舒文卿

(天津大學管理與經(jīng)濟學部，天津 300072)

為了應對全球氣候變化和國際社會的壓力，中國政府提出到2020年實現(xiàn)碳排放強度相對于2005年降低40% ～45%。為了實現(xiàn)該目標，中國政府在“十二五”規(guī)劃中制定了相應的階段性目標:計劃到2015年，相對于2010年進一步降低能源強度16%，并且降低碳排放強度17%。這是中國政府有史以來第一次將強制性的碳排放控制目標明確地寫入經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃當中。相應地，該國家目標被分解到各地區(qū)，構(gòu)成地區(qū)“十二五”規(guī)劃的重要部分。之前，中國國家和地區(qū)層面都是通過能源強度目標來實現(xiàn)碳減排，現(xiàn)在針對碳減排單獨設定目標，體現(xiàn)了中國對碳減排的重視，同時體現(xiàn)了中國節(jié)能減排政策的質(zhì)變，即改變了以前對節(jié)能減排的單一認識，實現(xiàn)降低能源使用量與提高能源質(zhì)量并重。自2020年碳減排目標宣布以來，許多學者對此承諾和目標進行了研究，研究的重心主要集中在中國實現(xiàn)該減排目標的可能性以及途徑［1-5］，而很少有文章對中國地區(qū)碳減排目標進行研究，特別是地區(qū)“十二五”碳減排目標。因此，本文以中國天津市為例，研究天津市實現(xiàn)“十二五”規(guī)劃中碳減排目標的可能性。同時，這對于地區(qū)節(jié)能、減排和國家能源及環(huán)境政策的有效實施來說是一個值得研究的重要課題。已知文獻中大多采用情景分析方法進行碳排放預測，而情景分析法適用于中長期預測，在短期預測中效果不是很好。趨勢分析是一種相對簡單同時短期預測精度比較高的方法，本文決定采用這種方法分析碳減排目標的可實現(xiàn)性。

1 天津市能源消費和碳排放現(xiàn)狀

自1990以來，天津市實際GDP增長迅速(圖1)，從1990年的680.92億元增長到2011年的9 596.24億元(本文除特別說明外，GDP以2005年不變價計算)，年均增長率為13.4%。當然，經(jīng)濟的高速增長是以巨大的能源消費和環(huán)境污染為代價的。如圖2所示，1990年，能源消費總量為2 037.93萬t標煤，到2011年，能源消費總量達到7598.45萬t標煤，幾乎翻了兩翻，年均增長率為6.5%。

圖1 1990年以來天津市GDP發(fā)展趨勢

能源消費以化石燃料為主，化石燃料燃燒過程中產(chǎn)生大量的CO2。圖3顯示了歷年天津市煤炭、原油、天然氣3種化石燃料消耗產(chǎn)生的CO2排放量。從圖中看出:化石燃料相關(guān)的CO2排放量處于不斷上升的趨勢，由1990年的475億t增至2011年的1 608億t，年均增長率為6%，其中煤炭消費產(chǎn)生的CO2排放量占據(jù)主導，一直穩(wěn)居70%左右。

圖2 1990年以來能源消費情況

圖3 化石燃料相關(guān)的CO2排放量

通過以上數(shù)據(jù)分析可知，隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，天津市面臨巨大的能源需求問題，而自身能源供給能力有限，所有的煤炭都是由外地調(diào)入，能源消費受全國能源緊張形勢影響明顯。同時，以煤炭為主導的能源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了大量的CO2，對環(huán)境造成了一定的危害。為了應對能源和環(huán)境問題，天津市政府采取了一系列的政策措施來進行節(jié)能減排，并取得了顯著的效果。“十一五”期間，全市萬元GDP能耗累計下降21%，達到0.826 t標準煤，降幅位居全國前列，提前一年完成國家下達的節(jié)能指標［6］。“十二五”規(guī)劃在節(jié)能、減排方面又提出新的目標，即萬元生產(chǎn)總值能耗比“十一五”末降低18%，單位生產(chǎn)總值二氧化碳排放總量比2010年下降19%［7］。以上兩個目標是由國家目標分解后下達給天津市，其完成的情況直接影響整體國家目標的實現(xiàn)效果。因此，其完成的可能性分析對于地區(qū)節(jié)能、減排和國家能源、環(huán)境政策的有效實施十分必要。

本文主要圍繞兩個問題展開:①天津市碳強度目標和能源強度目標的一致性，即在實現(xiàn)能源強度目標情況下碳強度目標的可實現(xiàn)性;②能源強度目標的可實現(xiàn)性。

