您的当前位置:首页正文

河南省碳排放因素分解及关联分析

来源:画鸵萌宠网
第45卷 第5期 2011正 河南农业大学学报 Journal of Henan Agricultural University Vo1.45 NO.5 0ct. 2O11 1O月 文章编号:1000—2340(2011)05—0605一O6 河南省碳排放因素分解及关联分析 李炎丽,梁 浩,梁保松 (河南农业大学信息与管理科学学院,河南郑州450002) 摘要:依照IPCC的碳排放计算方法,对河南省1995--2009年的碳排放量、碳排放强度、人均碳排放量及3个产 业的碳排放量、碳排放强度进行测算,分析了河南省历年碳排放总量和3个产业终端能源消费碳排放量的变化 情况,得出了河南省终端能源利用碳排放量的增长与碳排放强度的降低均主要在第2产业.采用灰色关联度分 析方法,定量分析了经济发展水平、能源效率、能源结构和产业特征4个因素对河南省碳排放的影响程度.结果 表明,4个因素对河南省碳排放的的影响程度依次是产业特征、能源效率、能源结构和经济发展水平.最后提出 了相应的减排建议. 关键词:碳排放;能源;灰色关联度 中图分类号:X24 文献标志码:A Factor decomposition and correlation analysis on the carbon emissions in Henan Province LI ran—li,LIANG Hao,LIANG Bao—song (College of Information and Management Science,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China) Abstract:Based on the IPCC calculation of carbon emissions formula,this paper analyzes the carbon emissions,carbon emission intensity,per capita carbon emissions both in three industries and the whole province in Henan from 1995 to 2009,and draws the conclusion that the carbon emissions growth of terminal energy and the carbon emission intensity reduce are mainly related to the second in- dustry.The gray correlation analysis is adopted to analyze the influence of economic growth,energy ef- iciency,energy structure,industrialf characters on carbon emissions change in Henan.The results show that the influence of the four factors on the carbon emissions in Henan is ordina1:industrial char- acters,energy efficiency,energy structure and economic development.In the end,the suggestions of pollution reduction are put forward. Key words:carbon emissions;energy;grey correlative degree 气候变暖已严重威胁到人类的生存与发展,生 为一个发展中的、负责任的大国,也对碳减排做出 了积极的承诺.哥本哈根会议上,中国政府承诺到 2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放量比 2005年下降40%一50%.碳排放及其影响因素的 分解研究一直是碳排放领域研究的热点,研究理论 日渐完善,研究方法日趋成熟,研究内容也更加广 态环境的恶化也给人类社会的发展敲响了警钟.