河北省碳排放与能源消费和经济增长

武义青，赵亚南

（河北经贸大学经济研究所，河北石家庄050061）

·区域经济研究

河北省碳排放与能源消费和经济增长

武义青，赵亚南

（河北经贸大学经济研究所，河北石家庄050061）

摘要：基于《2006年IPCC国家温室气体清单指南》中的碳排放核算方法，测算1980—2011年河北省二氧化碳排放量、排放强度、人均排放量和单位面积排放量，分析河北省碳排放与能源消费和经济增长间的相关性。河北省的能源消费量、碳排放量呈现递增趋势，但碳排放强度呈现递减的趋势。河北省的碳排放量与能源消费量主要受能源结构和产业结构的影响。河北省的能源消费量主要集中在唐山、石家庄和邯郸三个城市，应在这三个城市中最先进行节能减排的优化。

关键词：碳排放量；能源消费量；碳排放强度；能源结构；经济增长；低碳经济；工业；经济转型

应对气候变化是中国经济转型的重要而艰巨的任务。中国在世界经济和温室气体排放格局中的地位变化已经出现转型的客观事实要求，绿色发展需要包括低碳内容。从中国目前城市化、工业化的实际情况来看，中国人均温室气体排放已经超过世界平均水平的29%。中国在“十一五”期间，节能减排取得了显著成效，单位GDP能耗下降了19%，累计节能量超过6亿吨标准煤；单位GDP二氧化碳排放量至少下降了20%以上，累计减少二氧化碳排放量约14亿吨。在“十二五”规划纲要中，中国打出了“绿色低碳发展”路线，规定了单位GDP能源消耗降低16%，单位GDP二氧化碳排放降低17%的约束性目标。河北省作为中国的工业大省，当前的减排压力更是巨大，如何在保证经济稳健快速发展的基础上来降低碳排放量，是摆在河北省当前的重要课题。

一、河北省碳排放的测算方法

（一）河北省碳排放量的测算

1.碳排放量的测算方法

燃料在燃烧过程中，大部分碳以二氧化碳形式迅速排放，部分碳以一氧化碳、甲烷或其他含碳有机物的形式排放。《2006 年IPCC国家温室气体清单指南》（以下简称《IPCC指南》）介绍了估算化石燃料燃烧温室气体排放的三种方法，笔者采用其中的一种方法进行碳排放核算，其原理简介如下：二氧化碳排放可以利用燃烧燃料的数量、燃料中平均含碳量和燃料的排放因子进行相对精确的计算（《IPCC指南》）。其计算公式为：

碳排放量=∑燃料消耗量×燃料平均含碳量×排放因子（1）

碳排放量=∑能源消费量×能源碳排放因子（2）

2.河北省碳排放量测算

笔者测算的碳排放量是河北省能源消费产生的碳排放（二氧化碳），其涉及的终端能源消费包括煤炭、石油、天然气、水电和其他能源五类。水电和其他能源中的风能、太阳能通常视为零碳能源，不需计算碳排放量。其他能源中的生物质能源由于数据缺损，暂忽略不计。河北省碳排放量测算公式为：

式（3）中，Ci为第i类能源的碳排放量，Ei为第i类能源消费量，ηi为第i类能源碳排放因子；i=1，2，3分别表示煤、石油、天然气。

笔者采用国家发改委能源研究所公布的碳排放因子进行碳排放量的测算，因为这一因子更符合我国能源消费的具体国情，其中，煤炭、石油和天然气三种能源的碳排放因子分别为0.747 6、0.582 5和0.443 5。

（二）河北省碳排放强度的测算

碳排放强度是指单位国内（地区）生产总值的碳排放量，计算公式为：

考虑到价格变化的因素，以当年价地区生产总值计算的单位碳排放量不能直接对比，故应采用不变价地区生产总值。不变价地区生产总值扣除了价格变动影响因素，比较客观地反映了核算期内实际产出数量的变化情况，便于不同年份实际产出的比较。笔者根据河北经济年鉴中的地区生产总值价格指数来测算报告期不变价地区生产总值。根据地区生产总值价格指数定义，报告期不变价地区生产总值计算公式为：

