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简论视角基于能源消费结构视角节能减排路径选择生

收藏本文 2024-02-09 点赞:25166 浏览:110373 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:根据一次能源消费导致的二氧化碳排放构建多因素线性对数模型;探究1985—2009年能源结构效应、能源效率效应、经济增长效应和人口效应对我国碳排放量长期变动的边际贡献程度,结果显示能源强度的下降是降低我国二氧化碳排放最主要的推动力,产业结构的调整对能源效率的提高贡献度最大,而技术进步的潜力有待挖掘;提出通过产业结构调整和技术进步实现节能减排的政策建议。
关键词:二氧化碳排放 能源强度 产业结构 节能减排
一、绪论
近年来,全球气候变暖引起的“气候危机”成为国际社会广泛关注的话题,与此同时,
我国经济“高消耗、高排放、低产出”的粗放型经济增长方式和“能源效率低、环境污染严重”的局面未有根本改善。这不仅给环境带来了消极的影响,更是制约了国内经济长期的发展,不符合“可持续发展”的内涵。《2010年中国低碳发展报告》提出2015年中国二氧化碳排放量将达100亿吨,相当于美国和欧盟的总和。中国已经超越美国成为二氧化碳排放总量的第一大国,与此相关的能源消费也急剧增长,并显现出对经济发展的制约作用。目前,二氧化碳的减排已经不仅仅是一个环境技术问题,从根本上讲,是经济发展产生的问题,必须在“经济——能源——环境”(3E)框架下研究和解决。
以煤炭为主的能源消费模式是导致我国二氧化碳高排放的重要原因,本文将探索能源消费模式对二氧化碳排放的影响,以及节能减排的有效途径,为实现节能减排的低碳经济增加内在动力,并对促进我国经济增长方式转变,构建两型社会,实现低碳经济与可持续发展的均衡经济增长提出积极的政策建议。

二、我国碳排放以及能源消耗现状

(一)我国碳排放现状

根据统计,1960年到2009年间,中国年均能源消耗的增长率为7.2%,温室气体CO2的排放量从1960年的1.72亿公吨增长到了2009年的65.3亿公吨,增长近40倍,有学者预测,2020年我国的CO2排放量将达到峰值约120亿吨,在此之前,很难降低中国人均CO2排放量。在中长期内,中国CO2排放量有显著增长的趋势,甚至可能超过京都议定书中的规定量。这证明了经济快速增长的发展中国家正在对全球“温室效应”产生越来越大的影响,二氧化碳排放量随着经济飞速发展而快速上升。

(二)我国能消费现状

1、能源消费总量和能源消费结构

从经济总量上看,1979—2009年,我国国内生产总值年均增长约为9%,期间消费总量的增长速度约为5.4%。这说明经济的迅猛发展产生了我国对能源消费的巨大需求。1980—2009年我国能源消费总量及构成如表1所示。不难看出,虽然水电、核电和风电所占比例逐年增加,但我国的能源消费结构仍然以煤炭和石油为主(基本保持在90%)。这不仅仅制约了我国能源效率的提高,而且高碳的能源消费模式导致了我国环境质量的不断恶化。

2、能源消费效率

能源效率是指能源投入与产出之比,通常以能源强度(单位GDP耗能)来衡量。我国2000年单位GDP耗能为1.46吨标准煤/万元,2009年为0.89吨标准煤/万元,9年间下降幅度达到64%。然而,从国际水平来看,我国的能源强度仍有比较大的下降空间,中国的能源综合利用效率有待进一步提高。同时,与美国相比,2010年我国第三产业产值比重为42.6%,相当于美国的53.7%,第二产业产值比重为46.8%,相当于美国的2.5倍, 工业能耗占总能耗的比重高达66%。可以看出,我国能耗低的第三产业所占比重较低,能耗高的第二产业所占比重高,直接导致了我国单位GDP能耗较高。

三、我国碳排放多因素分析的实证检验

本文采用计量经济学的方法,建立多因素线性对数模型,探究能源结构效应和能源效率效应对碳排放量长期变动的边际贡献程度。

(一)碳排放模型

碳排放量的基本公式为:
C=(C/E)(E/Y)(Y/P)P (1)
C表示碳排放总量,E代表能源消费总量(万t标准煤),Y代表国内生产总值(亿元),P代表人口总数(亿人)。将方程两边分别取自然对数可得到:
lnC=ln(C/E)+ln(E/Y)+
ln(Y/P)+lnP (2)
其中,ln(C/E)代表能源碳排放强度效应(单位能耗释放的碳),每万吨标准煤燃烧的碳释放量为0.748吨,为等量石油的1.28倍,等量天然气的1.69倍,这说明各种一次能源的相互替代可以降低二氧化碳的排放量。ln(E/Y)代

