清远市建筑碳排放影响因素及减排措施研究

王景梅

（广东交通职业技术学院土木工程学院，广东 广州 510650）

高能耗、高排放特点的建筑业一直是我国节能减排工作的重点关注领域[1]。建筑业碳排放研究主要分为微观和宏观两方面。微观方面聚焦单体建筑碳排放的研究，无法反映整个建筑行业的现状；宏观方面聚焦整个建筑行业所产生碳排放的研究，可为整个建筑行业提出合理减排建议[2-3]。

徐勇戈等[4]、于博[5]、巨欣[6]开展了建筑行业碳排放测算方面的宏观研究，杨艳芳等[7]、刘兴华等[8]、黄振华[9]开展了建筑业碳排放影响因素方面的宏观研究。在众多研究方法中，STIRPAT模型研究方法克服了IPAT模型方法的缺陷，应用更广泛。清远是广州都市圈城市，广州对口帮扶清远，合作共建广州（清远）产业园，是两市优势互补加快发展的“战略引擎”，是实现“广清一体化”的重要体现。清远市经济的快速发展和城镇化进程同时也带来了大量能源消耗和巨大的碳排放量，尤其是建筑业。

本文从分析清远市建筑行业碳排放相关影响因素入手，采用STIRPAT模型研究方法开展对清远市建筑碳排放的宏观研究。

1 研究方法

1.1 Stirpat模型

本文采用随机性环境影响评估模型（Stirpat模型），STIRPAT模型是Dietz等[10]在IPAT模型的基础上，克服了各因素的变动会同比例传递给环境的缺陷，设计了影响因素与环境之间具有随机性、非等比例变化特点的模型。Stirpat模型表达式为：

式中：a——常数；I——环境影响程度；P——人口影响因素；A——经济影响因素；T——技术影响因素；b、c、d——人口、经济、技术因素对环境影响的弹性系数；e——关系式的误差项。

对式（1）进行对数化处理：

1.2 清远市建筑碳排放影响因素识别与选取

1.2.1 因素识别

本文从宏观层面研究建筑碳排放的影响因素，通过文献调研、分析、归纳与总结，得到人口、经济、技术3个维度下的建筑碳排放的宏观影响因素。

人口：人口数量、城市人口数量、建筑业从业人数、城镇化率等。

经济：人均GDP、第三产业增加值、居民人均收入、建筑业生产总值、建筑产业规模等。

技术：建筑能源消费碳强度、建筑能源强度、碳排放强度等。

1.2.2 因素选取

本文遵循科学性、真实性、可得性原则，参照文献[9]和文献[11]在人口、经济、技术3个维度下选择相应的宏观影响因素。人口维度下选择常住人口数量和城镇化率两个宏观因素，经济维度下选择人均GDP和人均第三产业增加值两个宏观因素，技术维度下选择建筑碳排放强度一个宏观因素。

1.3 清远市建筑碳排放Stirpat分析模型构建

基于清远市建筑碳排放影响因素识别与选取情况，构建清远市建筑碳排放Stirpat分析模型：

式中：Y——清远市建筑碳排放量；X1——清远市常住人口数量（万人）；X2——清远市城镇化率（%），指城镇常住人口数量占总常住人口数量的比例；X3——清远市人均GDP（万元/人）；X4——清远市人均第三产业增加值（万元/人）；X5——清远市建筑碳排放强度（t/万元），指清远市建筑碳排放量与清远市建筑业总产值的比值；B1、B2、B3、B4、B5——各因素的影响力指数，数值越高，代表相对应因素对环境的影响力越大；n——常数项。

2 数据来源与处理

2.1 清远市建筑碳排放量计算

2.1.1 广东省碳排放量计算

本文根据文献综述采用联合国公认的碳排放计算法（IPCC法）计算广东省能源消费碳排放：

式中：C——所有能源消费的碳排放量（万t）；Qi——不同能源类型的能源消费量；Ei——各种能源的标准煤折算系数，取值参考《中国能源统计年鉴（2020）》；Fi——碳排放系数，取值参照中国《省级温室气体清单编制指南》。

