冯宗宪, 王安静增长是 CO 2 增加的主要因素, 能源强度是 CO 2 排放减少的主要因素影响因素的作用强度在不同的省份间具有巨大的差异 SefeedpariP(2013) [8] 研究了伊朗投入和产出之间的能源平衡以及每单位小麦面积所带来的温室气体排放研究结果表明大农场因为好的管理方法比一

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1 2016 年 7 月西安交通大学学报 ( 社会科学版 ) Jul.2016 第 36 卷第 4 期 ( 总 138 期 ) JournalofXi anjiaotonguniversity(socialsciences) Vol.36(SumNo.138) DOI: /j.xjtuskxb 基于全国和陕西省数据的分析冯宗宪, 王安静 ( 西安交通大学经济与金融学院, 陕西西安 ) [ 摘要 ] 讨论了在中国政府承诺 2030 年前后达到碳峰值背景下, 中国各区域和不同城市与全国碳排的同步提前或滞后的问题研究结果表明全国 CO 2 排放峰值在基准情下在 2030 年出现峰值, 低碳情景下在 2028 年出现峰值, 陕西省 CO 2 排放峰值在 2029 年出现最后对区域碳峰值和国家碳峰值进行了比较与分析, 并提出了相关的对策建议 [ 关键词 ] 碳峰值 ; 协整方程 ; 情景分析 ; 预测 [ 中图分类号 ] X502 [ 文献标识码 ] A [ 文章编号 ] X(2016) 一文献综述全球气候变暖引发人们对控制温室气体排放与发展低碳经济的空前重视联合国环境规划署和世界气象组织在 1988 年共同建立了政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 作为导致气候变暖的主要原因, 碳排放问题已逐渐成为当今世界经济与政治关注的焦点当前, 我国的温室气体排放总量已取代美国, 成为世界上最大的二氧化碳排放国中国能源 CO 2 排放自从 2000 年以来增长了 150%, 从 2000 年的 3300 百万吨增加到 2014 年的 8500 百万吨, 从 2000 年占全球总排放的 15% 增加到 2015 年的超过全球总排放的 25% [1] 作为一个负责任的发展中国家, 中国于 2009 年在联合国气候变化峰会上公开承诺争取到 2020 年单位 GDP 二氧化碳排放要比 2005 年显著下降 ; 同年的 11 月, 我国政府决定到 2020 年全国单位国内生产总值二氧化碳排放要比 2005 年下降 40% -45%, 并将此作为约束性指标纳入十二五及其后的国民经济和社会发展中长期规划 [2] 2015 年, 中国政府在巴黎全球气候大会上进一步承诺, 将于 2030 年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现,2030 年单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005 年下降 60% 至 65% 表明了我国政府正在从仅关注碳排放强度到碳排放的强度和总量两手抓的重要转变自然杂志的文章在计算中发现, 在 2015 年经济增长预期为 3.1% 的同时,2015 年全球预期将排放 357 亿吨二氧化碳, 这一数字低于 2014 年的 359 亿吨 [3] 中国区域在发展水平功能和结构上非常不平衡, 中国区域间发展梯度可能长达 20 年甚至更久目前东部已经进入工业化后期, 中部和西部则总体上处于工业化中期全国的碳峰值取决于区域间发展的叠加效应, 峰值前后的平台期预计将持续相当长的时间中国总体上还有 20% 的工业化 20% 的城镇化 20% 的能源结构调整 20 年的发展跨距要面对 [4] 目前国内外学者对能源消费 CO 2 排放的影响因素以及峰值预测进行了大量的研究 HaselmannK (1997) [5] 用简化的结构综合评估模型 (SIAM) 研究了最优的二氧化碳排放路径 Ahmed K & WeiL (2012) [6] 选取巴基斯坦年的数据研究了 CO 2 排放经济增长能源消费贸易自由化以及人口密度之间是否存在环境库兹涅茨曲线研究结果表明短期内和长期内 CO 2 排放和经济增长之间都存在倒 U 型曲线的关系 KangJD(2012) [7] 选取了中国 30 个主要省份年的数据通过 LMDI 分解技术研究了这个期间各个省份为降低 CO 2 所做得努力程度以及影响 CO 2 排放的因素研究结果表明 GDP 的 [ 收稿日期 ] [ 基金项目 ] 国家社会科学基金重大项目 (12&ZD070); 中国清洁发展机制基金赠款项目 ( ) [ 作者简介 ] 冯宗宪 (1954- ), 男, 西安交通大学经济与金融学院教授, 博士生导师 96

