基于脱钩模型的山东省能源消费和经济发展分析

周勇　王家芳

摘要：基于山东省统计年鉴的数据，计算分析了山东省2000～2015年的碳排放总量和能源消费问题。运用脱钩原理，构建了脱钩模型，对山东省的经济增长和碳排放增长之间的动态关系进行研究，计算了山东省2001～2015年的脱钩状态。研究表明：山东省的能源消费结构不协调，煤炭类能源比重过大，经济增长和碳排放关系现处于弱脱钩的状态。山东省应该优化能源结构和产业结构，提高技术水平，节能减排，促进低碳经济的发展。

关键词：能源结构；碳排放；经济增长；脱钩模型

中图分类号：F270.7 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2017.06.011

Analysis of Energy Consumption and Economic Development in Shandong Province Based on Decoupling Model

ZHOU Yong1，2，WANG Jiafang1

（1.School Business， Shandong Normal University， Jinan 250014，Shandong，China；

2.Institute of Science and Technology Developing Strategy of Shandong Province，Jinan 250014，Shandong，China）

Abstract： Based on the data of Shandong Province Statistical Yearbook， the carbon emissions and energy consumption in Shandong Province from 2000 to 2015 were calculated and analyzed. Based on the decoupling principle， the decoupling model was constructed to study the dynamic relationship between economic growth and carbon emission growth in Shandong Province， and the decoupling status of Shandong Province from 2001～2015 was calculated. Research findings showed that： Shandong Province， the energy consumption structure was not coordinated， the proportion of coal energy was too large. Economic growth and carbon emissions are now in a weak decoupling state. Shandong Province should optimize the energy structure and industrial structure， improve the technical level， energy saving and emission reduction， and promote the development of low-carbon economy.

Keywords： Energy structure； Carbon emissions； Economic growth； Decoupling model

0 引言

随着低碳经济概念的提出和发展，气候变化、能源问题越来越成为人们研究的热点。在气候变暖问题日益严重的今天，如何有效的控制和减少温室气体排放引起了国际社会的高度重视。联合国气候变化大会通过并实施了一系列诸如《京都议定书》、《德里宣言》、“巴厘岛路线图”、《哥本哈根协议》、《巴黎协议》等政策和协议，在促进全球的低碳经济发展方面有重要的作用。

中国的资源现状是“富煤、少气、缺油”，这一现状导致了中国的能源消费结构失调。如何在“经济发展”与“节能减排”二者之间进行协调，把发展的矛盾降到最小，是现在面临的一大难题。山东省是我国的第三经济大省，地处山东半岛，环渤海经济区，是一个人口大省、能源大省，碳排放量在全国位居第一。所以研究山东省的能源消费情况与碳排放问题，对于制定节能减排策略，发展低碳经济，促进山东省的发展有着重要的意义。

多位学者、专家对山东省的低碳经济进行过分析。王同孝等（2012）运用了IPCC 方法计算了山东省能源消耗以及碳排放的情况，发现二者都呈现了一个上升的趋势[1]；宋杰鲲（2012）利用了IPCC方法，通过LMDI 方法将山东省的能源消耗分为了五个方面的效应。分析的结果表明：碳排放增加的最大影响因素是人均财富[2]。在脱钩效应的研究方面，Tapio（2005）设计、改进了碳排放脱钩指标体系[3]。Luciano Charlita de Freitas et al. （2011）研究了巴西2004年到2009年期间的低碳与经济的脱钩状态[4]。Heinz Schandl et al. （2015）通过建立经济模型和环境模型的新方法，综合考虑多种因素，对全球的 13 个地区的脱钩潜力进行了分析评估[5]。夏勇和钟茂初（2017）对脱钩类型判定的标准进行了修改，增加了人均GDP水平这一因素。并且，对于传统的脱钩状态的分类也进行了修改，根據环境库兹涅茨曲线（EKC）拐点处的人均GDP水平和脱钩弹性数值为0.8的时候，通过做两条直线，进一步划分了经济发展与碳排放的关系。在经济上，主要分为高收入、低收入类型，根据脱钩值，主要分为未脱钩、相对脱钩和绝对脱钩三种类型，一共得出了6种结果[6]。陈欢、朱清源和辛路等（2016）对京津冀地区1998～2015年间的经济发展与能源消费数据进行梳理，结果表明，京津冀地区的经济增长与能源碳排放关系一直处于弱脱钩状态[7]。田石强、蔡青、文涛、范翘等（2016）利用脱钩分析和环境库兹涅茨曲线分析，统计了湖南省的相关经济、能源数据，分析显示了湖南省还处于弱脱钩状态，发展空间较大[8]。孙秀梅和张慧（2016）对山东省以及山东省的17城市的经济发展和碳排放进行了脱钩研究分析，研究显示山东省呈现一种"N"型的脱钩轨迹，同时表明17个设区市的经济发展、脱钩状态也各不相同[9]。endprint