表1　 1980—2011年河北省碳排放量与能源消费量和地区生产总值

图1 1980—2011年河北省碳排放量与能源消费量和地区生产总值变化趋势图

表2　 1980—2011年河北省碳排放强度、人均及单位面积碳排放量和煤炭贡献度

二、河北省碳排放的变动趋势分析

（一）碳排放量

碳排放量测算结果列于表1。从表1可以看出，1980—2011年河北省能源消费总量从3 120.50万吨标准煤增长到29 498.29万吨标准煤，增长了8.45倍，年均增长7.52%；碳排放量从2 243.73万吨增长到21296.55万吨，增长了8.49倍，年均增长7.53%。另外，图1显示河北省的能源消费量和碳排放量均呈现不断增长的趋势，并且两者的变动几乎一致。

20世纪90年代以来河北省经济快速发展，由表1和图1可知，河北省的地区生产总值呈现不断增长的趋势，到2011年河北省地区生产总值为22 698.42亿元，是1980年的26.61倍，年均增长率达11.17%。由以上分析可知，河北省的地区生产总值年均增长率明显低于碳排放量，尤其是从1990年开始两者年均增长率的差距越来越大。

（二）碳排放强度

图2　 1980—2011年河北省碳排放强度、人均及单位面积碳排放量变化趋势图

碳排放强度测算结果列于表2和图2。图2显示，河北省碳排放强度呈收敛趋势，从1981—1999年碳排放强度大幅度下降，从3.068吨/万元降到1.087吨/万元，下降了64.57%，年均下降5.60%；2000—2005年碳排放强度变化趋势较平缓并有所反弹，增长了4.29%，年均增长0.84%，这说明在这五年间经济的高速增长主要是以能源的过度消耗为代价的；2006—2011年碳排放强度呈现缓慢的下降趋势，下降了21.78%，年平均下降率约为4.79%。

（三）人均碳排放量

人均碳排放量核算结果列于表2和图2。图2显示，1980—2011年河北省人均碳排放量总体呈现递增趋势，从1980年的0.434 2吨/人增加到2011年的2.941 1吨/人，增加了5.77倍，尤其从2000年开始人均碳排放量快速增长，表明碳排放量的增长速度要远远大于人口的增长速度。

（四）单位面积碳排放量

单位面积碳排放量测算结果列于表2和图2。图2显示，单位面积碳排放量也呈现递增的趋势，与碳排放量的变化趋势完全一致，年均增长率也为7.53%，很明显碳排放密度完全取决于碳排放量。

以上分析表明，1980—2011年河北省碳排放量年均增长7.53%，地区生产总值年均增长11.17%，碳排放强度年均下降3.27%，人均二氧化碳排放量年均增长6.37%，单位面积二氧化碳排放量年均增长7.53%。从总体来看，研究期内河北省碳排放量、人均碳排放量和单位面积碳排放量呈扩张状态，碳排放强度呈收敛状态。

表3　 2007—2011年河北省各行业能源消费情况　单位：万吨标准煤、%

注：表中数值下方括号中数据为该数值占当期全省能源消费总量的比重。

数据来源：《河北经济年鉴》（2012）。

三、河北省碳排放的结构分析

（一）能源结构

在1980—2011年间，河北省煤炭消费在一次能源消费中的比重高达90%左右，石油消费占比在1%左右，天然气和一次电力消费在一次能源消费中的比重极低（资料来源：《河北经济年鉴》（2012）能源消费量构成表）。另外，从表2可得，1981—2011年煤炭的碳排放量呈现不断上升的趋势，且对碳排放量的贡献度在92%左右，这表明河北省碳排放量主要来自于煤炭的燃烧。

（二）产业结构

1.能源消费以工业为主。河北省各行业能源消费结果列于表3和图3。由表3和图3可以看出，工业能源消费在总的能源消费中所占比重最大，虽然2007—2010年工业能源消费比重呈现略微的下降趋势，但是仍然维持在79%左右，到2011年工业能源消费比重增加并突破了80%，这表明工业是能源消费的主要部门。

