能源消費下的碳排放論文2篇

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第一篇

1陜西省能源利用現狀

陜西省是能源大省，其能源消費主要為煤炭、石油、天然氣以及水電。據《陜西統計年鑒》，煤炭、石油、天然氣、電力分別占能源消費總量的71．3%、23．3%、3．1%、2．3%。2011年的能源消費總量為10128．41萬噸標準煤(當量值)，其中，煤炭、石油、天然氣、電力分別占能源消費總量的74．66%、16．06%、8．21%、1．07%。陜西省2000～2011年能源消費總量保持年均13．09%的增長之勢。因陜西省煤炭資源豐富，煤炭儲量居全國第四，2000～2011年間煤炭占陜西省能源消費的比例一直保持在70%左右，石油消費比例略有下降，天然氣的消費比例有所上升，電力消費比例一直在1%～3%之間?？梢?，目前乃至今后的很長時間里煤炭仍將是陜西省能源消費的主體，由煤炭消費帶來的碳排放量增加的局勢在短期內亦不會改變。因此，將能源消費的碳排放進行因素分解研究對減少陜西省碳排放有至關重要的作用。

2研究方法

2．1基于擴展的Kaya恒等式

Kaya恒等式由日本教授YoichiKaya于IPCC的一次研討會上首次提出，Kaya恒等式建立起經濟、政策和人口等因素與人類活動產生CO2之間的聯系［1］。該恒等式結構簡單，易于操作，但因其考察的變量數目有限，所能得到的研究結果基本僅限于CO2排放與能源、經濟及人口在宏觀上的量化關系［1］。因此本文借鑒了朱勤等［1］的擴展恒等式，其恒等式將能夠代表產業結構、能源消費結構及能源效率的變量引入Kaya恒等式對其進行了擴展，擴展后的恒等式能更全面地分析碳排放的影響因素。

2．2LMDI因素分解法

對數平均迪氏分解(LogarithmicMeanDivisiaIndex，LMDI)因素分解法分為“乘法分解”和“加法分解”兩種。因為兩種分解方法最終表達的意思一致，所以本文選用LMDI“加法分解”方法。表述如下:△Ctot=CT－C0=△CP+△Cf+△Ce+△Cm+△Cn+△Cg式中:△Ctot是基期C0與第T期CT之間的能源消費碳排放量之差，也就是基期與T期間的能源消費碳排放量增量?！鰿p、△Cf、△Ce、△Cm、△Cn、△Cg分別表示能源消費碳排放中的人口效應、碳排放系數效應、能源消費結構效應、能源消費強度效應、產業結構效應和人均GDP效應。由于各能源碳排放系數基本保持不變，因此碳排放系數效應△Cf=0［2］。

3數據來源與處理

碳排放主要產生于三大產業的能源消費，因此本文著重計算農業、工業和建筑業、交通運輸業、倉儲及郵電通訊業、批發和零售貿易業以及餐飲業的能源消費產生的碳排放，不考慮生活消費等的碳排放。能源消費數據來源于《中國能源統計年鑒》中陜西省能源平衡表中的終端能源消費量(除去用于加工轉換二次能源消費量和損失量以后的能源數量);人口、GDP、產業結構數據來源于《陜西省統計年鑒》，其中GDP以2000年的不變價格計算。最后匯總各方數據并整理計算得到能源消費強度和能源消費結構數據。

3．1陜西省終端能源消費碳排放量

陜西省碳排放量計算根據IPCC碳排放計算指南和《2011年省級溫室氣體清單編制指南》，結合本文的研究內容采用以下公式計算:Ctot=∑3i=1∑10j=1Eijrijfij(10)式中:Ctot表示碳排放總量，Eij表示第i產業第j種能源的消費量，rij表示第i產業第j種能源的標準煤折算系數，fij表示第i種產業第j種能源的碳排放系數。根據陜西省能源消費特征，選取化石能源為主的能源品種進行分析，各種能源的碳排放系數及標準煤折算系數見表1。其中標準煤折算系數來源于《中國能源統計年鑒》，碳排放系數采用IPCC碳排放計算指南缺省值。經整理計算得到陜西省2000～2011各年間的終端能源消費總量和能源消費產生的碳排放量(表2)、各能源消費量比例(表3)及各能源消費碳排放量比例。