2 碳強度目標與能源強度目標的一致性

人類經(jīng)濟的發(fā)展受到兩方面約束:一方面是能源需求無限和能源資源有限的約束;另一方面是環(huán)境容量的約束。在這兩個約束同時起作用的情況下，中國的可持續(xù)發(fā)展要求通過節(jié)能來減排，同時需要通過改變能源消費結(jié)構(gòu)來減排，降低對化石能源的依賴，發(fā)展清潔的可再生能源。為了同時應對能源和環(huán)境的雙重約束，“十二五”規(guī)劃應當同時設定能源強度和碳強度目標［8］。

可以通過式(1)和(2)［4］來進一步理解碳強度與能源強度之間的關(guān)系，并研究天津市“十二五”碳強度目標與能源強度目標的一致性，即檢驗在能源強度目標實現(xiàn)的情況下，碳強度目標的實現(xiàn)效果。為此，收集和整理了天津市2010年能源結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)［9］和2015年碳強度目標、能源強度目標、能源結(jié)構(gòu)目標［10］(見表1)，以及各種燃料碳排放系數(shù)［4］(見表2)。將能源結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和對應碳排放系數(shù)代入式(2)可得出2010年、2015年的一次能源碳排放系數(shù)分別為3.15，3.09，從而根據(jù)式(1)計算出在能源強度相比2010下降18%的情況下，2015年碳強度相比2010年下降19.6%，實現(xiàn)既定碳強度目標(19%)。由此證明天津市“十二五”碳強度目標與能源強度目標是一致的。

表1 2010年和2015年一次能源結(jié)構(gòu)及碳強度、能源強度目標

表2 各種燃料排放系數(shù)

3 能源強度目標實現(xiàn)的可能性

3.1 能源強度運動軌跡分析

1990年以來，天津市能源強度呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(圖4)，能源強度由1985年開始經(jīng)歷輕微波動之后加速下降，在1997年出現(xiàn)拐點，此后下降速率減小。能源強度呈現(xiàn)這種運動軌跡是與3次產(chǎn)業(yè)能源強度及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變動有關(guān)。為此，本文采用對數(shù)均值迪氏分解法(LMDI)對能源強度變化量進行分解分析。與其他的因素分解法相比，LMDI具有獨立路徑、零值處理能力和聚合的一致性等方面的優(yōu)勢，是目前各種方法中相對合理的一種［11］。

圖4 天津市歷年能源強度及下降量

本文將能源強度劃分為兩個因素:產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源效率。指數(shù)分解公式如下:

其中:EIT代表T年的能源強度;STk代表T年第k產(chǎn)業(yè)的比重;ITk代表T年第k產(chǎn)業(yè)的能源強度。T-1年到T年的能源強度變化可表示為

式中ΔEIstr和ΔEIint分別代表結(jié)構(gòu)效應和效率效應，其分解公式如下:

其中，

以上公式中所用能源強度數(shù)據(jù)由各產(chǎn)業(yè)終端能源消費量除以產(chǎn)業(yè)增加值得出，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、終端能源消費量、產(chǎn)業(yè)增加值來源于歷年天津市統(tǒng)計年鑒。

依據(jù)式(3)～(7)計算出的1990—2011年能源強度變化量的分解結(jié)果，如表3所示?？梢娔茉葱室蛩貙δ茉磸姸认陆盗科鹬渥饔茫a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素發(fā)揮的作用比較小。能源強度下降量大體上呈現(xiàn)一個先增后減的趨勢，與能源效率效應的變化趨勢一致。而在能源效率效應中，第二產(chǎn)業(yè)占主導，第三產(chǎn)業(yè)次之，第一產(chǎn)業(yè)非常小。因此，圖4中能源強度的運動軌跡主要是受第二、三產(chǎn)業(yè)能源強度變化的影響。1997之后第二產(chǎn)業(yè)能源強度下降量不斷減少進而影響總體能源強度下降量減少的一個重要原因是工業(yè)結(jié)構(gòu)中重工業(yè)比重不斷增加。

表3 天津市1990—2011年能源強度變化量分解結(jié)果

續(xù)表

3.2 能源強度預測

本文考慮基于所獲得的歷史能源強度數(shù)據(jù)對“十二五”末天津市能源強度進行預測，以判斷能源強度目標實現(xiàn)的可能性。趨勢分析(曲線擬合)是一種常用的預測方法，其主要優(yōu)勢是簡單，且對數(shù)據(jù)的要求不是很嚴格［12］。鑒于以上對天津市能源強度運動軌跡的分析，決定選取1997年到2011年的能源強度數(shù)據(jù)來做趨勢預測，同時考慮到能源強度的收斂性［13］，能源強度下降量不斷減小，選取growth模型作為預測模型。模型具體形式如下:

其中:EI代表能源強度;T代表年份;β0和β1分別代表常數(shù)項和系數(shù)。

對growth模型兩邊取對數(shù)，可以轉(zhuǎn)化為以lnEI為因變量、T為自變量的一元線性回歸模型:

以In(EI)為因變量、T為自變量，采用eviews6.0軟件進行一元線性回歸分析?；貧w模型如式(10)所示，回歸分析結(jié)果整理后如表4所示?；貧w分析的擬合優(yōu)度(R2)表示回歸模型與樣本數(shù)據(jù)的擬合程度，其越接近于1，表明擬合程度越高。表中R2=99%，說明回歸模型對歷史數(shù)據(jù)的擬合程度非常高(圖5)。同時F統(tǒng)計量的P值和t統(tǒng)計量P值都接近于0?0.05，另外，回歸模型也通過自相關(guān)和異方差檢驗，這一切說明回歸模型的預測效果非常好。

表4 統(tǒng)計指標

圖5 數(shù)據(jù)線性擬合

接下來在95%的置信度下對2015年的能源強度 EI2015進行預測，得到的置信區(qū)間［12］為［0.592，0.672］，其上限值 0.672 ＜0.677，①0.677(t標煤/萬元)是天津市“十二五”規(guī)劃中能源強度下降目標對應的能源強度值。說明根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進行趨勢分析可知天津市2015年實現(xiàn)既定能源強度目標的可能性超過95%。

4 結(jié)論與建議

本文基于對天津市歷年能源強度發(fā)展軌跡的分析，選擇1997年到2011年的能源強度數(shù)據(jù)對2015年能源強度進行趨勢預測，結(jié)果表明:天津市實現(xiàn)“十二五”能源強度目標的可能性超過95%;在能源強度目標實現(xiàn)的情況下，考慮一次能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，證實了天津市“十二五”碳強度目標能夠順利實現(xiàn)。那么，“十三五”甚至更遠的時期內(nèi)，天津市節(jié)能、碳減排的空間和方向在哪?

就節(jié)能來講，未來節(jié)能的重心還是進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和提高能源效率。2010年天津市第三產(chǎn)業(yè)比重為46%，北京市為75.1%，上海市為57.3%，②數(shù)據(jù)來源于中國統(tǒng)計年鑒2011。按照“十二五”規(guī)劃目標，到2015年天津市第三產(chǎn)業(yè)比重達到50%，但是相對于北京、上海來說，可提高的空間還很大。因此，天津市應該繼續(xù)大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)。另外，天津市還應該不斷優(yōu)化工業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。提高能源利用效率在降低能源強度中能發(fā)揮重要作用，通過大力推廣技術(shù)節(jié)能，天津市“十一五”期間主要產(chǎn)品能耗水平顯著下降。“十二五”節(jié)能規(guī)劃中進一步設立了各種產(chǎn)品能耗目標，但是相對于國際先進水平而言，仍然存在著一定的差距。因此，未來能源效率下降的空間還很大，天津市應該繼續(xù)積極推廣節(jié)能新技術(shù)、新工藝、新設備，發(fā)揮技術(shù)節(jié)能的功效。

對于碳減排而言，由于能源強度存在收斂性，通過節(jié)能來減排的難度會越來越大，未來碳減排的重點應放在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整上。中國政府在提出2020年碳減排目標的同時，提出到2020年非化石燃料占一次能源消費的比重達到15%，體現(xiàn)出對結(jié)構(gòu)減排的重視。天津市能源消費結(jié)構(gòu)不盡合理，一次能源消費當中煤炭比重一直占60%以上，處于主導地位，原油占30%左右，天然氣等清潔高效能源僅占5%左右，太陽能等新型能源比重不足1%［6］?！笆濉币?guī)劃中對優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)設立了一定的目標(表1)，但是19%碳減排目標當中，18%來自能源強度下降(能源結(jié)構(gòu)不變，能源強度下降18%)，只有1%來自能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這說明能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的力度還有待增強，未來結(jié)構(gòu)減排的空間還很廣闊。未來能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則是優(yōu)先發(fā)展非化石能源，在化石能源消費中降低煤炭的比重，提高石油和天然氣比重。

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