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序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇减少碳排放范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
“碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。温室气体中最主要的气体是二氧化碳,因此用碳(Carbon)一词作为代表。虽然并不准确,但作为让民众最快了解的方法就是简单地将“碳排放”理解为“二氧化碳排放”。人类的任何活动都有可能造成碳排放,比如普通百姓简单的烧火做饭都能造成碳排放,任何物体被火烧后的废气都会产生碳排放。多数科学家和政府承认温室气体已经并将继续为地球和人类带来灾难,所以“(控制)碳排放”、“碳中和”这样的术语就成为容易被大多数人所理解、接受、并采取行动的文化基础。”(百度百科)“要求30多个附件一国家(包括发达国家和经济转型国家)在2008至2012年间,把温室气体的排放量平均比1990年削减>5.2%。”
(《京都议定书》)如何减少碳排放,已经成为一个热门话题。其实,作为一个普通的公民,我们没有能力让大气层的二氧化碳一下子减少,我们能做的,就是在日常生活的点滴中减少CO2的排放,今天我给大家介绍一种减少CO2排放的新方式。
基金项目:本文为河北省社会科学基金项目:“河北省次发达地区经济结构调整研究――基于雾霾治理视角”(项目编号:HB14YJ013)
中图分类号:F127 文献标识码:A
收录日期:2015年1月29日
近年来,在环境问题日益严重的背景下,如何有效减少经济发展中的碳排放量已经成为了中国政府和社会需要解决的迫切任务。其中,以河北省、山西省为代表的华北地区日益严重的雾霾问题成为近期社会公众关注的焦点问题。面对空气污染,多数地区采取调整产业结构“退二进三”、调整能源结构等措施来降低经济发展过程中的碳排放强度。相对于发达地区,河北、山西等地区属于经济次发达地区,这些地区一方面对于加快经济发展速度具有更迫切的要求,面临着经济增长与环境保护的两难境界,另一方面对于现存的环境污染,又缺乏充足的治理资金。那么,在发达地区比较有效的减排措施对于次发达地区是否可行?本文拟以河北省为研究载体,从经济结构调角度探讨次发达地区低碳经济发展的实现路径与政策选择问题。这一问题的有效回答,对于次发达地区破解经济发展与节能减排困境,实现经济转型具有十分重要的现实意义。
一、次发达地区减排路径可能性分析
目前,中国处于城市化、工业化快速发展阶段,主要特征是经济增长速度快、能源需求增长快且具有刚性。这一特点决定了中国与发达国家的减排目标的差别,发达国家的减排是绝对量的减排,而中国的减排是与GDP相关的相对量减排,即在经济增长的过程中降低单位GDP的碳排放量(即碳排放强度)。根据前人的研究和发达地区的经验,降低单位GDP的碳排放量主要有两条途径:一是改进技术,提升能源使用效率;二是调整经济结构,提升低碳经济比重。
就能源使用效率而言,即通过推广使用节能技术,降低具体经济活动的能源消耗量,以此达到降低碳排放量的目的,这一途径是肯定无疑的。但是,我们知道技术进步的速度比较缓慢,且由于先进技术的高昂研发成本,使得先进技术全面推广使用更加艰难。因此,想通过技术进步在短期内达到降低碳排放的目的是不太现实的。相比于技术进步,经济结构调整的减排效应非常明显,在既定的能源利用技术水平下,通过降低高耗能经济的比重,可以在短期内迅速实现减排目的。经济结构包括很多维度,但是存在能源消耗强度不同的结构主要包括宏观的三次产业结构和能源消费结构等。进一步地,鉴于工业是第二产业甚至整个国民经济的能源消费大户,工业内部结构特征对碳排放的影响也不容忽视。
1、三次产业结构。由于不同的经济活动方式,各个产业的能源利用强度存在较大差异。按照能源消耗强度排序,分别是第二产业、第一产业、第三产业。近年来,中国碳排放量飞速增长主要来自第二产业,而第三产业的能源消耗与污染排放相对较少,且产出水平也更高。因此,各地政府希望通过“退二进三”达到降低碳排放和实现经济增长的双重目标。
2、能源消费结构。目前,经济生产过程终端能源消费主要是包括煤炭、石油、天然气等一次能源和电能。由于不同的成分和能量储存,各类能源在使用过程中的碳排放强度也不尽相同,根据国家发改委能源所的测算,煤炭的碳排放系数最高,其次是石油、天然气,电力为零排放。而现实情况是,由于较低的开采成本,煤炭已成为国民经济中最主要的能源种类,尤其是在资源型城市地区,这也是造成当前空气污染的主要来源之一。因此,若能源使用效率等其他因素不变,能源结构中的煤炭消耗比重下降对减少碳排放量具有比较明显的效果。
3、工业的轻重结构。根据生产内容及生产方式不同,工业又可以分为重工业与轻工业,重工业主要生产资料,轻工业主要生产生活消费品。由于不同的生产组织方式,轻工业的能源消耗强度要比重工业低得多,且就业弹性较高。因而,“避重就轻”的工业发展策略,既可以在发展工业的同时降低碳排放,还可以提升本地就业,成为比较理想的减排途径之一,尤其对于重工业比重较大的地区。
4、工业的要素投入结构。经济生产需要要素投入,主要包括资本和劳动。在生产过程中,以机械设备为形式的资本使用往往伴随着能源的大量消耗,因而那些资本密集度高的生产方式的能源消耗强度要远大于资本密集度低的生产方式,并且在一定程度上,两种要素之间可以相互替代。能源消耗强度的这一生产方式之间差异为节约能源提供了一种思路,即在一定范围内可利用劳动要素的投入来替代资本要素投入,尤其对于劳动要素比较丰富的次发达地区非常有利。
二、次发达地区减排路径可行性分析
上文分析表明,经济发展过程中减少碳排放量的可能路径主要有以下几条:降低第二产业比重、增加第三产业比重、提升轻工业比重、使用清洁能源、改善要素投入结构。然而,这些减排措施都适用于经济次发达地区吗?作为经济次发达地区,河北省还需要结合区域经济发展实际,寻找适合本地区的减排路径。
1、“退二进三”的减排策略难度较大。就河北省的经济发展水平现实而言,河北省仍然处于由农业社会向工业社会转型阶段,这一阶段的显著特征是第二产业的迅速发展成为经济增长的动力,经济结构变迁表现为第一产业比重在不断下降,二三产业比重不断上升;另一方面,处于次发达地区的第三产业的区域覆盖范围有限,主要依附于本地区经济发展(尤其是第二产业的发展),尚不具备完全独立发展的内生动力。因而,在保证经济增长速度不变的前提下,“退二进三”的减排策略在河北省实施难度较大。
2、“避重就轻”的工业发展方向势在必行。河北省是资源大省,依靠丰富的资源,重工业发展迅速,并且占据了工业总量的较大比重,甚至成为了经济增长的主动力。然而,由于严重的产能过剩和严格的环境保护规制,造成了钢铁、煤炭等相关产业的市场价格持续走低和生产成本大幅度上升,重工业的生存空间不断压缩。与此同时,以中小企业为主的河北省轻工业在近几年迸发出较强的增长动力,一方面表现为轻工业企业数量占到全省企业总量的80%以上,另一方面变现为轻工业已经成为了河北省县域经济发展的主要产业载体。因而,河北省工业的可持续发展路径应该是“避重就轻”,进行产业结构调整。
3、短期内能源消费结构调整难度较大。近年来,河北省各地方政府也都在大力推行“煤改气”等调整能源消费结构的政策措施,然而在当前形势下大幅度调整能源消费结构的难度仍较大。一方面天然气的供给能力有限,不能满足全社会的需求,不稳定的燃料供给也抑制了企业的使用积极性;二是煤炭与天然气的价格对比问题,“煤改气”后燃料成本上升进一步抑制了企业“煤改气”的积极性。因而,在短期内“气源”比较有限、基础设施不完备条件下,大幅度能源结构调整难度较大。
4、制造业应以劳动密集型产业或劳动密集型生产方式为发展方向。近年来,随着工资水平的不断上涨,发达地区制造业开始使用机器替代人工。然而,对于仍处于次发达阶段的河北省而言,劳动力资源仍十分丰富,仍具备发展劳动密集型产业的基础条件。一方面发展劳动密集型产业或劳动密集型生产方式,可以在一定程度上降低碳排放强度;另一方面河北省仍然存在大量农村剩余劳动力,发展劳动密集型产业或生产方式利于促进就业。因此,对于河北省而言,一方面的确需要顺应资本深化历史发展趋势,鼓励企业技术革新式的资本深化;另一方面可以通过政策引导,财政补贴等方式大力发展劳动密集型产业,减缓资本深化的进程。
三、结论及政策建议
本文以河北省为研究载体,从经济结构调整视角对次发达地区减排路径的可能性和可行性进行了分析,结果表明对于以河北省为代表的次发达地区切实可行的减排路径只有大力发展轻工业、鼓励发展劳动密集型产业等路径。这一研究结论对于次发达地区制定减排政策具有一定的参考价值。首先,次发达地区的经济发展阶段决定了“退二进三”的产业结构调整政策要慎行,第二产业仍是当前经济发展的主动力;第二,可以通过“避重就轻”的思路大力发展第二产业,既可以保增长又可以减少碳排放;第三,第二产业要以发展劳动密集型产业为主,既有利于减排,也有利于促进就业。
主要参考文献:
[1]郭俊华,刘奕玮.我国城市雾霾天气治理的产业结构调整[J].西北大学学报(哲学社会科学版),2014.3.
[2]林伯强,孙传旺.如何在保障中国经济增长前提下完成碳减排目标[J].中国社会科学,2011.1.
[3]张友国.经济发展方式变化对中国碳排放强度的影响[J].经济研究,2010.4.
