中國生產(chǎn)部門碳強度波動的驅動因素分析

董 梅,徐璋勇,李存芳

(1. 江蘇師范大學 商學院，江蘇 徐州 221116；2. 西北大學 經(jīng)濟管理學院，陜西 西安 710127)

一、引言

中國現(xiàn)階段正處于快速工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的進程中，經(jīng)濟的高速增長帶動能源消費需求同步增加，從而拉動二氧化碳排放持續(xù)上升。根據(jù)國際能源署(IEA)公布的數(shù)據(jù)，中國自2006年起超過美國成為全球二氧化碳最大排放國，2014年中國源自化石能源燃燒的二氧化碳排放占全球的28.2%，超出排名第二的美國12.2個百分點，中國面臨嚴峻的減排壓力。為此，中國自2009年起將單位國內生產(chǎn)總值(GDP)二氧化碳排放(以下簡稱碳強度)的下降目標納入中長期發(fā)展規(guī)劃。在國際上，中國政府在氣候變化《巴黎協(xié)定》中提出，到2030年碳強度比2005年下降60-65%；在國內，《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》(2016)明確指出，2020年碳強度比2015年下降18%。以碳強度作為相對減排指標，符合中國的基本國情，有利于經(jīng)濟發(fā)展方式轉變的有序推進。

為了明確中國二氧化碳排放(以下簡稱碳排放)的增長路徑，需要從總效應中分離出主要的驅動因素，探明推動碳排放增長的原因。以往文獻研究中，碳排放因素分解的方法主要有兩種：第一種是指數(shù)分解方法IDA(Index decomposition analysis)，如Ang[1]等、Wu[2]等、Zhang[3]等、Sun[4]等、Chen[5]等、Ren[6]等都采用指數(shù)分解法中的對數(shù)平均迪氏指數(shù)(LMDI)，對碳排放因素進行分解，國內學者中，王峰[7]等、陳詩一[8]、王棟[9]等、涂正革[10]、趙志耘和楊朝峰[11]、孫作人和周德群[12]、魯萬波[13]等、朱幫助[14]等也采用LMDI分解法，對中國碳強度或碳排放的變動因素進行分析。第二種方法是結構分解法SDA(Structural decomposition analysis)，該方法的數(shù)據(jù)基礎是投入產(chǎn)出表，對數(shù)據(jù)要求較高，郭朝先[15]、張友國[16]、籍艷麗和郜元興[17]、宗剛[18]等、Li[19]等都采用結構分解法，識別碳排放或碳強度的不同效應。

對以往文獻梳理后發(fā)現(xiàn)，①各學者對模型分解中的碳排放系數(shù)(能源碳強度CI)的變化原因均未作解釋，認為該系數(shù)應該是固定的，其變動結果是由計算誤差引起。但本文將CI引起的碳強度變動歸為內在能源結構效應，對應非化石能源消費比重變動的影響，經(jīng)測算主要是電力占終端能源消費比重增加，且非煤能源發(fā)電比重逐漸下降導致的，其對碳強度的抑制作用潛力較大，與外在能源結構效應(ES)相區(qū)別。②大多數(shù)學者將工業(yè)看做一個部門，沒有對工業(yè)內部的子部門進行對比。工業(yè)的碳排放和產(chǎn)出在生產(chǎn)部門中占比最高，且內部的子部門眾多，碳強度差異巨大，本文將26個工業(yè)子部門劃分為高排放行業(yè)、中等排放行業(yè)和低排放行業(yè)進行比較，分析角度更多元和具體。③因素分析的乘法形式和加法形式各有優(yōu)勢。本文用乘法形式對碳強度分解的同時，配以加法形式分解結果作為輔助，使碳強度變化的衡量更直觀。

本文首先依據(jù)中國2000-2014年國民經(jīng)濟31個生產(chǎn)部門消費10種能源的數(shù)值，對碳排放進行估算，再采用LMDI乘法和加法分解形式，分別考察四種驅動因素對碳強度變動的影響，對比各因素的減排空間，最后給出結論和建議。

二、研究方法及數(shù)據(jù)來源

(一)碳排放的計算

碳排放通常以化石能源消費量推算得出。本文采用《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》提供的“方法1”對碳排放量進行估算，并取煤炭類碳氧化因子為0.98，油及油產(chǎn)品碳氧化因子為0.99，天然氣碳氧化因子為0.995，計算得到8種一次能源二氧化碳排放系數(shù)(見表1)。雖然熱力和電力在終端能源消費過程中不產(chǎn)生碳排放，但其加工轉換過程會產(chǎn)生大量碳排放。本文根據(jù)8種一次能源加工轉換為供熱和火力發(fā)電的能源投入量，分別計算出生產(chǎn)熱力和電力的碳排放，再參照各部門對熱力和電力的消費比重，將碳排放在各部門中分配，這種方法避免了碳排放的重復計算。根據(jù)熱力和電力的碳排放量，可以間接推算其碳排放系數(shù)。

在以往研究中，碳排放系數(shù)多為研究機構或學者估算而得，如中國國家發(fā)改委能源研究所和日本能源經(jīng)濟研究所對中國化石燃料的碳排放系數(shù)推薦值分別為0.67和0.66tC/tce，將其乘以44/12轉化為二氧化碳排放系數(shù)分別為為2.457和2.42 kgCO2/kg.ce；朱幫助采用原煤、原油、天然氣的碳排放系數(shù)分別為0.756、0.586、0.448tC/tce，折合為二氧化碳排放系數(shù)分別為2.772、2.148、1.644 kgCO2/kg.ce。表1的二氧化碳排放系數(shù)與以上系數(shù)近似。

