山东省农村居民生活间接碳排放影响因素

陈为公,程 准,张 娜,张 悦

(青岛理工大学 a.管理工程学院,b.山东省高校智慧城市建设管理研究中心,山东 青岛 266520)

2018年我国碳排放强度比2005年累计下降45.80%,提前实现了到2020年碳排放强度比2005年下降40%～45%的减排目标[1]。低碳工作取得显著成效离不开各省为应对气候变化展开的一系列积极行动。国务院发布的《“十三五”控制温室气体排放工作方案 》 和《“十三五”节能减排综合工作方案》都将控制目标分解到各省,由各省结合实际制定具体方案并进行严格的目标考核。省域碳减排目标的贯彻落实对顺利推进全国生态文明建设具有重要影响。

山东省1995—2015年累计碳排放量位居全国第一[2],但其控碳政策多倾向于工业、交通及城镇居民生活领域,忽视了农村居民生活方面。事实上农村居民生活人均碳排放量年均增速却是城镇居民的3.34倍[3],导致间接碳排放量远高于其直接碳排放量[4]。大量由农村居民生活产生的间接碳排放不仅会阻碍全省乃至全国碳减排目标的实现,且必将对气候、生态及居住环境造成恶劣影响。为此,揭示影响山东省农村居民生活间接碳排放的关键因素,制定切实可行的减排政策,对山东省乃至全国的低碳发展具有重要意义。

国内外学者对碳排放影响因素的研究主要集中在宏观及中观层面。针对宏观层面,Shi对全球93个国家的人口变化与碳排放的关系进行了研究,发现人口变化在发展中国家比在发达国家对碳排放的影响更为显著[5]。Shuai等分析了人口、富裕程度和技术因素对125个不同收入水平国家碳排放的影响,结果显示:对于高收入国家,技术对碳排放的影响最大;对中低等收入国家,富裕程度的影响最大[6]。Hirano、Pang等分别研究了日本和瑞典城镇居民收入水平对碳排放量的影响,发现收入水平的增加是碳排放升高的主要驱动因素[7-8]。Isaksen等研究了挪威城镇居民消费支出与碳排放的关系,结果显示:消费支出增加会造成更多的碳排放[9]。研究领域主要集中在工业、建筑业、电力及全国范围内的城乡居民生活方面[10-13]。针对中观层面,韩钰铃等分别对江苏省工业、广东省能源及山东省制造业的碳排放影响因素进行了研究,并给出具体的碳减排建议,为促进各省加快完成减排目标提供了决策参考[14-16]。徐成龙等经实证研究发现产业结构的调整有助于减少碳排放[17]。李旭东经研究得出能源消费强度效应是贵州省农村居民直接碳排放的主要抑制因素的结论[18]。

综上所述,对碳排放影响因素的研究多数集中在宏观层面,研究内容主要从3个方面展开:①对各因素对全球不同国家和地区的影响进行比较研究;②针对单一因素对城镇居民碳排放的影响进行研究;③主要从工业、建筑业、电力及全国城乡居民生活角度进行研究。针对中观层面的研究也主要集中在工业、制造业、能源领域。对省域农村碳排放的影响因素研究较少,主要对省域农村居民生活直接碳排放进行研究,针对省域农村居民生活间接碳排放影响因素的研究更是寥寥。

鉴于此,本文采用消费者生活方式分析法和LMDI分解法,分别对山东省2006—2015年农村居民生活间接碳排放量进行计算及因素分解,探究山东省农村居民生活间接碳排放特征,并对其影响因素进行分析。制定针对性的管理措施,为推进山东省乃至全国的低碳发展作出科学决策提供参考。

一、数据及模型

居民生活碳排放量的核算方法目前有碳排放系数法、投入产出法、消费者生活方式分析法等[19-21]。碳排放系数法是根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的碳排放计算指南确定的碳排放系数计算各种能源碳排放量,多用于居民生活直接用能的碳排放量测算。投入产出法是根据投入产出表对间接碳排放进行测算。此类数据多为平均值,主要适用于宏观层面的国家、城市等的研究。消费者生活方式分析法从居民生活消费角度出发,通过研究与居民生活息息相关的消费行为来计算间接碳排放量。本文采用Wei的消费者生活方式分析法[22]来计算山东省居民生活间接碳排放量。

