呂靖燁，賀文慧

（西安科技大學(xué) 管理學(xué)院，陜西 西安 716000）

2020年9月22日，國(guó)家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上明確宣布，中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取于2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2020年12月12日，習(xí)近平主席在氣候雄心峰會(huì)上宣布：到2030年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上。在未來(lái)的很長(zhǎng)一段時(shí)間，減排降碳、低碳發(fā)展都將是我國(guó)生態(tài)環(huán)境治理甚至國(guó)家社會(huì)治理的一個(gè)重要戰(zhàn)略主題。

2019年9月18日，習(xí)近平總書(shū)記主持召開(kāi)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)，黃河流域發(fā)展上升為國(guó)家戰(zhàn)略。晉陜蒙寧地區(qū)是黃河流域重要組成部分，在發(fā)展水平、資源環(huán)境、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和功能定位等方面存在明顯的區(qū)域性和產(chǎn)業(yè)特征。因此，通過(guò)對(duì)碳排放影響因素的分析，探尋出一條適合晉陜蒙寧地區(qū)的碳減排路徑，既是國(guó)家和全社會(huì)的關(guān)注熱點(diǎn)，也是學(xué)術(shù)界的焦點(diǎn)所在。

在碳排放影響因素研究方法方面，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者總體采用結(jié)構(gòu)分解法（SDA）和指數(shù)分解法（IDA）兩大類研究方法。

結(jié)構(gòu)分解法主要有指標(biāo)體系法和投入產(chǎn)出法等。Wang等[1]使用了結(jié)構(gòu)分解模型對(duì)2000—2009年全球13個(gè)國(guó)家和行政地區(qū)碳排放強(qiáng)度及主要影響因素進(jìn)行了綜合分析，結(jié)果表明，碳排放強(qiáng)度很可能會(huì)被國(guó)際貿(mào)易因素所抑制。陳紅敏[2]通過(guò)研究2002年中國(guó)各部門(mén)的隱含碳排放，設(shè)計(jì)出了基于投入產(chǎn)出法的擴(kuò)展隱含碳框架，研究表明，建筑業(yè)是隱含碳排放最高的部門(mén)，呈現(xiàn)出高排放低增加值的特征，其他社會(huì)服務(wù)業(yè)則與之相反。

拉氏指數(shù)分解法是指數(shù)分解法中使用最為廣泛的方法。Ang[3]運(yùn)用LMDI分解法進(jìn)行因素分解，研究結(jié)果表明碳排放快速增長(zhǎng)主要是由經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)拉動(dòng)的，能源強(qiáng)度是降低碳排放最重要的因素。Ehrlich &Holden[4]提出IPAT模型研究了人口規(guī)模、人均財(cái)富和技術(shù)水平對(duì)碳排放的作用。宋德勇和盧忠寶[5]研究得出碳排放波動(dòng)是由于不同經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式差異所導(dǎo)致，“高投入、高排放、低效率”的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式使得碳排放量明顯上升，切實(shí)轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式是碳減排的根本途徑。李國(guó)志和李宗植[6]通過(guò)STIRPAT模型研究了不同區(qū)域的碳排放，結(jié)果表明中國(guó)碳排放有明顯的路徑依賴和區(qū)域性。

在選取研究因素方面，基于不同研究目的和側(cè)重點(diǎn)時(shí)學(xué)者們對(duì)影響因素的選取不同（表1）。Mamipour等[7]利用空間杜賓模型研究了影響伊朗30個(gè)省份2009—2014年人均CO2排放的因素，結(jié)果表明人均GDP的空間溢出和城市化的增長(zhǎng)對(duì)各省份人均CO2排放具有顯著負(fù)向影響。徐國(guó)泉等[8]用Divisia分解法分解了中國(guó)人均碳排放，研究發(fā)現(xiàn)能源效率和能源結(jié)構(gòu)在抑制中國(guó)人均碳排放時(shí)都表現(xiàn)為倒“U”型趨勢(shì)，這說(shuō)明我國(guó)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)沒(méi)有根本改變，能源效率與能源結(jié)構(gòu)的抑制作用不能抵消由經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)拉動(dòng)的碳排放增長(zhǎng)。

