尹 健, 李偉娟

(1.中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院，山東 東營 257061;2.中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 文法與經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山東 東營 257061)

1 研究背景

2007～2017年，全球大氣層CO2濃度從383.71ppm增長到405.0±0.10ppm，增長率達(dá)到5.55%，CO2濃度持續(xù)性增長將會推動全球氣候持續(xù)變暖，海平面上升、海洋升溫和酸化、極端天氣等現(xiàn)象進(jìn)一步增強(qiáng)，大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是經(jīng)濟(jì)和社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的主要途徑。裝備制造業(yè)是國家基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)，同時也是與主要能源消耗及其生產(chǎn)過程產(chǎn)生的二氧化碳排放問題緊密相關(guān)的產(chǎn)業(yè)。裝備制造業(yè)的生產(chǎn)過程包含經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境兩大系統(tǒng)，體現(xiàn)在存在價值轉(zhuǎn)移和實現(xiàn)、物質(zhì)循環(huán)利用和能源轉(zhuǎn)化等經(jīng)濟(jì)和資源流動兩個過程。為保證裝備制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，部分省市已開始發(fā)布裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級實施方案，例如山東省人民政府在2018年12月發(fā)布了《山東省裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級實施方案》，提出了圍繞綠色制造技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、服務(wù)等各個環(huán)節(jié)中，積極采用新理念、新工藝、新技術(shù)、新材料，發(fā)展高效、節(jié)能、節(jié)材、減排型綠色產(chǎn)品。

目前，國內(nèi)外對裝備制造業(yè)二氧化碳排放相關(guān)研究主要集中在能源結(jié)構(gòu)[1]、低碳發(fā)展[2～6]、碳排放[7～9]等方面。有關(guān)碳排放相關(guān)研究主要包括裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與碳排放量的關(guān)系[7,10]、裝備制造業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系[8]和裝備制造業(yè)出口碳排放的測度及影響因素[9]。對裝備制造業(yè)二氧化碳排放的相關(guān)研究內(nèi)容主要集中在與經(jīng)濟(jì)增長或者出口貿(mào)易之間的關(guān)系研究方面。有關(guān)二氧化碳排放影響因素分解和貢獻(xiàn)度測算方法主要有AMDI分解法、Laspeyres指數(shù)分解法、Paasche分解法和LMDI分解法等分解方法[11-12]。已有研究成果表明，二氧化碳排放影響因素分解方法取得了豐富成果，但是目前缺少對我國裝備制造業(yè)二氧化碳排放量因素綜合分析，因此，為了保障裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，有必要研究和分析裝備制造業(yè)的二氧化碳排放量的驅(qū)動因素。

2 二氧化碳排放量計算

2.1 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類，裝備制造業(yè)分為金屬制品業(yè)、通用裝備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)、交通運輸設(shè)備制造業(yè)、電氣設(shè)備及器材制造業(yè)、電子及通信設(shè)備制造業(yè)和儀器儀表及文化辦公用品裝備制造業(yè)等，二氧化碳排放量計算涉及的統(tǒng)計數(shù)據(jù)均來源于《中國統(tǒng)計年鑒》(2008～2018年)。

2.2 碳排放的計算

裝備制造業(yè)消耗的主要能源二氧化碳排放量具體計算公式參考IPCC《2006年國家溫室氣體清單指南》：

(1)

其中：C：主要能源二氧化碳排放總量，單位：萬t；

Ci：第i種能源二氧化碳排放量，單位：萬t；

Ei：第i種能源消費量，單位：萬t；

E：一次能源消費量，單位：萬t；

根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》的實物量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，裝備制造業(yè)消耗的主要能源有煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣和電力等，各種能源二氧化碳排放量根據(jù)各種能源的二氧化碳排放系數(shù)進(jìn)行計算，二氧化碳排放系數(shù)見表1。

表1 能源的二氧化碳排放系數(shù)Tab.1 Carbon dioxide emissions coefficient of energy sources

注：數(shù)據(jù)來源：電力的二氧化碳系數(shù)來源于《省級溫室氣體清單編制指南》(發(fā)改委氣候[2011]1041號)中華北區(qū)域?qū)?yīng)的二氧化碳排放系數(shù)，其他能源二氧化碳排放系數(shù)來源于中國碳排放交易網(wǎng)的《各種能源碳排放參考系數(shù)以及計算方法和公式》給定的二氧化碳排放系數(shù)；天然氣二氧化碳排放系數(shù)單位為kg/m3,電力二氧化碳排放系數(shù)單位為kg/kW·h。

根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》(2008～2018年)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用公式(1)以及表1的數(shù)據(jù)計算得到2007～2016年間裝備制造業(yè)消耗的主要能源二氧化碳排放量，見表2。

表2 2007～2016年裝備制造業(yè)消耗能源的二氧化碳排放量Tab.2 Carbon dioxide emissions from energy consumption of equipment manufacturing industry in 2007～2016 (萬t)