2019年广东省能源消费总量为34 142万吨标准煤，分品种能源消费量和碳排放量如表1所示。

表1 2019年广东省分品种能源消费量和碳排放量

2.1.2 清远市建筑碳排放量计算

（1）公共建筑碳排放量计算。

《清远统计年鉴（2022）》统计了清远市全市“批发业、零售业、餐饮业及其他行业”和“交通运输、仓储和邮政业”的能源消费，这两部分能源消耗就是公共建筑碳排放量的数据体现。由于服务业消耗95%的汽油与35%的柴油用于交通运输，故应该将“批发业、零售业、餐饮业及其他行业”能源消耗扣除95%的汽油与35%的柴油[12]。

根据各种能源折算成标准煤的明细数据，可以推导出2019年广东省各种能源中“95%的汽油与35%的柴油”占总量的8.89%。由于没有清远市各种能源消费量的具体数据，故本文均按照此比例（8.89%）扣除“批发和零售业、餐饮业及其他行业”中95%的汽油与35%的柴油消耗。

（2）居民建筑碳排放量计算。

《清远统计年鉴（2022）》统计了清远市全生活消费能源，此部分能源消费就是居民建筑碳排放量的数据体现，由于农业生产消耗的全部汽油以及居民生活消耗的95%的柴油用于交通运输[12]，因此应该扣除全部汽油及95%的柴油消耗。清远市2011—2021年能源消费情况如表2所示。

表2 清远市2011—2021年能源消费情况 单位：万吨标准煤

根据各种能源折算成标准煤的明细数据，可以推导出2019年广东省各种能源中“全部汽油与95%的柴油”占总量的百分比13.5%。由于没有清远市各种能源消费量的具体数据，故本文均按照此比例（13.5%）扣除全部汽油以及95%的柴油消耗。

（3）正在建设建筑碳排放量计算。

根据《清远统计年鉴（2022）》，计算2011—2021年建筑业能源消费量以及正在建设建筑碳排放量情况。

（4）清远市建筑碳排放量计算。

将公共建筑碳排放量、居民建筑碳排放量和正在建设建筑碳排放量相加，可以得到清远市建筑碳排放总量。

标准煤的碳排放系数按照国家发改委能源研究所推荐值为0.67取值，标准煤数量乘以其碳排放系数即可得到相应的碳排放量。

清远市公共建筑使用阶段的碳排放量如表3、图1所示。

图1 清远市2011—2021年建筑碳排放总量

表3 清远市2011—2021年建筑碳排放量 单位：万t

由图1可知，清远市2011—2021年建筑碳排放总量整体呈上升趋势，只有2012年和2021年呈现轻微下降趋势，2011年建筑碳排放总量为124.0 万t，2021年建筑碳排放总量为175.9 万t，年平均增长率为4.18%。

2011—2012年建筑碳排放量由124 万t下降至112.6 万t，下降率为9.25%；2020—2021年建筑碳排放量由187.6 万t下降至175.9 万t，下降率为6.22%。

2.2 清远市建筑碳排放影响因素数据收集

根据《清远统计年鉴（2022）》可以统计出清远市建筑碳排放各影响因素的数据，如表4所示。

表4 清远市2011—2021年建筑碳排放影响因素数据

3 清远市建筑碳排放影响因素分析

3.1 计算结果

模型摘要如表5所示。

表5 模型摘要

本文采用SPSS 26.0软件对清远市建筑碳排放Stirpat分析模型进行线性回归及共线性诊断。

结果显示，lnX1、lnX2、lnX3、lnX4变量的方差膨胀因子（VIF）均大于10，其中lnX3变量的VIF值最大为201.027。

因此，可以判断清远市建筑碳排放Stirpat分析模型中各变量存在严重的共线性。

回归及共线性诊断结果如表6所示。

表6 回归及共线性诊断结果

大量研究表明岭回归方法可以消除Stirpat模型的共线性，本文采用SPSS 26.0软件对Stirpat模型进行岭回归拟合。清远市建筑碳排放Stirpat模型岭迹如图2所示。