坐落于北京金融区内复兴门内大街上的凯晨世贸中心,毗邻西长安街,与金融街隔街相望,距离两条地铁线路步行路程均不到10分钟,与二环路西段仅相隔一个街区。目前西单大街以西、长安街南侧的规划基本确定,只有三块建设用地,而其中两块为企业自建、自用本部大楼,只有北京凯晨世贸中心可以提供较大规模的租售面积,由此担当起“长安街收官王座”重任。
从2011年起,凯晨世贸中心启动了节能改造工作,其中对租户冷却水系统做节能改造,一次性投入11.5万元,一年可以节省电费约26万元,当年收回投资。如按设备运行总周期5~8年计算,总计可节省电费132万~212万元。同时,北京凯晨世贸、中化大厦的综合系统节能诊断和改造获得政府539万元财政补贴。
方兴地产写字楼部副总张卫杰对记者表示:“绿色、低碳、环保……不仅成为近几年普通人生活中的热门词汇,也成为“十二五”时期各个地区的重要发展规划,北京、上海、广州、深圳、成都等城市,均将新建建筑中绿色建筑的比重,作为提升和衡量城市国际化水平的标准之一。因此,绿色建筑与绿色商务在写字楼分级中理应占有更重要的位置。
2012年6月,由中国房地产业协会商业地产专业委员会联合国内外多位专家和企业起草的《写字楼综合评价标准》,在此标准进行的实地测评中,凯晨世贸中心在保利、陆家嘴、金隅、远洋等企业旗下项目中拔得头筹,赢得业内一致好评。专家认为,凯晨世贸中心之所以如此被看好,单从三个主要方面已真实成就该项目所体现出的整体尖端写字楼价值:其一,项目位居中华第一街长安街核心位置,坐拥我国政经交会之黄金点,呈现绝版与不可复制之特性。其二,世界顶级写字楼必须由全球顶级设计师来完成,凯晨世贸中心力邀世界知名建筑事务所SOM担纲设计。其三,在创新与环保方面在国内外写字楼中树立起顶级榜样。
目前,国有重要骨干企业中国中化集团公司,位居全球首位的金融资讯公司——路透集团,以国家开发银行作为股东、总额高达50亿美元的基金公司——中非发展基金有限公司,中国加入WTO后首家获准成立的中外合资保险公司——中意人寿保险有限公司,中国改革发展中最早成立的新兴商业银行之——中信银行,丹麦在中国成立的第一家银行、国内首次批准从事外汇经纪业务的交易银行——丹麦盛宝银行等全球顶级机构皆入驻凯晨世贸中心。调查显示,目前凯晨世贸中心每平方米单位租金超过国贸,是北京写字楼中最高的,入驻率常年不减,从楼内人气可见一斑。
凯晨世贸中心是方兴地产实施绿色战略的一个缩影。2010年,方兴地产正式将发展绿色低碳建筑写入企业的发展战略,在强调项目品质的同时,更加关注资源的节约和环境的可持续发展。近年来方兴地产持续探索和践行绿色发展战略,走出了一条企业发展与社会履责并举的新路径。方兴地产旗下的另一商业项目中化大厦,于2013年5月与凯晨世贸中心一起参与了由中国建筑科学研究院作为承担单位的国家科技支撑计划“既有建筑绿色化改造关键技术研究与示范”项目,并获得国家“办公建筑绿色化改造示范工程”荣誉称号外和10万元课题经费。“绿色战略不仅仅是建设绿色建筑,而且是一种理念。央企的社会责任以及我们对市场未来发展方向的预判,都决定了必须走绿色战略这条路。”方兴地产董事局主席何操说。
中外顶级绿建标准双双锁定
2013年4月19日,国际自然资源保护协会(NRDC)执行总裁彼得-雷纳在国家住建部科技促进中心张小玲处长、中国质量认证中心王晓涛博士、北京节能环保中心凌跃部长等专家陪同下,走进方兴地产旗下凯晨世贸中心。彼得-雷纳此行的目的是凯晨世贸中心系统节能改造以及凯晨世贸中心通过LEED-EB铂金绿色建筑认证的情况。
因为就在彼得-雷纳到访前一周,凯晨世贸中心获得了美国绿色建筑协会(USGBC)颁发的绿色能源与环境设计先锋奖既有建筑类最高级铂金级认证LEADERSHlP IN ENERGY ANDENVlRONMENTAL DESlGN For Existing Building(简称LEED-EB)。这也是中国大国大陆地区首个获此殊荣的写字楼项目。
据了解,凯晨世贸中心曾于2011年12月22日获得了该奖项的金级认证,相比其他项目正常认证十五个月的周期,凯晨世贸中心仅用七个月便顺利取得LEED-EB金级认证。在当时是国内所有获奖项目中体量最大的单体建筑。同时也是方兴地产第一个获得LEED认证的地产项目。
2012年,凯晨世贸中心顺利完成了5项系统节能改造,并对照LEED-EB铂金标准,完成了中水处理和冷却水自动排污系统的改造提升、降低灯具的汞含量、实施屋面折射率检测和能源计量工具检测,此外还对采购管理、装修现场管理、清洁用品和设备管理等工作方案做了进一步优化。最终,凯晨世贸中心在LEED-EB铂金标准的评审中获评88分,远高于铂金认证标准分值。
业内专家介绍,LEED绿色建筑评估以及建筑可持续性评估标准中被认为是最完善、最有影响力的评估标准,已成为世界各国建立各自建筑绿色及可持续性评估标准的范本。该体系六大类别中,Existing Building(简称EB)是面向既有建筑的评估体系,其理念是将建筑物的营运效率最大化,同时减少对环境的影响。LEED-EB体系认证内容包括可持续场地、建筑节水、能源与大气、材料与资源、室内环境质量、创新设计、因地制宜。铂金级是LEED-EB体系中的最高级别。据美国绿色建筑协会对部分LEED-EB认证建筑的调查发现,采取有关节能措施的投资回报率平均为2.6年,每年成本节约超过17万美元。
彼得一雷纳高度评价凯晨世贸中心节能改造项目,认为其与美国帝国大厦节能改造项目在美国建筑节能领域的示范效果一样,具有很高的示范推广意义,他对凯晨世贸中心顺利获得LEED-EB铂金认证表示了祝贺。他表示,凯晨世贸中心的能耗监测系统能通过历史和现在数据的比较,为未来项目规划提供了参照依据,非常有价值。
此次国际高级别考察时隔半年,2013年底凯晨世贸中心又摘得国内最高级别绿色建筑认证——中国绿色建筑三星认证。该标准是我国住建部颁布的一套评价绿色建筑的体系。分为一星、二星、三星。获得绿色建筑三星认证的建筑是绿色建筑的最高等级。绿色建筑评价标准的指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运营管理六类指标组成。每类指标包括控制项、一般项和优先项。控制项为绿色建筑的必备条件,一般项为划分绿色建筑的可选条件,优选项是难度大、综合性强、绿色度较高的可选项。
负责凯晨世贸中心申请中国绿色建筑三星认证工作的中国建筑研究院产品研发部绿色建筑经理张有为告诉记者,此次认证,凯晨世贸中心从节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源、室内环境质量和运营管理等六个方面对绿色建筑标准进行了管理内容梳理和项目改造。从此项工作启动伊始,方兴地产总部、写字楼部和物业管理公司上上下下管理团队对于绿色节能工作的重视给他留下了深刻印象。
张有为指出:“他们在日常工作中,就把绿色、环保和节能融入工作之中,投入人力、物力和财力实施凯晨世贸中心节能改造工程。这一点是非常可贵的。他们从2010年开始陆续开展了门头改造,冷冻机组变频,太阳能热水等绿色节能项目。尤其是2012年开展的五项节能改造工程,投入1796万元,开展了空调系统、暖通系统、照明用电系统、能耗平台和展示系统五部分的改造,预计年节能616吨标煤,减少二氧化碳排放1500吨以上。凯晨世贸中心能够获评绿色建筑运营三星项目,与这些节能改造项目是分不开的。”
张有为认为,凯晨世贸中心通过中国绿色建筑三星认证,充分体现了方兴地产对于国家绿色节能减排政策的积极响应,也体现了公司写字楼“环保、健康、人文”绿色商务品牌理念的深入落地实施。表明高端写字楼在保持高品质舒适性的前提下,通过适度可行的节能改造,能够更好地实现节能并提升项目品质。同时在节能改造及参与认证过程中积累的设计、改造经验,对于未来相同类别写字楼均具有较好的借鉴和指导意义。
节能改造正对入驻企业“胃口”
凯晨世贸中心于2004年4月开始施工,主体建筑工程于2006年12月竣工。该项目由三幢平行且互相连通的14层写字楼组成,分别为东座、中座及西座大楼,总建筑面积约为194530平方米。该大厦为约80至120家公司提供办公地点,可容纳5000名员工。
在绿建三星标识认证项目中,凯晨世贸中心需要增加新建项目,对于已运营七年,从各方面来说都已相对成熟的凯晨世贸中心来说,施工的难度和施工现场管理的配合复杂处理程度可想而知,如:太阳能热水的项目从工程立项、设计院审核设计方案、施工组织方案、施工现场管理、热水系统接入和试运行,每个工作界面都需要紧密配合,施工期间还要达到运营大厦的物业服务水平,此项工作在楼顶施工,需要协调施工方工序和租户工作时间的关系。如果某些租户有重要会议或重要面向客户的活动要召开,就需要适当调整施工时间。
为保证工作有序完成,凯晨世贸中心管理团队将具体的工作分成了三个等级:最高等级是影响到大楼主要设备运行的工作,安排在周六日或者节假日完成;次等级部分影响设备运行的工作改造,在夜间完成;最低等级几乎不影响设备运行的,而且不影响租户正常工作的,在日常完成。通过几个部门的协作,根据客户的活动变化建立联动机制,每周项目例会建立通报制度,工程管理上合理有序地安排改造工序,优化工作流程,做到不窝工,提高工作效率,并且还制定了多项应急预案和巡检机制,在租户上班前,完成改造部分设备的巡视和测试,防止因为改造工作引起的设备运行故障,保证了大厦运营服务。
经过节能改造后的凯晨世贸中心,绿色技术渗透到了大楼的每一处细节:外立面通过“LOW-E玻璃幕墙+外墙外保温+光控外遮阳窗帘”的三重防护,可以为大楼节省超过20%的空调能耗;先进的“精密空调水源热泵+新风热回收”空调系统,节能效果显著;楼顶设有约200平方米的太阳能集热板,将太阳能转化为源源不断的生活热水;充分利用自然光线,在靠近幕墙的办公区域单独设置低照度的照明系统,加上大楼统一采用节能型灯具,较普通建筑节省约25%的电能;在打造宜人的绿化景观时,尽量选用低耗水的绿植,近3000平方米楼顶花园形成立体化绿化效果,并引进先进的灌溉技术,做到“美观与环保”两不误,加上节水型洁具的选用,较之美国国家标准,节水35%以上。
空调系统是这座建筑的“能耗大头”,凯晨大厦采用全新风、末端VAV空调系统,用几个字来概括它的优点,那就是“高效、灵活、稳定、节能”。通过它的直流变频技术,使办公室在短时间内迅速达到所需要的温度,且室温波动小、电能消耗少,舒适度大大提高。它在部分负荷时效率更高,加班时段的每小时空调费用,只有工作时段的—半还不到。仅这一点,就很对入驻企业的“胃口”。
凯晨世贸中心的智能化控制系统犹如“智慧的大脑”,该系统能对整个系统进行集中监控和管理,实现了系统高效、舒适、节能的运转。它是一个“善解人意、灵活精明”的系统,租户不仅可以独立控制室温,甚至在换季时,也可以根据室内负荷情况进行调节。此外,还能通过主机间的热回收,将办公区域的热量进行再利用,有效降低系统能耗,空调系统的运行不受季节影响,室内“稳定舒适、四季如春”,它的运转静音且体型小巧,提供高品质新风的同时却不占空间,为业主和客户节省了能源费用的同时,还给带来很好的舒适性和便利性。
在凯晨世贸中心,每一个细节、每一个配套硬件都能让客户体会到绿建的成果。以公共照明设备为例,大厦内的公共照明采用的是LED灯、智能EIB光控窗帘系统和照明控制系统。LED灯比普通光源节能70%以上,使用寿命比普通光源长10倍以上,通过公共区域和会议室采用照明控制系统,控制照明的照度、时间和照明区域,为业主节省了大量能源费用,保证了客户的使用需求。大楼的智能ElB电动窗帘控制系统,利用计算机模拟数据分析结合日照光线强弱,通过调光达到最佳的防眩作用,确保客户区具备良好日照,达到室内照明的舒适感。
二、中国碳排放测算方法及数据来源
(一)测算方法
碳排放主要来源于三个方面:煤炭、石油、天然气的使用。本文参照各类能源的碳排放系数(表1),计算出中国代表性产业的二氧化碳的排量,据以观察国民经济增长中二氧化碳排放量的重点产业。本文用于计算碳排量的公式为Et=δfEf+δmEm+δnEn ,其中,Et为碳排放量,δf为煤炭消耗的碳排放转换系数,Ef为煤炭消耗量;δm为石油消耗的碳排放转换系数,Em为石油消耗量;δn为天然气的碳排放转换系数,En为天然气消耗量。
表1 各类能源的碳排放系数表
资料来源:根据徐国泉、汪刚等人的相关研究整理得出。
(二)数据来源
