郭海兵 孟 晨

江蘇海洋大學理學院 江蘇 連云港 222005

2020年12月，中央經濟工作會議明確提出做好碳達峰、碳中和工作，這是2021年八項重點任務之一。碳達峰是指二氧化碳排放量達到歷史最高值，然后經歷平臺期進入持續(xù)下降的過程，標志著碳排放與經濟發(fā)展實現脫鉤。所謂碳中和是指某個地區(qū)在一定時間內（一般指一年）人為活動直接和間接排放的二氧化碳，與其通過植樹造林等吸收的二氧化碳相互抵消，實現二氧化碳“凈零排放”[1]。

1 研究方法與數據來源

1.1 碳排放測算方法

由于目前缺乏對碳排放數據的直接獲取方法，這里采用IPCC在其《國家溫室氣體排放清單指南》中使用的碳排放系數測量算法，根據能源消耗和碳排放系數來估計碳排放總量，如下所示：

表1 各類能源的轉化數值與碳排放系數

1.2 碳排放驅動因素分解方法

影響碳排放因素有很多，綜合各個文獻，主要歸納為經濟發(fā)展水平，產業(yè)結構，能源消費結構，人口規(guī)模等。LMDI模型是一種用于解析能源消費變化的方法。它可以將能源消費的變化分解為多個因素的貢獻度，從而幫助人們更好地了解和解決能源消費問題。這里采用LMDI模型分析這幾個因素對于連云港市碳排放的影響。

其中，i表示能源種類，j表示不同產業(yè)或居民消耗類型。由于不同種類能源對應的碳排放系數不變，所以本位假設碳排放系數U給碳排放總量帶來的變化為0。表2給出了各國變量的定義。

表2 LMDI模型變量定義表

下面我們帶入連云港市2010-2019年數據對照以上公式算出各個因素影響程度的大小，結果如表3所示。

表3 連云港市2010-2019年能源消費結構

由于2011年碳排放數據與2010年數據相差不大，所以造成2011年數據偏大。但總的來說數據符合實際。人口規(guī)模與碳排放呈正相關，人口規(guī)模越大，碳排放量越大。但從數據上來人口規(guī)模造成的影響較小，從整個經濟社會發(fā)展來看，隨著人口老齡化加劇，將會造成大的潛在威脅。能源強度與產業(yè)結構和技術水平密切相關，能源強度越小代表技術水平越高，碳排放量越少。從整個樣本期來看，能源強度效應為正，表明單位產值的能耗仍然較高，整體生產技術水平還需要提高。從能源消費結構上來看，它的影響最大，煤炭占比越高，碳排放量越大，所以要想早日實現碳達峰，就要進一步優(yōu)化能源消費結構，切實減少化石能源消費比例，加快能源的發(fā)展。經濟活動效應反映的是經濟規(guī)模的擴大對碳排放變化的作用情況，從樣本數據可以看出，經濟活動與碳排放呈正相關且影響巨大，連云港市要想早日實現碳達峰，需早日拓寬經濟來源渠道。

1.3 碳排放預測模型選擇

為了預測未來碳排放趨勢，我們建立碳排放的預測模型，以制定長期的碳排放控制和減排計劃。這里采用STIRPAT模型。STIRPAT模型通過因素對環(huán)境的影響進行定量分析，找出主要的影響因素，并對其進行針對性的調整和管理，從而達到降低環(huán)境壓力、促進可持續(xù)發(fā)展的目的，是一個用于分析人類活動對環(huán)境影響的經驗模型

公式如下：

C是指碳排放量，Q是指人均GDP，P是指人口規(guī)模，I是指能源強度，M是指能源消費結構，這些都是表格二提到的相關變量。a表示常系數，s表示產業(yè)結構也就是第二產業(yè)產出占總經濟之比，Ur表示城鎮(zhèn)人口占總人口之比，e表示標準誤差。計算結果如下表。

