城镇居民生活能耗与碳排放动态特征分析 能耗评价指标 碳排放.docx

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城镇居民生活能耗与碳排放动态特征分析能耗评价指标碳排放

【城镇居民生活能耗与碳排放动态特征分析】能耗评价指标碳排放

摘要居民家庭生活能源消费与碳排放越来越不容忽视，开展这方面研究对于促进居民可持续消费、寻找新的节能减排途径都具有十分重要的意义。

本文在考察量化1999-20__年中国城镇居民生活直接、间接能源消费及其碳排放连续变化的基础上，探究了这段时期生活能耗与碳排放的动态变化特征，并分析其潜在的影响因素。

研究主要结论包括：

1999-20__年，中国城镇居民人均生活总能耗和碳排总量都呈现出逐年增加趋势，其中间接能耗与碳排始终大于直接能耗与碳排，但二者的差异正在逐年缩小；对于人均直接能耗与碳排来说，二者总量都呈逐年增加趋势，其中电力和煤炭是最主要的直接能源消费品种，也是最主要的碳排来源；对于人均间接能耗与碳排来说，虽然居民生活消费开支逐年递增，但由于各类消费项的单位产值能源强度在逐年下降，因此总的间接能耗与碳排并没呈现出一定的递增或递减趋势，而是出现波动性变化。

其中“食品”、“教育文化娱乐服务”和“居住”3项是居民生活间接能耗与碳排的主要来源；人均住宅建筑面积是居民生活碳排变化的主要影响因子。

研究结论为引导可持续的家庭消费模式和节能减排措施的制定提供管理启示与科学依据。

关键词生活消费；能耗；碳排放；节能减排；中国

中图分类号X24文献标识码A文章编号1002-2104（20__）05-0093-08

doi:

10.3969/j.issn.1002-2104.20__.05.016

能源问题及全球变暖已成为世界各国关注的焦点。

根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次评估报告，全球温室气体增加的主要来源是化石能源消费，其所导致的CO�2排放在全球碳排放中占主导地位［1］。

长期以来，应对能源危及和气候变暖的政策措施多集中于工业生产领域。

很大程度上忽视了作为社会终端消费单元、生产活动原始驱动力的家庭生活消费。

而近年来许多国家的研究都表明由家庭消费带来的能耗及温室气体排放比例越来越不容忽视。

如WangYan等［2］研究指出，从1995-20__年，由中国家庭消费引起的碳排占总碳排的比例由19%上升到30%；而英国20__年这一比例达到27%［3］；XX20__年这一比例达到38%［4］。

XX密歇根州立大学研究人员近日也发布报告称［4］,如果XX普通家庭能够采取切实的节能行动,10年后XXCO�2排放量可望在目前基础上减少7.4%。

由此，家庭部门的节能减排潜力可见一斑。

在这样的背景下，从全新的视角――家庭生活消费入手，开展生活消费对能源需求、温室气体排放、生态环境影响的研究逐渐成为学术界关注的热点。

如Spangenberg等［5］利用生态足迹的方法分析了家庭乃至个人生活消费对生态环境的影响。

Shorrock［6］考察了英国家庭碳排放在1990-2000年期间的变化情况以及变化驱动因素，并确定了这些因素对碳排放变化的贡献性质及大小。

Yi�MingWei［7］等采用ConsumerLifestyleApproach（CLA）方法，对比分析了1999-20__年期间中国城乡居民生活方式对能源消费及CO�2排放的直接和间接影响。

王妍、石敏俊［8］利用投入产出分析方法，测算了1995-20__年中国城镇居民生活消费诱发的完全能源消耗。

杨莉等［9］利用生态足迹理论与方法,分析了1985-20__年哈尔滨市城乡居民食物、生活用品、生活用能、住区、水资源和生活污染物等6项生活消费的环境压力。

纵观这些研究，主要是针对家庭能耗结构和碳排比重的现状分析，对家庭能耗和碳排动态变化特征缺乏深入理解。

方法上大多基于生态足迹和碳足迹理论，研究对象多集中在家庭食品消费上，其他家庭消费活动虽有涉及，但不如食品消费研究深入；研究内容主要是分析居民消费行为（或生活方式）与能源消耗、CO�2排放、生态环境之间的关系，而对于家庭能耗和碳排放的影响因素探究不足。

