摘 要:高耗能產(chǎn)業(yè)是中國二氧化碳排放的重要來源。本文基于中國碳核算數(shù)據(jù)庫發(fā)布的碳排放數(shù)據(jù),對長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)2000—2019年的碳排放強(qiáng)度進(jìn)行研究,運(yùn)用Dagum基尼系數(shù)、三維核密度估計(jì)、Markov轉(zhuǎn)移概率矩陣研究碳排放強(qiáng)度的區(qū)域差異、動(dòng)態(tài)分布以及演化趨勢。結(jié)果表明:(1)長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度出現(xiàn)顯著下降,并呈現(xiàn)出“西高東低”的空間格局,未來仍具有較大的提升空間,節(jié)能減排潛力大(2)高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放差異主要來自區(qū)域間差異,同時(shí)長江經(jīng)濟(jì)帶及三大區(qū)域碳排放發(fā)展的絕對差異在逐步縮小。(3)高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度具有穩(wěn)定性,且存在“俱樂部趨勢”,難以實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。本文通過分析碳排放強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)分布以及演化趨勢,為促進(jìn)長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放的發(fā)展提供政策建議。
關(guān)鍵詞:碳排放強(qiáng)度;基尼系數(shù);核密度;動(dòng)態(tài)分布
一、引言
黨的二十大報(bào)告指出,要積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和,實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革。在如今氣候變化異常迅速的環(huán)境下,中國早在2020年第75屆聯(lián)合國大會(huì)中提到:“二氧化碳排放量爭于2030年前達(dá)到峰值,努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。該聲明取得了海內(nèi)外諸多國家領(lǐng)導(dǎo)人的一致肯定。生態(tài)環(huán)境部的新聞發(fā)布會(huì)中也明確表示將繼續(xù)把單位國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)二氧化碳排放下降率作為重要的評判指標(biāo)。因此,節(jié)能減排刻不容緩。
關(guān)于碳排放強(qiáng)度的研究,學(xué)者主要對碳排放強(qiáng)度的變化趨勢進(jìn)行分析。已有文獻(xiàn)主要從碳排放強(qiáng)度的測度和分解、時(shí)空演化和空間收斂三個(gè)角度進(jìn)行研究。測度和分解方面,張卓群使用Dagum基尼系數(shù)來研究不同戰(zhàn)略區(qū)域的碳排放強(qiáng)度差異。時(shí)空演化方面,馬大來等和趙巧芝等使用核密度模型的計(jì)算來描述不同時(shí)期碳排放績效的變化形勢;趙桂梅等進(jìn)一步嘗試使用馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣,體現(xiàn)碳排放強(qiáng)度的內(nèi)部動(dòng)態(tài)演進(jìn)趨勢。空間收斂方面,孫耀華和仲偉周(2014)通過研究發(fā)現(xiàn),從98年至12年這十四年中,中國碳排放強(qiáng)度表現(xiàn)出“俱樂部”收斂和條件β收斂的特點(diǎn)。此外,也有部分學(xué)者對碳排放強(qiáng)度的空間效應(yīng)和驅(qū)動(dòng)因素等進(jìn)行分析與評價(jià)。
總體而言,本文基于中國碳核算數(shù)據(jù)庫發(fā)布的碳排放數(shù)據(jù),對長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)2000—2019年的碳排放強(qiáng)度進(jìn)行研究,運(yùn)用Dagum基尼系數(shù)、三維核密度估計(jì)、Markov轉(zhuǎn)移概率矩陣研究碳排放強(qiáng)度的區(qū)域差異、動(dòng)態(tài)分布以及演化趨勢,以期為長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放的發(fā)展提供政策建議,最終推動(dòng)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
二、研究設(shè)計(jì)
1、碳排放強(qiáng)度的核算
