任以勝, 李鴻艷, 余芳飛, 郎冬平, 李 淳

(1.安徽師范大學 經(jīng)濟管理學院, 安徽 蕪湖 241002; 2.安徽師范大學 鄉(xiāng)村振興研究院, 安徽 蕪湖 241002)

伴隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展,各個國家對能源的需求持續(xù)增加,致使二氧化碳排放量不斷增加,對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了一系列影響。碳排放量增加主要源于經(jīng)濟擴張,減少二氧化碳排放、實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展已經(jīng)成為國際社會關(guān)注的熱點問題之一[1-2]。當前,中國特色社會主義已經(jīng)進入新的發(fā)展階段,中國經(jīng)濟正處于高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段[3]。面對日益嚴峻的生態(tài)環(huán)境挑戰(zhàn),如何在降低碳排放量的同時實現(xiàn)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展,成為中國亟待解決的關(guān)鍵科學問題。

碳排放一直是學術(shù)界關(guān)注的熱點領(lǐng)域之一,測度碳排放強度是評價區(qū)域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要指標[4]。目前國內(nèi)外對碳排放強度的研究內(nèi)容主要集中在碳排放強度測度[5-6]、空間分布[6-7]、影響因素[8]及收斂性[6,9]等方面;研究尺度由全國尺度[6]、省域尺度[10]、城市群尺度[11]等逐漸向微觀尺度[12-13]與全球尺度[14]轉(zhuǎn)變,不同尺度的碳排放強度具有一定的空間和時間差異性[15];在研究方法方面,主要采用IPCC提供的碳排放核算基本方程[1,16-17]、投入產(chǎn)出法[18]進行碳核算,并利用LMDI模型[19]、EKC模型[20]、STIRPAT模型[13,21]等進行碳排放強度影響因素分析,發(fā)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平、經(jīng)濟發(fā)展和城鎮(zhèn)化率是主要因素。綜上所述,雖然學術(shù)界對碳排放和碳排放強度開展了大量研究,取得了豐碩的研究成果,但對碳排放和碳排放強度的時間演變過程和演化特征的研究尚顯不足。

基于此,采用聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)提供的碳排放測算方法分析全國尺度、區(qū)域尺度的碳排放空間強度,探究不同空間尺度碳排放強度的時間演化特征,以期為降低碳排放量、推動可持續(xù)發(fā)展提供理論支持與決策依據(jù)。

1 研究單元和研究方法

1.1 研究單元

二氧化碳排放是氣體的流動過程,流動環(huán)境并非是一個完整的封閉系統(tǒng)。以全國尺度作為研究單元,能夠準確反映我國碳排放整體水平,但難以發(fā)現(xiàn)碳排放強度的空間分布規(guī)律及其特點。以市級尺度作為研究單元,無法探究二氧化碳的流動特征。由于西藏的二氧化碳消費量數(shù)據(jù)暫缺,所以選擇30個省份(因數(shù)據(jù)缺失,未包括西藏地區(qū)和港澳臺地區(qū))作為研究單元,探究碳排放強度的時空演化特征。在此基礎(chǔ)上,探究華東地區(qū)(上海、江蘇、浙江、安徽、福建、江西、山東)、華北地區(qū)(北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古)、西北地區(qū)(陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆)、東北地區(qū)(黑龍江、吉林、遼寧)、華中地區(qū)(河南、湖北、湖南)、華南地區(qū)(廣東、廣西、海南)、西南地區(qū)(重慶、四川、貴州、云南)等七大地理區(qū)域的碳排放強度演變特征。

1.2 研究方法

碳排放量是指在生產(chǎn)、運輸、使用及回收該產(chǎn)品時所產(chǎn)生的平均溫室氣體排放量,通常采用IPCC提供的方法進行估算[1,22],這種方法適用于國家、省份、城市等宏觀尺度。溫室氣體主要以二氧化碳為主,選取根據(jù)煤炭、石油、汽油、煤油、柴油、天然氣等8種能源的碳消費量估算碳排放量,其計算公式為

(1)

式中:CE為8種能源的CO2排放總量,億t;Ei為第i種能源的消費量,kg·m3,NCVi為第i種能源的平均低位發(fā)熱量,KJ/(kg·m3);CEFi為第i種能源的CO2排放系數(shù),kg-CO2/TJ(表1)。

表1 各類能源的平均低位發(fā)熱量與CO2排放系數(shù)

碳排放強度是指單位生產(chǎn)總值增長帶來的二氧化碳排放量,即8種能源的碳排放量與當年國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)之比,其計算公式為

CInj=CEnj/GDPnj

(2)

