长江经济带中三角三省碳排放及脱钩分析——基于2011—2020 年省际面板数据

汤宏波，吕新华，李富山，赵素婷

（中国科学院武汉文献情报中心 科技大数据湖北省重点实验室，湖北 武汉 430071）

人类进入工业化时代以来，依靠化石能源驱动的经济增长造成了大气“碳”累积负反馈。减少碳排放已经成为人类面临的共同挑战，许多国家已经出台相关法律、政策，并采取实际行动来减少碳排放[1]。2022 年4 月4 日，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）[2]发布报告《气候变化2022：减缓气候变化》认为，2010—2019 年温室气体排放量处于人类历史最高水平。中国是世界经济的引擎，同时也是碳排放大户[3]，积极应对气候变化问题，既是中国可持续发展的内在要求，也是深度参与全球治理、打造人类命运共同体的责任担当。党的二十大报告提出，积极稳妥推进碳达峰碳中和，明确提出要统筹产业结构调整、应对气候变化，协同推进降碳、扩绿。中国碳达峰碳中和（以下简称“双碳”）目标是全球减排量最大、历时最短的国家发展目标，是我国通盘统筹后慎重作出的国际承诺。在推动社会发展、保障人民生活水平的同时，减少“碳”依赖，既体现负责任大国的形象，也是切换赛道、破解能源对外依存度高的现实难题。在北京召开的零碳使命国际气候峰会2022 上，中国工程院院士杜祥琬认为，我国能源低碳转型的资源基础丰厚、科学技术基础扎实，已经开发的可再生能源不到现有技术可开发量的1/10。2021 年，中国可再生能源发电装机突破10 亿千瓦，居世界第一。这表明，中国在低碳发展赛道上，有较大优势。

长江经济带GDP 几乎占全国GDP 的一半，长江经济带11 省市碳足迹（不包括调入电力和热力碳排放）占全国的30%[4]，驱动长江经济带低碳发展是最终完成“双碳”目标的保证。2011—2020 年是中国的跨越两个五年规划的时间段。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》（以下简称《纲要》）第九篇中指出，长江经济带的发展要坚持生态优先、绿色发展的战略定位，推动长江上游、中游、下游协调发展，要把长江经济带建设为生态文明先行示范带；《纲要》第四十三章中也提到，推行节能低碳电力调度，能源消费总量控制在50 亿吨标准煤以内。中三角湘鄂赣三省是长江经济带的重要组成部分，2022 年《长江中游城市群发展“十四五”实施方案》发布，《实施方案》认为中三角三省之间存在省际协商协作机制不健全及绿色低碳转型任务艰巨等问题。中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化，中三角三省必须坚持绿水青山就是金山银山的理念，促进社会经济发展低碳转型势在必行。

SUN 等[5]、杨绍华等[6]采用LMDI 分解法分析了长江经济带农业和交通化石能源碳排放量。ZHANG 等[7]利用Dagum 基尼系数分解工具揭示了2000—2016 年长江经济带交通领域碳脱钩及驱动因素。田泽等[8]分析了2008—2017 年长江经济带碳排放、产业结构和区域创新之间的耦合协调性。罗芳等[9]基于Tapio 模型，从生产侧和消费侧视角探究了长江经济带各行业碳排放和经济增长的脱钩关系。黄和平等[10]分析了长江经济带贸易隐含的碳排放时空变化。邝嫦娥等[11]基于八种化石能源面板数据，分析了长江中游城市群碳排放强度和经济高质量发展的协调性。纵观相关文献，中三角三省作为长江流域承上启下的重要组成部分，目前还没有针对长江经济带中三角三省碳排放趋势及碳脱钩方面的研究。

本文基于2011—2020 年《中国统计年鉴》《中国能源统计年鉴》等的面板数据，利用泰尔指数、Tapio 模型等方法，分析了江西、湖北和湖南三省碳排放趋势及脱钩状态。研究结果可为研判中三角三省碳排放趋势及改善能源结构等方面提供借鉴，服务于中三角达成“双碳”目标。

1 研究区域概况

长江中游城市群是首个被国务院批复的跨省级行政区城市群，地跨湖北、湖南、江西三省，承东启西、连南接北，是推动长江经济带发展、促进中部地区崛起、巩固“两横三纵”城镇化战略格局的重点区域，在我国经济社会发展格局中具有重要地位。从产业结构来看，与全国平均水平相比，中三角三省的第三产业占比较小，经济增长动力来自第二产业。2015 年4 月，《长江中游城市群发展规划》获批实施[12]，要求中三角三省政府密切协调配合、把长江中游城市群建设为长江经济带的重要支撑和具有国际影响力的城市群。

2 研究方法和数据来源

参考2006 年联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）和《省级温室气体清单编制指南（试行）》提供的方法对长江经济带中三角三省的碳排放量进行估算。

