临沂工业碳排放影响因素及碳减排措施研究_邓天一.pdf

2 0 2 3年第3期2 0 2 3年3月全球气候变化和大气污染是当今世界面临的重大环境问题。因此，减少碳排放一直是各国面临的重要挑战1。随着工业化进程快速推进，中国能源消费量不断增长，能源消费种类不断增多2，碳排放量持续上升，碳减排压力巨大3。2 0 2 0年9月中国明确了“二氧化碳排放力争于2 0 3 0年前达到峰值，努力争取2 0 6 0年前实现碳中和”的目标，随着碳达峰碳中和任务趋紧，低碳发展成为必然趋势4。山东省临沂市地处鲁南经济区中心，享有“商贸之城，物流之都”的美称。随着临沂经济的迅速发展，工业碳排放量日渐增加，严重影响了临沂本地的天气状况，环境污染也越来越严重。本文以临沂为例，根据2 0 1 1 2 0 2 0年临沂工业碳排放数据，运用L M D I（L o g a rith m icM e a nD iv is iaIn d e x，对数平均迪氏指数）时间分解方法对临沂工业碳排放增加的驱动因素进行分解，并根据研究结果为节能减排工作提出相应建议，对于揭示临沂工业发展与能源消费碳排放之间的关系，以及促进工业低碳转型和空间布局优化具有重要意义5。1研究方法与数据来源1.1研究方法1.1.1临沂工业碳排放量的计算方法临沂工业碳排放量计算采用2 0 0 6年IP C C国家温室气体清单指南中的工业能源碳排放计算模型：C=EiFi，(1)式(1)中，C为临沂工业各类能源消费产生的碳排放总量，1 04t；Ei为临沂工业消费的第i种能源量，1 04吨标准煤；Fi为临沂工业消费第i种能源的碳排放系数，吨/吨标准煤。纳入计算范围的临沂工业能源消费种类主要包括收稿日期：2022-10-24基金项目：临沂大学大学生创新创业训练计划项目（202210452048）第一作者简介：邓天一，2002年生，男，江苏徐州人，主要从事能源经济、国际贸易方面的研究。通信作者：武兰玉，1980年生，女，山东沂水人，在读博士研究生，讲师，主要从事能源经济、国际贸易方面的研究。临沂工业碳排放影响因素及碳减排措施研究邓天一1，武兰玉1，2（1.临沂大学，山东 临沂2 7 6 0 0 0；2.菲律宾克里斯汀大学国际学院，马尼拉1 0 0 4）摘要：工业节能减排是中国“双碳”目标实现的重要任务。根据2 0 1 12 0 2 0年山东省临沂市工业碳排放数据，采用L M D I加法分解建立临沂工业碳排放分解模型，分析了影响临沂工业碳排放的相关因素。实证结果显示，临沂工业碳排放总效应为正，总体工业碳排放量增加。经济规模效应和产业结构效应为正，工业产值增加和高碳排放企业数量增多是工业碳排放量增加的主要驱动因素。能源强度效应和碳排放因子效应为负，说明临沂工业企业能源利用效率的提升与能源碳排放率的降低是节能减排工作的重点。关键词：工业；能源消费；碳排放；L M D I中图分类号：X 3 2 2；F 4 2 7文献标志码：A文章编号：2 0 9 5-0 8 0 2-(2 0 2 3)0 3-0 0 9 3-0 4Influencing Factors of Industrial Carbon Emission and Carbon Emission ReductionMeasures in LinyiDENG Tianyi1,WU Lanyu1,2(1.Linyi University,Linyi 276000,Shandong,China;2.Center for International Education,Philippine Christian University,Manila 1004,Philippines)Abstract:Industrial energy conservation and emission reduction is an important task to achieve the carbon peaking and carbonneutrality goals in China.Based on the industrial carbon emission data of Linyi City of Shandong Province from 2011 to 2020,thispaper established the