表1二氧化碳排放系數(shù)

能源煤炭焦炭原油汽油煤油柴油燃料油天然氣系數(shù)2．0692．9823．0343．163．0493．1293．1882．08

注：1.表格中天然氣的二氧化碳排放系數(shù)的單位為kgCO2/M3，其余7種能源的該系數(shù)單位均為kgCO2/kg。2.根據(jù)一次能源加工轉換為熱力和電力的能源消費量，可推算出熱力的二氧化碳排放實物量系數(shù)在0.121-0.147kgCO2/103kJ間波動，標準量系數(shù)在3.55-4.322kgCO2/kg.ce之間波動；電力的二氧化碳排放實物量系數(shù)在7.263-9.797kgCO2/10kw.h間波動，標準量系數(shù)在5.909-7.979kgCO2/kg.ce之間波動.

(二)碳強度波動因素的分解模型

碳強度是指單位產(chǎn)出伴生的碳排放量，其倒數(shù)為碳生產(chǎn)力，即單位碳排放對應的產(chǎn)出。碳強度的下降對應碳生產(chǎn)力的提高，說明低碳政策取得了顯著的成效。碳強度波動因素的研究中，指數(shù)分解法的應用較廣，Laspeyres指數(shù)和Divisia指數(shù)是最常用的兩種方法，分解形式又分為乘法和加法，乘法形式衡量各因素作用的相對量，加法形式衡量各因素作用的絕對量，兩種方法能夠相互轉化。其中，迪氏指數(shù)又分為平均迪氏指數(shù)(AMDI)和對數(shù)平均迪氏指數(shù)(LMDI)。其中，LMDI方法能有效的解決殘差、零值和負值的問題，本文采用乘法和加法兩種形式的LMDI方法對碳強度進行分解，從相對量和絕對量兩個角度綜合比較。

對2000-2014年中國生產(chǎn)部門碳強度的確定，需要對31個部門消費10種能源產(chǎn)生的碳排放進行加總，再與產(chǎn)出相除，得出各部門的碳強度。LMDI分解過程對零值的處理，參照Ang[20]等提供的方法，其中Cij的零值用10-20替代，Eij的零值用10-15替代，Ej的零值用10-10替代。以下為碳強度分解的公式，各變量含義見表2：

(1)

式(1)中，i=1,2,…31表示生產(chǎn)部門的各子部門，j=1,2,…,10為10種能源，即8種一次能源加熱力和電力。假定從t-1期到t期，實際碳強度從CIIt-1變?yōu)镃IIt，該增量以乘法形式的總分解公式為：

Dtot=CIIt/CIIt-1=D(CI)·D(ES)·D(EI)·D(YS)

(2)

式(2)中各子項的詳細分解式如下：

碳強度增量以加法形式的總分解公式為：

ΔCII=CIIt-CIIt-1=ΔCII(CI)+ΔCII(ES)+ΔCII(EI)+ΔCII(YS)

對上式中子項的詳細分解如下：

(7)

(8)

(9)

(10)

(三)變量及數(shù)據(jù)說明

參照各年《中國能源統(tǒng)計年鑒》和《中國投入產(chǎn)出表2012》，將工業(yè)劃分為26個子部門。除工業(yè)外，還有五個部門：農(nóng)林牧漁業(yè)(以下簡稱“農(nóng)業(yè)”)、建筑業(yè)、交通運輸、倉儲和郵政業(yè)(以下簡稱“交郵倉儲業(yè)”)、批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)(以下簡稱“批零餐住業(yè)”)、其他行業(yè)(不包括生活消費部門)，以上共同構成生產(chǎn)部門的31個子部門。將各部門的產(chǎn)出換算為2000年不變價格的實際產(chǎn)出，由此計算的碳強度均為實際碳強度。

表2模型中變量的含義

變量含義變量含義CII生產(chǎn)部門碳強度(噸/萬元)Cij部門i消費能源j產(chǎn)生的碳排放(萬噸)Y總產(chǎn)出(億元)Yi部門i的產(chǎn)出(億元)Eij部門i對能源j的消費量(萬噸標準煤)Ei部門i的能源消費總量(萬噸標準煤)CIij部門i消費能源j的能源碳強度(噸/噸標準煤)ESij能源j在部門i中的消費比例EIi部門i的能源強度(噸標準煤/萬元)YSi部門i產(chǎn)出占總產(chǎn)出的比例

三、實證結果及分析

(一)生產(chǎn)部門的碳排放和碳強度

中國總碳排放從2000年的32.52億噸上升到2014年的94.11億噸，年均增長7.89%。其中，生產(chǎn)部門碳排放約占總排放的90%，其排放量由2000年的的28.81億噸上升到2014年的84.14億噸(見表3)，年均增長7.96%。中國目前尚未公布碳排放量數(shù)據(jù)，本文計算的碳排放及趨勢與IEA公布的結果接近，以此作為碳強度波動分解基礎是可靠的。

