福建省碳排放影响因素实证研究：基于因子分析法

彭 浩 张 璐 李书婵

(内蒙古财经大学 资源与环境经济学院，内蒙古 呼和浩特 010070)

由于人类活动导致二氧化碳等温室气体浓度增加，大大超过地球自然变化的幅度，从而导致全球变暖，已成为不争的事实[1]。改革开放以来，中国在经济发展方面取得了举世瞩目的成就，同时也显现了资源消耗过多、碳排放增加过快等问题[2]。1981—2019年，福建省经济快速增长的同时，碳排放也在迅速增加。而福建省作为全国首个生态文明试验区,理应为中国实现“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”[3]这一历史性承诺作出积极的贡献。因此，本文使用因子分析法对1981—2019年影响福建省碳排放量的各项因素进行定量研究，无疑具有十分重要的现实意义。

一、福建省碳排放现状

根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的假定，一般认为各类能源的碳排放系数是稳定的；一次能源分类中的水电、核电和其他能发电，在使用过程中被视为没有碳排放，因此，将产生碳排放量的能源消费种类划分为煤炭、石油和天然气这三类[4]。本文通过煤、石油和天然气等能源的消耗量与碳排放量之间的关联关系，对福建省1981—2019年的碳排放量进行估算。当缺乏碳排放的直接监测数据时，可以采用三类能源消费总量分别乘以各自的碳排放系数来计算碳排放量。

(1)式中，C为碳排放量，Ei为煤炭、石油或天然气的消费总量，Fi为不同种能源的碳排放系数。

中国国家发改委能源研究所、日本能源经济研究所和美国能源部/能源情报局等都公布了煤炭、石油和天然气的碳排放系数[4]，考虑到中国的科研机构更熟悉中国的国情，本文在计算福建省1981—2019年的碳排放量时选取中国国家发改委能源研究所公布的碳排放系数，如表1所示。

表1 各研究机构公布的碳排放系数[4]

根据公式(1)和历年《福建统计年鉴》上的煤炭、石油和天然气的消费量等相关数据，计算得到福建省1981—2019年的碳排放量，如表2所示。

表2 1981—2019年福建省碳排放量

1981—2019年，福建省碳排放量由1981年的379.85万吨增加到2019年的6 980.94万吨，增加了17.38倍。

二、福建省碳排放影响因素

参照已有相关研究成果[5]选取碳排放影响因素时，城镇化水平由于部分年份的数据无法查找到，确定定量分析能源消费总量、能源结构、能源价格、经济发展水平、固定资产投资、人口总量、第二产业比重、第三产业比重和国际贸易等9项福建省碳排放影响因素(见表3)。

表3 福建省碳排放影响因素

本文以原煤占能源消费总量的比重表示“能源结构”，采用居民消费价格指数表示“能源价格”，以地区生产总值表示“经济发展水平”。国际贸易过程中存在碳排放转移问题，进口高耗能的资源密集型产品能降低本地区的碳排放，反之，出口高耗能的资源密集型产品则会增加本地区的碳排放[2]，本文以净出口额表示“国际贸易”。

三、数据来源和研究方法

1.数据来源与处理

福建省1981—2019年的相关数据均来自历年《福建统计年鉴》。为剔除价格因素影响，地区生产总值、固定资产投资、居民消费价格指数、净出口额和物价指数等相关数据均以1952年为基期进行了处理。在进行因子分析之前，还对原始数据进行了均值为0、标准差为1的标准化处理，以消除指标间量纲不一致及数量级有差异等现象。

i=1,2, …,n；j=1,2, …,p。其中：n为样本的个数，p为原始指标的个数，xij为各样本数据，为xj样本数据的平均值，Sj为所有样本数据的标准差，Zij为标准化处理后得到的数据。

2.因子分析法

因子分析法是一种不受主观因素影响的多变量统计分析方法，本论文使用SPSS23.0软件进行相关数据的计算。

具体的计算过程如下：

第一，检验数据是否适合采用因子分析法

利用SPSS23.0提供的巴特利特球检验和KMO测度来判断数据是否适合采用因子分析法。从SPSS23.0输出的表4可见，巴特利特球检验结果为拒绝原假设，KMO值等于0.790。因此，福建省1981—2019年影响碳排放量的数据标准化处理后，适合进行因子分析。

表4 KMO和Bartlett的检验

第二，建立变量的相关关系矩阵R(SPSS23.0自动完成，略)。

第三，计算出相关关系矩阵的初始特征值、提取荷载平方和和旋转荷载平方和，并确定公因子的个数。

选取公因子个数的标准有两种：一是选取所有初始特征值大于1的成分作为公因子；二是累积提取荷载平方和达到90%来确定。本文根据后一标准来选取公因子，其包含的信息占原始变量包含的总信息的96.218%(见表5)，损失的信息量不到10%，被认为可以接受。

表5 相关关系矩阵的初始特征值、提取荷载平方和和旋转荷载平方和

第四，得到旋转后的成分矩阵。

由旋转后的成分矩阵(见表6)可以得到3个公因子的表达式(略)，结合3个公因子的旋转荷载平方和(见表5)，可以得到总分估计值F的表达式：

表6 旋转后的成分矩阵

F=0.575TEC-0.376ES+0.558EP+0.557EDL+0.523AI+0.570 TP+0.540PSI+0.487PTI+0.561IT

3.对主成分进行线性回归

使用SPSS23.0对因变量Y(福建省1981—2019年的碳排放量)和总分估计值F进行线性回归，得到如下关系式：

Y=2850.3+524.27F

R2=0.9198

再将F表达式代入上面的关系式可得到：

Y=2850.3+301.46TEC-197.09ES+292.77EP+291.96EDL+274.22AI+298.79TP+282.91PSI+255.47PTI+294.06IT

四、结果分析

根据因子分析法的计算结果，得到了福建省1981—2019年碳排放影响因素的排序依次为：能源消费总量/TEC(0.575)；人口总量/TP(0.570)；能源价格/EP(0.558)；经济发展水平/EDL(0.557)；国际贸易/IT(0.561)；第二产业比重/PSI(0.540)；固定资产投资/AI(0.523)；第三产业比重/PTI(0.487)；能源结构/ES(-0.376)。