表1 碳排放影響因素國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)研究方法與指標(biāo)選取

從研究方法來(lái)看，國(guó)內(nèi)外學(xué)者經(jīng)常通過(guò)Kaya恒等式或因素分解模型來(lái)研究碳排放情況，這些方法可以綜合分析各影響因素的大小和方向，尤其是LMDI分解法具有對(duì)處理結(jié)果無(wú)殘差的優(yōu)點(diǎn)，被學(xué)者們廣泛使用。可是由于碳減排問(wèn)題是一個(gè)涉及經(jīng)濟(jì)、能源、社會(huì)、政策、環(huán)境等多方面的復(fù)雜系統(tǒng)，使用傳統(tǒng)的因素分解方法不能更加全面地模擬表示出各因素間的相互動(dòng)態(tài)反饋關(guān)系和復(fù)雜結(jié)構(gòu)。本文使用綜合動(dòng)態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真方法，克服單向計(jì)算和靜態(tài)估算所帶來(lái)的不真實(shí)性，從而對(duì)碳減排問(wèn)題進(jìn)行動(dòng)態(tài)估算和預(yù)測(cè)。

從研究指標(biāo)選取來(lái)看，很多學(xué)者選擇了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、能源結(jié)構(gòu)、能源效率、人口規(guī)模、國(guó)際貿(mào)易等指標(biāo)，將各影響因素對(duì)碳排放的貢獻(xiàn)度進(jìn)行了理清，但對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、科技投入、人均能源消耗和碳匯等指標(biāo)的選取較少，本文對(duì)這些主要指標(biāo)進(jìn)行綜合補(bǔ)充，構(gòu)建了一個(gè)更為全面的包含經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境三方面的碳減排系統(tǒng)。

從研究區(qū)域來(lái)看，大部分文獻(xiàn)都是對(duì)全中國(guó)或某個(gè)具體省份的碳排放情況進(jìn)行研究，還沒(méi)有文獻(xiàn)對(duì)晉陜蒙寧地區(qū)的碳排放進(jìn)行過(guò)研究。

綜上所述，本文以晉陜蒙寧地區(qū)的碳排放作為研究對(duì)象，通過(guò)Vensim軟件構(gòu)建碳減排系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，厘清碳減排系統(tǒng)內(nèi)各因素之間的傳導(dǎo)路徑，綜合考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、科技投入、固定資產(chǎn)投資等因素，預(yù)測(cè)晉陜蒙寧地區(qū)在2019—2030年的碳排放趨勢(shì)，為晉陜蒙寧地區(qū)完成2030年碳減排碳達(dá)峰目標(biāo)提供科學(xué)的對(duì)策建議。

1 晉陜蒙寧地區(qū)碳減排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

1.1 系統(tǒng)邊界及變量的確定

選取人均GDP、能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、人口、人均能耗、科技投入、碳匯、社會(huì)固定資產(chǎn)投資和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等作為主要影響因素，構(gòu)建碳減排系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。模型的主要變量如表2所示，將晉陜蒙寧地區(qū)的碳減排動(dòng)力學(xué)模型劃分為能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三個(gè)子系統(tǒng)，子系統(tǒng)之間相互傳遞信息，又互相影響制約，形成了一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)。

表2 晉陜蒙寧地區(qū)碳減排系統(tǒng)主要變量

1.2 碳減排系統(tǒng)的分析

經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)：GDP、GDP增長(zhǎng)量、科技投入占GDP比值、三次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、三次產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資比例、社會(huì)固定資產(chǎn)投資。經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)重點(diǎn)構(gòu)建了經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化、三次產(chǎn)業(yè)占比變化與碳排放量之間的關(guān)系?？坍?huà)的主線內(nèi)容是：我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)所直接導(dǎo)致的巨大能源消耗量將是未來(lái)拉動(dòng)我國(guó)碳排放快速增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素，由于第二產(chǎn)業(yè)單位增加值所消耗的能源量明顯高于第一、第三產(chǎn)業(yè)，所以降低第二產(chǎn)業(yè)比重促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型有利于能源消耗量的減少，從而減少碳排放量[13]。

能源子系統(tǒng)：能源消費(fèi)總量、三次產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)、三大類一次能源消費(fèi)量及其比例、人口規(guī)模及其比例、生活能源消費(fèi)。能源子系統(tǒng)重點(diǎn)構(gòu)建了能源消費(fèi)與碳排放量之間的關(guān)系，其中主要強(qiáng)調(diào)科技投入技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源效率提高和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的重要作用。其構(gòu)建的主線是：能源消耗主要由居民生活性能源消費(fèi)和生產(chǎn)性能源消費(fèi)組成[14]。人口以及城鄉(xiāng)居民能耗模式等會(huì)直接影響生活能源的消費(fèi)，進(jìn)而影響大氣碳排放量。晉陜蒙寧地區(qū)的人均生活性能源消耗從2004年的0.161噸/人上升至2018年的0.171噸/人。各產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)能耗受技術(shù)水平影響，科技的進(jìn)步有利于提高能源生產(chǎn)利用率，降低碳排放[15]。

