張士強(qiáng)李 躍張 翼任一鑫蔣蓬陽(yáng)

(1.山東科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,山東省青島市,266590; 2.濟(jì)南大學(xué)商學(xué)院,山東省濟(jì)南市,250022; 3.山東科技大學(xué)礦業(yè)與安全工程學(xué)院,山東省青島市,271019)

山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放驅(qū)動(dòng)因素通徑分析

張士強(qiáng)1,2李 躍1張 翼1任一鑫1蔣蓬陽(yáng)3

(1.山東科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,山東省青島市,266590; 2.濟(jì)南大學(xué)商學(xué)院,山東省濟(jì)南市,250022; 3.山東科技大學(xué)礦業(yè)與安全工程學(xué)院,山東省青島市,271019)

以2005－2015年山東省煤炭產(chǎn)業(yè)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為依據(jù),首先運(yùn)用spss21.0對(duì)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、人均生產(chǎn)總值、人口強(qiáng)度、企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量6個(gè)因素進(jìn)行了相關(guān)性檢驗(yàn),然后利用通徑分析的方法分析了四個(gè)具有相關(guān)性的因素對(duì)碳排放的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)。最終結(jié)果表明:能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量具有抑制作用,能源強(qiáng)度和企業(yè)數(shù)量因素對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量具有推動(dòng)作用;各個(gè)因素的直接通徑系數(shù)與總通徑系數(shù)差距較大,因素間的相互作用對(duì)碳排放的間接影響在總影響效果中具有不可忽視的地位。

煤炭產(chǎn)業(yè) 碳排放 驅(qū)動(dòng)因素 通徑分析 機(jī)理

自工業(yè)革命之后,隨著技術(shù)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)能源的需求和依賴日益提高,二氧化碳等溫室氣體的排放量逐年提高,嚴(yán)重威脅到了地球氣體的正常代謝過(guò)程,引發(fā)了一系列的環(huán)境問(wèn)題。針對(duì)這一現(xiàn)象,1824年法國(guó)學(xué)者Jean-Baptiste Joseph Fourier提出“溫室效應(yīng)”一詞,引發(fā)了諸專家學(xué)者對(duì)“溫室效應(yīng)”的不斷關(guān)注和研究。在2008年的八國(guó)集團(tuán)首腦會(huì)議中更是提出,到2050年全球二氧化碳排放量減半;我國(guó)作為全球第一大碳排放國(guó),于2009年負(fù)責(zé)任的提出到2020年單位GDP排放量相較于2005年降低40%～45%的實(shí)質(zhì)性目標(biāo),踐行大國(guó)承諾。然而,我國(guó)能源的70%以上來(lái)自煤炭,煤炭產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)的能源基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),短時(shí)期內(nèi)難以改變能源供給結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀,在此背景下,如何實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)的碳減排和低碳發(fā)展,成為我國(guó)必須重視和應(yīng)對(duì)的問(wèn)題,關(guān)于碳排放的研究理應(yīng)被推上備受矚目的高峰。

作為全國(guó)重要產(chǎn)煤省份之一,山東省煤炭資源主要集中在濟(jì)寧、棗莊、泰安等10個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)煤市、33個(gè)產(chǎn)煤縣(區(qū))。截至2015年年底,省內(nèi)繼續(xù)實(shí)施保護(hù)性開(kāi)采和穩(wěn)產(chǎn)策略,原煤產(chǎn)量連續(xù)12年穩(wěn)定在1.5億t左右。此外,山東省煤炭資源具有儲(chǔ)量較多、品種多樣、開(kāi)拓方式齊全、資源埋深不一、“三下”壓煤形式多樣的特點(diǎn),在全國(guó)范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的代表性,因此本文選取山東省煤炭產(chǎn)業(yè)為研究對(duì)象,分析影響其碳排放的驅(qū)動(dòng)因素,為山東省煤炭產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展提供理論指導(dǎo),同時(shí)對(duì)其他省份乃至中國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放的相關(guān)研究起到一定的借鑒作用。

1 相關(guān)文獻(xiàn)綜述

為尋求降低碳排放的途徑,專家學(xué)者們運(yùn)用不同研究方法針對(duì)碳排放驅(qū)動(dòng)因素展開(kāi)了大量研究。通過(guò)梳理國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn),可以將碳排放驅(qū)動(dòng)因素相關(guān)成果分為兩類:一類是研究單一因素對(duì)碳排放的作用機(jī)制,進(jìn)而提出具體的調(diào)控措施;另一類是綜合考慮多種因素對(duì)碳排放的影響,通過(guò)實(shí)證分析各類因素的驅(qū)動(dòng)作用,進(jìn)而提出應(yīng)對(duì)措施。