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表能源强度效应,反映出提高能源效率对节能减排的影响。ln(Y/P)代表经济增长效应(人均GDP),说明经济增长对碳排放变动的影响。 代表人口总量效应,即人口增长对碳排放量的影响。
将上式改写为:
lnCt=β0+β1lnC1t+β2lnC2t+
β3lnC3t+β4lnt+ut (3)
Ct为第t期的碳排放量,C1t为t期的煤炭消费比重,C2t为t期能源强度,C3t为t期人均 GDP ,t为t期人口总量,β1、β2、β

3、β4为待估计的参数,代表各因素对碳排放量的单位弹性。ut表示模型的随机误差项。

(二)数据说明

二氧化碳排放量:数据来自二氧化碳信息分析中心(CDIAC),包含石油燃烧、水泥生产、天然气燃烧等所产生的CO2排放总量。
煤炭消费比重:由于各种能源单位消耗释放的二氧化碳是固定的,因此,可以用煤炭在化石燃料类能源消费中的比重代替能源碳排放强度效应。
能源强度:代表单位GDP耗能,测算式为能源消费总量除以国内生产总值(GDP)。
人均GDP:采用了人均GDP的对数形式测量经济增长。

(三)多因素计量回归

1、ADF检验

由于本文采用的数据均为时间序列,而OLS回归分析法要求所有变量均为平稳,在变量非平稳过程中,可能产生伪回归现象。因此本文在回归之前对时间序列进行ADF检验,以消除时间序列不平稳而产生的误差。以下是运用ADF检验方法,对各变量进行平稳检验的结果(见表2)。
结果显示,原始序列均在5%的显著性水平下均为平稳序列I。因此,不需要对变量进行差分,直接对原始数据进行OLS回归。

2、回归分析及结论

根据中国1985-2009年相关数据,借助Eviews软件对中国碳排放量增长进行因素分析。
lnCt=-10.65+0.33lnC1t+0.97lnC2t+

1.01lnC3t+0.29lnt+ut (4)

修正后的拟合优度R2=0.9973,非常接近1,说明方程的整体拟合程度很好,

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解释变量整体对方程的解释力度很大。其次,Prob(F-statistic)=0,显著地通过了F检验,说明回归方程是显著的,这四个解释变量和被解释变量之间存在显著的线性关系。最后,各变量的t值均通过了显著性检验,Prob(T-statistic)分别是0.0433、0.0000、0.0000和0.0098,在5%的水平下显著。DW=2.095,不存在自相关。从经济意义上分析,估计系数均为正,说明各因素均与二氧化碳排放正相关,煤炭消费比重、能源强度、人均GDP和人口数量都增加了二氧化碳的排放,这与预期的符号相符。
经济增长效应:计量结果显示,经济增长是导致我国二氧化碳增长的最主要动力。回归弹性系数达到1.01,人均GDP每增长1%,二氧化碳的排放量将增加1.01%。经济增长与二氧化碳排放之间的正向关系说明我国未到达阈值点的收入水平,仍然处于经济增长对环境带来负面影响的阶段。
人口效应:我国全面推行计划生育,人口的出生率和自然增长率明显下降,人口增长的得到了有效地控制,因此,虽然人口增长导致了二氧化碳排放的增加,但是人口增长的回归弹性系数只有0.29,为四种影响因素中贡献额最小的。
能源结构效应:由于煤炭的热值在一次能源中偏低,能源碳排放强度偏高,因此理论上讲煤炭消费比重越高,二氧化碳的排量越高,这一点在计量结果得到了证实。煤炭比重每增加1%,二氧化碳的排放量增加了0.33%。
能源强度效应:能源强度的变动极大地降低了我国碳排放量,为我国碳排放增长速度最重要的因素。能源强度的回归弹性系数为0.97,说明了能源强度每降低1%,二氧化碳的排放量将降低0.97%,能源强度的改善对抑制二氧化碳的排放有显著的效果。

四、能源强度变动因素分析的实证检验

以上实证检验的结果显示,能源效率的提高,能源强度的降低是降低二氧化碳排放量最重要的因素。根据理论,影响能源效率最重要的因素为技术进步和产业结构的变动。本节将对技术进步,产业结构变动和能源消费效率之间的关系进行实证检验。

(一)能源强度模型

以能源的消费强度为因变量,技术进步和产业结构为自变量,考虑到各变量的经济含义,建立如下对数模型:
lnlnC2t=β0+β1Tt+β2St+ut (5)
t代表时间,C2t代表t期能源消费强度,Tt代表t期全要素增长率,以此衡量技术进步,St为t期产业结构,以第三产业在整个国民经济中的比重测算。本文以全要素增长率(TFP)这个指标代表“技术进步”,计算公式为Tt=Yt/KαtLβt,Lt为t年末我国的就业人数;Kt表示第t年国内的资本存量,用永续盘存法计算,计算资本存量的公式为:Kt=(1-δ)Kt-1+It/Pt,本文参照王锋的文献,经济折旧率δ取4%;It为t年的固定资产投资额,Pt为t年的固定资产投资指数。α、β分别取0.6和0.4。