2 冯宗宪, 王安静增长是 CO 2 增加的主要因素, 能源强度是 CO 2 排放减少的主要因素影响因素的作用强度在不同的省份间具有巨大的差异 SefeedpariP(2013) [8] 研究了伊朗投入和产出之间的能源平衡以及每单位小麦面积所带来的温室气体排放研究结果表明大农场因为好的管理方法比一般规模水平的农场有更好的能源利用效率以及更少的温室气体排放 MichaelG(2015) [9] 使用 12 种不同的模型用 89 种情景分析对中国 2030 年的 CO 2 排放量进行了预测预测结果表明 2030 年中国的 CO 2 排放量跨度为亿吨高碳情景对应的 CO 2 排放量为亿吨, 低碳情景对应的 CO 2 排放量为亿吨数据表明 2030 年 CO 2 排放量与人口以及人均 GDP 之间没有明显的关系, 能源强度和 CO 2 排放量之间具有弱关系, 能源消费碳强度是 CO 2 排放的主要影响因素大部分的 CO 2 减少是因为中间燃料替代以及低碳技术的采用 KeryS (2016) [10] 通过建立基于 GIS 的空间计量模型研究了使用浅层地热能源提供室内供暖以及热水对 CO 2 排放的影响研究结果表明如果所有的室内供暖以及热水使用浅层地热能源,CO 2 排放能够降低 29.7% 这个研究成果为城市的可持续发展提供了政策建议国内学者林伯强蒋竺均 (2009) [11] 对中国二氧化碳的环境库兹涅茨曲线进行了预测并且对 CO 2 排放的影响因素进行了分析研究结果表明理论的和实证预测的中国二氧化碳库兹涅茨曲线出现了两种不同的形状原因是除了人均收入, 二氧化碳排放还受到能源强度特别是工业能源强度产业结构和能源消费结构的影响朱永彬王铮 (2009) [12] 基于内生经济增长模型 Moon-Sonn 模型, 对技术进步下的最优经济增长率和能源强度关系进行了研究, 结果表明两者之间存在倒 U 型曲线关系的条件为能源产出弹性小于 0.5 对中国未来能源消费碳排放量进行预测表明在当前技术进步速率下, 我国分别在 2043 年和 2040 年达到能源消费高峰和碳排放高峰林伯强刘希颖 (2010) [13] 对中国城市化阶段的碳排放的影响因素进行了分析, 用基于情景分析法的蒙特卡洛模拟法预测了中国年 CO 2 排放的年均增速渠慎宁郭朝先 (2010) [14] 利用 STIRPAT 模型对未来中国的碳排放峰值进行了预测研究结果表明按照目前的发展趋势, 经济社会发展的同时保持碳排放强度合理下降, 中国的峰值到达时间为年之间林伯强, 李江龙 (2015) [15] 构建了一个包括环境治理约束的能源综合预测框架, 对此种约束下中国的能源结构转变煤炭需求二氧化碳排放以及对应的峰值进行了预测研究结果表明在一般的环境治理约束下, 中国的煤炭消费需求峰值以及对应的 CO 2 排放峰值分别在 2023 年以及 2028 年出现, 对应的峰值量分别为 45 亿吨和 132 亿吨加大雾霾治理措施后, 煤炭消费峰值和二氧化碳排放峰值可能会在 2020 年和 2023 年出现, 对应的峰值量分别为 42 亿吨和 118 亿吨严格的环境治理约束对中国的就业以及经济发展的影响很小由于区域环境治理的差异性, 中国的煤炭消费以及二氧化碳排放峰值的实现路径具有分区域实现峰值的特点杨秀付等 (2015) [16] 以北京市为例研究了区域碳峰值测算的问题, 经测算北京市的 CO 2 排放峰值在 2019 年出现, 对应的 CO 2 排放量为 1.65 亿吨冯宗宪陈志伟 (2015) [17] 结合脱钩理论和聚类分析的方法, 运用地理信息系统软件研究了年中国区域能源碳排放和经济增长的脱钩趋势研究结果表明中国大多数省份的能源碳排放与经济发展之间有弱脱钩的关系国内外对能源消费 CO 2 排放所用的方法计算范畴数据来源数据处理指标选取研究角度都具有比较大的差异性本文将陕西省碳峰值时间和国家的进行了比较, 研究了区域碳峰值和国家碳峰值的时序问题, 所得结果对于形成经济发展和政策目标相协调的区域发展模式, 推动一部分省市区域率先达峰, 其它经济发展落后区域后达峰, 并最终实现中国在 2030 年 CO 2 排放达到峰值具有重要的研究意义二碳峰值预测的思考和研究方法 ( 一 ) 全国和区域碳排放峰值时序的思考中国幅员辽阔, 区域之间和城乡之间的差别很大因此, 各地与全国在达标时间和实现峰值速度等方面都不尽相同, 时间上有早有晚, 速度上可能有快有慢, 对此需要统筹加以解决从区域角度来看, 国家对各区域的峰值出现的时序应有一定的统筹安排, 要按照各地在全国主体功能区的地位和作用特点, 提出有区别的不同要求国家要优先支持京津冀长三角珠三角等优化开发区域率先实现碳排放峰值目标这些区域的环境容量已经不够, 而且传统产业产能已到峰值 1 对于重点开发地区, 这些区域的碳峰值实现, 应该可以和全国相对同步 ; 而对于限制开发地区和禁止开发地区, 应视情况不 1 杨伟民. 建立更加公平更可持续的社会保障制度 [M]. 中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议辅导读本, 人民出版社,

3 西安交通大学学报 ( 社会科学版 ) htp:// htp://skxb.xjtu.edu.cn 同, 确定不同的时间但对于国内一些经济相对落后而且能源产量比较大的省份, 比如山西省新疆宁夏内蒙等区域碳减排, 由于这些地区能源资源开发, 除了保证本地经济发展之外, 还取决于国家和其他能源需求的增长速度, 这些区域的碳峰值实现可以相对同步或稍晚一点出现从全国城市低碳发展角度, 国家应当鼓励部分城市提前达到峰值, 目前中国已确定了 6 个省区低碳试点,36 个低碳试点城市, 可以说低碳试点已经基本在全国全面铺开中国政府将要求国内 42 个已经被确定的低碳试点省市率先提出温室气体排放峰值, 以加速推动峰值的总量削减计划为此, 可以设立一定的门槛例如对人均 GDP 已经超过美元的发达城市, 国家规划制定管理部门, 应对这些城市进入碳峰值和绝对减排潜在区间, 作出更加具体且更具约束力的目标要求各城市, 凡人均 GDP 超过美元的城市, 在十三五时期, 