童 飛,趙興文,俞 濱
(浙江金融職業(yè)學院,浙江 杭州 310018)
氣候問題是事關人類生存的核心問題,進入21世紀,國內(nèi)外頻頻出現(xiàn)各種極端天氣。中國作為負責任的大國,提出了雙碳目標和完成目標的時間表,本世紀中葉達到碳中和目標[1]。碳排放的主要來源為工業(yè)生產(chǎn),根據(jù)國家工信部發(fā)布的報告顯示,工業(yè)碳排放占據(jù)社會碳排放總量的一半以上,有效推動工業(yè)碳排放結構的調(diào)整已經(jīng)刻不容緩[2]。浙江省位于作為中國經(jīng)濟發(fā)展中心的長三角腹地,從當下發(fā)展階段來說,浙江省經(jīng)濟規(guī)模具有很大的提升空間,高質(zhì)量經(jīng)濟發(fā)展需要能源提供支撐,浙江省也是制造業(yè)大省,從相關經(jīng)濟結構來看,化工、石油、造紙和鋼鐵等行業(yè)碳排放量高,因此,對浙江省工業(yè)碳排放強度開展分析和預測,為浙江省產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整和制定相關碳排放政策提供相應決策依據(jù)[3]。
圍繞碳排放強度,國內(nèi)外展開了多種方法研究,如何通過定量化方法來有效界定碳排放強度成為核心,同時考慮到經(jīng)濟性、實用性和可操作性,在眾多研究方法中,IPCC法應用最為成熟,被世界各國廣泛采用,它是國際氣候組織編寫的通用指南,制定了統(tǒng)一核算碳排放的標準,對主要化石能源排放系數(shù)做出了界定,有利于世界各國計算口徑一致,成為各國計算碳排放的科學依據(jù)[4]。
本文采用IPCC法,主要化石燃料的消耗量和碳排放系數(shù)乘積求和,獲得總排放量,核算碳排放量公式為:E=能源消耗量×碳排放系數(shù),不同能源的計量單位不同,電力核算單位為kW·h,原油、焦炭和煤炭等化石能源核算單位為t,一般將不同能源計量單位轉(zhuǎn)換為標準噸煤,一般認定同一種能用排放系數(shù)是相同的??v觀全世界碳排放情況,原油、煤炭、焦炭和電力這些化石燃料構成了碳排放的主要來源。電力、原油、焦炭和煤炭等能源排放系數(shù)如表1所示,能源碳排放系數(shù)來源于《2006 IPCC清單指南》[5]。
表1 主要能源排放系數(shù) (t/t標煤)
從歷年的《中國能源統(tǒng)計年鑒》和《浙江省統(tǒng)計年》鑒獲取原始數(shù)據(jù),結合表1碳排放系數(shù),碳排放總量和人均碳排放總量測算結果如圖1、圖2所示。
圖1 碳排放總量趨勢圖
圖2 人均碳排放總量趨勢圖
2005—2020年,浙江省工業(yè)碳排放強度總量穩(wěn)定增長,總量從2005年的9781萬t標準煤增長到2020年的16772萬t標準煤,十五年間增長了71.4%(如圖1所示)。進入21世紀,中國工業(yè)化水平不斷加快提升,成為“世界工廠”,浙江省作為制造業(yè)大省,工業(yè)化水平走在全國前列,對能源需求不斷提高。2020年浙江省工業(yè)總產(chǎn)值增長率為2.6%,同時,工業(yè)碳排放總量增長了3.8%,基本與碳排放量漲幅接近,這也意味著,浙江經(jīng)濟發(fā)展與碳排放量緊密關聯(lián),需要積極推進能源結構調(diào)整。從歷年情況來看,煤炭在工業(yè)排放強度中占67.62%,位于第一位。浙江省的工業(yè)發(fā)展高度依賴煤炭資源。從人均工業(yè)碳排量來看,人均工業(yè)碳排放總量在2011年達到峰值2.78 t標準煤(如上頁圖2所示),隨后總體趨勢遞減,說明浙江省低碳轉(zhuǎn)型取得一定的成效。
本文可利用的數(shù)據(jù)信息量太少,總共16年的工業(yè)碳排放強度數(shù)據(jù)進行預測,樣本不是非常充分,表明預測精度準確性偏低。在建模過程中,預測區(qū)間估計值非常寬,隨著時間推移,預測年份超過5年以上,預測真實性缺乏實際意義。工業(yè)碳排放是社會經(jīng)濟活動的產(chǎn)物,即使樣本量足夠大,也無法精確預計未來數(shù)十年的工業(yè)碳排放強度,這基本上是無可能完成的任務。根據(jù)以上的分析思路,預測未來5年內(nèi)的浙江省工業(yè)碳排放強度是比較合理的研究目標。
