重庆市碳排放量测度及影响因素分析:1998~2008
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摘要：依据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)碳排放计算指南中的计算公式和碳排放系数缺省值，计算了重庆市1998～2008年的能源消费碳排放量和碳排放强度。并分别分析了经济增长、产业结构调整、能源结构调整和能源效率改进对重庆市碳排放强度的影响，结果表明：经济增长和产业结构调整提高了碳排放强度，能源结构调整对碳排放强度影响不显著，能源效率改进是导致碳排放强度下降的关键原因。
关键词：碳排放强度；能源结构：能源效率
中图分类号：F29；X502
文献标志码：A
文章编号：1007－519412010)03－0106－05
全球气候变暖已成为危害未来人类社会生存和发展的重要因素，国际社会普遍认同减少温室气体排放尤其是二氧化碳排放是解决该问题的最佳途径。然而以解决后京都时代国际社会法定减排问题为目的而召开的哥本哈根气候变化大会(丹麦，2009)却以失败而告终，这使得2012年后全球碳减排问题可能遭遇法律真空，将为资金、技术和管理能力占据优势的发达国家开征碳关税提供充足的理由。美国劳伦斯伯克利国家实验室研究发现，中国2006年与能源有关的碳排放量已超过美国，中国政府自愿积极承担国际减排义务，已于2009年11月26日正式对外宣布控制温室气体排放的清晰量化目标，决定到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％～45％。由此看来无论从外部压力还是从内部经济结构转型的需要来说，发展低碳经济已成为我国经济发展的必然选择。而重庆是我国重要的重工业基地和最大的中央直辖市，也是全国统筹城乡综合配套改革试验区之一，担负着在一些重点领域大胆创新，探索实践，为区域乃至全国积累好的发展经验的历史重任。所以测度重庆碳排放量并研究其影响因素显得尤为重要，能够有效挖掘重庆降低碳排放的空间和方向，为重庆发展低碳经济提供基础性研究，有利于重庆改变经济增长方式，也将为中国经济转型提供示范样板。
一、文献综述
纵观国内外学者在碳排放方面的研究，主要集中在以下三个方面：王中英(2006)、杜婷婷(2007)等采用库茨涅茨曲线(EKC)模拟经济发展与碳排放之间的关系，并认为碳排放与收入水平之间遵循倒“U”曲线关系、“N”型关系；朱永彬(2009)等在内生经济增长模型Moon-Sonn基础上进行改进，从理论上得到了最优经济增长率与能源强度之间存在倒“U”曲线关系的必要条件，即能源的产出弹性小于0.5，以上研究侧重探讨碳排放与经济增长之间的关系。在碳排放机理方面：徐国泉(2006)等采用对数平均权重DVISIA分解法，定量分析了能源结构、能源效率和经济发展对我国人均碳排放的影响，得出能源效率对我抑制我国碳排放的作用在减弱，以煤为主的能源结构未发生根本性变化，能源效率和能源结构的抑制作用难以抵消由经济发展拉动的碳排放量增长；林伯强(2007)等该文采用协整技术研究中国煤炭需求的长期均衡关系，估计出中国煤炭需求的长期收入弹性、价格弹性、结构弹性以及运输成本弹性，尤其是工业结构的调整，哪怕是微调，也会对煤炭需求有很大的抑制作用；田志勇(2009)等运用信息熵理论，测算出在以各类能源探明储量为关键指标的前提下，我国以煤炭为主的能源消费结构是占优能源消费结构的结论，并提出节能减排的关键是提高煤炭利用效率和清洁利用问题研究；Lenung D Y C(2000)等对香港二氧化碳和甲烷的排放进行定量化分析，显示煤是二氧化碳的最主要来源；王铮(2008)等对全国各省区的碳排放进行了核算，并在省级尺度上对中国碳排放进行对比，发现碳排放较高的省份集中在消费结构以煤为主的地区，也就是能源消费结构对碳排放有重要影响。除此之外，张健(2009)等研究了碳税和碳排放权交易机制对我国各行业的影响，并得出合理的碳交易机制可以在一定程度桑缓解间接碳税对我国能源行业的影响的结论；顾朝林(2009)等研究了低碳城市规划进展并强调了其对发展低碳经济的关键作用，这些研究填补了我国控制碳排放制度设计的空白。然而专门针对政府发展规划的具体执行部门和监督部门的省级行政区碳排放研究并不多见，仅有帅通(2009)和赵敏(2009)等对上海市能源消费碳排放情况做过研究。本文将在上述研究基础上，测度重庆市1998―2008年碳排放量并对其影响因素进行研究。
二、碳排放量测度及趋势
(一)数据来源及测度方法
采用《重庆统计年鉴》1998～2008年中的能源数据。计算碳排放量时主要考虑以下几方面：1.只计算终端能源消费产生的碳排放；2.不计加工转换过程、运输和输配损失能源的碳排放；3.计算碳排放时统计年鉴只分煤炭、天然气、油料和电力四大类，本文测算碳排放时采用了各类能源的平均碳排放系数，这是基于统计数据的次优选择，由于本文侧重于研究年度变化趋势，故可以忽略此选择对研究结论的影响。
