舒文卿

(天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津 300072)

為了應(yīng)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(biāo)，中國政府在“十二五”規(guī)劃中制定了相應(yīng)的階段性目標(biāo):計劃到2015年，相對于2010年進(jìn)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(biāo)明確地寫入經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中。相應(yīng)地，該國家目標(biāo)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(biāo)來實現(xiàn)碳減排，現(xiàn)在針對碳減排單獨設(shè)定目標(biāo)，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(rèn)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(biāo)宣布以來，許多學(xué)者對此承諾和目標(biāo)進(jìn)行了研究，研究的重心主要集中在中國實現(xiàn)該減排目標(biāo)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(biāo)進(jìn)行研究，特別是地區(qū)“十二五”碳減排目標(biāo)。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(biāo)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(xiàn)中大多采用情景分析方法進(jìn)行碳排放預(yù)測，而情景分析法適用于中長期預(yù)測，在短期預(yù)測中效果不是很好。趨勢分析是一種相對簡單同時短期預(yù)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(biāo)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(dāng)然，經(jīng)濟(jì)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(biāo)煤，到2011年，能源消費總量達(dá)到7598.45萬t標(biāo)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(dǎo)，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(jì)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(dǎo)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(yīng)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(jìn)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(dá)到0.826 t標(biāo)準(zhǔn)煤，降幅位居全國前列，提前一年完成國家下達(dá)的節(jié)能指標(biāo)［6］?！笆濉币?guī)劃在節(jié)能、減排方面又提出新的目標(biāo)，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(biāo)是由國家目標(biāo)分解后下達(dá)給天津市，其完成的情況直接影響整體國家目標(biāo)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(biāo)和能源強度目標(biāo)的一致性，即在實現(xiàn)能源強度目標(biāo)情況下碳強度目標(biāo)的可實現(xiàn)性;②能源強度目標(biāo)的可實現(xiàn)性。

2 碳強度目標(biāo)與能源強度目標(biāo)的一致性

人類經(jīng)濟(jì)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(yīng)對能源和環(huán)境的雙重約束，“十二五”規(guī)劃應(yīng)當(dāng)同時設(shè)定能源強度和碳強度目標(biāo)［8］。

可以通過式(1)和(2)［4］來進(jìn)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(biāo)與能源強度目標(biāo)的一致性，即檢驗在能源強度目標(biāo)實現(xiàn)的情況下，碳強度目標(biāo)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(biāo)、能源強度目標(biāo)、能源結(jié)構(gòu)目標(biāo)［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(yīng)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(biāo)(19%)。由此證明天津市“十二五”碳強度目標(biāo)與能源強度目標(biāo)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(biāo)

表2 各種燃料排放系數(shù)

3 能源強度目標(biāo)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(jìn)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(yīng)和效率效應(yīng)，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?，產(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(yīng)的變化趨勢一致。而在能源效率效應(yīng)中，第二產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)，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(jìn)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(yù)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(jìn)行預(yù)測，以判斷能源強度目標(biāo)實現(xiàn)的可能性。趨勢分析(曲線擬合)是一種常用的預(yù)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(yán)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(yù)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(yù)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(jìn)行一元線性回歸分析。回歸模型如式(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(yù)測效果非常好。

表4 統(tǒng)計指標(biāo)

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(jìn)行預(yù)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(biāo)煤/萬元)是天津市“十二五”規(guī)劃中能源強度下降目標(biāo)對應(yīng)的能源強度值。說明根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析可知天津市2015年實現(xiàn)既定能源強度目標(biāo)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(jìn)行趨勢預(yù)測，結(jié)果表明:天津市實現(xiàn)“十二五”能源強度目標(biāo)的可能性超過95%;在能源強度目標(biāo)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(biāo)能夠順利實現(xiàn)。那么，“十三五”甚至更遠(yuǎn)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(jìn)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(biāo)，到2015年天津市第三產(chǎn)業(yè)比重達(dá)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(yīng)該繼續(xù)大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)。另外，天津市還應(yīng)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?！笆濉惫?jié)能規(guī)劃中進(jìn)一步設(shè)立了各種產(chǎn)品能耗目標(biāo)，但是相對于國際先進(jìn)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(yīng)該繼續(xù)積極推廣節(jié)能新技術(shù)、新工藝、新設(shè)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(yīng)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(biāo)的同時，提出到2020年非化石燃料占一次能源消費的比重達(dá)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(dāng)中煤炭比重一直占60%以上，處于主導(dǎo)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(shè)立了一定的目標(biāo)(表1)，但是19%碳減排目標(biāo)當(dāng)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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