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能源消费下的碳排放论文2篇
能源消费下的碳排放论文2篇 第一篇 1陕西省能源利用现状 陕西省是能源大省，其能源消费主要为煤炭、石油、天然气以及水电。据 《陕西统计年鉴》，煤炭、石油、天然气、电力分别占能源消费总量的71．3%、 23．3%、3．1%、2．3%。2011年的能源消费总量为10128．41万吨标准煤(当量 值)，其中，煤炭、石油、天然气、电力分别占能源消费总量的74．66%、16． 06%、8．21%、1．07%。陕西省2000～2011年能源消费总量保持年均13．09% 的增长之势。因陕西省煤炭资源丰富，煤炭储量居全国第四，2000～2011年间煤 炭占陕西省能源消费的比例一直保持在70%左右，石油消费比例略有下降，天然 气的消费比例有所上升，电力消费比例一直在1%～3%之间。可见，目前乃至今 后的很长时间里煤炭仍将是陕西省能源消费的主体，由煤炭消费带来的碳排放量 增加的局势在短期内亦不会改变。因此，将能源消费的碳排放进行因素分解研究 对减少陕西省碳排放有至关重要的作用。2研究方法 2．1基于扩展的Kaya恒等式 Kaya恒等式由日本教授YoichiKaya于IPCC的一次研讨会上首次提出， Kaya恒等式建立起经济、政策和人口等因素与人类活动产生CO2之间的联系［1］。
该恒等式结构简单，易于操作，但因其考察的变量数目有限，所能得到的研究结 果基本仅限于CO2排放与能源、经济及人口在宏观上的量化关系［1］。因此本 文借鉴了朱勤等［1］的扩展恒等式，其恒等式将能够代表产业结构、能源消费 结构及能源效率的变量引入Kaya恒等式对其进行了扩展，扩展后的恒等式能更全 面地分析碳排放的影响因素。
2．2LMDI因素分解法 对数平均迪氏分解(LogarithmicMeanDivisiaIndex，LMDI)因素分解法分为 “乘法分解”和“加法分解”两种。因为两种分解方法最终表达的意思一致，所以本 文选用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与第T期CT之间的能源消费碳排放量之差，也就是基期与T期间的能源消费碳排放量增量。△Cp、△Cf、 △Ce、△Cm、△Cn、△Cg分别表示能源消费碳排放中的人口效应、碳排放系数效 应、能源消费结构效应、能源消费强度效应、产业结构效应和人均GDP效应。由 于各能源碳排放系数基本保持不变，因此碳排放系数效应△Cf=0［2］。
3数据来源与处理 碳排放主要产生于三大产业的能源消费，因此本文着重计算农业、工业和 建筑业、交通运输业、仓储及邮电通讯业、批发和零售贸易业以及餐饮业的能源 消费产生的碳排放，不考虑生活消费等的碳排放。能源消费数据来源于《中国能 源统计年鉴》中陕西省能源平衡表中的终端能源消费量(除去用于加工转换二次 能源消费量和损失量以后的能源数量);人口、GDP、产业结构数据来源于《陕西 省统计年鉴》，其中GDP以2000年的不变价格计算。最后汇总各方数据并整理计 算得到能源消费强度和能源消费结构数据。
3．1陕西省终端能源消费碳排放量 陕西省碳排放量计算根据IPCC碳排放计算指南和《2011年省级温室气体 清单编制指南》，结合本文的研究内容采用以下公式计 算:Ctot=∑3i=1∑10j=1Eijrijfij(10)式中:Ctot表示碳排放总量，Eij表示第i产业第j种 能源的消费量，rij表示第i产业第j种能源的标准煤折算系数，fij表示第i种产业第j 种能源的碳排放系数。根据陕西省能源消费特征，选取化石能源为主的能源品种 进行分析，各种能源的碳排放系数及标准煤折算系数见表1。其中标准煤折算系 数来源于《中国能源统计年鉴》，碳排放系数采用IPCC碳排放计算指南缺省值。