從表4可以看出，這幾個變量之間存在著嚴重的多重共線性。OLS不能基于STIRPAT模型給出穩(wěn)定的回歸方程。為了克服因素本身存在的相關性問題，采用嶺回歸的辦法，以犧牲掉部分擬合精度，來獲取更符合實際情況的系數。通過觀察嶺跡圖，以方差擴大因子法得K=0.181作為參數，得到方程如下：

表4 普通最小二乘回歸結果

圖1 嶺跡圖

圖2 實際值與預測值的碳排放對比

1.4 不同場景下的連云港市碳排放趨勢預測

基于國家發(fā)展和改革委員會能源研究所的情景設置作為參考方法：通過估計人口規(guī)模、人均GDP，城市化水平等眾多影響因素設置了三種場景：高速、中速和低速，報告的基準年為2019年，估計連云港市2020年到2050年的二氧化碳排放量。具體設置見表5。

表5 不同減排情景的相關設置

根據設定的情景，結合STIRPAT模型，對連云港市2020-2050碳排放進行預測。

從圖3可以看出，連云港市在常規(guī)的情景下大約在2035年前迎來碳排放的最大值。從碳達峰時間來看，高速發(fā)展模式下，將會在2030年達到碳達峰，其后的減排速率也是三種模式中最快的。低速發(fā)展模式下，將會在2040年達到峰值，其后的減排速率也是最慢。中速模式位于二者之間，將會在2035年左右達到峰值，減排速率相較于低速快，但也遠慢于高速。高速模式也就是GDP高速增長，隨著產業(yè)結構的變化，能源結構的調整，在連云港市后期工業(yè)發(fā)展情況中，經濟增長不會造成碳排放的增加，對于連云港市的碳排放也能很好控制。低速模式也就是低經濟增長，高碳排放。這將導致經濟和社會增長放緩，能源消費強度和技術水平停滯，人口增長緩慢，經濟嚴重失衡，二氧化碳排放難以控制。而中期發(fā)展模式處于這兩種之間。因此，高速發(fā)展規(guī)劃最適合連云港市的發(fā)展形勢。它不僅可以實現經濟社會的快速發(fā)展，還可以控制社會碳排放[2]。

圖3 連云港市不同情景下的碳排放

2 對策建議

提高對綠色低碳發(fā)展意識、適當管理人口增長。連云港市應該搞好上層意識，推動綠色經濟發(fā)展，將低碳生活意識切實貫行到生活中去。人口的增長對于碳排放影響是顯著的，連云港市應在響應國家政策的基礎上，做好長期規(guī)劃并負擔起監(jiān)督的職責，以促進人口平穩(wěn)增長。

推動傳統產業(yè)升級。連云港市作為一個以重工業(yè)發(fā)展為主的城市，能源結構對于碳排放起著舉足輕重的效果。傳統產業(yè)多以煤炭，焦炭為主，應加快傳統產業(yè)的改造升級，促進第三產業(yè)的發(fā)展，推動清潔能源的利用，激發(fā)經濟增長新動能。

加大節(jié)能減排科技投入，突出重點領域技術創(chuàng)新。聚焦連云港優(yōu)勢主導業(yè)，加強國際協作。實現連云港的產業(yè)發(fā)展技術體系，促進碳利用[3]。

3 結語

碳達峰與碳中和緊密相連，碳達峰是二氧化碳排放量由增轉降的歷史拐點。達峰時間的早晚和峰值的高低直接影響碳中和實現的時長和實現的難度。預測碳達峰的時間和速度對于氣候變化很有意義。選擇研究碳排放對象則需要考慮多方面因素，如數據可獲得性、區(qū)域代表性、政策關注度等。在此條件下，我們選取了連云港市。通過對連云港市碳排放影響因素的研究，對該城市的碳排放管理和減排乃至對全國范圍內的碳排放控制提供了參考價值。