数据根据1994-2012年的中国统计年鉴获取,代表性行业选取了农业,工业,建筑业,交通运输、仓储及邮电通信业,批发零售贸易、贸易、餐饮业和其他产业。
三、中国碳排放变化特征分析
根据已给出的碳排放测算公式,测算1996-2011年中国碳排放总量的变化趋势。结果表明,1996年碳排放总量为467646.21万t,而2011年碳排放总量为852116.88万t,年均增速为4.12%,从总体上来看,碳排放量的年均增速呈阶段性上升趋势。
从中国碳排放量变化趋势( 图1) 中可以看出,1996-2011年碳排放量一直呈现上升趋势,但不同阶段增速存在着一定差异,总体上可以分为三个变化阶段:
第一个阶段为1996-2000年,不稳定快速增长期,年际增长率基本大于5%。这主要是由于步入20世纪90年代后,中国现代化进程进一步加快,对煤炭等能源需求增加。另一方面,国家对于建造现代工业的经验不足,政策制定频繁变化,导致碳排放不稳定增长。
第二个阶段为2001-2007年,缓慢增长期,年均增速低于3%。这主要是由于前一个时期盲目加快现代化进程,导致很多经济结构性问题凸显,受其影响,各个行业对能源的需求放缓,碳排放的增速放慢。
第三个阶段为2008-2011年,增速反弹回升期,年均增速介于2.5%-4.5%之间。这是由于国家调整了经济发展政策,解决了一些前期出现的矛盾与问题,经济增速回升,对能源的需求增加,碳排放稳定增加。
图1 中国碳排放总量及年均增速
四、中国碳排放总量影响因素分解
(一)研究方法
Kaya 碳排放恒等式是用数学分析方法将人类社会活动产生的碳排放量与经济、政策和人口等因素建立起联系。该恒等式显示,碳排放主要的影响因素有四个,分别是人口、生活水平、能源使用强度和碳排放强度。具体公式为:
其中,P 、CI、EI、G、分别为人口规模因素、能源结构因素、能源效率因素、经济规模因素,C表示的是碳排放量,E为能源消耗总量,而GDP、P则为国内生产总值和人口总量。为了便于分析,各产业间以产值代替规模,统一采用产值作为比较量。为了消除残差对于分析的影响,将该恒等式的残差部分去除。故将该恒等式变形为:
CIt:代表从T -1年到T年仅有单位能源消耗碳排放强度变化而其它因子未发生变化而导致的碳排放量相对于基年的排放量变化。
EIt:代表T- 1年到T年仅有能源效率发生改变而CI、G、P 均保持在T年水平条件下碳排放量的变化。
Gt:代表从T -1年到T年仅有经济规模变化而其它因子未发生变化而导致的碳排放量相对于基年的排放量变化。
Pt:代表从T -1年到T年仅有劳动力规模变化而其它因子未发生变化而导致的碳排放量相对于基年的排放量变化。
通过变形可以得到以下公式:
这是一种没有残差的分解方法,通过此方法可以得到:
(二)结果及分析
根据上述模型以及搜集得来的数据,借助相关分析工具,得出中国各产业碳排放驱动分析结果如图2所示:
图2 基于Kaya恒等式的中国各产业碳排放影响因素分解结果
生产效率因素、结构因素一定程度上抑制了碳排放量,尽管促进碳减排逐年增强,但是作用有限。1997-2011年相比基期,生产效率因素、结构因素分别累计贡献13.6% (217.54万t) 、43.9% (982.37万t)的碳减排。总体来看,碳减排的效果为:结构因素 生产效率因素。从图2波动下降的态势可以看出,近年来随着生产效率的提高和结构的优化,有助于碳减排。随着劳动力规模的增大,不利于生产效率的提高,进而不利于实现规模经营,不利于碳减排,而经济发展则成为了碳排放增加的最主要因素。结果表明,1997-2011年相比基期,劳动力规模因素累计产生了34.4%(718.24万t) 的碳排放增量,经济发展水平因素则贡献了127.6%(7358.74万t)的碳排放增量,因此,随着经济的增长以及劳动力的增加,碳排放会增加,在今后一段时间内,经济发展仍会成为碳排放增加的主要因素。
五、促进中国碳减排的政策建议
(一) 加快提高生产效率,促进碳减排
生产率提高在提高经济发展水平的同时可以促进碳减排,要使国家发展经济以及节能减排目标真正得以实现,提高生产率是最为有效的方法。应加大生产技术的改进,从而减少劳动力的投入,发展规模经济,同时提高资源的利用率,实现高产出、低能耗的生产方式,达到碳减排的目的。
(二) 进一步调整优化能源结构,减少产业碳排放
在确保经济稳定的前提下,进一步调整优化能源结构,不断优化区域布局。当前我国能源消耗仍以碳排放量大的能源种类如煤炭、石油为主,绿色能源如风能以及低耗能产业发展水平相对滞后。因此,我国经济在未来发展中应减少对高耗能产业以及高排放能源的依赖,适当向低耗能产业以及绿色能源扩展,尤其是环保产业,一方面发育水平较低,拥有广阔的开发潜力;另一方面还能起到增加碳汇、保护生态环境的作用。减少资源高消耗、投入大的产品的制造,加大高生产率、低资源消耗产品的研发与制造。
(三) 兼顾环境保护与经济发展,切实转变经济发展方式
经济发展是碳排放增加的主要因素,因此发展经济的同时,要切实转变经济发展方式,摒弃传统的发展思维和发展模式,在发展思路上彻底改变重开发、轻节约,重速度、轻效益,重外延扩张、轻内涵发展,片面追求GDP 增长、忽视资源和环境的倾向,加快推进低碳经济发展,实现经济、社会、生态效益三者统筹兼顾,促进经济与气候资源环境的全面协调可持续发展。
一、 引言
世界经济的发展给人们的生活带来了方便,但是同时也带来了资源短缺、环境污染、气候变化等严重的全球性问题。最近几年,气候变化尤为引人关注。据地球气候统计数据显示,从工业革命开始,地球大气中的CO2浓度已经从280ppmv上升到了目前的379ppmv,全球平均气温也在近百年内升高了0.74℃,在近三十年来尤为明显。如果任由这种趋势继续,全球气候将难以满足人类生存发展的需要,因此联合国气候变化框架公约等国际组织已经签署了相关的国际性法案,如《京都议定书》,以此来约束全球工业发展对气候的影响,达到全球范围内减少CO2等温室气体的排放。然而这对我国经济来说并不是一个好消息,我国是一个制造业大国,高能耗、高排放的经济发展模式已经不能持续,据相关资料显示,2007年我国的化石燃料消费排放为62.84亿t,占全球总量的21.01%,已经超过美国的20.08%成为世界第一大温室气体排放国。随着新一轮气候谈判的进行,我国面临的减排压力越来越大,而我国作为一个负责任的大国,以经响应了全球节能减排方面的倡议,并提出符合我国国情的低碳经济目标,即2020年,我国单位GDP的CO2排放量较2005年降低40%―45%。在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中,进一步明确了CO2排放的目标,即在十二五期间,单位GDP的CO2排放降低17%。
对纺织服装行业的碳足迹研究都集中在近几年,但由于计算方法和标准都不完善,更多的研究都是在以一种综述的方式阐述新近的研究成果或者计算标准,也因为对于系统边界和投入产出一些过程难以控制,想要通过明确的边界、准确的投入产出来计算碳足迹是一件非常不容易的事,这也是目前研究的困境和不足之处。本文正是基于这些问题,尝试性的通过一个行业对能源投入消耗及温室气体的排放来计算碳足迹,并以此来论述纺织服装行业减少碳排放、实现行业转型的必要性。
二、 碳足迹及其度量
碳足迹源于“生态足迹”,是指人类生产和消费活动中所排放的与气候变化相关的气体总量,相对于其他碳排放研究的区别,碳足迹其实是从生命周期的角度出发,摈弃了传统的“有烟囱才有污染”的概念,就比如人行走时留下的脚印,碳排放也有自己的足迹。产品碳足迹是指某个产品在其整个生命周期内的各种GHG排放,即从原材料一直到生产(或提供服务)、分销、使用和处置,或者可以说从摇篮到坟墓整个过程中所排放的温室气体。
对碳足迹的计算目前比较认可的主要有两种方法:
第一种计算方法是“自上而下”模型,这是以过程分析为基本出发点,通过生命周期清单分析得到所研究对象的输入和输出数据清单,进而计算研究对象全生命周期的碳排放,也即碳足迹。
第二种方法是“自下而上”模型,该模型以投入产出分析为基础。投入产出模型是研究一个经济系统各部门间的“投入”与“产出”关系的数学模型,该方法最早由美国著名的经济学家瓦.列昂捷夫(W. Leontief)提出,是目前比较成熟的经济分析方法。Matthews 等根据世界自然基金会(WRI) 和世界可持续发展商会(WBCSD)对于碳足迹的定义,结合投入产出模型和生命周期评价方法建立了经济投入产出―生命周期评价模型(EIO―LCA),该方法可用于评估工业部门、企业、家庭、政府组织等的碳足迹。
投入产出法需要在生产过程中根据能源的消费来计算碳足迹。因此,碳足迹的核算是基于终端能源消费口径的统计数据,采用对应能源的排放系数来计算全部碳排放,计算公式为:
■;i=1,2,3,......,n
(1)
其中,C为碳排放量;Ei 表示的是第i种能源的消费量,以标煤计算;fci表示的是第i种能源的碳排放系数,这里我们直接引用曹淑艳等给出的我国各类能源的碳排放系数(见表1)。
以上两种碳足迹的计算方法各有优点和局限。对于过程分析法来讲,其优点在于分界明显,能够比较准确的计算出每个阶段的碳足迹;其局限性在于:1、由于该方法可以在无法获知原始数据的情况下采用次一级数据,这可能会导致碳足迹分析结果的可信度偏低;2、过程分析法在对碳足迹分析时,没有对原材料生产以及产品供应链中的非重要环节进行更深入的思考;3、过程分析法由于无法具体获悉产品在各自零售过程中的碳排放,所以零售阶段的碳排放结果只能取平均值。对于投入产出分析来讲,它的一个突出的优点在于它能够利用投入产出表提供的信息,计算经济变化对环境产生的直接和间接影响;其局限性在于:1、EIO―LCA模型是依据货币价值和物质单元之间的联系而建立起来的,但相同价值产品在生产过程中所隐含的碳排放可能产别很大,由此造成计算结果存在偏差;2、由于同一部门存在不同的产品,这些产品的CO2排放可能千差万别,因此采用该方法计算时可能存在较大的误差;3、投入分析法可算结果只能得到行业数据,无法获悉产品的情况,因此只能用于评价某个部门或产业的碳足迹,而不能计算单一产品的碳足迹。由于本文计算的碳足迹是纺织服装行业的,因此这里我们选用投入产出法计算。
三、 我国纺织服装行业碳足迹状况及其分析
为了深入分析我国纺织服装行业碳足迹。需要将纺织服装行业进一步分类。为此,我们采用国民经济对行业统计的分类。截止目前,行业分类已颁布了3个版本,分别为GB4754― 84《国民经济行业分类与代码》、GB/T 4754―1994《国民经济行业分类和代码》和GB/T 4754―2002《国民经济行业分类》。本文根据GB/T4754―2002将纺织服装行业划分为纺织业,纺织服装、鞋、帽制造业,皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业这三类。由于是对我国纺织服装全行业的碳排放进行核算,因此在确保统计数据来源一致的前提下,行业分类的内部调整对最终核算结果的影响可以忽略。所采用的数据来源于《2013年中国能源统计年鉴》,对这三个类别的能源消费数据进行细分,选取2000-2012年的数据,这是因为早期数据无法获取,再者我国2000年加入世贸组织后,加工制造业才蓬勃发展起来,使用以前的数据计算碳足迹并没有太大的意义。
(一)我国纺织服装行业的碳排放状况
根据能源统计年鉴,我国纺织服装行业能源消费包括:煤炭消费、焦炭消费、原油消费、汽油消费、煤油消费、柴油、燃料油、天然气、电力消费。根据表1给定的能源碳排放系数,采用碳排放公式(1)进行计算,得到我国纺织服装行业中各类企业历年的碳排放量(如表2所示)。其中,我国纺织行业的碳排放从2000年的6349.28万t增加到2012年的14114.29万t,增加了两倍多;纺织服装、鞋、帽制造业从2000年的648.36万吨增加到2012年的1878.25万吨,增加了三倍;皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业从2000年的368.78万t增加到1166.37万t,也增加了三倍多;其中2000―2012年间,纺织品行业的碳排放量占这三个类别的比重一直最大,平均保持的85%左右,纺织服装、鞋、帽制造业的碳排放基本保持在10%左右,而皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业的碳排放占比平均处于5%左右。