在 全球气候变暖的背景下,以低能耗、低污染、低排放 为基础的低碳经济日益受到各国的关注.发展低碳 技术、转变经济发展模式的低碳发展道路将成为人 类应对气候变化的最根本、最现实的选择.中国作 收稿日期:2011—04—20 基金项目:河南省自然科学研究项目(2011A790013) 作者简介:李炎丽,1986年生,女,河南巩义人,硕士研究生,主要从事管理系统与工程研究 通讯作者:梁保松,1955年生,男,河南鄢陵人,教授,硕士生导师. 河南农业大学学报 第45卷 泛.在宏观层面上,徐国泉等…采用对数平均权重 Divisia分解法分析了能源结构、能源效率和经济发 水排放总量333 980万t,化学需氧量(COD)排放 量626 228 t,氨氮排放量75 241 t.全省能耗总量近 展等因素的变化对中国人均碳排放的影响;王中英 等 采用相关分析方法探讨了中国国内生产总值 的增长与碳排放量的关系;胡初枝等 基于EKC 模型,采用平均分配余量的方法探究了经济规模、 产业结构和碳排放强度对碳排放的贡献.在区域层 1.98亿t标准煤,其中煤炭消费比重达到88.2%. 1.2河南省碳排放测算 碳排放包括人工排放和自然排放.本研究仅对 煤、石油、天然气能源消费产生的碳排放进行测算. 根据IPCC碳排放计算指南,按文献[8]的研究成 果,能源消费碳排放量计算公式为 3 面上,赵欣等 采用LMD1分解法分析了江苏省经 济规模、产业结构、技术进步与能耗结构4个因素 对其碳排放增量的影响;帅通等 采用IPCC提出 的碳排放计算方法探讨了上海市产业结构和能源 结构对其碳排放量的影响.本研究以IPCC。。 (In. terg0vernmental Panel on Climate Change)碳排放计 A=∑ ×c i=1 (1) 式中:A为碳排放量,以万t碳衡量;B 为能源i的 消费量,按万t标准煤计算;C 为能源i碳排放系 数;i为能源种类.数据来自2010年《河南统计年 算指南和灰色关联度分析方法为基础,利用河南省 1995--2009年的数据,分析了河南省的碳排放现 鉴》和1995--2010年《中国能源统计年鉴》中的河 南能源平衡表,并以各类能源对标准煤的参考系数 进行处理(表1).根据文献[9,10],收集有关能源 消耗的碳排放系数(表2),最终取其平均值作为各 能源消耗碳排放系数. 襄1 各种能源折标准煤参考系数 Table 1 Reference coeficient of converting fdiferent energy into standard coal 状,探究了经济发展水平、能源效率、能源结构和产 业特征4个因素对河南省碳排放的影响与关联度, 并提出了相关减排建议. 1 河南省碳排放现状与碳排放测算 1.1河南省碳排放现状 河南是名副其实的碳排放大省,2010年《河南 能源品种 Energy types 折标准煤参考系数Coefficient of converting different energy into standard coal O l 1 统计年鉴》¨ 数据显示,2009年,全省sO 排放量 135.50万t,烟尘排放量59.70万t,工业粉尘排放 量24.91万t,工业固体废物生产量10 786万t,废 原煤Coal 原油Crude 4 8 O 天然气Natural gas 3 6 O 表2各类能源的碳排放系数 Table 2 Carbon emission coeficifent of diferent energy 注:碳排放系数是每单位经济产出所排出的二氧化碳数量. Note:Carbon emission coefficient is carbon emissions for each unit of economic output 根据公式(1),利用河南省1995--2009年的 能源消费数据,得河南省的碳排放量、碳排放强度 (单位GDP碳排放量)和人均碳排放量(表3),以 及3个产业的碳排放量和碳排放强度(表4).其 中,第1产业的能源消费主要包括农、林、牧、渔、水 算.能源消费量是指《中国能源统计年鉴》中的终 端能源消费量. 