表3 2000-2014年生產(chǎn)部門碳排放和碳強度

年份生產(chǎn)部門碳排放(億噸)碳強度(噸/萬元)生產(chǎn)部門農(nóng)業(yè)工業(yè)建筑業(yè)交郵倉儲業(yè)批零餐住業(yè)其他行業(yè)生產(chǎn)部門碳強度增量200028．8122．8880．6655．6880．6904．0300．7700．632-200130．5442．8260．6935．5740．6343．8180．7620．589-0．062200233．0772．8040．7305．4880．5963．8500．7760．573-0．021200339．1063．0130．8265．7620．5914．2370．8490．6240．209200445．1933．1620．8605．9830．6234．3710．8990．6370．149200551．5003．2360．8716．1810．5994．2020．8540．6470．074200657．1313．1820．8726．0990．5674．1790．7910．631-0．054200761．6072．9990．8255．7620．5063．9880．7040．571-0．183200863．8832．8330．7655．4200．4823．9450．6430．559-0．165200968．6392．7850．7705．3720．4583．8790．6390．550-0．049201073．1342．6800．7485．0760．4463．9200．5920．540-0．105201180．2802．6820．7535．0200．4583．9100．6140．5540．002201283．3512．5830．7314．7830．4264．0380．6120．564-0．100201386．2042．4790．7294．5630．4264．0280．5990．560-0．104201484．1432．2540．6824．1490．3903．8220．5340．504-0．224

2000-2014年，生產(chǎn)部門碳強度在2.25-3.24噸/萬元間波動，年均增長率為-1.75%，總體呈下降趨勢。根據(jù)生產(chǎn)部門碳強度增量的方向，可將其分為四段時期：第一時期(2000-2002年)為下降期(ΔCII<0)，碳強度從2.89噸/萬元下降至2.8噸/萬元，年均增長率為-1.45%；第二時期(2002-2005年)為上升期(ΔCII>0)，碳強度由2.8噸/萬元上升到3.24噸/萬元,年均增長4.89%；第三時期(2005-2010年)為下降期，碳強度由3.24噸/萬元下降到2.68噸/萬元，年均增長率-3.7%；第四時期(2010-2014年)為反彈后的下降期，其中2010-2011年碳強度有微量反彈(ΔCII=0.002)，其后年份碳強度持續(xù)下降，到 2014年下降至2.25噸/萬元，年均增長率為-4.22%。

(二)碳強度波動的驅動因素分類

生產(chǎn)部門碳強度波動的驅動因素可分為四類：：①能源強度效應，即能源強度(EI)對碳強度變動的影響程度，包括影響碳強度指數(shù)變動和碳強度絕對值變動。由于碳排放實質是能源燃燒的結果，因此碳強度的降低根本取決于能源強度的降低，即能源效率的提高，能源強度波動是影響碳強度波動的直接因素。②經(jīng)濟結構效應，即產(chǎn)出比重(YS)對碳強度變動的影響。若生產(chǎn)要素向低能耗、低排放的行業(yè)重新配置，能夠有效降低碳強度，這是影響碳強度變動的間接因素。③外在能源結構效應，即能源結構(ES)對碳強度波動的影響。ES是某種能源消費占總能源消費的比重，例如，在總能源消費中，若煤炭消費比重下降，天然氣消費比重上升，由于煤炭的碳排放系數(shù)遠高于天燃氣，因此總碳排放會下降，進而有效降低碳強度，這里的“外在”是指煤炭和天然氣的消費比重發(fā)生變化，即能源消費結構變化引起的碳強度變化。④內在能源結構效應，即能源碳強度(CI)對碳強度的影響。CI實際上是能源的碳排放系數(shù)(見表1)，若假設每一種燃料都充分燃燒，其碳排放系數(shù)的是不變的，ΔCII(CI)也應該不發(fā)生變化。但本文ΔCII(CI)和D(CI)有顯著變化有兩個原因：第一，熱力和電力生產(chǎn)方式的演進。熱力和電力的碳排放是根據(jù)8種一次能源加工轉換投入量計算的，而熱力的終端能源消費量中不僅包括一次能源燃燒生產(chǎn)轉化的部分，也包括工業(yè)余熱的循環(huán)利用，如北方地區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)電余熱對城區(qū)集中供熱的大量普及，工業(yè)園區(qū)內對企業(yè)余熱的循環(huán)利用等；電力的終端能源消費中不僅包括火力發(fā)電，也包括水電、核電、風電、太陽能發(fā)電、生物質發(fā)電等非化石能源發(fā)電，即清潔電力對電力消費已形成有效補充，而電力生產(chǎn)的碳排放僅計算了火力發(fā)電的一次能源燃燒部分。因此，若ΔCII(CI)<0或D(CI)<1，說明在能源消費量不變的情況下，碳排放系數(shù)有所下降，主要表現(xiàn)在消費等量熱力和電力過程時，更少的燃燒一次能源，更多使用了熱力循環(huán)利用技術和非化石能源發(fā)電，這是ΔCII(CI)和D(CI)變動的主要原因?！皟仍凇笔侵改茉聪M結構不變，但碳強度產(chǎn)生變化。第二，煤炭消費量實為煤合計。以《中國能源統(tǒng)計年鑒》2014年數(shù)據(jù)為例，煤合計是原煤、洗精煤、其他洗煤、型煤、煤矸石消費量之和，而各種煤品的碳排放系數(shù)略有差異，并且折算的煤合計標準量也不同，因此雖然本文煤炭的碳排放實物量系數(shù)固定取2.069kgCO2/kg，以此折算的標準量碳排放系數(shù)卻在2.393-4.267kgCO2/kg.ce之間波動。但不同煤品間的替代對ΔCII(CI)的影響極微弱，這種影響可忽略不計。