应率先实现碳峰值, 并明确列出时间表此后, 凡规划目标达到这一门槛的城市, 应同步实现碳峰值并明确相应的时间表, 并在土地交通建筑产业这几大碳排放关键领域, 各城市应制定出与碳峰值及绝对减排相匹配的具体规划 1 浙江省宁波市作为全国首个明确二氧化碳峰值预期时间的城市, 提出将在十三五期间实现碳排放峰值, 比国家峰值目标提前 10 年左右江苏省镇江市北京市也明确提出 2020 年达到碳峰值陕西省位于中国西北地区东部的黄河中游, 东隔黄河与山西相望, 西连甘肃宁夏, 北邻内蒙古, 南连四川重庆, 东南与河南湖北接壤作为西部能源大省, 陕西省是国家首批低碳试点省份, 煤炭石油天然气等多种资源储量均列全国前茅全省能源生产和消费都处于快速增长阶段, 对能源的刚性需求较大陕西省的资源禀赋发展模式和发展阶段决定了其低碳发展的路径 2014 年全省城镇化率为 52.57%, 在全国各省 ( 市区 ) 中居第十八位, 在西部十二个省 ( 市区 ) 中居第四位在陕西省内部,2014 年, 关中城镇化率为 55.59%, 较 2010 年增加了 6.03 个百分点 ; 陕北城镇化率为 54.64%, 较 2010 年增加了 6.86 个百分点 ; 陕南城镇化率为 42.79%, 较 2010 年增加了 9.21 个百分点本文从国家和区域低碳经济协调发展角度, 研究全国和陕西省的碳峰值特点, 通过碳峰值时间表倒逼经济发展速度城市发展水平以及能源结构, 提出国家和当地政府可出台的对应的配套政策与此同时, 陕西省可以为其它类似能源大省提供低碳发展经验, 进而推动国家整体的碳峰值提前出现 98 ( 二 ) 碳排放影响因素的测算日本学者 yoichikaya [19] 于 1989 年提出的 Kaya 恒等式将 CO 2 ( 或者温室气体 ) 排放与人类活动的四个方面联系起来, 包括单位能源的温室气体排放量能源强度人均 GDP 和人口等式如下 : C= C NENG NENG GDP GDP POP POP 其中 C 表示温室气体的排放量,NENE 为能源消费总量,GDP 为生产总值,POP 为人口所以等式右边四项分别为单位能源消耗的 CO 2 排放量能源强度人均 GDP 以及人口单位能源的温室气体排放量, 本文中主要指 CO 2 排放量, 后文简称能源消费碳强度在终端能源消耗中, 化石能源燃烧排放的温室气体占气体总排放的主要部分而一些清洁能源比如太阳能风能和水能的碳排放量几乎为零所以能源消费碳强度主要受能源结构的影响, 清洁能源的比例越大, 单位能源排放的 CO 2 量越少目前中国一次能源结构中非化石能源占一次能源比重为 10% 左右, 比重还很小 2015 年全年能源消费总量 43.0 亿吨标准煤原煤占一次能源生产总量的 72.1%, 煤炭消费占能源消费总量的 64.0% 陕西省作为能源资源大省, 自身工业结构偏重, 重化工业占工业增加值比重长期保持在 70% 左右,2014 年全省煤炭消费占能源总消费的 72.7%, 煤炭在陕西省的能源消费结构中占主导地位煤炭的碳排放系数相对其他化石能源的碳排放系数要大, 单位标准煤产生的 CO 2 也相对多点未来改变以煤为主的能源结构, 增加清洁能源的比例是降低能源消费碳强度的一条重要途径能源强度, 是生产单位 GDP 所需要消耗的能源量能源强度是衡量能源利用效率的重要指标中国目前还处于工业化发展阶段, 经济的发展需要依靠廉价能源作为支撑陕西省的能源化工行业占全省工业增加值的比重保持在 60% 左右, 已发展成为全省经济重要的支柱产业依靠技术进步与全民节能意识提高能源的使用效率, 降低能源强度人均 GDP( 以 1995 年为基期 ), 能够代表一个经济体大致所处的经济发展阶段以及能源消费特征中国目前还处于工业化发展阶段, 经济的快速发展需要能源消耗作为支撑, 能源需求具有刚性特征 1 全国政协委员苑春鸣 : 发达城市应率先实施碳峰值中国工业新闻网,2016 年 3 月 8 日

4 冯宗宪, 王安静人口本文将人口用城市化水平来代替城市化水平 = 城镇人口数 / 总人口数人口是一个比较笼统的概念, 分为城市人口和农村人口, 由于计划生育的限制变化幅度不大, 不能捕捉城市化水平的发展所带来的碳排放量变化城市人口的消费水平比农村人口高, 相对应能源需求量也要高随着城市化的发展, 大量的钢筋, 水泥生产的过程中排放了大量的 CO 2 基于上文的 kaya 恒等式模型提出 CO 2 排放的影响因素为能源消费碳强度能源强度人均 GDP 城市化水平因为技术进步可以提高能源的使用效率, 开发新能源, 改变能源强度以及能源消费碳强度因此加入技术进步影响因素, 用不变价 ( 以 1995 年为基期 )R&D 经费支出作为指标本文利用协整的方法研究 CO 2 排放量与各影响因素之间的长期均衡关系, 并利用协整方程对未来 CO 2 的排放量进行预测设定 CO 2 排放量与各影响因素的关系如下 : C t =f(nq t,i t,pg t,u t,rt) 其中 C t 表示 CO 2 排放量,NQ t 表示能源消费碳强度,I t 表示能源强度,PG t 表示人均 GDP( 以 1995 年为基期 ),U t 表示城市化水平,Rt 表示技术进步水平中国碳排放总量中能源消耗排放占 90%, 工业生产过程占 10% 本文主要研究能源消耗的 CO 2 排放量, 数据来源于中国能源统计年鉴中国统计年鉴陕西省统计年鉴以及中国科技统计数据, 样本区间为年能源数据采用能源平衡表的终端能源数据 ( 实物量 ), 共有 29 种终端能源 1 碳排放系数来自 IPCC 碳排放因子库 (EmisionFactorData base), 其它终端能源数据采取与其相近能源的折标准煤系数与碳排放系数由于电力终端主要来自火力发电, 而火力发电消耗的主要是原煤, 所以电力的碳排放系数参考原煤的碳排放系数陕西省人口统计口径在 2000 年发生了变化为了使城市化水平统计口径一致, 本文假设 1999 年城市化水平比 2000 年低一个百分点, 这种假设符合城市化水平逐步增大的现实情况, 年的城市化水平根据年度城市化水平比例进行调整 CO 2 排放量核算公式为 : C t = 29 C i = 29 α i β i E i 44 i=1 i=1 12 C i 表示第 i 种终端能源的 CO 2 排放量,α i 为该种能源的折标准煤系数,β i 为该种能源的碳排放系数,E i 为终端能源量能源消费总量公式为 : E t = 29 i=1 α i E i 能源消费碳强度 (NQ t ) 为第 t 年单位能源所排放的 CO 2 的量, 能源消费碳强度公式为 : NQ t = C t E t 能源强度 (I t ) 为单位 GDP 所消耗的能源消费量, 其值为第 t 年的能源消费总量与当年 GDP( 不变价 ) 的比值, 公式为 : I t =E t /GDP t ( 三 ) 情景分析中国和各地区需要研究和探索适合本国国情本地区情的低碳经济发展道路而这种发展的道路并没有现成的样板, 而且发展道路的描述和碳峰值分析也是一般预测方法难以完成的本文探讨在所期望的社会经济发展条件下, 估计碳峰值的到来, 以及要实现这些情景的前提条件和需要采取的政策措施情景条件设定是得到定量的综合情景计算结果的必要前提情景设定需要首先明确所关心和所要进行研究的情景具有什么样的特点, 并对这些特点进行完整的定性描述描述的内容包括 : 宏观社会经济发展状况, 各经济部门的发展情况和技术水平, 拟推行的低碳经济政策及目标, 希望达到的环境目标, 获得能源资源的途径和限制条件等等然后对一些关键因素设定量化目标在本研究中, 需要量化的参数包括 : 对能源消费 CO 2 排放具有重要影响的能源消费碳强度能源强度人均 GDP 城市化水平以及技术进步水平为了对能源消费 CO 2 排放峰值进行预测, 根据经济发展速度城市化进程以及能源政策实施的有效性对各解释变量的年均变化率设定一个基准情景在基准情景对各解释变量的年均增长率做出一定的调整得到低碳情景和高碳情景, 以期能够比较全面地分析可能出现的情况三碳峰值预测 ( 一 ) 全国碳峰值预测为了减少数据处理中的误差, 将 CO 2 排放量人均 GDP 以及 R&D 经费支出的时间序列取以 10 为底的对数, 分别计为 LC t NQ t I t LPG t U t LR t 使用 eviews 软件得到所有变量在 1% 的显著性水平下都是二阶平稳, 二阶序列线性回归的残差序列在 1% 显著性水平下是平稳的, 因此变量之间具有长期均衡关系 1 其中原煤洗精煤其他洗煤型煤焦炭焦炉煤气其他煤气原油汽油煤油柴油燃料油液化石油气炼厂干气天然气其他石油制品以及其他焦化制品这 17 种燃料的折标准煤系数来自综合能耗计算通则 ( 国家标准 GB/T ) 99

5 西安交通大学学报 ( 社会科学版 ) htp:// htp://skxb.xjtu.edu.cn 变量之间的协整方程为 ( 括号内为标准差 ): LC t = NQ t I t LPG t U t LR t (0.1674)(0.0528) (0.0311)(0.0785) (0.5397) (0.0881) 调整后的 R 2 为 , 模型拟合的非常好, 所有变量在 5% 的置信水平下通过了统计量检验, 且所有变量符号符合经济意义协整方程表明对中国 CO 2 排放量影响最显著的变量为能源强度人均 GDP 以及城市化率这与中国现阶段所处的发展阶段是相符合的中国目前还处于工业化发展阶段, 城市化水平不断提高, 经济快速增长, 但是经济的发展是以消耗廉价能源作为代价的, 此阶段的能源需求具有刚性特征在保证经济发展速度下, 提高能源的利用效率是减少碳排放的一条途径 1. 人均 GDP 国家十二五规划期间 GDP 年均增速为 7.8%, 国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要要求 GDP 的年均增速大于 6.5% 中国社科院 2015 年底发布的 2016 年中国经济形势分析与预测蓝皮书预测 2016 年中国的经济增速将在 6.6% - 6.8% 之间中国国际交流中心经济研究部部长研究员徐洪才预测 2016 年经济增长会温和下滑一点, 在 6.8% 左右, 到 2020 年能够保证 6.5% 的经济增长本文将年 GDP 的年均增长速度设为 6.7% 根据国家人口发展战略研究课题组发布的国家人口发展战略研究报告的战略目标, 到 2020 年我国总人口将达到 14.5 亿人, 照此预测可得年期间人口年均增长速度为 % 人口学专家美国霍普金斯大学生物统计学博士黄文政预测全面二孩实施后可能在 2017 年出现生育高峰, 每年带来的新增人口在万之间, 估计中值为 500 万设定年因二孩政策而新增出生人口年均为 500 万人因此考虑二孩政策后, 年期间人口年均增长速度为 % 在此期间人均 GDP 的年均增长速度为 6.0% 中国 2007 年投入产出表分析应用课题组发表的十二五至 2030 年我国经济增长前景展望预测在基准情景下年期间经济增长速度预期在 6.2% 左右本文设定年中国经济发展速度为分别为 6.4% 6.0% 国家人口发展战略研究报告预测中国总人口在 2033 年前后达到峰值 15 亿人左右联合国发布的世界人口展望 :2012 年修订版预测中国人口将在 2030 年达到峰值, 然后逐渐下滑本文设定中国人口将在 2030 年达到峰值 15 亿人考虑到二孩政策, 设定年每年新增人口 450 万人, 年每年新增人口 350 万人因此设定年人均 GDP 增长 100 速度分别为 5.9% 5.6% 设定基准情景下国家年人均 GDP 的年均增长速度分别为 6.0% 4.5% 3.5% 3.0% 高碳情景和低碳情景分别在基准情景上下浮动 1 个百分点 2. 