環(huán)境子系統(tǒng)：碳排放量、造林面積增加量、碳匯、固碳量。環(huán)境子系統(tǒng)重點(diǎn)構(gòu)建生態(tài)環(huán)境和碳排放量的關(guān)系。其主線是經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響環(huán)境后，政府通過(guò)增加環(huán)保投入來(lái)促進(jìn)生活能耗降低和碳匯增加，達(dá)到減少碳排放量的目的[16]。本文用林業(yè)面積與固碳量的乘積來(lái)表示碳匯[17]。由于林地面積增長(zhǎng)不是按照年度統(tǒng)計(jì)，因而缺失部分年份的真實(shí)數(shù)據(jù)，常出現(xiàn)連續(xù)幾年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)沒(méi)有變化的情況，從而無(wú)法對(duì)其進(jìn)行相對(duì)精確的趨勢(shì)預(yù)測(cè)。故本文通過(guò)計(jì)算得出2004—2018年晉陜蒙寧林地面積年均增長(zhǎng)率0.59%，以此數(shù)值作為2019—2030年林業(yè)面積年增長(zhǎng)率。

從上述分析得出經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境三個(gè)子系統(tǒng)之間存在著復(fù)雜的影響制約關(guān)系：

首先，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境子系統(tǒng)互相影響，高碳排放重工業(yè)的第二產(chǎn)業(yè)比重增加會(huì)直接造成大量能源消耗和環(huán)境污染，環(huán)境質(zhì)量變差又會(huì)反作用于我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展[18]。經(jīng)濟(jì)發(fā)展還能促使科技同步發(fā)展，減少碳排放。

其次，經(jīng)濟(jì)和能源子系統(tǒng)互相影響，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口的增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致居民生活性能源消費(fèi)增長(zhǎng)，大量能源消費(fèi)使得環(huán)境污染加劇，環(huán)境質(zhì)量變差會(huì)促使政府增加環(huán)保投入、宣傳環(huán)保理念和增加碳匯，降低碳排放[19]。

最后，能源與環(huán)境子系統(tǒng)互相影響，化石能源大量消耗會(huì)加速排放各種環(huán)境有害物質(zhì)，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，環(huán)境質(zhì)量變差之后各級(jí)政府開(kāi)始大力優(yōu)化能源生產(chǎn)消費(fèi)結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)清潔可再生能源[20]。

綜合以上分析，促進(jìn)碳減排應(yīng)該主要從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、人口、低碳技術(shù)和碳匯這五個(gè)因素出發(fā)，但人口和林業(yè)增長(zhǎng)都屬于長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)因素，需要進(jìn)行長(zhǎng)期戰(zhàn)略規(guī)劃，因此，選取產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、科技進(jìn)步這三個(gè)因素作為主要調(diào)節(jié)因素[21]。

本系統(tǒng)中的存量包括人口規(guī)模、GDP和林業(yè)面積，流量包括人口增長(zhǎng)率和林地增加量，其余變量都是輔助變量。

2 晉陜蒙寧地區(qū)碳減排系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 系統(tǒng)因果回路圖

根據(jù)之前的分析構(gòu)建出晉陜蒙寧地區(qū)碳減排系統(tǒng)因果回路圖，如圖1所示。

圖1 晉陜蒙寧地區(qū)的碳排放因果回路

由圖1可見(jiàn)，其主要包括四條反饋回路：

回路1：化石能源消耗總量→碳排放量→環(huán)境質(zhì)量→經(jīng)濟(jì)發(fā)展→科技投入→低碳技術(shù)→化石能源消耗比重→化石能源消耗量（正反饋回路）。

回路2：經(jīng)濟(jì)發(fā)展→二產(chǎn)比重→各產(chǎn)業(yè)能耗→能源消耗總量→化石能源消耗量→碳排放→環(huán)境質(zhì)量→經(jīng)濟(jì)發(fā)展（正反饋回路）。

回路3：碳排放量→環(huán)境質(zhì)量→經(jīng)濟(jì)發(fā)展→環(huán)保投入→造林面積增加量→林業(yè)面積→碳匯→碳排放量（負(fù)反饋回路）。

回路4：經(jīng)濟(jì)發(fā)展→環(huán)保投入→居民生活用能→能源消耗總量→化石能源消耗總量→碳排放→環(huán)境質(zhì)量→經(jīng)濟(jì)發(fā)展（正反饋回路）。

