河北省能源消費與碳排放影響因素分析

劉紅耀，肖磊，徐曉麗，班戰(zhàn)軍

（1.邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北邯鄲056001；2.邯鄲市邯山區(qū)環(huán)境保護局，河北邯鄲056001）

河北省能源消費與碳排放影響因素分析

劉紅耀1，肖磊1，徐曉麗2，班戰(zhàn)軍2

（1.邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北邯鄲056001；2.邯鄲市邯山區(qū)環(huán)境保護局，河北邯鄲056001）

選取1980～2011年的樣本數(shù)據(jù)，應(yīng)用IPCC碳排放計算方法對河北省能源消費碳排放及經(jīng)濟發(fā)展進行階段分析，同時利用LMDI模型對碳排放增量進行影響因素分解，分析人口、經(jīng)濟產(chǎn)出、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強度、能源消費結(jié)構(gòu)對碳排放的作用程度。結(jié)果表明：1980～2011年河北省碳排放經(jīng)歷了穩(wěn)定增長（1980～1996年）、低速增長（1996～2000年）和快速增長（2000～2011年）3個階段，且3個階段的GDP增速明顯大于碳排放增速，河北經(jīng)濟發(fā)展與能源碳排放整體處于弱脫鉤狀態(tài)，與實現(xiàn)強脫鉤還有一定的差距。LMDI模型分解結(jié)果顯示，碳排放的驅(qū)動因素是人口、經(jīng)濟產(chǎn)出和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，貢獻度分別為8.92%、292.39%和14.95%；抑制因素是能源強度和能源結(jié)構(gòu)，貢獻度分別為-202.94%和-14.35%。

能源消費；碳排放；河北??；LMDI

改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源消耗不斷增加，導(dǎo)致CO2排放過多而引發(fā)的環(huán)境問題已成為社會關(guān)注的焦點[1～3]。河北省為傳統(tǒng)的工業(yè)區(qū)，工業(yè)產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展初具規(guī)模，由于受到資源稟賦、區(qū)位條件的限制，資源偏重型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)模式未能改變，鋼鐵、煤炭、化工等傳統(tǒng)行業(yè)至今仍是河北的支柱產(chǎn)業(yè)，在能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭在能源消費總量的比例≥90%，2011年煤炭消費量高達(dá)26 433.42萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，這個數(shù)字遠(yuǎn)高于其他省份[4～6]。面對這種典型的高污染、高能耗的重工業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，作為空氣質(zhì)量重度污染的省份，近年來河北省的CO2排放量居高不下，嚴(yán)重的霧霾天氣已經(jīng)影響到人們的正常生活，也限制了經(jīng)濟的健康發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整面臨巨大壓力，發(fā)展低碳經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)節(jié)能減排勢在必

行。鑒于此，作者系統(tǒng)分析了河北省經(jīng)濟發(fā)展的過程、能源消費碳排放總量及碳排放結(jié)構(gòu)的變化，并對河北碳排放進行階段劃分，以期為地方政府及環(huán)保部門制定相關(guān)的資源、能源高效利用規(guī)劃提供借鑒。

1 材料與方法

式中，C：碳排放量（萬t碳）；P：人口數(shù)量（萬人）；G：國內(nèi)生產(chǎn)總值（億元）；Gi：第i產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值（億元）；Ei：第i產(chǎn)業(yè)的能源消費量（萬t標(biāo)準(zhǔn)煤）；Ci：第i產(chǎn)業(yè)的能源消費的碳排放量（萬t碳）；PG：人均GDP（元/人）；Si：第i產(chǎn)業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重（%）；ei：第i產(chǎn)業(yè)能源強度（萬t標(biāo)準(zhǔn)煤/億元）；ri：第i產(chǎn)業(yè)的碳排放系數(shù)（t碳/t標(biāo)準(zhǔn)煤）。

碳排放增量分解計算公式為：

1.1 材料

選取河北省1980～2011年煤、石油、天然氣、水電等能源消費數(shù)據(jù)和三次產(chǎn)業(yè)值、人均收入、人口總量等社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)。所用數(shù)據(jù)來自于《河北經(jīng)濟年鑒》[7]和《中國能源統(tǒng)計年鑒》[8]。