1.1 單因素研究綜述

通過(guò)梳理國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),典型的研究成果包括人口數(shù)量、城市化進(jìn)程、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素對(duì)碳排放的驅(qū)動(dòng)作用。其中關(guān)于人口數(shù)量對(duì)碳排放驅(qū)動(dòng)作用的研究結(jié)果有兩類:一類認(rèn)為,人口數(shù)量的增加會(huì)通過(guò)能源消耗因素提高碳排放量;另一類則認(rèn)為,人口壓力會(huì)促進(jìn)科技進(jìn)步,進(jìn)而降低碳排放量。而關(guān)于城市化進(jìn)程、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究成果則較為統(tǒng)一,普遍認(rèn)為城市化會(huì)增加二氧化碳碳排放量,合理調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)降低碳排放量具有十分顯著的作用。

單因素分析方法主要包括系數(shù)分析法和方程分析法兩大類。其中系數(shù)分析方法包括相關(guān)性分析和灰色關(guān)聯(lián)分析等方法,前者適用于大樣本下的定量分析,后者多用于樣本較小、缺少數(shù)據(jù)的定性分析。方程分析法主要包括回歸分析和協(xié)整方程等,該類方法需要大樣本數(shù)據(jù)。

1.2 多因素研究綜述

多因素研究指研究多個(gè)因素組合對(duì)碳排放的驅(qū)動(dòng)作用,較為普遍的組合為GDP(或人均GDP)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、人口數(shù)量及結(jié)構(gòu)等;多數(shù)研究結(jié)果表明:GDP增加、人口數(shù)量增長(zhǎng)對(duì)碳排放具有顯著推動(dòng)作用;能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整對(duì)碳減排具有顯著作用效果;能源強(qiáng)度的降低對(duì)碳排放具有抑制作用。

碳排放多因素分析模型種類較多,其中較為常用的碳排放驅(qū)動(dòng)因素模型主要有LMDI模型、STIRPAT模型、IPDA模型、ARDL模型、三要素生產(chǎn)函數(shù)框架法和面板數(shù)據(jù)回歸等。以上模型可以劃分為三類:分解法、系數(shù)分析法和方程分析法。其中,LMDI模型是Ang B W(2004)在綜合比較各種因素分析法的基礎(chǔ)上提出的分解法中的一類。LMDI方法由于滿足因素可逆、能消除殘差項(xiàng)的特點(diǎn),能克服用其他方法分解后存在殘差項(xiàng)或?qū)埐铐?xiàng)分解不當(dāng)?shù)娜秉c(diǎn),使模型更具說(shuō)服力,在當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛。

在現(xiàn)有文獻(xiàn)中,應(yīng)用LMDI方法分析不同工業(yè)部門或不同地區(qū)的碳排放因素的研究較為豐富。在工業(yè)部門研究中,Wang C,et al(2005)采用LMDI對(duì)中國(guó)1957－2000年的碳排放進(jìn)行了分解,綜合分析了人口、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放的影響效應(yīng);徐國(guó)泉等(2006)藉此定量分析了1995－2004年間,能源結(jié)構(gòu)、能源效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展三因素的變化對(duì)中國(guó)人均碳排放的影響,得出經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)促進(jìn)中國(guó)人均碳排放的貢獻(xiàn)率成指數(shù)增長(zhǎng),而能源效率和能源結(jié)構(gòu)對(duì)抑制中國(guó)人均碳排放的貢獻(xiàn)率均呈倒“U”型曲線關(guān)系的結(jié)論。Liu,et al (2007)運(yùn)用LMDI研究了中國(guó)1998－2005年期間36個(gè)工業(yè)部門的碳排放影響因素。宋德勇和盧忠寶(2009)采用兩階段LMDI模型,對(duì)能源消費(fèi)碳排放影響因素和減少碳排放的關(guān)鍵因素進(jìn)行分解研究。朱勤和彭希哲等(2009)利用擴(kuò)展的Kaya模型和LMDI模型,將我國(guó)碳排放分解為人口、人均GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)五方面因素。王鋒和吳麗華等(2010)將1995－2007年間中國(guó)能源消費(fèi)的碳排放增長(zhǎng)率分解為11種驅(qū)動(dòng)因素的加權(quán)貢獻(xiàn),并對(duì)這一時(shí)期中的6個(gè)時(shí)間段和每一種驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行了研究。此外,蔣金荷(2011)通過(guò)分析中國(guó)宏觀工業(yè)部門數(shù)據(jù),對(duì)中國(guó)碳排放量的預(yù)測(cè)及影響因素進(jìn)行了研究。此外,專家學(xué)者對(duì)具體區(qū)域碳排放驅(qū)動(dòng)因素也進(jìn)行了大量研究和有益探索,并提出了相關(guān)建議和措施。

1.3 幾點(diǎn)不足

(1)缺乏系統(tǒng)分析思想,忽略因素間的作用關(guān)系。在單因素分析研究中,顯然需要排除其他因素的影響,研究單一因素對(duì)碳排放的作用機(jī)制,確定該因素對(duì)碳排放的作用方向和作用效果。但因缺乏對(duì)其他因素的考慮,會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果與現(xiàn)實(shí)情況不符,甚至背道而馳。上文對(duì)人口因素的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)綜述證明了這一點(diǎn)。