能源消费碳排放量根据IPCC碳排放计算指南，并结合重庆市统计数据的特点，采用以下方法计算碳排放量：A=∑Ck×Ik
式中A为碳排放量，单位104t；Ck为能源消费量，按标准煤计，单位104t标煤；Ik为能源碳排放系数，单位(104t)／(104t标煤)；k为能源种类，取11类。重庆市主要能源消费的碳排放系数来源于IPCC碳排放计算指南缺省值，原始数据以J为单位，为与统计数据单位一致，将能量单位转化成标准煤，具体转化系数为1×104t标准煤=2.93×105GJ，各种能源的碳排放系数(见表1)。
碳排放强度表示碳排放量与GDP的比值，由于经济发展过程中价格不断变化，以现价GDP计算的单位碳排放量不能直接比较，所以需要采用GDP可比价。计算方法：1998―2008年的GDP以1990年作为价格基准年，即将各年度GDP通过价格指数转化为价格基准年可比价。我国并没有公布正式的GDP价格平减指数，研究者需要根据研究目的，选择适当的方法来测算。根据重庆市公布的数据，文中价格指数为居民消费价格总指数和商品销售价格总指数的平均值。
(二)碳排放量变动趋势
近十年来重庆市碳排放量随GDP的增长逐年增长，由1998年的1.337×107t增长到2008年的3.202×107t，年均增长率为8.26％。图一显示碳排放量与GDP增长趋势相同，2003年后能源消费碳排放量增长速率明显加快，2006年后增长速率开始有下降趋势，这与国家“十一五”规划要求的节能 减排政策相符合。作为衡量单位GDP碳排放量指标的碳排放强度，十年来总体下降，从1998年的2.051／104元GDP，下降到2008年的1.50t／104元GDP，下降了26.83％，平均年下降率2.88％。如果要完成中国政府承诺的2020年藏排40％的最低目标，重庆必须在现有下降速率的基础上提高20.14％。何建坤等(2004)的研究认为，碳排放强度的下降率大于GDP的增长率时才能实现二氧化碳的绝对减排。比较发现，1998年到2008年的碳排放强度下降率远小于GDP的增长率11.36％，远不能实现碳绝对减排，图一也显示了碳排放量的增加趋势。
三、碳排放量影响因素分析
碳排放系统是一个复杂的系统，主要分为自然碳排放系统和人为碳排放系统，本文主要研究人为碳排放系统。影响碳排放的因素非常多，如科技进步、国际贸易、固定资产投资、资源丰富程度等都会影响到碳排放量，但归纳起来所有因素都会通过经济增长、产业结构、能源结构、能源效率中的一个或者多个因素体现出来，因此本文主要探讨这几个方面对重庆碳排放量的影响。
(一)经济增长
经济增长推动碳排放增长的作用机理是经济增长首先导致能源消费量的增长，进而促进碳排放量的增长。这个传导过程成立的条件是经济增长处于粗放型增长阶段，能源结构基本稳定且没有出现重大技术创新，重庆经济正处于这样的发展阶段(许秀川等，2008)。一般用能源消费弹性系数即能源总量增长速度与国内生产总值增长速度之间的比值来定量反映经济增长对能源消费量的影响，本文借鉴能源消费弹性系数的计算方法，测算了对应的能源碳排放弹性系数即能源碳排放增长速度与国内生产总值增长速度之间的比值来定量反映经济增长对碳排放的影响。
通常情况下，发展中国家经济发展初期能源消费弹性系数大于或者接近1，发达国家能源弹性系数小于或者接近0.5，表示经济增长在经济发展初期对能源消费增长影响显著(王中英，2006)。按照同样的思路，能源碳排放弹性系数也有相同的测量意义，图二显示重庆市能源碳排放弹性系数与能源消费碳排放系数基本同步变动，且基本都在0.5以上，十年来平均分别为0.76和0.79，表明经济增长对重庆碳排放量起促进作用，不利于降低碳排放强度。
(二)产业结构
产业结构对碳排放的影响主要是由于各产业能源消费密度不同，如能源密度高的产业在国民经济中占有较大比重且上升较快(史丹，1999)，在能源结构和技术因素既定的前提下，碳排放量就会上升较快。
图三演示了重庆市1998―2008年各产业生产总值占比的变化情况。第一产业占总GDP的比重由1998年的20.9％下降到2008的11.3％，下降了9.6个百分点；第三产业占总GDP的比重由1998年的40.3％波浪上升到2006年的45.3％后，急速下降到2008年的41％；第二产业的比重却从1998年的38.8％上升到2008年的47.7％，上升了8.9个百分点。分析表明，近十年来重庆产业结构变动基本上属于一二产业之间的互相替换，也就是在GDP构成当中第一产业减少份额基本被第二产业增加份额所替代，而第三产业比重基本没有改变。以2008年为例，第二产业单位GDP能耗分别是第一产业的3倍，第三产业的4倍，并且第二产业是能源构成中以高碳排放的煤、石油和天然气为主，表明三次产业结构变动对重庆碳排放量有促进作用。并且从变动趋势来说，产业结构向更不利于减少碳排放强度的方向发展。
