基于脱钩和LMDI理论的物流业低碳隧穿路径研究，本文主要内容关键词为：路径论文,物流业论文,理论论文,低碳论文,LMDI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。
一 研究背景及文献综述 低碳物流已经逐步成为理论研究和企业实践的热点。朱培培(2011)[1]对循环经济和低碳物流的概念进行了阐述，在分析循环经济和低碳物流关系的基础上探讨了低碳物流发展对策；Brand(2010)[2]构建了一个新的战略运输、能源、碳排放和环境影响模型(UKTCM)，为制定低碳运输政策提供理论支持；董千里(2010)[3]则基于物流集成理论，证实了货运物流作为低碳物流运作途径的可行性，并从物流集成方案规划与运作监控方面提出低碳物流的有效策略；朱莉(2013)[4]以网络均衡理论为研究方法，分析了低碳环境系统与物流经济系统之间的相互影响和作用，并探讨了面向低碳经济的物流网络优化设计问题，得出合理征收碳税是一种值得推崇的碳减排手段。 总体来看，现有研究多是侧重于低碳物流的内涵、模式及低碳物流供应链优化模型等定性分析，虽然其为低碳物流的发展提供了有效的理论支持，一定程度上推动了物流产业低碳转型，但由于将碳排放问题应用于物流产业的实证研究尚不多见，因此失于空洞。本文以东部物流产业为研究对象，基于Tapio脱钩模型分析了物流业经济发展与碳排放之间的脱钩特征及短期变动规律，并采用LMDI方法探究影响脱钩弹性的重要因素，研究结果为物流业隧穿库兹涅兹曲线，提前实现碳排放与经济增长脱钩，进入永续发展、生态盈余的新时代提供了理论指导。 二 相关理论及模型分析 物流业低碳隧穿是指物流业应当加快转变经济发展方式，同时对原有发展路径进行改善，极大地减少资源、环境、生态成本，以此实现经济发展与不可再生资源消耗、污染物排放、温室气体排放脱钩，进入一个可持续发展、生态盈余的新阶段，并在相对比较低的人均收入条件下，尽早达到生态赤字高峰，进而迅速减少生态赤字，实现隧穿黑色发展的库兹涅兹曲线[5]。其能够令赤字高峰显现更早，高峰的幅度相对更小，系统累积损失也相应更少①。
图1 从生态赤字到生态盈余 Tapio寻找影响碳排放的具体因素，引入交通运输量作为中间变量[6]，将脱钩弹性分解为运输量与GDP之间的脱钩弹性和运输量和总体碳排放量之间的脱钩弹性(如公式1)，即经济发展变化导致碳排放改变程度的比值，其反映了碳排放变化对于经济变化的敏感程度。
式中E为交通运输量的GDP弹性系数，%ΔVOL为交通运输量的变化率，%ΔGDP为GDP的变化率。本文在Tapio脱钩模型的基础上，借鉴赵爱文(2013)[7]的研究结果，将脱钩状态分为六种，如表1所示。
本文基于Tapio模型选取物流产业的碳排放量与生产总值与指标作为衡量物流业经济增长与碳排放的主要指标，构建模型：
其中，ω表示物流业碳排放与物流业生产总值的脱钩弹性指数，%ΔC表示碳排放量相对于基期碳排放量的变化率，%ΔY表示物流业生产总值相对于基期物流业生产总值的变化率，C表示物流业碳排放量，Y表示物流业生产总值。 鉴于LMDI方法具有因素可逆，进行残差项消除等优势，其克服了传统指数分解方法如算数平均Divisia指数分解法等不能同时对多个因素进行分解，或分解后残差比较大的缺陷，使模型说服力与可行性更高，所以本文选用LMDI方法对物流产业的脱钩指数进行因素分解[8]。在现有文献的基础上，本文借鉴LMDI分析框架，对东部物流产业碳排放构建以物流产业规模效应、能源效率效应、能源结构效应和碳排放系数4个因素的恒等式进行因素分解。物流产业碳排放总量用以下基本公式表示：
式中：C为碳排放量，
为第m种能源的碳排放量，
为第m种能源的消费量，E为一次性能源的总消费量，Y为物流业生产总值。令
表示各类能源的碳排放强度；令
，表示第m种能源在一次能源消费中的份额；T=E/Y表示物流产业的能源效率。 第i期物流产业的碳排放量相对于基期排放量的变化可以表示为公式(4)
其中，