3．2陜西省碳排放LMDI分解

本文以2000年為基期，運用上述LMDI因素分解模型對陜西省2000～2011年的碳排放量進行因素分解，得到歷年人口、人均GDP、產業結構、能源消費結構、能源消費強度對陜西省碳排放的逐年效應(表5)及累積效應(表6)，同時計算得到各因素的逐年貢獻度(圖1)和累積貢獻度(圖2)。

4結果與分析

4．1陜西省2000～2011年能源消費及其碳排放

陜西省2000～2011年間的終端能源消費總量和碳排放總量整體呈增長趨勢(見表2)。其中，原煤占陜西省能源消費比例最高，其次是焦炭，這兩種能源的年均消費比例之和在75%以上;其他各項能源消耗隨年份不同消費比例排名有所變化(見表3)。2000～2011年能源消費比例之和由大到小排序為:原煤＞焦炭＞柴油＞洗精煤＞汽油＞燃料油＞原油＞煤油＞天然氣＞液化石油氣。其中，原油、柴油、天然氣的消費呈現增長趨勢;洗精煤、汽油、煤油、燃料油的消費比例呈現下降趨勢。原煤在各年中的消費比例均達到了55%以上，2006年消費比例最高，為74．1%，消費呈現先增長后降低的趨勢。洗精煤的消耗比例從2000年開始逐步上升至2005年達到最高消費比例12．7%后開始下降，2008年以后消費比例開始穩定在1．0%～1．3%。焦炭的年均消費比例為12．1%，是除原煤外的第二大能源消耗種類。原油的消費比例在2000～2007年間平均為0．4%，2007年以后有所上升，2008～2011年平均消費比例達到2．3%。汽油的最大消費比例出現在2000年為8．4%，最小消費比例為2008年的2．6%，2009～2011年消費比例穩定在4%左右。煤油的消費比例出現兩個不同的階段，2000～2006年年均消費比例為1．6%，2007～2011年均消費比例僅為0．2%，后5年比前6年的消費比例下降了1．4個百分點。柴油消費比例同樣呈現兩個階段，2000～2007年年均消費比例為8．1%，2008～2011年年均消費比例為12．2%。燃料油在2000～2004年有明顯的消耗，2005年以后消費量趨于0。液化石油氣消費是陜西省2000～2011年間消費量最少的能源品種。天然氣作為清潔能源，消費比例逐年上升，最后穩定在1%左右。各能源消耗產生的碳排放情況見表4:原煤因在消費量上占絕對優勢，帶來的碳排放量最高，其次是焦炭;2000～2011年各能源消費碳排放比例之和由大到小排序為:原煤＞焦炭＞柴油＞天然氣＞汽油＞洗精煤＞燃料油＞煤油＞原油＞液化石油氣。總體來說某種能源消費量越大，碳排放量相應越大，但也存在能源消費量與碳排放量排名不一致的情況，如天然氣、洗精煤等，這可能是在計算能源消費碳排放時受到標準煤折算系數和碳排放系數的影響。