式中:CInj為碳排放強度為第n年第j省域的碳排放強度,t/萬元;CEnj為第n年第j省域的碳排放量;GDPnj為第n年第j省域的GDP。

1.3 數(shù)據(jù)來源

2010—2019年各省份煤炭、石油、汽油、煤油、柴油、天然氣等8種能源的消費量數(shù)據(jù)來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒》;各類能源的平均低位發(fā)熱量來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒2020》;各類能源的CO2排放系數(shù)來源于《2006年國家溫室氣體清單指南》;2010—2019年各省份國內(nèi)生產(chǎn)總值來源于《中國統(tǒng)計年鑒》。

2 全國尺度碳排放強度的時間演化特征

2.1 8種能源碳排放量時間演化特征

2010—2019年,8種能源的碳排放量各不相同。其中,煤炭的碳排放量在總排放量中占比最多,年平均約占67.91%;天然氣的碳排放量在總排放量中占比最少,年平均約占0.34%。

天然氣、煤油、汽油、原油4種能源的碳排放量呈現(xiàn)逐年增長趨勢,分別從2010年的0.252億t、0.563億t、2.897億t、13.519億t增加到2019年的0.634億t、1.211億t、4.690億t、20.106億t(表2)。為保護生態(tài)環(huán)境,國內(nèi)逐步加快天然氣的開發(fā)利用,促使天然氣排放量增加。煤油分為動力煤油和照明煤油等,歸屬于動力煤油的航空煤油在煤油消費總量中占比高達90%。在經(jīng)濟全球化背景下,航空運輸相比鐵路等運輸方式占有絕對的時間優(yōu)勢,帶動了煤油消費量的消耗。2009年國家提出擴大內(nèi)需、汽車下鄉(xiāng)等政策,加大了大眾對汽車的購買需求,使汽油能源的消費量增加。2010年以來,材料工業(yè)快速發(fā)展,拓寬了行業(yè)發(fā)展范圍,衍生了多樣化產(chǎn)品,原油消費量增加。

表2 2010—2019年全國8種能源的碳排放量

柴油碳排放量呈現(xiàn)先增長后保持平穩(wěn)的趨勢。柴油碳排放量從2010年的5.174億t增長至2012年的5.818億t。2013年以后,柴油碳排放量逐漸保持相對平穩(wěn)。柴油主要作為拖拉機、大型汽車、內(nèi)燃機車及土建、挖掘機的動力燃料,相比于汽油、柴油更加節(jié)能環(huán)保。2010—2013年我國柴油車相對增長了23%,柴油消費量不斷上升,造成了嚴峻的環(huán)境問題,國家逐步開始發(fā)展鐵路和水路運輸不斷降低柴油的消費量。

燃料油碳排放量整體呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。燃料油碳排放量從2010年的1.475億t增長至2017年的2.426億t;2018—2019年燃料油碳排放量不斷減少,下降至1.519億t。隨著工業(yè)快速發(fā)展,地方煉廠產(chǎn)能和港口航運業(yè)規(guī)模不斷擴大,導致對原料需求增加,致使燃料油排放量不斷上升。2018年受油價支撐、供需面及政策面影響,燃料油產(chǎn)出率和開工率下降,國內(nèi)燃料油短缺,逐步降低了燃料油的碳排放量。

焦炭、煤炭碳排放量整體呈現(xiàn)先增長后減少再增長的“N形”變化趨勢。受2009年全球金融危機的影響,國外各地對焦炭的需求量減少并限制中國出口。2010年,出口逐步恢復,焦炭的需求量開始有所反彈。2013年,在“十二五”規(guī)劃的促進下,煉鐵技術(shù)不斷進步,鋼積累量日益累加,返回的廢鋼不斷增多,可代替生鐵煉鋼,降低了焦炭的能源消費。

煤炭作為中國能源消費的主要來源,不僅廣泛應用于工業(yè),也大量應用在居民生活中,2010—2012年煤炭需求持續(xù)增長。為緩解日益嚴峻的環(huán)境問題,2013年國務院頒布《大氣污染防治行動計劃》,要求嚴格控制煤炭消費量。提升煤炭資源利用效率,發(fā)展清潔能源,從經(jīng)濟高速發(fā)展逐步過渡到經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。2017年,建筑、運輸行業(yè)快速發(fā)展,鋼鐵需求量增加,刺激了焦炭、煤炭消費量的增長。

