西北五省（区）建筑业碳排放驱动因素分析

王静雯

（兰州大学经济学院，甘肃兰州 730000）

1 引言

当今世界，气候变化和全球变暖的相关问题引起了大量关注，随着我国经济的快速平稳增长，大量化石能源的消费带来了二氧化碳（CO2）的排放量不断增加［1］。2020年9月我国提出争取CO2排放在2030年前达峰，努力争取2060年前实现碳中和。建筑业是国民经济的重要行业之一，在发展过程中具有高能耗和高污染的特点，2005—2017年建筑业排放的CO2量逐步增加，目前建筑行业还没有摆脱粗放型的发展方式，尚未实现产值增长与资源节约和环境保护的协调发展［2］，因此建筑业如何进一步低碳发展和节能减排成为研究重点。

目前国内关于碳排放的研究在行业层面主要聚焦于工业以及交通运输业等行业，关于建筑业碳排放的研究较少。在进行碳排放的核算时，多数研究仅考虑了直接碳排放［3-4］，而忽略了行业的隐含碳排放。研究表明，建筑业的间接碳排放量占关联碳排放的95%左右［5］，因此在进行建筑业的碳排放核算时必须要考虑到隐含碳的影响。建筑业隐含碳的测算主要有2种方法：利用建筑材料的碳排放系数和回收系数进行核算［6-7］以及利用投入产出法进行核算［8-9］，然而核算过程中若仅考虑几种建筑材料所带来的隐含碳排放并不能准确地反映出建筑业与其他各个行业的关联程度，因此本文利用投入产出法，通过构建完全碳排放的测算模型对西北五省（区）建筑业的隐含碳排放进行测算。

对于碳排放驱动因素的研究，较为常见的方法有因素分解法等。因素分解法依据运算方式的不同，可分为指数分解法（IDA）与结构分解法（SDA）2类，对数平均迪氏指数分解法（LMDI）在IDA的基础上发展而来，具有完全分解、无残差、能处理零值的优点［10］，在碳排放驱动因素的相关研究中运用广泛。史俊晖等利用LMDI将我国农业隐含碳排放分解为经济规模、经济结构、一般农业技术进步和低碳农业技术进步4个因素，研究结果显示，经济规模和经济结构分别呈正向和负向驱动效应，低碳农业技术进步在东部的负向驱动效应比西部更强［11］；冯博等将建筑业碳排放分解为碳排放强度、能源结构、能源强度和产出规模4个效应，发现产出规模效应是我国省域建筑业碳排放增长的主要促进因素［7］；惠明珠等利用空间杜宾模型探讨了经济发展水平、城镇化水平、产业结构等6个因素对我国建筑业碳排放效率的影响［12］；邹非等根据STIRPAT模型运用岭回归分析了我国建筑业碳排放的影响因素，结果表明，人均GDP对CO2排放量有显著正影响［13］。

通过以上文献发现，从省域角度研究建筑业碳排放的文献不多，且多数研究集中在直接排放领域，在驱动因素的分析中，IDA相对于普通计量方法具有计算过程简单、分解结果直观［14］的优点。因此，本文首先利用地区投入产出表构建完全碳排放测算模型，测算2007年、2012年和2017年西北五省（区）的建筑业完全碳排放，在此基础上利用LMDI探讨建筑业完全碳排放量的驱动因素。

2 建筑业完全碳排放的测算

2.1 直接碳排放的估算

由于国内尚未公布有关CO2的排放数据，因此本文采用IPCC提出的能源消耗碳排放模型［15］，根据各省建筑业消耗的化石能源数量对西北五省（区）建筑业的直接碳排放量进行估计，公式如下：

各种能源的平均低位发热量来源于《中国能源统计年鉴》，碳排放系数参考《2006 IPCC国家温室气体清单指南》中缺省碳含量，碳氧化因子的数据参考我国自主编制的《省级温室气体清单编制指南》，数据见表1。

表1 8种能源的平均低位发热量、碳排放系数和碳氧化因子

2.2 完全碳排放的测算

本文利用西北五省（区）的地区投入产出表构建完全碳排放的测算模型，测算五省（区）建筑业的完全碳排放量。完全碳排放量指建筑业在生产最终产品时产生的直接碳排放与隐含碳排放之和。

