山东省能源消费二氧化碳排放驱动影响因素分析.docx

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山东省能源消费二氧化碳排放驱动影响因素分析

山东省能源消费二氧化碳排放驱动影响因素分析

　　摘要：

以《省级温室气体清单编制指南（试行）》方法核算山东省1994年到2012年能源消费二氧化碳排放为基础，然后基于扩展的Kaya恒等式，利用LMDI分析人口增长、经济发展、能源强度、产业结构调整和能源结构变化对二氧化碳排放的影响。

结果表明：

山东省二氧化碳排放总量从1994年的27150.05万吨增长到2012年的128005.06万吨，年均增长8.99%，增长主要来源于工业，尤其是电力生产；在1994年和2005年山东省二氧化碳排放强度和人均二氧化碳排放均高于国家同期水平。

二氧化碳排放总量累计增加100855.02万吨中人口增加、经济发展、能源结构变化、能源强度下降和产业结构调整所占比重分别为5.92%、126.13%、16.89%、-46.66%和-2.28%，表明经济发展成为推动二氧化碳排放增长的主要力量，而能源强度下降则为减少二氧化碳排放的主要推动力量。

建议山东省低碳发展从以下方面入手：

持续提高能源使用效率、能源结构优化调整、产业结构优化调整和推动开展碳交易。

　　关键词：

能源消费；二氧化碳排放；LMDI山东省

　　一、引言

　　低碳发展减缓气候变化，已成为世界共识。

中国也大力推动经济低碳转型。

2009年中国政府宣布以2005年为基准至2020年二氧化碳排放强度下降40%～45%，在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确中提出到2015年单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%，于2011年国务院发布《“十二五”控制温室气体排放工作方案》中下达给各省、直辖市、自治区单位国内生产总值二氧化碳排放分解指标。

全国各地纷纷探索低碳发展。

山东省历来是中国经济大省和能源消费大省。

山东省经济总量占全国比重从1994年的7.99%攀升到2006年最高点10.12%，而后略有波动，维持在9.5%以上，总体呈现平稳上升态势；山东省能源消费从1994年的7.07%攀升到2004年最高点11.52%，而后略有起伏，维持在11%左右，呈现稳步上升趋势。

按照图1所示，山东省自2000年能源消费比重高于经济总量比重之后，一直位于经济总量之上，说明能源消费增长速度快于经济增速，而且高于全国平均水平。

　　能源消费是二氧化碳重要排放来源，国家两次信息公报中能源消费二氧化碳排放在能源活动温室气体排放中所占比重为90.95%（1994）和90.44%（2005）。

随着各地低碳发展，学术界纷纷开展了各地区能源消费与二氧化碳排放关系相关研究。

诸多学者主要采用IPCC方法核算地区能源消费碳排放，然后利用LMDI进行分析。

林涛和李灵、秦翊和侯莉、李峰和杨青及张伟、范玲和汪东、陈秋红、孟彦菊等、赵欣和龙如银分别研究了天津市、广东省、陕西省、浙江省、湖南省、云南省和江苏省。

对能源消费大户山东省而言，能源消费快速增长将会阻碍低碳发展，形成实现单位国内生产总值二氧化碳排放下降18%的“十二五”目标的主要障碍。

也有多位学者开展了山东省能源消费与碳排放的研究。

张明[通过绘制2008年山东省能源消耗的能流图，分析得出煤炭消耗（达到71.84%）是主要能源品种，火电占到总发电量99.99%，能源利用效率约为35.83%；许冬兰和李琰通过建立向量自回归模型，运用格兰杰因果分析方法和协整分析方法对于山东省城市化和能源消耗量之间的长短期关系进行分析，结果表明山东省城市化水平提高是导致能源消费量增长的格兰杰因果原因；王同孝等根据IPCC方法核算山东省2001～2010年能源消费碳排放，得出能源消费和碳排放量呈现增长趋势，碳排放强度稳步下降；宋杰鲲基于IPCC方法对山东省2000年-2009年能源消费碳排放量进行测算，并且运用LMDI方法将山东省能源消费碳排放分解为人口、人均财富、产业结构、能源消费强度和能源消费结构等五方面效应，分析得出除能源消费强度因素的累积效应为负值外，其余四种因素的累积效应均为正值，其中人均财富是碳排放增加的最大拉动因素。