城市化率国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要预期到 2020 年中国的城镇化率将达到 60% 国内主要研究机构中国社科院工业经济研究所中国社会科学院经济研究所国务院发展研究中心卢中原以及国家发展改革委能源研究所预测 2030 年中国的城市化率分别为 65% 67.8% 63% 70% 本文设定 2025 年中国的城市化率为 63%,2030 年中国的城市化率为 65%, 因此年中国的城市化水平增长速度分别为 1.1% 0.9% 0.6% 0.5% 其它两种情形在基准情景上下浮动 0.4 个百分点 3. 能源强度国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要要求国家十三五时期能源强度下降 15%, 因此年能源强度年均降低 3% 北京理工大学能源与环境政策研究中心发布的十三五及 2030 年能源经济展望分析在低碳情景下预计 2025 年中国能源消费总量约为 52.8 亿吨标准煤, 2030 年达到 51.9 亿吨标准煤因此设定基准情景下年能源强度年均下降率为 3% 2% 1.5% 1.0% 其它两种情景分别在基准情景上下浮动 0.5% [13] 4. 能源消费碳强度根据林伯强的预测, 中国能源消费碳强度的年均增长率为 -0.8% ( ) 和 -0.60%( 年 ) 2009 年, 中国向国际社会承诺到 2020 年单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005 年下降 40% -45% 2015 年中国向联合国气候变化框架公约秘书处提交的强化应对气候变化行动中国国家自主贡献文件提出中国的二氧化碳排放将在 2030 年左右达到峰值并争取尽早达峰, 单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005 年下降 60% -65% 设定基准情景下年能源消费碳强度的年均下降率为 0.60% 0.45% 0.35% 0.30% 其它两种情景分别在基准情景上下浮动 0.2 个百分点 5.R&D 经费支出通过对年可比价 R&D 经费支出时间序列数据绘图, 发现图像是二次函数曲线的走势, 在对时间序列数据做二次拟合, 得到模型拟合的效果非常好通过模型预测得到

6 冯宗宪, 王安静年 R&D 经费支出分别为 % 6.5% 其它两种情景分别在基准情景上下浮动亿元设定基准情 1 个百分点景下将上文对各解释变量在三种情景下的指标值列于年 R&D 经费支出年均增长率分别为 9.9% 8.2% 下表 ( 表 1): 表 1 国家 CO 2 排放影响因素的增长率设定情景年份增长率设定 (%) 能源消费碳强度能源强度人均 GDP 城市化水平技术进步水平情景 1 ( 高碳情景 ) 基准情景情景 2 ( 低碳情景 ) 根据协整方程式以及各解释变量的增长率的设定, 可以分别得到高碳情景基准情景以及低碳情景年每年的 CO 2 排放量, 如图 1: 图年三种情景下国家各年 CO 2 排放量预测图高碳情景为国家节能减排政策较松的情形,GDP 速度增长比较快, 能源强度以及能源消费碳强度降低比较慢, 清洁能源比例增长较慢在此种情形下, 国家 CO 2 排放量到 2035 年还没有出现峰值基准情景为在国家节能减排政策人口政策城市规划政策约束下 CO 2 的排放量在此种情景下, 国家 CO 2 排放在 2030 年达到峰值, 年排放 CO 2 的量为亿吨低碳情景为国家的节能减排政策较严, 经济发展速度相对缓慢的情景, 在此种情形下国家 CO 2 排放量在 2028 年达到峰值, 峰值量为亿吨基准情景下, 2030 年中国不变价人均 GDP 为 6.3 万元 (1995 年价格 ), 城市化水平为 63% 低碳情景下,2028 年陕西省人均 GDP 为 5.1 万元, 城市化水平为 59% 基准情景下,2020 年不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 58.5%,2025 年不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 61.2%,2030 年不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 63.1% 低碳情景下,2020 年不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 57.2%,2025 