李 琦，韓亞芬，黃淑玲,張 生

宿州學(xué)院環(huán)境與測繪工程學(xué)院，安徽宿州，234000

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安徽省工業(yè)能源消費(fèi)碳排放的行業(yè)差異及因素分析

李 琦，韓亞芬，黃淑玲,張 生

宿州學(xué)院環(huán)境與測繪工程學(xué)院，安徽宿州，234000

依據(jù)2001-2013年安徽省工業(yè)能源消耗及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)數(shù)據(jù)，分析了碳排放量和強(qiáng)度的行業(yè)差異及演變，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)碳排放強(qiáng)度將31個行業(yè)劃分為高、中和低三類碳排行業(yè)組，進(jìn)而利用LMDI分解法定量測算了經(jīng)濟(jì)規(guī)模因素、能源效率因素、能源結(jié)構(gòu)因素對不同行業(yè)組碳排放變動的貢獻(xiàn)。結(jié)果顯示：工業(yè)碳排放逐漸向能源生產(chǎn)、加工及重工業(yè)部門聚集，各行業(yè)間的碳排放差異不斷擴(kuò)大；經(jīng)濟(jì)規(guī)模因素是促進(jìn)三類行業(yè)組碳排放增長的主要驅(qū)動因素，能源效率因素對碳排放增長起到較強(qiáng)的抑制作用，而能源結(jié)構(gòu)因素對中、低行業(yè)組碳排放增長起到一定的抑制作用，但對高碳排行業(yè)組則起到促進(jìn)作用。

安徽??；碳排放；行業(yè)差異；因素分解

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源消耗量的攀升，CO2等溫室氣體排放量日益增長，并由此引發(fā)全球氣候變暖及氣候災(zāi)害的不斷加劇[1]。工業(yè)作為我國主要的能耗部門及碳排放源，其能源消耗和碳排放量占全國總量的比例分別達(dá)到68%和83%[2]，因而，控制和減少工業(yè)碳排放成為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵。近年來，眾多學(xué)者圍繞該領(lǐng)域開展了大量卓有成效的研究工作，如劉紅光等利用LMDI分解方法，對1992-2005年我國工業(yè)燃燒能源導(dǎo)致碳排放的影響因素進(jìn)行分析，并認(rèn)為經(jīng)濟(jì)總量的增長、能源利用效率低及以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致我國碳排放大量增加的主要原因[3]；周五七等通過對1998-2009年我國省際工業(yè)碳排放效率的比較，發(fā)現(xiàn)東部省份的工業(yè)碳排放效率顯著高于中、東北與西部，且東、西部工業(yè)碳排放效率存在俱樂部收斂特征，而全國、中部和東北的工業(yè)碳排放效率僅存在條件收斂特征[4]；諶偉等基于VAR模型、脈沖沖擊和方差分解技術(shù)，對上海市工業(yè)排放總量與碳生產(chǎn)率的關(guān)系進(jìn)行動態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)碳排放總量與生產(chǎn)率變化速率互有沖擊作用，兩者主要相對方差貢獻(xiàn)率為自身，并認(rèn)為提高碳生產(chǎn)率盡管無法降低碳排放總量，實現(xiàn)絕對減排，卻是具有可行性的相對減排[5]。

作為能源生產(chǎn)和消費(fèi)大省，安徽省現(xiàn)處于工業(yè)化初期階段，長期以傳統(tǒng)粗放型生產(chǎn)方式為主，隨著中部崛起戰(zhàn)略的實施，必然面臨著更為嚴(yán)重的工業(yè)碳減排壓力。而由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)等因素的影響，工業(yè)各行業(yè)間的碳排放水平參差不齊，因而，在制定工業(yè)碳減排政策和措施時，必須因行業(yè)而異。本文以安徽省31個工業(yè)行業(yè)為例，著眼于各行業(yè)間碳排放總量和強(qiáng)度的差異，并將其劃分為高、中、低三類碳排行業(yè)組，進(jìn)而利用LMDI因素分解模型定量測算各影響因素對不同行業(yè)組碳排放的變動貢獻(xiàn)，為區(qū)域工業(yè)碳減排方案的制定及低碳經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供依據(jù)和參考。