(三)生產(chǎn)部門碳強度波動因素的總體分析

分別以乘法和加法形式將四個時期的能源強度波動進行分解，得出在2000-2014年間，碳強度指數(shù)平均下降了22%，每萬元產(chǎn)出碳排放減少0.633噸，說明碳生產(chǎn)力總體顯著提高。在樣本期內，只有2002-2005年碳強度指數(shù)上升了15.3%，每萬元產(chǎn)出碳排放增加0.432噸，這是由于該時期出現(xiàn)重工業(yè)化的過程，房地產(chǎn)和汽車工業(yè)迅速發(fā)展，基礎設施投資持續(xù)增加，資源密集型產(chǎn)品出口增加，因此帶動了采掘業(yè)、鋼鐵、建材、設備制造等行業(yè)的急劇擴張，使能源強度在這一時期上升，進而碳強度也顯著增加，說明在“十五”時期(2001-2005年)，節(jié)能減排政策未能有效執(zhí)行，因此導致碳強度急劇增加。2005-2010年碳強度下降17.19%，這是由于“十一五”時期(2006-2010年)首次制定能源強度下降20%的約束指標，加大節(jié)能減排力度，使碳強度顯著降低?！笆濉睍r期(2011-2015)制定了碳強度下降17%，能源強度下降16%的雙目標，而2000-2014年碳強度指數(shù)已經(jīng)下降了15.85%，已完成目標任務的93%(15.8/17=0.93)。將碳強度和能源強度作為約束指標納入國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，對碳強度的下降起到積極作用。

表4生產(chǎn)部門碳強度波動的因素分解

因素2000-20022002-20052005-20102010-2014總2000-2014碳強度D(tot)0．9711．1530．8280．8420．780ΔCII-0．0830．432-0．556-0．426-0．633能源強度效應D(EI)0．9840．8320．7610．8510．530ΔCII(EI)-0．047-0．527-0．806-0．409-1．789經(jīng)濟結構效應D(YS)0．9871．4211．0181．0081．441ΔCII(YS)-0．0361．0320．0570．0281．081外在能源結構效應D(ES)1．0160．9981．0561．0331．106ΔCII(ES)0．045-0．0040．1590．0820．282內在能源結構效應D(CI)0．9850．9771．0120．9500．925ΔCII(CI)-0．044-0．0710．031-0．125-0．209

1. 能源強度效應分析

能源強度效應是碳強度波動的第一負向驅動因素，樣本期內能源強度指數(shù)平均下降了47%，每萬元產(chǎn)出碳排放減少1.789噸。在碳強度波動的各個時期，能源強度對碳強度都產(chǎn)生抑制作用，即使在2002-2005年，碳強度指數(shù)降低了16.8%。能源強度效應體現(xiàn)了技術進步帶來的能源效率上升對碳排放產(chǎn)生有效抑制。2005-2010年，碳強度指數(shù)下降23.9%，已完成“十一五”規(guī)劃中能源強度下降20%的目標。2010-2014年碳強度下降14.93%，已完成“十二五”規(guī)劃能源強度下降16%目標任務的93%(14.93/16=0.93)。生產(chǎn)部門能源強度下降能有效的減少碳排放，這是各部門能源利用效率提高帶來的，包括研發(fā)支出增加所推動的技術進步和工業(yè)企業(yè)所有制結構變化帶來的能源效率提高，王峰等認為非國有企業(yè)的快速發(fā)展能夠帶來更高的技術效率和能源利用效率。然而，能源強度不可能無限下降，涂正革指出，與發(fā)達國家相比，現(xiàn)階段中國通過提高技術水平來降低能源強度的低碳發(fā)展路徑仍有較大的空間和潛力。

2. 經(jīng)濟結構效應分析

經(jīng)濟結構效應是碳強度波動的第一正向驅動因素，2000-2014年經(jīng)濟結構指數(shù)平均上升了44.1%，使每萬元產(chǎn)出增加碳排放1.081噸，這表明經(jīng)濟結構的調整并沒有對碳強度下降產(chǎn)生積極作用，例如，按2000年價格計算，工業(yè)部門在2000-2014年產(chǎn)出比重由40%上升到43.1%，這對碳強度產(chǎn)生顯著正向驅動作用。分時期比較，2002-2005年經(jīng)濟結構指數(shù)上升了42.1%，印證了該時期重工業(yè)的擴張，使每萬元產(chǎn)出的碳排放增加了1.032噸，說明經(jīng)濟結構變動是造成該時期碳強度和能源強度上升的主要原因。2005年后的兩個時期，經(jīng)濟結構指數(shù)分別上升1.8%和0.8%，指數(shù)上升幅度減小，說明經(jīng)濟結構優(yōu)化對碳強度的下降逐漸產(chǎn)生積極作用。

