碳排放强度控制目标分解方法研究

郝 媛，顼明泽

（河北晶淼环境咨询有限公司，河北 石家庄，050000）

1 引言

气候变化是全人类的共同挑战。应对气候变化，事关中华民族永续发展，关乎人类前途命运。《巴黎协定》中提出各缔约方将加强应对全球对气候变化威胁，将全球平均气温升高控制在2摄氏度之内，并努力把升温控制在1.5摄氏度之内，尽快实现温室气体排放达到峰值，争取2050年实现净零排放。2020年9月，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布我国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值的目标与努力争取于2060年前实现碳中和的愿景，体现了我国履行负责任大国责任、推动构建人类命运共同体的重大历史担当。

目前，全球已有50余个国家的碳排放实现达峰，占全球碳排放总量的40%。其中大部分是发达国家，其碳达峰都是在发展过程中因产业结构变化、能源结构变化、城市化完成、人口减少而自然形成的。中国是政策驱动型达峰，即在经济社会进一步发展的客观条件下通过制定明确的达峰目标和政策要求，在政策驱动下，把双碳目标融入经济社会发展和生态文明建设的顶层设计和布局中，以推动经济社会的系统性变革，实现全社会的绿色低碳转型与高质量发展。在我国地域广阔、人口众多、资源禀赋迥异、经济社会发展不平衡、各地区碳排放情况差异较大的情况下，如何统筹做好区域经济发展与温室气体控排是一项具有挑战性的重大课题。现阶段我国关于碳排放的控制思路为“以碳强度控制为主、碳排放总量控制为辅”[1]，二氧化碳排放强度亦已纳入地方政府考核，碳排放强度控制将成为我国“十四五”期间控制温室气体排放的重要支撑。对区域而言，碳排放空间在一定程度上影响着该区域的发展方向和发展空间，为避免在碳排放管理中出现“一刀切”的问题，必须科学合理地制定兼顾公平与地区差异性的碳排放强度目标分解方法，以保障碳排放强度下降目标自下而上的实现。

2 相关研究和实践评述

碳排放空间具有很强的“公共性”和“外部性”。当前形势下，如何合理确定各个国家未来的温室气体控排目标以及各国如何将其控排目标进行科学分解已成为国际气候变化谈判的主要任务之一[2]。在国际层面，已有较多的关于如何将全球碳减排目标分解到国家之间的研究，主要集中在综合性或复杂的分配模型的研究。屈超[3]等使用萤火虫优化的IPAT模型对2030年各省份二氧化碳排放强度进行预测，预测模型的指标涵盖人口数量、富裕程度以及技术水平三个维度，具体参数包括各省常住人口数量、人均GDP和第三产业占比。王金南等[4]提出了4个分配影响因子和5个指标，以GIS平台为基础，构建了中国区域二氧化碳排放分解模型CRBDM。4个分配影响因子包括排放水平、经济水平、能效水平和非化石能源，5个指标分别为工业增加值能耗变化趋势、人均国内生产总值、人均二氧化碳排放量和非化石能源占一次能源消费比重。熊小平等[3]提出了一种针对碳排放总量控制目标的区域分解方法，该方法考虑3个核心指标，即人口数量、人均GDP和碳生产力，该方法相对简单易操作。程纪华[5]建立了一种兼顾公平、效率和可行性的省级层面碳排放总量目标分解模型，该模型涉及7个指标，包括常住人口数量、城镇居民可支配收入、工业占国内生产总值比重、单位增加值能耗（规模以上）、单位能耗的国内生产总值产出、人均能源消费量及人均国内生产总值。该模型考虑了地区差异因素，并提出了战略预留目标，以解决地方高耗能和高碳排项目的现实问题。Yi等[6]在目标分解模型的构建中考虑减排承担能力、承担责任等三方面，通过采用对人均国内生产总值、历史累积碳排放量、单位工业增加值能耗3个参数赋予权重并加和的方式建立碳排放量目标分解模型。刘铠诚[7]等在主流的碳排放量目标分解方法的基础上，考虑促进非化石能源消费的因素，提出了兼顾公平性、可行性、效率性和可持续发展性的碳排放目标分解模型。武晓斌[8]基于LMDI方法，以经济、人口、能源消费和碳排放强度为主要影响因素，建立了碳排放量目标分解模型，并对我国30个省域、13年间的二氧化碳排放因素进行实证分析，在利用各指标的信息熵客观确定其权重的前提下，结合各因素贡献度进一步对峰值目标年碳排放量进行分配，以保证分配方法的客观和公正。胡颖[9]采用量子粒子群优化算法对通用向量机模型进行参数优化，以误差修正技术将随机振荡序列灰色预测模型与通用向量机预测模型进行融合，通过混合预测模型，对以往碳排放总量目标分解进行完善补充。