1.3结果与分析 由表3看出,河南省的碳排放量由1995年的 4 551.41万t增长到2009年的13 815.96万t,年 利;第2产业的能源消费主要包括工业和建筑业; 第3产业的能源消费主要包括交通运输、仓储、邮 政业、批发、零售业和住宿、餐饮业,生活消费和其 他.3个产业的碳排放量依据其能源消费量进行测 平均增长8.4l%.碳排放增加是由于能源消费增 多所致,将碳排放量与能源消费量对比发现,碳排 放量与能源消费量增长趋势相同(图1).尤其是 2003以来,能源消费碳排放量显著增长,能源消费 第5期 李炎丽等:河南省碳排放因素分解及关联分析 607 表3河南省1995m2009年碳排放量、碳排放强度和人均碳排放量 Table 3 Carbon emissions,carbon emission intensity and per capita carbon emissions of Henan Province in 1995--2009 0‘= § 专 辇{ 谨 [0 x/唧敲涎 lIoI】a_【葛I1 Ilou II l99l5 1996 1997 1998 199l92OOO200l 20022003200420o5 200620072008 2009 年份Year 图1 河南省1995--2009年碳排放量和能源消费量 Fig.1 Carbon emissions and energy consumption of Henan Province in 1995--2009 表4 河南省1995--2009年3个产业碳排放量和碳排放强度 Table 4 Carbon emissions and carbon emission intensity in three industries of Henan Province in 1995--2009 608 河南农业大学 学报 第45卷 量增幅显著,2003年河南省能源消费量(以标准煤 计)为10 595万t,2009年增长到19 751万t.碳排 放强度反映其在经济发展的同时对减缓气候变化 的贡献.河南省1995--2009年的碳排放强度持续 下降,1995年碳排放强度为1.523 t・万元~,2009 年下降到0.709 t・万元~.与碳排放强度表现特 征相反,人均碳排放量以7.71%的年增长率持续 增长,1995年河南省人均碳排放量为0.50 t・ 人~,2009年增至1.39 t・人~.总体来看,河南 省碳排放量增幅较大,人均碳排放量与碳排放强度 需要进一步降低. 由表4看出,河南省1995--2009年3个产业 终端能源利用的碳变化中,与1995年相比,2009 年河南省第1产业碳排放增长42.91%,第2产业 碳排放增长211.15%,第3产业碳排放增长 35.44%,第2产业增长最快.2003年以来,第2产 业碳排放量迅速增加,而且第2产业的碳排放量远 大于第1产业和第3产业.河南省能源消耗以煤炭 为主,同时煤炭的碳排放系数较大,河南省终端能 源利用的碳排放主要在第2产业,2009年河南省 第2产业碳排放量为4 582.33万t,占3大产业碳 排放总量的79.88%. 从碳排放强度来看,河南省3个产业的碳排放 强度都呈下降趋势,这与技术进步、能源效率的提 高有很大的关系.与1995年相比,2009年河南省 第1产业碳排放强度下降60.62%,第2产业碳排 放强度下降60.58%,第3产业碳排放强度下降 80.27%,第3产业的下降幅度最大.从整体来看, 第2产业的碳排放强度明显高于第1产业和第3 产业,2009年第2产业的碳排放强度为0.42 t・万 元~,第1产业和第3产业的碳排放强度分别仅为 0.05 t・万元 和0.18 t・万元~.由此说明,河南 省终端能源碳排放强度的降低主要在第2产业. 2 河南省碳排放影响因素的灰色关联度 分析 2.1灰色关联度分析步骤 灰色关联分析是分析灰色系统中各因素间关 联程度的一种量化方法 ,碳排放受社会、经济、 自然、生态、技术等多方面的影响,是一个随机变化 的灰色量,非常适合灰色关联分析。