4．2陜西省2000～2011年碳排放的LMDI分解

從表5看出，人口效應除2010年為負值外，其余都為正值，整體絕對值偏低且穩定，出現負值的原因是陜西省的人口自2000年以來一直上升但到2010年人口自然增長率卻比上年下降0．28個千分點，人口減少37萬人，因此2010年碳排放的人口效應有所下降;就整體而言，人口變化對碳排放量增長有微弱的拉動作用。人均GDP的效應全部為正值且絕對值逐年增大。產業結構對碳排放逐年的影響主要分為兩個階段，一是2007年以前逐年效應多數為正值，產業結構效應表現為拉動碳排放量增長;二是2007年及以后全為負值，產業結構效應對碳排放量的作用由拉動轉變為抑制。能源消費結構逐年效應波動明顯，2001、2003、2005、2006、2009年為正值，其余年份為負值;能源消費強度逐年效應總體趨勢是每年遞減。從表6可看出，以2000年為基期，到2011年陜西省的碳排放量增加了2485．2058萬噸。人口、人均GDP、能源消費結構、能源消費強度對碳排放量增加產生正影響，產業結構產生負影響，對陜西省2000～2011年間的碳排放累積效應分別為32．3080、1431．5930、19．9395、1104．8812和－103．516萬噸?？梢姡司鵊DP是產生碳排放的最大因素，其次是能源消費強度、人口和能源消費結構;產業結構是唯一有抑制碳排放量增長效應的因素。從圖1可以看出，人口效應對碳排放的逐年貢獻度都比較低;人均GDP的貢獻度前兩年并不明顯，2003年以后逐漸增大;產業結構的逐年貢獻度也普遍較低，較為明顯的是2009年的貢獻度為－21．8%，是產業結構逐年效應絕對值最大的年份，究其原因是相比上年在這一年第二產業GDP比例有所下降，第三產業GDP比例有所增加，而第二產業的主要代表行業工業一直是能源利用產生碳排放的大部門，因此第二產業GDP比例波動對碳排放量有較明顯的影響;能源消費結構的逐年貢獻度有明顯的波動;能源消費強度效應的逐年貢獻度變化明顯，前兩年的貢獻度都達到80%以上，之后雖有所下降，但絕對值普遍偏大，最后穩定在20%水平。從各因素的累積貢獻度(圖2)可以看出，人均GDP的累積貢獻度高達53．17%，占整個碳排放增量的1/2以上;其次分別為能源消費強度41．04%，產業結構－3．85%，人口效應1．2%和能源消費結構0．74%。其中人均GDP增長和能源消費強度的累積貢獻度之和達到94．21%，說明人均GDP和能源消費強度變化是拉動碳排放量增長的最主要因素。

5結論與討論

本文對《中國能源統計年鑒》中陜西能源消費量進行了收集和整理，計算了陜西省2000～2011年的碳排放量，并利用LMDI因素分解模型將其分解并分析了人口、人均GDP、產業結構、能源消費結構、能源消費強度對陜西省碳排放增長的影響。總體上，人口、人均GDP、能源消費結構、能源消費強度對碳排放量增加產生正影響，產業結構產生負影響。不管是從累積效應還是從累積貢獻度來看，人均GDP和能源消費強度都是拉動碳排放量增長的最主要因素，因此陜西省的碳減排工作應該多關注這兩個領域。產業結構是唯一有負影響的因素，應該繼續優化產業結構進一步減少碳排放量的增加。雖然人口和能源消費結構對碳排放量產生正影響，但作用比較微弱，今后仍需進一步控制人口數量的增加使其對碳排放的增量影響始終保持在一個較低的水平;而對能源消費結構應實施調整和優化并最終使其對碳排放量的影響轉變為負值。各因素的逐年效應變化顯示，人口變化對碳排放量增長有微弱的拉動作用;人均GDP除2001和2002年的正影響微弱外，后面貢獻度都逐年上升，說明經濟增長的同時伴隨著大量的碳排放，陜西仍是以高碳排放的方式來拉動經濟增長;產業結構總體上在2007年以后趨于合理，應當繼續保持并尋求更加優秀的產業結構布局以達到增強產業結構對碳排放抑制能力的目的。能源消費結構逐年效應正負波動明顯，但其累積效應增量為19．9395萬噸，說明在這11年里能源消費結構使碳排放量增加;2003和2006年陜西省能源消費總量較前年有所下降，但能源消費結構效應增量在這兩年卻為正值，說明陜西省的能源消費結構不夠優化，碳排放系數較高的化石能源品種使用量大;而2010、2011年能源消費總量明顯上升，能源消費結構效應增量卻為負值，說明碳排放系數較低的天然氣等能源品種使用量增大，所以陜西省應積極調整能源消費結構提高高效且低碳排放的能源品種的使用比例，進一步優化能源消費結構;能源消費強度逐年效應總體趨勢是每年遞減，最后兩年穩定在20%左右，碳排放增量為70萬～80萬噸之間，其中比較突出的是2003和2006年，逐年貢獻度分別達到－70．1%和－51．44%且是唯一能源消費強度產生負影響的兩年，也是這兩年中對碳排放量增長起主要抑制作用的因素，這是因為這兩年的碳排放強度是陜西省2001～2011年間的最低水平，由此可見碳排放強度下降對碳排放量增長有較強的抑制作用，應該深入分析陜西省2003年和2006年碳排放強度下降的原因并加以利用從而抑制不斷增加的碳排放。本文的不足之處:(1)本文在測算能源消費碳排放量時，選取的能源品種雖然有代表性但是卻未涵蓋所有的能源品種，因此計算的碳排放量可能比實際的碳排放量偏低。(2)利用人口、人均GDP、產業結構、能源消費結構、能源消費強度作為分解碳排放的因素還不夠細化，未來應該以此為基礎更加深入分析，尋求更多具有代表性的因素并引入模型中，將碳排放分解為更小的部分，以期更有利于科學合理地實施碳減排工作以實現經濟發展與環境保護的雙贏。