模型使用了2004—2018年的歷史數(shù)據(jù)，模擬了2019—2030年各變量的變化趨勢(shì)。系統(tǒng)設(shè)置在初始模擬狀態(tài)下，2019—2030年設(shè)計(jì)的主要調(diào)節(jié)變量三次產(chǎn)業(yè)投資比例因素、能源結(jié)構(gòu)因素和科技投入因素維持2018年情況不變。為了便于工作做出以下假設(shè)，假設(shè)一：三次產(chǎn)業(yè)的增加值主要受社會(huì)固定資產(chǎn)投資影響。假設(shè)二：模型中僅統(tǒng)計(jì)能源消耗產(chǎn)生的碳排放量。假設(shè)三：只對(duì)系統(tǒng)邊界內(nèi)的因素進(jìn)行模擬，不考慮系統(tǒng)外其他變量。

2.2 碳減排模型流圖

根據(jù)系統(tǒng)各因果回路反饋機(jī)制，構(gòu)建并導(dǎo)出Vensim軟件中的系統(tǒng)仿真流圖，系統(tǒng)中共包括流量、存量、輔助變量與常量四種變量，該流圖的主要作用是顯示出各變量之間的函數(shù)關(guān)系和系統(tǒng)仿真。晉陜蒙寧地區(qū)碳減排模型流圖如圖2所示。

圖2 晉陜蒙寧地區(qū)碳減排模型流圖

3 系統(tǒng)特征方程和參數(shù)的確定及模型有效性檢驗(yàn)

3.1 系統(tǒng)特征方程和參數(shù)的確定

根據(jù)2004—2018年統(tǒng)計(jì)年鑒中的相關(guān)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中各產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資與各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、科技投入因素與各產(chǎn)業(yè)單位增加值能源耗用之間的關(guān)系利用計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)軟件Eviews進(jìn)行回歸得到方程式，通過(guò)表函數(shù)的形式將不存在線性相關(guān)關(guān)系的變量考慮進(jìn)模型，整個(gè)模型利用Vensim軟件來(lái)進(jìn)行模擬仿真。

模型中涉及的部分方程：

（1）能源消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放量=(煤炭消費(fèi)量×煤炭排放系數(shù)+石油消費(fèi)量×石油排放系數(shù)+天然氣消費(fèi)量×天然氣排放系數(shù))×44/12。

（2）林業(yè)面積=INTEG(林業(yè)面積增加量,5 908.83)。

（3）碳匯=林業(yè)面積×固碳量。

（4）碳排放量=能源消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放量-碳匯。

（5）GDP=INTEG(GDP增長(zhǎng)量,9 627.31)。

（6）科技投入=科技投入比例×GDP。

（7）人口數(shù)量=INTEG(人口變化量,9 970.89)。

（8）居民生活用能=人均生活能源消費(fèi)×人口數(shù)量。

（9）能源消費(fèi)總量=居民生活用能+第一產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)+第二產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)+第三產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)。

（10）第一產(chǎn)業(yè)增加值=第一產(chǎn)業(yè)投資額×0.778081+1601.08(R2=0.88591)。

（11）第二產(chǎn)業(yè)增加值=第二產(chǎn)業(yè)投資額×1.20183+3419.56(R2=0.93825)。

（12）第三產(chǎn)業(yè)增加值=第三產(chǎn)業(yè)投資額×0.735189+2896.5(R2=0.98853)。

3.2 模型有效性檢驗(yàn)

3.2.1 運(yùn)行檢驗(yàn)

由于關(guān)于碳減排問(wèn)題的影響因素較多且它們之間的相互關(guān)系較復(fù)雜，因而碳減排系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變動(dòng)不敏感，具有一定穩(wěn)定性，晉陜蒙寧地區(qū)的碳減排系統(tǒng)也該具有這樣的穩(wěn)定性。因此，本文以碳排放量為例設(shè)置了仿真步長(zhǎng)為一年、半年、一季度的三種步長(zhǎng)模式進(jìn)行仿真，運(yùn)行結(jié)果顯示模型對(duì)大部分參數(shù)的變化不敏感，這說(shuō)明模型是穩(wěn)定的（圖3）。

圖3 碳減排系統(tǒng)不同步長(zhǎng)運(yùn)行檢驗(yàn)

3.2.2 歷史性檢驗(yàn)

