北京市低碳发展水平及潜力研究

张炜铃 许申来 焦文涛 陈卫平

（1.中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京 100085;2.北京清华城市规划设计研究院生态环境研究所，北京 100085）

我国社会经济正处于资源、环境约束最为严重的时期，如何化解经济快速发展对资源、能源消耗的高度依赖，跨越资源、能源的瓶颈约束成为这一时期我国面临的主要难题之一。低碳之路以节能减排，高效低耗为目标，为中国的可持续发展提供了一条新的途径，成为促进我国节能减排和应对全球气候变化的重要战略选择［1］。目前，我国城市能源消费量约占全国消费总量的60%，城市人均能源消费为农村的3倍左右，成为碳排放的主要场地［2］。随着城市化率的提高，能源消费行为将发生显著改变，这必将推动城市能源消费量的增长［3］。因此，构建低碳城市作为重中之重，势在必行。

1 文献综述

所谓低碳城市（Low－carbon City），指以低碳经济为发展模式及方向、市民以低碳生活为理念和行为特征、政府公务管理层以低碳社会为建设标本和蓝图的城市［4－5］。目前，国内外关于低碳城市的评估方法及指标构建的研究还不多，Shimada等学者构建了一种描述城市尺度低碳经济长期发展情景的方法，并将此方法应用到日本滋贺地区［6］;2010年中国社会科学研究院公布了我国评估低碳城市的新标准体系，分为低碳生产力、低碳消费、低碳资源和低碳政策等四大类共12个相对指标［7］;朱守先等认为衡量城市的低碳发展水平，核心是在资源禀赋、技术水平及消费方式三个方面是否具备低碳发展的潜力［8］;Kaya等学者认为构建低碳社会首先要计算掌握一个国家或地区的CO2排放量，并建立了了Kaya公式来表征一个地区CO2排放量［9］。

目前，北京市关于低碳发展水平及潜力方面的研究还比较有限。界定北京市是否具备了发展低碳城市的条件，分析其低碳发展潜力，对于加速取得经济发展与环境保护的双赢局面极具启发性。本研究选取了北京市的经济发展水平、能耗和经济结构三项指标分别与全国平均水平进行对比，选取人均碳排放、碳生产率、碳能源排放系数、产业结构多元化演进水平四项指标对北京市的低碳发展水平及潜力进行剖析，提出低碳发展策略，促进北京市可持续发展。

2 研究方法

2.1 研究方法

本研究根据朱守先、Kaya等学者的研究方法对北京市经济和能耗状况及低碳发展水平进行度量。

2.1.1 北京市经济与能耗状况度量方法

Kaya恒等式［9］如下所示:

其中，P:人口;G:人均GDP;IE:单位GDP能耗（能源强度）;IC:能源结构碳强度。

考虑到节能减排与控制温室气体排放具有很大的协同性，本研究受到Kaya恒等式启发，选取北京市和我国历年人均GDP、单位GDP能耗和经济结构及能耗三项具有代表性和可比性的数据指标进行对比分析。

2.1.2 CO2排放总量计算方法

CO2排放总量的计算公式如下所示［10］:

其中，（CO2）为CO2排放总量，Ci为第i年的碳排放总量，Eij为第i年第j种一次能源的消费量，δj为第j类能源的碳排放系数［10］，取各碳排放系数平均值。

2.1.3 北京低碳发展测度方法

衡量低碳发展水平的核心在于以下三个方面:资源禀赋、技术水平及消费方式，选择最能体现这三个要素内涵的指标构建低碳发展指标，即人均碳排放、碳生产率和碳能源排放系数［8］。本研究主要采用对比方法将北京市和全国平均水平的低碳水平进行比较，人均碳排放越低、碳生产率越高、碳能源排放系数越低，则低碳水平越高。

为了进一步分析北京市低碳发展潜力，本文应用两项经济与社会发展指标进行预测。首先是产业结构多元化演进水平（Evolution of industrial structure diversificationdegree，简称ESD），ESD越高，说明产业结构优化水平越高。ESD的计算公式为:

式中，P为第一产业产值，S为第二产业产值，T为第三产业产值，ESD的值域为1至无穷大［8］。

其次是非煤能源消费比重，它是判断一个城市是否具备良好的低碳发展潜力的重要指标。

2.2 数据来源

本研究基础数据来源于中国统计年鉴2010［11］、中国统计年鉴2011［12］、北京市2005 －2011 年统计年鉴［13］。

3 结果与讨论

3.1 北京市经济能源相关性分析

2001－2010年，北京市地区生产总值持续增长，保持了16.01%的年均增长率，经济发展快速;能源消费总量也呈现不断增长的态势，其年均增长率为5.68%。由此可见，一方面，北京市经济的增长依然还建立在能源消费总量增加的基础上，二者成正相关，另一方面经济增长率高于能源消费增长率，经济增长不再与能源消耗同步，呈相对脱钩，实现了相对的节能发展。