3 二氧化碳排放的影響因素分析

3.1 模型建立

二氧化碳排放影響因素分解和貢獻(xiàn)度測算方法主要有AMDI分解法、Laspeyres指數(shù)分解法、Paasche分解法和LMDI分解法等，前三種分解方法不能同時對多個因素進(jìn)行分解且分解后的殘值比較大，LMDI即對數(shù)平均Divisia指數(shù)分解法可以克服前三種分解方法存在的缺陷。與前三種分解方法相比較，LMDI分解法是目前相對科學(xué)合理的一種方法，因此，采用LMDI分解法對裝備制造業(yè)二氧化碳排放量影響因素分析，分解如下。

(2)

其中：Y：裝備制造業(yè)主營業(yè)收入，單位：萬億元，見表3；

表3 2007～2016年裝備制造業(yè)主營業(yè)收入Tab.3 Main business income of equipment manufacturing industry in 2007～2016 (萬億元)

表4 2007～2016年裝備制造業(yè)能源效率Tab.4 Energy efficiency of equipment manufacturing industry in 2007～2016 (噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元)

基于LMDI的分解思路，裝備制造業(yè)第T年(報告期)和第0年(基期)的二氧化碳排放量差異可以分解為由四個影響因素帶來的變化值，殘值為0，有加法模式和乘法模式兩種，如下：

△C=CT-C0=△CF+△CS+△CI+△CY

(3)

(4)

其中：△C：裝備制造業(yè)二氧化碳排放變化量，單位：萬t；

CT、C0：裝備制造業(yè)第T年和第0年的二氧化碳排放量，單位：萬t；

△CF、△CS、△CI、△CY：依次為能源排放強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)、能源效率、裝備制造業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對裝備制造業(yè)二氧化碳排放增量的貢獻(xiàn)值，單位：萬t；

DF、DS、DI、DY：依次為能源排放強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)、能源效率、裝備制造業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對裝備制造業(yè)二氧化碳排放增長比率的貢獻(xiàn)率,%。

式(3)和式(4)中各指標(biāo)的計算公式如下：

(5)

(6)

其中：Fi是固定的，所以△CF=0，DF=1。

3.2 影響因素分析

根據(jù)式5和式6的計算，能源結(jié)構(gòu)、能源效率和裝備制造業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響效果見表5和下圖。

表5 2008～2016年裝備制造業(yè)二氧化碳排放的影響效果(以2007年為基期)Tab.5 Effects of carbon dioxide emissions from equipment manufacturing industry in 2008～2016 (Based on 2007)

經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)是裝備制造業(yè)二氧化碳排放的主要正向因素，能源效率是裝備制造業(yè)二氧化碳排放的負(fù)向因素，為了方便對比分析，對能源效率的貢獻(xiàn)率作倒數(shù)處理，處理后的貢獻(xiàn)率表示為減排貢獻(xiàn)率，然后做出各因素貢獻(xiàn)率變化趨勢圖。

圖 2008～2016年裝備制造業(yè)二氧化碳排放的影響因素貢獻(xiàn)率趨勢圖Fig. Contribution rate′s of influencing factors of carbon dioxide emissions from equipment manufacturing Industry in 2008～2016

3.2.1 總體情況

表5和上圖表明，裝備制造業(yè)二氧化碳排放量持續(xù)增加，根據(jù)貢獻(xiàn)率增長率大小分為2個階段。第一階段，2008～2011年，由于國務(wù)院2009年發(fā)布了《裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃(2009～2011年)》，該規(guī)劃提出要轉(zhuǎn)變裝備制造業(yè)的增長模式，不斷改進(jìn)生產(chǎn)組織方式和重要生產(chǎn)工藝，顯著降低單位工業(yè)增加值能耗、物耗和污染物排放。自2009年開始，二氧化碳排放量增長率分別為24%、12%和2%，該階段對二氧化碳排放的貢獻(xiàn)率增長率在規(guī)劃期內(nèi)逐步下降。第二階段，2012～2016年，由于國務(wù)院在2011年了發(fā)布《工業(yè)轉(zhuǎn)型升級規(guī)劃(2011～2015年)》，該規(guī)劃提出要顯著提升資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)水平，單位工業(yè)增加值二氧化碳排放量減少21%以上。2007～2011年，二氧化碳排放量增長率為54.69%，年均增長率13.67%，2011～2016年，二氧化碳排放量增長率26.66%，年均增長率5.33%，該階段比上一階段二氧化碳排放量增長率逐步下降。

3.2.2 經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素

表5和上圖表明，2008～2016年，裝備制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是二氧化碳排放量逐年增長的第一影響因素，隨著裝備制造業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的逐步增長，對二氧化碳排放量的增長一直保持著非常強(qiáng)勁的正效應(yīng)，與總體趨勢基本一致。表4表明單位產(chǎn)值能耗自2008以來，從0.048t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元降低到0.026t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，通過表3和表5的數(shù)據(jù)計算可知，自2008年以來，裝備制造業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展單位產(chǎn)值對二氧化碳排放增量的貢獻(xiàn)值從0.057tCO2/萬元增長到0.159tCO2/萬元，綜合分析可知，盡管單位產(chǎn)值的能耗下降，但由于經(jīng)濟(jì)總量的上升，造成表觀上二氧化碳排放量的增加。