1.数据来源及处理

首先根据山东省统计年鉴及中国能源统计年鉴将山东省农村居民生活消费支出划分为8类部门的21个相关行业,如表1所示;然后分别计算8类部门的碳排放强度;最后与居民消费数据相乘得到山东省2006—2015年农村居民生活间接碳排放量。

表1 与居民生活消费有关的产业部门分类

具体模型为

(1)

式中:i表示8类消费部门的类别;EIi为第i类部门的能源强度;Ei为第i类部门的能耗(吨);Gi为第i类部门的年产值(万元)。

CIi=EIi·CF标煤。

(2)

式中:CIi为第i类部门的碳排放强度;CF标煤为标煤的碳排放系数。采用国家发展和改革委员会能源研究所推荐使用的折算系数2.456 7(即每吨标准煤消耗过程中排放2.456 7吨CO2)。

(3)

式中:RE为山东省农村居民生活间接能耗(吨);RP为山东省农村人口数量(万人);Xi为居民在第i类部门的人均消费性支出(元/人)。

(4)

式中:C为山东省农村居民生活间接碳排放量。

2.构建分解模型

居民生活碳排放影响因素的研究方法目前主要有指数分解法(IDA)、计量经济学方法及结构分解方法(SDA)。指数分解法最早由Laspeyres于1871年提出,后由Ang等人利用“分析极限”法进行改进,提出对数平均迪氏指数分解法(LMDI)[23],处理了模型最初不能解决的0值和负值问题,具有无残差、全分解、易操作等优点,得到广泛应用。

本文基于Kaya恒等式理论基础,将碳排放影响因素与人类活动产生的CO2排放量建立联系,采用LMDI法从居民生活消费视角对山东省农村居民生活间接碳排放增量进行分解。农村地区的人口规模及居民消费水平是影响农村居民生活间接碳排放的重要因素。而城乡居民的消费观念、消费偏好也存在较大差异,因此,消费结构的变化也会对间接碳排放量造成重要影响。消费碳排放强度指农村居民为满足生活需要在各部门的单位消费支出带来的碳排放量,能够客观反应居民生活产生的间接碳排放量。因此,将山东省农村居民生活间接碳排放量的影响因素分解为消费碳排放强度、消费结构、消费水平、人口规模4种。表达式为

(5)

式中:Ci表示第i类部门的间接碳排放量;E表示农村居民生活在各部门的消费总支出;P表示农村居民常住人口;Ii即第i类部门每单位消费支出对应的碳排放量,表示消费碳排放强度因素;Si即i类部门消费支出占居民生活总支出的比例,表示消费结构因素;R即人均消费支出,表示消费水平因素;P为人口效应因素。

以2006年为基期即第0期,第T期对于基期的居民生活间接碳排放变化量为

式中:ΔCI为消费碳排放强度效应;ΔCS为消费结构效应;ΔCR为消费水平效应;ΔCP为人口效应。4种效应变化对碳排放总量变化的贡献值表达式如下:

(10)

二、特征分析

2006年山东省居民间接碳排放量为5 009万吨,2010年为4 320万吨,年均下降率为5%(1)文中未注明来源的数据均出自山东省统计局编制的相应年份的山东省统计年鉴电子书，网址为http:∥tjj.shandong.gov.cn/col/col6279/index.html,或据书中数据计算而得。,可见“十一五”期间山东省减排工作取得一定成效。2011—2015年间接碳排放量由4 375万吨增加至5 052万吨,年均增长率为4.91%(见图1)。“十二五”期间山东省经济持续高速发展,带来跨越式提升的物质基础,农村居民生活也再上新台阶,由此拉动了更多的生活消费,同时也增加了居民生活间接碳排放量。山东省城镇化率2006—2015年上升10%,农村常住人口的不断下降导致农村居民间接碳排放量在2006—2015年间最终呈现轻微下降趋势。

由图1可以看出,2006年农村居民生活间接碳排放量为2 261万吨,占全省居民生活间接碳排放的45%。

图1 2006—2015年山东省居民生活间接碳排放量变化情况

2006年住建部门间接碳排放量1 127万吨,成为排放量最高的部门,2009年仍占57%为1 146万吨,2010年下降至39%,排放618万吨,“十二五”期间在38%～39%之间保持平稳。2009年以来,山东省秉承“风电优先、煤电让路”的发展思路,清洁高效利用传统能源,深度开发新能源,大力推行新型农村社区建设及既有农房节能改造工作,使农村居民间接碳排放在“十二五”期间一直保持低水平。

