能源消费与碳排放变动关联特征及其Tapio效应研究——基于中国工业经济转型的分析，本文主要内容关键词为：中国论文,变动论文,效应论文,特征论文,能源消费论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：F062.2 文献标识码：A 文章编号：1000-5285(2010)04-0017-06
一、引言
改革开放以来，随着我国工业化、城市化、现代化的快速推进，作为经济发展的基本投入要素，能源消费以年均7％的增长速度逐年增加，碳排放成为影响气候变化的重要因素[1]。《BP世界能源统计2009》报告指出，至2008年中国的能源消费增长已连续第5年减缓，但仍占全球能源消费增长的3/4，成为全球能源消耗大国和二氧化碳排放大国。其中，工业能耗占我国总能耗的70％以上，是影响区域能源消费与气候变化的最主要的人类活动，同时，我国正处于工业化发展中后期，世界主要发达国家的历史表明，能源消费在这一阶段将成倍增长，能源与环境问题已成为中国工业经济高速发展过程中面临的严峻挑战[2-4]。
当前，对工业能源消费研究已成为我国应对全球气候变化提高能源利用效率、促进区域可持续发展研究两大领域的热点课题，也是我国明确碳排放责任、减少国际舆论压力和有效推进节能减排政策实施的重要科学依据。基于此，本文利用1985-2007年工业部门能源消费数据，探讨经济转型期工业能源消费与碳排放关联变动特征，以期对工业化进程中工业部门制定能源发展战略提供科学依据和有益参考。
二、数据来源与研究方法
(一)数据来源
1、工业能源消费分类与能源分类
本文部门分类采用《中国能源统计年鉴》中工业部门分类，分为采掘业、制造业和电力煤气及水生产供应业三个门类。产业消费的能源资料主要根据《中国能源统计年鉴》、《中国统计年鉴》中能源归类方式，主要包括煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气、等8类。
2、工业部门能源消费与经济资料
能源消费资料主要来自1985-2008年《中国能源统计年鉴》，经济资料主要来自1981-2008年《中国统计年鉴》。其中，各类常用能源指标折算系数主要参考当年《中国能源统计年鉴》颁布的折算系数；各类能源碳排放系数和碳氧化率参考《2006年IPCC温室气体排放清单指南》，并参考2003年国家发展和改革委员能源研究所颁布各类能源的碳排放系数给予修正(表1)。
(二)主要方法
1、碳排放总量估算
本文依据IPCC温室气体指导方针目录中有关碳排放量估算方法[5](式1)，并将计算结果与美国能源情报署公布的年度数据进行对比，以此控制误差在合理区间范围。
其中，DE为脱钩弹性指数；EP为能源消费或碳排放量；ED为经济驱动力，本文选取工业经济产出作为经济增长指标。脱钩弹性指数DE分类大致可以分为以下8类(图1)。
图1 Tapio脱钩指标分类图
3、LMDI分解模型
已有研究表明，碳变化可以分解成化石燃料的排放系数、能源消费结构、能源强度、人均工业GDP和人口总数五个主要影响变量的贡献[7]，本文试图根据LMDI分解模型，建立碳排放增量与各要素变化量之间的线性关系函数，探讨1985年以来，影响工业部门碳排放变动的主要因素：
三、工业部门能源消费趋势与碳排放趋势变动分析
(一)工业部门能源消费趋势变动分析
自上世纪80年代以来，我国能源消费总量增长快速(图2)，由80年代初的60275万吨标煤增至2007年的265583万吨标煤，年均增长率为6.32％，同期工业生产消耗能源由1980年的38986万吨标煤增长至2007年的190167.30万吨标煤，年均增长率为6.25％，其占全国能源消耗总值的比重保持为61.49％，可见，工业生产部门能源消耗的持续增长是我国能源消耗总量增长的主要驱动因子。
图2 1980年以来我国能源消费消费量变化趋势
(二)工业部门碳排放趋势分析
伴随我国经济的高速发展，近30年碳排放总量快速增长，由1985年的48039.08万吨增长到2007年的167733.91万吨，年均增长率5.71％。同期，工业部门的碳排放总量由1985年的35578.82万吨增长到2007年的145803.80万吨，年均增长6.76％，占全国碳总排放量的年均比例的81.69％(图3)。
图3 1985年以来我国碳排放变化趋势
可见，我国碳排放主要源自国内工业部门能源消费导致的碳排放。同期，经济改革开放的展开与深化促进了我国能耗效率和碳排放效率的提高，工业碳排放密集度由1985年的15.05t/万元降低到2007年的7.14t/万元，最低为2002年，其值为7.01t/万元，年均值为10.45t/万元(图4)。