3.2.3 能源效率因素

表5和上圖表明，提高能源效率是裝備制造業(yè)減少二氧化碳排放量的重要因素，能源效率減排貢獻(xiàn)率從2008年的107.76%增長到2016年的194.25%，同時，各年的貢獻(xiàn)率均是正向增長，年均增長率10.47%，但是能源效率減排作用無法抵消經(jīng)濟(jì)發(fā)展對二氧化碳排放的推動作用，同時，從2008～2016年，能源效率對二氧化碳減排量的貢獻(xiàn)值與經(jīng)濟(jì)發(fā)展對二氧化碳排放量的貢獻(xiàn)值的比值從36∶100擴(kuò)大到57∶100，表明隨著科技進(jìn)步的不斷發(fā)展，能源效率對經(jīng)濟(jì)發(fā)展所帶來的二氧化碳排放量增加的抑制效果越來越顯著。盡管能源效率減排率是增加的，但裝備制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)體量增長總量更大，所以二氧化碳的排放總量仍然是增加的。

3.2.4 能源結(jié)構(gòu)因素

表5表明，能源結(jié)構(gòu)對裝備制造業(yè)二氧化碳排放量的增長變化基本都呈現(xiàn)正向作用，貢獻(xiàn)率基本與2007年持平，表明相對于2007年，能源結(jié)構(gòu)對碳排放量影響較小，總體二氧化碳排放貢獻(xiàn)值影響不大，年均增長率僅為1.66%，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)相比，最高點也僅為經(jīng)濟(jì)發(fā)展對二氧化碳排放貢獻(xiàn)值的12.41%，上圖表明，能源結(jié)構(gòu)對二氧化碳排放的貢獻(xiàn)率波動非常小，基本呈現(xiàn)為水平線，說明近些年來，裝備制造業(yè)的能源結(jié)構(gòu)對二氧化碳排放的影響有限。

4 結(jié)論與建議

通過對我國裝備制造業(yè)二氧化碳排放量影響因素的分解和貢獻(xiàn)率分析，經(jīng)濟(jì)發(fā)展是推動該產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放的主要影響因素。一方面，裝備制造業(yè)是支柱產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)增長的發(fā)動機(jī)，國民經(jīng)濟(jì)的增長需求會拉動裝備制造業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展；另一方面，裝備制造業(yè)通過擴(kuò)大生產(chǎn)滿足裝備制造業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，會增加能源消耗，引起二氧化碳排放量增加。能源結(jié)構(gòu)作為一種影響因素，推動裝備制造業(yè)二氧化碳排放的效果小，僅為經(jīng)濟(jì)發(fā)展對二氧化碳排放量貢獻(xiàn)值的12.41%。從2008～2016年，能源效率對二氧化碳減排量的貢獻(xiàn)值與經(jīng)濟(jì)發(fā)展對二氧化碳排放量的貢獻(xiàn)值的比值從36∶100擴(kuò)大到57∶100，表明隨著科技進(jìn)步的不斷發(fā)展，能源效率對經(jīng)濟(jì)發(fā)展所帶來的二氧化碳排放量增加的抑制效果越來越顯著。從國民經(jīng)濟(jì)增長需求角度，不能通過減緩裝備制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度實現(xiàn)二氧化碳減排目標(biāo)，因此，主要有優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和提高能源效率等方面實現(xiàn)減排目標(biāo)，具體建議如下。

4.1 優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，推廣清潔能源

一方面，優(yōu)化裝備制造業(yè)能源結(jié)構(gòu)，逐步進(jìn)一步提高電力占主要能源消耗的比例，降低能源結(jié)構(gòu)對二氧化碳排放量的推動作用。另一方面，隨著電力比例不斷增加，為了從源頭上控制二氧化碳排放，建議充分開發(fā)利用太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、波浪能、洋流能和潮汐能等新能源實現(xiàn)發(fā)電，從而降低電力的二氧化碳排放系數(shù)。

4.2 推行綠色制造，提高能源效率

裝備制造業(yè)實現(xiàn)資源浪費減量化、能源利用高效化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展持續(xù)性的主要途徑是積極推行綠色制造[13]。針對裝備制造業(yè)設(shè)備，提高綠色制造核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)力度；構(gòu)建完善發(fā)展綠色制造的技術(shù)支撐體系，包括多機(jī)構(gòu)協(xié)同研發(fā)、稅收政策支持配套體系等；做好裝備制造綠色發(fā)展頂層設(shè)計，基于全生命周期理論提高綠色工藝與裝備等研發(fā)應(yīng)用。