1.2 方法

根據(jù)IPCC碳排放計算方法，計算河北省1980～2011年的能源消費碳排放量；并運用LMDI因素分解法，分析碳排放影響因素的作用程度。

1.2.1 IPCC碳排放計算方法根據(jù)2006年《IPCC國家溫室氣體排放清單指南》[9]提供的各類能源碳排放系數(shù)，計算河北省1980～2011年煤、石油、天然氣、水電等能源消費的總碳排放量：

式中，E：碳排放量（萬t碳）；Si：第i種能源的消耗量（萬t標(biāo)準(zhǔn)煤）；Fi：第i種能源的碳排放系數(shù)。

1.2.2 LMDI因素分析法利用能源消費數(shù)據(jù)體系，分析碳排放增量總變動中各個因素的影響程度[10]。LMDI方法將能源消費碳排放分解為人口、經(jīng)濟產(chǎn)出、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強度和能源結(jié)構(gòu)5個因素，即碳排放分解公式為：

為了更加直觀、清晰地反映各因素效應(yīng)的影響程度，作者采用各因素增量的效應(yīng)貢獻率來表示：

式中，ηP、ηPG、ηs、ηe和ηt分別為人口效應(yīng)貢獻度（%）、經(jīng)濟產(chǎn)出效應(yīng)貢獻度（%）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)貢獻度（%）、能源強度效應(yīng)貢獻度（%）和能源消費結(jié)構(gòu)效應(yīng)貢獻度（%）。

2 結(jié)果與分析

2.1 1980～2011年河北省經(jīng)濟發(fā)展與能源消費碳排放變化趨勢

1980～2011年河北省的GDP、能源消費、碳排放總量與人均碳排放量始終保持增長趨勢，其中，GDP增速最為明顯（圖1）。碳排放經(jīng)歷了穩(wěn)定增長、低速增長和迅速增長3個階段，其中，1980～1996年改革開放后經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定增長，碳排放增長平緩，年均增幅7.37%；1996～1999年亞洲金融危機爆發(fā)，經(jīng)濟低速增長，碳排放年均增幅2.43%；1999～2011年經(jīng)濟復(fù)蘇，房價上漲，重工業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)快速發(fā)展，碳排放也快速增長，碳排放年均增幅達(dá)10.88%（表1）。

3個階段碳排放增速明顯差異的原因為：1996年以前，河北省經(jīng)濟處于起飛階段，加之受京津都市圈經(jīng)濟的帶動作用，經(jīng)濟發(fā)展水平年均增速20.21%，能

源消費量也隨之增大，工業(yè)體系建設(shè)初步完成，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后；1996年陸續(xù)關(guān)閉了環(huán)保不達(dá)標(biāo)的中小企業(yè)，加之亞洲金融危機的影響，1996～1999年碳排放呈低速增長，年均增幅僅2.43%；2000年之后，河北省的工業(yè)已具有一定的規(guī)模，以鋼鐵為代表的資源型的工業(yè)帶動了一系列煤炭、化工和建筑等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，另外，受房價上漲及國家、地方政府一系列優(yōu)惠政策的推動，河北經(jīng)濟飛速發(fā)展，與此同時能源消費和碳排放也快速增長，GDP、能源消費、碳排放平均增速分別為16.62%、10.98%和10.88%。目前河北經(jīng)濟正處于工業(yè)化和城市化快速推進的中期階段，在未來很長一段時期內(nèi)以新型能源、先進裝備制造、有色冶金、食品、醫(yī)藥和生物技術(shù)為主體的新工業(yè)結(jié)構(gòu)也將帶動能源消費不斷攀升。

表1 河北省碳排放階段劃分及指標(biāo)值Table1 Carbon emission partitioning and parameter values（%）

圖1 1980～2011年河北省經(jīng)濟發(fā)展、能源消費與碳排放水平變化趨勢Fig.1 Change in economic development,energy consumption and carbon emission levels in Hebei Province during 1980-2011