中国目前正值城市化快速发展的中期阶段,居民消费水平不断提高,消费结构日益升级,对能源消费的直接和间接拉动作用都在不断增强,由此引起的温室气体排放也越来越不容忽视。

在这样的背景下，本文在考察量化�1999-�20__年中国城镇居民生活直接、间接能源消费及其碳排放连续变化基础上，探究了这段时期居民生活能耗与碳排放动态特征，并进一步分析了其潜在的影响因素。

本文研究所涉及的家庭消费活动也不只局限在食品、用电用水等常规项目上，而是囊括了居民衣食住行的各个方面。

特别在计算间接能耗和碳排放时，将居民消费项目与对应的产业部门联系了起来，使居民生活消费引起的资源消耗与环境排放计算更加完整与科学。

本文的研究结果可以为理解城市生态环境问题的形成机制、促进家庭可持续消费以及制定节能减排措施提供一定的科学依据与管理启示。

1研究方法及数据来源

1.1生活能源消费与碳排放

居民生活中的能源消费可以分为两类，直接能源消费和间接能源消费。

直接能源消费是指居民对能源商品的直接购买和消费，如用于炊事、家电、取暖、洗浴等的电力和燃料消费。

间接能源消费是指居民衣、食、住、行中的非能源商品及服务消费所带来的间接能源消耗，之所以称为间接，是因为在这些商品（服务）的生产、加工、供应、处置全生命周期中，都会引起间接的能源消耗。

能源消耗必然会引起温室气体的排放，由此也可将居民生活消费的碳排放类似划分为直接碳排和间接碳排，即是：

直接用能产生的碳排称为直接碳排放，间接能源消费产生的碳排称之为间接碳排放。

1.2直接能耗与直接碳排放计算

本文的人均生活直接能源消费量来自中国统计年鉴［3］，为了便于解析居民生活用能结构，将各品种能源消费量统一折算成标煤消耗量（标煤折算系数来自于中国统计年鉴［3］），再根据各年份标煤的平均碳折算系数来计算居民直接用能产生的温室气体排放量。

具体计算方法如

（1）式：

E��GHG�=FC×EF��标煤�

（1）

上式中，E��GHG�表示生活直接用能产生的温室气体排放总量；FC表示居民直接消费的电力、煤炭、煤油、液化石油气、天然气、煤气6类能源折标煤后的总量，EF��标煤�表示各年份标煤的平均碳折算系数，其值通过每年全国能源消费产生的二氧化碳排放总量与标煤消耗总量的比值得到（全国能源消费数据来源于中国能源统计年鉴［10］，计算碳排放时所用的分品种能源碳排系数来自胡初枝等［11］的文献资料），计算结果如表1所示。

1.3间接能耗和间接碳排放计算

间接能耗是蕴含在居民购买的各种非能源商品（或服务）中的能源消耗。

根据中国统计年鉴中“城镇居民家庭平均每人全年消费性支出”记录，居民日常生活中的非能源消费活动可分为――食品、衣着、居住、家庭设备用品及服务、医疗保健、交通通信、教育文化娱乐服务、杂项商品与服务8类，因此采用这8类消费项产生的能耗与碳排来代表城镇居民家庭生活消费的间接能耗与碳排。

在计算生活消费的间接能耗和碳排时我们借鉴了Yi�MingWei等［7］的研究方法：

先分别计算8类消费活动的单位产值能源强度和碳排放强度，然后根据相应的居民消费支出数据计算出各类消费活动的间接能耗与碳排放。

这里需要指出的是，居民日常消费性支出有一部分是购买的国外进口产品，由于我国和其他贸易国能源结构、技术水平等因素的差异，居民消费的同类国内生产产品（服务）与国外进口产品（服务）其能源强度与碳排放强度是不同的。