分别表示能源排放强度、能源结构、能源效率及经济增长各因素变化对物流产业碳排放变化的贡献值。根据LMDI方法，各因素的分解结果如下：
在文中，因为
，所以能源结构、能源效率和经济增长是物流产业碳排放的主要驱动因素。如上公式(5)-(7)是能源结构、能源效率以及经济增长对东部物流产业碳排放贡献值的计算方法。将上述分解模型引入脱钩弹性公式，可得到扩展的物流产业脱钩模型。
公式(8)中，
分别是各效应对应的脱钩弹性指标，因此二氧化碳排放量与经济增长的脱钩弹性指数可分解为能源碳排放强度脱钩弹性ωF，能源结构脱钩弹性ωS，能源效率脱钩弹性
，物流产业经济增长脱钩弹性
。 三 数据处理及实证分析 (一)数据处理 本文参照国内大部分学者的研究成果，将货物运输业、仓储业和邮政业三个部门界定为物流产业。由于目前中国缺乏物流产业二氧化碳排放的具体数据，本文以估算数据取而代之。根据IPCC(2007)[9]研究结果，由传统的化石燃料燃烧引致的二氧化碳排放量占比超过95%，通过各种能源消费导致的碳排放量加总可以得到碳排放估算总额，因此，在历年能源消费数据的基础上进行东部省市物流产业二氧化碳排放测算。[10] 根据《中国能源统计年鉴》的口径，参考毕志雯(2011)[11]的数据处理办法，物流业的
排放量可以由原煤、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气以及天然气的消耗量与化石燃料的
排放系数相乘得到，具体的计算公式如下：
其中，
为第i年物流产业的二氧化碳排放总量，
为第i年第m种能源的消费量，
为第m种能源的折标准煤参考系数，
为第m种能源的碳排放系数。物流产业生产总值来自历年中国统计年鉴，并以1978年为基期，按GDP平减指数进行可比价格处理。 (二)实证结果 以2003年为基期，按照公式(3)计算东部物流业碳排放与物流业生产总值的脱钩弹性指数，得到表2。
由表2可知，2004-2011年东部地区物流业总产值相对于基期而言出现负增长，而碳排放的增长速度在1%左右，显然快于总产值增长速度。根据Tapio划分的脱钩类型，整体看来，东部物流业碳排放与经济增长一直处于负脱钩状态。时间上，碳排放与经济增长的脱钩关系显现出一定的周期性特征，具体表现为：2004年与2011年处于扩张负脱钩，其余年份均处于强负脱钩状态。另外，从表2可以看出，从2005年开始，脱钩弹性值持续降低，2010年跌落到谷底值-73.276。但2011年脱钩弹性值又迅速上升为41.283，脱钩状态面临“复钩”危险。 为了进一步研究东部物流业脱钩状态，本文从两方面进行分析，一方面对东部的各个省市分别根据公式3计算其脱钩指数进行地域异质分析，如表3；另一方面，采用LMDI分析法将脱钩弹性进行分解，即能源结构碳强度脱钩弹性
，能源结构脱钩弹性
，能源效率脱钩弹性
，物流产业经济增长脱钩弹性
，如表4所示。
下表将东部物流业2004-2011年脱钩弹性ω进行分解，分解为能源结构脱钩弹性，能源效率脱钩弹性和经济增长脱钩弹性，从表4可知，2005-2011期间能源效率弹性对物流业脱钩弹性影响最为显著，严重制约物流业实现脱钩。经济增长弹性较为平稳，一直持续在1-1.6之间。
四 结果解释及驱动分析 (一)地域异质分析 东部物流业脱钩弹性指数如表2、表3所示，整体上看，东部物流业除其中两年出现扩张负脱钩，其余均为强负脱钩状态，碳排放增长率反映了政府实施节能减排政策的变动情况，各个地区GDP增长率反映的是宏观经济的变动状况，从考察期脱钩指数变化方向来看，自2004年起，脱钩指数一直呈现下降趋势，从2.28到-73.276，2011年出现较大幅度的上升，脱钩指数达到41.283，与整个东部地区的复钩趋势一致。从脱钩指数成因来看，物流业的碳排放一直呈上升趋势，相对基期而言，增长率由17.1%到150.4%，物流业生产总值相对基期而言多次出现下降，2005年出现较大幅度降低，自2005年起，虽然相对基期仍旧下降，但逐年降低幅度有所增长，2011年实现生产总值增长。 从地域角度分析，表3为各个省市的脱钩弹性指数，表5为各个省市物流业脱钩状态。从各地脱钩指数平均值来看，辽宁的脱钩弹性指数平均值最高，为10.9，其在2011年脱钩指数为137.47，为样本中最高值，扩张负脱钩最大值，其他年份多为强负脱钩，这与辽宁传统老工业基地的角色密不可分；平均值最低为海南，为-10.95，海南除2004年外，其他年份均为强负脱钩，物流业生产总值降低且二氧化碳排放增加，物流业经济发展与环境保护均出现较大问题。