2.工业能源消费以钢铁和电力为主。由以上分析可以看出，控制工业能耗对于降低能源消耗至关重要，表4中数据表明黑色金属冶炼及压延加工业在全省能源消费中占比达到33.60%，在规模以上工业能源消费中占比49.56%，在规模以上工业总产值中占比28.88%，这一对比充分说明该行业属于高耗能行业，是节能减排的重中之重。同样地，对比各行业占规模以上工业总产值比重和总能源消费比重这两列数据，可知占规模以上工业总产值比重偏低而占规模以上工业能源消费比重却较高的行业应该优先进行产业结构升级。

此外，图4表明2011年工业能耗主要集中在六大高能耗行业：一是黑色金属冶炼及压延加工业；二是电力、热力的生产和供应业；三是非金属矿物制品业；四是化学原料及化学制品制造业；五是煤炭开采和洗选业；六是石油加工、炼焦及核燃料加工业，这六大行业的能源消费占到了工业总能源消费的90.48%。因此，在节能减排的过程中应该重点抓这六大高耗能行业。

对比表4中2011年河北省规模以上工业各行业能源消费与能源消费强度，发现各行业的能源消费与强度的变化趋势大体上一致，只有电力、热力的生产和供应业的能源消费强度显著增大（见图5）。若将这一行业剔除掉，就发现能源消费量和能源消费强度的相关系数达80.61%。

另外，由图6可以看出，高耗能行业的能源消费强度和各行业占工业总产值比重都较高，这反映了河北省的能源消费特征为：能源消费强度高的行业，其产值比重较大，如黑色金属冶炼及压延加工业和电力、热力的生产和供应业。

图3　 2007年和2011年河北省各行业能源消费构成图

表4　 2011年河北省规模以上工业能源消费情况表

图4　 2011年河北省各行业占规模以上工业能源消费比重趋势图

图5　 2011年河北省规模以上工业能源消费量与能源消费强度趋势图

图6　 2011年河北省各行业能源消费强度与工业总产值比重图

四、河北省能源消费的空间分布

河北省各设区市的发展水平不同，工业发达程度也有差异，在某种程度上会影响不同城市的能源消费情况（见表5），图7表明2011年河北省唐山市的能源消耗量明显高于其他城市，达到28.68%，这主要是由于唐山的工业化程度较高、重化工业比重较大。另外，石家庄、邯郸的能源消费量分别为14.21%和12.97%，均不到唐山的一半，两者能源消费总量与唐山相当，这三个城市的能源消耗量达到全省能源消费的55.85%，成为河北省节能减排的重点城市。

由图8可以看出，2011年河北省唐山市的能源消费占比和能源消费强度都是最高的。其他城市中邯郸、邢台和张家口的能源消费强度明显较高，其中邯郸市的能源消费比重低于石家庄市，这表明石家庄市的经济总量高于邯郸市。

因此，控制河北省的能源消费量，应该从唐山、石家庄和邯郸三个设区市来着手，在优化工业、增加产值的基础上，实现节能减排。

图7　 2011年河北省各设区市能源消费趋势图

表5　 2011年河北省各设区市能源消费情况

图8　 2011年河北省能源消费占比和单位GDP能耗趋势图

以上分析结果表明，河北省碳排放量不断增加与经济高速发展和能源消费结构有极大的关系。河北省现在正处于工业化和城镇化的高速发展阶段，对一次能源需求仍然较高。要想控制河北省碳排放量，必须要改进能源消费结构，引入清洁能源，并且在工业化的进程中要对高污染、高能耗的工业企业进行升级，大力发展新兴产业集群，在大力发展绿色低碳经济的过程中有效减少碳排放量。在大力改进的过程中要抓住重点，把唐山、石家庄和邯郸作为着力点，最先进行节能减排的优化。