作者：韓紅珠王小輝馬高單位：陜西師范大學旅游與環境學院西安歐亞學院管理學院

第二篇

一、文獻回顧

近些年，國內外學者關于中國碳排放量的研究使用LMDI法已有相當程度的進展。國外學者較早使用LMDI法展開對中國碳排放影響因素的研究，Ang(2004)使用LMDI法對中國各工業的能源排放二氧化碳量進行了分解研究。［1］Wang等(2005)采用LMDI法對中國1957～2000年間的碳排放量進行了分解研究，分析了能源結構、人口、能源強度、經濟增長對碳排放的影響。［2］國內對碳排放的研究集中在對中國整體角度的碳排放分解和進行區域化碳排放研究兩個方面。徐國泉等(2006)使用LMDI法建立了中國人均碳排放的因素分解模型，定量給出了1995～2004年間經濟發展、能源效率、能源結構這3個因素的變化對中國碳排放的影響。［3］宋德勇和盧忠寶(2009)采用“雙階段”的LMDI法，對減少碳排放關鍵因素分解和能源消費碳排放的影響因素進行了相關研究。［4］朱勤等(2009)使用Kaya模型和LMDI法，把我國能源碳排放分解成人均GDP因素、人口、能源消費結構、產業比例結構、能源消費強度因素。［5］上述研究都分析了我國碳排放的影響因素及其作用原理，同時在碳排放影響因素上得出了比較相似的結論，都認為人均經濟規模是增加碳排放的最主要因素，能源消費強度是抑制碳排放增長主要的因素。對不同區域的碳排放使用LMDI分解法進行研究的學者也有相關成果，如趙欣、龍如銀(2010)對江蘇省的碳排放現狀及因素的分解研究，［6］宋杰鯤(2012)對山東省能源消費碳排放因素分解的研究，［7］張偉等(2013)對陜西能源消費碳排放因素的研究。［8］上述文獻對相關區域碳排放影響因素和作用強度進行了較深入研究，對合理制定該區域節能減排政策有現實意義。綜上所述，盡管國內外對于碳排放量影響因素的分析研究較多，并且對模型、方法的應用都比較完善和成熟，但已有的文獻對陜西省碳排放影響因素的分解研究還較少，更沒有在絲綢之路經濟帶背景下解釋如何在快速經濟增長下有效抑制碳排放量的增長這一區域熱點問題?；谝陨峡紤]，本文對陜西省2002～2012年間的碳排放總量進行測算后運用LMDI分解法對陜西省7種主要能源消費所產生的碳排放量的變動因素做了定量分解研究，以利于陜西省科學地制定能源發展政策，以期達到經濟發展和節能減排相互協調。