decomposition model of industrial carbon emission in Linyi by LMDI addition decomposition,and analyzedthe relevant factors affecting industrial carbon emission in Linyi.The empirical results show that the total effect of industrialcarbon emission in Linyi is positive,and the total industrial carbon emission increases.The economic scale effect and industrialstructure effectare positive.The increase of industrial output value and the number of enterprises with high carbon emission arethe main driving factors for the increase of industrial carbon emission.The energy intensity effect and carbon emission factor effectare negative,indicating that the improvement of energy utilization efficiency and the reduction of energy carbon emission rate ofindustrial enterprises in Linyi are the key work of energy conservation and emission reduction.Key words:industry;energy use;carbon emission;LMDI（总第2 1 0期）节能减排9 3 DOI:10.16643/ki.14-1360/td.2023.03.0452 0 2 3年第3期2 0 2 3年3月图 1 20112020 年临沂规模以上工业企业能源消费总量原煤、焦炭、天然气、汽油、柴油。各种能源的碳排放系数如表1所示。表 1 各种能源的碳排放系数注：数据来源于 2006 年IPCC 国家温室气体清单指南。1.1.2临沂工业碳排放影响因素分解方法对碳排放的影响因素进行分解可以定量分析各因素变动对碳排放量的影响6。L M D I分解模型具有分解结果清晰明了，可以消除不能解释的残差项等优点7。研究主要考虑影响临沂工业碳排放的经济规模效应、能源强度效应、产业结构效应、碳排放因子效应。依据已有的研究资料和文献并结合临沂工业发展特点，建立临沂工业能源消费碳排放影响因素的分解公式：C=jGEGEjECjEj=jGISjFj，(2)式(2)中，j表示临沂市工业的不同产业类型；G为临沂市工业总产值，1 08元，用来衡量经济规模效应对工业碳排放的影响；E为临沂工业的能源消费总量，1 04吨标准煤；Ej为临沂第j种产业的能源消费总量，1 04吨标准煤；Cj为临沂第j种产业能源消费的碳排放总量，1 04t；I为临沂单位工业产值耗费的能源量，即该产业的能源强度，吨标准煤/（1 04元）；Sj为临沂第j种产业能源消费量占能源消费总量的比例，即能源结构；Fj为临沂第j种产业碳排放总量与能源消费总量的比值，即第j种产业单位能源消费产生的碳排放量，1 04吨/1 04吨标准煤。设定基期碳排放量为C0，T期碳排放量为CT，C为碳排放量的变化值，则碳排放分解公式如下。总效应公式：C=CT-C0=jGTITSjTFjT-jG0I0Sj0Fj0=CG+CI+CSj+CFj，(3)式(3)中，GT，G0分别为T期、基期临沂工业总产值，1 08元；IT，I0分别为T期能源强度、基期能源强度，吨标准煤/（1 04元）；SjT，Sj0分别为T期第j种产业的能源结构与基期第j种产业的能源结构；FjT，Fj0分别为T期第j种产业单位能源消费产生的碳排放量、基期第j种产业单位能源消费产生的碳排放量，104吨/104吨标准煤；CG为经济规模效应；CI为能源强度效应；CSj为产业结构效应；CFj为碳排放因子效应。