能源經(jīng)濟(jì)學(xué)論文

1、基于對數(shù)平均權(quán)重Divisia的中國1990-2009年人均碳排放因素分解摘要：碳排放是關(guān)于溫室氣體排放的一個(gè)總稱或簡稱。溫室氣體中最主要的氣體是二氧化碳，因此用碳（Carbon）一詞作為代表。碳排放不僅僅是燃料燃燒會產(chǎn)生，人口的增加，經(jīng)濟(jì)的增長也是會使碳排放增加的原因，多數(shù)科學(xué)家和政府承認(rèn)溫室氣體已經(jīng)并將繼續(xù)為地球和人類帶來災(zāi)難。本文通過對19902009年中國的人均碳排放進(jìn)行分析，簡要地探究中國碳排放的形勢，并引入了對數(shù)平均權(quán)重Divisia分解這一模型，基于我國19902009年能源消費(fèi)總量，碳排放量，人口，GDP等數(shù)據(jù)將人均碳排放分解為能源結(jié)構(gòu)，能源效率以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展三方面因素，得出了三

2、種因素各自的貢獻(xiàn)值以及貢獻(xiàn)率的大小，并討論了它們?nèi)司寂欧诺挠绊憽ｊP(guān)鍵字：人均碳排放；Divisia分解；Abstract: carbon emissions is a general term for greenhouse gas emissions. The most important gas in the greenhouse gas is carbon dioxide, and carbon dioxide (Carbon) is used as a representative. Carbon emissions are not only the fuel burning will

3、 produce, the increase of population, economic growth is also the reason for the increase in carbon emissions. Most scientists and governments recognize that greenhouse gases have been and will continue to bring disaster to the earth and humanity. In this paper, by analyzing the per capita carbon em

4、issions in China in 1990 and 2009, the situation of carbon emissions in China is briefly analyzed.Keywords: per capita carbon emissions; Divisia decomposition;一、 引言眾所周知，全球變暖問題是地球環(huán)境問題的首要代表。全球變暖的主要原因是人類在近一個(gè)世紀(jì)以來大量使用礦物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO2等多種溫室氣體。由于這些溫室氣體對來自太陽輻射的可見光具有高度的透過性，而對地球反射出來的長波輻射具有高度的吸收性，也就是常說的“溫

5、室效應(yīng)”，導(dǎo)致全球氣候變暖。全球變暖的后果，會使全球降水量重新分配，冰川和凍土消融，海平面上升等，既危害自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡，更威脅著人類的食物供應(yīng)和居住環(huán)境。近一個(gè)世紀(jì)以來，各個(gè)國家、地區(qū)和組織為了保護(hù)地球環(huán)境商定了各類公約條款。其中聯(lián)合國氣候變化框架公約被認(rèn)為是冷戰(zhàn)結(jié)束后最重要的國際公約之一。針對全球氣候變暖的挑戰(zhàn)，國際社會在1992年制定了聯(lián)合國氣候變化框架公約，并于1997年12月在日本京都召開的聯(lián)合國氣候變化框架公約第三次締約方大會上達(dá)成了京都議定書 （以下簡稱議定書）。議定書要求30多個(gè)附件一國家（包括發(fā)達(dá)國家和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型國家）在2008至2012年間，把溫室氣體的排放量平均比1990

6、年削減>5.2%。在得到占發(fā)達(dá)國家1990年CO2排放總量的55%以上的締約發(fā)達(dá)國家批準(zhǔn)后，議定書于2005年2月16日正式生效。這標(biāo)志著國際社會進(jìn)入了一個(gè)實(shí)質(zhì)性減排溫室氣體的階段，人類發(fā)展史上首次具有了一個(gè)國際法律框架，用以限制人類活動對地球系統(tǒng)的碳循環(huán)和氣候變化的干擾。減少碳排放成為締約國家社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生產(chǎn)經(jīng)營活動的重要目標(biāo)之一。但是議定書生效是各國在政治、經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境等方面利益相互妥協(xié)的結(jié)果。由于各國在溫室氣體減排方面具有共同但有區(qū)別的責(zé)任，加上資源稟賦和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異較大，在履行減排義務(wù)時(shí)付出的代價(jià)不同，所以在減排的國際談判中不得不考慮各自的國家利益，使得談判過程成為一個(gè)

