾向于清潔技術(shù),才能從根本上有效改善環(huán)境,實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
2.3.3能源結(jié)構(gòu)調(diào)整單維度情景模擬
不同類型的能源碳排放系數(shù)不同,在能源消耗量不變的情況下,可以通過改變能源消耗結(jié)構(gòu)來影響CO2排放量[18],因此,在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)情景模擬時(shí),不再進(jìn)行能源強(qiáng)度模擬,只進(jìn)行碳強(qiáng)度模擬。山東省“十三五”規(guī)劃目標(biāo)是到2020年,煤炭占能源消耗比例降到70%左右,石油消耗穩(wěn)定在15%左右。2016年,山東省煤炭占能源消耗比例為76.87%,石油占能源消耗比例為16.27%。因此,在進(jìn)行情景設(shè)置時(shí),如果煤炭的占比每次波動(dòng)2個(gè)百分點(diǎn),那么情景模擬3恰好達(dá)到預(yù)計(jì)水平(70%),石油占比下降1%,多余的部分全部設(shè)為新能源的增加值。山東省2016—2019年能源消耗比例采用表函數(shù),模擬情景給出2020年數(shù)值,能源消耗結(jié)構(gòu)調(diào)整情景模擬參數(shù)設(shè)置如表7所示,模擬結(jié)果如圖7、圖8和表8所示。
表7 能源結(jié)構(gòu)單維度情境模擬參數(shù)設(shè)置
圖7 能源消耗結(jié)構(gòu)調(diào)整情景模擬煤炭能源消耗量Fig.7 Simulated coal energy consumption under energy structure scenario
圖8 能源消耗結(jié)構(gòu)調(diào)整情景模擬CO2排放量Fig.8 Simulated CO2 emission under energy structure scenario
表8 山東省2017—2020年能源消耗結(jié)構(gòu)調(diào)整情景模擬碳強(qiáng)度
從圖7、圖8和表8可以看出,隨著煤炭和石油占比的降低,CO2排放量以及碳強(qiáng)度都有所下降。新能源占比越高,CO2排放量降低越多,并且隨著時(shí)間的推移,節(jié)能減排的空間逐步拉大。但從表8可以看到,情景模擬結(jié)果與山東“十三五”規(guī)劃的碳強(qiáng)度目標(biāo)值仍有差距。這表明,改變能源消耗結(jié)構(gòu)只能使山東省的碳排放情況有所緩解,距離實(shí)現(xiàn)目標(biāo)仍有一定差距。
2.3.4多維度綜合調(diào)整情景模擬
從上述幾種單維度情景模擬可以看出,單因素調(diào)整對(duì)于目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)都具有一定的局限性?,F(xiàn)實(shí)情況中,山東省碳排放能耗是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),多因素之間相互影響,相互制約,因此在制定政策時(shí),應(yīng)考慮因素之間的相互影響,做出綜合的政策措施。綜合情景模擬將產(chǎn)業(yè)投資結(jié)構(gòu)、科技投入比例、能源結(jié)構(gòu)以及居民低碳消費(fèi)意識(shí)4種因素考慮到模型中,研究多因素影響下系統(tǒng)結(jié)果的變化,綜合情景模擬2020年參數(shù)設(shè)置如表9所示,綜合情景模擬碳強(qiáng)度如表10所示。
表9 綜合情景模擬參數(shù)設(shè)置
表10 山東省2017—2020年綜合情景模擬碳強(qiáng)度
從表10可以看出,按照山東省“十三五”規(guī)劃的能耗結(jié)構(gòu)目標(biāo),4種綜合情景模擬結(jié)果對(duì)碳強(qiáng)度均有降低效果,其中情景模擬2的作用效果最明顯,雖然沒有實(shí)現(xiàn)山東省“十三五”的減排目標(biāo),但最接近目標(biāo)值。情景模擬2的變量設(shè)定值:第二產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資比例為49.43%,第三產(chǎn)業(yè)投資比例達(dá)到46.94%,科技投入比例為2.70%,三次能源消耗結(jié)構(gòu)比為74.87%∶15.27%∶9.86%。情景模擬1、3相對(duì)于情景模擬2的第三產(chǎn)業(yè)投資比低1個(gè)百分點(diǎn),能源消耗比例雖然等于或者優(yōu)于情景模擬2,但就山東省目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀來看,降低第二產(chǎn)業(yè)占比對(duì)CO2排放的影響更大;情景模擬4的科技投入比例高于情景模擬2,但由于山東省科技投入更多用于非清潔技術(shù),因此并不能有效減低碳排放。綜合來看,情景模擬2的模擬設(shè)定更有利于山東省實(shí)現(xiàn)“十三五”規(guī)劃的碳排放目標(biāo)。
在山東省推進(jìn)節(jié)能減排的“十三五”規(guī)劃期間,可以考慮推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)、培育發(fā)展新興產(chǎn)業(yè),以轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式;促進(jìn)清潔能源利用技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用;大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè),并提高新能源的比例,全面推進(jìn)碳減排。
(1)改變政策變量數(shù)值可以直接對(duì)能源消耗子系統(tǒng)與碳排放子系統(tǒng)產(chǎn)生影響,單一政策變量調(diào)整有利于碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),但作用效果有一定局限性。
(2)對(duì)比不同政策變量對(duì)碳減排的影響效果,可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、科技投入與能源結(jié)構(gòu)對(duì)碳減排的影響力度有一定差異。尤其當(dāng)科技投入為污染技術(shù)投入時(shí),能源結(jié)構(gòu)的改善對(duì)碳減排的影響會(huì)有一定程度的抵消。因此,多維度綜合情景模擬時(shí),各方面政策措施協(xié)同進(jìn)行,有利于山東省“十三五”規(guī)劃目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
通過不同政策的減排模擬效果可以看出,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)對(duì)山東省碳排放影響效果最明顯,科技投入次之。因此,為實(shí)現(xiàn)山東省碳減排目標(biāo),首先要推進(jìn)第二產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)改造,政府監(jiān)督執(zhí)行嚴(yán)格的減排制度,對(duì)于主要污染物的減排應(yīng)落實(shí)到具體指標(biāo)[19],適度降低第二產(chǎn)業(yè)占比,發(fā)展第三產(chǎn)業(yè),不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu);其次,從能源結(jié)構(gòu)的角度,化石能源的消耗是碳排放的重要來源,因此提高新能源的比例,增加綠色財(cái)政補(bǔ)貼等[20],優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)也是實(shí)現(xiàn)山東省碳排放目標(biāo)的主要政策方向。此外,從科技投入模擬的結(jié)果來看,山東省科技投入更多表現(xiàn)為非清潔技術(shù)的投入,因此應(yīng)加強(qiáng)研發(fā)隊(duì)伍建設(shè),建立清潔技術(shù)研發(fā)投入的穩(wěn)定增長(zhǎng)機(jī)制,促進(jìn)清潔能源利用技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用,全面推進(jìn)山東省碳減排。