各驱动因素分解公式如下。经济规模效应公式：CG=jCjT-Cj0lnCjT-lnCj0lnGTG0，(4)能源强度效应公式：CI=jCjT-Cj0lnCjT-lnCj0lnITI0，(5)产业结构效应公式：CSj=jCjT-Cj0lnCjT-lnCj0lnSjTSj0，(6)碳排放因子效应公式：CFj=jCjT-Cj0lnCjT-lnCj0lnFjTFj0，(7)式(4)式(7)中，CjT，Cj0分别为第j种产业的T期碳排放量、基期碳排放量，1 04t。1.2数据来源数据主要来源于临沂市统计局编制的临沂市统计年鉴（2 0 1 1 2 0 2 1年）。依据中国能源统计年鉴中的能源折算系数对工业不同种类能源消费进行标准煤折算8，并参照2 0 0 6年IP C C国家温室气体清单指南中的能源碳排放系数计算临沂工业能源消费的碳排放量。2临沂工业能源消费与碳排放分析2.1工业能源消费分析由于临沂经济迅速发展，临沂各类能源消费量也不断增加，其中工业能源消费量增加更为显著。图1数据显示，2 0 1 1年，临沂规模以上工业企业消费能源0.2 9 28 8 7 1 08吨标准煤，到2 0 2 0年消费能源增加到0.3 1 03 3 5 1 08吨标准煤。工业能源消费量的增长速度低于工业产值的增长速度，说明临沂工业能源利用效率提高。总体能源消费增长趋势呈现上下起伏的波动性特征，具体如图1所示。自2 0 1 4年起，规模以上工业企业能源消费总量增长速度放缓，原因在于临沂规模以上工业企业开始注重提高能源利用效率。2.2工业碳排放分析能源消费量是碳排放量的直接和最大的影响因素，在临沂工业需要的各类能源中，具有高碳排放系数的能源种类原煤焦炭天然气汽油柴油碳排放系数/（吨 吨标准煤-1）0.755 90.855 00.448 30.553 80.592 11.41.21.00.80.60.40.20增长速度3 5003 0002 5002 0001 5001 0005000能源消费总量/（104吨标准煤）2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020年份规模以上工业企业能源消费总量增长速度9 4 2 0 2 3年第3期2 0 2 3年3月煤炭使用率居高不下，这就导致了临沂工业碳排放量较高。如图2所示，研究期内，临沂工业企业能源消费量波动起伏导致碳排放量也呈现出波动起伏的特征。2 0 1 1年临沂工业碳排放量为0.1 2 69 9 8 1 08t，到2 0 2 0年为0.1 3 62 3 2 1 08t。1 0年中，2 0 1 2年碳排放量达到峰值0.1 3 90 1 9 1 08t，2 0 1 4年之后均低于0.1 3 1 08t，直到2 0 2 0年再次超过0.1 3 1 08t。临沂碳排放1 0a之间略有上升，与工业产值增加量相比，临沂碳排放量增加较少，说明临沂工业节能减排工作收获了不错的成果。图 2 临沂市工业碳排放量变化趋势3临沂工业碳排放影响因素的实证分析运用L M D I加法分解对2 0 1 1 2 0 2 0年的临沂工业能源消费碳排放进行分解，结果如表2所示。表 2 20112020 年临沂工业能源消费碳排放 LMDI分解结果单位：104 t3.1总效应一般而言，如果各影响因素变化引起的碳排放变化为正值，则表示该因素的变化促进碳排放量的增加，如果各影响因素变化引起的碳排放变化为负值，表示该因素的变化促进碳排放量的减少。表2结果显示工业碳排放总效应为正，工业碳排放量总体呈波动上升趋势。其中经济规模效应为正，说明随着工业产值的增加，工业碳排放量也随之增加。产业结构效应为正，说明在高碳排放产业发展更为迅速。能源强度效应为负，说明单位产值能源消费的碳排放量减少，意味着能源利用效率的提高。碳排放因子效应为负，说明同种能源消费产生的碳排放量降低。工业产值增加、产业结构是碳排放增长的拉动因素，促进了工业碳排放的增加；而能源强度与碳排放效应总体表现为负效应，起抑制作用，促进工业碳排放的减少。因此，临沂促进工业碳排放增加的决定性因素是工业产值增加，抑制工业碳排放增加的决定性因素是能源强度的降低。3.2经济规模效应工业经济规模扩大是增加工业能源消耗最重要的驱动因素，从而也是工业碳排放增加的最大诱因。