且已有文献也指出二者相差较大［12-14］，因此理论上计算时应该将二者加以区分。

但是,我国的贸易国有近百个,一一获取居民各消费项所涉及的进出口数据本身就存在一定的困难。

同时，不同国家进口商品的能源强度与碳排放强度需要用其原产国的生产技术水平来衡量，而众多贸易国生产技术水平数据更是短时间内难以完成的工作。

出于简化的目的,这里我们假设进口产品（服务）和国内同类产品（服务）具有同样的能源强度和碳排放强度。

20__年我国前五大进口来源国分别是日本、欧盟、东盟、韩国和XX。

而这些国家的能源效率都高于中国，因此，这样处理将会对居民消费产生的间接能耗与碳排造成一定程度上的高估，可以将其看做居民生活间接能耗与碳排的一个上限值，对于反映生活消费引起的间接能耗与碳排分析也具有一定的指导意义。

在国家层面，能源强度指国内一次能源使用总量或最终能源使用量与国内生产总值（GDP）之比。

本文在计算单位产值能源强度时，由于中国能源统计年鉴中分行业的能耗和产值数据与上述8类消费支出分类不一致，因此将居民的消费活动与生产部门相联系，最终从46个产业部门中选定24个与上述消费支出活动相关的行业部门（如表2所示），以此来间接计算能源强度，计算公式如

（2）所示。

EI�i=ΣnlE��i,n�ΣnlG��i,n�

（2）

式中：

EI�i代表第i类消费项目对应的能源强度，n代表与消费项目对应的产业部门总个数，E��i,n�代表第i类消费项目对应的第n个产业部门的能源消耗量，G��i,n�代表第i类消费项目对应的第n个产业部门的产值。

其中相关行业的能源消耗数据来源于中国能源统计年鉴［10］；产值数据来源于中国统计年鉴［3］、中国工业经济统计年鉴［15］和中国经济普查年鉴［16］。

对于碳排放强度的计算，采用能源强度与标煤碳排放系数的乘积，如式（3）。

CI�i=EI�i×EF��标煤�（3）

式中：

CI�i代表第i类消费项目对应的碳排放强度；EF��标煤�为标煤碳排放系数，其值采用表1计算结果。

在计算出各消费项的单位产值能源强度和碳排放强度后，分别乘以对应的消费支出数据便可得到各类消费项的间接能耗及碳排量，公式如（4）（5）。

间接能耗：

E�i=EI�i×X�i（4）

间接碳排：

C�i=CI�i×X�i（5）

式中，E�i代表第i类消费项目对应的间接能耗，C�i代表第i类消费项目对应的间接碳排，X�i代表第i类消费项目的支出。

1.4居民生活能耗和碳排影响因素分析

居民生活能耗与碳排放的变化会受到多种因素的影响，其中包括国民经济整体实力水平、居民收入水平与购买能力、生活能源供应结构、居民生活方式与消费习惯、新型节能技术在日用品生产中的推广应用情况等等。

考虑到数据来源的可获取性与可量化程度等特点，本研究选取了国内外常用的4个社会经济指标：

人均GDP、人均可支配收入、恩格尔系数、城市人均住宅建筑面积作为变量，在SPSS17.0上采用Person相关和多元回归来分析居民生活能耗与碳排放变化的影响因素。

2结果与分析

2.1直接能耗和碳排放动态特征

1999-20__年，中国城镇居民人均生活直接能源消费总量逐年增长（如图1）：

从1999年的129.05kg标准煤上升到20__年的206.97kg标准煤，上升了60.38%。

这证明了居民消费水平的提升对能源消耗的诱发作用在逐渐加强。

对于居民生活能耗带来的直接碳排来说，从1999-20__年，其总量呈现出逐年递增趋势：

从1999年的�77.85�kg/人上升到20__年的128.88kg/人，增加了65.55%。

这也说明了居民生活消费越来越成为温室气体排放不容忽视的源头之一。

分品种来看，居民生活消费的能源品种主要有煤炭、电力、液化石油气、煤气、天然气、煤油6种，各自占生活直接能耗总量的比重为：

36.40%，45.47%，10.17%，�3.93%�，3.67%，0.37%（1999-20__年平均值）。

其中电力和煤炭是最主要的生活能源消费品种，20__年之前煤炭居首，是最大的能源消费品种，但自20__年起，电力的消费量开始超过煤炭成为城镇居民生活的第一大能源消费品种。

