“十二五”节能和碳减排目标一致性及可实现性——以天津市为例

舒文卿

(天津大学管理与经济学部，天津 300072)

为了应对全球气候变化和国际社会的压力，中国政府提出到2020年实现碳排放强度相对于2005年降低40% ～45%。为了实现该目标，中国政府在“十二五”规划中制定了相应的阶段性目标:计划到2015年，相对于2010年进一步降低能源强度16%，并且降低碳排放强度17%。这是中国政府有史以来第一次将强制性的碳排放控制目标明确地写入经济和社会发展规划当中。相应地，该国家目标被分解到各地区，构成地区“十二五”规划的重要部分。之前，中国国家和地区层面都是通过能源强度目标来实现碳减排，现在针对碳减排单独设定目标，体现了中国对碳减排的重视，同时体现了中国节能减排政策的质变，即改变了以前对节能减排的单一认识，实现降低能源使用量与提高能源质量并重。自2020年碳减排目标宣布以来，许多学者对此承诺和目标进行了研究，研究的重心主要集中在中国实现该减排目标的可能性以及途径［1-5］，而很少有文章对中国地区碳减排目标进行研究，特别是地区“十二五”碳减排目标。因此，本文以中国天津市为例，研究天津市实现“十二五”规划中碳减排目标的可能性。同时，这对于地区节能、减排和国家能源及环境政策的有效实施来说是一个值得研究的重要课题。已知文献中大多采用情景分析方法进行碳排放预测，而情景分析法适用于中长期预测，在短期预测中效果不是很好。趋势分析是一种相对简单同时短期预测精度比较高的方法，本文决定采用这种方法分析碳减排目标的可实现性。

1 天津市能源消费和碳排放现状

自1990以来，天津市实际GDP增长迅速(图1)，从1990年的680.92亿元增长到2011年的9 596.24亿元(本文除特别说明外，GDP以2005年不变价计算)，年均增长率为13.4%。当然，经济的高速增长是以巨大的能源消费和环境污染为代价的。如图2所示，1990年，能源消费总量为2 037.93万t标煤，到2011年，能源消费总量达到7598.45万t标煤，几乎翻了两翻，年均增长率为6.5%。

图1 1990年以来天津市GDP发展趋势

能源消费以化石燃料为主，化石燃料燃烧过程中产生大量的CO2。图3显示了历年天津市煤炭、原油、天然气3种化石燃料消耗产生的CO2排放量。从图中看出:化石燃料相关的CO2排放量处于不断上升的趋势，由1990年的475亿t增至2011年的1 608亿t，年均增长率为6%，其中煤炭消费产生的CO2排放量占据主导，一直稳居70%左右。

图2 1990年以来能源消费情况

图3 化石燃料相关的CO2排放量

通过以上数据分析可知，随着经济快速发展，天津市面临巨大的能源需求问题，而自身能源供给能力有限，所有的煤炭都是由外地调入，能源消费受全国能源紧张形势影响明显。同时，以煤炭为主导的能源结构产生了大量的CO2，对环境造成了一定的危害。为了应对能源和环境问题，天津市政府采取了一系列的政策措施来进行节能减排，并取得了显著的效果。“十一五”期间，全市万元GDP能耗累计下降21%，达到0.826 t标准煤，降幅位居全国前列，提前一年完成国家下达的节能指标［6］。“十二五”规划在节能、减排方面又提出新的目标，即万元生产总值能耗比“十一五”末降低18%，单位生产总值二氧化碳排放总量比2010年下降19%［7］。以上两个目标是由国家目标分解后下达给天津市，其完成的情况直接影响整体国家目标的实现效果。因此，其完成的可能性分析对于地区节能、减排和国家能源、环境政策的有效实施十分必要。

本文主要围绕两个问题展开:①天津市碳强度目标和能源强度目标的一致性，即在实现能源强度目标情况下碳强度目标的可实现性;②能源强度目标的可实现性。

2 碳强度目标与能源强度目标的一致性

人类经济的发展受到两方面约束:一方面是能源需求无限和能源资源有限的约束;另一方面是环境容量的约束。在这两个约束同时起作用的情况下，中国的可持续发展要求通过节能来减排，同时需要通过改变能源消费结构来减排，降低对化石能源的依赖，发展清洁的可再生能源。为了同时应对能源和环境的双重约束，“十二五”规划应当同时设定能源强度和碳强度目标［8］。

可以通过式(1)和(2)［4］来进一步理解碳强度与能源强度之间的关系，并研究天津市“十二五”碳强度目标与能源强度目标的一致性，即检验在能源强度目标实现的情况下，碳强度目标的实现效果。为此，收集和整理了天津市2010年能源结构数据［9］和2015年碳强度目标、能源强度目标、能源结构目标［10］(见表1)，以及各种燃料碳排放系数［4］(见表2)。将能源结构数据和对应碳排放系数代入式(2)可得出2010年、2015年的一次能源碳排放系数分别为3.15，3.09，从而根据式(1)计算出在能源强度相比2010下降18%的情况下，2015年碳强度相比2010年下降19.6%，实现既定碳强度目标(19%)。由此证明天津市“十二五”碳强度目标与能源强度目标是一致的。

表1 2010年和2015年一次能源结构及碳强度、能源强度目标

表2 各种燃料排放系数

3 能源强度目标实现的可能性

3.1 能源强度运动轨迹分析

1990年以来，天津市能源强度呈现不断下降的趋势(图4)，能源强度由1985年开始经历轻微波动之后加速下降，在1997年出现拐点，此后下降速率减小。能源强度呈现这种运动轨迹是与3次产业能源强度及产业结构的变动有关。为此，本文采用对数均值迪氏分解法(LMDI)对能源强度变化量进行分解分析。与其他的因素分解法相比，LMDI具有独立路径、零值处理能力和聚合的一致性等方面的优势，是目前各种方法中相对合理的一种［11］。