2 0 1 1 2 0 1 8年，经济规模效应导致临沂工业碳排放量处于增长趋势，在2 0 1 4 2 0 1 6年，增长幅度略小，原因是2 0 1 5年是“十二五”计划最后一年，2 0 1 6年是“十三五”计划第一年，政策有所调整，从而工业产值增加有所减缓。2 0 1 8 2 0 1 9年，经济规模效应数值为负值，原因是临沂市人民政府印发了临沂市打赢蓝天保卫战作战方案暨2 0 1 8 2 0 2 0年大气污染防治攻坚行动实施方案，完善了工业企业污染治理，引起了企业的高度重视，不断节能减排。2 0 1 9 2 0 2 0年的经济规模效应是一个较弱的正面效应，因为新冠疫情的影响导致很多工业企业无法经营，所以碳排放量增长很小。3.3能源强度效应因素分解结果显示，能源强度效应对临沂工业能源消费碳排放的影响总体为负效应，意味着单位产值能源消费量总体趋于减少，能源效率提升。但不同年份有所差异，2 0 1 2 2 0 1 3年、2 0 1 4 2 0 1 5年、2 0 1 6 2 0 1 7年能源强度效应有较大的负值，而2 0 1 8 2 0 1 9年和2 0 1 9 2 0 2 0年的能源强度效应均为正值，原因在于临沂市污染治理强度加大，增加了工业企业的成本，从而单位产值需要的能源消费量增加。3.4产业结构效应产业结构效应主要反映了临沂产业结构对工业碳排放的影响。2 0 1 2 2 0 1 3年，产业结构效应为较高的正效应，说明该年度临沂碳排放量较高的行业能源消耗量较大。2 0 1 4 2 0 1 5年，产业结构效应为较高的负效应，说明该年度临沂市对污染排放较高的工业有所限制，碳排放量较低的工业企业产值占比提高。其他年份发展较为平稳。2 0001 8001 6001 4001 2001 0008006004002000能源消费量/（104吨标准煤）碳排放量/（104t）年份时间经济规模效应能源强度效应产业结构效应碳排放因子效应总效应20112012 年64.0356.811.00-1.64120.2120122013 年92.98-252.967.52-10.68-163.1420132014 年73.9655.920.154.61134.6420142015 年25.78-271.63-4.92-11.20-261.9620152016 年28.5691.231.038.24129.0620162017 年78.78-140.05-0.78-11.14-73.1920172018 年77.72-26.030.55-6.0446.2020182019 年-163.03133.901.07-10.88-38.9420192020 年1.84191.78-1.066.88199.45合计280.64-161.034.56-31.8592.332011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020能源消费量碳排放量邓天一，等：临沂工业碳排放影响因素及碳减排措施研究9 5 2 0 2 3年第3期2 0 2 3年3月3.5碳排放因子效应碳排放因子效应对临沂工业碳排放的影响总体趋于负效应，这说明单位能源消费产生的碳排放量逐渐减少。碳排放效应多数为负效应，只有3个年度区间为正效应。其中2 0 1 3 2 0 1 4年和2 0 1 5 2 0 1 6年碳排放效应为正的原因是该段时间临沂工业企业能源利用率降低，从而单位能源消费的碳排放量增加。2 0 1 9 2 0 2 0年有1个较高的正值，原因是新冠疫情影响导致企业开工不足，从而单位能源消费的碳排放量增加。4结论与建议4.1结论a)采用L M D I分解深入分析了2 0 1 1 2 0 2 0年临沂市工业碳排放的影响因素。因素分解结果显示，经济规模效应对工业碳排放增加的贡献为2.8 0 64 1 06t，而产业结构效应带来的贡献为4.5 6 1 04t。经济规模效应远高于产业结构效应，说明临沂工业碳排放最主要的驱动因素是经济规模效应。即工业经济的发展导致了碳排放量的增加，经济发展和环境治理之间如何权衡是需要慎重考虑的问题。b)不断优化能源结构，增加清洁能源在工业生产中的应用是降低工业碳排放量的突破口。能源强度效应和碳排放因子效应是临沂工业碳排放的负效应。