河南省农村居民能源消费碳排放的测算及影响因素分析

胡安然 王元明

（天津商业大学，天津 300133）

1 引言

自20 世纪80 年代以来，化石能源消费引起全球温室气体排放量呈不断上升趋势，全球变暖会对人们的生活产生负面影响。2020 年，我国承诺力争于2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和。随着经济的不断发展和城镇化建设的持续推进，农村能源消费呈逐年上升趋势，其碳排放已成为我国居民能源消费碳排放的重要组成部分［1］。相关研究显示，近20 年我国农村居民人均碳排放量年均增速是城镇居民的3.34 倍。此外，我国农村有丰富的可再生能源资源，但能源消费以煤炭为主且能源利用效率低，而且农村人口众多，因此存在很大的减排潜力［2］。针对我国农村能源消费不断增加的客观现实，农村必须实现能源结构转型，以适应气候变化的总体发展目标［3］。

近年来，国内外学者从不同角度对居民能源消费碳排放进行研究。Reinders 等［4］通过调查11 个欧盟成员国的家庭能源需求，发现各国家庭总能源需求的差异主要是由于家庭总支出的差异。王莉等［5］测算了1995—2011 年我国城乡居民家庭碳排放量。李媛等［6］基于碳排放系数法测算了甘肃省直接生活能源消费碳排放量。Shirley［7］基于消费的生命周期评价法分析了美属维尔京群岛内家庭的碳足迹。Cao等［8］利用LMDI 模型分析了影响中国家庭消费碳排放增长的因素。李建豹等［9］基于中国5 个省区21 个市县的调研数据，利用STIRPAT 方法分析了影响西北地区家庭碳排放的因素。

综上所述，目前学者较少关注省级层面，主要以城乡居民为研究对象，较少研究单一省份农村居民的能源消费碳排放。作为我国人口和能源消费大省，河南省对能源需求量不断增长，面临较大的减排压力。因此本文以河南省农村居民为研究对象，测算其能源消费碳排放量并分析其影响因素，以促进政府制定更具针对性的治理措施和管理政策。

2 研究方法

2.1 直接能源消费碳排放测算

居民直接消耗的能源包括煤炭、石油、汽油、柴油等一次能源，也包括电力和热力等二次能源。本文采用IPCC 碳排放系数法测算河南省居民直接能源消费碳排放量，以下分别对化石燃料和电力消耗的碳排放进行具体计算。

2.1.1 化石能源消费碳排放量

计算公式如下：

式中，CDEC为居民直接能源消费碳排放量，万t；DECi为居民第i 种能源消费量，万t；NCVi为第i 种能源的平均低位发热量，TJ/104t；EFi为第i 种能源的含碳量，tC/TJ；Oi为第i 种能源的碳氧化率，%；i 为第i 类化石能源。

2.1.2 电力碳排放量

计算公式如下：

式中，Ce 为电力消耗碳排放量，tCO2e；E 为居民电力消耗量，万kW·h；g 为电力碳排放因子，tCO2e/（万kW·h）。

2.2 间接能源消费碳排放测算

本文基于投入产出分析法对河南农村居民消费间接碳排放进行测算，计算公式如下：

式中，CIEC为居民能源消费间接碳排放量，t；M 为投入产出表中各产业部门所对应的产业能源碳排放强度，t/万元；A 为投入产出表中的直接消耗系数矩阵，（I－A）－1为Leontief 逆矩阵，也称完全需要系数矩阵；Y 为农村居民在各产业部门中的消费量，元。

2.3 结构分解模型

本文采用LMDI 模型对居民消费碳排放进行分解，在直接碳排放方面，选取能源碳排放强度、能源消费强度、经济发展、人口规模4 个影响因素进行分析；在间接碳排放方面，选取隐含碳排放强度、居民消费结构、居民消费水平、人口规模进行分解。基本公式如下：

式中，Cd为直接能源消费碳排放量；Cid为间接能源消费碳排放量；i 为能源类型；n 为消费类别；Ci为第i 种能源的碳排放量；Cn为第n 类居民消费支出类型所对应的间接碳排量；F 为居民生活能源消费量；G 为地区实际GDP；P 为农村居民人口数量；M 为隐含碳排放强度；Q 为居民消费结构，即第n 类居民人均消费支出和人均消费总支出的比；I 为居民消费水平，即第n 类居民人均消费支出；e 为碳排放强度；s 为能源消费效率；g 为经济发展水平；p 为人口。

使用0 表示基期，t 表示t 期，从基期到t 期的居民直接能源消费碳排放变化量用ΔC 表示。

3 数据来源及处理

本文研究所需数据主要来源于2005—2020 年《中国能源统计年鉴》《河南统计年鉴》等。投入产出表5 年编制1 次，因此本文采用的河南省投入产出表年份为2007 年、2012 年、2015 年、2017 年。目前，我国居民生活中主要消费的能源包括煤炭、油品、天然气、电力和热力［10］。本文选取焦炭、原煤、型煤等12 类能源作为测算指标，参考《2006 年IPCC 国家温室气体清单指南》《中国能源统计年鉴》可得到相关能源的低位发热值、碳氧化率、能源含碳量。根据《省级温室气体清单编制指南（试行）》中关于河南省所在区域电网以及电力碳排放因子数据，本文将河南省电力碳排放系数取为0.801 kg/（kW·h）。对于热力的碳排放计算，先将其转换为标准煤，再乘以标准煤的碳排放系数。