將2014—2018年的歷史數(shù)據(jù)與碳減排模型的初始運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)計(jì)算主要變量的歷史實(shí)際值與系統(tǒng)模擬結(jié)果值之間的相對(duì)誤差可以對(duì)模型有效性進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)相對(duì)誤差小于15%時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論即認(rèn)為該模型有效。本文選取能源消耗總量和能源消耗產(chǎn)生的碳排放量以及碳排放強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，模擬結(jié)果見(jiàn)表3～表5，通過(guò)與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比明顯看出，選取的三個(gè)變量歷史實(shí)際值與模擬結(jié)果值的相對(duì)誤差最大是7.9%，滿足了變量相對(duì)誤差均不超過(guò)15%的要求，即所建模型可信，可進(jìn)行下一步研究。

表3 能源消耗總量模擬值與實(shí)際值的對(duì)照表

表4 能源消耗產(chǎn)生的碳排放量模擬值與實(shí)際值的對(duì)照表

表5 碳排放強(qiáng)度模擬值與實(shí)際值的對(duì)照表

4 晉陜蒙寧地區(qū)碳排放系統(tǒng)情景模擬分析

習(xí)近平主席在氣候雄心峰會(huì)上進(jìn)行了碳中和宣示：到2030年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上。晉陜蒙寧地區(qū)2005年碳排放強(qiáng)度為1.899噸/萬(wàn)元，據(jù)此會(huì)議要求設(shè)定出碳減排目標(biāo)為到2030年晉陜蒙寧地區(qū)的碳排放強(qiáng)度下降到0.665噸/萬(wàn)元以下。

4.1 情景模擬初步設(shè)計(jì)

情景模擬分析是指在改變影響因素的參數(shù)時(shí)，觀察該因素參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)其他變量的變動(dòng)影響，進(jìn)而確定如何才能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。情景模擬分為單維度情景模擬與多維度綜合模擬，單維度模擬主要研究單因素變化時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的貢獻(xiàn)影響情況，多維度綜合模擬主要研究多個(gè)因素同時(shí)變化時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況（表6）。

表6 情景模擬設(shè)計(jì)表

4.2 單因素情景模擬

4.2.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單因素情景模擬

《2030年的中國(guó)》由世界銀行和國(guó)務(wù)院共同發(fā)布，該文件表明在2030年中國(guó)第二產(chǎn)業(yè)所占的比重會(huì)下降至34%，第三產(chǎn)業(yè)則上升至62%。2019年全國(guó)第三產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比為53.9%，而晉陜蒙寧地區(qū)的第三產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比為48.6%，可知與全國(guó)平均水平相比，晉陜蒙寧地區(qū)第三產(chǎn)業(yè)占比較低。相較于第二產(chǎn)業(yè)，第三產(chǎn)業(yè)具有資源消耗少、附加值高、技術(shù)密集等特點(diǎn)，因此大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)是降低碳排放的重要途徑。通過(guò)調(diào)整產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資比例來(lái)改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，然后分析產(chǎn)業(yè)投資比例怎樣影響碳排放和碳排放強(qiáng)度。初始狀態(tài)設(shè)置如前文所示，情景一、情景二、情景三第二產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資占比依次逐年下降、第三產(chǎn)業(yè)固定投資占比變化與之相反，具體參數(shù)如表7所示。

表7 產(chǎn)業(yè)投資比例情景設(shè)置

從圖4、圖5和表8可以看出，對(duì)比初始情景看出，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整程度的逐步變大和時(shí)間推移，情景一、二、三的碳減排量依次變大，但三種情景模擬下，碳排放強(qiáng)度均未達(dá)到目標(biāo)值，這說(shuō)明只調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)無(wú)法在2030年達(dá)到目標(biāo)。雖然第三產(chǎn)業(yè)單位產(chǎn)值產(chǎn)生的碳排放量多于第二產(chǎn)業(yè)，從理論角度應(yīng)該控制第二產(chǎn)業(yè)，但是內(nèi)蒙古和寧夏的工業(yè)水平都低于全國(guó)平均水平，一味降低第二產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資不是適合晉陜蒙寧地區(qū)的減排路徑，不能忽視第二產(chǎn)業(yè)的重要性，而是應(yīng)該對(duì)第二產(chǎn)業(yè)中的資源依賴型產(chǎn)業(yè)、重化工產(chǎn)業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型提質(zhì)，實(shí)施綠色技術(shù)提升和高質(zhì)量發(fā)展，再結(jié)合其他綜合調(diào)控手段，共同發(fā)展第二、第三產(chǎn)業(yè)。

表8 2020—2030年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單維度情景模擬下碳排放量及碳排放強(qiáng)度