1 研究方法和框架

本文主要是根据2000～2015年的《山东省统计年鉴》一次能源消费的数据[10]，利用IPCC公布的碳排放计算公式和国家发展和改革委员会公布的碳排放系数，计算碳排放总量，计算过程中忽略了能源的调入、调出。本研究对山东省的能源消费的具体情况和碳排放问题进行了分析讨论。在碳排放的基础上，基于脱钩理论，建立了脱钩模型，对山东省的经济增长和碳排放增长之间的动态关系进行研究，对2001～2015年的脱钩状态进行定位分析。在本文的分析过程中，因山东省统计年鉴中2011年后能源统计数据根据国家统一要求作了调整，所以分为了2000～2013年、2011～2015年两个阶段进行讨论，交叉年份不同，计算结论一致。研究框架见图1。

2 山东省历年碳排放数据的核算及分析

2.1 碳排放核算方法

通过查阅《山东省统计年鉴》，获取2000-2015的山东省一次能源的消费量和各类能源的消费比重，对各类能源消费量数据进行整理，折算标准煤。碳排放量的核算方法根据联合国气候变化委员会（IPCC）公布的碳排放指南中的公式：

2.2 能源消费分析

对山东省的能源消费情况进行讨论，主要内容分为两个方面：能源消费结构分析和能源消费速度分析。从整理的数据中分析得到，山东省在2000～2013年之间，能源消费总量一直呈上升的趋势。统计数据统一调整后，消费总量变小，但2011～2015年也是一个上升的趋势。整体而言，2000～2015年，山东省的一次能源消费总量不断增长，在2000年为9977.11万吨标准煤，原煤占比74.09%的份额、原油占比25.36%的份额、其他类占比0.54%的份额；到2015年，一次能源消费总量发展为36759.20万吨标准煤，原煤占比79.48%的份额、原油占比15.87%的份额和其他类占比4.08%的份额。

山东省煤炭类能源依然是十分重要的能源消耗品（图2）。2000～2015年，原煤消费总量的比例一直占据80%左右，居高不下。原油的消费比例波动幅度也不是很大，统计数据统一调整后，总量和比例都有下降，但对比交叉的年份，实际原油消耗量是低速增长的。其他类能源主要包括天然气、液化石油气等一些能源，所占比例很小，从其统计数据变化来看，呈现出一种缓慢的增长趋势。山东省能源结构比较单一，对煤炭类能源依赖度过高。一次能源的消费量持续增长，各类能源的消费量都有增长，但总体的比例变化不大。对此，山东省应该提高技术水平，提高能源的使用率，保持能源消费总量的低速增长或不增长，在2017年实现煤炭消费的负增长。同时，调整能源结构，加大天然气利用量，调整产业的组成比例，发展第三产业，以此来支持经济增长，降低能耗，实现新旧动能转换。

山东省能源消费的增长速度略有波动（图3），但整体是一个下降的趋势，数据统一调整后对增长速度数值的影响不大。能源消费的增长速度与GDP的增长速度大致的走向趋势是同步的，说明山东省经济的发展主要还是依赖于能源。能源强度表明单位产值能耗的大小，统计数据统一调整后，消费总量变小，所以不同阶段情况下，强度有所差异，但总体呈现明显的下降趋势。由2000年的1.20吨折标准煤/万元降低到2013年的0.74吨折标准煤/万元，能耗水平降低了38.3%，第二阶段由2011年的0.69吨折标准煤/万元下降为2015年的0.58吨折标准煤/万元，能耗水平降低了15.9%，显示出山东省能源利用率的提高，对降低能耗是有显著作用的。

2.3 碳排放分析

根据《山东省统计年鉴》的数据，简单粗算出山东省碳排放量的大小，以及各类能源排放量在总量中的比重，在计算过程中忽略了能源的调入、调出。山东省碳排放量从2000年的7024.02吨增加到了2013年的28560.31吨，增长幅度达四倍。统计数据统一调整后，由2011年的22116.84吨增长到2015年的25905.31吨，实际的排放总量是一直增长的。