2.2 影響碳排放的主要因素分析

1980～2011年河北能源使用產(chǎn)生的碳排放量增加了3 364.46萬t，除經(jīng)濟產(chǎn)出、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及人口為正效應(yīng)外，其他指標(biāo)均為負(fù)效應(yīng)，其中，經(jīng)濟產(chǎn)出效應(yīng)是碳排放增長的主要推動力，貢獻度為292.39%；能源強度的降低是碳排放減少的主要因素，31 a來因能源強度下降碳排放減少了6 827.72萬t，貢獻度為-202.94%（表2）。表明河北能源消費結(jié)構(gòu)仍是以煤炭資源為主，能源消費結(jié)構(gòu)并沒有趨向合理。

3 結(jié)論與討論

1980～2011年河北省的GDP、能源消費、碳排放總量與人均碳排放量始終保持增長趨勢，其中，GDP增速最為明顯。碳排放經(jīng)歷了穩(wěn)定增長（1980～1996年）、低速增長（1996～1999年）和迅速增長（1999～2011）3個階段，其中，人口、經(jīng)濟產(chǎn)出、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放的貢獻為正值，對碳排放增加有驅(qū)動作用；能源強度、能源結(jié)構(gòu)對碳排放的貢獻為負(fù)值，對碳排放有抑制作用。河北省為煤炭消費大省，以重工業(yè)為主體的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)比較穩(wěn)定，很難在短期內(nèi)有較大改變，這也是導(dǎo)致河北高碳現(xiàn)狀的主要原因。能源強度、能源結(jié)構(gòu)貢獻度分別為-202.94%、-14.35%，對碳排放有抑制作用，政策調(diào)控在節(jié)能減排中發(fā)揮了一定的積極作用，但是經(jīng)濟和能源發(fā)展之間難以擺脫固有的“依附”關(guān)系，未來河北只有通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、提高能源利用效率，發(fā)展清潔能源、替代能源，

改變原有的“低質(zhì)型”能源消費方式，才是有效解決環(huán)境危機、實現(xiàn)健康發(fā)展的必由之路。

表2 1980～2011年河北省碳排放變化及貢獻率Table2 Carbon emission decomposition results by LMDI during 1980-2011

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Analysis of Energy Consumption and Influence Factors of Carbon Emissions in Hebei Province

LIU Hong-yao1，XIAO Lei1，XU Xiao-li2，BAN Zhan-jun1
（1.Handan Institute of Agricultural Science，Handan 056001，China；2.Environmental Protection Bureau of Handan City，Handan 056001，China）

Based on calculation method of IPCC emissions，using the sample data from 1980 to 2011，carbon emissions from energy consumption and economic development in Hebei Province have been made stage analysis，at the same time，using the LMDI model of carbon emissions for the impact factor decomposition，and effect of degree of population，economic output，industrial structure，energy intensity，structure of energy consumption on carbon emissions have been studied.The results showed that carbon emissions in Hebei Province experienced steady growth(1980-1996)，low growth(1996-2000)，fast growth (2000-2011)from 1980 to 2011，and three stages of GDP growth rate was significantly higher than the growth rate of carbon emissions.Economic development and energy carbon emissions in Hebei Province was weak decoupling which were gaps and strong decoupling.LMDI decomposition of the model showed that the driving factors of carbon emission in the population，economic output and industrial structure，the degree of contribution of respectively 8.92%，292.39%，14.95%，inhibitory factor was the energy intensity and energy structure，degree of contribution were respectively-202.94%and-14.35%.

Energy consumption；Carbon emission；Hebei Province；LMDI

F127

A

1008-1631（2016）04-0081-04

2015-08-04

河北省軟科學(xué)研究計劃項目（12454106）；河北省社會科學(xué)發(fā)展研究民生調(diào)研專項課題（201301189）

劉紅耀（1979-），男，河北邢臺人，助理研究員，碩士，主要從事生態(tài)環(huán)境變化研究。E-mail：lwqijia@126.com。