从图1可以看出,我国纺织服装行业在2000―2012年之间的碳排放量处于不断上升之势,在2008―2009年间略有下降,这是由于2008年金融危机时,一些企业减少产出,因此碳排放暂时下降,但整体上不影响这个行业碳排放总量不断上升的趋势。
(二)服装行业的碳排放强度分析
碳排放强度是反映碳排放量与产值产出之间关系的指标之一,目前比较认可的计算方法是:碳排放强度等于CO2排放量与工业总产值的比值。因此,将纺织服装行业的碳排放强度定义为纺织服装行业的CO2排放量与纺织服装行业工业总产值的比值,其计算公式为:
(2)
式中,I为纺织服装行业碳排放强度(tCO2/元),C为纺织服装行业碳排放量(t),VG为纺织服装行业总产值(亿元),由于2000―2003年数据的缺失,这里我们使用2004―2012年的数据,将纺织服装行业细分为纺织行业,纺织服装、鞋、帽制造业,皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品3个细分行业,分别计算碳排放强度,计算结果如图2所示。
由图2可以看出:纺织行业,纺织服装、鞋、帽制造业,皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品3个细分行业的碳排放强度从2004―2012年间都具有不断下降的趋势。其原因可能是技术进步、管理水平的提高、资源使用合理、劳动生产效率的提高所致。其中,纺织行业的碳排放强度远远大于纺织服装、鞋、帽制造业和皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品,因此通过控制纺织行业的碳排放就可以大幅度减少纺织服装行业的碳足迹,提高资源的利用效率。
四、我国纺织服装行业低碳转型的启示
从以上的研究中可以看出,虽然纺织服装行业的碳排放强度在不断的下降,但整体上的碳排放量还在不断上升(见图1),和我国减少碳排放的目标不符;再者,纺织服装行业也是我国主要的出口行业之一,随着国际上对碳排放要求强度的提高,越来越多的国家开始考虑实施碳关税,虽然这是一种贸易保护主义,但是这也是未来纺织品行业发展的方向。TESCO总裁Terry Leahy先生已经明确表示要在所有上架的7万多种商品上都加注碳标签,这也引起众多竞争者的竞相模仿。因此,只有减少产品生产过程中的碳排放才能在将来的竞争中处于优势地位;最后,减少纺织品的碳足迹对企业也具有一定的商业价值,通过减少产品碳排放达到国家设定的标准就能获得碳标签,碳标签能帮助企业赢得更多的消费认可,占取更大的市场份额,从而获取更高的商业利润。英国大陆服装公司earth positive 在一件的普通T 恤上贴上碳标签,其市场价比同类服装高出2―3 倍。
随着我国碳交易制度的不断完善,企业减少生产过程中的碳排放,也可以通过出售碳排放权利获利;在全球碳交易市场的制度安排下CO2 排放权将成为一种商品,与有形商品一样,通过供求关系对价格的影响体现其价值。企业转型所获得的减排权既体现企业的社会责任,又将为其带来可预期的收益。因此,生产企业向低碳企业转型将带来巨大的商机。
由以上的分析可以知道,纺织服装行业由现在的生产模式向低碳生产方式转变已经刻不容缓,也是企业未来发展的一个方向。从计算纺织服装行业碳足迹的过程来看,要实现低碳生产必须从以下三个方面来实现该行业的转型:第一,从原材料的选取上选择低碳原料,一条400g重的化纤材料裤子,从原材料提供到最后的回收或者处理,整个生命周期(假设寿命2年)消耗的能量相当于200度电,排放的二氧化碳量大约为47kg,而棉、麻等天然织物不像化纤是由石油等原料合成的,所以消耗的能源和产生的污染物要少的多;第二,实现加工过程对能源的充分利用,提高使用效率,减少碳排放,纺织服装行业在加工生产过程中对能源的消耗量极大,如果控制这一过程中的碳排放将对整个行业碳排放都有明显的改观,实现这一转变可以通过研发更先进的生产设备、更加科学的生产流程,减少生产过程对能源的消耗,提高使用效率;第三,转变目前对纺织服装品在使用结束后的处理方式,实现废弃产品再利用的可能性,目前对纺织服装用品在寿命结束时大多采取的是集中焚烧处理,这样增加更多的碳排放,如果能够实现对这些废弃品的回收利用,不仅减少处理过程中的碳排放,还能避免再次生产过程中产生的碳排放,已经有一些服装企业开展以旧换新的活动来实现其产品的回收再利用,这很值得大多数企业去学习和模仿,如果不实现这种转变,随着消费者对纺织用品消费的频繁度提高,很多没有到寿命结束时就已经废弃了,都采用焚烧处理对碳排放的影响是相当大的。如果我国纺织服装行业能够顺利地实现转型,就会使纺织服装行业占据未来发展的优势地位,在未来的竞争中获得话语权,才不会因为生产过程的不达标而被淘汰。当然,服装行业的转型也是一个复杂和创新的过程,这不仅要求企业从原材料的选取到生产过程控制碳足迹,还要求企业考虑的产品使用结束的处置环节,也即是说企业的转变要实现从产品的整个生命周期的低碳控制,从产品的出生到坟墓整个过程减少碳排放。
五、结论
从碳足迹的计算结果可以得出,纺织服装行业的碳排放强度处于一种不断下降的趋势,其中纺织行业的碳排放强度仍处于高位,而服装和皮革制造行业的碳强度相对降低,但是各个行业的碳足迹都在不断上升,在2000―2012年之间,纺织行业碳足迹增加了三倍,纺织服装、鞋、帽制造业和皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品增加两倍多,这与我国低碳减排的目标相悖,也不符合未来行业发展的趋势;再者,从纺织服装行业来讲,实现生产过程的转变、减少本行业的碳排放具有一定的商业价值,随着消费者碳意识的觉醒,越来越多的消费者会选择低碳产品,如果不实现这个行业的转变,纺织服装企业也将面临生存危机。从计算纺织服装行业碳足迹的过程来看,该行业要实现转型必须从原料选择、生产过程控制以及产品的废弃处理来考虑。通过这三个方面的转变,减少本行业的碳排放,增强企业的竞争力,赢得该行业在未来低碳竞争中的主动优势。因此,从碳足迹测度纺织服装行业的生产过程来看,必须进行低碳转型,只有实现本行业生产模式的转变、开发低碳产品才能使企业获得持续的生命力。
参考文献:
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中图分类号:X323 文献标志码:A
随着京都议定书的签订,世界温室气体排放逐渐受到众多国家和环保组织重视,减排降耗成为当前学术界和政策制定者的重要议题[1]。2013年深圳、北京、天津、上海等七个省市,根据国家发改委《关于开展碳排放权交易试点工作的通知》(发改办气候z2011{2601号)的要求,以欧盟碳交易体系(EU ETS)为蓝本,陆续开展了碳排放交易工作。2015年初,各省市首年碳排放权交易陆续完成,但是企业违约,延迟履约等问题依旧凸显。且我国与欧盟等发达国家相比,产业技术标准化水平尚有差距,直接套用EU ETS碳排放权分配方式,是否合适值得商榷。因此,探索适合我国碳排放权交易的碳排放权分配模式,寻求科学、合理、公平的分配方式,避免出现EU ETS实施初期问题各产业和企业碳排放权总量偏高,尤为重要。本文运用改进的零和DEA模型,对我国试点省市碳排放权分配效率进行研究,并根据模型估计结果提出公平有效的碳排放权分配方式。这不仅可以丰富碳排放权分配的理论基础,避免碳减排中的“囚徒困境”,也有利于碳排放权交易市场的稳定发展和碳减排目标的实现。而且,随着低碳经济发展,我国统一碳交易市场的建立是大势所趋,在此背景下,研究我国七大试点省市碳排放权交易体系,提出适用于我国国情的碳排放权分配方法,对于全国范围内的碳排放权交易体系建立具有重要的借鉴意义。
1.文献综述
EU ETS生效后,碳减排量由软性约束逐渐成为影响约束,也制约着我国国际贸易快速发展,碳减排量与经济增长关系成为研究热点。在不考虑环境成本投入时,通常以C-D函数为基础,通过数据包络分析(Data Envelopment Analysis,DEA)进行经济效率分析。传统DEA模型,认为单位投入下产出越大,决策单位越有效,这一产出称为期望产出。但在环境约束下,环境经济产出包括二氧化碳、氮氧化合物、二氧化硫等非期望产出,单位投入下这一类产出物越少,决策单元才越有效率。传统DEA模型无法有效计算非期望产出效率。
因而,为使用DEA来评价二氧化碳等非期望产出的经济学效率,很多学者进行了尝试,并提出了环境效率概念。主要方法可以归纳为非期望产出作为投入法、倒数转换法、曲线参数效率度量、非期望产出线性变化、方向距离函数法以及基于松弛测度(Slacks-based measure)SBM模型六种。其中SBM方法属于非径向、非角度的效率度量方法,可以避免其他物种方法存在的各种缺陷,对环境效率的度量和生产过程的刻画都有所反映,对决策单元间环境效率的识别程度和区分度也较好[2]。
在EU ETS碳排放权的实际分配中,由于碳排放权总量一定,某一成员国碳排放权配额量的增加,会引发其他成员国碳排放权分配量的减少,这表明碳排放权分配中的各决策单元投入量之间是具有相互联系的,这一特性与传统DEA和考虑分期望产出的DEA模型对决策单元投入产出相互独立的假设相矛盾。考虑到此类问题,Lins等提出了零和DEA(Zero-Sum Measure DEA,ZSM-DEA)模型,探讨了在单输入产出情境下ZSG-DEA模型效率与传统DEA效率关系[1-4],并以GDP、能源消耗量、人口数为输出变量,以碳排放权为输入变量,采用非期望投入产出作为投入的方法,研究了欧盟64个国家碳排放权分配效率,并明确提出碳排放权分配效率的定义为单位碳排放权投入下,GDP、能源和人口等产出量值,即产出变量与投入碳排放权量的比值[5]。林坦对这一模型加以改进,提出碳排放重新分配的改进方案。Ke和Wei等人将ZSG-DEA模型应用于中国省区碳排放权效率评估,分解输入量为非能源和能源类,构建类似方向距离函数的DEA模型,探究非能源和能源输入量对非期望产出(碳排量)的影响[6]。Bi线性化ZSG-DA模型,探讨多投入产出ZSG-DEA模型效率和传统超效率DEA解的关系[7]。Chiu等人结合SBM处理非期望产出优势,建立了投入要素总量一定的super SBM ZSG-DEA模型[8],以碳排放权作为要素投入,分析了欧盟24个成员国碳排放分配效率与成员国经济发展之间的关系。孙作人、苗壮、周鹏等人[9-11]建立基于碳强度约束的ZSG-DEA模型,以二氧化碳作为投入量,提出我国30个省区碳排放权分配方案。
我国碳排放权交易试点省市同样遵循总量控制的原则,但为应对碳排放权交易市场风险,新建项目或企业进入交易体系等问题,在交易初始预留了部分碳排放权。因而,某一决策单元碳排放权分配量减少,并不一定会引起其他决策单元碳排放权实际投入量的增加,也可能归于碳排放权预留量之中。此时,各决策单元投入量之间具有关联性,但是与Gomes和Lins[1-3]所考虑的决策单元之间关联性情景相比,决策单元实际碳排放权投入量变化程度较弱,此时若按照Gomes和Lins等人提出的“平均调整”或者“按投入占比调整”分配由于某个决策单元投入量减少而产生的“可再分配配额”,会使得某些已经为新入项目预留了足够碳排放权的试点省市,获得更多的配额量,造成该试点省市配额量过多问题,从而有可能会产生如EU ETS第一阶段排放权发放超过实际排放量问题。这表明Gomes和Lins等人提出的传统ZSG-DEA模型对于评价我国试点省市碳排放权分配效率有失偏颇,需要探寻新的碳排放权分配方式。
从表3初始碳排放权分配的WDZSG-DEA模型分析,可以得出各个试点省市碳排放权交易意愿矩阵及调整后的碳排放权分配结果。第一次迭代中碳排放权数代表以初始效率结果为调整依据,以初始碳排放权实际投入量为基础的各试点省市碳排放权实际投入量修正结果。第一次迭代后北京、重庆、广东、深圳四个省市碳排放权量增加1439.717万吨,天津、上海、湖北三个试点省市碳排放权量减少1439.717万吨,减少量与增加量相同,七个试点省市总碳排放权实际投入量变化为零。但是经过调整平均效率上升至0.99,仅有天津市未达到完全效率。通过第二次迭代,各试点省市碳排放权分配效率均达到完全效率,与初始碳排放权实际投入量相比北京增加568.91万吨、天津减少2043.561万吨、上海减少46.757万吨、重庆增加255.966万吨,湖北减少1014.754万吨,广东和深圳分别增加2159.097万吨和121.099万吨碳排放权实际投入量。七大试点省市实际投入量总和依旧保持不变。