式中：CO2表示消耗的17 种化石能源的二氧化碳排放量，ADi表示第i类化石能源消费，NCVi表示第i种化石能源平均低位热值，EFi表示第i种化石能源的单位热值含碳量，Oi表示第i种化石能源的碳氧化率。

最早由THEIL[13]在1967 年提出泰尔指数用于测度区域经济均衡性，后来泰尔指数逐步应用于其他研究领域，比如，用于衡量区域碳排放强度均衡性，泰尔指数高，说明区域发展均衡性差；泰尔指数低，则说明区域发展均衡性良好。

近年来，国内一些学者利用Tapio 模型分析碳排放量和经济发展的关系[14-16]。脱钩指数和二氧化碳排放、GDP 关系如下：

式中：ε为生产总值的碳脱钩指数，ΔCO2表示研究时间内二氧化碳排放量增长值，表示基期的二氧化碳排放量，G0表示基期的GDP，ΔG表示研究时间内GDP增量。参照已有研究[14]，制定脱钩指数状态分类表，见表1。

表1 脱钩指数状态分类

因为名义GDP 之间不具可比性，本文利用地区生产总值指数（上年=100）对次年GDP 进行修正，以2011 年为不变价进行计量。能源消费量和化石能源的平均低位热值来源于2012—2021 年的《中国能源统计年鉴》，单位热值含碳量和碳氧化率参考《省级温室气体清单编制指南（试行）》和《2006 年IPCC 国家温室气体清单指南》。常住人口数据和GDP 数据来源于《中国统计年鉴》。

3 研究结果

3.1 碳排放趋势及均衡性分析

2011—2020 年，中三角三省能耗碳排放量从2011 年的17.03 千万吨碳下降到了2020 年的15.69 千万吨碳，下降了7.85%。江西排放量最低，处于3.83 千万～3.88 千万吨碳范围内；湖北碳排放量明显走低，从2011 年的8.60 千万吨碳降至2020 年的5.95 千万吨碳；湖南碳排放量随着经济的发展有所提高，从5.31 千万吨碳增长至6.98 千万吨碳（图1）。2011—2020 年，由于中国经济增长较快，是能源需求高峰期，而中三角三省碳排放量比较稳定，从侧面反映了中三角能源结构和能效等均得到比较明显的提高。

图1 基于17种能源的中三角三省碳排放量及二氧化碳排放强度趋势

2011—2020 年间，中三角三省GDP呈现增长趋势，但是碳排放强度基本处于逐年降低。江西二氧化碳排放强度下降了48.22%，平均每年下降幅度超过4%，变化幅度为2.29%～9.97%（图1）；湖北二氧化碳排放强度下降了66.15%，年均下降幅度超过6%，变化幅度为1.56%～32.93%，除了2020 年外，其他年份碳排放强度下降程度都超过了5%，2020 年碳排放强度下降率特低，是因为新冠疫情影响，煤炭资源、石油资源和天然气资源的消耗量均低于2019 年，而GDP 增长率不高；湖南二氧化碳强度研究时间段内总体下降了51.01%，年均下降幅度超过5%，变化幅度为-0.51%～19.92%。2020 年碳排放强度相对于2015 年，江西、湖北和湖南分别下降了38.44%、34.96%和30.54%。

人均碳排放量曲线走势与碳排放量相似，说明近十年三省常住人口变化不大。从人均二氧化碳排放量来看，湖北最高，人均为3.80～5.45 吨/人；湖南次之，人均为2.95～3.86 吨/人；江西最低，人均为2.57～3.33 吨/人（图2）。从碳足迹角度来看，占碳排放份额较大的是工业和农业，日常生活耗能占比相对较低。中国是工业产品输出大国，因此人均碳排放数值也偏高。

图2 中三角三省人均二氧化碳排放量及区域泰尔指数

中三角经济发展与碳排放水平差异性降低，2012—2013 年，泰尔指数从0.016 陡然降至0.002，10 年间平均泰尔指数为0.003 911（图2）。据潘家华等[17]的研究，我国中部省份泰尔指数2002 年最高，超过0.15，然后逐年走低，2007 年降至0.10 以下。说明近20 年来，中部省份区域发展协调性在逐步增强。

3.2 经济发展与碳排放脱钩分析

在推动经济发展的同时，逐步降低碳排放量是中国达成双碳目标的关键问题[18]。中国近年经济保持高速增长，脱钩指数越小，说明经济增长质量越高。中三角三省基本上处于弱脱钩、强脱钩交替变换状态，没有出现复挂钩或者负脱钩，只有2020年的湖北因为新冠疫情而衰退脱钩，并且湖北脱钩指数波动较大，湖南省脱钩指数呈倒“W”形，只有江西脱钩指数呈现走低趋势（图3）。中国经济的高速增长状态下，经济发展与碳排放处于弱脱钩是普遍现象，负脱钩或许局部存在。按照我国“双碳”目标，2030年后中国应该处于强脱钩状态。