图4 1985年以来我国工业碳排放密集度变化趋势
从部门产业结构看，制造业碳排放量最大，约占工业部门碳总排放量的60％，其次是电力煤气及水生产供应业碳排放约占30％，采掘业碳排放量最低，约占工业部门碳总排放量的10％(图5)。
图5 1985年以来我国工业部门各行业碳排放总量度变化趋势
(三)工业部门碳排放变动机制分析为进一步分析改革开放以来影响工业部门碳排放总量主要变动因素，本文在解析LMDI分解模型过程中，针对各个因子在时间序列分析中表现出的持续性、差异性与显著性，发现能源供应结构、碳排放系数、能源消费产业结构在短期内具有稳定性，并通过建立碳排放增量与各要素变化量之间的线性关系函数，以期检验这一结论并明确影响工业部门碳排放变动量的主要因素。
通过OLS回归分析，结果见表2，能源供应结构、碳排放系数、能源消费产业结构等三项指标均被剔除自变量组，常数项和人均GDP、能源消费密集度和人口三个指标均通过t检验，且模型具有很高的解释力。由此可见，人均GDP、能源消费密集度、人口等因素变动是导致工业碳排放总量变化的主要诱因，并证实上述假设成立。
四、工业部门能源消费、经济成长与碳排放脱钩效应分析
(一)工业部门能源消费与GDP脱钩指标分析
1985年以来，我国工业部门能源消费增长率在-3.80％与16.58％范围之内，工业GDP增长率介于0％-19.83％之间，脱钩弹性系数介于-39.97-1.60之间(图6)，因此脱钩状态分布于强负脱钩、扩张连结、弱脱钩、强脱钩、扩张弱脱钩等五个区域(图7)。能源消费与GDP脱钩弹性系数主要分布于弱脱钩区域，表明我国工业能源消费增长率很大程度上低于工业经济产出增长率，经济发展过程中能源利用效率变化较为平稳且整体水平较低(发达国家集中于强脱钩)；1990年、1997年、1998年脱钩弹性系数出现异常偏离，其原因在于1990年社会对工业品需求减弱、工业结构调整进展不快和企业经济效益持续下降，能源消费投入比1989年增加2.66％，而工业GDP却比同期下降6.65％，其脱钩弹性系数为-39.97，创历史最低。1997、1998两年，分别受东南亚金融危机爆发的波及效应、我国抑制经济过热和低水平建设的政策影响以及年国内遭遇百年不遇的洪水的破坏，能源消费量出现负增长，而导致当年脱钩弹性系数分别是-0.01、-0.92，其余各年能源消费与GDP两者均呈现小幅度增长趋势，脱钩弹性系数均为正值(0.13-1.61)，1989年脱钩弹性系数达到最大值；2005年、2006年脱钩弹性系数处于扩张连结区域，此时能源消费较经济总量较快显著增长，但未来能源利用效率水平具有改善的趋势。
图6 工业部门能源消费-GDPTapio脱钩指标变化图
图7 工业部门能源消费-GDPTapio脱钩指标分类图
(二)工业部门碳排放与工业GDP脱钩指标分析
我国工业部门碳排放增长率在-4.64％与18.15％范围之内，脱钩弹性系数介于-41.83-1.62之间(图8)，脱钩状态分布情况与工业部门能源消费与GDP脱钩弹性系数分布大致相似，不同之处在于碳排放与工业GDP脱钩弹性系数更加集中于弱脱钩范围，脱钩系数差异性较小，表示工业部门碳排放较能源消费受经济驱动更为明显。
图8 1985年代中期以来物质生产部门碳排放-GDPTapio脱钩指标变化图
图9 物质生产部门能源消费-GDPTapio脱钩指标分类图
五、结论
通过对1985年以来我国工业生产过程中能源消费与碳排放关联特征与机制分析表明：(1)工业部门能源消耗的持续增长是我国能源消耗总量增长与碳排放量增长的主要驱动因子，其中，制造业占工业部门能源消费和碳总排放量的60％，远高于工业部门中其他行业能源消费和碳排放所占比重；(2)工业部门能源消费—GDP脱钩弹性系数分布情况表明：虽然目前我国能源消费增长率很大程度上低于经济增长率，且经济发展过程中能源效率变化较为平稳，但相较于发达国家，能源消费效率整体水平较低；(3)我国工业部门碳排放—GDP脱钩弹性系数分布较能源消费—GDP脱钩弹性系数分布更为集中，且没有分布于扩张负脱钩范围，表示工业部门碳排放受经济驱动更为明显，可见当前工业部门“减排”环节较“节能”环节更值得关注；(4)人均GDP、能源消费密集度和人口等因素变动是导致工业部门碳排放总量变化的主要诱因。
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