经整理计算得到陕西省2000～2011各年间的终端能源消费总量和能源消费产生 的碳排放量(表2)、各能源消费量比例(表3)及各能源消费碳排放量比例。
3．2陕西省碳排放LMDI分解 本文以2000年为基期，运用上述LMDI因素分解模型对陕西省2000～2011 年的碳排放量进行因素分解，得到历年人口、人均GDP、产业结构、能源消费结 构、能源消费强度对陕西省碳排放的逐年效应(表5)及累积效应(表6)，同时计算 得到各因素的逐年贡献度(图1)和累积贡献度(图2)。
4结果与分析 4．1陕西省2000～2011年能源消费及其碳排放陕西省2000～2011年间的终端能源消费总量和碳排放总量整体呈增长趋 势(见表2)。其中，原煤占陕西省能源消费比例最高，其次是焦炭，这两种能源 的年均消费比例之和在75%以上;其他各项能源消耗随年份不同消费比例排名有 所变化(见表3)。2000～2011年能源消费比例之和由大到小排序为:原煤＞焦炭＞ 柴油＞洗精煤＞汽油＞燃料油＞原油＞煤油＞天然气＞液化石油气。其中，原油、 柴油、天然气的消费呈现增长趋势;洗精煤、汽油、煤油、燃料油的消费比例呈 现下降趋势。原煤在各年中的消费比例均达到了55%以上，2006年消费比例最高， 为74．1%，消费呈现先增长后降低的趋势。洗精煤的消耗比例从2000年开始逐 步上升至2005年达到最高消费比例12．7%后开始下降，2008年以后消费比例开 始稳定在1．0%～1．3%。焦炭的年均消费比例为12．1%，是除原煤外的第二大 能源消耗种类。原油的消费比例在2000～2007年间平均为0．4%，2007年以后有 所上升，2008～2011年平均消费比例达到2．3%。汽油的最大消费比例出现在2000 年为8．4%，最小消费比例为2008年的2．6%，2009～2011年消费比例稳定在4% 左右。煤油的消费比例出现两个不同的阶段，2000～2006年年均消费比例为1． 6%，2007～2011年均消费比例仅为0．2%，后5年比前6年的消费比例下降了1． 4个百分点。柴油消费比例同样呈现两个阶段，2000～2007年年均消费比例为8． 1%，2008～2011年年均消费比例为12．2%。燃料油在2000～2004年有明显的消 耗，2005年以后消费量趋于0。液化石油气消费是陕西省2000～2011年间消费量 最少的能源品种。天然气作为清洁能源，消费比例逐年上升，最后稳定在1%左 右。各能源消耗产生的碳排放情况见表4:原煤因在消费量上占绝对优势，带来的 碳排放量最高，其次是焦炭;2000～2011年各能源消费碳排放比例之和由大到小 排序为:原煤＞焦炭＞柴油＞天然气＞汽油＞洗精煤＞燃料油＞煤油＞原油＞液 化石油气。总体来说某种能源消费量越大，碳排放量相应越大，但也存在能源消 费量与碳排放量排名不一致的情况，如天然气、洗精煤等，这可能是在计算能源 消费碳排放时受到标准煤折算系数和碳排放系数的影响。
4．2陕西省2000～2011年碳排放的LMDI分解 从表5看出，人口效应除2010年为负值外，其余都为正值，整体绝对值偏 低且稳定，出现负值的原因是陕西省的人口自2000年以来一直上升但到2010年人 口自然增长率却比上年下降0．28个千分点，人口减少37万人，因此2010年碳排 放的人口效应有所下降;就整体而言，人口变化对碳排放量增长有微弱的拉动作 用。人均GDP的效应全部为正值且绝对值逐年增大。产业结构对碳排放逐年的影 响主要分为两个阶段，一是2007年以前逐年效应多数为正值，产业结构效应表现为拉动碳排放量增长;二是2007年及以后全为负值，产业结构效应对碳排放量的 作用由拉动转变为抑制。