以上关于山东省从诸多角度开展了能源消费与碳排放研究，但相关分析并不深入，没有细分到主要经济部门。

还有，山东省2000年以前能源消费占全国比重低于经济总量比重，2000年起能源消费占全国比重一直高于经济总量比重，而已有研究都在2000年之后，并不能全面反映能源消费、经济发展与碳排放的变化特征。

本文将参考《省级温室气体清单编制指南（试行）》核算山东省1994年到2012年能源消费二氧化碳排放，然后基于扩展的Kaya恒等式，利用LMDI分析人口增长、经济发展、能源强度、产业结构调整和能源结构变化等因素对山东省能源消费二氧化碳排放的影响。

　　二、研究方法

　　Kaya恒等式[按照国家层面将人类活动产生的CO2排放与能源消费、经济和社会发展等因素建立联系，表达为：

　　CO2=×××POP

（1）

　　式中：

CO2、PE、GDP和POP分别表示CO2排放量、一次能源消费总量、国内生产总值及人口总量。

Kaya恒等式结构简单，广泛应用于国家或地区的相关研究，但其仅关注能源消费总量和国内生产总值的联系已不能满足低碳进一步发展要求，故需按照能源消费相关内容细分经济部门。

Kaya恒等式即扩展为：

　　CO2t=CO2ti=××××POPt，i∈[1，2，...，m]

（2）

　　式中，t表示年份，i表示某个经济部门，m为细分经济部门总数量，CO2t为t年二氧化碳排放总量，CO2ti为t年第i部门二氧化碳排放量，PEti为t年第i部门能源消费，PEt为t年能源消费，GDPt为t年国民生产总值，POPt为t年人口总量。

　　令Rti=，Sti=，Et=，At=，Pt=POPt，则

　　Ct=Rti×Sti×Et×At×Pt（3）

　　式中，Rti为t年第i部门二氧化碳排放系数，Sti为t年第i部门能源消费占总能源消耗比重，Et为t年能源强度，At为t年人均GDP，Pt为t年人口总量，Ct为t年二氧化碳排放总量。

　　参照Ang研究无残差项的LMDI分解方式，将二氧化碳排放在不同年份变化采展开分析。

　　分解为：

　　ΔCout=Ct-C0=ΔCP+ΔCA+ΔCE+ΔCS+ΔCR（4）

　　式中，Ct为报告期二氧化碳排放，C0为基期二氧化碳排放。

式（4）将二氧化碳排放变动ΔCout分解为5个部分：

其它因素不变，ΔCP表示人口变化对二氧化碳排放的影响，即人口效应；ΔCA表示人均GDP变化对二氧化碳排放的影响，即经济效应；ΔCE表示万元GDP能耗变化对二氧化碳排放的影响，即能源强度效应；ΔCS表示各部门能耗在总能耗的比重变化对二氧化碳排放的影响，即部门效应，也即产业结构调整；ΔCR表示各部门二氧化碳排放系数变化对二氧化碳排放的影响，即能源结构效应。

　　加和分解模型各项计算如下：

　　ΔCP=wi×ln（Pt/P0）

　　ΔCA=wi×ln（At/A0）

　　ΔCE=wi×ln（Et/E0）

　　ΔCS=wi×ln（St/S0）

　　ΔCR=wi×ln（Rt/R0）

　　其中，平均权重wi=。

　　三、实证分析

（一）数据来源及整理

　　参考能源平衡表栏目设置，本文将能源消费领域分为能源工业、农业、工业和建筑业、交通运输业、服务业和居民生活六个经济部门。

其中，能源工业主要包括电力生产、油气开采（包括石油天然气开采与加工）、固体燃料（包括煤炭开采和洗选业、炼焦、燃气生产和供应业）；农业主要包括农、林、牧、渔业；工业和建筑业包括钢铁行业、有色金属行业、化工行业、建材行业、其他行业、建筑业；交通运输业主要包括交通运输、仓储和邮政业；服务业主要包括批发、零售和住宿、餐饮业、其他；居民生活主要包括城乡居民。

能源消费总量包括各种化石燃料终端消费及加工与转换的火力发电、供热、炼焦和炼油引致二氧化碳排放，用于原料的除外。

化石燃料品种可以分为：

煤炭、石油、天然气等，其中煤炭又分为无烟煤、烟煤、炼焦煤、褐煤等；原油、燃料油、汽油、柴油、煤油、喷气煤油、一般煤油、液化石油气、石脑油、其它石油制品等；天然气、炼厂干气、焦炉煤气、其他煤气等。