在投入产出模型中，完全消耗系数可表示为：

将碳排放引入方程，完全碳排放系数可以表示为：

式（4）中，（I-A）-1为列昂惕夫逆矩阵，则完全碳排放可以表示为：

式（4），（5）中，TCE表示完全碳排放列向量；BCE表示完全碳排放矩阵；X为最终产品列向量。

将西北五省（区）的地区投入产出表行业调整为6个：农林牧渔业、工业、建筑业、交通运输仓储和邮政业、批发零售和住宿餐饮业以及其他行业。各地区的行业终端能源消费量和地区投入产出表分别来自《中国能源统计年鉴》和《中国地区投入产出表》。

2.3 西北五省（区）建筑业完全碳排放的变动特征

表2显示了2007年、2012年和2017年西北五省（区）建筑业的完全碳排放量，从总体上说，西北五省（区）建筑业的完全碳排放量这3年除甘肃外均逐渐增加。从省域的角度上说，新疆和陕西的完全碳排放量较大且增幅快，陕西在2007—2012年增幅达202.9%，在2012—2017年增幅达到258.74%，到2017年完全碳排放量已经达到了21 853.59万t，位于五省（区）的第二位。新疆在2007—2012年增幅为103.47%，在2012—2017年增幅为167.99%，2017年完全碳排放量为五省（区）中最高，但是新疆的直接碳排放量并不是最高的，说明其间接碳排放量较高，即消耗的中间产品在生产过程中碳排放较高，且建筑业与其他行业联系较为紧密。

表2 西北五省（区）建筑业完全碳排放量 万t

在五省（区）中只有甘肃建筑业完全碳排放量2017年较2012年有小幅度减少，减少了7.35万t，主要原因是2017年直接碳排放量的减少，2017年直接碳排放量较2012年减少了16.67万t。在8种化石能源的消耗中，建筑业消耗最多的是煤炭，而甘肃2017年与2012年相比，煤炭消费量减少了12万t，这表明在2012—2017年，甘肃建筑业的能源消费结构有了一定改善，由于在一次能源品种中煤炭的利用效率最低［17］，因此减少煤炭的消费有利于提高能源利用效率，减少直接碳排放量。

青海的完全碳排放量在3年都处于五省（区）中最低位，且与其他省（区）差距较大，但青海建筑业直接碳排放与宁夏差距不大，可能是因为青海建筑业的最终产品在五省（区）中最少，特别是相对于陕西、甘肃和新疆3个省（区），由于完全碳排放是在生产最终产品时产生的直接碳排放与隐含碳排放之和，因此在同等条件下，生产的最终产品较少会导致产生的碳排放量少。

3 建筑业碳排放驱动因素分析

3.1 指数分解模型的构建

由Ang等［18］在IDA基础上提出的LMDI自2000年以来成为使用最多的指数分解法。根据权重选择的不同，LMDI分为LMDI－I和LMDI－II，根据被分解指标的不同，可以分为对数量指标的分解和对结构指标的分解，根据分解形式的不同，可以分为加法形式和乘法形式。本文进行分解的对象为数量指标且为非连续时间数据，因此选择LMDI－I的加法形式［19］。

结合建筑业实际情况，本文将西北五省（区）建筑业完全碳排放量分解为能源消费碳强度、能源强度、经济结构与总产出规模4个因素，数据来源于《中国能源统计年鉴》《中国统计年鉴》和各省（区）统计年鉴。具体分解形式如下：

式（6）中，TCEi表示第i个省（区）的建筑业完全碳排放量，万t；Ei表示第i个省（区）建筑业的能源消耗量，万t标准煤；GVi表示第i个省（区）建筑业的行业增加值，亿元；GDPi表示第i个省（区）的地区生产总值，亿元，表示总产出规模效应。

3.2 分解结果分析

图1为2007—2012年西北五省（区）建筑业完全碳排放分解结果。

图1 2007—2012年西北五省（区）建筑业完全碳排放分解结果

图2为2012—2017年西北五省（区）建筑业完全碳排放分解结果。

图2 2012—2017年西北五省（区）建筑业完全碳排放分解结果

总体上说，能源消费碳强度对于建筑业完全碳排放的影响不确定，在2007—2012年除了陕西和宁夏外，其余省（区）对完全碳排放有促降效应，而在2012—2017年则多表现为促增效应；能源强度对于建筑业完全碳排放的影响总体上表现为促降效应。