在多因素分析研究中,專家學(xué)者通過(guò)建立模型直接確定各個(gè)因素對(duì)碳排放的驅(qū)動(dòng)作用,并得出各個(gè)因素對(duì)碳排放的貢獻(xiàn)值或者貢獻(xiàn)率,并沒(méi)有考慮各個(gè)因素之間的相關(guān)關(guān)系,從而導(dǎo)致研究結(jié)果與實(shí)際情況有較大偏離,這種偏離或表現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)方向上,或表現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)程度上。

(2)因素選擇主觀性強(qiáng),缺乏理論和實(shí)證說(shuō)明。在眾多文獻(xiàn)中,無(wú)論采取何種計(jì)算模型,作者在因素選擇時(shí),主觀判斷居多。在模型建立前,對(duì)所選因素進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)的研究較為少見(jiàn)。

當(dāng)前眾多學(xué)者不斷擴(kuò)展研究領(lǐng)域,且研究從宏觀領(lǐng)域逐漸向微觀領(lǐng)域過(guò)度,但是在針對(duì)某一具體區(qū)域、產(chǎn)業(yè)乃至企業(yè)進(jìn)行碳排放量影響因素分析過(guò)程中,仍沿用宏觀研究的因素指標(biāo),根據(jù)對(duì)象特征確定因素指標(biāo)的研究仍然比較匱乏。

綜上所述,本文在研究煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放影響因素時(shí),首先對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)特征進(jìn)行分析研究,然后依據(jù)煤炭產(chǎn)業(yè)特征選取相關(guān)影響因素并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn),最后運(yùn)用通徑分析法對(duì)影響因素間和影響因素與碳排放量間的關(guān)系進(jìn)行分析求解,最終結(jié)合分析結(jié)果給出碳減排相關(guān)建議。

2 山東省煤炭產(chǎn)業(yè)相關(guān)概念界定及碳排放現(xiàn)狀分析

2.1 山東煤炭產(chǎn)業(yè)邊界界定

山東省是我國(guó)產(chǎn)煤大省,含煤面積占全省國(guó)土面積的1/3。自1998年開(kāi)始,為整頓煤炭生產(chǎn)秩序,全省共關(guān)閉各類小煤礦約633處。截止到2015年底,山東省煤炭開(kāi)采業(yè)主要有山東能源和兗礦集團(tuán)以及部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦組成,共有煤礦147處。根據(jù)我國(guó)對(duì)產(chǎn)業(yè)的劃分,煤炭產(chǎn)業(yè)主要包括采用地下采掘或露天采掘方式生產(chǎn)煤炭以及對(duì)煤炭進(jìn)行洗選加工的部門,即煤炭產(chǎn)業(yè)包括煤炭開(kāi)采和煤炭洗選兩個(gè)行業(yè)。因此,本文研究的山東煤炭產(chǎn)業(yè)包含煤炭開(kāi)采和煤炭洗選兩部分。由于山東省主要的大型國(guó)有煤礦都配有自己的洗煤廠,因此山東省暫無(wú)獨(dú)立從事煤炭洗選的企業(yè)。

2.2 煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放概念界定及測(cè)算

碳排放量是指產(chǎn)品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用及回收該產(chǎn)品時(shí)所產(chǎn)生的平均溫室氣體排放量。一般行業(yè)的碳排放量主要是通過(guò)各個(gè)部門能源消費(fèi)量與各類能源的碳排放系數(shù)相乘累計(jì)得到的。但是煤炭產(chǎn)業(yè)作為地下采掘業(yè),會(huì)伴隨各類伴生物品(如瓦斯),瓦斯的主成分是甲烷,其對(duì)溫室效應(yīng)的影響程度是二氧化碳的24.5倍;同時(shí)煤炭產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品煤炭、煤矸石等在堆積過(guò)程中,會(huì)被氧化產(chǎn)生二氧化碳。根據(jù)以上分析,結(jié)合煤炭產(chǎn)業(yè)的邊界界定,本文煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量是指煤炭在生產(chǎn)、運(yùn)輸、洗選過(guò)程中因消耗能源、瓦斯排放、煤炭自燃等產(chǎn)生的平均溫室氣體排放量。其計(jì)算式為:

式中:C——煤炭產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放總量;

λi——能源i的碳排放系數(shù);

Ei——能源i的消耗總量;