二氧化碳排放因子引自《省级温室气体清单编制指南（试行）》，各个年度能源消费数据源于《山东省统计年鉴（1995-2013）》。

　　年度人口数量和年度能源强度来源于《山东省统计年鉴（1995-2013）》。

历年人均地区生产总值为年末人口总数除以以1994年为基期不变价格的经过平减指数获得的实际GDP得到的结果。

各部门能源消费占总能源消耗比重，以及各部门二氧化碳排放系数，都是经过整理得到。

　　通过核算，得到1994年～2012年山东省能源二氧化碳排放总量及各部门能源二氧化碳排放量。

以计算得到的二氧化碳排放数据为基础，根据LMDI的加和分解模型的公式分别计算出人口效应、经济效应、能源强度效应、部门效应和能源结构效应对山东省二氧化碳排放的变化影响，详见表1。

（二）结果分析

　　根据计算结果山东省二氧化碳排放总量从1994年的27150.05万吨增长到2012年的128005.06万吨，增长了3.71倍，年均增长8.99%。

按照二氧化碳排放主要指标山东省比较国家同期水平：

1994年国家5.81吨二氧化碳/万元GDP，人均2.33吨二氧化碳/人，而山东省为7.06吨二氧化碳/万元GDP，3.14吨二氧化碳/人；2005年，中国为4.21吨二氧化碳/万元GDP，人均3.88吨二氧化碳/人，山东5.01吨二氧化碳/万元GDP，8.52吨二氧化碳/人。

可以得出，虽然山东省二氧化碳排放强度指标呈现下降态势，但是主要指标均高于国家平均水平，这很大程度上得益于能源消费的快速增长。

按照1994至2012年间二氧化碳排放所占比重平均水平分析，能源工业约为48.10%，工业和建筑业约为39.41%，服务业约为3.46%，交通运输业约为3.38%，居民生活约为2.92%，农业约为2.72%。

其中，电力生产约占能源工业95.77%，尤其在2001年达到最高为98.96%，也可解释2000年能源消费增长主因之一是电力生产增加；如果将能源工业与工业和建筑业加总，则占到87.51%，说明山东省二氧化碳排放增长主要来源于工业，尤其是电力生产。

　　按照表1，山东省二氧化碳排放总量累计增加100855.02万吨，其中，人口增加、经济发展和能源结构变化分别带来5972.45万吨、127204.26万吨和17035.92万吨的增长，而能源强度下降和产业结构调整分别导致47054.42万吨和2303.18万吨的下降，所占比重分别为5.92%、126.13%、16.89%、-46.66%和-2.28%，经济发展成为推动二氧化碳排放增长的主要力量，而能源强度下降则为减少二氧化碳排放的重要原因。

从时序变化上看，山东省1994-2012年能源消费二氧化碳排放总量的增量起初有所下降，2000年之后呈现上升趋势，2005年达到最大值，而后保持一直增长，只是增量忽大忽小，以2010年为分界线，“十二五”山东省的能源强度目标和控制温室气体排放目标的考核使得二氧化碳排放增量大幅减少。

其中，人口增长从1994年开始一直保持推动二氧化碳排放增长态势，直至2010年达到峰值后开始下降，2012年转为负值，开始抑制二氧化碳排放；经济快速发展带来二氧化碳排放急剧增加，直至2010年达到峰值后开始逐年下降；能源强度从1995至2000年呈现下降态势，减少了二氧化碳排放，与“九五”期间国家倡导的节能减排工作有紧密联系，而“十五”期间先升，在最后一年急降，体现经济惯性式的反弹与满足节能减排工作绩效的特点，2005年之后一直处于减少二氧化碳排放的趋势，2010年减少幅度最大；部门效应主要体现产业结构调整，对二氧化碳排放推动总体呈现减少特征，尤其是2008年起，一直处于减少的趋势，得益于山东省产业结构调整的效果；各部门二氧化碳排放系数的变化体现能源结构效应，总体呈现推动二氧化碳排放增长的能源结构凸显以煤为主要能源品种（约占77.77%）所导致的二氧化碳排放增加，尤其在2010达到最大值。

　　四、结论及政策建议

　　以分析山东省能源消费碳排放量及其分部门为基础，应用LMDI方法，研究能源消费二氧化碳排放变化受人口效应、经济效应、能源强度效应、部门效应和能源结构效应的影响。

研究得出两个主要结论。

首先，山东省自2000年起能源消费增长速度快于经济增速，而且高于全国平均水平；二氧化碳排放总量从1994年的27150.05万吨增长到2012年的128005.06万吨，年均增长8.99%，在1994年和2005年二氧化碳排放强度和人均二氧化碳排放均高于国家同期水平。