(三)能源结构
近十年来重庆碳排放量成指数增长，且总碳排放量和煤类能源碳排放量高度相关(见图四)，1998年到2008年间煤类能源碳排量占总碳排放量的比例始终维持在80％以上，而天然气和油料能源的碳排放量也处于稳定的状态，也就是说在最近10年间重庆能源碳排放量的构成基本没有改变。
平均碳排放系数等于碳排放量与能源消费量的比值，由于一种能源本身的碳排放系数基本不会改变，当低碳能源所占比例增加时，平均碳排放系数将下降，反之亦然，能够体现能源结构调整对碳排放量的影响。1998年到2008年平均碳排放系数最高年份为0.639104t／104t标煤，最低年份为0.617104t／104t标煤，且围绕0.628104t／104t标煤的均线成上下波动趋势(见图四)。
同时，尽管重庆能源消费总量从1998年的2119.46104t标煤，增长到了2008年的5091.52104t标煤，年均增长速度达到8.29％，略低于GDP增长速度，但是图五显示的能源消费结构却基本没有改变，尤其是高碳排放煤类能源的比例基本维持在65％的比例，清洁能源如电力维持在10％左右，这与上面碳排放量构成分析完全一直。由此可知，在过去10年的时间里，没有任何证据表明重庆市能源消费结构对控制碳排放量有积极影响。
(四)能源效率
能源效率也称能源消耗强度一般采用万元GDP标准煤能耗量来表示，即e=E／r，其中e表示能源效率，E表示能源消费量(万吨标准煤)，r表示国民生产总值(亿元人民币)。在能源消费结构不变的前提下，能源效率的提高能有效降低碳排放量，徐国泉等(2006)研究表明1995―2004年中国人均碳排放的抑制作用主要来自能源效率的提高。借鉴孙海等(2009)对制造业能源消耗强度的分解方法，本文也将能源消耗强度分解成产效率份额。运用附件中公式(2)和(3)可计算得出十年来产业结构变动对重庆市总体能源效率贡献度为-32.57％，三产业效率份额对总体能源效率份额贡献度为132.57％。图六是重庆市1998―2008年社会生产总值和各产业万元GDP标准煤能耗量的变化图，显示第二产业能源效率变化是导致总体能源效率变化的关键原因，公式测算出二产业效率改进对产业效率改进贡献率达到102.2％，表明重庆市第二产业能源效率提高是重庆市能源效率改进的主要原因。
由于经济增长、产业结构、能源结构对抑制碳排放的贡献率要么为负，要么基本为零，可以得出1998―2008年重庆市能源效率改进是导致碳排放强度从1998年的2.05t／104元GDP，下降到2008年的1.50t／104元GDP的关键原因。
四、结论与启示
(一)结论
第一，碳排放强度有所下降，碳排放总量增长趋势不变。碳排放强度整体成下降趋势，十年间下降了26.83％，年均年下降率为2.88％。在过去10年中重庆市碳排放量以年均8.26％速度递增，略小于以基准年可比价衡量的年均GDP增长率11.36％。图一显示，尽管增长率有减缓的迹象，但短期内碳排放绝对增长趋势不会改变；第二，经济增长、产业结构变动是导致碳排量增加的主要因素。能源碳排放弹性系数与能源消费碳排放系数平均分别为O.76和0.79，远大于倒“U”型曲线关系的必要条件(朱永彬，2009)，表明经济增长促进重庆碳排放量增长趋势短期不会改变。产业结构中一产业下降了9.6个百分点，但是第二产业增加了8.9个百分点，占92.7％，而二产业的能耗强度是一产业的3.05倍，低能耗产业结构向高能耗产业结构转变，导致碳排放量增加；第三，能源结构变动对碳排放量影响很小，能源效率改进是重庆碳排放强度降低的主要原因。从能源结构比例图(见图五)上可以清楚地看出煤类能源、油料能源、天然气能源和电力能源的比例基本没有变化，并且高碳排放的煤炭能源始终处于绝对主导地位；从反应能源消费结构的平均碳排放系数(见图四)上来看，十年来重庆市能源平均碳排放系数基本处在0.628104t／104t标煤的水平，表明能源消费结构对控制碳排放量的影响很小。在经济增长、产业结构和能源结构都对抑制碳排放产生不利影响的情况下，重庆市碳排放强度从1998年的2.05t／104元GDP，下降到2008年的1.50t／104元GDP，这是重庆市产业能源效率提高的结果，尤其是第二产业能源效率提高的结果。
(二)启示
第一，经济增长不等于经济发展，以高能耗为代价的经济增长模式面临国际舆论和国内环保的双重压力，改变重庆经济发展模式是当务之急；第二，调整产业结构和能源结构对降低重庆碳排放强度有巨大的空间可以挖掘。大力增加第三产业比重，适当稳定第一产业比重和增加低排碳能源和清洁能源供应对重庆降低碳排放强度将有巨大的促进作用；第三，能源效率提高对降低重庆碳排放强度起到关键作用，但是边际效率改进难度加大，大力推进技术革新和制度创新是促使能源效率提高的关键。