总产出规模对建筑业完全碳排放总体表现为促增效应，从品种能源消费量看，西北五省（区）建筑业的能源消费以化石能源消费为主，其中煤炭消费占比大，因此总产出规模的增加进一步增加了碳排放，与假设相符。但是经济结构对建筑业完全碳排放总体表现为促增效应，从各省（区）经济结构数据上看，建筑业在地区生产总值的占比逐渐增加，建筑业的贡献率逐渐增加，从而带来了各省（区）建筑业碳排放的增加，与假设不符。

从省域角度上说，甘肃在2个研究期间内能源消费碳强度和能源强度是建筑业完全碳排放的主要促降因素，其中能源强度的影响较大，说明甘肃能源结构的改善和能源利用效率的提高能够带来建筑业完全碳排放量的减少，能源消费改革效果较好，达到了促进碳减排的效果。甘肃的主要促增因素是经济结构和总产出规模，总产出规模的促增效应较大，表明地区经济的发展和建筑业对地区生产总值贡献率的增加，带来了建筑业完全碳排放量的增加。

青海和宁夏的分解结果较为相似，主要的促增因素是能源消费碳强度、经济结构和总产出规模，促降因素是能源强度。青海能源消费碳强度在2007—2012年表现为促降效应，而在2012—2017年则表现为促增效应，但均不明显，青海促增效应较强的是总产出规模。宁夏的分解结果中4个因素的效应总体比青海大，能源消费碳强度和总产出规模的促增效应较为明显，而能源强度是主要的促降因素，说明宁夏建筑业的能源效率有所改善，但是对能源消费结构的改革还需进一步加强。

陕西分解结果显示，4种因素对于建筑业完全碳排放的影响差距较大。2007—2012年影响最强的是总产出规模，增加了3 580.68万t完全碳排放，相较之下其余3个因素的效应较小。在2012—2017年，能源消费碳强度和总产出规模的促增效应明显，而能源强度也表现出了明显的促降效应，说明了陕西能源效率的提升，一定程度上也反映了绿色能源技术进步。

新疆在2个研究区间内总产出规模和经济结构效应的促增效应均较为明显，在2012—2017年能源消费碳强度对完全碳排放的影响不降反增，且增加了8 932.04万t完全碳排放。与陕西类似，新疆建筑业在2012—2017年能源消费增加了94.88万t标准煤，建筑业增加值增加了83.61%，且建筑业对于地区经济的贡献率也增加了2%。由于能源消费碳强度一定程度上反映了能源结构的变化，因此也说明两省（区）能源结构调整还未达到促进碳减排的预期，在碳减排方面仍然具有较大的改进空间。

总体上说，西北五省（区）还需进一步对能源消费结构进行相应改革和限制，以达到促进减排的目的，同时要促进绿色能源技术进步，提高能源效率，保证在建筑业逐渐扩张的同时限制其碳排放量，争取尽早实现建筑业碳排放达峰。

4 结论

本文以西北五省（区）建筑业完全碳排放为研究对象，通过地区投入产出表构建完全碳排放的测算模型，在此基础上利用LMDI将建筑业完全碳排放分解为能源消费碳强度、能源强度、经济结构和总产出规模4个因素。分析结果表明：（1）五省（区）建筑业的完全碳排放量在2007年、2012年和2017年这3年内总体逐渐增加，新疆和陕西的完全碳排放量较大且增幅快，只有甘肃建筑业完全碳排放量2017年较2012年有小幅度减少，青海的完全碳排放量在3年都处于五省（区）中最低位，且与其他省（区）差距较大。（2）在分解结果中，能源消费碳强度对于完全碳排放的影响不确定，能源强度主要表现为促降效应，总产出规模表现为促增效应，经济结构对建筑业完全碳排放表现为促增效应。从省域的角度看，能源消费碳强度和能源强度是甘肃建筑业完全碳排放的主要促降因素，陕西和新疆在2012—2017年能源消费碳强度和总产出规模的促增效应明显，青海和宁夏的分解结果较为相似，主要的促降因素是能源强度，促增因素是能源消费碳强度、经济结构和总产出规模。五省（区）还需进一步加强能源消费改革，以达到促进减排的目的。