3. 外在能源結構效應分析

外在能源結構效應是碳強度波動的第二正向驅動因素，其指數(shù)平均上升10.6%，每萬元產(chǎn)出碳排放增加0.282噸。除了2002-2005年外在能源結構指數(shù)下降0.2%，其余各時期該指數(shù)都有不同程度上升，2005年后的兩個時期分別上升了5.6%和3.3%，說明具有高碳排放系數(shù)的能源消費比例略有增加，外在能源結構沒有顯著優(yōu)化。煤炭是我國生產(chǎn)部門最主要的能源，但由于煤炭的清潔化利用不足，使其碳排放系數(shù)高于其他能源，因此煤炭燃燒是造成中國碳排放較高的主要原因。由于能源結構調整受到資源稟賦的制約，中國以煤炭為主的能源消費結構在短時期內難以改變，因此通過外在能源結構調整降低碳強度的潛力不大。

4. 內在能源結構效應分析

內在能源結構效應是碳強度波動的第二負向驅動該因素，其指數(shù)在樣本期平均下降7.5%，每萬元產(chǎn)出碳排放減少0.209噸。除了2005-2010年該指數(shù)有小幅上升外，內在能源結構效應在其余三個時期對碳強度均產(chǎn)生抑制作用，這主要是由于熱力循環(huán)利用和清潔電力帶來的。以電力生產(chǎn)量的結構變動為例，火電的比例從2000年的82.19%下降至2014年的75.56%，同期水電的比例在14.79%到18.84%間波動，核電的比例在樣本期內從1.23%上升到2.35%，風電起步較晚，但其比例從2010年的1.06%上升到2014年的2.76%，已超過核電的生產(chǎn)量。隨著非化石能源生產(chǎn)電力比例的增加，對碳強度產(chǎn)生顯著抑制作用。盡管內在能源結構效應在現(xiàn)階段對碳強度抑制作用力度較小，但若進一步提高能源的循環(huán)利用水平，擴大清潔能源的使用范圍，提高風電、水電、太陽能發(fā)電的比例，有效解決清潔電力的消納瓶頸，提高現(xiàn)有非化石能源發(fā)電設備的利用效率，內在能源強度效應對碳強度的抑制將發(fā)揮更大的作用。“十二五”期間，非化石能源占一次能源消費的比重已達到12%，“十三五”規(guī)劃提出這一比重上升到15%的目標，未來以低碳能源滿足新增能源需求的發(fā)展路徑有很大空間和潛力。

(四)碳強度波動因素的部門大類分析

農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、交郵倉儲業(yè)、批零餐住業(yè)和其他行業(yè)對生產(chǎn)部門碳強度影響相對較小，工業(yè)對生產(chǎn)部門碳強度的影響遠超以上五個部門，因此下節(jié)對工業(yè)部門單獨分析。由表5可見，各行業(yè)的碳強度指數(shù)都有不同程度下降，交郵倉儲和農(nóng)業(yè)下降最多，都下降了1.8%。①就能源強度效應來看，其他行業(yè)、批零餐住業(yè)、建筑業(yè)的能源強度指數(shù)分別下降了1.5%，0.8%和0.6%，第三產(chǎn)業(yè)集中的批零餐住業(yè)和其他行業(yè)能源使用較少，但能源效率的提高仍對這兩個部門的碳強度產(chǎn)生有效抑制。盡管農(nóng)業(yè)的能源消費也較少，但其能源強度指數(shù)上升0.8%，說明農(nóng)業(yè)的能源利用效率沒有提高。交郵倉儲業(yè)的能源消費較多，但能源強度效應并不顯著。②由于五部門已經(jīng)處于經(jīng)濟結構最細分的層級，其經(jīng)濟結構效應就是對應部門的產(chǎn)出變動對碳強度波動的影響。2000-2014年批零餐住部門和其他產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出比重上升帶動其碳強度分別上升0.6%和0.4%。與之相反，農(nóng)業(yè)和交郵倉儲業(yè)的產(chǎn)出減少分別使碳強度降低2.1%和1.4%。③外在能源結構效應使其他行業(yè)的碳強度上升1.1%，使批零餐住業(yè)和建筑業(yè)的碳強度也有少量上升，而農(nóng)業(yè)和交郵倉儲業(yè)的碳強度有微量下降。④內在能源結構效應使五個部門的碳強都有少量下降，其中其他行業(yè)下降的最多，下降了0.8個百分點。

總的來看，除工業(yè)外的五大部門，由于其碳排放和產(chǎn)出在生產(chǎn)部門中的比重都較低，因此各驅動因素對這些部門的碳強度波動影響程度較小。大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)(包括批零餐住業(yè)和其他行業(yè))，提高第三產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟中的比重是有效的減排路徑之一。

表5六大部門碳強度變動的分解

指數(shù)農(nóng)業(yè)工業(yè)建筑業(yè)交郵倉儲業(yè)批零餐住業(yè)其他行業(yè)D(EI)1．0080．5420．9940．9990．9920．985D(YS)0．9791．4741．0030．9861．0061．004D(ES)0．9991．0901．0020．9991．0031．011D(CI)0．9970．9430．9980．9980．9960．992Dtot0．9820．8220．9960．9820．9960．992