图2 清远市建筑碳排放STIRPAT模型岭迹

由图2可判断，k=0.15时，lnX1、lnX2、lnX3、lnX4、lnX5自变量的岭迹图趋于稳定且都大于0。因此，k取值0.15，对应的岭回归结果如表7所示。

表7 岭回归线结果

综上，清远市建筑碳排放Stirpat模型的拟合方程为：

由各影响因素的系数大小可知，常住人口数量对清远市建筑碳排放的影响最大，其次是城镇化率和建筑碳排放强度，人均GDP和人均第三产业增加值对碳排放的影响相对较小。

3.2 结果分析

清远市常住人口数量对清远市建筑碳排放量的影响最为显著，其弹性系数为3.412%。说明增长1%的人口数量，会相应增加3.412%的建筑二氧化碳排放总量。不断增长的人口需要更多的建筑面积和建筑场所活动量，从而导致更多的建筑碳排放量。

城镇化率对清远市建筑碳排放也有着较大的影响，其弹性系数为0.954%。即增长1%的城镇化率，会相应增加0.954%的建筑碳排放量。城镇化率的提高相应必然会增加清远市建筑数量，从而导致更多的建筑碳排放量。

建筑碳排放强度对清远市建筑碳排放量也有较大的影响，其弹性系数为0.885%。即增长1%的建筑碳排放强度，会相应增加0.885%建筑碳排放量。建造技术水平会直接体现在建筑碳排放强度上，建造技术水平较低时对应的建筑碳排放强度较高。

人均GDP的弹性系数为0.302%，即增长1%的人均GDP值，会相应增加0.302%的建筑碳排放量。人均第三产业增加值的弹性系数为0.116%，即增长1%的人均第三产业增加值，会相应增加0.116%的建筑碳排放量。因此，人均GDP和人均第三产业增加值对清远市建筑碳排放的影响程度相对较小。

4 清远市建筑碳排放减排措施分析

基于清远市建筑碳排放影响因素提出5个方面减排措施。

人口发展：提高人口素质和居民低碳生活的意识；制定合理的能源价格，引导居民节能行为。

城镇化发展：吸引技术劳动力，建设科技基础；大力发展服务业，推进产业结构转型。

经济发展：创建新的低碳产业，促进高碳产业向低碳产业转型，优化和升级清远的产业结构；降低公共建筑的碳排放量，建立减排监管系统；开发清洁能源、改善能源结构等。

绿色建筑发展：实施绿色建筑全过程管理，提高绿色建筑的质量和水平，促进绿色建筑均衡发展，加快既有建筑的绿色设计，提高新建建筑的能源效率。

可再生能源应用：大力推广太阳能热水、太阳能光伏发电、自然采光照明、热泵热水、空调热回收等多种可再生能源建筑应用的发展，推进可再生能源规模化应用。

5 结语

本文采用IPCC碳排放计算法对清远市建筑碳排放展开测算，在识别和选择影响清远市建筑碳排放因素的基础上，利用Stirpat模型建立了清远市建筑碳分析模型，收集并处理了清远市建筑碳排放影响因素数据，采用SPSS 26.0软件分析了清远市建筑碳排放的主要影响因素，并针对分析结果提出相应的减排措施建议。清远市应该提高居民低碳生活意识，推进产业结构转型与优化升级，做好城市规划和绿色建筑规划，大力推广可再生能源应用对于减少建筑碳排放具有深远意义。由于现有清远市各种能源消费量统计数据的局限性，故本研究成果还有待进一步提高数据的准确性。