核算不同行業(yè)的碳排放強(qiáng)度需要獲取CO2排放總量和工業(yè)總產(chǎn)值,本文使用不同行業(yè)的化石燃料消耗情況,計(jì)算出高耗能產(chǎn)業(yè)的CO2排放總量。傳統(tǒng)的測算存在一些列潛在問題,本文借鑒Shan等人的最新研究成果,根據(jù)中國當(dāng)前的能源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況,提出了一種新的計(jì)算方法,以更好地反映實(shí)際情況。
通過計(jì)算,可以確定各省市6個(gè)高耗能產(chǎn)業(yè)的二氧化碳排放量,將這些數(shù)據(jù)綜合起來,從而得出每個(gè)省高耗能產(chǎn)業(yè)排放的二氧化碳總量。高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度表示為單位工業(yè)總產(chǎn)值所排放的二氧化碳,具體計(jì)算公式如下:
式中:HCI表示高耗能產(chǎn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度;CEi表示i行業(yè)的二氧化碳排放量;Outputi表示i行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值。
2、研究范疇和數(shù)據(jù)來源
高耗能產(chǎn)業(yè)的能耗水平極高,因此它們的一次性和二次性能源消費(fèi)量較大,從而導(dǎo)致了它們的碳排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其它行業(yè)。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局歷年發(fā)布的《國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》中,獲得六大高耗能制造業(yè)相關(guān)的工業(yè)總產(chǎn)值和不同行業(yè)的能源消費(fèi)情況。因2000年前的數(shù)據(jù)較為久遠(yuǎn)且不準(zhǔn)確,研究時(shí)段選定為2000-2019年,選取長江經(jīng)濟(jì)帶11個(gè)省市為研究單元。
3、Dagum基尼系數(shù)及分解
通過Dagum基尼系數(shù),可以衡量長江經(jīng)濟(jì)帶不同地區(qū)的碳排放強(qiáng)度的區(qū)別及其原因。其中包括區(qū)域內(nèi)貢獻(xiàn)Gw、區(qū)域間貢獻(xiàn)Gnb及超變密度貢獻(xiàn)Gt,分別用來反映長江經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域內(nèi)差異、區(qū)域間差異以及各地區(qū)交叉重疊對省市碳排放強(qiáng)度的貢獻(xiàn)率大小,且三者之間的關(guān)系為G=Gw+Gnb+Gt。
4、核密度
核密度估計(jì)是一種有效的非參數(shù)估計(jì)方法,主要是利用連續(xù)的密度曲線來刻畫隨機(jī)變量的分布情況,從而反映出變量的分布位置、形狀和擴(kuò)展性特征,這種方法在空間非均衡分析中得到了廣泛應(yīng)用。
5、馬爾科夫鏈
馬爾科夫鏈?zhǔn)且环N用來描述區(qū)域現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)學(xué)模型,把這些現(xiàn)象看作是一條馬爾科夫鏈。該模型利用轉(zhuǎn)移概率矩陣來描述這些現(xiàn)象隨著時(shí)間的推移發(fā)生的變化,并且可以用來描述這些現(xiàn)象之間的相互關(guān)系,反映出區(qū)域內(nèi)每個(gè)地區(qū)的狀態(tài)及其向上或向下移的流動(dòng)性。
三、碳排放強(qiáng)度
1、碳排放強(qiáng)度分析
使用前述方法測度長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)的平均碳排放強(qiáng)度,并將逐年的測算結(jié)果報(bào)告在圖1當(dāng)中。
從整體來看,長江經(jīng)濟(jì)帶的高耗能產(chǎn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度已經(jīng)從最初的10.72噸/萬元大幅下降到期末的1.93噸/萬元,年平均下降率高達(dá)8.63%,這表明長江經(jīng)濟(jì)帶已經(jīng)取得了巨大的減排降碳的成果,并被大眾所被普遍認(rèn)可。
分區(qū)域?qū)Ω吆哪墚a(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度數(shù)值水平進(jìn)行比較,碳排放強(qiáng)度最低的是長江下游地區(qū),均值為2.71噸/萬元,長江下游地區(qū)在減少碳排放方面取得了顯著成就。
從時(shí)間發(fā)展的角度上來看,雖各區(qū)域降幅不同,但各區(qū)域的碳排放強(qiáng)度均表現(xiàn)為下降趨勢,可以預(yù)測將在未來一段時(shí)間保持下降的收斂趨勢。深入分析可知,在觀察期間內(nèi)下降最為顯著的是貴州地區(qū),達(dá)到了16.78噸/萬元,而江蘇地區(qū)則有所不同,下降僅為4.11噸/萬元,貴州地區(qū)下降量達(dá)江蘇地區(qū)的四倍有余。