原油类能源碳排放占比虽然变化范围不大，但是在总量变化范围很大的前提下，保持住当前所占的份额，也是原油类能源消耗量增长的一种表现形式（见图4）。其他类能源占据很小的比例。原煤类能源的碳排放量比重占五分之四。数据统一调整后，尽管两个阶段数值不对等，但都是上升的趋势。所以，山东省2000～2015年期间，碳排放总量是持续上升的。煤炭类能源一直占据很大部分，煤炭类能源的碳排放系数较其他能源而言较高。山东省应该开发新能源，减少煤炭类能源的使用量，从而降低碳排放总量。

3 脱钩理论及模型应用

3.1 脱钩模型的构建

脱钩的概念来源于物理学。在《衡量经济增长与环境压力脱钩的指标》一书中，将脱钩理论引入到环境经济学领域，广泛应用于对经济增长和物质消耗投入失衡所引起的经济发展与环境保护不协调的关系研究，并逐渐发展为脱钩模型的理论基础[12]。Tapio在2005年对脱钩理论的基础进行了完善和修改，形成了脱钩弹性的理论。Tapio的脱钩指标的形成，主要是运用了“弹性系数法”，其实质是一种弹性分析，主要是根据计算数值的大小，将“脱钩”指标划分为三个状态和八种等级，以此来说明经济增长与碳排放量的关系详情，具体的划分内容如表3所示。

本文主要是利用脫钩模型，分析了山东省2001～2015年的碳排放与经济增长的时间关系，在计算过程中，统计数据不受统计量纲变化的影响。

构建模型为：

式中，e是脱钩弹性指标，表示了碳排放和经济增长之间的关系。二氧化碳排放量表示了环境压力，ΔCO2为现期相对于基期的CO2排放变化量，GDP表示了经济的驱动力，ΔGDP为现期相对于基期的GDP变化量，

3.2 数据来源及处理

本文的数据来源是《山东省统计年鉴》。在碳排放计算的基础上，根据CO2的相对分子质量计算了CO2排放量。因数据统计口径的变化，本文分为了两个阶段讨论。第一阶段2000～2013年，基期选择为2000年；第二阶段2011～2015年，基期选择为2011年。具体的计算表达式为：endprint

其中下标表示当前的年份，i的变化量是从2001年到2015年，为基期。

3.3 实证分析

山东省2001年到2015年的脱钩弹性数值见表4，因两个阶段交叉2012、2013年，基期选择不同，所以脱钩数值不同。括号里为第二阶段的脱钩数值。

从表4的计算结果上，可以看出山东省的脱钩状态变化情况：2001～2005年为扩张负脱钩，2006～2009年为增长连结，2010年以后为弱脱钩状态。可见山东省的碳排放和经济发展关系正在逐渐变好，扩张负脱钩状态下，经济增长缓慢，污染严重；增长连结状态下，经济和污染同步发展；弱脱钩状态下，经济、碳排放都处于一个增长的状态。但是经济增长率要远远大于碳排放增长率，脱钩值小于1，这就保证了经济增长，碳排放得到了有效的控制，使温室效应逐步降低。

根据2000～2015年的统计数据，计算出了山东省2001～2015年的碳排放的增长率和经济发展的增长率，以及各个年份不同的脱钩数值。图5显示了从2001～2015年，山东省的碳排放和经济增长的变化趋势。对于以上的变化趋势，大致分为三个阶段来研究分析，并对几个重要的转折点进行重点解析。

第一阶段2001～2005年，十五规划期间。这一段时间内，碳排放增長速度都呈现出一个明显的上升趋势，2005年上升到最大值32.4%。2001～2005年一直处于扩张负脱钩的状态，碳排放一直持续增长，且大于经济增长的速度，只有在2004年经济增长率稍大于碳排放增长率。这段时间的变化主要受1997年的金融危机影响和后期的政策调控影响，鼓励、刺激经济发展。这一时期，大量的重化工业兴起，大大增加了碳排放量。