“能源消费总量”是对福建省1981—2019年碳排放量影响程度最大的因素。福建省能源消费总量从1981年的729.00万吨标准煤，增加到2019年的13 718.31万吨标准煤，增加了17.82倍，和同期的碳排放量增加倍数(17.38倍)几乎一样。“人口总量”是对福建省碳排放量影响程度居第2位的因素。福建省从1981年末常住人口2 563万人增加到2019年末常住人口3 973万人，增加了1 410万人。福建省城镇人口从2000年的1 432万人增加到2019年的2 642万人，城镇化率从1990年的16.68%增加到2009年的51.4%(首次超过50%)，2019达到66.50%。“经济发展水平”是对福建省碳排放量影响程度居第4位的因素。福建省地区生产总值由1981年105.62亿元增加到2019年的42 395.00亿元；地区生产总值指数以1952年为100，2019年比1981年增加了72.57倍。大量增加的人口、快速的城镇化和快速的经济增长，都使得福建省1981—2019年能源消费总量快速增加，在化石能源占一次能源消费的比重没有明显下降的情况下，碳排放量自然快速增长。

“国际贸易”对福建省碳排放量影响程度也较大。《福建省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》强调“发挥出口对经济增长的促进作用”。福建省2019年1—5月出口3 260.5亿元，增长10.9%，高于全国4.8个百分点，增幅居全国六大出口省市第1位[6]。

福建省的固定资产投资从1981年16.19亿元增加到2017年31 164.02亿元，对同期福建省碳排放量的增长形成了比较重要的影响。

福建省第一产业比重从1981年的37.21%逐渐减少到2019年的6.12%。福建省1981年第二产业比重为37.64%，2014年为52.03%，1981—2014年基本呈增加趋势，之后下降到2019年的48.55%。福建省1981年第三产业比重为25.16%，到2019年时增加到45.33%。2019年福建省第二产业比重略高于第三产业比重。第三产业的单位GDP能耗比第二产业低，大力发展第三产业，增加第三产业的比重，将有利于减少碳排放量。

“能源结构”对碳排放量的影响程度之所以是负值，是因为1981—2019年期间，福建省的“能源消费总量”“年末常住人口数”“居民消费价格指数”“地区生产总值”“固定资产投资额”“第三产业比重”都与同期的碳排放量一样呈显著的递增趋势，同期福建省的“净出口额”和“第二产业比重”也呈波动递增趋势，只有“原煤占能源消费总量的比重”基本呈递减趋势，1981年从59.1%缓慢增加到1991年70.9%，之后波动下降到2019年的47.3%。

能源强度也称为“单位产值能耗”，指一个国家或地区在一定时期内单位GDP的能源消耗量，可以用来衡量能源利用效率，是区分一个国家或地区是否实现低碳发展的重要指标[7]。福建省的能源强度——“能源消费总量与地区生产总值之比”呈明显的递减趋势，地区生产总值以不变价格计算，1981—2017年，福建省能源强度下降了74.42%。2009年11月25日，国务院常务会议决定到2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40—45%[7]。福建省2016年就提前达到了单位地区生产总值二氧化碳排放比2005年下降45%这一目标。福建省1981—2019年地区生产总值快速增长的同时，能源消费总量的增加速度明显低于经济增速。可以说，能源强度呈现明显下降趋势，说明福建省在节能减排方面做了大量取得了实效的工作。

五、政策建议

根据以上福建省碳排放影响因素实证研究的结果，提出以下政策建议：

1.进一步优化福建省的能源消费结构

化石能源一直占福建省能源消费结构的主体地位，2015年，开始化石能源占能源消费的比重才降低到80%以下，2019年为75.1%；福建省目前能源消费中原煤依然占有最大的份额，2019年这一数据为47.3%。大力发展集约高效的能源利用形式，提高能源使用效率，优化能源结构，仍是福建省今后需要努力的方向。

2.以低碳经济为发展方向进行福建省经济结构调整

提高钢铁、有色、建材、化工、电力等高耗能行业的准入门槛，在规划阶段就引导产业向低碳经济的方向发展；通过出台相关政策激励高耗能企业通过技术创新来降低碳排放量；加大淘汰落后工艺、设备和企业的力度，继续关停小火电厂、小水泥厂和小钢铁厂等。

3.推进福建省低碳城市建设

推广国家低碳试点城市厦门市、南平市和三明市的经验，通过编制低碳发展规划、使用绿色能源、推行清洁生产、大力发展公共交通、普及和推广低碳建筑、倡导低碳消费等举措，提高福建省各城市的低碳发展管理能力。

4.构建福建省碳排放权交易制度体系

深化碳排放权交易试点，扩大参与碳排放权交易行业范围，设立碳排放权交易平台，发展林业碳汇交易模式，实现与全国碳排放权交易市场的有效对接。

5.优化对外贸易结构

福建省应逐步降低高耗能的资源密集型产品在出口中的比重。政府可出台相关政策，激励外贸企业向低碳化方向发展。