1 研究方法及數(shù)據(jù)來源

1.1 能源消費(fèi)碳排放量測算方法

本文采用徐國泉等[6]提出的碳排放系數(shù)法對安徽省工業(yè)行業(yè)碳排放量進(jìn)行測算，計算公式為：

(1)

式中，Ci為第i類行業(yè)的碳排放總量；Cij為第i類行業(yè)中j類能源的碳排放量；Eij為第i類行業(yè)中j類能源的消費(fèi)總量；Hj為j類能源的碳排放系數(shù)。選取煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然氣等8 類能源進(jìn)行測算，各類能源對標(biāo)準(zhǔn)煤的折算系數(shù)及碳排放系數(shù)[7]見表1所示。

表1 各類能源的碳排放系數(shù)

注：天然氣的標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)單位為kg標(biāo)準(zhǔn)煤/m3。

1.2LMDI因素分解模型

作為目前能源經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域常用的分析手段，指數(shù)因素分解法是依據(jù)不同的權(quán)重值將總量變動分解為多個因變量指標(biāo)的增量貢獻(xiàn)[8]。其中，LMDI(對數(shù)平均權(quán)重)分解法由于具備分解完全、無殘差且允許零值數(shù)據(jù)等優(yōu)點，已成為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的指數(shù)因素分解方法[9]。本文根據(jù)碳排放計算方法，首先對測算公式進(jìn)行如下轉(zhuǎn)換，見式(2)：

(2)

式(2)中，Ei為第i類行業(yè)的能源消費(fèi)總量；Ii為第i類行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)總值；Sij=Eij/Ei，代表第j類能源消費(fèi)量在第i行業(yè)能源消費(fèi)總量中的比重，即能源結(jié)構(gòu)；Ui=Ei/Ii，代表第i類行業(yè)中的單位工業(yè)產(chǎn)值能耗，即能源利用效率。

由此，可將第t期相對于基期(第0期)的行業(yè)碳排放變動量分解如下：

=ΔCH+ΔCS+ΔCU+ΔCI

(3)

對于上述各影響因素引發(fā)的碳排放變動貢獻(xiàn)量，其計算公式如下：

(4)

同時，各影響因素的碳排放變動貢獻(xiàn)率指標(biāo)DS、DU和DI采用式(5)計算。貢獻(xiàn)率指標(biāo)由于消除了各行業(yè)碳排放體量差異的影響，能夠便于對比不同類型行業(yè)間的影響因素貢獻(xiàn)差異。

(5)

1.3 數(shù)據(jù)來源

本文主要收集安徽省工業(yè)行業(yè)的煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然氣等8類能源消耗實物量、工業(yè)產(chǎn)值等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)均來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒》[10]和《安徽省統(tǒng)計年鑒》[11]。鑒于數(shù)據(jù)的可得性，選取2001-2013年作為研究時段。同時，在數(shù)據(jù)整理時，剔除掉2個數(shù)據(jù)缺失行業(yè)(工藝品及其他制造業(yè)、廢棄資源和廢舊材料回收加工業(yè))和3個基礎(chǔ)資源生產(chǎn)和供應(yīng)行業(yè)(電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、燃?xì)獾纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè))，僅針對其余31個工業(yè)行業(yè)的碳排放進(jìn)行測算和分析。