第二阶段2006～2010年，十一五规划期间。这一时期，经济增长率和碳排放增长率呈现出起伏变化的趋势，但整体的变化幅度不大，经济增长率大于碳排放增长率。2006～2010年是山东省经济、社会发展的重要时期。这一时期 ，山东省改变经济发展方式，由粗放式向集约转型，遏制住大气污染快速增长的趋势。2010年的弱脱钩状态说明经济增长得到保持，能耗和环境污染得到有效控制。在这一时期，2008年是一个变化很大的转折点，主要原因是2008年的金融危机影响，对山东省经济形成了很大的重创。这一时期内，经济增长率快速下降，碳排放增长率也达到最低点。在2008年之后，二者又开始了逐渐上升的趋势，GDP的变化滞后于碳排放的变化，二者整体的变化趋势一致。

第三阶段2011～2015年，十二五规划期间。这一时期，各个年份都处于弱脱钩的状态。经济增长率一直大于碳排放增长率，二者均呈现出一个缓慢的下降趋势，且增长速度都很低，介于0～0.15之间。主要原因是这一时期是山东省实现跨越式发展的时期，是转变经济发展方式的一个重要时期。碳排放增长率越来越接近于0，说明了山东省这段时期内的低碳工作取得了很好的成绩，经济增长，碳排放保持不变。

4 结论和建议

通过以上对山东省2000～2015年GDP和一次能源消费数据的收集、整理与分析，可以得出如下结论：

（1）山东省的能源消耗量和碳排放总量都很大，山东省是名副其实的能源消费大省。

（2）在山东省的能源消费构成中，煤炭占80%的份额，山东省对原煤类能源的依赖度过大。

（3）经济增长与碳排放量的变化趋势一致，说明了山东省经济主要依靠能源、重化工业，产业结构需要优化。

（4）山东省的经济发展水平和碳排放率都呈现出一个下降的趋势，经济增长率大于碳排放增长率，都保持了低速增长，这使得山东省的经济发展和碳排放关系一直处于一种弱脱钩的状态。

（5）从时间路径的转折点来看，山东省的经济受外部变化的影响较大，2000年、2008年受金融危机和后期调控政策，波动幅度很大。

（6）从碳排放率的变化趋势，可以看出山东省节能减排工作卓有成效，在经济发展过程中，山东省应该把环境保护放在首要位置，节能减排，发展低碳经济。

总之，山东省节能减排措施是有成效的，经济增长和碳排放关系处于弱脱钩状态。但对于实现强脱钩状态还有一定的距离。建议：

（1）优化能源结构，开发利用清洁能源、可再生能源

山东省的能源结构比较单一，对煤炭类能源依赖度过高，这也是山东省碳排放量大的一个主要原因。目前，山东省主要是依靠火力发电，也有正在建设的海阳核电站。海阳核电站的建成和使用，会提高山东省核能的利用率，同时也减少煤炭使用量。另外，山东省地理位置优越，位于山东半岛，应该尽力开发利用风能、太阳能、潮汐能，优化能源结构。

（2）优化产业结构，提高技术效率，大力发展第三产业

经济增长率和碳排放增长率呈现一致变化的趋势，说明山东省第二产业比重过大，依赖能源的程度很高，实现产业转型是不可避免的问题。低碳经济，不仅仅是碳排放低的要求，还要保障经济的增长，“金山、银山、绿水青山”都要有。山东省在以后的发展中，应该对高能耗、污染严重的企业进行改造和升级，把落后的产业、落后的技术淘汰掉，对重工业的设备和技术进行督查，促进企业进行技术改进，设备改进。同时，山东省应该利用区位优势、资源优势，改变经济增长严重依赖能源局面。

（3）宣传低碳理念，低碳生活，从点滴做起

低碳是一种环保的理念，低碳生活，是一种价值追求。在日常生活中，每个人都有责任、有义务节能减排，为社会这个大家做出贡献。居民消费的能源量是很大的一部分。政府可以采取一些鼓励性的政策，以此来促进人们的低碳生活，鼓励人们采用低碳环保的生活方式，倡导人们绿色出行。加强宣传，把低碳、环保的理念传达给更多的人，鼓励人们低碳生活。

参考文献：

[1] 王同孝，赵联振，王伟.山东省能源消费与碳排放分析[J]. 中国人口·资源与环境，2012 （7）：49-52.endprint

[2] 宋杰鲲.基于LMDI 的山东省能源消费碳排放因素分解[J]. 资源科学，2012 （1）：35-41.

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[5] Heinz Schandl， Steve Hatfield-Dodds， Thomas Wiedmann， et al. Decoupling global environmental pressure and economic growth： scenarios for energy use， materials use and carbon emissions[J]. Journal of Cleaner Production， 2015（6）：100.

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（编辑：龙蓉）endprint