能源消费结构逐年效应波动明显，2001、2003、2005、 2006、2009年为正值，其余年份为负值;能源消费强度逐年效应总体趋势是每年 递减。从表6可看出，以2000年为基期，到2011年陕西省的碳排放量增加了2485． 2058万吨。人口、人均GDP、能源消费结构、能源消费强度对碳排放量增加产生 正影响，产业结构产生负影响，对陕西省2000～2011年间的碳排放累积效应分别 为32．3080、1431．5930、19．9395、1104．8812和－103．516万吨。可见，人 均GDP是产生碳排放的最大因素，其次是能源消费强度、人口和能源消费结构;
产业结构是唯一有抑制碳排放量增长效应的因素。从图1可以看出，人口效应对 碳排放的逐年贡献度都比较低;人均GDP的贡献度前两年并不明显，2003年以后 逐渐增大;产业结构的逐年贡献度也普遍较低，较为明显的是2009年的贡献度为 －21．8%，是产业结构逐年效应绝对值最大的年份，究其原因是相比上年在这 一年第二产业GDP比例有所下降，第三产业GDP比例有所增加，而第二产业的主 要代表行业工业一直是能源利用产生碳排放的大部门，因此第二产业GDP比例波 动对碳排放量有较明显的影响;能源消费结构的逐年贡献度有明显的波动;能源消 费强度效应的逐年贡献度变化明显，前两年的贡献度都达到80%以上，之后虽有 所下降，但绝对值普遍偏大，最后稳定在20%水平。从各因素的累积贡献度(图 2)可以看出，人均GDP的累积贡献度高达53．17%，占整个碳排放增量的1/2以上;
其次分别为能源消费强度41．04%，产业结构－3．85%，人口效应1．2%和能源 消费结构0．74%。其中人均GDP增长和能源消费强度的累积贡献度之和达到94． 21%，说明人均GDP和能源消费强度变化是拉动碳排放量增长的最主要因素。
5结论与讨论 本文对《中国能源统计年鉴》中陕西能源消费量进行了收集和整理，计算 了陕西省2000～2011年的碳排放量，并利用LMDI因素分解模型将其分解并分析 了人口、人均GDP、产业结构、能源消费结构、能源消费强度对陕西省碳排放增 长的影响。总体上，人口、人均GDP、能源消费结构、能源消费强度对碳排放量 增加产生正影响，产业结构产生负影响。不管是从累积效应还是从累积贡献度来 看，人均GDP和能源消费强度都是拉动碳排放量增长的最主要因素，因此陕西省 的碳减排工作应该多关注这两个领域。产业结构是唯一有负影响的因素，应该继 续优化产业结构进一步减少碳排放量的增加。虽然人口和能源消费结构对碳排放 量产生正影响，但作用比较微弱，今后仍需进一步控制人口数量的增加使其对碳 排放的增量影响始终保持在一个较低的水平;而对能源消费结构应实施调整和优 化并最终使其对碳排放量的影响转变为负值。各因素的逐年效应变化显示，人口变化对碳排放量增长有微弱的拉动作用;人均GDP除2001和2002年的正影响微弱 外，后面贡献度都逐年上升，说明经济增长的同时伴随着大量的碳排放，陕西仍 是以高碳排放的方式来拉动经济增长;产业结构总体上在2007年以后趋于合理， 应当继续保持并寻求更加优秀的产业结构布局以达到增强产业结构对碳排放抑 制能力的目的。能源消费结构逐年效应正负波动明显，但其累积效应增量为19． 9395万吨，说明在这11年里能源消费结构使碳排放量增加;2003和2006年陕西省 能源消费总量较前年有所下降，但能源消费结构效应增量在这两年却为正值，说 明陕西省的能源消费结构不够优化，碳排放系数较高的化石能源品种使用量大;
而2010、2011年能源消费总量明显上升，能源消费结构效应增量却为负值，说明 碳排放系数较低的天然气等能源品种使用量增大，所以陕西省应积极调整能源消 费结构提高高效且低碳排放的能源品种的使用比例，进一步优化能源消费结构;