圖4 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)情景模擬碳排放量

圖5 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)情景模擬碳排放強(qiáng)度

4.2.2 能源結(jié)構(gòu)調(diào)整單因素情景模擬

根據(jù)《陜西省“十三五”控制溫室氣體排放工作實(shí)施方案》，到2020年，陜西省煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的比重要控制在70%以內(nèi)，天然氣占比提升至13%。晉陜蒙寧地區(qū)煤炭石油消耗比例呈下降趨勢(shì)，天然氣消耗比例呈上升趨勢(shì)，參考此趨勢(shì)，本文設(shè)定2019—2030年具體參數(shù)如表9所示。

表9 能源結(jié)構(gòu)調(diào)整情景的參數(shù)設(shè)定表

從圖6、圖7和表10得出，隨著煤炭和石油占比逐漸降低，碳減排效果明顯，且2030年情景三能源結(jié)構(gòu)高速優(yōu)化情景下碳排放強(qiáng)度降到了0.647 2噸/萬(wàn)元，達(dá)到了目標(biāo)值。這表明，改變能源結(jié)構(gòu)使得晉陜蒙寧地區(qū)的碳排放情況有所緩解，應(yīng)重點(diǎn)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。晉陜蒙寧地區(qū)分布有我國(guó)重要的能源生產(chǎn)基地，但粗放的生產(chǎn)方式使其經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過(guò)多地依賴于煤炭、石油和天然氣的開(kāi)采加工，高能耗使得大氣中的碳排放量急劇增加。晉陜蒙寧地區(qū)地域廣闊，應(yīng)因地制宜：在煤炭資源豐富和煤炭企業(yè)相對(duì)集中的地區(qū)，應(yīng)將減排的重點(diǎn)放在加強(qiáng)節(jié)能減排工作，延長(zhǎng)高價(jià)值環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)鏈；在城市集中地區(qū)，由于良好的技術(shù)水平、科研支持力度和發(fā)展態(tài)勢(shì)較好的制造業(yè)等特點(diǎn)，應(yīng)將減排的重點(diǎn)放在研究開(kāi)發(fā)低碳科技和低碳綠色城市建設(shè)方面；在太陽(yáng)能、風(fēng)能能源豐富的地區(qū)，由于擁有較好的自然環(huán)境和水利條件，因此應(yīng)將重點(diǎn)放在積極探索拓展綠色產(chǎn)業(yè)和可再生能源使用方面的推廣。

表10 2020—2030年能源結(jié)構(gòu)單維度情景模擬下碳排放量及碳排放強(qiáng)度

圖6 能源結(jié)構(gòu)情景模擬碳排放量

圖7 能源結(jié)構(gòu)情景模擬碳排放強(qiáng)度

4.2.3 科技投入單因素情景模擬

2018年晉陜蒙寧地區(qū)的科技投入比為1.37%，初始狀態(tài)設(shè)置可見(jiàn)前文，情景一、二、三的科技投入占比逐年上升，具體參數(shù)設(shè)置如表11所示。

表11 科技投入調(diào)整情景的參數(shù)設(shè)定表

從圖8、圖9以及表12可以看出，從初始情景到情景三科技投入高速發(fā)展情景，科技投入依次增長(zhǎng)，碳排放量和碳排放強(qiáng)度呈明顯下降趨勢(shì)。情景三科技投入高速發(fā)展情景在2030年的碳排放強(qiáng)度為0.664 5噸/萬(wàn)元，達(dá)到了調(diào)控目標(biāo)。晉陜蒙寧地區(qū)的科技研發(fā)能力相比較長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶等地區(qū)較為薄弱，R&D經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度也低于全國(guó)平均水平，只有積極爭(zhēng)取國(guó)家級(jí)研發(fā)平臺(tái)布局和人才引進(jìn)，才能更好地開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物碳?xì)淙剂系刃履茉?，逐步用新能源?lái)代替高碳的傳統(tǒng)能源，改變以煤炭消費(fèi)為主的傳統(tǒng)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造更大減排空間。