年不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 58.7%,2030 年不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 59.3% ( 二 ) 陕西省碳峰值预测将各影响因素的时间序列数值取自然对数时间序列的稳定性处理过程同上文中国家数据的处理过程相同, 得到协整方程为 : LC t = LNQ t LI t LPG t LU t LR t (1.82) (0.2404) (0.2818) (0.1101) (0.3160) (0.1091) 协整方程调整后的 R 2 为 , 所有变量均通过了显著性检验, 变量系数符号符合经济意义由协整方程可以看出, 对陕西省 CO 2 排放影响最大的因素为能源消费碳强度能源强度人均 GDP 这与陕西省的发展状况也是相吻合的目前陕西省的化石能源占一次能源的将近 93%, 其中煤炭占一次能源的将近 73% 陕西省能源消费结构中煤炭占主要地位, 对以煤为主的能源结构提出了巨大的挑战近年来, 虽然石油天然气以及非化石能源消费比重显著上升, 但以煤为主的能源消费格局没有根本改变, 煤炭消费比重仍然高出全国水平 8.71 个百分点与石油天然气相 101

7 西安交通大学学报 ( 社会科学版 ) htp:// htp://skxb.xjtu.edu.cn 比, 单位热量燃煤引起的二氧化碳排放比使用石油天然气分别高出约 36% 和 61% 资源高耗能行业比重偏高, 能源化工装备制造有色金属等行业产值占到整个工业的 80%, 制造业的中低技术低附加值产品偏高, 约占 70% 陕西省的能源结构以及工业结构现状决定了其能源消费碳强度以及能源强度偏高 1. 人均 GDP 根据陕西省年不变价 GDP 年均增长率为 11.4%, 陕西省十三五规划草纲指出 2015 年预期完成全省 GDP1.9 万亿元至 2 万亿元, 年均增长 10.8%, 本文设定基准情形为年陕西省 GDP 年均增长率分别为 9.5% 7.8% 6.5% 5% 设定陕西省的人口自然增长率与全国一致基于上述说明, 基准情景中人均 GDP 的年均增长率分别为 8.6% 7% 5.5% 4% 其它两种情形分别在基准情形上下浮动 1% 2. 城市化水平陕西省新型城镇化规划 ( ) 年城镇化发展的总体目标是到 2015 年城镇化水平达到 55% 以上, 到 2020 年达到 62% 按此规划年陕西省城镇化水平的年均增长率为 3.2% 设定基准情景下陕西省年陕西省城镇化水平的年均增长率分别为 2.4% 1.5% 1.0% 0.7% 其它两种情景分别在基准情景上下浮动 0.4 个百分点 3. 能源强度陕西省十二五规划纲要对能源强度指标要求 2015 年能源强度比 2010 年降低 16%, 即年均降低 3.2% 2014 年 12 月 31 日, 国家发改委关于逐步建立全国碳排放总量控制制度和分解落实机制的通知 ( 发改气候 )[2014]3011 号, 文件明确年陕西省综合能源消费增量控制目标为 850 万吨, 年均增长 3.7% 由于陕西省目前还处于工业化发展的前或者中期, 经济的快速发展需要大量的能源作为支撑, 未来一段时间能源需求量还会持续上升基于此设定基准情景下年能源强度的年均下降率分别为 3.0% 2.6% 2.3% 2.1% 其它两种情形分别在基准情景上下浮动 0.5% 4. 能源消费碳强度能源消费碳强度和能源结构有关, 清洁能源所占的比例越大, 单位能源排放的 CO 2 越小在陕西省国民经济发展和社会发展十二五规划纲要资源与环境保护中, 提到单位生产总值能源消耗和二氧化碳排放分别降低 16% 和 15%(GDP 碳强度 ) 并预期非化石能源占一次性消费能源的 10% 陕西省十三五规划草案中万元 GDP 二氧化碳排放 2020 年较 2015 年下降 15% 随着技术的发展以及清洁能源比例的提高, 清洁能源的边际成本逐渐增大, 能源消费碳强度的降低速度越来越小基于此设定基准情景下年能源消费碳强度的年降低速度分别为 0.8% 0.6% 0.45% 0.35% 其它两种情形分别在基准情景上下浮动 0.15% 5.R&D 经费支出年陕西省 R&D 经费支出年增长率采用国家增长率数据如表 2 所示 : 将上文对各解释变量在三种情景下的指标值列于下表, 图 2 为年三种情景下陕西省各年 CO 2 排放量预测图 ( 如图 2): 表 2 陕西省 CO 2 排放影响因素的增长率设定情景年份增长率设定 (%) 能源消费碳强度能源强度人均 GDP 城市化水平技术进步水平情景 1 ( 高碳情景 ) 基准情景情景 2 ( 低碳情景 )

8 冯宗宪, 王安静速度比全国的速度慢对于陕西省来说, 在不影响经济发展速度以及城市化进程的情况下, 通过技术创新提高能源利用效率, 增加清洁能源的比例降低能源消费碳强度, 碳峰值在 2030 年左右出现是有可能的提高能源利用效率以及增加清洁能源的比例对技术和成本都提出了挑战, 这也是中国走低碳经济发展之路必须面临的问题四对策建议图年三种情景下陕西省各年 CO 2 排放量预测图由以上测算结果可以发现 : 第一, 陕西省碳峰值提前出现在 2029 年, 基准情景对应的峰值量为万吨, 不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 68.0%, 低碳情景对应的峰值量为万吨, 不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 