CH——煤炭生產(chǎn)過(guò)程中排放的瓦斯量;

b——由于煤炭、煤矸石堆放自然氧化排放的二氧化碳數(shù)量。

2.3 山東煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量現(xiàn)狀

隨著當(dāng)前鐵路交通運(yùn)輸網(wǎng)的不斷完善以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,山東省煤炭企業(yè)煤炭堆放問(wèn)題已基本解決,煤矸石被直接發(fā)電、回填等利用,因此由煤矸石、煤炭堆放等造成的二氧化碳排放問(wèn)題可以忽略不計(jì)。同時(shí)將24.5視作瓦斯的碳排放系數(shù),則可以將碳排放計(jì)算公式簡(jiǎn)化為C＝λiEi,其中Ei中包含瓦斯排放量。

山東省煤炭產(chǎn)業(yè)能源消耗主要包括煤炭、汽油、柴油、電力、蒸汽等,非能耗部分主要是瓦斯。根據(jù)式(1),計(jì)算山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量如圖1所示。由1圖可知,山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量呈現(xiàn)波動(dòng)性上升趨勢(shì),與煤炭產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值變化趨勢(shì)基本相同。

圖1 山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量與產(chǎn)值走勢(shì)圖

3 山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放驅(qū)動(dòng)因素選擇

3.1 山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放驅(qū)動(dòng)因素指標(biāo)選取的理論依據(jù)

中國(guó)政府在2004年提交的《中華人民共和國(guó)氣候變化初始國(guó)家信息通報(bào)》中指出,影響碳排放的驅(qū)動(dòng)因素主要包括八個(gè)方面,并可將其總結(jié)概括為經(jīng)濟(jì)因素、科技因素、管理因素和人口因素四個(gè)方面。綜合專家學(xué)者的研究成果,本文選用山東省煤炭產(chǎn)業(yè)職工人均生產(chǎn)總值作為其經(jīng)濟(jì)因素指標(biāo);選取能源強(qiáng)度作為其科技因素指標(biāo);選取人口強(qiáng)度作為其人口因素指標(biāo);考慮到煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放的特殊性,除將能源結(jié)構(gòu)納入管理因素指標(biāo)外,還選用了煤炭企業(yè)數(shù)量和企業(yè)規(guī)模指標(biāo),反映煤炭企業(yè)大型化、現(xiàn)代化對(duì)碳排放的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)。

在本文因素選擇過(guò)程中,對(duì)于經(jīng)濟(jì)因素、科技因素和管理因素等的指標(biāo)選取均從山東省煤炭產(chǎn)業(yè)內(nèi)部考慮,并未考慮煤炭產(chǎn)業(yè)與外界環(huán)境的交換因素,主要基于如下考慮:首先,煤炭產(chǎn)業(yè)有其獨(dú)特性,其受資源賦存條件影響極其顯著,其產(chǎn)量主要受自然條件限制,受外部經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響較小;其次,煤炭企業(yè)屬于定額生產(chǎn),并且礦井建設(shè)周期較長(zhǎng),一般為3～5年,因此其反應(yīng)速度較為緩慢。所選指標(biāo)表達(dá)式及意義如下。

因變量Y為山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放總量;由于煤炭產(chǎn)業(yè)以電能消耗為主,因此選取電能占總能選消費(fèi)比例x1代表山東省煤炭產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)指標(biāo);選取單位工業(yè)總產(chǎn)值的能源消耗x2代表能源強(qiáng)度指標(biāo);人均生產(chǎn)總值因素x3,即山東省煤炭產(chǎn)業(yè)單位人員的產(chǎn)值;人口強(qiáng)度因素x4,即山東省每個(gè)煤炭企業(yè)所含的平均從業(yè)人口數(shù)目;企業(yè)規(guī)模x5,即單個(gè)企業(yè)平均總產(chǎn)值;煤炭企業(yè)數(shù)量因素x6,即山東省煤炭產(chǎn)業(yè)中存在的煤炭企業(yè)的數(shù)目。

3.2 山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放驅(qū)動(dòng)因素指標(biāo)選取的實(shí)證依據(jù)

(1)數(shù)據(jù)來(lái)源及處理。文中山東省煤炭產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、從業(yè)人口數(shù)目、煤炭企業(yè)數(shù)目、煤炭產(chǎn)量、噸煤綜合能耗、噸煤綜合電耗等數(shù)據(jù)來(lái)源于2005－2015年山東省煤炭工業(yè)局統(tǒng)計(jì)年鑒和煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息手冊(cè);文中山東省煤炭產(chǎn)業(yè)總能源消耗量由煤炭產(chǎn)量和噸煤綜合能耗計(jì)算獲得近似值;瓦斯排放量根據(jù)礦井相對(duì)涌出量計(jì)算獲得;各類能源的碳排放系數(shù)通過(guò)查閱《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2008綜合能耗計(jì)算通則》獲得;各類能源折標(biāo)系數(shù)及瓦斯相對(duì)涌出量近似值由山東省煤炭工業(yè)局提供;由于近十年來(lái),煤炭?jī)r(jià)格出現(xiàn)“過(guò)山車”式變化,為消除價(jià)格變動(dòng)因素對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響,模型計(jì)算過(guò)程中山東省煤炭產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值均按2005年不變價(jià)格計(jì)算得出,部分?jǐn)?shù)據(jù)如表1、表2所示。