表12 2020—2030年科技投入單維度情景模擬下碳排放量及碳排放強(qiáng)度

圖8 科技投入情景模擬碳排放量

圖9 科技投入情景模擬碳排放強(qiáng)度

4.3 多因素綜合調(diào)整情景模擬

從上文的單因素情景模擬分析得出，要實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)，單因素調(diào)控較為不易且具有局限性?？紤]現(xiàn)實(shí)情況，碳減排系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，因此在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)過(guò)程中，應(yīng)考慮各因素之間的互相影響，做出綜合調(diào)控方案。多因素綜合調(diào)整情景模擬將產(chǎn)業(yè)固定投資占比、科技投入占比、能源結(jié)構(gòu)三種因素都考慮到了模擬中，研究多因素變化時(shí)系統(tǒng)各變量的變化，其參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表13，綜合情景模擬碳排放量及碳排放強(qiáng)度見(jiàn)表14、圖10、圖11。

圖10 綜合情景模擬碳排放量

圖11 綜合情景模擬碳排放強(qiáng)度

表13 綜合調(diào)整情景的參數(shù)設(shè)定表

表14 2020—2030年綜合情景模擬下碳排放及碳排放強(qiáng)度

多因素綜合情景共設(shè)置五個(gè)情景，初始情景下，晉陜蒙寧地區(qū)到2030年無(wú)法完成碳減排目標(biāo)，情景一和情景二為雙因素調(diào)整情景，情景三、四為綜合調(diào)整情景。

情景一產(chǎn)業(yè)科技雙調(diào)整情景在初始情景的基礎(chǔ)上提高了第三產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資占比和科技投入占比，在該情景下，晉陜蒙寧地區(qū)2030年碳排放總量為58 574萬(wàn)噸，比初始狀態(tài)減少了3 773萬(wàn)噸，但碳排放強(qiáng)度高于目標(biāo)值。該情景結(jié)果說(shuō)明同時(shí)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和科技投入仍無(wú)法完成減排目標(biāo)。

情景二能源科技雙調(diào)整情景在初始情景的基礎(chǔ)上提高了天然氣消耗占比和科技投入占比，在該情景下，晉陜蒙寧地區(qū)2030年碳排放總量為55 132萬(wàn)噸，比初始狀態(tài)減少了7 215萬(wàn)噸，碳強(qiáng)度為0.668 1噸/萬(wàn)元，基本接近目標(biāo)值。對(duì)比情景一可以發(fā)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)晉陜蒙寧地區(qū)的減排效果較為明顯。

情景三綜合調(diào)整中高速發(fā)展綜合了情景一和情景二，提高了第三產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資占比、天然氣消耗占比和科技投入占比，在該情景下，晉陜蒙寧地區(qū)2030年碳排放總量為54 059萬(wàn)噸，比初始狀態(tài)減少了8 288萬(wàn)噸，碳排放強(qiáng)度為0.634 4噸/萬(wàn)元，低于目標(biāo)值0.665噸/萬(wàn)元。情景三結(jié)果顯示綜合調(diào)整能很好地實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，是比較理想的減排路徑。

情景四綜合調(diào)整高速發(fā)展在情景三的基礎(chǔ)上繼續(xù)提高了科技投入占比，在該情景下，晉陜蒙寧地區(qū)2030年碳排放總量為51 734萬(wàn)噸，比初始狀態(tài)減少了10 613萬(wàn)噸，碳強(qiáng)度為0.607 4噸/萬(wàn)元，遠(yuǎn)低于目標(biāo)值。對(duì)比情景三結(jié)果，情景四是一種較快、較為激進(jìn)的減排路徑。

5 結(jié)果討論與對(duì)策建議

5.1 結(jié)果討論

在設(shè)定情景參數(shù)模擬中，單因素產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、科技投入和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整都很好地促進(jìn)了晉陜蒙寧地區(qū)的碳減排，其中能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的減排效果最好，能源結(jié)構(gòu)中高速優(yōu)化和高速優(yōu)化情景的碳排放量和碳排放強(qiáng)度都明顯低于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與科技投入中高速、高速發(fā)展情景。這是由于在晉陜蒙寧地區(qū)傳統(tǒng)能源依舊占有主導(dǎo)地位，碳排放基數(shù)大，所以能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的減排效果更好，這與王錚和朱永彬[22]提出的應(yīng)大力轉(zhuǎn)變對(duì)煤炭的依賴，倡導(dǎo)低排放能源和低碳節(jié)能政策的結(jié)論一致。這說(shuō)明為實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)，晉陜蒙寧地區(qū)未來(lái)應(yīng)該繼續(xù)積極優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高能源效率。