64.6% 基准情景下,2020 年不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 63.5%, 2025 年不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 72.6%,2030 年不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 80.7% 低碳情景下,2020 年不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 62.1%, 2025 年不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 69.7%,2030 年不变价人均 GDP 为元, 城市化水平为 75.8% 第二, 陕西省碳峰值和国家的碳峰值基本同步出现 2014 年国家不变价人均 GDP 为元, 城市化率为 54.8%, 陕西省不变价人均 GDP 为元, 城市化率为 52.6% 近年陕西省的经济发展水平以及城市化发展速度都处于全国平均水平之上 2020 年陕西省不变价人均 GDP 高出全国平均水平 17.6%, 城市化水平高出全国平均水平的 8.5% 在年陕西省的经济发展水平已基本接近达到国内发达地区水平陕西省的第二产业比例比国家整体的第二产业比例高出 11%, 而第二产业对能源投入有很强的依赖性目前陕西省的化石能源占一次能源的将近 93%, 其中煤炭占一次能源的将近 73%, 煤炭消费比重高出全国水平 8.71 个百分点与石油天然气相比, 单位热量燃煤引起的二氧化碳排放比使用石油天然气分别高出约 36% 和 61% 由于资源条件的限制, 陕西省这种以煤为主的能源消费格局短时间内不会有太大改变目前陕西省的工业还处于中期阶段, 经济发展速度快, 对能源具有刚性需求因此, 本文基准情景假定陕西省的能源消费碳强度以及能源强度的降低研究结果表明, 国家 CO 2 排放峰值在基准情景下出现的时间为 2030 年, 在低碳情景下出现的时间为 2028 年陕西省 CO 2 排放峰值在基准情景下出现的时间为 2032 年, 在低碳情景下出现的时间为 2029 年针对上文的实证分析结果以及分析, 提出的政策建议如下 : (1) 中国要实现 2030 年或者更早达到碳峰值这一目标, 需要意识到区域间发展的差异性东部应率先控制排放达到碳峰值, 为中西部地区城市形成良好的示范效应国内各区域的碳减排政策应在公平和差异化的基础上同步推进 (2) 中国的低碳经济发展, 是以保证现阶段我国经济增长为前提的因此应充分利用碳排放总量控制对产业结构和能源结构升级所形成的倒逼机制, 实现经济发展与能源碳排放的脱钩 (3) 调整产业结构目前中国整体已经步入工业化后期, 产业结构的调整主要是加快发展低能耗的先进装备制造业和高新技术产业, 尤其是优先发展信息新材料生物医药节能环保新能源和智能电网等低碳战略性新兴产业 (4) 调整能源结构能源结构的调整对碳峰值目标的实现具有决定性作用 2012 年非化石能源占一次能源消费总量的 9.2%, 煤炭石油天然气分别约占 66.4% 18.9% 5.5% 中国目前多煤缺油少气的能源结构现状决定了低碳发展需要大力提高清洁能源的比例以及降低煤炭的消费比例加快自主创新, 推进集成创新掌握新能源可再生能源节能领域的核心技术, 为应对气候变化提供科技支撑 (5) 利用碳汇技术减碳, 通过植树种草, 利用绿色植物的光合作用吸收二氧化碳以及耕地固碳 (6) 严格实行碳减排的双控政策, 控制碳强度以及碳排放总量将碳排放总量控制指标纳入政绩考核, 给予地方政策创新和改革试验的灵活性, 进行各区域低碳经济发展实施评价 103

9 西安交通大学学报 ( 社会科学版 ) htp:// htp://skxb.xjtu.edu.cn [ 参考文献 ] [1] ENERDATA.GlobalenergyandCO 2 database,2015[eb/ OL].htp://globaldata.enerdata.net/globalenergy/home/. [2] 雷鹏. 低碳经济发展模式论 [M]. 上海 : 上海交通大学出版社,2011:4. [3] ROBERTBJ,JOSEPGC,CORINNELQ,ETAL.Reac hingpeakemisions[j].nature,2015(10):1-8. [4] 柴麒敏. 分解中国碳排放峰值 [J]. 经济全局,2015(7): [5] HASSELMANNK,HASSELMANNS,GIERINGR,OCANA VANDSTORCHHV.SensitivitystudyofoptimalCO 2 emis sionpathsusingasimplifiedstructuralintegratedasesment model[j].climaticchange,1997(37): [6] AHMEDK,WEIL.EnvironmentalKuznetsCurveandPa kistan:anempiricalanalysis[j].procediaeconomicsand Finance,2012(1):4-13. [7] KANGJD,ZHAOT,RENXS,LINT.Usingdecomposi tionanalysistoevaluatetheperformanceofchina