以上研究提出了诸多科学性高、操作性强的碳排放量减排目标区域分解思路、原则和方法，为各省进行碳排放量减排目标分解提供了一定的科学支撑。然而需要注意的是针对碳排放总量提出的分配方法，其分解结果的合理性直接受到碳排放增量目标确定的合理性制约[10]。基于碳排放增量目标难以科学、合理确定的现实情况，建立在碳排放增量目标基础上的目标分解方法学的可行性需要进一步研究和探讨。综上所述，目前国内外研究大多数是以碳排放总量分配为主的分配原则，主要考虑了责任、平等、效率和能力等因素。我国不同区域在历史碳排放总量及累积量、单位国内生产总值二氧化碳排放量、人均二氧化碳排放量、环境质量、降碳空间和潜力等方面存在明显差异，其原因主要是各省在人口基数、经济社会发展情况、城镇化率、能源结构、产业结构、工业化程度以及清洁能源资源禀赋等方面存在显著差异。因而排放量分解方法不能简单处理，必须统筹考虑各种因素。

本文所述方法在均衡分解某省碳排放强度下降目标的情况下，采用平衡式调节方法对各地市的碳排放强度下降目标进行调整，协同考虑融入大气污染控制现状因素，如按照某省内“十三五”期间或某一年度环境空气质量综合指数排名情况，将某省各地市进行分类，差异化制定其碳排放强度下降目标并在此基础上进行整体测算，在预留战略排放空间的同时，保证完成某省碳排放强度下降目标。

3 碳排放强度控制目标区域分解方法

3.1 分解原则

原则一：平衡关系。应保证某省各地市GDP增长量和二氧化碳排放增长量数据与省级总量数据相吻合、目标相一致。建立平衡关系式，如下：

某一时期内某省各地市二氧化碳排放量=同期某省二氧化碳排放总量

原则二：基于新形势下减污降碳协同增效的重大意义和科学内涵，统筹考虑温室气体与大气污染物之间的协同控制要求，在碳排放强度目标分解过程中考虑空气质量因素。

原则三：综合考虑下辖地市碳排放量、产业结构、降碳潜力、空气质量等因素，建立碳排放强度下降率分解模型。将国家分配至省级的单位生产总值二氧化碳排放下降率（碳排放强度下降率）指标进一步向各地市分解。