雙因素調(diào)整情景下，同時(shí)調(diào)控產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和科技投入的減排效果弱于同時(shí)調(diào)控能源結(jié)構(gòu)和科技投入，產(chǎn)業(yè)科技雙調(diào)整情景沒(méi)有完成減排目標(biāo)。這與朱勤等[23]分析認(rèn)為我國(guó)節(jié)能減排的重點(diǎn)策略在于調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，不斷優(yōu)化第三產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比重的結(jié)論不一致，其形成原因是晉陜蒙寧地區(qū)內(nèi)蒙古和寧夏自治區(qū)工業(yè)化仍在繼續(xù)，增加第三產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際效果不如增加第二產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資，且山西、陜西地區(qū)能源產(chǎn)業(yè)和重工業(yè)仍是主要產(chǎn)業(yè)，減排效果不理想。這說(shuō)明為實(shí)現(xiàn)碳減排和經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)，晉陜蒙寧地區(qū)未來(lái)應(yīng)該推動(dòng)第二產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量綠色發(fā)展，加速實(shí)現(xiàn)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換。

綜合調(diào)控下，當(dāng)條件滿足第二產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資比例27.96%，第三產(chǎn)業(yè)固定投資比例達(dá)到65.14%，科技投入比例達(dá)到1.41%，三次能源消耗結(jié)構(gòu)比為52%∶18.5%∶28.5%時(shí)，可以完成2030年碳排放強(qiáng)度目標(biāo)。三因素協(xié)同調(diào)控減排效果好，很好地完成了碳減排目標(biāo)，這與趙明軒等[24]根據(jù)不同經(jīng)濟(jì)分區(qū)的地域差異加強(qiáng)合作，深入融合資本和先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的結(jié)論一致。這說(shuō)明為實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)，晉陜蒙寧地區(qū)未來(lái)應(yīng)該建立區(qū)域協(xié)作平臺(tái)，打破行政壁壘，暢通各類要素流動(dòng)。

5.2 對(duì)策建議

（1）提高傳統(tǒng)能源效率，倡導(dǎo)低排放能源。晉陜蒙寧地區(qū)工業(yè)企業(yè)能源技術(shù)相對(duì)落后，首先應(yīng)該提升傳統(tǒng)能源效率，然后利用晉陜蒙寧地區(qū)豐富的可再生能源自然條件，通過(guò)實(shí)施可再生能源的補(bǔ)貼和稅收返還、提高資源型企業(yè)的市場(chǎng)準(zhǔn)入政策等措施，從以煤為主逐步過(guò)渡到煤炭、石油、天然氣、可再生能源和核能并存的多元能源結(jié)構(gòu)，最后發(fā)展為一種以可再生能源為主體的能源結(jié)構(gòu)。

（2）第二產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提質(zhì)，加大低碳科技投入。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不是只注重發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，第三產(chǎn)業(yè)須以高質(zhì)量的第二產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)，否則會(huì)有過(guò)度投資與重復(fù)建設(shè)的問(wèn)題。晉陜蒙寧地區(qū)應(yīng)該對(duì)第二產(chǎn)業(yè)中的資源依賴型產(chǎn)業(yè)、重化工產(chǎn)業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型提質(zhì)，實(shí)施綠色技術(shù)提升和高質(zhì)量發(fā)展，再結(jié)合其他綜合調(diào)控手段，共同發(fā)展第二、第三產(chǎn)業(yè)。目前，中國(guó)成功研制出世界上最大單機(jī)容量的水電機(jī)組、最大單機(jī)容量的各種系列風(fēng)電機(jī)組、太陽(yáng)能光伏電池的轉(zhuǎn)換效率不斷提高給晉陜蒙寧地區(qū)可再生能源的發(fā)展帶來(lái)了重要機(jī)遇，晉陜蒙寧地區(qū)政府應(yīng)該積極爭(zhēng)取國(guó)家級(jí)研發(fā)平臺(tái)布局和人才引進(jìn)，這樣才能更好地開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物碳?xì)淙剂系刃履茉?，加快科技迭代，引領(lǐng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；\(yùn)營(yíng)，降低可再生能源企業(yè)生產(chǎn)成本，積極引入外商資本參與可再生能源項(xiàng)目建設(shè)。

（3）區(qū)域協(xié)作綜合統(tǒng)籌，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)要素暢通。晉陜蒙寧地區(qū)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較低、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較為落后且產(chǎn)業(yè)同構(gòu)化趨勢(shì)明顯，影響區(qū)域間分工合作和資源配置，但在能源稟賦方面既有豐富的傳統(tǒng)化石能源又富含可再生能源，科技水平發(fā)展不平衡。只有建立區(qū)域協(xié)作平臺(tái)，打破行政壁壘，將各種能源稟賦優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，深入融合資本和先進(jìn)技術(shù)，依托黃河流域高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，才能早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。