表5给出了七大试点省市碳排放权实际投入量调整方式矩阵,纵向为各试点省市意愿调整方式;横向为最终均衡调整方式。其中北京、重庆、广东、深圳的碳排放权分配效率始终为1,因而不需要与其他省市进行碳排放权调整,意愿调整量均为0.从表5调整方式可见,天津碳排放权实际投入量减少最多为1021.781万吨,重庆其次减少了507.377万吨,而广东的碳排放权增量高居第一1079.549万吨,北京屈居第二284.455万吨。
4.研究结论
本文以中国碳排放权交易试点省市为研究对象,考虑中国碳排放权分配的“弱关联性”,首先界定“弱关联性”含义,修正了Gomes和Lins提出的传统ZSG-DEA模型,建立了WDZSG-DEA模型。然后以试点省市碳排放权和GDP作为投入和产出量,估算并对比分析ZSG-DEA和WDZSG-DEA模型分配效率。最后,给出试点省市碳排放权调整路径。得出如下结论:
基于“弱有效性”的WDZSG-DEA模型与传统ZSG-DEA具有相同的效率调整结果,且迭代次数较少。2013年我国七大试点省市整体碳排放权分配效率较高,效率排序为北京、重庆、广东、深圳分配效率较高,上海、湖北次之,第一层级4个试点省市碳排放权分配效率均达到完全效率。均衡调整量变化最小的省市为上海和深圳,最大为天津,这与试点省市实际碳交易履约时间相符,据第一财经报道上海、深圳按时履约,而天津延迟2次履约。可见考虑“弱关联性”,中国碳排放权交易试点省市的均衡调整量的额度可以表现碳交易市场按时履约的困难程度。
本文仅考虑单投入产出情景,因而,多投入产出情景下碳排放权分配效率变化情况将是下一步研究的方向,受数据来源约束,无法对试点省市试点行业GDP产出数据统计分析,仅以省市GDP为产出指标,在结论有效性方面尚有改进之处,也将在今后的研究中进一步完善。
参考文献
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碳税和排放权交易都属于使外部性成本内部化的重要手段,两者对企业成本都产生影响,但碳税直接导致企业成本的增加,而排放权交易则通过间接方式增加企业成本。两种政策对企业成本的影响程度也存在差异。
碳税是按照化石燃料燃烧后的排碳量而征收的一种税。碳税的开征将改变企业原材料和能源的消费结构。征收碳税将导致高碳原材料需求量和价格的下降,加大对低碳原材料的需求,在供给不变的情况下,低碳原材料的价格将攀升。因此,企业不会简单的用低碳原材料来替代高碳原材料,而是要综合考虑自身的技术条件、高碳原材料和低碳原材料的当前和预期的价格、两类原材料的生产效率、企业生产经营计划等因素。征收碳税也会将以同样的机理影响企业的能源消费结构。
碳排放权交易制度下,政府机构依据一定的标准评估出一定区域内允许的最大排放量,并将其分成若干排放份额。排放权一级市场上,政府采用免费发放、招标、拍卖等方式进行排放权分配,并允许多余的排放权在二级市场上进行交易。实施排放权交易制度后,企业不仅面临较大的交易成本,包括游说监管当局以争取较多排放配额的成本、对自身碳排放量进行盘查需要的各项投入、接受独立第三方对企业碳排放信息的鉴证而发生的支出,等等;而且需要购买超额排放配额,并可能受到监管当局对超额排放的处罚。当然,企业也会因减排力度较大而获得监管当局的奖励和排放权处置收益。
二、碳税和排放权交易对高排放企业成本影响的测度模型构建与政策情景模拟
(一)碳税和排放权交易对高排放企业成本影响的测度模型。为了体现企业生产要素投入使用对环境质量的影响,本文沿用经济学中柯布―道格拉斯生产函数的基本模型和分析方法。假设高排放企业除生产技术以外,只需要高碳生产要素和低碳生产要素的投入,这两种生产要素投入数量可变,并具有不完全的替代性。
高排放企业的生产函数可表示为:y=f(x1,x2)=Ax。式中x1、x2分别表示高碳生产要素和低碳生产要素投入品的需求数量;A为技术进步率,A>0;α、β分别为两类生产要素的产出弹性,α,β∈(0,1),α+β=1。如果p1、p2分别表示两类生产要素的市场价格(p1,p2>0),则企业的生产成本C可表示为:C=p1x1+p2x2。
当被征收碳税时,企业对两种生产要素投入品的需求量将发生变化。设x1′和x2′为被征收碳税时企业对两种生产要素投入品的需求量;s1为政府对企业使用高碳原材料x1所征收的碳税(0≤s1≤p1),s2为政府对企业使用低碳原材料x2所给予的补贴(0≤s2≤p2);政府对企业征收碳税或提供补贴措施时企业新的生产总成本C1可表示为C1=(p1+s1)x1′+(p2-s2)x2′。
假设e为被征收碳税政策前企业的碳排放量,则有e=e1x1+e2x2,其中,e1、e2为两类生产要素x1、x2的二氧化碳(CO2)排放系数,且0≤e2
碳排放权交易制度下,假设企业可以免费获得排放限额E0。当企业的碳排放量超过E0时,需要从市场购买排放配额,单位配额的价格用p表示,则企业的生产成本函数转换为:C2= x1′p1+x2′p2+(e1x1′+e2x2′-E0)p。
为了测度、比较碳税和碳排放权交易对高排放企业成本的影响,本文构建了成本―减排敏感系数CER= -(c/c)/(e/e)。CER表示在一定时期内高排放企业成本的变动对于该企业二氧化碳排放量变动的敏感程度,CER的值越小,说明企业减排对于企业成本的影响越小,减排效果越好。
(二)碳税和排放权交易对高排放企业成本影响的政策情景模拟。为了比较碳税和排放权交易政策对高能耗企业生产要素投入品需求的影响及减排效果,本文分别设置基准情景、碳税情景和排放权交易情景。通过对其他国家减排政策的分析不难发现,无论是采用碳税还是排放权交易政策,为了保证减排效果和减少碳减排政策对国民经济的冲击,都会出台相应的补贴政策,补贴方式包括补贴低碳能源和可再生能源、税收返还、税收减免等。参照上述做法,本文也设置补贴情景,为了便于研究,补贴方式确定为对低碳原材料进行补贴。将补贴政策分别与碳税和排放权交易相结合,本文中的减排政策情景分为以下几种:不实施任何碳减排政策、征收碳税、征收碳税同时提供补贴、单独实行排放权交易制度、实行排放权交易制度同时提供补贴。
基准情景下,当政府不实施任何碳税政策措施时(即s1、s2=0,E0=0),则高排放企业在既定产量Q下的成本最小化的目标函数及其约束条件为:
MinC=p1x1+p2x2,
[A>0,α、β∈(0,1),α+β=1,x1、x2>0]
通过构建拉格朗日函数,消除影子价格,分别对x1、x2求偏导,按照拉格朗日极值的计算方法,可求出高、低碳原材料的投入量x1、x2分别为:
x1=Q/A(α/β)β(p2/p1)β
x2=Q/A(β/α)α(p1/p2)α
不实施任何减排政策时,高排放企业的生产成本函数为C0=p1x1+p2x2,二氧化碳排放量函数为E0= e1x1+e2x2。其他四种情形下,高、低碳原材料的投入量函数如下页表1所示。
将不同情境下的x1′、x2′代入成本函数和二氧化碳排放量函数中,可计算出相应的成本函数和排放量函数,并计算得出各自对应的成本――减排敏感系数。
三、样本构成与测度模型中涉及的参数估计
(一)样本选取与数据来源。依据《中国能源报告(2008)》,火电、钢铁、水泥、电解铝等行业的CO2排放分别约占全国碳排放总量的38%、18%、18%、13%,因此,本文将上述行业的企业界定为高排放企业,以这四个行业在深沪上市公司总数为基数,采用分层抽样,分别从火电、钢铁、水泥、电解铝等行业各抽取12家、9家、4家、5家,共30家企业构成研究样本。从样本公司2011年的年报提取各企业的产量信息,在中国煤炭信息网、易钢在线网获取样本企业生产所需原材料在2011年的价格信息。
(二)测度模型中涉及参数的设定。关于电力行业的技术进步率,黄仁辉(2006)的估算值为1.08,徐瑛(2006)的估算值为1.02,本文取两者的平均数,即A=1.05。由于缺乏相关资料,本文选用我国国民经济技术进步率1.025作为钢铁、水泥和电解铝等行业技术进步率的近似值。生产要素的的排放系数来自IPCC的碳排放系数表。当原材料的消耗不止一种时,以原材料的投入比例为权数,加权计算原材料的价格和排放系数。高碳原材料和低碳原材料的产出弹性系数,采用两种材料的热能之比来计算。
(三)关于碳税税率的设定。本文根据王金南等学者的研究,采用“渐进征收”的原则,针对高碳原材料征税,并对低碳原材料进行补贴。本文假设政府对高碳原材料征收碳税的额度分别为20、25、30、35、40、45元/tC。对于低碳原材料采用从量补贴方式,假定政府对于低碳原材料的补贴额度分别为10、15、20、25、30、35元/tC。
(四)关于碳排放权交易制度的设置。采用基准――信用交易机制,参照英国排放权交易机制的规则,碳排放权初始配额的分配则采用免费分配模式,运用祖父原则。关于各高排放企业的碳排放基准线,本文参照2009年我国政府宣布的控制碳减排行动目标,到2020年单位GDP的碳排放比2005年下降40%-45%,每年平均减排率为3.91%。以此为标准,本文中样本企业的碳排放基准线设定为基准情景中各企业碳排放量的97%、96.5%、96%、95.5%、95%、94.5%,按顺序与前文中的碳税情景相对应。超出或者少于基准配额的碳排放权,企业可以购买或者出售,每吨碳排放权的交易价格设定为50元、55元、60元、65元、70元、75元,分别对应于前面的各情景。表2显示了碳税和排放权交易政策的具体方案的设定。
四、描述性统计分析与配对样本T检验
(一)不同政策水平下各模拟情景的CER与减排效果分析。表3说明了不同政策水平下,各情景的CER的均值和减排效果。从表3可以看出,无论何种政策水平,排放权交易政策对企业成本增加带来的影响程度都相对较小。如果采用排放权交易与补贴相配合的政策,企业的碳排放量每减少1%,原材料成本将分别减少0.428%、0.436%、0.464%、0.467%、0.491%、0.471%,因此,在排放权交易体制下,对低碳原材料进行补贴后,减排不会增加企业的材料成本,相反材料成本会随减排而减少。从减排效果看,仅征收碳税的政策最不理想;当排放权交易和补贴结合采用时,减排效果非常理想,与基期碳排放水平相比较,不同政策水平下总体分别减排了6.02%、6.61%、7.19%、7.75%、8.30%、8.73%。
[中图分类号]F0622[文献标识码]A[文章编号]
2095-3283(2013)03-0080-04
作者简介:徐崇灏(1988-),男,山东枣庄人,山东师范大学人口・资源与环境学院硕士研究生,研究方向:可持续发展战略与管理;田红(1967-),女,山东济宁人,山东师范大学山东省可持续发展研究中心副研究员,硕士生导师,研究方向:可持续发展战略与管理。
基金项目:“山东省低碳生态软科学项目”支持。
一、引言
进入20世纪后全球气候出现了明显的变暖趋势,碳排放量的不断增加是引起全球气候变暖的主要原因,人类活动尤其是对化石燃料的无节制使用,导致大气中二氧化碳浓度上升,对全球的气候变暖有显著的影响,并已经对人类的经济发展和生活产生了负面影响。
2009年11月我国政府就宣布了控制温室气体排放的行动目标,到2020年,单位GDP二氧化碳排放量要比2005年下降40%~45%,并将之作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。2011年在《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中提出单位GDP能源消耗降低16%,单位GDP二氧化碳排放量降低17%,进一步明确了我国要走低碳经济的发展道路。
据山东省统计局预测,到2015年山东城市群GDP将增长50%以上,能源消费总量将增长30%以上,由于短期内能源消费仍以传统的化石能源为主,所以能源消费总量的增长会导致碳排放量的增加。作为山东城市群的核心城市之一,而且是我国东部沿海重要的旅游城市,青岛市理应加快实施碳减排的步伐,力争成为地区低碳经济发展的引领者。但是现在青岛市的产业结构还是以第二产业为主,导致能源消费量居高不下,碳排放量也没有得到有效减少,这不符合党的十提出的生态文明建设的要求。因此,控制碳排放总量应成为青岛市“十二五”时期发展的重要目标之一,对其碳排放影响因子进行分析研究,不仅可以分析该地区的碳排放水平,而且能够为减少该地区碳排放提供针对性很强的解决方法和对策,有利于青岛市低碳生态城市的建设,对贯彻落实十精神,大力推进生态文明建设,加快构建美丽中国具有重要意义。