就各能源变化趋势来看，1999-20__年，电力和天然气的总量与份额都呈逐年增加趋势（电力总量从47.71kg标煤增加到111.06kg标煤，份额从36.97%上升到53.66%；天然气总量从2.55kg标煤增加到12.26kg标煤，份额从1.98%上升到5.93%）。

液化石油气总量逐年增加（从�12kg�标煤增加到20.91kg标煤），所占份额却随年份波动变化（波动范围在9.30%-10.11%之间）。

煤气总量在不断增加（从5.51kg标煤增加到7.23kg标煤），份额却呈减少趋势（从4.27%下降到3.49%）。

煤炭和煤油的总量与份额都呈逐年减少趋势（煤炭总量从60.39kg标煤增加到55.35kg标煤，份额从46.8%下降到26.74%；煤油总量从0.88kg标煤增加到0.15kg标煤，份额从0.68%下降到�0.07%�）。

这正好反映了我国城镇居民生活用能结构里电力、天然气、液化石油气这类优质能源逐渐受到青睐的状��

图1城镇居民人均生活直接能耗与碳排放

Fig.1Percapitalivingdirectenergyuseandcarbon

emissionofurbanresidents

况，也证实了我国优化能源消费结构政策的有效性。

2.2间接能耗和碳排放动态特征

2.2.1城镇居民8类消费性支出动态特征

根据中国统计年鉴中的“城镇居民家庭平均每人全年消费性支出”记录，1999-20__年，城镇居民8类生活消费性总支出逐年增加（图2）：

1999年仅4615.92元，到20__年上升到9997.47元，上升了116.59%，居民消费水平的日益提高由此可见一斑。

分消费类别来看，“食品”是居民生活最大的一项开支，近年来其总量在不断攀升（从1999年的1932.1元上升到3628.03元，上升了87.78%），但所占份额却有所下降（1998年为44.5%，20__年降低到36.3%）。

“教育文化娱乐服务”消费和“交通通信”消费是仅次于食品的两项开支，其中，“教育文化娱乐服务”消费总量逐年递增，份额时增时减；而“交通通信”消费总量和份额都呈逐年增加趋势（1999-20__年期间，其总量从310.55元/人上升到1357.41元/人，增加了4倍多，其份额从��

图2城镇居民家庭人均生活消费性开支

Fig.2Percapitalivingexpenditureofurbanhouseholds

�6.73%�上升到13.58%，增加了2倍多）。

其余各项消费开支的总量和份额都呈现出一定波动性，但变化幅度不大。

综上所述，我国居民的消费结构正逐步优化。

2.2.2各类消费支出的能源强度变化

1999-20__年期间，居民8类生活消费项目的单位产值能源强度都呈现出明显的下降趋势（如图3），这很可能是由于相关产业部门生产技术和能源利用效率提高引起的。

8类消费项中“教育文化娱乐服务”和“居住”两项消费的能源强度最高，下降幅度也相对较大（1999-20__年，“教育文化娱乐服务”的能源强度从0.87t标煤/万元下降到0.37t标煤/万元，下降了57.47%；“居住”的能源强度从0.78t标煤/万元下降到0.30t标煤/万元，下降了61.54%）；“医疗保险”、“食品”、“衣着”、“杂项商品与服务”、“家庭设备用品与服务”5类消费项的能源强度居中，各自相差不大，但“医疗保险”的能源强度下降幅度在8类消费项中居首（下降了67.37%）；“交通通信”的能源强度相对最低，其随年份的下降幅度也较大（下降了�64.73%�），仅次于“医疗保险”。