能源强度效应为临沂工业碳排放带来的贡献为-1.6 1 03 1 06t，碳排放因子效应的贡献为-0.3 1 85 1 06t。能源强度效应的影响远高于碳排放因子效应的影响，这表明碳排放的减少是因为临沂工业能源利用效率的提高，单位产值需要的能源量减少，这也说明2 0 1 1 2 0 2 0年临沂市在能源高效利用方面取得了技术进步。4.2建议根据研究结果，对临沂工业的未来发展提出节能减排的建议。a)积极改变工业经济发展模式，提高产业经济规模的附加值。临沂工业碳排放量的不断增加是由经济规模的扩大拉动起来的，调整经济结构是抑制碳排放量增长的关键战略措施。注重未来经济发展的效应与质量，不断提高工业经济活动中能源的利用效率，完善产业链。b)建立工业的节能减排能源消费体系，根据不同的产业类型制定能源消耗标准。能源强度的降低是工业碳排放量减少最重要的影响因素，节能减排的能源消费体系应不断降低煤炭、焦炭等高碳排放系数能源在工业生产中的应用，提高清洁能源在工业中的能源消耗占比。分析不同产业种类的节能减排体系的建设标准，综合产业实际与碳减排目标制定合理的能源消费标准。c)大力调整和优化临沂工业产业结构，不断促进绿色低碳产业的发展。不断克服临沂工业存在的过剩产能，加速采矿业和制造业的转型升级，大力淘汰临沂工业中高能耗落后产能。积极引领建设新能源工业示范园区，为新能源企业提供支持与鼓励措施。d)构建鲁南经济圈工业合作交流平台，加强区域内企业的沟通交流与合作互补。通过区域内各项目的交流合作，各工业企业不断学习先进产业链节能减排的管理经验，通过技术研讨、互补合作，克服产业结构改革与能源结构升级中出现的问题。e)鼓励各企业在能源消耗技术领域的探索与研发，不断引进成熟、高层次的专业型人才。出台对高新技术研发与专业人才引进的鼓励措施，以高新技术的突破助力更多低能耗、低排放的企业升级，为临沂工业的未来发展注入新的动力、新的血液。5结语以临沂工业为研究对象，运用L M D I分解模型对2 0 1 1 2 0 2 0年的工业碳排放量进行了时间序列分解。研究显示出经济规模效应与能源强度效应对碳排放影响较明显，临沂工业碳排放增加的主要动因是经济规模的增长；而能源强度效应则是制约碳排放增加的重要影响因素。与所有研究一样，该研究有一些局限性，没有分析其他工业污染物，例如N Ox、灰尘和煤烟以及挥发性有机化合物。研究多种污染物可以更全面地了解碳排放影响因素，并有助于促进不同工业污染物的协同治理。参考文献：1 WJTOWICZ K A，SZONO-KOGUC J M，BRAUN J.The role ofpublic spending in CO2emissions reduction in Polish regions：anLMDI decomposition approach J.Energies，2021，15(1)：103.2 武兰玉.基于 LMDI 中国地区电力消费影响因素空间分解研究 J.临沂大学学报，2021，43(6)：88-98.3 何建坤，卢兰兰，王海林.经济增长与二氧化碳减排的双赢路径分析 J.中国人口 资源与环境，2018，28(10)：9-17.4 戴梦圆，赵培培，沈晓梅.LMDI 的盐城市工业碳排放影响因素研究 J.环境科学与管理，2022，40(2)：14-18.5 ZHANGX，SHENM，LUANY，etal.Spatialevolutionary characteri-stics and influencing factors of urban industrial carbon emission inChina J.International journal of environmental research and pub-lic health，2022，19(18)：11227.6 王莉叶，陈兴鹏，庞家幸，等.基于 LMDI 的能源消费碳排放因素分解及情景分析：以兰州市为例 J.生态经济，2019，35(9)：38-44.7 顾阿伦，何崇恺，吕志强.基于 LMDI 方法分析中国产业结构变动对碳排放的影响 J.资源科学，2016，38(10)：1861-1870.8 王强，伍世代，林羽珊.中国东南沿海地区工业能源消费碳排放的驱动因素分析 J.资源科学，2015(6)：1239-1248.（编辑：高志凤）9 6