(五)工業(yè)及其子部門的碳強度波動因素分析

工業(yè)是生產(chǎn)部門中碳排放的主要來源，其碳強度變動直接影響生產(chǎn)部門。但工業(yè)內子部門較多，各子部門的碳排放和碳強度差異較大，可將工業(yè)內部劃分為高排放行業(yè)(表6中標注“*”的4個子部門)、中等排放行業(yè)(標注“#”的7個子部門)，和低排放行業(yè)(未標注的其它部門)。分類后可以看出：①高排放行業(yè)4個子部門碳排放合計占工業(yè)的70.43%，占生產(chǎn)部門的56.53%，是節(jié)能減排的重點行業(yè)。其中，非金屬礦物制品(即建材業(yè)，其中水泥行業(yè)占比較高)的碳強度最高(16.97噸/萬元)，年均碳排放排第三(6.97億噸)；金屬冶煉和壓延加工品(即鋼鐵業(yè)和有色金屬業(yè))碳強度排第二(14.45噸/萬元)，年均碳排放最高(15.11億噸)；化學產(chǎn)品(即化工業(yè))年均碳強度排第四(7.48噸/萬元)，年均碳排放排第二(8.5億噸)；電力、熱力的生產(chǎn)和供應業(yè)(以下簡稱電熱行業(yè))年均碳強度排第六(5.34噸/萬元)，年均碳排放排第四(2.83億噸)。②中等排放行業(yè)7個子部門碳排放合計占工業(yè)碳排放的15.92%，占生產(chǎn)部門碳排放的12.78%。其中，碳強度最高的是非金屬礦和其他礦采選產(chǎn)品(8.61噸/萬元)，最低的是石油、煉焦產(chǎn)品和核燃料加工品(3.87噸/萬元)。③低排放行業(yè)15個子部門的碳排放合計僅占工業(yè)的13.65%，占生產(chǎn)部門的10.95%，其碳強度均在3噸/萬元以下(水的生產(chǎn)和供應部門特殊，是因為作為公共事業(yè)部門，其產(chǎn)出很低)。

1. 工業(yè)子部門的能源強度效應

工業(yè)能源強度指數(shù)在2000-2014年下降了45.8%(見表5)，其中2005年后的兩個時期分別下降了21.2%和14.3%，說明工業(yè)能源強度下降是完成“十一五”和“十二五”規(guī)劃中能源強度和碳強度下降約束目標的重要保證。高排放行業(yè)在樣本期內能源強度指數(shù)下降了18.2%(見表7)，其中，2002-2005年該指數(shù)上升了6.7%，這是助推“十五”時期工業(yè)碳強度上升的原因之一。2005年后的兩個時期，高排放行業(yè)的能源強度分別下降了15.2%和9.1%。中等排放行業(yè)和低排放行業(yè)的能源強度指數(shù)在2005年后也有顯著下降，說明能源效率在工業(yè)全行業(yè)普遍提高。

細分2000-2014年工業(yè)子部門的能源強度指數(shù)變動(見表6)，高排放行業(yè)的4個子部門能源強度指數(shù)下降最多，非金屬礦物制品、金屬冶煉和壓延加工品的該指數(shù)下降了5%以上，電熱行業(yè)和化學產(chǎn)品分別下降了4.4%和4%。中等排放行業(yè)中的煤炭采選產(chǎn)品、低排放行業(yè)中的食品和煙草也下降明顯，能源碳強度指數(shù)分別下降了3.4%和2.4%。其他行業(yè)能源效率的提高仍有很大空間。

表6工業(yè)子部門碳排放、碳強度和碳強度分解

序號部門年均碳排放(億噸)年均碳強度(噸/萬元)D(EI)D(YS)D(ES)D(CI)1非金屬礦物制品?6．97416．9740．9481．0291．0061．0002金屬冶煉和壓延加工品?15．10514．4540．9401．0871．0140．9763化學產(chǎn)品?8．5007．4760．9601．0031．0100．9934電力、熱力的生產(chǎn)和供應?2．8345．3450．9561．0041．0200．9905非金屬礦和其他礦采選產(chǎn)品#0．3828．6060．9931．0031．0011．0006煤炭采選產(chǎn)品#1．5746．2350．9661．0181．0001．0017金屬礦采選產(chǎn)品#0．5725．0980．9931．0081．0010．9988石油和天然氣開采產(chǎn)品#0．7814．8801．0030．9810．9990．9999造紙印刷和文教體育用品#1．1774．5420．9870．9991．0021．00010紡織品#1．5603．9820．9980．9871．0070．99611石油、煉焦產(chǎn)品和核燃料加工品#1．5103．8740．9920．9921．0011．00012金屬制品0．7462．7520．9961．0021．0040．99713食品和煙草1．7222．0750．9761．0021．0021．00214木材加工品和家具0．2972．0270．9961．0021．0010．99915通用設備0．7361．8180．9931．0031．0030．99816專用設備0．3621．3670．9941．0021．0020．99917交通運輸設備0．6991．0570．9911．0041．0030．99818紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品0．2920．9890．9990．9991．0010．99919電氣機械和器材0．4260．7890．9971．0011．0030．99920通信設備、計算機和其他電子設備0．4710．5981．0010．9991．0030．99821儀器儀表0．0670．7960．9991．0001．0001．00022廢品廢料0．0200．9641．0001．0011．0001．00023金屬制品、機械和設備修理服務0．0031．2131．0001．0001．0001．00024燃氣生產(chǎn)和供應0．0872．9680．9961．0011．0011．00025水的生產(chǎn)和供應0．21411．9241．0010．9971．0000．999

注：1.部門名稱標注“*”的4個部門為高排放行業(yè)，標注“#”的7個部門為中等排放行業(yè)，其余未標注的部門為低排放行業(yè).2.工業(yè)包括26個部門，但“其他制造業(yè)”在2011年前后的統(tǒng)計口徑差異較大，分析結果不能代表該部門的規(guī)律性，因此未將其列出.3.“水的生產(chǎn)和供應”部門由于屬于公共事業(yè)，產(chǎn)出水平很低，導致碳強度較高，該部門實際為低排放部門.