说明“医疗保险”和“交通通信”业的能源利用效率可能在这一时期相对提高得更快。

图3城镇居民生活消费项的能源强度变化趋势

Fig.3Thechangeofenergyintensityofurban

residents’livingexpenditures

2.2.3间接能耗和间接碳排的动态变化

根据以上能源强度和居民生活开支数据，计算所得居民生活消费的间接能耗情况如图4所示。

可以看出，�1999-�20__年期间，间接能耗总量并没呈现出一定的递增或递减趋势，而是出现波动性变化。

分消费类别来看，8类消费项产生的间接能耗从大到小依次是：

食品84.83kg标煤/人，教育文化娱乐服务�54.84kg�标煤/人，居住34.74kg标煤/人，衣着20.53kg标煤/人，医疗保健15.30kg标煤/人，家庭设备用品及服务9.80kg标煤/人，交通通信7.39kg标煤/人，杂项商品与服务6.84kg标煤/人（各年平均值）。

可以看出，“食品”消费是居民生活间接能耗的第一大来源，其占间接能耗总量的比重保持在36.23%左右。

“教育文化娱乐服务”是仅次于“食品”消费的另一主要间接能耗来源，其比重保持在23.36%左右。

从变化趋势上来看，“交通通信”的间接能耗在总量和比重上都呈现出较小增加趋势；“家庭设备用品及服务”在总量和比重上都呈现出减小趋势，其余各项消费活动的间接能耗随年份都呈现出一定的波动性，但变化幅度不大。

就居民生活消费产生的间接碳排来说（如图5），呈现出与间接能耗类似的规律：

1999-20__年，其总量随年份波动变化，无明显的增减趋势。

各分项中，“食品”、“教育文化娱乐服务”、“居住”3项产生的间接碳排最多，“交通通信”和“杂项商品与服务”产生的间接碳排最少。

从变��

图5城镇居民人均消费性支出产生的间接碳排放

Fig.5Percapitaindirectcarbonemissionfrom

urbanresidents’livingexpenditure

化趋势上来看，“交通通信”、“衣着”消费产生的间接碳排总体呈增加趋势，“家庭设备用品和服务”产生的间接碳排总体呈减少趋势。

2.3居民生活总能耗与总碳排动态特征

将直接能耗（碳排）和间接能耗（碳排）归到一起来看，1999-20__年，中国城镇居民人均生活总能耗和总碳排总体上呈现出逐年增加趋势（如图6），其中总能耗从1999年的347.47kg标煤增加到20__年的425.84kg标煤，增加了22.55%；总碳排从222.73kg增加到20__年的269.98kg，增加了21.22%；两者的变化轨迹基本一致。

根据多年平均值来看，总能耗中直接部分占40.09%，间接部分占59.91%；总碳排中直接碳排占40.1%，间接碳排占59.9%。

可见间接部分对总量的增加趋势贡献略大于直接部分。

另外还注意到20__年总能耗和总碳排都出现了急剧减少情况，这可能与该年“教育文化娱乐服务”消费项的能源强度大幅下降进而引起的间接能耗与间接碳排下降有关。

与20__年相比，20__年“教育文化娱乐服务”的能源强度下降了23.78%（从20__年的0.66吨标煤/万元下降到20__年的0.5吨标煤/万元），同期的间接能耗与间接碳排都有所下降（平均下降9.85%），而直接能耗与直接碳排却不降反升（平均上升6.53%）。

进一步分析发现，20__年“教育文化娱乐服务”所对应产业部门产值的相对大幅上升又是该项消费能源强度下降的直接原因。

（20__年“教育文化娱乐服务”所对应产业部门的产值为7143.93亿元，与20__年的4519.17亿元相比上升了�58.08%�，而20__年这些部门同期的总能耗相对20__年的上升幅度却仅为20.48%。

）

图6城镇居民生活总能耗和总碳排变化

Fig.6Thechangeofurbanresidents’totalliving

energyuseandcarbonemission

2.4直接和间接能耗/碳排对比

将直接能耗（碳排）和间接能耗（碳排）对比来看（如图7），1999-20__年，不论是能耗还是碳排，间接部分都要大于直接部分，但二者的差异正在逐年缩小。

1999年间接能耗与直接能耗相差104.58kg标煤，到20__年二者差异缩小到19.28kg标煤；1999年的间接碳排比直接碳排多67.03kg，到20__年间接碳排只比直接碳排多出�12.23kg�。