2 安徽省工業(yè)碳排放的行業(yè)差異

2.1 碳排放總量的行業(yè)差異

根據(jù)工業(yè)碳排放的計算公式，選取2001、2007和2013年3個時間截面，分別測算出安徽省31個工業(yè)行業(yè)的碳排放量，結(jié)果見表2。從表2可以看出，大多數(shù)工業(yè)行業(yè)碳排放量呈現(xiàn)出明顯的遞增態(tài)勢，如煤炭開采和洗選業(yè)的碳排放量在3個時間截面穩(wěn)居各行業(yè)首位，碳排放量從2001年的671.447萬t增長至2013年的4 356.741萬t，增長率高達(dá)648.86%；但亦存在個別行業(yè)碳排放量下降的現(xiàn)象，如有色金屬礦采選業(yè)、煙草加工業(yè)、紡織業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、儀器儀表及文化辦公用機(jī)械制造業(yè)。從31個工業(yè)行業(yè)碳排放量的對比來看，各行業(yè)間存在顯著差異，以2013年為例，各行業(yè)的碳排放量在0.048～4 356.741萬t范圍內(nèi)，其中，碳排放量超過100萬t的行業(yè)為煤炭開采和洗選業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)，表明碳排放量較高的行業(yè)主要集中在能源生產(chǎn)、加工以及重工業(yè)部門。另外，選取各年份碳排放量排名前五的行業(yè)部門，對其碳排放量占工業(yè)碳排放總量的比例進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，2001、2007和2013年排名前五的行業(yè)碳排放量比例總和分別為90.13%、91.37%和94.79%，這反映出工業(yè)碳排放存在著向少數(shù)行業(yè)逐漸聚集的趨勢，行業(yè)間的碳排放差異正在不斷擴(kuò)大。

表2 2001-2013年安徽省31個工業(yè)行業(yè)的碳排放量 單位：萬t

2.2 碳排放強(qiáng)度的行業(yè)差異

依據(jù)工業(yè)行業(yè)碳排放量的測算結(jié)果，分別計算出2001、2007和2013年3個時間截面安徽省31個工業(yè)行業(yè)的碳排放強(qiáng)度(采用萬元產(chǎn)值碳排放量指標(biāo)表征行業(yè)碳排放強(qiáng)度)，進(jìn)而對各工業(yè)行業(yè)按照其平均碳排放強(qiáng)度(即3個時間截面的平均值)進(jìn)行分組，其中，碳排放強(qiáng)度值小于0.05t/萬元的部門為低碳排放行業(yè)組，在0.05～0.5t/萬元的部門為中碳排放行業(yè)組，而大于0.5t/萬元的部門則歸為高碳排放行業(yè)組，分類結(jié)果見圖1所示。

圖1 安徽省31個工業(yè)行業(yè)碳排放強(qiáng)度的差異

結(jié)合表2列出的三類行業(yè)組工業(yè)產(chǎn)值比例、碳排放量比例及碳排放強(qiáng)度值進(jìn)行分析。高碳排放行業(yè)組包括非金屬礦采選業(yè)、造紙及紙制品業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、化學(xué)纖維制造業(yè)、石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)等8個部門。2001-2013年期間，該行業(yè)組的產(chǎn)值占整個工業(yè)行業(yè)總產(chǎn)值的比例由32.36%下降至25.77%，碳排放占工業(yè)碳排放總量的比例由92.62%增長至96.34%，而碳排放強(qiáng)度則由4.174t/萬元下降至1.143t/萬元；中碳排行業(yè)組包括農(nóng)副食品加工業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、金屬制品業(yè)、橡膠和塑料制品業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)、黑色金屬礦采選業(yè)、紡織業(yè)、木材加工及竹藤棕草制品業(yè)、飲料制造業(yè)、食品制造業(yè)等11個部門。2001-2013年期間，該行業(yè)組的產(chǎn)值占整個工業(yè)行業(yè)總產(chǎn)值的比例由35.75%增至38.35%，碳排放占工業(yè)碳排放總量的比例由6.40%下降至3.31%，碳排放強(qiáng)度亦由0.261t/萬元下降至0.026t/萬元；低碳排行業(yè)組包括家具制造業(yè)、通訊設(shè)備計算機(jī)及其他電子設(shè)備制造、儀器儀表及文化辦公用機(jī)械制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)、紡織服裝鞋帽制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、有色金屬礦采選業(yè)、印刷業(yè)記錄媒介的復(fù)制、皮革毛皮羽毛(絨)及其制品業(yè)、文教體育用品制造業(yè)、煙草加工業(yè)等12個部門。2001-2013年期間，該行業(yè)組的產(chǎn)值占整個工業(yè)行業(yè)總產(chǎn)值的比例由31.89%增至35.88%，碳排放占工業(yè)碳排放總量的比例由0.98%下降至0.35%，而碳排放強(qiáng)度由0.045t/萬元下降至0.003t/萬元。