其中，山东省二氧化碳排放增长主要来源于工业，尤其是电力生产。

其次，山东省二氧化碳排放总量累计增加100855.02万吨。

人口增加、经济发展和能源结构变化分别带来5972.45万吨、127204.26万吨和17035.92万吨的增长，而能源强度下降和产业结构调整分别导致47054.42万吨和2303.18万吨的下降。

经济发展所占比重为126.13%，成为推动二氧化碳排放增长的主要力量；而能源强度下降为-46.66%，则为减少二氧化碳排放的重要原因。

　　山东省节能减排工作的顺利实施对减少能源消费二氧化碳排放起到良好绩效，然而经济发展所引致二氧化碳急剧增加，以及产业结构调整和能源结构变化对减少二氧化碳排放成效不够显著，对未来山东省低碳发展及节能减排考核目标的落实形成主要障碍。

本文认为，山东省应着力抓好以下四方面工作。

第一，稳步推进经济结构调整，大力推动低碳产业体系建设，积极引进、示范推广适用于本地区的低碳产业、低碳技术、低碳工艺和低碳产品等，重点在工业领域，尤其是火力发电行业，以持续提高能源使用效率；第二，结合本地实际情况，因地制宜大力开发天然气、水电等清洁能源和太阳能、风能等新能源，并加快发展可再生能源利用，以优化能源结构，减少对传统化石能源的消费，尤其是降低煤炭和石油的消耗；第三，在对火力发电、钢铁、建材、有色金属等高耗能、高污染和高排放行业进行治理的同时，要加大产业结构优化步伐，加快发展节能环保、高端装备制造、新能源等战略性新兴产业，积极推动金融、物流、电子商务、教育等现代服务业发展，以更好发挥产业结构调整减少二氧化碳排放的有效途径；第四，由于部分行业企业存在能源消费的资产、技术等锁定效应，需要大力推行碳交易，以发挥企业作为市场行为主体的市场调节作用，同时配套应用财政、税收等政策措施，积极引导企业减少二氧化碳排放。

　　参考文献：

　　[1]IPCC.2006IPCCGuidelinesforNationalGreenhouseGasInventory[M].IntergovernmentalPanelonClimateChange，2006.

　　[2]林涛，李灵.天津碳排放与能源强度影响因素研究[J].北京理工大学学报（社会科学版），2013（06）.

　　[3]秦翊，侯莉.广东能源消费碳排放影响因素分解分析――基于LMDI方法[J].科技管理研究，2013（12）.

　　[4]李峰，杨青.陕西省能源消费与碳排放分析[J].科技管理研究，2014（04）.

　　[5]张伟，张金锁，邹绍辉，许建.基于LMDI的陕西省能源消费碳排放因素分解研究[J].干旱区资源与环境，2013（09）.

　　[6]范玲，汪东.浙江省能源消费碳排放动态特征及影响因素研究[J].生态经济，2014（04）.

　　[7]陈秋红.湖南省1995～2010年能源消费碳排放变化的因素分解[J].华东经济管理，2013（04）.

　　[8]孟彦菊，成蓉华，黑韶敏.碳排放的结构影响与效应分解[J].统计研究，2013（04）.

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　　[10]张明.基于能流图的山东省能源消耗分析[J].中国人口?

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　　[11]许冬兰，李琰.山东省城市化和能源消耗的关系研究[J].中国人口?

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　　[12]王同孝，赵联振，王伟.山东省能源消费与碳排放分析[J].中国人口?

资源与环境，2012（07）.

　　[13]宋杰鲲.基于LMDI的山东省能源消费碳排放因素分解[J].资源科学，2012（01）.

　　[14]省级温室气体清单编制指南编写组.省级温室气体清单编制指南（试行）[R].2010

　　[15]KayaYoichi.ImpactofCarbonDioxideEmissiononGNPGrowth：

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　　[16]AngBW.Decompositionanalysisforpolicymakinginenergy：

WhichisthepreferredMethod？

[J].EnergyPolicy，2004（09）.

　　[作者单位：

李永亮，中国石油和化学工业联合会；姚芩，北京中化联合认证有限公司；白卫国，国瑞沃德（北京）低碳经济技术中心；王健夫，华中科技大学]