4 结果与讨论

4.1 直接能源消费碳排放量

2005—2020 年，河南省农村居民能源消费碳排放总量呈倒“U”型趋势，碳排放总量由2005 年的1 381 万t 下降至2020 年的637 万t。2005—2012年，能源消费碳排放呈波动增长趋势。2013—2020年，能源消费碳排放总体呈下降趋势，主要是由于随着经济的不断发展，农村生活水平日益提高，居民可选择更优质能源类型。在能源结构上，不同能源碳排放量差异较大，煤炭在能源消费中占据主导地位，油品、电力、热力、天然气消费碳排放量占比相对较小。

4.2 间接能源消费碳排放量

从总量上来看，2007—2017 年河南省农村居民间接能源消费所产生的碳排放总体呈上升趋势，其中在2007—2012 年呈现明显上升趋势，由2 341 万t增长至10 006.23 万t，在2012—2017 年存在轻微下降态势，从2012 年的10 006.23 万t 下降至2017 年的8 245.55 万t。从不同类型碳排放量来看，居住、食品、文教、交通在河南省农村居民间接能源消费碳排放中的占比较大。2007 年，居住、交通、食品、文教贡献率依然为前4 位。可以看出，与居民衣食住行相关的产业的碳排放贡献率明显高于其他产业，但近年来食品、居住、交通类的贡献率呈逐年下降趋势，文教类的贡献率逐年上升。

4.3 碳排放影响因素分析

4.3.1 直接能源消费碳排放影响因素

根据直接能源消费碳排放的分解结果，2005—2020 年河南省农村居民直接能源消费碳排放量降低了759.6 万t。能源碳排放强度、能源消费强度、人口规模均为负向效应，经济发展水平为正向效应。其中，经济发展效应对直接能源消费碳排放的贡献最大，贡献值为2 839.4 万t；其次是能源碳排放强度效应，贡献值为－2 837.1 万t。人口规模效应和能源消费强度效应的贡献相对较小。2005—2020 年河南省农村居民直接能源消费碳排放影响因素分解结果见表1。

表1 2005—2020 年河南省农村居民直接能源消费碳排放影响因素分解结果万t

由表1 可知，经济发展拉动了直接能源消费碳排放量的增长，在2005—2020 年对河南省农村居民直接能源消费碳排放的推动作用累计为2 839.4 万t，年均推动作用为189.3 万t。2005—2020 年能源消费强度变动使直接能源消费碳排放量降低了266.5 万t。从时间维度上看，能源消费强度效应对居民直接能源消费碳排放的抑制作用呈显著波动变化。人口规模对居民直接能源消费碳排放的增长起抑制作用，但影响较小。2005—2020 年河南省农村人口不断降低，由2005 年的6 774 万人下降到2020 年的4 429 万人，对直接碳排放量的累计抑制作用为495.4 万t。

4.3.2 间接能源消费碳排放影响因素

根据分解结果，2007—2017 年河南省农村居民间接能源消费碳排放量增长了5 091.9 万t。其中，隐含碳排放强度效应的抑制贡献量最大，为4 702.98万t；其次是人口规模效应，抑制贡献量为25.93 万t。居民消费水平效应导致居民间接能源消费碳排放量增长了9 531.33 万t，居民消费结构效应推动作用相对较小，为289.48 万t。2007—2017 年河南省农村居民间接能源消费碳排放影响因素分解结果见表2。

表2 2007—2017 年河南省农村居民间接能源消费碳排放影响因素分解结果万t

由表2 可得，研究期间居民消费水平对居民间接能源消费碳排放量的增长具有重要的推动作用，累计推动作用为9 531.33 万t，这说明居民消费水平是拉动居民间接能源消费碳排放量增长的决定性因素。居民消费结构也是驱动间接能源消费碳排放量增长的重要因素，除了在2007—2012 年表现为抑制作用，总体上对间接能源消费碳排放量的增长仍为推动作用。居民消费结构效应驱动间接能源消费碳排放量增加289.48 万t，这是因为人们生活水平不断提高，居民消费结构发生重大变化，由基本型消费向享受型消费转变，进而推动居民间接能源消费碳排放量的增长。人口规模效应对居民间接能源消费碳排放量的增长表现为负效应。

5 结论和对策

5.1 结论

（1）2005—2020 年河南省农村居民直接能源消费碳排放总体呈下降趋势，由1 381 万t 下降至637万t。在能源结构上，居民煤炭消费碳排放所占比重最大，其次是油品、电力、热力、天然气。在能源消费变化趋势上，煤炭消费所产生的碳排放量波动较大，热力消费碳排放量呈缓慢波动式增长，天然气消费碳排放量及其所占比重总体上均增加。

（2）2007—2017 年河南省农村居民间接能源消费碳排放呈先上升后下降趋势。在产业结构上，居住、食品、文教、交通在河南省农村居民间接能源消费碳排放中的占比较大。

（3）根据结构分解分析可得，2005—2020 年河南省农村居民直接能源消费碳排放量降低了759.6 万t。能源碳排放强度、能源消费强度、人口规模均为负向效应，经济发展水平为正向效应。2007—2017 年河南省农村居民间接能源消费碳排放量增长了5 091.9万t。隐含碳排放强度效应的抑制贡献量最大，其次是人口规模效应。居民消费水平效应和居民消费结构效应均推动间接碳排放量增长。

5.2 对策

本文结合影响因素对降低河南省农村居民能源消费碳排放提出以下对策：进一步优化产业结构，提高能源使用效率，不断开发清洁能源，降低产业部门的碳排放。加强农村能源建设，并根据当地农村的基本情况综合运用多种方式予以支持。加强低碳宣传，引导农村居民转变消费方式，优化居民消费结构，鼓励农村居民消费低碳产品。低碳产品的碳排放量较低，有利于保护环境［11］。提倡农村居民使用绿色交通工具，低碳出行，降低直接能源消费碳排放量。