图4 天津市历年能源强度及下降量

本文将能源强度划分为两个因素:产业结构和能源效率。指数分解公式如下:

其中:EIT代表T年的能源强度;STk代表T年第k产业的比重;ITk代表T年第k产业的能源强度。T-1年到T年的能源强度变化可表示为

式中ΔEIstr和ΔEIint分别代表结构效应和效率效应，其分解公式如下:

其中，

以上公式中所用能源强度数据由各产业终端能源消费量除以产业增加值得出，产业结构数据、终端能源消费量、产业增加值来源于历年天津市统计年鉴。

依据式(3)～(7)计算出的1990—2011年能源强度变化量的分解结果，如表3所示。可见能源效率因素对能源强度下降量起支配作用，产业结构因素发挥的作用比较小。能源强度下降量大体上呈现一个先增后减的趋势，与能源效率效应的变化趋势一致。而在能源效率效应中，第二产业占主导，第三产业次之，第一产业非常小。因此，图4中能源强度的运动轨迹主要是受第二、三产业能源强度变化的影响。1997之后第二产业能源强度下降量不断减少进而影响总体能源强度下降量减少的一个重要原因是工业结构中重工业比重不断增加。

表3 天津市1990—2011年能源强度变化量分解结果

续表

3.2 能源强度预测

本文考虑基于所获得的历史能源强度数据对“十二五”末天津市能源强度进行预测，以判断能源强度目标实现的可能性。趋势分析(曲线拟合)是一种常用的预测方法，其主要优势是简单，且对数据的要求不是很严格［12］。鉴于以上对天津市能源强度运动轨迹的分析，决定选取1997年到2011年的能源强度数据来做趋势预测，同时考虑到能源强度的收敛性［13］，能源强度下降量不断减小，选取growth模型作为预测模型。模型具体形式如下:

其中:EI代表能源强度;T代表年份;β0和β1分别代表常数项和系数。

对growth模型两边取对数，可以转化为以lnEI为因变量、T为自变量的一元线性回归模型:

以In(EI)为因变量、T为自变量，采用eviews6.0软件进行一元线性回归分析。回归模型如式(10)所示，回归分析结果整理后如表4所示。回归分析的拟合优度(R2)表示回归模型与样本数据的拟合程度，其越接近于1，表明拟合程度越高。表中R2=99%，说明回归模型对历史数据的拟合程度非常高(图5)。同时F统计量的P值和t统计量P值都接近于0≪0.05，另外，回归模型也通过自相关和异方差检验，这一切说明回归模型的预测效果非常好。

表4 统计指标

图5 数据线性拟合

接下来在95%的置信度下对2015年的能源强度 EI2015进行预测，得到的置信区间［12］为［0.592，0.672］，其上限值 0.672 ＜0.677，①0.677(t标煤/万元)是天津市“十二五”规划中能源强度下降目标对应的能源强度值。说明根据历史数据进行趋势分析可知天津市2015年实现既定能源强度目标的可能性超过95%。

4 结论与建议

本文基于对天津市历年能源强度发展轨迹的分析，选择1997年到2011年的能源强度数据对2015年能源强度进行趋势预测，结果表明:天津市实现“十二五”能源强度目标的可能性超过95%;在能源强度目标实现的情况下，考虑一次能源结构的优化，证实了天津市“十二五”碳强度目标能够顺利实现。那么，“十三五”甚至更远的时期内，天津市节能、碳减排的空间和方向在哪?

就节能来讲，未来节能的重心还是进行产业结构调整和提高能源效率。2010年天津市第三产业比重为46%，北京市为75.1%，上海市为57.3%，②数据来源于中国统计年鉴2011。按照“十二五”规划目标，到2015年天津市第三产业比重达到50%，但是相对于北京、上海来说，可提高的空间还很大。因此，天津市应该继续大力发展第三产业。另外，天津市还应该不断优化工业结构，大力发展高新技术产业。提高能源利用效率在降低能源强度中能发挥重要作用，通过大力推广技术节能，天津市“十一五”期间主要产品能耗水平显著下降。“十二五”节能规划中进一步设立了各种产品能耗目标，但是相对于国际先进水平而言，仍然存在着一定的差距。因此，未来能源效率下降的空间还很大，天津市应该继续积极推广节能新技术、新工艺、新设备，发挥技术节能的功效。

对于碳减排而言，由于能源强度存在收敛性，通过节能来减排的难度会越来越大，未来碳减排的重点应放在能源结构调整上。中国政府在提出2020年碳减排目标的同时，提出到2020年非化石燃料占一次能源消费的比重达到15%，体现出对结构减排的重视。天津市能源消费结构不尽合理，一次能源消费当中煤炭比重一直占60%以上，处于主导地位，原油占30%左右，天然气等清洁高效能源仅占5%左右，太阳能等新型能源比重不足1%［6］。“十二五”规划中对优化能源结构设立了一定的目标(表1)，但是19%碳减排目标当中，18%来自能源强度下降(能源结构不变，能源强度下降18%)，只有1%来自能源结构优化，这说明能源结构调整的力度还有待增强，未来结构减排的空间还很广阔。未来能源结构优化的原则是优先发展非化石能源，在化石能源消费中降低煤炭的比重，提高石油和天然气比重。

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