二、数据来源和研究方法
本文所用数据都来源于《山东统计年鉴(2005―2010)》和《青岛统计年鉴(2005―2010)》。
(一)青岛市碳排放量的计算
根据IPCC2006第四次评估报告,化石燃料燃烧释放的气体是温室气体的主要来源,因此可使用能源消费释放的碳来近似地估算碳排放量。本文采用IPCC指定的《2006年IPCC国家温室气体清单指南》中推荐的碳排放系数法,按照能源碳排放系数法计算能源消费的碳排放量,其公式为:
在式(1)中,C代表碳排放量;Ci代表第i种能源的碳排放量;Ei代表第i种能源消费数量(折算成标准煤的标准量);Fi代表第i种能源的碳排放系数,各种能源的碳排放系数见表1。能源品种包括原煤、洗精煤、其他洗煤、焦炭、焦炉煤气、其它煤气、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、炼厂干气、其他石油制品、天然气、其他焦化产品共16类。
(二)基于LMDI模型的碳排放公式分解
C表示青岛市碳排放总量;Ci表示各种化石能源的碳排放量;A表示化石能源的总消耗量;Ai表示某一种化石能源的消耗量;Ai/A表示某种化石能源在总能源消费中的比重,也就是能源结构;Ci/ Ai表示单位化石能源引起的碳排放量,即各种能源的碳排放系数ei;Y表示青岛市的GDP;A/Y表示单位GDP的能源消耗量,即能源强度I;P表示青岛市人口数(常住人口);Y/P表示人均GDP,即人均产出,用R表示。基于LMDI方法,分解公式如下:
三、青岛市碳排放影响因子的实证分析
根据上述方法对2005―2010年青岛市能源消耗进行计算可得每年的碳排放量(如图1)。2005年碳排放量为121956万吨,2010年上升到236782万吨,6年增加了114826万吨,总的增长率为9415%,年平均增长1569%。
通过LMDI方法计算的各因素的碳排放量贡献值如表2所示。可以看出人口增长、人均GDP的增长对碳排放有正的影响,贡献值分别为23649万吨和110607万吨。能源结构的优化、能源强度的下降对碳排放有负的影响,贡献值分别为-6542万吨和-12888万吨。
(一)能源结构因子对青岛市碳排放量的影响
能源结构即能源消费中各种能源占能源消费总量的比重。从图2中可以看出,2005年青岛市能源消费中原煤消费比重超过了70%,原油比重为87%;而到了2010年原煤所占比重降为344%,原油升为544%。其他种类能源在总能源消费中所占比重很小,2005―2010年消费量没有明显变化。因此,能源消费结构的变化即为原煤原油在能源消费中所占比重的变化。原煤的碳排放系数为07559,原油的碳排放系数为05857,相对原煤较低。所以,能源消费结构的优化对碳排放的影响是负的,有利于减少碳排放。
图2 2005―2010年青岛市各种
能源消费占能源总消费的比重
(二)能源强度因子对青岛市碳排放量的影响
能源排放因子是另一个让碳排放量下降的因子。青岛市的能源强度从2005年的04524吨/万元下降到2010年的04179吨/万元。导致能源强度下降的主要原因是产业结构的优化,即第三产业比重上升,第二产业比重下降。第二产业是典型的高碳产业,而第三产业是典型的低碳产业,所以产业结构的优化使得碳排放下降。因此,能源强度的下降对青岛市碳排放量有负的影响,即减少碳排放。
图3 2005―2010年青岛市能源强度变化
(三)生产效率因子对青岛市碳排放量的影响
本文采用人均GDP作为衡量生产效率的指标。从图4中可以看出青岛市的人均GDP从2005年的329万元/人上升到650万元/人。从表2中可以看出人均产出对碳排放的影响是正的,即人均产出的增加促进了碳排放的增加。人均产出的增加意味着经济活动的增加、劳动生产效率的提高以及工业化水平的提升,工业活动的增加必然导致碳排放的增加。
图4 2005―2010年青岛市人均GDP变化
(四)人口变化因子对青岛市碳排放的影响
青岛市2005年的常住人口为81955万人,2010年上升到87190万人,而且从图5中可以看出,2005―2010年青岛市人口变化趋势是持续上升的。人口的增加意味着经济活动量和生活活动量的增加,这些活动量的增加必然会导致碳排放的增加。因此,人口的增加对碳排放的影响是正的,增加了碳排放的总量。
图5 2005―2010年青岛市常住人口变化
三、结论和对策
(一)结论
从以上分析可以看到,青岛市2010年的碳排放量大约是2005年的2倍,年均增长1569%,短短6年时间碳排放量增长如此迅速。虽然碳排放增加是城市化、工业化进程中的必然,但是作为我国东部沿海重要的旅游城市,青岛市需要结合自身发展的特点,积极探索低碳经济发展的模式,从经济、社会、环境的可持续发展角度不断推动低碳生态型城市建设。
计算结果显示,经济的发展、人口数量的增加是导致青岛市碳排放量增加的主要原因。而能源消费结构的变化、能源强度的下降有利于减少碳排放。这说明青岛的经济发展还是以能源消耗拉动,虽然能源强度有下降的趋势,能源结构也有一定程度优化,但是这些因素还不足以扭转青岛市碳排放的整体趋势。
(二)对策
青岛市作为东部沿海著名的旅游城市,建设低碳生态城市应该成为青岛市未来的发展方向。减少碳排放量应从以下几个方面着手:
1加快发展现代服务业,以促进产业结构的调整
现代服务业是向社会提供高附加值、高层次、知识型的生产服务和生活服务的服务业,具有智力要素密集度高、产出附加值高、资源消耗少、环境污染少等特点。青岛市应该大力发展现代服务业,而旅游业又是现代服务业中的重要产业,尤其对于青岛市这样的著名旅游城市来说,可以依靠其旅游资源和旅游产业优势以旅游业带动现代服务业的发展。旅游业虽然是青岛现在的支柱产业,但是旅游业与现代服务业的融合度还不算很高,青岛应该健全现代旅游产业体系,不断延长旅游产业链,形成对现代服务业发展的推动力。
2开发利用新能源以促进能源结构优化
青岛市的新能源种类丰富,新能源的开发和利用有巨大的潜力。尽管现阶段青岛市的能源消费仍以煤和石油这些传统的化石能源为主,新能源还只起到补充作用。但是从长远来看,在发展低碳经济的大环境下,新能源的发展速度必将加快。青岛市作为太阳能丰富的城市,在今后的低碳发展中应加大对太阳能企业的扶持,拓宽利用太阳能的渠道,另外还要发展太阳能核心技术,提高对太阳能的利用效率;青岛市位于东部沿海,海洋是其巨大的财富,可以重点发展海洋能源、可再生能源、新能源材料等绿色产业。比如青岛市可以考虑生物质能、潮汐能等新能源的开发,这些清洁能源的使用一方面可以减少利用化石能源产生的碳排放量,另一方面,这些能源属于可再生能源,具有可持续利用性,可以进行长久的利用,为青岛市经济的可持续发展提供能源支撑。
3提高能源的利用效率
现阶段青岛市的能源消费仍然以煤和石油为主,要加强煤的清洁高效综合利用,因为煤的碳排放系数很高,所以煤的清洁利用对于减少碳排放有重要意义,通过引进先进的清洁煤技术,促进洁净煤技术的推广和应用,减少煤燃烧的碳排放量。青岛市这些年对于石油的消费占总能源消费的比重越来越高,因此,石油的高效清洁利用对低碳减排有重要意义,应鼓励炼油企业对原油进行深加工和精细化提炼,提高石油的利用效率。
4发展碳汇项目,增加碳吸收
青岛市政府应该加大投资以促进草地、森林、城市绿地等碳汇项目的建设,同时扩大现有的森林草地面积,增强生态系统的固碳能力以增加碳贮存;另外,应加快“碳中和”技术的研发,通过二氧化碳的捕捉和埋存等方法将二氧化碳吸收掉。此外,尝试建立“绿色碳基金”,吸引企业和个人参与造林绿化,把绿化面积或者植树量作为获取碳信用的指标,碳信用再跟企业或者个人的商业信用挂钩,通过这一举措在提高国民环保意识、减排意识的同时,拓展森林草地建设的筹资渠道。
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中图分类号F222
文献标识码A
文章编号1002-2104(2014)01-0055-09
doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2014.01.009
世界各国广泛地认为人类目前的生产活动是不可持续的。这种不可持续生产活动的外部效应对环境造成了巨大的压力,导致了全球气候变暖、饮用水资源缺乏、耕地面积退化等一系列环境问题。这些环境问题给人类的正常生活和自然界的生态平衡造成了严重的威胁。各国学者普遍认为人类活动排放的大量CO2是造成这些环境问题的根本原因。为了控制和最小化人类生产活动的负外部效应,减少CO2排放已经逐渐成为各个国家和地区的首要任务之一。在开放经济条件下,伴随着进出口商品贸易的发生,各国的碳排放在不同程度上受到来自其它国家隐含碳排放的影响。对国际贸易中隐含碳排放的研究是科学界定各国碳排放责任的基础。如何科学地界定隐含碳排放责任归属以及各个国家的碳排放责任范围是这项任务的核心和各方关注的焦点。
1文献综述
针对开放经济条件下国际贸易隐含碳排放问题,国内外学者从国际贸易隐含碳排放核算和碳排放责任界定两个方面进行了广泛而深入的研究。关于国际贸易隐含碳排放核算的研究,从双边贸易角度,Ackerman F 等[1]分析了日本和美国的贸易隐含碳排放量,通过核算得到1995年日美两国的贸易使得美国减少了1 460万t碳排放量,日本增加了670万t碳排放量,从而使得全球减少了790万t碳排放量;Shui B、Harriss R C[2]分析了1997-2003年中美贸易隐含碳排放量,指出美国向中国进口商品使得美国的碳排放量减少了3%-6%,但是由于中国对煤炭的大量使用和制造技术的低效率,中美贸易使得中国的碳排放量增加了7%-14%,最终导致了全球碳排放量的大幅度增加。从多边贸易角度,Ahmad N、Wyckoff A W[3]对OECD成员国的碳排放平衡进行了分析,指出1995年OECD国家国内消费碳排放量比国内生产碳排放量高出5%,多出的部分主要由美国、日本等贸易净进口国进口大量隐含碳排放所导致,因此只注重对生产过程的监督而忽视对消费过程的监督不利于全球碳减排目标的实现。国内学者主要以中国的商品生产和贸易为背景,对中国的隐含碳排放特征进行了研究。牛叔文[4]等分析1971-2005年间亚太八国的能源消耗、GDP以及碳排放量三者之间的关系,研究结果表明三者之间存在长期均衡关系,发达国家的碳排放基数和能源利用效率高,单位能耗和单位GDP的碳排放低,而发展中国家则相反。齐晔[5]等采用投入产出法,对1997-2006年中国进出口贸易的产品类别和隐含碳排放量进行了研究,研究表明中国碳排放总量的快速增长与日益扩大的贸易顺差密切相关,以价格为基础的投入产出法扭曲了各国在技术方面的差异,发达国家技术水平较为先进,生产低能耗低排放产品,而发展中国家技术水平较低,却生产高耗能高排放产品,这种社会分工和贸易结构增加了全球碳排放总量。
毋庸置疑,碳排放责任的公平界定是各国和地区制定碳排放政策的基础和依据,也是保证碳排放政策高效运行的重要前提。早在1974年,经济合作与发展组织(OECD)就提出过“污染者付费”原则(polluterpays principle)[6]。按照这项原则,一个区域应当承担“其地域界限之内所排放的CO2”造成的污染责任。在开放经济条件下,这种基于区域的碳排放责任界定原则掩盖了隐含碳排放的“责任转移问题”(burden shifting),忽略了国际贸易中的“碳泄漏”(carbon leakage)现象,存在巨大的缺陷。