s30prov incesinco 2 emisionreductionsover [j]. NaturalHazards,2012(64): [8] SEFEEDPARIP, GHAHDERIJANIM, PISHGAR - KOMLEHSH.Asesmenttheefectofwheatfarmsizeson energyconsumptionandco 2 emision[j].renewableand SustainableEnergy,2013(5): [9] MICHAELG,FUS,THOMASS,NICKH,ETAL.Are viewofchineseco 2 emisionprojectionto2030:theroleof economicstructureandpolicy[j].climatepolicy,2015 (12):S7-S39. [10] KERRYS,OLIVIERB,GEOFFREYC,ULRICHL.GIS- basedmodelingofshalowgeothermalenergypotentialforco 2 emisionmitigationinurbanareas[j].renewableenergy, 2016(2): [11] 林伯强, 蒋竺均. 中国二氧化碳的环境库兹涅茨曲线预测及影响因素分析 [J]. 管理世界,2009(4): [12] 朱永彬, 王铮, 庞丽等. 基于经济模拟的中国能源消费与碳排放高峰预测 [J]. 地理学报,2009(8): [13] 林伯强, 刘希颖. 中国城市化阶段的碳排放 : 影响因素和减排策略 [J]. 经济研究,2010(8): [14] 渠慎宁, 郭朝先. 基于 STIRPAT 模型的中国碳排放峰值预测研究 [J]. 中国人口资源与环境,2010(12): [15] 林伯强, 李江龙. 环境治理约束下的中国能源结构转变基于煤炭和二氧化碳峰值的分析 [J]. 中国社会科学,2015(9): [16] 杨秀, 付琳, 丁丁. 区域碳排放峰值测算若干问题思考 : 以北京市为例 [J]. 中国人口资源与环境,2015(10): [17] 冯宗宪, 陈志伟. 区域能源碳排放与经济增长的脱钩趋势分析 [J]. 华东经济管理,2015(1): [18] 杨伟民. 建立更加公平更可持续的社会保障制度 [M]. 北京 : 人民出版社,2015. [19] YOICHIK.ImpactofCarbonDioxideEmisionsonGNP Growth:InterpretationofProposedScenarios[R].Paris: PresentationtotheEnergyandIndustrySubgroup,Re sponsestrategiesworkinggroup,ipcc,1989. ( 责任编辑 : 司国安 ) ComparativeStudyofChinaRegionalCarbonPeak BasedonNationalDataandShaanxiProvince FENGZongxian,WANGAnjing (SchoolofFinanceandEconomics,Xi anjiaotonguniversity,xi an710061,china) Abstract Thispaperdiscusestheisuesofcarbonemisionsintermsofsynchronization,advanceorlagbetweendif ferentregionsandcitiesinchinaunderthebackgroundofthechinesegovernmentcommitmenttoreachcarbonpeaka round2030.onthebasisofcointegrationequation,byapplyingscenarioanalysis,itpredictsthecarbonpeakinchina andshaanxiprovincerespectively.theresultsshowthatthenationalco2peakwilappearein2030underthebaseline scenarioand2028underthelowcarbonscenario.theco2peakinshaanxiprovincewilappearein2029.inaddition, itcomparesandanalyzesregionalandnationalcarbonpeaksandputforwardsomerelevantsuggestions. Keywords carbonpeak;cointegrationequation;scenarioanalysis;predict 104

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BP 2019 bp.com.cn/energyoutlook2019 BP 2019 2019 2040 BP 2040 BP BP 2 BP 2019 2019 BP BP 20 3 BP 2019 BP BPBPBP BP (Bob Dudley) 4 BP 2019 2040 2040 2040 25% 5 BP 2019 2040 6 BP 2019 9 14 15 19 21 23 24