為研究長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度在不同地區(qū)之間的變化,以及這種變化的根本原因,必須通過進(jìn)一步數(shù)據(jù)的測量和分析,以便更好地了解這種變化的背后的機(jī)制和影響。
四、Dagum基尼系數(shù)分析
本文旨在深入探究長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度的空間變化及其來源,采用Dagum基尼系數(shù)以及相關(guān)的解釋方法,可以準(zhǔn)確評估不同地區(qū)碳強(qiáng)度水平之間的異同,并有效地進(jìn)行分析,以期獲得更加準(zhǔn)確的結(jié)果。
1、總體差異及區(qū)域內(nèi)差異
(1)總體差異分析。本部分首先報(bào)告了長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度Dagum基尼系數(shù)的演變趨勢。觀測期內(nèi)高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度的空間差異整體呈現(xiàn)波動(dòng)變化的態(tài)勢,基尼系數(shù)均值為0.2085。具體來看,2000~2016年總體基尼系數(shù)在波動(dòng)中從0.2359下降到0.1577,又在2019年上升至0.2146。
(2)區(qū)域內(nèi)差異分析。從均值來看,長江上游高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度的均值最大,為0.1606,說明內(nèi)部不均衡明顯,這源于重慶、四川、貴州和云南在各地區(qū)內(nèi)的極化地位,尤其是貴州高耗能產(chǎn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度一直處于長江經(jīng)濟(jì)帶之首。長江下游碳排放強(qiáng)度的均值最小,為0.0738,不足長江上游的一半。
從時(shí)間趨勢來看,長江經(jīng)濟(jì)帶在觀測期內(nèi)的差異值均在波動(dòng)過程中呈現(xiàn)穩(wěn)定的態(tài)勢,但在樣本末期基尼系數(shù)有所抬頭,長江中游的分布動(dòng)態(tài)和長江經(jīng)濟(jì)帶基本保持一致,長江上游和下游地區(qū)在波動(dòng)中呈現(xiàn)上升趨勢,長江上游和下游年均上升幅度分別為2.13%、3.08%。
2、區(qū)域間差異分析
通過Dagum基尼系數(shù)測算長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度區(qū)域間差異值。從均值來看,長江上游與長江下游地區(qū)的高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度差異最為明顯,觀測期內(nèi)基尼系數(shù)均值為0.3506,主要原因是長江下游和上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展諸方面的差異最為懸殊。
從時(shí)間趨勢看,長江下游與長江中游的碳排放強(qiáng)度差異差距呈縮小趨勢,年均下降幅度達(dá)到2.58%;相反,長江中游與長江上游的碳排放強(qiáng)度差異差距最為明顯,上升幅度1.22%,再度說明了長江經(jīng)濟(jì)帶西部地區(qū)整體上的減碳進(jìn)程暫落后于東部地區(qū)。
3、貢獻(xiàn)率
長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度的差異來源及其貢獻(xiàn),經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析,區(qū)域間基尼系數(shù)的均值為0.1437,對于總體差異的貢獻(xiàn)率高達(dá)68.76%,是影響總體差異的主要因素。超變密度可以反映出地區(qū)間交叉重疊對總體差異的影響,其變化幅度介于2.00%~25.83%之間,呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢。顯然,長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度的差異發(fā)展要著重從解決區(qū)域間差異入手,東西差異的存在,表明長江經(jīng)濟(jì)帶的未來工作重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)聚焦于內(nèi)減碳工作之中。
五、核密度和馬爾科夫鏈
根據(jù)Dagum基尼系數(shù)的分析表明長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度差異大小及其具體來源,長江經(jīng)濟(jì)帶的各區(qū)域之間存在顯著的差異,但是這些差異無法完全反映出碳排放強(qiáng)度的變化趨勢。因此,本部分進(jìn)一步使用核密度估計(jì)法研究長江經(jīng)濟(jì)帶不同地區(qū)的差異,圖6展示了2000~2019年長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度的分布動(dòng)態(tài).