3.2 分解思路

碳排放强度控制目标区域的分解思路如图1所示。

图1 碳排放强度控制目标区域分解思路

3.3 分解方法

（1）已知指标为某省各地市2020年GDP（A）、各地市2020年碳排放量（B）、各地市“十三五”GDP增长率（C0）。

（2）假设各地市“十四五”GDP年均增长率（C）等于“十三五”GDP年均增长率（C0），假设各地市“十四五”碳排放强度下降率（D）初始值采用省级目标值。

（3）根据各地市2020年GDP（A）、“十四五”GDP年均增长率（C），推出其2021-2025年GDP总量（I-M），公式如下：

采用ORIGIN 9.1软件进行绘图。采用SPSS19.0统计软件对3种致病菌数量分布与水龄做相关性分析。

本年度GDP总量=上年度GDP总量×（1+GDP年均增长率）①

（4）根据各地市“十四五”碳排放强度下降率（D）初始值，推出“十四五”年均碳排放强度下降率（E），公式如下：

碳排放强度年均下降率=1-（1-“十四五”碳排放强度下降率）1/5②

（5）根据各地市的“十四五”GDP年均增长率（C）和“十四五”年均碳排放强度下降率（E），推出各地市“十四五”年均碳排放量增长率（F），公式如下：

“十四五”年均碳排放量增长率=（1+“十四五”GDP年均增长率）×（1-“十四五”年均碳排放强度下降率）-1 ③

（6）根据各地市“十四五”年均碳排放量增长率（F）和各地市2020年碳排放量（B），推出各地市2021-2025年碳排放量（N-R），公式如下：

本年度碳排放量=上年度碳排放量×（1+“十四五”年均碳排放量增长率） ④

（7）根据各地市2021-2025年GDP总量（I-M）和2021-2025年碳排放量（N-R），计算各地市2021-2025年碳排放强度（S-W），公式如下：

某年度碳排放强度=该年度碳排放量/该年度GDP总量 ⑤

（8）根据2021-2025年碳排放量（N-R）和各地市2021-2025年GDP总量（I-M），加和计算各地市合计2021-2025年碳排放总量和各地市合计2021-2025年GDP总量，二者相除得到省级2021-2025年碳排放强度，公式如下：

某年度省级碳排放强度=该年度各地市合计碳排放总量/该年度各地市合计GDP总量 ⑥

（9）根据省级2021-2025年碳排放强度计算此情景下的省级“十四五”碳排放强度下降率，公式如下：

省级“十四五”碳排放强度下降率=（2020年省级碳排放强度-2025年省级碳排放强度）/2020年省级碳排放强度 ⑦

（10）根据管理需要及各地市经济社会发展及碳排放实际情况综合考虑多种因素后，调整各地市的碳排放强度下降率（D）目标值。例如，根据2020年省级空气质量综合指数排名情况，分为三类：排名前三的地市，其“十四五”碳排放强度下降目标在省级目标值基础上-0.5%；排名居中的地市，其“十四五”碳排放强度下降目标采用省级目标值；排名后三位的地市，其“十四五”碳排放强度下降目标在省级目标值基础上+0.5%。据此试算省级“十四五”碳排放强度下降率。

（11）调整各地市合计碳排放总量与省级碳排放总量预测值之间的平衡关系以及各地市合计GDP总量与省级GDP总量预测值之间的平衡关系。在省级碳排放强度下降率达标的前提下，达到平衡（满足省级预测值）后，根据测算出的省级碳排放强度下降率数据与目标值的差值，测算“十四五”期间每年预留的碳排放量空间，这部分战略预留碳排放量可用于省级层面重大耗能项目二氧化碳排放增量的统筹协调。

4 结论

现阶段，国内外碳排放目标分解以总量分配为主旋律，对碳排放增量按照公平性指标、可行性指标、效率性指标等进行相应分解，在分解过程中对不确定性因素控制能力不足，如易受到各项指标权重值难以合理确定、各地市同一指标的差异大等影响，易出现增量分配结果偏离实际或进一步测算发现部分地市难以完成碳排放强度下降率控制目标的情况。根据我国所处的发展阶段，碳减排目标应当是以碳排放强度减排为目标的总量减排，为更有效地实现我国2030年碳减排目标，开展碳排放强度控制目标分解方法研究尤为重要。

本文提出的碳排放强度目标分解方法通过构建分配模型，综合考虑各地市碳排放量、产业结构、降碳潜力、空气质量等因素，兼顾公平和差异化原则，融入了新形势下减污降碳协同控制的理念以及战略预留碳排放空间的思想，可将省级碳排放强度目标公平、合理地分解到各地市，并使各地市在完成既定经济社会发展目标的同时完成碳排放强度下降目标，具有可操作性。