表1 2005－2015年山東省碳排放驅(qū)動(dòng)因素原始數(shù)據(jù)

表2 常規(guī)能源碳排放系數(shù)

(2)相關(guān)性分析及檢驗(yàn)。本文運(yùn)用spss21.0,首先對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),由于樣本數(shù)量較小,采用Shapiro－Wilk test得到結(jié)果Sig＝0.622＞0.05,服從正態(tài)分布,因此可以運(yùn)用通徑分析方法進(jìn)行山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放驅(qū)動(dòng)因素的研究。然后對(duì)影響因素進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果如表3所示。

表3 影響因素與碳排放量的偏相關(guān)系數(shù)

由表3結(jié)果顯示,影響因素人均生產(chǎn)總值、人口強(qiáng)度影響效果不顯著,能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量具有十分顯著的相關(guān)性,因此,后文研究中將人均生產(chǎn)總值和人口強(qiáng)度因素剔除。

4 影響因素與碳排放的通徑分析

4.1 通徑分析介紹

通徑分析方法是相關(guān)性分析方法的升級(jí)和延伸,將簡(jiǎn)單相關(guān)分析所得的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分解,得到直接通徑系數(shù)、間接通徑系數(shù)和總通徑系數(shù)三組數(shù)據(jù)。其中直接通徑系數(shù)表示自變量對(duì)因變量的直接影響程度,間接通徑系數(shù)則表示某一自變量通過(guò)其他若干自變量間接影響因變量的作用程度之和,總通徑系數(shù)則為直接通徑系數(shù)和間接通經(jīng)系數(shù)之和,表示自變量通過(guò)所有路徑對(duì)因變量的影響程度。設(shè)自變量集合為X＝{x1,x2,…,xm},因變量為Y,另自變量對(duì)因變量的偏相關(guān)系數(shù)為p,則有p＝{p1,p2,…,pi};另自變量之間的相關(guān)系數(shù)為rij,表示自變量xi與xj的相關(guān)系數(shù);riy表示自變量xi與因變量Y的相關(guān)系數(shù)。則通徑

分析模型中各個(gè)系數(shù)間關(guān)系方程如下:

所有自變量對(duì)因變量的綜合作用可以用D2表示,在spss21.0求解過(guò)程中會(huì)給出,它表示所選自變量對(duì)因變量的決定程度。當(dāng)D2越趨近于1,表示其決定程度越大,所選取得自變量擬合效果越好;反之,表示自變量選取存在嚴(yán)重遺漏。

4.2 通徑系數(shù)求解

根據(jù)前文相關(guān)研究,人均生產(chǎn)總值和人口強(qiáng)度因素因相關(guān)性檢驗(yàn)不顯著被剔除,因此,下文只保留能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量四個(gè)影響因素。運(yùn)用spss21.0直接求得四個(gè)影響因素的決定系數(shù)為D2＝0.968,幾乎可以全部解釋因變量,表示該模型質(zhì)量良好,能夠反映碳排放的真實(shí)情況;同時(shí)求得四個(gè)影響因素的t檢驗(yàn)值,t1＝－3.898,t2＝2.893,t5＝10.182,t6＝9.984,通過(guò)查表可知,t0.025(11)＝2.201,因此各個(gè)因素的t檢驗(yàn)值的絕對(duì)值均滿足條件,因此各個(gè)因素的通徑系數(shù)都表現(xiàn)顯著。

根據(jù)前文數(shù)據(jù),運(yùn)用spss21.0求得能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量四個(gè)影響因素的直接通徑系數(shù)和各個(gè)因素之間的相關(guān)系數(shù);然后根據(jù)公式(2),運(yùn)用Excel計(jì)算求得各個(gè)因素的間接統(tǒng)計(jì)系數(shù)和總通徑系數(shù),如表4所示。

4.3 各影響因素對(duì)碳排放的作用機(jī)理

為更加直觀的分析能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量四個(gè)影響因素對(duì)碳排放的影響路徑及其影響效果,根據(jù)前文計(jì)算結(jié)果,繪制四個(gè)影響因素對(duì)碳排放的影響路徑圖,如圖2所示。

根據(jù)圖2和表4可知,能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量四個(gè)影響因素對(duì)碳排放量的直接影響效果由大到小排序(按絕對(duì)值排序)為企業(yè)數(shù)量、企業(yè)規(guī)模、能源強(qiáng)度和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),按照總影響效果由大到小排序(按絕對(duì)值排序)為能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量;同時(shí)在僅考慮直接影響效果時(shí),企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大對(duì)碳排放量具有推動(dòng)作用,而考慮綜合影響效果時(shí),企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大對(duì)碳排放量具有抑制作用;對(duì)比直接通徑系數(shù)和綜合通徑系數(shù)可知,除能源結(jié)構(gòu)因素外,其他因素的綜合通徑系數(shù)的絕對(duì)值均小于直接通徑系數(shù),表示各因素之間的相互影響產(chǎn)生了內(nèi)耗。通過(guò)總結(jié)以上三方面的對(duì)比結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),是否考慮影響因素之間的相互作用關(guān)系對(duì)最終分析結(jié)果有顯著的影響。為進(jìn)一步弄清各個(gè)因素相互影響的作用機(jī)制,對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行分情況討論。