能源消费强度逐年效应总体趋势是每年递减，最后两年稳定在20%左右，碳排放 增量为70万～80万吨之间，其中比较突出的是2003和2006年，逐年贡献度分别达 到－70．1%和－51．44%且是唯一能源消费强度产生负影响的两年，也是这两 年中对碳排放量增长起主要抑制作用的因素，这是因为这两年的碳排放强度是陕 西省2001～2011年间的最低水平，由此可见碳排放强度下降对碳排放量增长有较 强的抑制作用，应该深入分析陕西省2003年和2006年碳排放强度下降的原因并加 以利用从而抑制不断增加的碳排放。本文的不足之处:(1)本文在测算能源消费碳 排放量时，选取的能源品种虽然有代表性但是却未涵盖所有的能源品种，因此计 算的碳排放量可能比实际的碳排放量偏低。(2)利用人口、人均GDP、产业结构、 能源消费结构、能源消费强度作为分解碳排放的因素还不够细化，未来应该以此 为基础更加深入分析，寻求更多具有代表性的因素并引入模型中，将碳排放分解 为更小的部分，以期更有利于科学合理地实施碳减排工作以实现经济发展与环境 保护的双赢。
作者：韩红珠 王小辉 马高 单位：陕西师范大学旅游与环境学院 西安欧 亚学院管理学院 第二篇 一、文献回顾 近些年，国内外学者关于中国碳排放量的研究使用LMDI法已有相当程度 的进展。国外学者较早使用LMDI法展开对中国碳排放影响因素的研究， Ang(2004)使用LMDI法对中国各工业的能源排放二氧化碳量进行了分解研究。
［1］Wang等(2005)采用LMDI法对中国1957～2000年间的碳排放量进行了分解研究，分析了能源结构、人口、能源强度、经济增长对碳排放的影响。［2］国内 对碳排放的研究集中在对中国整体角度的碳排放分解和进行区域化碳排放研究 两个方面。徐国泉等(2006)使用LMDI法建立了中国人均碳排放的因素分解模型， 定量给出了1995～2004年间经济发展、能源效率、能源结构这3个因素的变化对 中国碳排放的影响。［3］宋德勇和卢忠宝(2009)采用“双阶段”的LMDI法，对减 少碳排放关键因素分解和能源消费碳排放的影响因素进行了相关研究。［4］朱 勤等(2009)使用Kaya模型和LMDI法，把我国能源碳排放分解成人均GDP因素、 人口、能源消费结构、产业比例结构、能源消费强度因素。［5］上述研究都分 析了我国碳排放的影响因素及其作用原理，同时在碳排放影响因素上得出了比较 相似的结论，都认为人均经济规模是增加碳排放的最主要因素，能源消费强度是 抑制碳排放增长主要的因素。对不同区域的碳排放使用LMDI分解法进行研究的 学者也有相关成果，如赵欣、龙如银(2010)对江苏省的碳排放现状及因素的分解 研究，［6］宋杰鲲(2012)对山东省能源消费碳排放因素分解的研究，［7］张伟 等(2013)对陕西能源消费碳排放因素的研究。［8］上述文献对相关区域碳排放 影响因素和作用强度进行了较深入研究，对合理制定该区域节能减排政策有现实 意义。综上所述，尽管国内外对于碳排放量影响因素的分析研究较多，并且对模 型、方法的应用都比较完善和成熟，但已有的文献对陕西省碳排放影响因素的分 解研究还较少，更没有在丝绸之路经济带背景下解释如何在快速经济增长下有效 抑制碳排放量的增长这一区域热点问题。基于以上考虑，本文对陕西省2002～ 2012年间的碳排放总量进行测算后运用LMDI分解法对陕西省7种主要能源消费 所产生的碳排放量的变动因素做了定量分解研究，以利于陕西省科学地制定能源 发展政策，以期达到经济发展和节能减排相互协调。