2. 工業(yè)子部門的經(jīng)濟結構效應

工業(yè)經(jīng)濟結構指數(shù)在2000-2014年上升了47.4%，其中在2002-2005年期間上升了42.8%，說明這一特殊時期的工業(yè)擴張是推動碳強度上漲的主要原因。2005年后的兩個時期，該指數(shù)上升幅度僅有2%。高排放行業(yè)的經(jīng)濟結構變化是推動碳強度上升的主因，在樣本期內推動碳強度上升了12.6%，在2002-2005年高排放行業(yè)的規(guī)模擴張，使碳強度上升8.4%，說明高排放行業(yè)的產(chǎn)出變動是“十五”時期碳強度的顯著上升的主要因素。中等排放行業(yè)的經(jīng)濟結構指數(shù)下降了9.1%，低排放行業(yè)的該指數(shù)上升了1.8%，說明中等排放行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結構調整對抑制碳排放起到了積極作用。

細分工業(yè)子部門經(jīng)濟結構效應對碳強度的影響，得出金屬冶煉和壓延加工品的經(jīng)濟結構指數(shù)增加最多，即鋼鐵業(yè)和有色金屬業(yè)在2000-2014年的產(chǎn)出大量擴張使碳強度上升8.7%，非金屬礦物制品的產(chǎn)出增加使碳強度上升2.9%，其余兩個高排放行業(yè)的產(chǎn)出變動對碳強度影響不顯著。煤炭采選產(chǎn)品的產(chǎn)出增加使碳強度上升1.8%。同時，部分行業(yè)的產(chǎn)出減少對碳強度產(chǎn)生抑制作用，如石油和天然氣開采產(chǎn)品、紡織品的產(chǎn)出減少分別使碳強度降低1.9%和1.3%。其余行業(yè)的產(chǎn)出變動對碳強度影響都較弱?！笆濉逼陂g，中國從工業(yè)化中期逐步進入到工業(yè)化后期，高能耗和高排放的水泥、鋼鐵、有色、煤化工等重化工行業(yè)仍發(fā)揮著重要的基礎作用，這些行業(yè)的產(chǎn)出結構引起的碳強度上升在短期內仍將存續(xù)，因此通過產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化抑制碳強度仍需較長時期。

3. 工業(yè)子部門的外在能源結構效應

從能源消費結構變動角度分析，工業(yè)外在能源結構指數(shù)上升9%，說明在10種能源中，高碳排放系數(shù)的能源消費比例增加使得碳強度上升。分別計算10種能源對碳強度的影響，得出電力使碳強度上升了15.6%，焦炭使碳強度上升1.2%，煤炭和燃料油分別使碳強度下降3.95%和1.78%，其余能源消費變動對碳強度影響度微弱。盡管電力消費并不產(chǎn)生碳排放，但火力發(fā)電是電力的主要生產(chǎn)方式，其中98%來自煤電生產(chǎn)，因此電力消費增加對碳強度的推高實際仍為煤炭消費增加導致。

高排放行業(yè)的能源消費結構變動在樣本期內使碳強度增加5.1%，除了2002-2005年，能源結構效應在其他三個時期都助推高排放行業(yè)的碳強度上升。中低排放行業(yè)的能源消費結構也分別上升了1.1%和2.6%。細分工業(yè)子部門來看，高排放行業(yè)4個子部門的外在能源結構指數(shù)增加最顯著，其中增加最多的是電熱行業(yè)，該指數(shù)增加了2%。除高排放行業(yè)外，中等排放行業(yè)中的紡織業(yè)該指數(shù)也增加了0.7%，其余子部門的該指數(shù)變動較小。

4. 工業(yè)子部門的內在能源結構效應

工業(yè)內在能源結構指數(shù)在2000-2014年下降了5.7%，其中高排放行業(yè)下降了4%。金屬冶煉和壓延加工品的內在能源強度指數(shù)下降最多，下降了2.4%，電熱行業(yè)下降了1%，這些主要是由于鋼鐵、有色金屬和電力行業(yè)的熱力循環(huán)使用率上升，同時增加電力使用所致。其余子部門變動都較微弱。

綜合以上對工業(yè)及子部門的碳強度變動分析可以看出，高排放行業(yè)和煤炭部門的能源效率提高是工業(yè)碳強度下降的主要驅動因素；鋼鐵、有色、水泥行業(yè)的產(chǎn)出擴張對工業(yè)碳強度產(chǎn)生顯著的正向驅動；電力消費在工業(yè)生產(chǎn)中比例大增，使工業(yè)碳強度少量上升，但清潔電力的供應增加可促使工業(yè)碳強度有所降低。