圖2 四大影響因素對(duì)碳排放的影響路徑模型

表4 碳排放影響因素的通徑系數(shù)

4.3.1 能源結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放的作用機(jī)理

能源結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放的作用機(jī)理見(jiàn)圖3。

圖3 能源結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放的作用機(jī)理分析圖

根據(jù)圖3可知,能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)山東省煤炭產(chǎn)業(yè)的碳排放量的直接通徑系數(shù)為－0.372,表示能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差單位時(shí),山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量將減少－0.372個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差單位;能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)通過(guò)山東省煤炭產(chǎn)業(yè)的能源強(qiáng)度、企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量因素對(duì)其碳排放的間接通徑系數(shù)為－0.245、0.196和－0.001,表示能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)通過(guò)能源強(qiáng)度和企業(yè)數(shù)量因素對(duì)碳排放的間接效應(yīng)為抑制作用,與能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的直接影響效應(yīng)方向相同;能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)通過(guò)企業(yè)規(guī)模的間接作用,對(duì)碳排放量起到正向推動(dòng)作用,對(duì)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的減碳化具有弱化作用。通過(guò)對(duì)比能源結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放的直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)發(fā)現(xiàn),能源結(jié)構(gòu)通過(guò)能源強(qiáng)度、企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量間接作用后,其對(duì)碳排放的抑制作用被強(qiáng)化。

當(dāng)前山東省煤炭產(chǎn)業(yè)為節(jié)能減排不斷深化能源綜合利用,開(kāi)發(fā)利用地?zé)帷⑻?yáng)能,回收余熱余壓,降低煤炭使用量,這是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整降低碳排放的關(guān)鍵;但是,其直接通徑系數(shù)(絕對(duì)值)較小,主要原因是煤炭產(chǎn)業(yè)主要耗能領(lǐng)域?yàn)椴删蚝拖催x環(huán)節(jié),該環(huán)節(jié)用能單一,難以實(shí)現(xiàn)能源替代,而能源結(jié)構(gòu)調(diào)整多應(yīng)用于生活辦公領(lǐng)域,因此其對(duì)碳排放的影響效應(yīng)較小,符合山東省煤炭產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況;能源強(qiáng)度的提高表示能源效率的降低,能源結(jié)構(gòu)通過(guò)能源強(qiáng)度對(duì)碳排放量的間接影響為－0.245,表明能源效率的提高會(huì)強(qiáng)化能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化帶來(lái)的碳減排效果;能源結(jié)構(gòu)通過(guò)企業(yè)數(shù)量對(duì)碳排放量影響為抑制作用,因?yàn)槠髽I(yè)數(shù)量的增加,必會(huì)帶來(lái)生活區(qū)和辦公區(qū)的增加,結(jié)構(gòu)調(diào)整的空間越大;能源結(jié)構(gòu)通過(guò)企業(yè)規(guī)模對(duì)碳排放影響為促進(jìn)作用,因?yàn)楸疚钠髽I(yè)規(guī)模為單個(gè)礦井的生產(chǎn)總值,一定程度上反映煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,當(dāng)前煤礦向機(jī)械化、大型化礦井轉(zhuǎn)型,隨著產(chǎn)量的不斷增加勢(shì)必會(huì)增加能源消費(fèi)量,進(jìn)而提高碳排放量,因此在煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模增加的情況下,能源結(jié)構(gòu)的間接影響效應(yīng)為0.196,即在此情況下進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整仍會(huì)增加碳排放量,但是相比該情況能源結(jié)構(gòu)調(diào)整前,碳排放量是減少的。

4.3.2 能源強(qiáng)度對(duì)碳排放的作用機(jī)理

能源強(qiáng)度對(duì)碳排放的作用機(jī)理見(jiàn)圖4。

圖4 能源強(qiáng)度對(duì)碳排放的作用機(jī)理分析圖

根據(jù)圖4可知,能源強(qiáng)度對(duì)山東省煤炭產(chǎn)業(yè)的碳排放量的直接通徑系數(shù)為0.426,表示能源強(qiáng)度增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差單位時(shí),山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量將增加0.426個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差單位;能源強(qiáng)度通過(guò)山東省煤炭產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量因素對(duì)其碳排放的間接通徑系數(shù)為0.214、－0.012和－0.284,表示能源強(qiáng)度通過(guò)企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量因素對(duì)碳排放的間接效應(yīng)為抑制作用,通過(guò)能源結(jié)構(gòu)的間接作用,對(duì)碳排放量起到正向推動(dòng)作用,通過(guò)對(duì)比能源強(qiáng)度對(duì)碳排放的直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)發(fā)現(xiàn),能源強(qiáng)度通過(guò)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量間接作用后,其對(duì)碳排放的推動(dòng)作用被弱化。