随着对碳排放责任问题研究的深入,国内外学者对开放经济条件下各国和地区碳排放责任的界定原则提出了许多改进方法。Munksgaard J、Pedersen K A[7]最早通过贸易加减法,将国内生产的碳排放量减去净出口隐含碳排放量作为衡量一个国家碳减排责任的基本指标,这种界定各国碳排放责任的原则称为“消费者承担”原则(consumptionbased principle)。新核算原则的提出将碳排放责任的讨论焦点从商品生产国转移到商品消费国。Zsofia Vetone Mozner[8]指出国际贸易使得生产和消费的周期变长,从而模糊了生产者和消费者的各自活动对生态环境的影响,并依据国际贸易中“碳足迹”的分析结果指出“消费者承担”原则更具有科学性。Manfred L、Joy M[9]将投入产出法和结构路径分析(structural path analysis)相结合,运用阈值捕捉技术(thresholdcapture),构造了衡量包含上游产业和下游产业在内的完整碳足迹量化框架,并通过实证分析得出“下游责任”(downstream responsibility)应当得到重视。Alexandra Marquesh[10]等通过研究发现一个国家收入的大小与该国的碳排放量之间存在正相关关系,据此提出了基于收入的碳排放责任分担原则(incomebased principle),并从效果、类型、方向、范围和机构五个方面与“消费者承担”原则和“生产者承担”原则进行了比较,指出了新原则的优点。国内学者对单个国家或地区碳排放责任的研究已经比较成熟。樊纲等[11]基于长期、动态的视角,从福利角度探讨了以消费排放作为分配碳排放指标的公平性和重要性,同时建议将人均累计消费排放作为国际公平分担减排责任的重要指标。徐盈之等[12]等通过单区域投入产出模型,分析了我国各产业部门内涵碳排放的间接效应和部分转移机制,并基于“生产者消费者共担”原则对各个部门的碳排放责任进行了测度。周茂荣等[13]在对国外已有研究进行系统梳理的基础上,详细对比了生产者责任、消费者责任及共担原则三种责任划分原则对我国的影响,并针对我国碳排放提出有效的对策建议。
可以发现,国内外学者对如何公平界定各国碳排放责任的理论研究比较丰富,但是对各国碳排放责任的界定进行实证分析的研究相对缺乏,尤其是采用“生产者消费者共担”原则对各国的碳排放责任进行分析更是少见。同时,既有研究大多仅仅基于一个国家的视角,对开放经济条件下国家之间的隐含碳转移现象以及其责任归属问题的关注不够,研究有待进一步深入。
本文通过构建多区域投入产出模型对包括中国在内的25个世界贸易组织成员国(包括7个发展中国家,18个发达国家)2009年的隐含碳排放进行核算,据此分析国际贸易背景下隐含碳排放转移问题。在此基础上,基于“生产者消费者共担”视角对各国的碳排放责任从生产者和消费者两个角度进行核算,将其与 “生产者负担”原则下各国的碳排放责任进行比较,据此分析各国碳排放特征和以及产生原因,并就开放经济条件下如何减少中国的碳排放提出了相应的对策建议,以弥补国内外研究的不足。
2研究方法
首先介绍利用多区域投入产出模型测算国际贸易中隐含碳排放的方法;其次,对开放经济条件下各国的碳排放进行分解,并对两种碳排放承担原则进行说明。
2.1多区域投入产出模型构建
全球的总产出存在着如下的平衡关系:
X=AX+F(1)
其中,X为全球的总产出,AX为用于出口的贸易量,F为一国生产的供本国再生产和最终消费的产量。
考虑由n个国家构成的区域时,(1)式可以重新表述为:
其中,xi为i国的总产出,aij=xij/xj(i≠j)为j国单位产出需要从i国得到的进口量。fdi为由国家i生产的供i国再生产和最终消费的产量,fbi为由国家i出口到n个国家构成的区域之外的国家的产量。
假设每个国家或地区的产业可以划分成m部门,则对于单个国家而言,有:
xi=Cixi+fid+fib(3)
(3)式给出了单区域投入产出模型。矩阵Ci是国家i的直接消耗系数矩阵。
令Ei为国家i各产业部门单位产值的CO2排放量(tCO2/万美元),则国家i每消耗一单位产品或者出口一单位产品的CO2排放系数矩阵为 Ei(I-Ci)-1,其中(I-Ci)-1为完全消耗系数矩阵。
2.2碳排放责任承担原则
为了测算国际贸易对各国碳排放责任影响的程度,本文采用两种责任承担原则分别对各个国家的隐含碳排放责任进行核算并比较它们之间的差异。
在“生产者负担”原则下,国家i的碳排放责任为国家i地域界限之内所排放的CO2造成的污染责任。令Xi为国家i的总产出,Ei为国家i各产业部门单位产值的CO2排放量(tCO2/万美元),则“生产者负担”原则下国家i的碳排放责任Ri表示如下:
Ri=EiXi(4)
“生产者负担”原则下一个国家的碳排放责任和该国各产业部门的单位产值的CO2排放水平以及各个产业部门的产值相关,没有考虑到国际贸易中的隐含碳转移问题。
在开放经济背景下,一个国家或地区在生产商品的同时又从别的国家进口商品,还将多余的商品出口到别的国家或地区。通过图1对国家i的碳排放进行全面的分解。
图1显示,国家i通过进口中间要素和最终消费品接受其他国家对本国的隐含碳排放转移,同时通过出口中间要素和最终消费品向其他国家转移隐含碳排放。
考虑由n个国家组成的区域时,假设国家i从其他国家的进口向量为IM,则αIM为进口的中间要素向量,(I-α)IM为进口的最终消费品向量。α是一个对角线矩阵,对角线上的每一个元素αir为从国家r进口的中间要素投入量占从r国的进口总量(进口中间要素投入量加上进口最终消费量)的比例。
依据相同的假设,假设国家i向其他国家的出口量为EX,则βEX为出口的中间要素向量,(I-β)EX为出口的最终消费品向量。
根据多区域投入产出模型,可以将国家i的进口中间产品碳排放量Q1i、本国直接投入碳排放量Q2i、出口中间产品碳排放量Q3i、进口最终消费品碳排放量Q4i、本国直接消费碳排放量Q5i以及出口最终消费品碳排放量Q6i分别测算出来,测算公式分别表示如下:
其中,(6)式中DI为生产过程中本国直接投入的生产要素,(9)式中FC为本国生产的供本国最终消费的产量。
根据“生产者消费者共担”原则,一国总的碳排放责任Si等于它所承担的生产者责任Siprod和消费者责任Sicons之和,据此可以计算出国家i的生产者责任Siprod和消费者责任Sicons和总碳排放责任Si:
Si=Siprod+Sicons
=(Qi1+Qi2-Qi3)+(Qi4+Qi5-Qi6)(11)
3实证分析
3.1数据来源和处理
考虑到数据的可得性,本文使用的数据主要来源于世界投入产出数据库(WIOD)中的《International Supply and Use Tables(2009)》、经济合作与发展组织数据库中的《OECD Members Input and Output Tables》以及GTAP数据库中的《Carbon Emission Tables》。
由于不同数据库对产业部门的划分存在差异,本文首先根据联合国颁布的国际标准产业分类(ISIC)将部门划分口径调成一致,合并成37个产业部门。然后依次根据《International Supply and Use Tables(2009)》计算出各国各产业部门的进口中间产品投入量、本国直接中间产品投入量、出口中间产品投入量、进口最终消费品量、本国直接消费品量以及出口最终消费品量;根据《OECD Members Input and Output Tables》计算出各国的直接消耗系数矩阵C和完全消耗系数矩阵(I-C)-1;利用GTAP数据库中的《Carbon Emission Tables》计算出各国各产业部门单位产值的CO2排放量。
3.2实证结果分析
根据以上建立的多区域投入产出模型和碳排放责任承担原则以及数据的处理结果,本文首先测算出包含中国在内的25个贸易组织成员国(包括7个发展中国家,18个发达国家)的进口中间产品碳排放量Q1、本国直接投入碳排放量Q2、出口中间产品碳排放量Q3、进口最终消费品碳排放量Q4、本国直接消费碳排放量Q5、出口最终消费品碳排放量Q6,见表1。
从生产者角度,比较表1中的进口中间产品碳排放量Q1和出口中间产品碳排放量Q3可以发现,中国是发展中国家中中间产品碳排放净出口最大的国家(63.677 9×
104 t),是印度中间产品碳排放净出口量的三倍。发达国家中澳大利亚、加拿大的中间产品碳排放净出口出现了和中国相似的特征。与之相反,美国是发达国家中中间产品碳排放净进口最大的国家(245.067 0×104 t),其次是日本(153.476 0×104 t)。在开放经济条件下,由于各个国家的资源禀赋和经济发展水平的差异,资源禀赋相对丰富、经济发展水平相对落后的国家倾向于向资源禀赋相对匮乏、经济发展水平相对先进的国家出口中间投入产品。中间产品的净进口国通过进口这类中间产品,避免了由本国生产这些中间产品时排放的CO2责任。中间产品碳排放净出口国为其它国家提供大量中间产品的同时也承担了生产这些中间产品所排放的CO2责任。根据“生产者消费者共担”原则,这部分隐含碳排放责任应当由进口国的生产者负担。
从消费者角度,比较表1中的进口最终消费品碳排放量Q4和出口最终消费品碳排放量Q6发现,中国是发展中国家中最终消费品隐含碳排放净出口最大的国家(142.250 8×104 t),其次是印度(50.000 0×104 t)和波兰(11.472 9×104 t)。与之相反,所有发达国家都是最终消费品隐含碳排放净进口国,其中德国的最终消费品隐含碳净进口量最大(200.000 0×104 t),其次是英国(164.672 7×104 t)、美国(100.178 1×104 t)和日本(22.964 8×104 t)。发达国家通过从发展中国家进口最终消费品,成功地将这部分隐含碳排放责任转移给发展中国家。像中国这样的发展中国家为发达国家生产了大量廉价的最终消费品却因此承担了这部分不属于本国的碳排放责任。
根据“生产者消费者共担”原则,这部分隐含的碳排放责任应当由进口国的消费者负担。
综合以上分析,本文按照“生产者消费者共担”的原则,将隐含在中间产品贸易中的碳排放Q1和Q3归结为进口国家生产者的责任,将隐含在最终消费品中的碳排放Q4和Q6归结为进口国家消费者责任,本国直接投入碳排放Q2归结为本国的生产者责任,本国直接消费的碳排放Q5归结为本国的消费者责任,得到如公式(11)所示的总碳排放责任Si。表2显示了按照“生产者消费者共担”原则对各国的碳排放责任从生产者和消费者两个角度进行核算的结果。
根据表2的测算结果,本文分别从生产者责任和消费者责任两个角度,将25个国家的碳排放责任进行横向比较。比较各国的生产者责任发现,中国是发展中国家中生产者责任最大的国家(3 511.076 1×104 t),是印度的生产者责任的1.3倍,比发达国家中生产者责任最大的美国高出1 030.664 1×104 t。比较各国消费者责任发现,中国仅次于印度成为发展中国家中消费者责任第二的国家(173.035 0×104 t),但是中国的消费者责任只有美国消费者责任的十分之一。进一步分析发展中国家和发达国家各自的生产者责任和消费者责任比例发现,发展中国家中生产者责任与消费者责任的比例中国为20.3,印度为4.3;而发达国家该比例美国为1.5,英国为1.7,德国为1.3。发展中国家尤其是中国的生产者责任明显高于消费者责任,而发达国家的生产者责任和消费者责任之间的差距却不是很大。发展中国家和发达国家生产者责任和消费者责任比例的不同使得中国的生产者责任占总责任的比例高达95.30%,而消费者责任占总责任的比例只有4.70%。与中国进行比较可以发现美国的生产者责任占总责任的比例(59.83%)相对较低,消费者责任占总责任的比例(40.17%)相对较高。中国的生产者责任远高于消费者责任的原因可以从中国的生产特征、消费特征以及贸易结构三个方面进行分析:首先,中国正处在快速工业化阶段,国内大量的基础设施建设和工业化发展对中间产品的需求较高,同时中国的生产方式比较粗放,所以中国在生产过程排放了大量的CO2;其次,虽然中国人民的生活水平正在快速提高,但是相对于美国这样的发达国家消费需求依然处于较低水平,所以中国在消费过程中的碳排放水平较低;最后,中国较高的生产能力和较低的消费水平使得中国的贸易结构呈现出进口大量的中间产品、出口大量的最终消费品的特征,这种贸易结构导致了中国的生产者责任和消费者责任之间的差距被进一步拉大。
为了进一步分析“生产者消费者共担”原则给各国碳排放责任带来的影响,本文依据“生产者承担”原则和“生产者消费者共担”原则对各国的碳排放责任进行核算,并计算了两种责任分担方案下各国碳排放责任的差异,详见表3。
对表3中的数据分析发现,“生产者负担”原则下,碳排放责任最大的国家是中国(4 281.846 0×104 t),其次是美国(4 058.899 9×104 t)、英国(2 489.875 2×104 t)、德国(1 776.930 4×104 t)和印度(1 454.382 3×104 t)。而在“生产者消费者共担”原则下,碳排放责任最大的国家是美国(4 145.658 1×104 t),其次是中国(3 811.466 5×104 t)、英国(2 413.107 2×104 t)和印度(1 082.710 3×104 t)。“生产者消费者共担”原则将国际贸易中的隐含碳排放纳入核算内容,对各国的碳排放责任重新进行了核算,有效地解决了隐含碳排放的责任归属问题,对各国碳排放责任的界定更加科学合理。