图3 中三角三省的碳脱钩指数

3.3 能源结构及能源强度分析

10 年间，中三角三省能源结构中煤炭消费量占比均有较大幅度降低，江西、湖北和湖南煤炭消费量占比分别由2011 年的56.56%、62.78%和51.25%，降低到2020 年的40.81%、37.33%和44.75%，湖北煤炭消费量占比下降最多，图4 中显示，中三角三省的能源结构虽然还是以煤炭为主，但是已经呈现多样化发展趋势。

图4 中三角三省能源结构及能源强度历史变迁图

江西、湖北和湖南电力消费量分别由2011 年的19.83%、13.80%和16.14%上升到了2020 年的27.69%、22.09%和19.04%。整体看，江西和湖北大幅度降低了煤炭消耗量，增加了电力供给，而湖南则大幅度提升了石油使用量。2020 年江西、湖北和湖南的电气化率分别为27.69%、22.10%和19.04%，比2011 年分别提高了7.86%、8.30%和2.90%。湖南在电气化率方面稍稍落后，需要加强电气化发展，并进一步削减煤炭消费。

从各省消费的非化石能源来看，江西和湖北占比分别从2011 年的20.81%和16.04%上升为2020 年的31.23%和27.02%，而湖南则从2011 年的32.29%下降为2020 年的26.70%，原因是湖南大幅度削减其他清洁能源的利用，终端消耗的化石能源增加了1 000 多万吨标准煤。据“十四五”规划，到2025 年非化石能源消费总量占比需要达到20%左右，从消费终端来说，中三角三省提前达到了该要求。值得注意的是，中三角三省均需要从外省调入电力能源，通过一定比例折算，2020年江西、湖北和湖南生产的清洁能源占终端消费能源的比例分别为6.54%、19.04%和6.56%，江西和湖南本地区生产的清洁能源偏低，从这个角度来看，两省还需加强清洁能源自产能力。

中三角三省能源结构的变迁，与近年推动煤炭行业“以大压小、增优减劣”政策氛围有关。2019 年国家发展改革委等六部门联合发布的《30 万吨/年以下煤矿分类处置工作方案》明确要求，通过煤炭产能置换，“两湖一江”（湖北、湖南和江西）地区为关闭30 万吨/年以下煤矿重点地区。

能耗双控目标是中国实现“双碳”目标的重要指标。从能源消耗总量来看，10 年间，能源消耗量变化不大，由于新冠疫情影响，湖北能源消耗总量由2011 年的13 194.93 万吨标准煤下降为11 552.44 万吨标准煤，而江西和湖南分别从2011 年的4 840.77 万吨标准煤和11 052.18 万吨标准煤上升为2020 年的6 953.99 万吨标准煤和11 578.26 万吨标准煤。从能源强度角度看，能源利用效率得到大幅度提升，江西、湖北和湖南三省分别从2011 年的0.418 吨标准煤/万元、0.662 吨标准煤/万元和0.58 吨标准煤/万元，降低为2020 年的0.272 吨标准煤/万元、0.269吨标准煤/万元和0.280吨标准煤/万元，能源效率分别提升了31.02%、59.37%和52.15%。中三角能源强度和能源消耗总量控制都得到了很好的落实。

4 讨论

据德国波茨坦气候影响研究所数据，2021 年，中国能源碳强度为575.16 吨二氧化碳/百万美元，美国为209.17 吨二氧化碳/百万美元，也就是中国能源碳排放强度是美国的2.75 倍，说明中国的碳排放强度还有较大的下降空间。研究表明，中三角三省近10 年碳排放量整体上呈现走低趋势，碳强度降低效果显著。“十三五”期间，江西、湖北和湖南碳强度分别下降了38.44%、34.96%和30.54%，有效地完成了各省“十三五”控制温室气体排放的目标。然而从自产清洁能源的角度来看，江西和湖南还有所不足。

湖北、江西两省的“十三五”控制温室气体排放工作方案的主要目标中，碳排放强度均为比2015 年下降了19.5%，《湖南省应对气候变化中长期规划（2014—2020 年）》的远期目标——2020 年碳排放强度比2005 年下降40%～45%。2020 年江西、湖北和湖南的碳排放强度相对于2015 年，分别下降了38.44%、34.96%和30.54%。综合来看，中三角三省的碳排放强度规划目标均顺利完成。