五、河北省碳排放量与能源消费量和地区生产总值的相关分析

（一）碳排放量与能源消费量的相关性分析

碳排放量与能源消费总量存在明显线性关系（见图9），两者线性回归方程为：

Y=0.729 9X-3.186 8（6）

式（6）表明能源消费总量（X）每增加1个单位，碳排放量（Y）就增加0.729 9个单位，两者决定系数达到0.999 9。

图9　 1980—2011年河北省碳排放量与能源消费总量相关图

（二）碳排放量与地区生产总值的相关性分析

对碳排放量与地区生产总值的定量分析表明，两变量呈幂指数变动关系（见图10），方程如下式：

从式（7）可以看出，地区生产总值（X）每增长1%，碳排放量（Y）就增长0.638 9%，决定系数达到0.978 1。

图10　 1980—2011年河北省碳排放量与地区生产总值关系图

六、结论和政策建议

通过上述分析，本文得出的主要结论有：（1）从变动趋势来看，1980—2011年河北省能源消费总量、碳排放量、人均和单位面积碳排放量均呈现递增的趋势，而碳排放强度呈现递减的趋势，间接的表明地区生产总值也呈现递增趋势并且速度高于碳排放量的增速。（2）从消费结构来看，河北省碳排放量与能源消费量主要受能源结构和产业结构的影响。其中，河北省的能源结构决定其碳排放量主要来自于煤炭的燃烧；产业结构决定其能源消费主要来自于工业能耗，并以钢铁和电力为主。（3）从空间分布来看，河北省的能源消费量主要集中在唐山、石家庄和邯郸，这三个城市的能源消费强度也较高，尤其是唐山和邯郸。（4）从相关分析来看，从能源消费量、煤炭的碳排放量和地区生产总值的变化均能得出碳排放量的变化程度，他们之间存在明显的相关性。

为降低河北省的碳排放量，本文提出以下五点政策建议。

1.下大力调整产业结构。（1）加快工业转型升级。2011年河北省六大高耗能行业的能源消费量占规模以上工业能源消费量的90%以上，是河北省进行节能减排的重点。尤其是钢铁和电力行业，一方面这些行业应该进行升级改造，提升其能源、资源的利用效率，降低其对环境的负面影响；另一方面还要大力提升其他环境友好的低碳型产业的发展，如节能环保产业等。此外，企业还要加速传统产业技术水平的提升，加大技术落后、污染严重的工艺、设备和企业的淘汰力度；政府应严格新建企业的行业准入，提高、细化各类企业的碳排放标准；河北省内企业和其他机构要与国内外先进机构和企业加强合作，引进先进技术，对企业的生产流程进行优化，积极促进清洁发展机制在河北省工业企业中的应用。（2）大力发展第三产业。第三产业能源消费较少，除了批发和零售、金融、信息传输、计算机服务和软件等服务业，近几年还兴起了能源服务业、家庭服务业、养老服务业、信息消费服务业等新型服务业，这些大多属于低碳性行业，甚至是零碳行业。因此，应下大力改善环境、扶持第三产业发展，采取改革措施进一步降低准入门槛，减少行政审批等。

2.优化能源结构。对于河北省而言，煤炭占其全部能源消费的比重达到90%，政府要采取措施逐步降低煤炭在河北省能源供给中所占的比重。另外，可再生能源对环境污染程度更低，含碳气体的排放更少，甚至可以实现零排放。其中，风能、太阳能和生物质能是近年来发展最快的可再生能源，这同时也是河北省具有资源、技术优势的新型能源。河北省政府要充分利用张家口、承德等地丰富的风能、太阳能等可再生能源以及扩大生物质能等替代能源的使用，最终实现碳排放的降低。

3.加强生态修复。要大力实施植树造林、草原修复、湿地保护、农田保护等措施，保护自然碳库，扩大森林碳汇。例如：石家庄市就将重点绿化工程建设和全民绿化活动相结合，大力开展义务植树活动，全面推进社会造林、工程造林，计划在2013年造林绿化57万亩，植树5 800株。截至2013年9月经过环省会生态绿化工程、绿色通道建设工程、环省会经济林建设工程和其他工程造林，石家庄市已经造林绿化52万亩，植树5 000株，占年度任务的91%，造林绿化面积、造林株数创历史最高。张家口市提出，2014年将以建设首都新型生态屏障为统领，以创建国家森林城市为抓手，加快造林绿化步伐，全年争取完成林业生态建设工程130万亩，新建林业产业基地20万亩。