从脱钩状态角度进行进一步分析，北京、山东两省市自2004年起一直处于扩张负脱钩状态，物流业二氧化碳排放与物流业生产总值相对基期持续增长，物流业碳排放增长率大幅超过物流业生产总值增长率，北京脱钩弹性最高达到21.92，山东最高达到16.22，表明物流业的经济增长一直以牺牲环境保护为代价，物流业成为碳排放大户；上海、浙江、福建、广东和海南由扩张负脱钩过渡为强负脱钩，二氧化碳排放持续增长，物流业生产总值却出现下降趋势，福建、广东和海南自2005年开始物流业生产总值持续下降，海南在2008年更是出现脱钩弹性-32.26，可见物流业发展面临瓶颈，亟待解决；江苏和河北脱钩状态分为三阶段，从扩张负脱钩到强负脱钩，再到扩张负脱钩，二氧化碳排放相对基期持续增长，物流业生产总值在期间间歇出现下滑；天津与辽宁在测算期间均出现过弱脱钩，天津甚至出现两次强脱钩，但大部分年份仍旧是负脱钩状态，可见这两个省市的物流业低碳发展不够成熟，缺乏稳定性，需要进一步加强低碳物流的发展。 物流业生产总值反映了宏观经济的动态变化，物流业碳排放增长率的变动反映了物流业节能减排政策调控以及减排路径的成效状况。整体来看，除天津出现过强脱钩外，其他省市均落在负脱钩区域内，可见东部物流业普遍存在的专业化水平低、物流成本高，以及低效率粗放型的物流运作模式使得能耗增加和能源加剧浪费的现象愈演愈烈；大部分地区碳减排技术贡献效应不显著，对物流业碳排放减缓速度的控制举步维艰。相比而言，天津市在低碳物流的发展中表现出众，起到示范作用，但仍旧需要进一步加强。 (二)原因驱动分析 按照表4数据，对东部物流业2004-2011年脱钩弹性进行分解。
图2 东部物流业脱钩弹性分解 脱钩弹性分解为能源结构脱钩弹性、能源效率脱钩弹性和经济增长脱钩弹性。其中，经济增长弹性的贡献值从1.03逐渐上升到1.58，可以看出，经济增长弹性对物流产业脱钩弹性的贡献值持续增长，经济增长对实现产业脱钩起到阻碍作用，随着经济增长物流业二氧化碳的排放逐渐增加且经济增长承担的环境代价愈加严重。物流业的迅速发展带来了能源消耗，经济增长是物流业碳排放增长的重要因素，经济增长弹性显示了物流业生产总值变动对碳排放的影响。 在脱钩弹性分解的三个因子中，波动最大的为能源效率脱钩弹性，且呈现出与脱钩弹性变动较强的拟合性，2005年-2010年能源效率弹性是导致物流产业脱钩指数为负的直接原因，可见能源效率是导致物流产业二氧化碳排放量居高不下的主要原因。从图2可看出，脱钩弹性曲线与能源效率脱钩弹性曲线拟合度较高，表明脱钩指数对能源效率的依赖度较高，能源效率即生产单位GDP所消耗的能源总量，能源效率脱钩弹性的变动表明物流产业的能源技术发展遇到一定的瓶颈，能源利用过程较为粗放，由于中国在能源、交通和建筑等方面的基础设施建设正在如火如荼地开展，技术的使用效率过低将造成技术锁定效应，这导致了低效率的能源利用模式，而能源效率对物流业碳排放起到较强的拉动作用，抑制了二氧化碳排放与物流业生产总值实现脱钩，短期内要实现由技术因素带来的效率提高会比较困难，需要致力于长期的研究和规划。 由于物流业的能源结构未曾发生显著改善，还是延续以前的以煤油、汽油、柴油和燃料油为主，所以能源结构脱钩弹性在此期间呈现小幅波动，对碳排放影响不显著。对于物流业，高碳能源比重较大，直接导致物流产业碳排放量持续增长，能源结构优化带来的减排效应并不明显，需要进一步优化能源结构。 脱钩弹性、能源结构脱钩弹性以及能源效率脱钩弹性的最大拐点均出现在2010年，主要原因在于2010年东部物流业二氧化碳排放较高，而生产总值下降，究其原因，一方面由于金融危机对物流业的影响，另一方面物流业能源效率创新低，这一情况在2011年有较大好转。