7、各個(gè)國家或利益集團(tuán)在政治、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境等方面博弈的復(fù)雜過程。即使議定書所規(guī)定的各項(xiàng)目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)，與穩(wěn)定氣候變化的最終目標(biāo)仍相距甚遠(yuǎn)。由于溫室氣體減排的成本較高，對經(jīng)濟(jì)將產(chǎn)生不可忽視的重要影響。所以，實(shí)力薄弱的發(fā)展中國家無力承擔(dān)如此巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，需要發(fā)達(dá)國家提供資金和技術(shù)援助。另一方面，減排的效果如何還有很大的不確定性，因此國際社會實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定氣候變化的目標(biāo)仍然任重道遠(yuǎn)。 與此同時(shí)，我國目前的二氧化碳年排放量約為80億噸，占全球25%，是世界最大的碳排放國。不僅如此，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2013年我國的人均碳排放量已經(jīng)超過了歐盟。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國碳排放量今后仍將持續(xù)增加。但能否抑制增量，以及以多

8、大的排放量達(dá)到頂峰，將影響今后世界的減排努力。二、數(shù)據(jù)處理與計(jì)算本文應(yīng)用對數(shù)平均權(quán)重的Divisia分解法（Logarithmic mean weight Divisia method，LMD）對影響中國1990-2009年人均碳排放的各因素進(jìn)行分解。對數(shù)平均權(quán)重Divisia分解法是由安本華(Ang B W)等在1998年提出的，這是一種針對一段時(shí)期能源需求或氣體排放的因素分解方法。常用的因素分解模型有 Laspeyres 指數(shù)法、IPAT模型、STIRPAT模型、Paasche 分解法、AMDI 分解法等，這些分解方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，但大部分都不能進(jìn)行多個(gè)因素的分解,而且分解后會得到

9、比較大的殘差值。而對數(shù)平均權(quán)重Divisia分解法則解決了這一系列問題，因此本文采用該方法來對碳排放進(jìn)行分解。（1）基于對數(shù)平均權(quán)重Divisia的分解法模型 碳排放的基本公式為（7）(8)：C= （1-1）式（1-1）中，C為碳排放量；Ci為i種能源的碳排放量；E為一次能源的消費(fèi)量；Ei為i種能源的消費(fèi)量；Y為國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)；P為人口。下面對各個(gè)分解因素進(jìn)行定義，能源結(jié)構(gòu)因素Si = ，即i種能源在一次能源消費(fèi)中的份額；各類能源排放強(qiáng)度Fi =,即消費(fèi)單位i種能源的碳排放量；能源效率因素I=,即單位GDP 的能源消耗；經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素R=，即人均GDP。因此人均碳排放量可以寫為:A= (

10、1-2)式(1-2)中，人均碳排放量A 的變化來自于Fi的變化（能源排放強(qiáng)度）、Si的變化（能源結(jié)構(gòu)）、I的變化（能源效率）以及R的變化（經(jīng)濟(jì)發(fā)展）。選定一個(gè)基期，第t期相對于基期的人均碳排放量的變化可以表示為：= (1-3) (1-4) 式(1-3)中，為能源結(jié)構(gòu)因素，式(1-4)中也為能源結(jié)構(gòu)因素。同理，為能源排放強(qiáng)度因素；，為能源效率因素；，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素；，為分解余量。式(1-3)中， 、分別為各因素變化對人均碳排放變化的貢獻(xiàn)值，它們都是有單位的實(shí)值。式（1-4）中、分別發(fā)表各因素變化對人均碳排放變化的貢獻(xiàn)率。基于公式(1-3),根據(jù)安本華1998年提出的對數(shù)平均權(quán)重DIvisia分解

11、法模型（9）進(jìn)行分解。各因素分解結(jié)果如下：； （1-5） 其中=。則根據(jù)公式(1-3)，得=-（） =- =-=-對(1-4)式兩邊取對數(shù)，得到 (1-6) 則根據(jù)(1-3)式與(1-6)式，對應(yīng)項(xiàng)成比例得到：(這里可以為任意常數(shù))因?yàn)?，設(shè)該值為W，則， (1-7) （2）中國1990-2009年碳排放的因素分解1.數(shù)據(jù)整理及統(tǒng)計(jì)根據(jù)中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒、中國統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)以及國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)整理，以發(fā)電煤耗計(jì)算法計(jì)算能源消費(fèi)總量。碳排放總量按基本公式計(jì)算： （2-1） E為一次能源消費(fèi)總量，為i類能源的碳排放強(qiáng)度，為i類能源在能源消費(fèi)總量中所占比重。則為i類能源所消費(fèi)的能源量，與各自排放強(qiáng)度相乘再合