4.促进低碳相关的技术创新。降低碳排放量的技术如清洁能源、煤炭、石油减排以及碳利用和“碳储存”技术等在河北省低碳经济发展过程中具有十分关键的地位，促进低碳技术创新，可以从以下两方面进行：第一，增加技术研发投资。研发投资可以分为政府投资和企业投资两个方面，政府可以通过加大对于相关科研单位的投入，促进其科研实力的增强，研发水平的提高；促进企业研发低碳新技术，政府可对相关的企业增加财政补助和出台优惠措施。在加大省内资金投资的同时，也可以联合省外机构，利用各种碳金融工具，增加河北省低碳产业的研发投资力度。第二，完善技术转让体系。这一体系有利于先进技术的引进和应用，因此河北省政府与企业要加强合作，通过积极努力促进低碳排放技术转让市场的健康发展。

5.用低碳理念指导规划和建设。建设低碳城市和基础设施，将低碳理念引入设计规范，合理规划城市功能区布局；在建筑物的建设中，推广利用太阳能，尽可能利用自然通风采光，选用节能型取暖和制冷系统；选用保温材料，倡导适宜装饰；在家庭推广使用节能灯和节能电器；在不影响生活质量的同时，有效降低日常生活中的碳排放量。城市交通工具是温室气体主要排放者，发展低碳交通是未来的方向。政府可以加强多种运输方式的衔接，建设形成机动车、自行车和行人和谐的道路体系；鼓励包括石家庄、唐山、秦皇岛等城市发展公共交通系统和快速轨道交通系统，如轻轨和地铁系统；混合燃料汽车、电动汽车等新能源汽车，使用柴油、氢燃料等清洁能源，减轻交通运输对环境的压力。要抓紧构建“低碳经济试点区”，探寻发展低碳经济的新途径。

参考文献：

［1］佟震.基于低碳经济的东北三省碳排放区域格局研究［J］.东北师范大学学报，2010，（6）.

［2］联合国政府间气候变化专门委员会.2006年IPCC国家温室气体清单指南［R］.日本：全球环境战略研究所，2006.

［3］石家庄市人民政府.石家庄市人民政府关于省会造林绿化工作情况的通报［R］.2013.

［4］赵会宁，于维洋.低碳视角下的河北省产业结构调整与优化研究［J］.河北经贸大学学报，2013，（5）.

责任编辑、校对：武玲玲

中图分类号：F113.3

文献标识码：A

文章编号：1007-2101（2015）01-0123-07

收稿日期：2014-02-05

基金项目：国家科技支撑计划课题（2012BAC20B08）；中共河北省委、省政府决策咨询委员会2013年度决策咨询课题

作者简介：武义青（1962-），男，河北阳原人，河北经贸大学副校长，河北经贸大学经济研究所研究员，博士，研究方向为数量经济、区域经济。

Carbon Emissions and Energy Consumption and Economic Growth in Hebei Province

Wu Yiqing, Zhao Yanan

（Economic Research Institute, Hebei university of economics and business, Shijiazhuang 050061,China）

Abstract:Based on the carbon emissions accounting method of "2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories", we measured carbon dioxide emissions, emission intensity, per capita emissions and per unit area emissions in Hebei Province from 1980 to 2011, empirically analyzed of the relationship between carbon emissions and energy consumption and economic growth in Hebei Province. Energy consumption and carbon emissions showed an increasing trend, but the intensity of carbon emissions showed a decreasing trend. Carbon emissions and energy consumption in Hebei province is mainly affected by the energy structure and industrial structure. Energy consumption mainly concentrated in Tangshan, Shijiazhuang and Handan, we should optimize energy-saving and emission reduction in the three cities firstly.

Key words:carbon emissions; energy consumption; carbon intensity; energy structure; economic growth; low carbon economy; industry; economic transition