二、陕西省碳排放总量分析 由于我国目前尚未直接公布各省份的CO2排放数据，因此需通过相对应的 核算方法估算。对于碳排放量的测算，本文采用能源消费量数据，考虑到能源消 费主要集中在煤炭、石油、天然气等7种能源上，因此本文碳排放量的测算主要 依据这些能源消费量的相关数据。陕西省碳排放总量测算方法:(1)1千克标准煤的 热值大约为29271.2千焦，可将各种能源按照折标准煤系数折合出的数值换为净 发热量。(2)使用《2006IPCC国家温室气体清单指南》里所标注出的类别，根据 这7种主要能源的净发热量值，确定这几种能源的碳含量。(3)把1兆焦热值通过 换算可变成34.163千克的标准煤，使用计算出的碳含量去除34.163便可得7种主要 能源碳排放的系数。由于产生碳排放的是三次产业的终端能源(扣除由于加工转 化二次能源)消费量，可不考虑生活能源所产生的排放量。由于电力并不是一次能源，不再计算这7种能源终端消费部门电力的碳排放。表2中的能源消费总量由 《陕西统计年鉴》中所列举的7种主要能源种类的消费量按各产业数据折合为标 准煤加总而得;碳排放数据由各产业使用不同种类能源乘以其对应的碳排放折合 系数汇总而得。可得出以下结论，近十年来陕西省能源消费量和碳排放量均逐年 增加，能源消费量从2002年的1472.40万吨上升到2012年的3640.66万吨;碳排放量 由2002年的1181.77万吨上升到2012年的3200.43万吨。其中能源消费与碳排放总 量中第二产业占有绝对比重，其次为第三产业，最后为第一产业，这与陕西省实 际经济运行状况完全相符。
三、陕西省能源消费碳排放因素分解 运用LMDI法展开对陕西省7种主要能源碳排放的因素分解研究，根据能源 碳排放等式:定义能源消费的碳排放增长量为综合效应，表示为ΔY。依据LMDI 模型，综合效应可由以下6个方面构成，即人口效应ΔYA、人均GDP效应ΔYa、 产业结构效应ΔYb、能源消费强度效应ΔYc、能源消费结构效应ΔYd、碳排放系 数效应ΔYβ。由于主要能源碳排放系数基本不会发生变化，因此碳排放系数效应 ΔYβ=0，不再列入公式。假若把t－1期换成2002年(基准年度)，或者将第t期之前 的逐年效应累计则可以算出各因素每年的累积效应。运用上述LMDI模型，以2002 年作为基期对陕西2003～2012年7种主要能源消费碳排放量进行分解，表3和表4 分别表示历年人口、人均GDP、产业结构、能源消费强度、能源消费结构的累积 与逐年效应。以2002年为基期，2012年陕西能源消费强度的累积效应是负值，人 口、人均GDP、产业结构、能源消费结构这4个因素的累积效应是正值。由以上 数值结果可得出，在累积效应这一维度中，能源消费强度变动对碳排放量增加有 很大的负向作用，即对碳排放量增加有抑制作用;而人口、人均GDP、产业结构、 能源消费结构这4个因素的变化则对陕西省主要能源消费的碳排放量的增加起到 正向影响的作用，即增加了碳排放量。使用累计贡献百分比这一维度进行观察， 人均GDP产生的累积效应最大，对碳排放累计增量的贡献达到195.56%;人口、产 业结构、能源消费结构和能源消费强度等因素的累积效应很小，对碳排放累计增 量分别有2.59%、12.16%、47.55%、－157.88%的贡献。以逐年效应来看，人口 因素恒为正但数值较小，同时人口效应贡献度也小，这反映了人口增长这一因素 所带来的对碳排放量的增加影响比较微弱。而人均GDP的逐年效应一直为正值， 并且贡献度在这些因素中也最大，这说明人均GDP的增加是碳排放量增加的最主 要的拉动因素。产业结构逐年效应的变化趋势呈现上下起伏的水平波动，2003 年为53.059，2004～2009年逐渐减少，但自2005年开始产业结构逐年效应明显下 降，2009年变为负值，2009～2012年的趋势大致为先上升然后下降。