12、并則得出總碳排放量。各類能源各年份取值、各類能源取值、能源效率因素I取值、經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素R取值如表1-1：年份Si=Ei/EFi=Ci/EiI=E/YR=Y/PS1S2S3F1F2F319900.7620.1660.0210.74760.58250.44355.2873330.16327619910.7610.1710.020.74760.58250.44354.76473207570.1750.0190.74760.58250.44354.0548260.22977919930.7470.1820.0190.74760.58250.44353.2827660.2981

13、3419940.750.1740.0190.74760.58250.44352.5465240.40215119950.7460.1750.0180.74760.58250.44352.1577230.50192619960.7350.1870.0180.74760.58250.44351.8993890.5815619970.7140.2040.0180.74760.58250.44351.7209550.63880619980.7090.2080.0180.74760.58250.44351.6135110.67651219990.7060.2150.020.74760.58250.443

14、51.5675020.71293420000.6920.2220.0220.74760.58250.44351.4668310.78280120010.6830.2180.0240.74760.58250.44351.3716270.85918520020.680.2230.0240.74760.58250.44351.3249180.93678420030.6980.2120.0250.74760.58250.44351.3531751.0510420040.6950.2130.0250.74760.58250.44351.3351151.22994720050.7080.1980.0260

15、.74760.58250.44351.2760911.4143720060.7110.1930.0290.74760.58250.44351.1958331.64562720070.7110.1880.0330.74760.58250.44351.0552942.01174820080.7030.1830.0370.74760.58250.44350.9280442.36476420090.7040.1790.0390.74760.58250.44350.8995142.554536 表1-1 中國1990-2009年能源結(jié)構(gòu)因素、能源排放強(qiáng)度、單位GDP能源消耗、人均GDP 根據(jù)上表計(jì)算得出

16、碳排放量填入表1-2：能源消費(fèi)總量(萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)煤炭消費(fèi)量(萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)石油消費(fèi)量(萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)天然氣消費(fèi)量(萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)碳排放量(萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)人口(萬)GDP (億元)人均碳排放(噸標(biāo)煤/人)19909870375211.6916384.72072.76366691.6111433318667.820.58331199110378378978.8617746.892075.6670302.7211582321781.50.606984199210917082641.6919104.752074.2373831.3711717126923.480.630116199311599386646.7

17、721110.732203.86778051.5411851735333.920.658568199412273792052.7521356.242332.00382292.8911985048197.860.686632199513117697857.322955.82361.16887577.0512112160793.730.723054199613519299366.1225280.92433.45690091.4812238971176.590.736108199713590997039.0327725.442446.36289781.412362678973.030.7262341

18、99813618496554.4628326.272451.31289771.3212476184402.280.719546199914056999241.7130222.342811.3893044.4612578689677.050.7397042000145531100707.532307.883201.68295528.1812674399214.550.7537162001150406102727.332788.513609.74497499.16127627109655.20.7639382002159431108413.135553.113826.344103456.31284

19、53120332.70.8054022003183792128286.838963.94594.8120641.5129227135822.80.9335632004213456148351.945466.135336.4139758.6129988159878.31.0751652005235997167085.946727.416135.922154853.4130756184937.41.1842932006258676183918.649924.477501.604169905.5131448216314.41.2925682007280508199441.252735.59256.7

20、64183926132129265810.31.3920192008291448204887.953334.9810783.58189024.4132802314045.41.4233552009306647215879.554889.8111959.23198668.7133450340902.81.488713表1-2 中國1990-2009年能源消費(fèi)總量與碳排放量以及人口、GDP數(shù)據(jù)來源：2013中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒 人口及GDP數(shù)據(jù)來源于中國統(tǒng)計(jì)年鑒2013再根據(jù)A=、=和分別計(jì)算各能源人均碳排放量Ai、總能源人均碳排放量A、和W。計(jì)算結(jié)果如表1-3：年份A1A2A3AW1，W2，W3，W

21、19900.4917940.0834760.008040.5833119910.5097830.0892530.0079480.6069840.5007350.0863320.0079941.68047819920.5272890.0949770.0078510.6301160.5093350.0891030.0079451.64904319930.5465640.1037570.0082470.6585680.5186970.0932490.0081431.61243919940.5742060.1037960.0086290.6866320.5319360.0932680.0083311.