3.2北京市经济与能耗水平度量

3.2.1 人均GDP及单位GDP能耗对比分析

北京市人均GDP与全国人均GDP均呈持续增长趋势，北京市历年人均GDP普遍高于全国平均水平，平均超出2.15倍，反映出北京市经济水平较高;北京市人均GDP年均增速为12.18%，全国人均GDP年均增速为14.81%，后者比前者略高。自2008年后，北京市人均GDP增长速率明显加快且大于全国平均水平，这与北京市2008年承办奥运会从而带动了首都经济增长有密切关系。

从单位GDP能耗来看，全国和北京市均呈现下降趋势。北京市单位GDP能耗的年平均下降率为8.96%，高于全国的年平均下降率5.67%，并且北京市历年单位GDP能耗都远小于全国水平，年平均低于全国53.64%，表明北京市的能耗状况明显优于全国平均水平。

然而，与美国相比，2010年美国人均 GDP已达25 7671.87元，是中国的 8.57 倍，是北京市的 3.39 倍;单位GDP能耗仅为中国的20%［14］，为北京市的33%。可见北京市的人均GDP、单位GDP能耗虽然领先于全国平均水平，但是与发达国家相比还存在着相当显著的差距。

3.2.2 经济结构及能耗比较分析

表1展示了全国与北京市2001－2010年的经济结构，二者发展趋势有较大不同:北京市第一产业及第二产业结构比例呈下降趋势，第三产业则正好相反，2010年第三产业结构比例较2001年增长了11.3%;而全国第二产业比例较为稳定，第一产业比例呈现下降趋势的同时第三产业比例呈增长态势，对比表明北京市经济结构较全国平均水平更加优化。对比发现，全国第一、二产业比例均比北京市高出10个百分点左右，而第三产业比例则大大低于北京市。北京市第三产业比重领先全国平均水平近30%，率先在中国构建起以服务经济为主导的产业结构，产业结构优化程度远远好于全国平均水平，并且呈逐年优化态势。

历史统计数据表明，进入21世纪以来，世界各国第三产业发展迅速，发达国家第三产业产值比重在60% －70%之间［15］。与美国相比，其低能耗的第三产业为11.2万亿美元，占79%;中国第三产业GDP仅为2.2万亿美元，只相当于美国的五分之一。目前北京市第三产业比重已超过75%，达到世界发达国家平均水平，但仍落后于美国，在产业结构升级优化方面还存在着一定的发展空间。

北京市各个产业的能耗排序与全国形势一致，能耗比例排名依次为第二、三、一产业，另外第一、二、三产业与其能耗相关性系数都较高（依次为 0.94、0.79、0.80），因此各个产业能耗与其对应生产总值比例呈现出大致相同的变化趋势。这与美国的能耗比例排名相左，2010年，美国重工业能源消耗仅占社会总能源消耗的20%，整个工业能源消耗占社会总能源消耗的33%［16］，还不到中国一半，仅为北京市的84%。北京市第二产业能耗水平优于全国平均水平的同时又大于美国，第二产业能耗仍具有很大的降低空间。

表1 全国及北京市2001－2010年经济结构 %

从北京市2001－2010年各个产业单位GDP能耗情况来看，第一、二、三产业的单位GDP能耗总体呈现下降趋势，其中第二产业单位GDP能耗最高，但是呈现逐年下降的趋势，年平均降速可达10.02%;其次为第一产业，变化趋势为降低;单位GDP能耗最低的为第三产业，逐年变化并不明显，年平均降速为6.19%。

第二产业生产总值比例虽然不是最高，但是能耗比例及单位GDP能耗均远远高于其他两种产业，是进行节能减排、发展低碳城市的重点实施对象。随着第三产业的发展，带动了北京总体能耗的明显下降。由上述分析可知，北京市的人均GDP、单位GDP能耗、产业结构与各产业能耗等指标的发展水平均领先于全国平均，却落后于美国，产业结构已经较优化，但各产业能耗水平仍很高，还具有较大的温室气体减排空间。

3.3 北京市低碳发展水平测度及潜力分析

3.3.1 低碳发展水平比较

本文选取了全国和北京市2005－2010年的统计数据进行计算分析，结果见表2。可以发现，北京市三项指标人均碳排放、碳生产率、碳能源排放系数分别高、高、低于全国平均水平。

碳排放主要受能源消费总量、能源消费结构及技术水平等的影响，而碳生产率是衡量低碳发展水平的重要指标。从人均碳排放的对比上看到，虽然2005－2009年北京市人均碳排放比全国人均碳排放平均高33.95%，但是北京市人均碳排放呈逐年下降趋势，2010年甚至低于全国平均水平，其年平均下降率为3.85%。目前，虽然我国CO2排放总量已经位居世界第一，但我国人均碳排放尚低于发达国家平均水平，北京市亦如此［10，17］。