1、核密度
從圖2可以看出,長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度分布曲線的主峰位置不斷左移,說明長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度處在下行軌道;主峰高度不斷上升,寬度縮小,右拖尾延展性收斂,說明區(qū)域發(fā)展不均衡程度正在縮?。粯颖境跗诖嬖趦蓚€(gè)主峰,樣本末期由兩極化趨勢變?yōu)闊o極化趨勢。
2、馬爾科夫鏈
依照各組內(nèi)地區(qū)數(shù)量最大程度相似的原則,將長江經(jīng)濟(jì)帶的碳排放強(qiáng)度平均水平的50%、100%和150%劃分為低強(qiáng)度、中低強(qiáng)度、中高強(qiáng)度以及高強(qiáng)度四種類型。通過Matlab編程得到2000~2019年長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度之間的轉(zhuǎn)移概率。結(jié)果如表3所示,長江經(jīng)濟(jì)帶碳排放強(qiáng)度水平轉(zhuǎn)移存在如下特點(diǎn):(1)長江經(jīng)濟(jì)帶整體及各子群的轉(zhuǎn)移矩陣對角線上的概率均大于非對角線的概率,對角線數(shù)值均大于0.70,這映了碳排放層級固化現(xiàn)象較為明顯。(2)長江經(jīng)濟(jì)帶整體存在低強(qiáng)度向中低強(qiáng)度及中高強(qiáng)度向高強(qiáng)度轉(zhuǎn)移的“躍遷”,也存在中低強(qiáng)度向低強(qiáng)度遷移及中高強(qiáng)度向中低強(qiáng)度遷移的“下降”。但整體上看,向下轉(zhuǎn)移的概率更大。(3)首先分析主對角線的右方,有0.041的概率從低強(qiáng)度向中低強(qiáng)度遷移,概率較大,向上層級轉(zhuǎn)移的概率更低。
六、政策建議
本文利用2000—2019年長江經(jīng)濟(jì)帶的相關(guān)數(shù)據(jù),在計(jì)算出高耗能產(chǎn)業(yè)在11省市的碳排放強(qiáng)度后,綜合使用Dagum基尼系數(shù)、三維核密度估計(jì)、Markov轉(zhuǎn)移概率矩陣研究碳排放強(qiáng)度的區(qū)域差異、動(dòng)態(tài)分布以及演化趨勢,得到如下主要研究結(jié)論:
第一,長江經(jīng)濟(jì)帶的高耗能產(chǎn)業(yè)受到嚴(yán)格的環(huán)境限制,導(dǎo)致其碳排放量的變化呈現(xiàn)出明顯的地域性差異。Dagum基尼系數(shù)分解顯示,在觀察期間,區(qū)域間差異對整體的影響是最大的,其次是區(qū)域的內(nèi)部差異,再次是超變密度。
第二,就分布動(dòng)態(tài)而言,長江經(jīng)濟(jì)帶碳排放強(qiáng)度的分布曲線呈大幅左移趨勢,高耗能產(chǎn)業(yè)減碳處在的不斷下降的趨勢上。長江經(jīng)濟(jì)帶總體和各區(qū)域分布曲線主峰高度上升,高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度離散程度呈減弱趨勢。
第三,就時(shí)空演進(jìn)特征而言,對傳統(tǒng)馬爾科夫概率轉(zhuǎn)移矩陣進(jìn)行分析可以得出,長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度發(fā)展具有穩(wěn)態(tài)性,存在“俱樂部趨同”現(xiàn)象,且不同強(qiáng)度間難以實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,。
基于上述結(jié)論,為降低長江經(jīng)濟(jì)帶高耗能產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度,同時(shí)推進(jìn)中國盡快實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)提出以下建議。
第一,要更加重視長江經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域內(nèi)部減排降碳工作的協(xié)調(diào)性,以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。東部地區(qū)應(yīng)該積極推動(dòng)自主創(chuàng)新和引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合,構(gòu)建生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)鏈。西部地區(qū)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改善,并逐漸減少依賴煤炭作為主要能源的高消耗排放方式。
第二,要促進(jìn)東西地區(qū)減排降碳工作的協(xié)調(diào)發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn),長江上游和下游地區(qū)碳排放強(qiáng)度的區(qū)域間差異正在不斷擴(kuò)大。因此,西部地區(qū)的政府必須加大環(huán)境保護(hù)的力度,并結(jié)合因地制宜的規(guī)定,科學(xué)評估當(dāng)?shù)氐馁Y源和環(huán)境承載力,以便更有效地實(shí)施產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整。
第三,長江經(jīng)濟(jì)帶的碳排放強(qiáng)度總體展現(xiàn)一個(gè)逐步降低的趨勢,極少有地區(qū)可以實(shí)現(xiàn)跨階段的減排工作。這也就要求政府在制定相關(guān)減排政策時(shí)要堅(jiān)持實(shí)事求是,合理制定各地區(qū)碳達(dá)峰,碳中和的具體計(jì)劃。