表3 2001-2013年安徽省三類行業(yè)組的工業(yè)產(chǎn)值比例、碳排放量比例及碳排放強(qiáng)度

3 安徽省工業(yè)行業(yè)碳排放的因素分解

依據(jù)碳排放強(qiáng)度行業(yè)類型的劃分結(jié)果，利用LMDI公式分別對三組(高、中、低碳排)工業(yè)行業(yè)的逐年碳排放變動量(以2001年為基期)進(jìn)行因素分解，測算出各影響因素的變動貢獻(xiàn)量和變動貢獻(xiàn)率，結(jié)果見表3和圖2。

表4 各影響因素對三類行業(yè)組碳排放的變動貢獻(xiàn)量

由表3可知，2001-2013年，高、中、低碳排行業(yè)組的碳排放變動量分別為6 771.71、154.27和8.96萬t。其中，經(jīng)濟(jì)規(guī)模因素、能源結(jié)構(gòu)因素和能源效率因素對高碳排行業(yè)組碳排放的變動貢獻(xiàn)量分別為13 092.82、401.26和-6 722.37萬t，對中碳排行業(yè)組碳排放的變動貢獻(xiàn)量分別為530.48、-6.01和-455.61萬t，而對低碳排行業(yè)組碳排放的變動貢獻(xiàn)量分別為80.22、-6.80和-61.04萬t?？梢?，經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)張是促進(jìn)三行業(yè)組碳排放增長的主要驅(qū)動因素，而能源利用效率的提升則對碳排放增長起到較強(qiáng)的抑制作用。

圖2 各影響因素對三類工業(yè)行業(yè)碳排放的變動貢獻(xiàn)率

而對比三行業(yè)組中各影響因素的變動貢獻(xiàn)率(圖2)則發(fā)現(xiàn)，2001-2013年，由經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)張而導(dǎo)致高、中、低碳排行業(yè)組的碳排放變動貢獻(xiàn)率分別為580.77%、428.85%和356.84%，說明經(jīng)濟(jì)規(guī)模因素對三類行業(yè)組碳排放的促進(jìn)作用依次為：高碳排放行業(yè)>中碳排放行業(yè)>低碳排放行業(yè)；由能源利用效率提升而導(dǎo)致三類行業(yè)組的碳排放變動貢獻(xiàn)率分別為-298.19%、-325.76%和-282.39%，表明能源效率因素對三類行業(yè)碳排放的抑制作用依次為：中碳排放行業(yè)>高碳排放行業(yè)>低碳排放行業(yè)；另外，由能源結(jié)構(gòu)變動而導(dǎo)致三類行業(yè)組碳排放變動貢獻(xiàn)率分別為17.80%、-4.04%和-36.76%，說明能源結(jié)構(gòu)因素對中、低碳排行業(yè)組的碳排放增長起到一定的抑制作用，而對高碳排行業(yè)組的碳排放增長則起到促進(jìn)作用。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