2.2 全國碳排放量時間演化特征

全國二氧化碳排放量從2010年的110.93億t增長至2019年的139.25億t,整體呈現(xiàn)逐年增長趨勢(圖1)。

圖1 2010—2019年中國碳排放量變化趨勢

急劇增長階段:2010—2011年全國碳排放量增速很快,高達10.72%。金融危機的爆發(fā),致使中國經(jīng)濟開始下滑,國家更加重視發(fā)展工業(yè)。在工業(yè)快速發(fā)展過程中,石油、煤油、煤炭等能源的大量使用,加劇了二氧化碳的排放。

相對平穩(wěn)階段:2012—2016年全國碳排放量增速較緩,甚至2012—2013年出現(xiàn)了負增長,增速為-0.59%?！笆濉币?guī)劃重點強調(diào)加快資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè),在發(fā)展經(jīng)濟的同時高度重視生態(tài)環(huán)境的保護。各級政府貫徹落實科學發(fā)展觀,實施區(qū)域環(huán)境保護戰(zhàn)略,加強環(huán)境監(jiān)管力度、開展重大環(huán)保工程、加大對可再生能源的投資,嚴格控制能源的消費使用,促使碳排放量保持相對平穩(wěn)狀態(tài)。

快速增長階段:2017—2019年全國碳排放量快速增長,增速保持在2%～3%。2017年以后,全球工業(yè)生產(chǎn)周期性回升,中國經(jīng)濟開始逐步回暖,致使工業(yè)能源消費量增長,碳排放量呈現(xiàn)逐年增長態(tài)勢。

2.3 全國碳排放強度時間演化特征

全國碳排放強度從2010年的2.68 t/萬元下降到2019年的1.42 t/萬元,整體呈現(xiàn)下降趨勢(圖2)。2010—2019年,二氧化碳排放量從110.93億t增長至139.25億t,增速達25.53%;國內(nèi)生產(chǎn)總值從414 157.6億元增長至980 622.7億元,增速高達136.78%。GDP的增速大于碳排放量的增速,致使全國碳排放強度呈下降趨勢。中國始終堅持綠色發(fā)展理念,不斷加大節(jié)能、環(huán)保方面的財政投入,鼓勵發(fā)展低碳技術(shù)、開展低碳發(fā)展試驗試點。各類企業(yè)積極響應國家號召,不斷創(chuàng)新生產(chǎn)研發(fā)機制,提升能源的利用效率。通過優(yōu)良的政策和有力的監(jiān)督,在國家與全社會的共同努力下,中國的碳排放治理取得了顯著成效。

圖2 2010—2019年中國碳排放強度變化趨勢

3 區(qū)域尺度碳排放強度的時間演化特征

2010—2019 年七大區(qū)域碳排放強度整體呈現(xiàn)下降趨勢,但區(qū)域間仍存在較大差距,總體呈現(xiàn)“東高西低、北高南低”的空間分布格局。西北地區(qū)、華北地區(qū)和東北地區(qū)碳排放強度較高,華東地區(qū)、華中地區(qū)、華南地區(qū)和西南地區(qū)碳排放強度較低(圖3)。

圖3 2010—2019年中國七大區(qū)域碳排放強度

西北地區(qū)、華北地區(qū)和東北地區(qū)是全國重要的能源儲備地和開發(fā)地,經(jīng)濟結(jié)構(gòu)一直以高耗能的工業(yè)為主,資源依賴情況嚴重。2015年以后,三大區(qū)域因地制宜,探索差異化的減排策略。西北地區(qū)大力發(fā)展文化旅游等現(xiàn)代服務業(yè),注入經(jīng)濟發(fā)展新動力,綠色低碳發(fā)展取得顯著成效。華北地區(qū)通過設(shè)立雄安新區(qū)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)空間重組,減少高耗能產(chǎn)業(yè)數(shù)量,加快高污染產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,降低區(qū)域碳排放強度。東北地區(qū)作為老工業(yè)基地,不斷加快經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級,但轉(zhuǎn)型路徑不清晰且進度緩慢,造成大量資源浪費,碳排放強度減幅較小。

華東地區(qū)、華中地區(qū)、華南地區(qū)和西南地區(qū)不斷加快傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)改革進程,加強煤炭高效開采和新能源高效利用,積極發(fā)展新興產(chǎn)業(yè),促使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從“二三一”模式向“三二一”模式轉(zhuǎn)型。華東地區(qū)通過工程減排、管理減排和結(jié)構(gòu)減排,使碳排放強度維持在較低水平。華中地區(qū)各省份量體裁衣,河南、湖南重在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),大力扶持“低能耗、高產(chǎn)出”的產(chǎn)業(yè);湖北大力發(fā)展節(jié)能減排技術(shù),提高能源利用效率。華南地區(qū)利用沿海資源大力發(fā)展清潔能源,其中廣東積極探索碳排放節(jié)能減排路徑,率先啟動碳排放權(quán)交易;廣西和海南深入開展現(xiàn)代特色農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)等低碳產(chǎn)業(yè),培育綠色發(fā)展新道路。西南地區(qū)作為西部大開發(fā)的主要區(qū)域,重點發(fā)展水電、光電、風力、天然氣等新能源項目,實現(xiàn)能源資源的跨區(qū)域優(yōu)化配置,在經(jīng)濟發(fā)展的同時大幅降低碳排放強度。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