22、57836319950.6040090.11040.0086460.7230540.5459810.0963120.0083391.53684619960.6069670.1203220.0088180.7361080.5473620.1007790.0084231.52265119970.5868210.1306360.0087760.7262340.5379090.1053020.0084031.53335719980.5785790.1322530.0087140.7195460.5340120.1060010.0083731.5407219990.5898360.1399560.009

23、9120.7397040.539330.1092950.0089441.518820000.5940280.1484840.0112030.7537160.5508320.1128770.0095351.50403720010.6017450.1496490.0125440.7639380.5636980.1133620.0101261.49349920020.6309670.1612240.0132110.8054020.5877560.1181160.0104131.45265320030.7421610.1756330.0157690.9335630.6545960.1238940.01

24、14741.34271420040.8532160.2037420.0182071.0751650.7214530.1347830.0124391.24327420050.9553170.2081640.0208121.1842930.768020.1364550.01342910460230.2212360.025311.2925680.7944250.141340.015061.1218320071.128460.2324880.0310711.3920190.8231330.145480.0170371.07553120081.1534030.2339390.0

25、360121.4233550.8403580.146010.0186561.06191120091.2093780.239590.0397451.4887130.865550.1480640.019841.034841表1-3 各能源人均碳排放量Ai、總能源人均碳排放量A、和W（以1990年為基準(zhǔn)年）2.因素分解選取1990年為基準(zhǔn)年，進(jìn)行數(shù)據(jù)的因素分解，因?yàn)槟茉磁欧艔?qiáng)度是不變的定值，因此=0，=1。對剩余三方面進(jìn)行因素分解，具體結(jié)果如表2-1： 項(xiàng)目年份人均排放能源結(jié)構(gòu)能源效率經(jīng)濟(jì)發(fā)展199019910.0236741.0405850.0015141.002548-0.061930.9011

26、610.08408910468061.0802420.0005561.000918-0.160940.7669040.2071881.40728419930.0752581.129019-0.002550.995902-0.295550.6209160.3733571.82579419940.1033221.177131-0.004890.992315-0.462850.4816450.5710612.46290519950.1397441.23957-0.007790.988104-0.583140.4081220.7306663.07382119960.15279

27、71.261949-0.009040.986329-0.672180.3593370.8340173.56055619970.1429241.245022-0.014590.977881-0.731390.3257940.8889063.90793719980.1362361.233557-0.015880.975831-0.769570.3055350.92168541563941.268115-0.013340.97995-0.799490.2969270.9692214.35817620000.1722051.295637-0.019820.970626-0.8

28、63240.2729831.0552684.8898520010.1844161.317091-0.029450.956965-0.927230.250371.14115.49716320020.2293841.395447-0.030660.956436-0.991310.236921.25135763692561.64182-0.025120.966832-1.076610.2356091.4709887.20746320040.527921.927741-0.030630.962637-1.195550.2261851.7541028.8536420050.64

29、74122.144472-0.029530.965802-1.304810.2149061.98175310.33220060.7545742.331483-0.028870.96813-1.413370.2048322.1968211.7571220070.8556952.510111-0.031220.966984-1.588370.1811662.47528114.3283720080.8947672.586131-0.042920.955444-1.748730.1561412.68641917.3351920090.9666422.719155-0.045080.954422-1.8

30、30470.1504322.8421918.93885表2-1 1990-2009年三因素對中國人均碳排放的影響效果（以1990年為基準(zhǔn)年） 根據(jù)上表做出各因素變化對人均碳排放變化的貢獻(xiàn)值曲線，如下圖所示：圖2-1 1990-2009年三種因素對我國人均碳排放的貢獻(xiàn)值趨勢圖（以1990年為基準(zhǔn)年）由圖2-1可見，近二十年來，我國人均碳排放量是呈遞增的趨勢，這與高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切的關(guān)系，我們分析的對人均碳排放的三個(gè)影響因素中，經(jīng)濟(jì)發(fā)展無疑是起到了最主要的影響，能源效率則起到了抑制人均碳排放的作用，而能源結(jié)構(gòu)對整體人均碳排放起到了十分小的抑制作用。我們可以看到1991-2001年間我國整體人均碳排放呈現(xiàn)緩慢遞增的趨勢，但是到了2002年，我國人均碳排放開始迅速增加，這主要是因?yàn)槲覈?jīng)濟(jì)發(fā)展“爆炸”式的遞增，而到了2007年，我國整體人均碳排放遞增趨勢開始放緩，這是因?yàn)樽?007年開始，我國能源效率快速遞增，這也可以反映出我國自2007年開始，技術(shù)進(jìn)步、能源消耗進(jìn)入高效化成