能源強(qiáng)度通過(guò)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的間接影響,對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放表現(xiàn)出推動(dòng)作用,主要原因在于,能源強(qiáng)度提高表示能源效率的降低,當(dāng)能源強(qiáng)度提高時(shí),企業(yè)進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的動(dòng)力不足,趨向于使用常規(guī)能源,進(jìn)而導(dǎo)致碳排放量的增加;本文企業(yè)規(guī)模在一定程度上表示企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增加會(huì)增加技術(shù)投入,進(jìn)而提高能源效率,但從圖4數(shù)據(jù)看,其影響效果較小;能源強(qiáng)度的增加一定情況下反映了經(jīng)濟(jì)效益的下降,因此煤炭企業(yè)必然存在退出現(xiàn)象,因而能源強(qiáng)度通過(guò)煤炭企業(yè)數(shù)量的間接影響呈現(xiàn)抑制效應(yīng)。

4.3.3 企業(yè)規(guī)模對(duì)碳排放的作用機(jī)理

企業(yè)規(guī)模對(duì)碳排放的作用機(jī)理見(jiàn)圖5。

圖5 企業(yè)規(guī)模對(duì)碳排放的作用機(jī)理分析圖

根據(jù)圖5可知,企業(yè)規(guī)模對(duì)山東省煤炭產(chǎn)業(yè)的碳排放量的直接通徑系數(shù)為0.832,表示企業(yè)規(guī)模每增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差單位時(shí),山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量將增加0.832個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差單位;企業(yè)規(guī)模通過(guò)山東省煤炭產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和企業(yè)數(shù)量因素對(duì)其碳排放的間接通徑系數(shù)為－0.088、－0.006和－0.839,表示企業(yè)規(guī)模通過(guò)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和企業(yè)數(shù)量因素對(duì)碳排放的間接效應(yīng)均為抑制作用,通過(guò)對(duì)比企業(yè)規(guī)模對(duì)碳排放的直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)發(fā)現(xiàn),企業(yè)規(guī)模通過(guò)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和企業(yè)數(shù)量間接作用后,其對(duì)碳排放的推動(dòng)作用被極大弱化。

企業(yè)規(guī)模為單個(gè)企業(yè)的平均生產(chǎn)總值,企業(yè)數(shù)量和能源強(qiáng)度不變情況下,企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大必然會(huì)引起煤炭產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值的增加,進(jìn)而提高能源消費(fèi)量,導(dǎo)致碳排放量的增加。但是企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大,表示企業(yè)實(shí)力、社會(huì)責(zé)任的提高,有更多的資金去調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、降低能源強(qiáng)度,同時(shí)企業(yè)規(guī)模擴(kuò)張導(dǎo)致企業(yè)數(shù)量減少,因此通過(guò)以上三個(gè)因素的間接作用降低了碳排放量,抵消了產(chǎn)量增加帶來(lái)的碳排放增加量。由此,進(jìn)一步證明了國(guó)家提倡煤炭產(chǎn)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的必要性。

4.3.4 企業(yè)數(shù)量對(duì)碳排放的作用機(jī)理

企業(yè)數(shù)量對(duì)碳排放的作用機(jī)理見(jiàn)圖6。

圖6 企業(yè)數(shù)量對(duì)碳排放的作用機(jī)理分析圖

根據(jù)圖6可知,企業(yè)數(shù)量對(duì)山東省煤炭產(chǎn)業(yè)的碳排放量的直接通徑系數(shù)為0.906,表示企業(yè)數(shù)量每增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差單位時(shí),山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量將增加0.906個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差單位;企業(yè)數(shù)量通過(guò)山東省煤炭產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和企業(yè)規(guī)模因素對(duì)其碳排放的間接通徑系數(shù)分別為0.001、－0.133和－0.770,表示企業(yè)數(shù)量通過(guò)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)因素對(duì)碳排放的間接效應(yīng)為推動(dòng)作用,但作用效果可忽略,通過(guò)能源強(qiáng)度和企業(yè)規(guī)模的間接作用,對(duì)碳排放量起到抑制作用。通過(guò)對(duì)比能源強(qiáng)度對(duì)碳排放的直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)發(fā)現(xiàn),其直接通徑系數(shù)為0.906,對(duì)碳排放其推動(dòng)作用,而總通徑系數(shù)為－0.004,對(duì)碳排放起抑制作用,但效果明顯,原因是企業(yè)數(shù)量通過(guò)能源強(qiáng)度和企業(yè)規(guī)模因素的間接抑制作用抵消了企業(yè)數(shù)量直接和通過(guò)能源結(jié)構(gòu)的間接推動(dòng)作用之和。