國內(nèi)外對碳排放的預測方法比較多,主要有神經(jīng)網(wǎng)絡、回歸模型和ARIMA模型等[6],這些數(shù)據(jù)預測模型都有一定的局限性,對數(shù)據(jù)的質(zhì)和量兩個維度都有一定的要求,現(xiàn)實中的數(shù)據(jù)量沒有那么大。以本篇文章為例,只有對應16年的原始數(shù)據(jù),如果采用神經(jīng)網(wǎng)絡等模型,預測的精度會大幅度降低。灰色模型適用于小樣本數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)預測精度比較高[7]?;疑P桶阎獢?shù)據(jù)和未知數(shù)據(jù)。各部門數(shù)據(jù)之間形成緊密的關聯(lián),通過一系列數(shù)據(jù)處理,平移得到對應有規(guī)律的數(shù)據(jù),從而建立微分方程模型。它的通用表達方式為GM(a,b),a為a階微分方程,b為對應的變量個數(shù),一般采用GM(1,1)比較多,也就是一階微分方程對應一個變量[8]。
GM(1,1)分析中,2005—2020年浙江省主要能源排放面板數(shù)據(jù),順利通過了級比檢驗,說明本組數(shù)據(jù)適合進行灰色預測模型。經(jīng)過計算,后驗差比C值=0.103<0.35,模型的準確度非常高。同時,小誤差概率p值=0.875<0.95,說明模型通過了檢驗。在模型合格的基礎上,對2021—2025年碳排放總量進行預測,預測結果如表2所示??梢钥闯?,浙江省碳排放量仍然有較高的增長趨勢,2025年相對于2020年增長了9.74%,平均每年增長327萬t標準煤。從最終預測的數(shù)據(jù)來看,浙江省碳排放整體形勢不容樂觀,總量盤子大,浙江省高質(zhì)量完成國家下達雙碳目標任重道遠。
表2 模型預測值
本文以工業(yè)碳排放強度和人均工業(yè)碳排放強度兩個指標為重點,對浙江省工業(yè)排放強度現(xiàn)狀進行科學的測定,結果表明,工業(yè)碳排放總強度總體呈遞增趨勢,人均工業(yè)碳排放強度在2011年達到峰值。煤炭在工業(yè)排放強度中占據(jù)主導地位,并且根據(jù)灰色模型GM(1,1)對未來5年浙江省工業(yè)碳排放強度進行定量預測,為政府部門完成雙碳目標提供數(shù)據(jù)支撐,特提出如下建議:
1)產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整。發(fā)揮低碳綠色經(jīng)濟引領作用,打造綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟園區(qū)示范基地,帶動一批低碳相關示范企業(yè),以點擴面,做實做大低碳產(chǎn)業(yè)鏈,從源頭上減少對主要能源依賴,淘汰落后產(chǎn)能企業(yè),同時引入負面清單制度,對高耗能行業(yè)嚴格限定準入,多管齊下,引導社會資金進入綠色低碳行業(yè)。
2)建立科學的碳排放監(jiān)測評價體系。根據(jù)浙江省各個地級市的產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟情況,制定科學的減排目標,納入各地政府考核體系,落實減排主體責任,對于高效完成減排任務的地級市,進行考核獎勵,激發(fā)地方減排積極性。
3)完善碳排放交易體系建設工作。培育碳排放交易市場,充分調(diào)動企業(yè)積極性,落實主體,利用市場化方法,對采用先進技術的節(jié)能減排企業(yè)給予激勵,企業(yè)可獲取更多利潤。落后產(chǎn)能相關企業(yè)的運營成本將變得更高,間接促進產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整。