共担原则下中国和澳大利亚分别是碳排放责任减少幅度最大的发展中国家和发达国家(中国减少470.379 4×104 t,澳大利亚减少444.852 1×104 t)。进一步分析发现不仅中国的碳排放责任减少幅度比澳大利亚高,而且两国的碳排放责任减少的具体原因也不相同。中国凭借自身独特的生产优势成为世界商品生产和加工的基地,出口产品以最终消费品为主,因此中国通过出口最终消费品转移的碳排放水平Q6很高(156.009 1×104 t,占本国最终消费品总排放的33.1%)。澳大利亚凭借本国丰富的资源禀赋出口大量的中间产品,因此隐含在出口的中间产品中的碳排放转移水平Q3较高(229.831 5×104 t,占总中间产品碳排放量的23.8%)。在共担原则下中国和澳大利亚分别通过最终消费碳排放的净出口和中间产品的净出口实现了碳排放责任的大幅减少。
与中国和澳大利亚的碳排放责任变动幅度相反,共担原则下日本和美国出现了碳排放责任的大幅度增加(日本增加175.727 1×104 t、美国增加86.758 1×104 t)。通过比较表3中的数据发现,碳排放责任的大幅度增加只出现在发达国家中。将这些发达国家分成两类来进一步分析它们碳排放责任增加的具体原因:第一类是像日本这样的资源禀赋比较匮乏的发达国家,这些国家的经济发展需要进口大量的中间产品,因此隐含在进口中间产品中的碳排放量Q1使得它们的碳排放责任大幅度增加(日本进口中间产品中的碳排放量Q1为本国直接要素投入碳排放量Q2的约22倍);第二类是类似于美国这样的发达国家,这些国家的国内消费需求很高,需要进口大量的最终消费品,隐含在进口最终消费品中的碳排放量Q4使得它们的碳排放责任大幅度增加(美国进口最终消费碳排放量Q4占本国消费者责任Scons的16.8%)。
资源禀赋状况、经济发展阶段以及贸易结构特征是导致我国的碳排放责任呈现上述特征的主要原因。从资源禀赋角度来看,我国的能源具有种类过于单一、分布极其不均匀等特点。我国的能源总量比较丰富,但是主要以化石能源为主,并且化石能源中碳排放系数最高的煤炭占主导地位。2006年,我国煤炭保有资源量为10 345亿t,剩余探明可采储量约占世界的13%,列世界第三位。然而我国可再生能源资源,如水电、光伏等产业有待进一步发展,探明的石油、天然气资源储量相对不足。同时我国的能源资源分布极其不均衡,煤炭资源主要分布在华北、西北地区,水力资源主要分布在东南、西南地区,这种能源分布与我国东南沿海城市以及西南重工业城市对能源的大量需求不相匹配。这种资源禀赋特征导致了我国工业生产过程中煤炭等化石能源的大量投入使用,从而使得我国的碳排放量一直居高不下。从经济发展阶段来看,我国目前正处于快速工业化阶段,工业化的快速发展和基础设施的广泛建设需要消耗大量的能源。1980-2006年,我国的能源消费一直以年均5.6%的速度增长。仅2006年我国就消耗了24.6亿t标准煤。同时,由于科学技术等方面的限制,例如对化石能源脱硫、分解等技术的不成熟,造成了我国能源使用效率相对较低,温室气体和有害气体的排放系数较高,经济发展具有高能源投入、高碳排放、高环境污染以及低产品产出,即“三高一低”的粗放式特征。从贸易结构角度来看,我国具有贸易规模继续增长、贸易顺差依然巨大、进出口产品两极分化等特征。2011年我国的进出口贸易总额达到23.64万亿元,增长17.2%。不断增长的贸易规模拉动了国内生产和消费,促进我国经济增长的同时也导致了对化石能源的大量投入使用。2007-2011年我国的贸易顺差平均为1.54万亿元。巨额的贸易顺差说明我国生产的产品中相当规模的部分出口国外,国际上对我国产品的需求是造成我国碳排放量居高不下的重要因素之一。对进出口产品的类别进行分析可以发现,我国出口的产品以劳动密集型和资源密集型的初级加工品为主,进口的产品以资本密集型和知识密集型的深加工产品为主,这种进出口产品类别的两极分化造成了我国碳排放的净出口现象。
4结论及对策建议
本文通过构建多区域投入产出模型对25个贸易组织成员国的进口隐含碳排放量、出口隐含碳排放量以及本国直接经济活动导致的碳排放量从生产者和消费者两个角度进行了全面的核算。在此基础上,通过共担原则下各国碳排放责任的构成、两种隐含碳责任负担原则下各国碳排放责任的比较,进一步分析了各国隐含碳排放的转移特征和水平以及各国碳排放责任的大小。研究结果表明,在开放经济条件下,各国的碳排放呈现出不同的特征,共担原则对各国碳排放责任的界定更加公平和有效;中国是生产者责任最大的发展中国家,比美国的生产者责任高出1 030.664 1×104 t。中国仅次于印度成为消费者责任第二的发展中国家,但是中国的消费者责任只有美国消费者责任的十分之一。中国的生产者责任占总责任的比例高达95.30%,而消费者责任占总责任的比例只有4.70%。“生产者负担”原则下,中国是碳排放责任最大的国家,而在共担原则下中国的碳排放责任出现了大幅度的减少,日本和美国的碳排放责任却出现了大幅度的增加。资源禀赋状况、经济发展阶段以及贸易结构特征是导致我国的碳排放责任呈现上述特征的主要原因。
根据以上结论,针对开放经济条件下我国碳排放责任的界定以及如何减少碳排放量提出了如下对策建议:
首先,在界定各国的碳排放责任过程中,“生产者负担”原则将全部碳排放责任归结为生产国,是一种极端的责任分配方案。“生产者消费者共担”原则作为一种修正的碳排放责任分担方案,不仅能够有效地解决国际贸易中的“碳泄露”问题,而且还可以激励隐含碳排放出口国和隐含碳排放进口国、碳排放的生产者和消费者一起行动起来减少全球CO2排放量,是一种公平的、有效的责任分担原则,应当得到世界各国的关注和采纳。中国需要在国际气候谈判中强调消费者的减排责任,坚持用新的原则重新界定世界各国的碳排放责任,努力减少不应由我国承担的碳排放的义务和压力。
第二,改革开放以来,我国的经济快速发展,人民的生活水平不断提高。与此同时,在生产过程中依然存在着资源消耗过高、产业结构失衡等一系列问题。这些问题导致了我国的生产者碳排放责任一直居高不下,因此减少生产者碳排放责任是今后我国碳减排的重点。在资源利用方面,应该加大新能源和可再生能源的开发力度,提高能源的综合利用效率,减少化石能源的消耗,从而减少生产过程中的CO2排放量;在产业结构方面,应该鼓励各产业部门采取措施提高生产效率,促进我国产业由劳动密集型和资源密集型向知识密集型和资本密集型转变,大力发展循环经济的同时降低各产业部门的碳排放水平。
第三,我国在进口商品的过程中,需要加强对进口商品的质量考核,提高进口商品的准入门槛,适当增加高耗能、高排放产品的进口;在出口商品的过程中,限制我国高耗能、高排放产品的出口,促进我国出口商品类型的转变。同时通过制定措施扩充贸易成本范围,增加环境成本和社会成本,结合有效的环境管理政策手段来减少国际贸易对我国碳排放造成的消极影响,逐步构建和发展“绿色”贸易体系,预防和制止贸易活动给我国人民的生存环境以及身体健康带来的损害,从而实现贸易的可持续发展。
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Abstract: In this paper, the use of LMDI decomposition method, 2000-2010 Hubei Province carbon emissions driving factors. The results showed that the overall economic development is the most important factor in the increase of carbon emissions in Hubei Province, contribution to energy efficiency to reduce carbon emissions, energy structural condition to reduce carbon emissions contribute little to the .
Key words: carbon emission factors; industry differences; LMDI model
中图分类号:TE02文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
引言
近年来,低碳减排已成为国际政治政治经济的重要话题。我国也向世界承诺在2020年碳排放量相较于2005年要减少40%—45%,湖北省政府也提出了单位GDP碳排放量每年减少4%以上的目标。然而从实际情况来看,湖北省的能源消费情况不容乐观,从2000——2010年,柴油消费量上升了66%,原煤的消耗量上升了151%,这些能源的使用是碳排放的最重要来源。随着2012年1月我国关于在湖北等9个省(直辖市)碳排放交易试点的展开,如何有效率地设置相关机制开展试点工作是目前的重要课题。正确认识目前湖北省的碳排放现状是十分必要的,是后续做好低碳减排的基础,基于此,本文将探究湖北省碳排放驱动因素及其行业差异。
文献综述
目前国内外学者对于碳排放驱动因素的探究主要基于国家层面。Ang et al. ( 1998) 首先运用对数平均Divisia 指数(LMDI)分解法, 对中国工业部门消费能源而排放的CO2 进行了研究。结果表明,工业部门总产出的变化对CO2 排放产生了比较大的正向效应, 而工业部门能源强度的变化则对CO2 排放起到了较大的抑制作用。Liu et al. ( 2007) 把对中国工业部门CO2 排放的研究扩大到36 个行业,他同样运用LMDI分解法,集中研究了中国1998 —2005年期间工业部门的CO2 排放,其结论认为工业经济发展和工业终端能源强度是推动CO2 排放变化的最重要因素。徐国泉等(2006)运用Divisia指数分解法研究了中国1995—2004年中国人均碳排放的影响因素。宋德勇和卢忠宝( 2009)采用了两阶段LMDI 方法, 研究了中国碳排放的影响因素及其周期性波动。结论表明中国四个阶段不同经济增长方式的差异是碳排放波动的重要原因。
就对省份的研究,温景光(2010)对江苏省碳排放驱动因素进行了实证研究,认为经济增长是江苏省碳排放呈指数增长的最重要原因,能源结构和能源效率对抑制江苏省人均碳排放效果并不显著。田云等(2011)对武汉市的碳排放量进行了测算,认为能源结构、效率对碳排放具有一定的抑制作用,但效果不显著并且波动性较强。孙志威等(2011)运用LMDI法对天津省碳排放进行研究,结果表明经济发展和能源强度之间的相互制约是碳排放的主要变化来源。
从现有的研究来看,第一,指数分解法是目前研究碳排放驱动因素较为有效的工具方法,但在碳排放量的计算上存在着一定缺陷;第二,学者大多数从时间序列上对碳排放数据进行分析,很少有对地区不同行业的碳排放情况进行对比分析。因此,本文将采用LMD分解法对湖北省的整体碳排放驱动因素分别进行整体分析以及行业的对比分析,得到关于湖北省碳排放更为细致可靠的信息,为碳交易机制的开展建立良好基础。
碳排放驱动因素分解模型
(一)模型、数据收集、估算与整理
本文使用的基础等式为Kaya恒等式的扩展,并采用不带残差项的LMDI分解法对湖北省碳排放量驱动因素的贡献度进行测算。关于湖北省能源消费数据、湖北省分行业产值来自于《湖北省统计年鉴》(2000—2010),《中国能源统计年鉴》(2000—2010)。另外,在碳排放系数的处理上,本文认为IPCC给出的碳排放系数不能直接引用,必须将其转化成以各自能源发热量为标准的碳排放系数,才能运用在数理分析中。基于此,本文重新测度了所用能源的碳排放系数,结果如表2所示
表2不同能源的碳排放系数
(二)因素分析
1、湖北省工业总排放量分析
能源强度为消费单位某种能源的二氧化碳排放量,由能源本身的状况所决定,较为固定。所以能源结构、能源效率以及经济发展水平三者为湖北省碳排放量的主要决定因素。
图1 湖北省碳排放驱动因素年度变化折线图 图2 湖北省碳排放驱动因素累积变化折线图
由湖北省总的二氧化碳排放量因素表以及图1图2可以发现,虽然湖北省能源结构对碳排放量影响在有些年份为负,但是其累积效应始终为正值。