綜合上述分析，得出以下結(jié)論：(1)安徽省大部分工業(yè)行業(yè)碳排放量呈現(xiàn)逐期增長的態(tài)勢，但亦存在個別行業(yè)碳排放量下降的現(xiàn)象，如有色金屬礦采選業(yè)、煙草加工業(yè)、紡織業(yè)等；從橫向比較看，碳排放量較高的行業(yè)主要集中在能源生產(chǎn)、加工及重工業(yè)部門，對比研究發(fā)現(xiàn)，2001、2007和2013年排名前五的行業(yè)碳排放量比例總和分別為90.13%、91.37%和94.79%，這反映出工業(yè)碳排放存在著向少數(shù)行業(yè)逐漸聚集的趨勢，行業(yè)間的碳排放差異正在不斷擴(kuò)大。(2)依據(jù)碳排放強(qiáng)度將31個工業(yè)行業(yè)劃分為高、中、低三類碳排行業(yè)組，其中高碳排行業(yè)組碳排放強(qiáng)度由2001年的4.174t/萬元下降至2013年的1.143t/萬元，中碳排行業(yè)組碳排放強(qiáng)度由0.261t/萬元下降至0.026t/萬元，而低碳排行業(yè)組碳排放強(qiáng)度則由0.045t/萬元下降至0.003t/萬元。(3)因素分解結(jié)果顯示，經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)張是促進(jìn)三行業(yè)組碳排放增長的主要驅(qū)動因素，其引發(fā)的三類行業(yè)組碳排放變動貢獻(xiàn)量分別為13 092.82、530.48和80.22萬t，變動貢獻(xiàn)率分別為580.77%、428.85%和356.84%；能源利用效率提升對碳排放增長起到較強(qiáng)的抑制作用，其引發(fā)的三類行業(yè)組碳排放變動貢獻(xiàn)量分別為-6 722.37、-455.61和-61.04萬t，變動貢獻(xiàn)率分別為-298.19%、-325.76%和-282.39%；而能源結(jié)構(gòu)變動引發(fā)的三類行業(yè)組碳排放變動貢獻(xiàn)量分別為401.26、-6.01和-6.80萬t，變動貢獻(xiàn)率分別為17.80%、-4.04%和-36.76%，對中、低碳排行業(yè)組的碳排放增長起到一定的抑制作用，而對高碳排行業(yè)組的碳排放增長則起到促進(jìn)作用。

4.2 建議

作為產(chǎn)生碳排放的主要工業(yè)部門，高碳排行業(yè)組碳排放量在工業(yè)碳排放總量中的比重達(dá)95%以上，因此，該行業(yè)組的碳減排成效是安徽省工業(yè)低碳減排目標(biāo)能否實現(xiàn)的關(guān)鍵。首先，從安徽省工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)來看，2001-2013年，高碳排行業(yè)組的工業(yè)產(chǎn)值比重有所下降，從32.36%降至25.77%，但其經(jīng)濟(jì)規(guī)模因素引發(fā)的碳排放增量卻遠(yuǎn)高于其他兩類行業(yè)組，因而，積極促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的低碳轉(zhuǎn)型仍將是未來一段時期內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的工作重點；而從能源利用效率和能源結(jié)構(gòu)因素的減排貢獻(xiàn)來看，二者對高碳排行業(yè)組的貢獻(xiàn)率之和為-280.39%，僅處于三類行業(yè)組的末位，說明在研究時段內(nèi)該行業(yè)組的能源利用效率提升幅度相對較低，而其能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)尚未得到有效改善。建議進(jìn)一步加強(qiáng)該行業(yè)組生產(chǎn)設(shè)備的更新改造和節(jié)能技術(shù)的研發(fā)投入，同時加快循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式建設(shè)，通過構(gòu)建各行業(yè)間的生態(tài)鏈接，以達(dá)到提升產(chǎn)業(yè)能源效率的目的。另外，還要重點推進(jìn)能源類型多元化，逐步以清潔能源(如天然氣等)替代煤炭、石油，充分挖掘能源結(jié)構(gòu)因素在促進(jìn)低碳減排方面的潛力。

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(責(zé)任編輯：周博)

10.3969/j.issn.1673-2006.2015.03.009

2014-11-23

安徽省高校省級人文社科研究項目“基于區(qū)域和行業(yè)差異的安徽省低碳減排對策研究”(SK2013B509)；宿州學(xué)院安徽省煤礦勘探工程技術(shù)研究中心開放課題項目“煤礦區(qū)大氣降塵的重金屬污染特征及其環(huán)境風(fēng)險”(2013YKF05)；安徽省教育廳自然科學(xué)重點研究項目“皖北煤礦區(qū)表層環(huán)境重金屬元素地球化學(xué)組成和遷移規(guī)律研究”(KJ2014A251)。

李琦(1982-)，安徽阜陽人，講師，碩士，主要從事資源環(huán)境評價與管理研究。

張生(1960-)，安徽宿州人，教授，主要研究方向：環(huán)境工程。

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