基于IPCC提供的碳排放測算方法,分析了2010—2019年全國尺度、區(qū)域尺度的碳排放空間強度變化特征,得出以下結(jié)論:①全國8種能源碳排放量變化趨勢存在顯著差異。天然氣、煤油、汽油、原油的碳排放量逐年增長;柴油的碳排放量先增長后保持平穩(wěn);燃料油的碳排放量出先增加后減少;焦炭、煤炭兩種能源的碳排放量呈現(xiàn)“N形”變化趨勢。②全國碳排放強度呈現(xiàn)逐年下降趨勢,且碳排放量不斷上升,呈現(xiàn)急速增長(2010—2011年)、相對平緩(2012—2016年)、快速增長(2017—2019年)三個階段。③七大區(qū)域碳排放強度整體呈現(xiàn)下降趨勢,總體呈現(xiàn)“東高西低、北高南低”的空間分布格局。

4.2 建議

根據(jù)上述分析結(jié)論,結(jié)合二十大報告提出的“推動綠色發(fā)展,促進人與自然和諧共生”,針對碳排放發(fā)展提出以下建議。

第一,加快技術(shù)革新,正確處理發(fā)展和減排的關(guān)系。節(jié)能減排是實現(xiàn)我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必由之路。應加大節(jié)能減排資金投入力度,加快低碳技術(shù)集成與優(yōu)化,構(gòu)建綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新體系。優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu),采取能源替代、可再生能源等技術(shù)加大清潔能源在能源消費中的占比,構(gòu)建清潔低碳能源體系。提高能源利用效率,淘汰高耗能、高消費的生產(chǎn)技術(shù),加快發(fā)展綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系,確保能源節(jié)約集約利用。

第二,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),統(tǒng)籌規(guī)劃整體和局部的關(guān)系。深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,大力發(fā)展新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、綠色低碳產(chǎn)業(yè),強化延鏈、串鏈、補鏈、強鏈,推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)綠色低碳轉(zhuǎn)型升級。依托區(qū)域能源優(yōu)勢,加快風電、光伏發(fā)電等新能源開發(fā)利用,推進重點領(lǐng)域節(jié)能提效,構(gòu)建具有區(qū)域特色的綠色能源產(chǎn)業(yè)體系,實現(xiàn)綠色能源優(yōu)勢向地方發(fā)展優(yōu)勢的轉(zhuǎn)變。加強空間協(xié)同調(diào)控,探索減污降碳協(xié)同增效技術(shù),開展減污降碳協(xié)同創(chuàng)新活動,推動綠色低碳產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

第三,踐行可持續(xù)發(fā)展,充分把握短期和長期目標的關(guān)系。立足當下,各地區(qū)各行業(yè)要學習好、宣傳好各項節(jié)能減排政策,認識節(jié)能減排工作的重要性,制定科學合理的碳達峰碳中和工作的“時間表”“路線圖”。從長期來看,提高全民節(jié)能減排意識,轉(zhuǎn)變高耗能、高污染的傳統(tǒng)經(jīng)濟發(fā)展模式,發(fā)揮稅收激勵和約束作用,創(chuàng)新財稅獎懲激勵機制,建立健全綠色發(fā)展財稅保障機制;加大對碳減排技術(shù)的投資,開展可再生能源發(fā)電、碳捕集、先進儲能等核心技術(shù)的研發(fā)。

第四,堅持雙輪驅(qū)動,科學認識政府和市場的關(guān)系。實現(xiàn)碳排放峰值和碳中和目標,必須堅持“有為政府”和“有效市場”的雙輪驅(qū)動。發(fā)揮市場在能源資源配置中的決定性作用,加快建設(shè)排污權(quán)、碳排放權(quán)、用能權(quán)的交易市場,搭建碳排放權(quán)交易平臺,開展碳金融衍生品交易,構(gòu)建碳排放統(tǒng)計核算體系,引導市場主體綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。發(fā)揮政府監(jiān)督和調(diào)控職能作用,加快建立碳排放權(quán)交易的法律法規(guī)和制度體系,引導社會資本的綠色化投資,推動資金、稅收等政策從供需兩端協(xié)同發(fā)力,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的綠色轉(zhuǎn)型升級。