北京市碳生产率平均高于全国平均水平125.86%，二者的该项指标均呈逐年增长趋势，北京市与全国碳生产率的年平均增长率分别为14.01%、10.35%。北京市碳能源排放系数平均低于全国平均水平37.56%，两者变化趋势一致，年平均下降率分别为3.58%、0.60%，这源于二者的区域能源利用结构、利用效率和利用技术水平等方面存在着较大差异。

通过分析，从2010年的最新数据看，北京市各项指标表征结果及其变化趋势均优于全国平均水平，即北京市低碳发展水平领先于全国平均水平，但各项指标应当在保持现有变化趋势的前提下不断完善提高，进一步向低碳方向迈进。

3.3.2 北京市低碳发展潜力分析

全国与北京市2001－2010年的ESD及其增长率数据（见表3）表明，二者ESD值均呈现上升趋势，说明二者产业多元化演进水平不断提高，产业不断得到优化。对比发现，在研究区间内，北京市ESD及其增长率均远远大于全国平均水平，历年ESD及其增长率的平均值分别比全国平均水平高出了8.52、1.61倍，差距显著，北京市产业结构多元化演进水平高于全国平均水平。

表2 全国及北京市2005－2010年低碳发展指标

表3 全国及北京市2001－2010年ESD及其增长率

表4是全国和北京市2005－2010年非煤能源消费比重数据，二者呈现出不同的变化趋势。全国非煤能源消费比重逐年下降，但下降趋势并不明显;北京市非煤能源消费比重逐年增大，平均高于全国17%以上。能源消费结构的优化有利于城市的低碳发展，数据对比说明北京市在控制煤炭能源消费方面取得了较好成效。然而，放眼全球，2007年在全球一次性能源消费构成中煤炭仅占27.8%，发达国家煤炭消费比例大多不到20%［18］，而我国和北京市煤炭消费比重分别占到了69.5%、47.6%，北京市煤炭能源消费比例远大于世界平均水平。

表4 全国及北京市2005－2010年非煤能源消费比重 %

通过对上述两项指标的分析，与全国平均发展水平相比，北京市低碳发展处于较高水平，产业结构的可优化调整空间较小，但能源消费结构优化调整和低碳发展潜力都具有较大空间;全国低碳发展平均水平较低，是地区之间存在差异发展不平衡所致。实现低碳发展，必须克服资源禀赋、技术进步和政策因素等影响，适度优化产业结构，多开发低碳能源，尤其是可再生能源，从而缩小区域间低碳发展水平的差异［1］，实现全国共同的低碳发展。

4 结论与建议

通过对人均GDP、单位GDP、产业结构与各产业能耗等四项指标的对比分析，北京市的经济与能耗水平居于全国平均和美国平均水平之间，具备较好的低碳经济发展基础。虽然北京市产业结构优化程度较高，但各产业能耗水平仍很高，还具有很大的温室气体减排空间。与全国平均水平相比，北京市产业结构和能源消费结构优化升级的程度、各项指标低碳发展的表征结果及其变化趋势均优于全国平均水平，即北京市低碳发展水平领先于全国平均水平;然而与发达国家相比，北京市煤炭能源消费比例远大于世界平均水平，非煤炭能源比重有待改进提升。总体来看，北京市在实现经济增长和能源消耗的逐步脱钩，迈向低碳城市的道路仍具有较大的空间，依然具有较大的低碳发展潜力。

根据以上分析，提出如下建议:

（1）制定政策法规，提出单位GDP能耗、各产业能耗、人均碳排放、碳生产率、碳能源排放系数、ESD、非煤能源消费比重等低碳相关各项指标的约束性目标值，通过相关经济激励、公众参与等措施实现目标。

（2）促进产业进一步升级，优化产业空间布局，提高产业结构多元化演进水平，发展低碳经济。北京市的第二产业消耗能源所占比重最大，其减排任务较为艰巨，第二产业改革应推进高能耗、高物耗、高污染、低附加值产业的有序退出，提高进京企业的门槛，促进高效低碳清洁的技术创新，重视发展都市型工业;充分利用北京现有优势条件，促进国际间的交流合作，大力发展推动高文化、高科技含量的优势服务业的发展，加快产业集聚，研发高新低碳相关技术全面推动各项产业发展。

（3）改善能源消费结构，提升能源使用效率。鼓励开发可再生能源及新型清洁能源，尽可能在产业发展及公众生活方面使用节能减排技术，逐步淘汰传统的高消耗、高排放的传统能源，提升能源使用效率。不断改进能源结构，降低煤炭能源比重、增加新能源比重。

（4）借鉴发达国家的低碳发展经验，如发展新的清洁技术、推行可持续设计和节能建筑、推广使用环保交通方式、引进碳价格制度及征收碳排放税、倡导资源回收利用和绿色消费等［19］。

综上，北京市可围绕自身的功能定位，扬长避短地将优势资源转化为产业发展优势，走出一条具有中国特色的低碳发展路径，引领全国共同迈向生态文明、低碳社会。

（编辑:刘照胜）

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