由于山東省煤炭產(chǎn)量長(zhǎng)期保持在1.5億t左右,企業(yè)數(shù)量和企業(yè)規(guī)模在一定程度上存在負(fù)相關(guān)關(guān)系,因此企業(yè)數(shù)量的增加必然導(dǎo)致企業(yè)規(guī)模的減少,從而間接對(duì)碳排放起到抑制作用,這與圖5相關(guān)數(shù)據(jù)相符;企業(yè)數(shù)量通過(guò)能源強(qiáng)度的間接推動(dòng)作用為負(fù),二者成負(fù)相關(guān)性,原因同能源強(qiáng)度作用機(jī)理分析;企業(yè)數(shù)量通過(guò)能源結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放影響作用為正,原因在于企業(yè)數(shù)量增加,使單個(gè)企業(yè)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的空間減小所致。

5 結(jié)論

根據(jù)通徑分析方法的觀點(diǎn),各個(gè)影響因素對(duì)碳排放的總效果來(lái)源于直接影響和間接影響兩部分,本文通徑分析結(jié)果顯示:能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放量存在抑制效應(yīng),并且通過(guò)其他因素的綜合作用,增強(qiáng)了其對(duì)碳排放的抑制效果;能源強(qiáng)度對(duì)碳排放的直接通徑系數(shù)和總通系數(shù)均為正,是碳排放增加的最主要推動(dòng)因素,但通過(guò)其他因素的綜合作用,其推動(dòng)作用表現(xiàn)出弱化現(xiàn)象;企業(yè)規(guī)模因素對(duì)碳排放的直接通徑系數(shù)為正,總通徑系數(shù)為負(fù),由于企業(yè)規(guī)模因素通過(guò)能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和企業(yè)數(shù)量對(duì)碳排放產(chǎn)生抑制作用,抵消了其對(duì)碳排放的推動(dòng)作用;企業(yè)數(shù)量對(duì)碳排放量的直接通徑系數(shù)與總通徑系數(shù)均為正,但在其他因素的綜合作用下,其綜合推動(dòng)效果較為微弱。

通過(guò)對(duì)比各個(gè)影響因素的直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)發(fā)現(xiàn),降低能源強(qiáng)度和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),尋求合理的企業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量搭配對(duì)碳減排具有十分重要的作用。

同時(shí),通過(guò)通徑分析發(fā)現(xiàn),制定節(jié)能減排措施時(shí)單獨(dú)針對(duì)某一因素進(jìn)行優(yōu)化,往往難以達(dá)到預(yù)期效果甚至?xí)a(chǎn)生副作用,運(yùn)用系統(tǒng)的思想,綜合考慮因素之間的相互作用,制定系統(tǒng)組合策略是降低碳排放的重要措施。

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(責(zé)任編輯 張大鵬)

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作者簡(jiǎn)介:張士強(qiáng)(1962－),男,山東梁山人,教授,博士生導(dǎo)師,博士學(xué)位,主要從事低碳經(jīng)濟(jì)研究。

(責(zé)任編輯 張大鵬)

Path analysis on drive factors of carbon emissions for coal industry in Shandong province

Zhang Shiqiang1,2,Li Yue1,Zhang Yi1,Jiang Pengyang3
(1．College of Economics and Management,Shandong University of Science and Technology, Qingdao,Shandong 266590,China; 2．Business School,University of Jinan,Jinan,Shandong 250022,China; 3．College of Mining and Safety Engineer,Shandong University of Science and Technology, Qingdao,Shandong 271019,China)

According to statistics of coal industry in Shandong province from 2005 to 2014, the authors used SPSS 21．0 to conduct a correlation test among six factors:energy consumption structure,energy intensity,per capita gross value of production,population intensity,firm size and the number of enterprises．The four correlational factors,were analyzed by using path analysis method．The final results showed the energy consumption structure and enterprise size had restraining effects on the carbon emission of the coal industry,the energy intensity and the number of enterprises had positive effects on the carbon emission of the coal industry．The direct path coefficient had great differences from the total path coefficient of each factor,and the indirectly interaction effects on carbon emissions had assignable role．

coal industrial,carbon emission,path analysis,mechanism

TD－9

A

烏云娜(1956－),蒙古族,吉林省前郭旗人,華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師。

山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(ZR2014GM010),山東省社會(huì)科學(xué)規(guī)劃研究項(xiàng)目(14CGLJ26)

張士強(qiáng),李躍,張翼等．山東省煤炭產(chǎn)業(yè)碳排放驅(qū)動(dòng)因素通徑分析[J]．中國(guó)煤炭,2017,43(1):16－23,40．Zhang Shiqiang,Li Yue,Zhang Yi,et al.Path analysis on drive factors of carbon emissions for coal industry in Shandong province[J].China Coal,2017,43(1):16－23,40.