食品部门2006—2008年的碳排放量由472万吨下降至最低402万吨,随后在2011年达到峰值499万吨,2015年下降至411万吨。

教育、文化、娱乐方面的碳排放量总体呈现下降趋势。主要原因是山东省经济持续高速发展,各工业部门产值迅速增加,但由于科技水平增高,导致各部门碳排放强度逐年下降,如图2所示,最终使得碳排放量下降。这在一定程度上解释了在农村居民越来越重视教育文化娱乐的同时碳排放量却呈下降趋势的原因。

图2 2006—2015年山东省农村居民生活间接碳排放强度

医疗保健部门碳排放在2006—2015年呈现波动性增长态势。由农村居民消费特征分析可知,居民在医疗保健方面的支出不断增加,而图2显示碳排放强度却逐年下降。其原因是,2012年山东省政府出台的《山东省战略性新兴产业发展“十二五”规划》指出:“十一五”以来,山东省把加快培育和发展战略性新兴产业作为转方式、调结构的重要切入点,自主创新能力显著提高,新医药和生物产业总量全国领先。由于战略方式的转变,医药制造业科技水平不断提升,导致能效不断提高,碳排放量逐年下降。

三、因素分解分析

1.间接碳排放因素分解结果

2006—2015年山东省农村居民间接碳排放累积效应值为-761.33万吨,整体呈负增长。消费水平升高对山东省农村居民生活间接碳排放起主要促进作用,贡献值为1 945.46万吨。消费碳排放强度对间接碳排放起抑制作用,抑制碳排放374.34万吨。由于城镇化率的不断提高,人口规模对碳排放也呈现抑制作用,抑制碳排放293.05万吨。这与此前农村人口效应对碳排放起促进作用的研究结果相反[8]。消费结构在2009—2010年出现促进—抑制转折点,随后对碳排放呈现抑制作用。整体来说,消费碳排放强度和人口规模的抑制作用大于消费结构在2010年以前消费的促进作用,因此,山东省农村居民生活间接碳排放总体呈下降态势(见图3)。

(4)采用补汽阀倒抽蒸汽作为0号高压加热器高压汽源，不影响汽轮机本体结构，回热系统优化方案技术风险较低。

图3 2006—2015年山东省农村居民生活间接碳排放因素分解结果

2.间接碳排放驱动因素分析

(1) 消费碳排放强度。消费碳排放强度对山东省农村居民间接碳排放一直呈现抑制作用,是抑制间接碳排放的主要影响因素。2006—2015年,与农村居民生活消费相关的分行业碳排放强度由1.09吨/万元下降至0.34吨/万元。创新能力不断增强,能源利用水平显著提高,使各分行业的能源效率持续提高,造成各分行业的碳排放强度逐年下降,碳排放量不断下降。最终,在消费水平不断增长的情况下,消费碳排放强度对间接碳排放起到了抑制作用。值得注意的是,分行业碳排放强度的年均下降率由2006—2010年的10.77%变化至2010—2015年的4.34%,呈逐年减小趋势,说明工业部门能源效率提高出现瓶颈期。因此,山东省未来应继续加大科技投入,提高科技创新,研制更加高效节能的生产设备,以保证消费碳排放强度始终保持对间接碳排放的抑制作用。

(2) 消费结构。山东省农村居民消费结构在2009—2010年出现“促进—抑制”间接碳排放的转折点,随后一直呈现抑制作用,说明农村居民消费结构已在向低碳方向转变。其中,消费结构效应在2011—2012年对间接碳排放出现小幅促进作用,2013年以后一直呈现抑制作用(见图3)。2006年以来,山东省居民消费水平持续上升,但农村人口并未明显下降,导致碳排放量在此期间增加,2006—2009年对碳排放整体呈现促进作用。2007年山东省出台《山东省人口发展“十一五”规划》,明确提出人口控制目标,2010年农村常住人口首次出现较大幅度下降;受2008年金融危机影响,2009—2010年人口数量的下降幅度超过消费水平的增长幅度:解释了消费结构在2009—2010年出现碳排放转折点的原因。2012年农村居民消费支出涨幅超过人口下降幅度,导致2011—2012年消费结构对间接碳排放呈现小幅促进作用。2012年以来,随着科技水平的不断提高,各分行业碳排放强度持续降低,使得碳排放量一直呈下降趋势。碳排放强度对碳排放的抑制作用超过消费促进的碳排放,使消费结构对间接碳排放的影响转变为起抑制作用。这也与以往的研究有所不同[13]。传统的研究认为消费结构对农村居民碳排放始终起促进作用,而由分解结果来看,消费结构与间接碳排放之间的关系不是单纯的递增,而是随居民消费结构的变化及科技水平的提高而不断变化的。