9年间，直接能耗和直接碳排随时间都呈明显的递增趋势，而间接能耗和间接碳排的年际波动性较大，时增时减，没有明显的增减趋势。

图7城镇居民生活直接和间接能耗/碳排放对比

Fig.7Thecontestofurbanresidents’livingdirect

andindirectenergyuse/carbonemission

2.5居民生活能耗与碳排影响因素分析

为从宏观层面识别居民生活能耗与碳排的影响因素，本文选择目前国内外常用的4个社会经济指标：

人均GDP、人均可支配收入、恩格尔系数以及城市人均住宅建筑面积作为变量，将1999-20__年生活能耗和碳排放分别与当年的4个变量进行相关分析（数据均来自中国统计年鉴［3］），结果如表3所示。

对于居民生活能耗和碳排，人均GDP、人均可支配收入、城市人均住宅建筑面积都与二者呈显著正相关；恩格尔系数与二者呈显著负相关。

为进一步识别主要的影响因子，采用逐步筛选法（Stepwise）进行多元线性回归分析。

由于时间序列数据做回归分析时，数据的平稳性对于回归结果具有很大影响，如果用明显的非平稳序列做回归，可能会出现伪回归的错误结论。

因此在进行生活能耗（碳排）与人均GDP、人均可支配收入、恩格尔系数、城市人均住宅建筑面积4个因子的多元线性回归分析之前，利用EViews软件对6个时间序列数据分别取对数后作单位根（ADF）检验，所得的各数据序列平稳性检验结果如表4所示。

从表4可以看出，除人均能耗外，其他5个变量取对数后的时间序列数据在5%的显著性水平下都是平稳的。

因此，可以直接对各序列数据取对数后进行“人均碳排”与“人均GDP、人均可支配收入、恩格尔系数、城市人均住宅建筑面积”4个因子的多元线性回归分析。

而对于原始序列本身就不平稳的“人均能耗”数据，对其一阶差分后发现序列在5%的显著性水平下是平稳的，故其为一阶单整序列。

在这样的情况下，需要对所有数据做一阶差分处理后再进行回归分析。

最终回归结果显示，对于人均碳排，采用Stepwise法进入方程的只有城市人均住宅建筑面积，说明人均住宅建筑面积是影响居民生活碳排的主要因素，其结果见表5所示。

而对于人均能耗，采用Stepwise法，4个自变量因子（人均GDP、人均可支配收入、恩格尔系数、城市人均住宅建筑面积）没有一个能入选回归方程，这说明人均生活能耗的影响因素另有其他，需要在今后的工作中做进一步探究。

3结论与讨论

（1）1999-20__年，中国城镇居民人均生活总能耗和总碳排都呈现出逐年增加趋势，而且轨迹相似。

这也从侧面反映出随着经济的发展、生活水平的提高，居民家庭生活产生的能耗和碳排放越来越不容忽视的状况。

未来随着经济的发展，生活水平和消费水平的提高，居民生活的能耗与碳排可能会进一步增长。

因此，有必要采取相应的措施，注重家庭生活部门的节能减排。

就能耗与碳排的直接部分和间接部分对比来看，间接能耗与碳排始终大于直接能耗与碳排，但二者的差异正在逐年缩小。

这可能是由于居民日常所需非能源商品（服务）供应部门的能源利用效率提高的缘故。

（2）对于居民生活直接能耗和碳排来说，1999-20__年，人均直接能耗和碳排总量呈现逐年增加的趋势，其中电力和煤炭是最主要的直接能源消费品种，也是最主要的碳排来源。

就能源结构来说，优质能源（如电力和天然气）的用量和份额在逐年增大，传统能源（如煤炭和煤油）的用量和份额在逐年降低。

这种用能结构的优质化对于降低直接能耗和碳排具有重要的意义，但显然目前这种优势还没体现出来。

未来如要有效控制居民生活直接能耗和碳排规模，需进一步优化生活能源利用结构，加大清洁能源和高效能源利用比重。

（3）对于居民生活间接能耗和碳排来说，1999-20__年，虽然城镇居民家庭人均消费性支出总量在逐年增加，但由于各类消费项的单位产值能源强度在逐年下降，所以居民的人均生活间接能耗与碳排总量