其步骤如下: (1)选择参考序列和比较序列 (k)={ (1), (2),…, (n)} (2) (k)={ (1), (2),…, (n)} (3) 式(2)为参考序列;式(3)为比较序列;k为观测值 数,k=1,2,…,/7,;i为比较序列个数,i=1,2,…,m. (2)指标值规范化处理 ㈤= (4) 规范后的数列 (k)作为参考序列, :(k)作为比 较序列. (3)计算关联系数 m inmin ( )一 ( )I m ax叶ax ( )一 ( )l …、・ , —一r 可 (5) 式中: (k)为关联系数( 1,2,…,m;k=1,2,…, n); 为分辨系数, ∈(0,1),一般取 =0.5. (4)计算关联度 y =÷∑ (f 考f L )  (6)0  按照计算出的关联度大小排列关联序,关联度 越大,说明比较序列对参考序列的影响越大. 2.2数据描述及关联度分析 2.2.1 数据描述 以已测算的河南省1995— 2009年碳排放总量为基础数据,选取河南省 1995--2009年的人口、经济、能源数据,用人均 GDP度量经济发展水平,用单位GDP能耗表示能 源效率,用第2产业产值占总产值的比重表示产业 特征¨ ,用煤炭消费在一次能源消费中的比例表 示能源结构,分析河南省碳排放受经济发展水平、 能源效率、能源结构和产业特征4个因素的影响 程度. 以河南省1995--2009年碳排放量为参考序 列,河南省1995--2009年人均GDP、单位GDP能 耗、能源结构和产业特征作为比较序列,按照公式 (6)计算,河南省碳排放与人均GDP的关联度为 0.603 9,与单位GDP能耗的关联度为0.895 9,与 能源结构的关联度为0.833 5,与产业特征的关联 度为0.905 9. 2.2.2碳排放关联分析碳排放与产业特征的关 联度(0.905 9)最大,这说明产业特征对河南省碳 排放影响最大.河南省作为一个传统农业大省和新 兴工业大省,其低效农业和低效工业都对河南省碳 排放的增量有重大贡献.河南省1995--2009年第 2产业的产值占总产值的比重持续增长,始终保持 在50%左右,尤其自2005年以来,河南省第2产 业的产值占总产值的比重增至50%以上,2009年 河南省第2产业的比重已达到56.52%,而第3产 业的比重始终在30%左右.2009年河南省第3产 业的比重仅为29.26%,说明河南省未来调整产业 第5期 李炎丽等:河南省碳排放因素分解及关联分析 结构任重道远. 碳排放与能源效率的关联度(0.895 9)也很 大,这说明河南省能源利用效率不高.从能源强度 来看,产业不同能源强度也不同,耗能低的产业能 源强度低.在同行业中,技术水平低的能源强度高. 河南省1995--2009年单位GDP能耗逐年降低, 2009降到1.01 t・万元~,但从整体来看,河南省 能源利用效率的降低力度不够,有待进一步提高, 尤其要着重从第2产业的能耗利用强度人手,降低 重工业的比重.同时,在固定资产投资方面,需要进 一步降低化工产业、设备制造业、金属冶炼业等高 碳排放行业的投资份额. 碳排放与能源结构的关联度(0.833 5)也很 大,这说明河南省的能源结构亟待调整和优化.在 一定程度上,一个国家或地区的碳排放量高低主要 取决于其能源结构,能源结构合理,高排放的能源 所占比例低,则碳排放量就小.河南省是一个典型 的能源生产大省和能源消费大省,且能源结构中以 高碳能源为主,煤炭仍旧占主导地位,1995--2009 年煤炭消费比重均在86.5%以上.河南省应大力 发展新能源,特别是太阳能、地热能、风能等清洁能 源,加强引进和吸收先进的节能技术. 碳排放与经济发展水平的关联度(0.603 9)较 大,这说明经济发展水平也是影响碳排放增长的一 个重要因素.人均GDP的高低反映经济发展水平, 经济的快速发展刺激能源消费,导致碳排放逐年增 加.一般来说,根据库兹涅茨曲线,环境压力与经济 增长之间呈倒“u”型曲线关系(EKE曲线).在经 济发展初期,环境会伴随着经济的增长而不断恶 化,经济发展到一定阶段,环境恶化会得到遏止,并 随着经济的进一步发展而好转.按照河南省目前的 经济增长情况,河南省碳排放量将随经济增长而增 加,其中尤以工业增长碳排放最为显著. 3结论与对策 3.1 结论 + 1)河南省1995--2009年能源利用碳排放总量 持续增长,并与能源消费量增长趋势相同,2009年 碳排放总量达到13 815.96万t.同时,碳排放强度 持续下降,2009年碳排放强度降到0.71 t・ 万元~. 2)河南省终端能源利用碳排放量的增长与碳 排放强度的降低均主要在第2产业.