(二)回归结果分析

1、ADF检验(见表3)

虽然St在5%的水平下不平稳,但在10%的显著性水平下为平稳序列,因此,认为三个序列均为I(0),可以进行OLS的估计。

2、回归分析及结论

下面为运用Eviews得到的回归结果:
lnC2t=

4.307-0.756Tt-

7.94St+

ut(6) 修正后的拟合优度R2=0.8867,接近1,说明方程的整体拟合程度比较好,解释变量整体对方程的解释力度很大。其次,Prob(F-statistic)=0.00000,显著地通过了F检验。最后,各变量的t值均通过了显著性检验,Prob(T-statistic)分别是0.0010和0.0019,在5%的水平下显著。
从经济意义上分析,估计参数系数均为负,说明技术进步和产业结构的调整都降低了我国的能源强度,这与预期的符号相符。其中,相对于技术进步来说,产业结构的调整对我国能源效率的提高贡献较大,第三产业的比重每增加1%,我国能源强度降低7.94%。同时,技术进步也能够提高我国的能源利用效率,全要素生产率提高1%,能源强度降低0.756%。
五、结论
在“经济—能源—环境”(3E)的框架下,研究分析了能源消费、碳排放和经济增长三者间的关系,得出了如下结论:
第一,我国二氧化碳排放总量大,增长速度快,这是与我国能源消费模式息息相关的。与发达国家相比,我国能源消费结构主要以煤炭等高碳能源为主,产业结构以能源强度高的一、二产业为主,而能耗低的第三产业出于发展阶段,这导致了我国相对较低的能源消费效率。
第二,一国的能源消费模式遵循着一定的演变规律,能源消费水平以“S”形增长,能源消费强度以“倒U”形增长。由于我国处于工业化的发展阶段,产业结构和生产率与发达国家相比仍有很大改善的空间,能源消费水平的“零增长阶段”和能源强度的“倒U”顶点后的阶段还未到达。
第三,本文建立了中国的碳排放多因素对数线性模型,估计结果表明能源消费结构、能源强度、人均GDP和人口总量变化在长期内对碳排放的影响均显著。能源消费强度可以有效地降低二氧化碳的排放,弹性系数为0.97。中国“以煤为主”的能源消费结构、粗放型的经济增长方式和人口特征的影响是造成各因素彼此之间弹性差异的主要原因。第四,本文建立模型从技术进步和产业结构的角度分析了我国能源消费强度变动的原因。技术进步和产业结构的优化可以显著地降低能源强度,提高我国能源利用效率。其中,产业结构的优化是提高能源利用效率最主要的因素,在现阶段,我国技术进步的贡献作用还没有完全地显示出来。

六、政策建议

从能源消费结构、产业结构调整和技术进步方面,为促进节能减排的低碳经济提出如下政策建议:
第一,逐步改善以煤为主的能源消费结构,以低碳经济为契机,开发包括风能、水能、太阳能在内的可再生的新能源。根据国家发改委2008年底做出的目标:预计到2020年,可再生能源的比例要争取达到15%。我国应该重视和开发新能源,这不仅能够成为常规能源的补充,满足我国经济发展中巨大的能源需求,也有利于减轻我国的温室效应,改善环境。
第二,根据计量分析结果发现,能源强度对降低碳排放发挥着重要的作用。现阶段,产业结构调整是降低能源强度最主要的途径。我国现阶段的经济发展战略和国际产业转移决定了我国现阶段以及未来的较长时间内产业结构仍以第二产业为主,第二产业的快速发展,必须以大量的能源消费为支撑,但是全球能源供应局势紧张局面决定了这种发展战略无法持久。为了实现我国经济的可持续发展,我国必须加大对第三产业的扶持和培育,特别是加强培育以尖端技术为核心的高科技和战略性产业。
第三,技术进步对降低能源强度的潜力有待挖掘。我国应该加大对环保技术的资金投入,加大技术引进和创新力度,促进技术进步,加快深化制度改革的步伐,提高能源利用效率,达到抑制能源消费下的经济快速增长的目标。
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(潘菁,1976年生,湖南长沙人,经济学博士,管理学博士后,湖南省发改委国家投资项目评审中心高级经济师,湖南大

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学经济与贸易学院副教授。寇明霞,1991年生,湖南大学经济与贸易学院)

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