二、陜西省碳排放總量分析

由于我國目前尚未直接公布各省份的CO2排放數據，因此需通過相對應的核算方法估算。對于碳排放量的測算，本文采用能源消費量數據，考慮到能源消費主要集中在煤炭、石油、天然氣等7種能源上，因此本文碳排放量的測算主要依據這些能源消費量的相關數據。陜西省碳排放總量測算方法:(1)1千克標準煤的熱值大約為29271.2千焦，可將各種能源按照折標準煤系數折合出的數值換為凈發熱量。(2)使用《2006IPCC國家溫室氣體清單指南》里所標注出的類別，根據這7種主要能源的凈發熱量值，確定這幾種能源的碳含量。(3)把1兆焦熱值通過換算可變成34.163千克的標準煤，使用計算出的碳含量去除34.163便可得7種主要能源碳排放的系數。由于產生碳排放的是三次產業的終端能源(扣除由于加工轉化二次能源)消費量，可不考慮生活能源所產生的排放量。由于電力并不是一次能源，不再計算這7種能源終端消費部門電力的碳排放。表2中的能源消費總量由《陜西統計年鑒》中所列舉的7種主要能源種類的消費量按各產業數據折合為標準煤加總而得;碳排放數據由各產業使用不同種類能源乘以其對應的碳排放折合系數匯總而得?？傻贸鲆韵陆Y論，近十年來陜西省能源消費量和碳排放量均逐年增加，能源消費量從2002年的1472.40萬噸上升到2012年的3640.66萬噸;碳排放量由2002年的1181.77萬噸上升到2012年的3200.43萬噸。其中能源消費與碳排放總量中第二產業占有絕對比重，其次為第三產業，最后為第一產業，這與陜西省實際經濟運行狀況完全相符。

三、陜西省能源消費碳排放因素分解

運用LMDI法展開對陜西省7種主要能源碳排放的因素分解研究，根據能源碳排放等式:定義能源消費的碳排放增長量為綜合效應，表示為ΔY。依據LMDI模型，綜合效應可由以下6個方面構成，即人口效應ΔYA、人均GDP效應ΔYa、產業結構效應ΔYb、能源消費強度效應ΔYc、能源消費結構效應ΔYd、碳排放系數效應ΔYβ。由于主要能源碳排放系數基本不會發生變化，因此碳排放系數效應ΔYβ=0，不再列入公式。假若把t－1期換成2002年(基準年度)，或者將第t期之前的逐年效應累計則可以算出各因素每年的累積效應。運用上述LMDI模型，以2002年作為基期對陜西2003～2012年7種主要能源消費碳排放量進行分解，表3和表4分別表示歷年人口、人均GDP、產業結構、能源消費強度、能源消費結構的累積與逐年效應。以2002年為基期，2012年陜西能源消費強度的累積效應是負值，人口、人均GDP、產業結構、能源消費結構這4個因素的累積效應是正值。由以上數值結果可得出，在累積效應這一維度中，能源消費強度變動對碳排放量增加有很大的負向作用，即對碳排放量增加有抑制作用;而人口、人均GDP、產業結構、能源消費結構這4個因素的變化則對陜西省主要能源消費的碳排放量的增加起到正向影響的作用，即增加了碳排放量。使用累計貢獻百分比這一維度進行觀察，人均GDP產生的累積效應最大，對碳排放累計增量的貢獻達到195.56%;人口、產業結構、能源消費結構和能源消費強度等因素的累積效應很小，對碳排放累計增量分別有2.59%、12.16%、47.55%、－157.88%的貢獻。以逐年效應來看，人口因素恒為正但數值較小，同時人口效應貢獻度也小，這反映了人口增長這一因素所帶來的對碳排放量的增加影響比較微弱。而人均GDP的逐年效應一直為正值，并且貢獻度在這些因素中也最大，這說明人均GDP的增加是碳排放量增加的最主要的拉動因素。產業結構逐年效應的變化趨勢呈現上下起伏的水平波動，2003年為53.059，2004～2009年逐漸減少，但自2005年開始產業結構逐年效應明顯下降，2009年變為負值，2009～2012年的趨勢大致為先上升然后下降。這說明2003～2012年主要能源消費的碳排放量的變化同陜西工業在GDP整體中比例的變化趨勢比較切合。陜西2002～2012年產業結構變化見圖3，可看出，2002～2008年第二產業占GDP比例處于上升階段，2009年有微弱下降，2009～2012年后緩慢增長。同時可見，第二產業在GDP中占比的下降相對碳排放的增長有顯著的抑制作用。這說明陜西產業結構有待進一步優化，關中地區要加大淘汰落后產能和節能減排力度，陜北地區要推進能源化工向高端化升級，陜南地區要做好新能源的開發利用，以便提高產業結構優化對碳排放的抑制性貢獻。能源消費強度逐年效應除2009年外剩余年份全為負值，且絕對值呈現逐年遞增的情況，表明了能源消費強度在2003～2012年間逐年降低且抑制了主要能源碳排放總量的增長。但能源消費強度帶來總量的下降值遠沒有抵消其余因素帶來的增加值，這說明如何提高能源利用率仍然是制約陜西省在建設絲綢之路經濟帶、建設能源經濟走廊這一歷史機遇下能否取得突出成績的主要問題之一。能源消費結構的逐年效應波動較大，2003～2006年逐年增加，2007～2009年為負數，2010～2012年緩慢增加。這樣的變動趨勢同原煤這一高碳能源(此種能源的碳排放系數遠遠高于另外6種能源的碳排放系數)在陜西三大產業終端能源消費總量中所占比例的變化趨勢基本相同。圖4為原煤占陜西三大產業終端各能源消費量比重的變化，能源消費結構效應是負值的這三年其原煤消費量比重都比之前一年的消費量下降。由此可得出，減少高碳能源的消費比重對抑制碳排放總量增加有著不可或缺的作用。