(3) 消费水平。如图3所示,消费水平因素对山东省农村居民间接碳排放在2006—2015年一直呈现促进作用。2006—2010年呈现下降趋势,2011年却突然达到峰值330.81万吨,2010—2015年呈现波动性变化,对间接碳排放促进作用明显。与此同时,山东省经济综合实力逐年增强,2006—2010年年均涨幅13.10%,2010年达到39 416.20亿元,2015年达到63 002亿元,年均增长9.89%,人民生活水平大幅提高。农村居民人均可支配收入年均增长10.10%,2015年达到12 930元,城乡居民收入比由2.70缩小到2.44。经济高速发展的同时,碳排放强度却一直下降,导致总体间接碳排放呈现负增长,表明山东省低碳经济发展已初见成效。

(4) 人口规模。如图3所示,农村人口规模对山东省农村居民生活间接碳排放总体呈现负效应,2006—2008年平稳下降。2008年,山东省农村常住人口约5 860万,2009年约5 902万,人口增长约42万人,人口涨幅超过消费碳排放强度及消费水平两种因素对碳排放产生抑制效应,因此对碳排放的作用由负变正。2010—2015年农村劳动力累计转移就业约795万人,城镇化率由2010年的38.86%升至2015年的57.01%,人口规模对间接碳排放抑制作用逐年加强,与此前农村人口效应对碳排放起促进作用的研究结果相反[13]。随着城镇化率和科技水平的不断提高,农村人口效应有望对农村碳排放持续呈现抑制作用。

四、结论与建议

1.结论

采用消费者生活方式法对2006—2015年山东省农村居民生活间接碳排放量进行计算,分析了山东省农村居民生活间接碳排放特征,利用LMDI分解法得到各因素对间接碳排放的影响效果,得出以下结论:

(1) 山东省农村居民在满足基本衣食需求的前提下,对教育、文化、居住环境及心理健康方面的消费性支出不断增多。由于各工业部门不断进行技术革新,各行业碳排放强度逐年下降,使间接碳排放总量呈负增长。

(2) 消费水平效应在2006—2015年持续对碳排放起促进作用,2006年贡献值为304.11万吨,2015年为147.59万吨,年均下降率9.46%。对间接碳排放的促进作用逐年减弱。

(4) 消费结构效应在2009—2010年出现促进—抑制转折点,在2013年后对间接碳排放呈现抑制作用。与以往研究不同的是,消费结构效应并不是始终对碳排放起促进作用的[14],而是随居民消费结构的变化及科技水平的提高而不断变化的。说明山东省农村居民消费倾向逐渐向低碳方向发展。

(5) 人口规模效应在2006—2015年主要起抑制作用,与以往农村人口规模效应一直对碳排放起促进作用的研究结果相反[14]。考虑到山东省城镇化率仍在不断提高,农村主要劳动力转移仍进一步扩大,一段时间内人口规模效应仍会对农村居民间接碳排放起抑制作用。

2.建议

对山东省未来低碳、绿色发展,保持农村居民间接碳排放继续下降提出如下建议:

(1) 合理引导居民消费倾向,有助于减少间接碳排放。提高农村居民可支配收入,积极推动医疗、卫生、教育、文化等公共服务资源向农村延伸,满足农村居民对生活品质的追求,引导农村居民向绿色低碳消费方式转变。

(2) 经济扩张会拉动消费水平的上升,导致间接碳排放增多。未来山东省应该转变传统的经济发展方式,推动低碳经济、循环经济的发展,控制消费水平上升带来的更多碳排放。

(3) 新科技和高能效是减少间接碳排放的关键因素。未来在加大工业行业发展时应着重提高各行业能源利用率。

(4) 加速构建绿色消费结构,持续抑制间接碳排放的产生。放宽旅游、文化、体育、健康、养老、教育培训等领域的市场准入条件,减少农村居民食品及居住方面的消费,提高居民精神文明活动开展率。

(5) 缩小城乡居民差别和地区差异,保持经济平稳增长是使人口规模效应抑制间接碳排放的关键。所以,要切实解决农村劳动力向城镇转移就业问题,提供更多的就业机会,在提高城镇化率的同时推广绿色生活方式。