表7三類排放行業(yè)的碳強度因素分解

行業(yè)分類指數(shù)2000-20022002-20052005-20102010-2014總2000-2014D(EI)0．9951．0670．8480．9090．818D(YS)0．9971．0841．0221．0201．126高排放行業(yè)D(ES)1．0080．9961．0321．0141．051D(CI)0．9920．9861．0090．9730．960Dtot0．9921．1360．9030．9140．930D(EI)1．0020．9930．9660．9700．933D(YS)0．9901．0060．9980．9940．989中等排放行業(yè)D(ES)1．0040．9991．0031．0061．011D(CI)0．9960．9971．0050．9950．994Dtot0．9920．9950．9730．9660．927D(EI)0．9910．9970．9620．9720．924D(YS)1．0031．0061．0110．9981．018低排放行業(yè)D(ES)1．0041．0031．0101．0091．026D(CI)0．9980．9971．0020．9900．988Dtot0．9961．0030．9850．9690．953

四、結論

本文對中國2000-2014年生產(chǎn)部門碳排放量進行估算，并按31個部門、10種能源進行基于平均迪氏指數(shù)(LMDI)的乘法和加法因素分解，分時段考察四種驅動因素對生產(chǎn)部門碳強度波動的影響。分析得出以下結論：

(1)2000-2014年，生產(chǎn)部門碳強度平均下降了22%，每萬元產(chǎn)出碳排放減少0.633噸。在“十五”時期，生產(chǎn)部門碳強度顯著上升，2005-2010年和2010-2014年碳強度分別下降了17.2%和15.8%。工業(yè)中高排放行業(yè)碳強度波動對生產(chǎn)部門的影響最顯著。“十三五”溫控方案提出碳強度下降18%的目標任務，需要以能源強度下降為主，內生能源結構優(yōu)化和經(jīng)濟結構優(yōu)化為輔的共同作用保證實現(xiàn)。

(2)能源強度效應是生產(chǎn)部門碳強度下降的主要驅動因素，2000-2014年由于能源效率提高使生產(chǎn)部門碳強度平均下降47%，其中2005-2010年和2010-2014年分別使碳強度下降23.9%和14.9%?，F(xiàn)階段通過工業(yè)部門提高技術水平降低能源強度的低碳發(fā)展路徑仍有較大空間，“十三五”溫控方案提出能源強度下降15%的目標是該時期碳強度有效降低的重要保證。其中，水泥、鋼鐵、有色、化工、電力和煤炭部門的能源效率提高對生產(chǎn)部門碳強度下降起到主要帶動作用。

(3)經(jīng)濟結構效應是生產(chǎn)部門碳強度上升的主要驅動因素，特別是“十五”期間高排放行業(yè)的產(chǎn)出擴張，是推動該時期碳強度上升的主要動力。2005-2010年和2010-2014年經(jīng)濟結構效應使生產(chǎn)部門碳強度分別上升1.8%和0.8%。未來應繼續(xù)推動產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級，促進生產(chǎn)要素由高能耗高排放的資源密集型產(chǎn)業(yè)向深加工的技術密集型產(chǎn)業(yè)流動，降低高排放行業(yè)在經(jīng)濟中的比重，特別是在“十三五”時期化解鋼鐵、煤炭、化工和有色金屬行業(yè)過剩產(chǎn)能，有效推進供給側結構性改革，促進戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和服務業(yè)在國民經(jīng)濟中的比重，適度控制工業(yè)增長速度，從而減少經(jīng)濟對能源的依賴性，在穩(wěn)增長和去產(chǎn)能的過程中有效降低碳強度。

(4)外在能源結構調整也是影響碳強度的因素之一，但受資源稟賦限制，短期內通過能源結構調整抑制碳強度的空間不足。但內在能源結構優(yōu)化對生產(chǎn)部門碳強度下降有巨大潛力。電能占終端能源消費比重的增加趨勢明顯，同時，非化石能源的發(fā)電裝機比例也在增加，截止2015年底，全國發(fā)電裝機容量15.3億千瓦，化石能源裝機占65%，非化石能源裝機占35%，其中，水電、風電、太陽能發(fā)電裝機分別占20.91%、8.59%和2.75%，核電和生物質發(fā)電裝機分別占1.77%和0.85%。但2014年實際電力生產(chǎn)中，火電超過75%，而非化石能源發(fā)電不到25%，若按裝機容量合理分配電力生產(chǎn)，有10%的電力生產(chǎn)可由火電轉向清潔電力，將可能大幅降低碳強度。然而電力裝機與電力生產(chǎn)的不平衡是由于現(xiàn)階段中國電力供應相對寬松，局部過剩，電力設備利用效率不高導致的，特別是“三北”地區(qū)風電消納困難，西南地區(qū)水電消納困難，致使部分地區(qū)棄風、棄光、棄水現(xiàn)象突出。若能進一步合理布局電力富集地區(qū)的電力外送，棄風、棄光、棄水將有效緩解。電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃已明確，到2020年非化石能源消費比重達到15%左右，電力占終端能源消費上升到27%，非化石能源發(fā)電裝機占比提高到39%，發(fā)電占比提高到31%，并且力爭北方大中型以上城市熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱率達到60%。這一規(guī)劃可促使內在能源結構效應對碳強度的抑制作用有更大提升，長遠來看，加快清潔能源開發(fā)利用和化石能源的清潔化利用成為低碳發(fā)展的必然趨勢。

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