人均碳排放是衡量低碳发展的一个重要指标。据德国波茨坦气候影响研究所数据，2021 年全球能耗人均碳排放量最高的国家来自波斯湾科威特，高达32.45 吨二氧化碳/人，美国人均能耗碳排放量全球第六（14.49 吨二氧化碳/人），而中国为7.22 吨二氧化碳/人，美国的人均能耗碳排放大约是中国的2 倍。中三角的人均能耗大约3 吨二氧化碳/人，周亚军等[19]的研究也表明，中三角三省人均碳排放量在全国范围内处于20 名以后。

Tapio 模型分析表明，研究期间，中三角处于弱脱钩、强脱钩动态变化中，从图4 的整体曲线来看，湖北省经济增长质量最高。预计将来几年内以弱脱钩为主，2030年后碳强脱钩才是普遍现象。

中国整体能源结构为“富煤、缺油、少气”，油气资源对外依存度高。能源结构优化是保证能源安全、实现双碳目标的重要举措。付加锋等[20]的研究表明，中国化石能源的消费量占比从2011 年的87%下降到了2020 年的75.7%，2020 年煤电装机容量历史性降至52%。2011—2020 年，三省能源消费总量变化不大，能源结构有较大改善。2020 年，江西、湖北和湖南煤炭消耗量分别占40.81%、37.33%和44.75%，江西、湖北和湖南电力消耗量分别占27.69%、22.09%和19.04%。江西和湖北电力消耗占比有较大幅度提高，而湖南较大幅度提高了石油资源的消耗。电力在终端能源消费中的占比，既是衡量终端能源消费结构的一个重要指标，也是衡量一个国家或地区电气化程度的重要指标之一，电气化方面，湖南相对落后。

赵玉焕等[21]的研究表明，得益于承接东部江苏、上海等发达省市的产业转移，中三角改造了传统技术，提高了劳动生产率、经济效率和能源效率，降低了碳排放强度。本研究表明，2011—2020 年，中三角三省能源强度得到了大幅度提高，江西、湖北和湖南三省能源效率分别提升了31.02%、59.37%和52.15%，印证了赵玉焕等[21]的研究结果。然而对标发达国家还有较大差距，产业结构优化升级仍然任重道远。随着产业结构优化和能源结构进一步改善，三省能源强度和碳排放强度将取得明显成效。

石油资源属于重要战略资源，如果某种能源对外依存度超过50%，政府需要从战略安全角度考虑能源的保障问题[22]。研究期间，江西、湖北和湖南的石油消耗占比分别从2011 年的21.44%、18.85%和14.70%提升到2020 年的23.09%、29.57%和24.78%。这是中国近十年降低煤炭资源消耗，增加含“碳”较低的石油和天然气利用，以减少碳排放的一种阶段性状态。从长远来看，这不符合中国能源结构禀赋，也对中国能源安全存在潜在危害。

5 结论与建议

本文基于中三角三省消耗的17 种化石能源及电力、热力和其他清洁能源，分析了中三角碳排放趋势、均衡性、碳强度、能源结构和能源强度等。中国能源结构正由以煤炭为主向多元化转变，能源消费低碳化，践行了资源节约型、环境友好型社会建设，推进了中国绿色事业发展。

（1）2011—2020 年，特别是“十三五”以来，长江经济带中三角能耗碳排放量变化不大，碳强度和能源效率较大幅度改善。江西、湖北和湖南的碳强度分别下降了48.22%、66.15%和51.01%，能源强度则分别降低了31.02%、59.37%和52.15%。区域发展协调性得到加强。过去三省产业发展竞争多于合作，今后要进一步加强产业规划的合理布局，避免重叠，破除合作中的行政壁垒，完善中三角产业结构，从产业结构、产业技术和企业管理角度挖掘低碳节能潜力，推动中三角社会经济格局的变革和发展。

（2）研究表明，中三角三省的经济发展碳脱钩主要处于弱脱钩状态，没有负脱钩现象，表明三省发展较为稳定。建议中三角三省发挥水运优势，加快完善以长江为主轴，赣江、汉江和湘江为补充的水运航道系统，引导货物“路转水”，推进水陆联运，促使中三角尽早进入经济发展和能源消费、碳排放强脱钩时期。

（3）2011—2020，中三角三省能源消费总量和能源结构得到很好的控制和改善。江西、湖北和湖南煤炭消耗量占比分别降到40.81%、37.33%和44.75%，非化石能源占比分别为31.23%、27.02%和26.70%。然而三省自产清洁能源仍然较低，建议今后要巩固减排成果，结合各自清洁能源自然禀赋，加大对新能源技术研发投入，加强清洁能源自主开发、生产的能力，摆脱对化石能源和外界清洁能源的依赖，在率先实现碳达峰的基础上进一步降低碳排放。

致谢：

感谢中国科学院武汉文献情报中心陈伟研究员的帮助与指导。