由此可见，抑制东部物流业实现碳排放与经济增长脱钩的主要因素是能源结构与能源效率，其中能源效率尤为重要。 五 主要结论及对策建议 综上所述，东部物流业尚未显现“脱钩”拐点，基本呈现“扩张负脱钩一强负脱钩—扩张负脱钩”的周期性变化特征；东部各省市物流产业脱钩差异显著，天津市在东部各省市实现物流业经济增长与碳排放脱钩目标中表现出众；结合LMDI分析，能源效率和能源结构是影响低碳物流发展的重要因素，其中，能源效率技术锁定效应是阻碍东部物流业实现碳排放与经济增长脱钩的主导因素，这主要源自降低能源强度提高能源利用效率面临“边际递减”的困境。 通过以上对我国东部物流业脱钩指数的分析及分解，进一步明确了我国东部物流业低碳发展存在瓶颈，实现产业脱钩和低碳隧穿效应任重道远。针对上述结论，提出以下建议： 1.以提高能源效率为重点，加快蛙跳效应新变革。根据LMDI模型得出能源效率技术锁定效应是东部物流业碳排放和经济增长之间脱钩的主要阻力。进行科技自主创新，提高能源效率是物流业实现碳减排目标的根本之道。具体来说，物流业应充分利用蛙跳效应②优势，并通过物联网技术支持系统利用传感器采集和传输数据，对能、煤料、功率预测、厂区污染物及气体排放进行跟踪和监控，以此形成智能化的运维监控体系，监测并记录物流过程的能源消耗数据及碳排放数据，保障能源的优化配置和高效运行。 2.以重构能源结构为依托，推广能效标杆新理念。如图1所示，能源结构弹性是影响物流产业脱钩的重要因素。由于我国能源结构十分稳定，能源结构对碳排放脱钩产生积极作用，但作用力度不够大，而煤炭的碳排放系数远高于其他能源，所以改善能源结构对物流业碳减排有不可或缺的作用[12]。首先，我国需要大力增加石油和天然气、核能、太阳能等新能源比重，改善能源生产和消费结构。其次，通过节能管理和引进碳捕捉和封存(CCS)等技术措施，以达到国际国内同行业先进企业能效指标[13]。譬如物流行业之间可以以能源结构占比确定标杆，建立节能降耗长效机制，实现物流行业能效达标的目的，以此推进物流行业实现低碳隧穿进程。 3.以推行低碳新政为支撑，开展合同能源新交易。如表3所示，东部各省市物流业脱钩指数存在显著差异，各地物流业发展不均衡。而缩小差距，就不仅需要各区域相互配合和借鉴，更需要国家出台宏观调控措施和政策以提供支撑。首先，政府鼓励各区域相互合作成立合同能源管理第三方服务机构，构建各区域节能服务公司共享的合同能源管理专家服务平台。其次，国家需建立合同能源管理投融资交易平台，引导资金进入节能减排领域，突破合同能源管理融资瓶颈，优化企业节能服务，以此促进各区域物流业低碳化的均衡发展。 4.以实现智慧增长为目标，推动燃料电池新发展。脱钩模型显示我国东部物流业碳排放与经济增长尚未显现“脱钩”拐点，能耗增加速度快于物流产业发展速度。为优化物流环节，实现物流业智慧增长，达到物流业碳减排和经济增长双赢目的，从源头上控制碳排放是治本之策。因此，大力发展燃料电池产业迫在眉睫。第一，国家应将燃料电池列入国家低碳经济产业发展规划中的创新产业行业；第二，继续扶持燃料电池产业与技术发展，鼓励地方政府引导相应产业链环节；第三，将燃料电池汽车、电源列入政府采购计划，开展区域性示范。通过上述国家对燃料电池新兴产业的扶持措施以打造物流业低碳隧穿的核心环节。 ①如图1所示，低碳发展曲线所包络的面积远小于黑色发展曲线包络的面积，阴影区即为二者之差，即黑色发展与低碳发展所导致的自然系统累积损失之差。 ②领先国在旧技术上会路径依赖，旧技术的生产率比新技术初始时高，因此会选择继续沿用旧技术；而后起国由于劳动成本较低，会选择新技术，从而在未来取得技术优势，因此像青蛙跳跃一样超过领先国。
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基于解耦和LMDI理论的物流业低碳隧道路径研究_碳排放论文
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