四、結論與建議

本文在《2006年IPCC國家溫室氣體排放清單指南》的基礎上計算出7種主要能源的碳排放系數，并由此計算了陜西省2003～2012年能源消費碳排放量，得出陜西省近十年來碳排放總量為逐年增加的趨勢。運用LMDI法把陜西省7種主要能源消費碳排放量變動分成人口因素、人均GDP因素、產業結構因素、能源消費強度因素、能源消費結構因素等五大類效應，建立累積效應與逐年效應的公式，并使用這一公式對陜西省近十年的碳排放量的增加進行了分解，給出以下結論與建議。第一，陜西省碳排放增加最大的影響因素是人均GDP，這同陜西省GDP一直維持高速增長特別是近五年平均14.9%以上速度增長不無關系。因此，要降低這一因素影響，采取調結構、轉方式的低碳經濟模式刻不容緩，以期達到減緩碳排放的高增長這一趨勢，使環境和經濟能夠協調發展。第二，人口因素對碳排放量增加有微弱的正向作用，這同陜西省人口數量增長較緩慢有關。今后陜西省應在總數上加強對人口的控制，以期達到提高人口素質、降低人口過多對碳排放增加的影響。第三，近十年來陜西能源消費強度對碳排放增加具有較強的抑制作用，這同陜西省加大淘汰落后產能和節能減排工作力度，特別是2011年以來為努力完成“十二五”規劃所確定的目標任務，建設能源強省，大力推進新能源建設，依靠能源科技進步與創新(如煤質烯烴二代技術的升級和煤制芳烴、煤油混合技術取得重大突破等)的努力不無關系。今后陜西省應該繼續提高能源利用率，特別是全面啟動“氣化陜西”二期工程，完善新能源產業規劃，提高主要能源的利用率。第四，在陜西省碳排放量的變動中能源消費結構效應具有較為明顯的作用。近年來隨著陜西省控制能源消費和優化能源消費結構工作的深入開展，以及“氣化陜西”戰略的進一步實施，能源消費結構逐步優化，因而對碳排放增量的作用逐漸減弱，反映出陜西省應加快能源消費結構的全面優化，突出抓好“治污降霾”、“氣化陜西”等能源民生工程，進一步加大開發利用資源豐富的太陽能、風能等新能源，實現能源消費結構的持續優化。

作者：趙選民卞騰銳單位：西安石油大學經濟管理學院