这说明2003～2012年主要能源消费的碳排放量的变化同陕西工业在GDP整体中比例的变化 趋势比较切合。陕西2002～2012年产业结构变化见图3，可看出，2002～2008年 第二产业占GDP比例处于上升阶段，2009年有微弱下降，2009～2012年后缓慢增 长。同时可见，第二产业在GDP中占比的下降相对碳排放的增长有显著的抑制作 用。这说明陕西产业结构有待进一步优化，关中地区要加大淘汰落后产能和节能 减排力度，陕北地区要推进能源化工向高端化升级，陕南地区要做好新能源的开 发利用，以便提高产业结构优化对碳排放的抑制性贡献。能源消费强度逐年效应 除2009年外剩余年份全为负值，且绝对值呈现逐年递增的情况，表明了能源消费 强度在2003～2012年间逐年降低且抑制了主要能源碳排放总量的增长。但能源消 费强度带来总量的下降值远没有抵消其余因素带来的增加值，这说明如何提高能 源利用率仍然是制约陕西省在建设丝绸之路经济带、建设能源经济走廊这一历史 机遇下能否取得突出成绩的主要问题之一。能源消费结构的逐年效应波动较大， 2003～2006年逐年增加，2007～2009年为负数，2010～2012年缓慢增加。这样的 变动趋势同原煤这一高碳能源(此种能源的碳排放系数远远高于另外6种能源的 碳排放系数)在陕西三大产业终端能源消费总量中所占比例的变化趋势基本相同。
图4为原煤占陕西三大产业终端各能源消费量比重的变化，能源消费结构效应是 负值的这三年其原煤消费量比重都比之前一年的消费量下降。由此可得出，减少 高碳能源的消费比重对抑制碳排放总量增加有着不可或缺的作用。
四、结论与建议 本文在《2006年IPCC国家温室气体排放清单指南》的基础上计算出7种主 要能源的碳排放系数，并由此计算了陕西省2003～2012年能源消费碳排放量，得 出陕西省近十年来碳排放总量为逐年增加的趋势。运用LMDI法把陕西省7种主要 能源消费碳排放量变动分成人口因素、人均GDP因素、产业结构因素、能源消费 强度因素、能源消费结构因素等五大类效应，建立累积效应与逐年效应的公式， 并使用这一公式对陕西省近十年的碳排放量的增加进行了分解，给出以下结论与 建议。第一，陕西省碳排放增加最大的影响因素是人均GDP，这同陕西省GDP 一直维持高速增长特别是近五年平均14.9%以上速度增长不无关系。因此，要降 低这一因素影响，采取调结构、转方式的低碳经济模式刻不容缓，以期达到减缓 碳排放的高增长这一趋势，使环境和经济能够协调发展。第二，人口因素对碳排 放量增加有微弱的正向作用，这同陕西省人口数量增长较缓慢有关。今后陕西省 应在总数上加强对人口的控制，以期达到提高人口素质、降低人口过多对碳排放 增加的影响。第三，近十年来陕西能源消费强度对碳排放增加具有较强的抑制作 用，这同陕西省加大淘汰落后产能和节能减排工作力度，特别是2011年以来为努力完成“十二五”规划所确定的目标任务，建设能源强省，大力推进新能源建设， 依靠能源科技进步与创新(如煤质烯烃二代技术的升级和煤制芳烃、煤油混合技 术取得重大突破等)的努力不无关系。今后陕西省应该继续提高能源利用率，特 别是全面启动“气化陕西”二期工程，完善新能源产业规划，提高主要能源的利用 率。第四，在陕西省碳排放量的变动中能源消费结构效应具有较为明显的作用。
近年来随着陕西省控制能源消费和优化能源消费结构工作的深入开展，以及“气 化陕西”战略的进一步实施，能源消费结构逐步优化，因而对碳排放增量的作用 逐渐减弱，反映出陕西省应加快能源消费结构的全面优化，突出抓好“治污降霾”、 “气化陕西”等能源民生工程，进一步加大开发利用资源丰富的太阳能、风能等新 能源，实现能源消费结构的持续优化。
作者：赵选民 卞腾锐 单位：西安石油大学 经济管理学院