河南省第2产 业的比重较大,形成“2>3>1”顺序的产业结 构,表明河南省减排压力仍然很大. 3)采用灰色关联度分析方法,定量分析了经 济发展水平、能源效率、能源结构和产业特征4个 因素对碳排放的影响程度.研究显示,4个因素对 河南省碳排放的影响程度依次是产业特征、能源效 率、能源结构和经济发展水平. 3.2对策与建议 1)优化产业结构.一方面,减少产业部门对能 源的依赖程度,限制和淘汰高碳产业,发展新兴产 业.尤其在工业领域,通过结构性调整减少能源消 耗,加大科技创新的力度,大力发展能耗低的机械、 电子、汽车等现代装备制造业和高新技术产业.同 时,加大产业结构调控力度,使低碳排放产业如服 务类产业在在国民经济中发挥更大的作用.此外, 适当运用政策引导,鼓励并扶持绿色产业开发,制 定高碳产业等税收政策,发展现代服务业,继续增 加第3产业的比重. 2)提高能源利用效率.减少单位GDP能耗是 减少碳排放量的重要选择.一方面,大力发展高新 节能技术,吸收国内外先进的能源利用和碳减排技 术,建立技术研发平台,提高能源利用效率的技术 创新步伐,加速现有技术成果的转化和应用,尤其 是在高耗能的产业和产品上面,应增加科研投入, 创造低能耗的技术和产品.同时,深入开展清洁发 展机制(CDM)以及碳捕捉和碳封存技术能力建 设.此外,还应积极建立促进能源高效利用的引导 和激励机制,制定节能的相关制度、政策,不断完善 节能减排的评价、管理体制. 3)调整能源结构.改善能源生产和消费结构, 碳排放将得到极大的缓解.一方面,改变以煤炭为 主的能源结构,降低煤类能源所占比重,增加石油、 天然气、水电、核电所占比重,尤其是热、电能源的 比重,将对碳减排起很大贡献.同时,大力发展风 能、太阳能、水电、生物质能等清洁能源,提高可再 生资源的比例.在增加能源总量的同时,更注重能 源的品质,这不仅有助于减少碳排放量,而且有助 于能源的长期供应和能源安全. 参考文献 [1] 徐国泉,刘则渊,姜照华.中国碳排放的因素分解模 型及实证分析[J].中国人口・资源与环境,2006,16 (6):158—161. [2] 王中英,王礼茂.中国经济增长对碳排放的影响分析 [J].安全与环境学报,2006,6(5):88—91. [3] 胡初枝,黄贤金,钟太洋,等.中国碳排放特征及其动 态演进分析[J].中国人口・资源与环境,2006,16 (3):38—41. rL rl rL rl rl 4 5 1j6 ]J 7 8 610 1J 河1j南 农1J 业大学学报 第45卷 赵欣,龙如银.江苏省碳排放现状及因素分解实证分 历史特征及趋势预测[J].地域研究与开发,2010,29 (6):69—74. 析[J].中国人口・资源与环境,2010,20(7):25—30. 帅 通,袁雯.上海市产业结构和能源结构的变动 [9] 谭丹,黄贤金.我国东、中、西部地区经济发展与碳 对碳排放的影响及应对策略[J].长江流域资源与环 境,2009,18(1O):885—889. IPCC.2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas 排放的关联分析及比较[J].中国人口・资源与环 境,2008,18(3):54—57. [10]汪刚,冯霄.基于能量集成的CO:减排量的确定 inventions:volume II[EB/OL].(2008一O7—20) [2009—11—08].Japan:the institute for global envi— ronmental strategies,http://www.ipcc.ch/ipecreports/ [J].化工进展,2006,25(12):1467—1470. [11]刘思峰,郭天榜,党耀国,等.灰色系统理论及其应用 [M].北京:科学出版社,1999. Methodology—reports.htm. 河南省统计局.河南统计年鉴[M].北京:中国统计 出版社,2010. 王铮,翟石艳,马晓哲.河南省能源消费碳排放的 [12]邹秀萍,陈劭锋,宁淼,等.中国省级区域碳排放影 响因素的实证分析[J].生态经济,2009(3):34—37. (责任编辑:梁保松) 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Top