福建省建筑業(yè)直接碳排放核算分析及預測研究

王易波

摘要： 福建省是我國沿海經(jīng)濟大省，也是目前發(fā)展快速的省份之一。以2008-2015年福建省建筑業(yè)直接碳排放量為樣本，采用灰色GM（1，1）預測模型，預測2014-2020年福建省中短期的建筑業(yè)直接碳排放量。經(jīng)研究結(jié)果表明，2020年福建省建筑業(yè)直接碳排放量將達到840.02萬噸，預計年均增長3.82%。本文通過福建省建筑業(yè)直接碳排放測量以及做出相關的預測，可以為政府部門推動節(jié)能減排目標的實現(xiàn)提供理論支持。

Abstract： Fujian is China's coastal economic province， and is also one of the provinces in rapid development. Taking the direct carbon emissions from Fujian Province as a sample from 2008 to 2015， the gray forecasting model was used to forecast the short - term carbon emissions in Fujian Province from 2014 to 2020. The results show that in 2020 the construction industry in Fujian Province direct carbon emissions will reach 8.4020 million tons， is expected to average annual growth of 3.82%. This paper can provide theoretical support for the realization of energy saving and emission reduction targets by government departments through the measurement of direct carbon emissions in Fujian Province and the relevant forecasting.

關鍵詞： 福建?。恢苯犹寂欧?；預測分析

Key words： Fujian Province；direct carbon emissions；forecast analysis

中圖分類號：F426 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）19-0077-03

0 引言

隨著世界經(jīng)濟發(fā)展的不斷加快，溫室效應導致的環(huán)境問題日益突出，其中二氧化碳等溫室氣體排放造成的全球性的環(huán)境問題不斷升級，全球變暖、淡水資源的短缺、異常干旱和強烈颶風、全球糧食產(chǎn)量的縮減問題已經(jīng)引起各國政府的高度重視。因此，環(huán)保問題已經(jīng)成為全球重視的難題。人口的急劇增長、各國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展、以及人類生存和發(fā)展消耗的有機能源等導致排放了大量的溫室氣體，進一步產(chǎn)生了全球性的環(huán)保問題。

建筑業(yè)作為國民支柱產(chǎn)業(yè)之一，在其生產(chǎn)建造過程中消耗了大量的能源，隨之而來的也排放了大量的溫室氣體。資料顯示，我國的建筑使用能耗占全社會總能耗約33%，這一比例預計還將繼續(xù)增加。至目前，建活動中產(chǎn)生的能耗以及碳排放主要集中在日常使用階段和材料物化階段，由于施工階段產(chǎn)生的碳排放量幾乎可以忽略不計，因此國內(nèi)學者的碳排放主要研究是通過測算出區(qū)域性新建、拆建建筑的直接能耗，借鑒反映出區(qū)域性宏觀建筑層面的能源消耗以及碳排放量；根據(jù)相關學者的測算，1985年中國建筑業(yè)碳排放量為4.85億噸，經(jīng)過經(jīng)濟的不斷發(fā)展，增長到2009年的15.95億噸，年均增長率為5.22%[1]。目前我國擁有世界上最大的建筑市場，隨著我國城鎮(zhèn)化比例的不斷提高，我國的建筑市場還具有一定的成長空間。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人民的生活水平也日益提高，其對建筑面積、建筑室內(nèi)環(huán)境舒適度等居住條件的要求也不斷提高，以上因素都將使我國建筑業(yè)生產(chǎn)活動帶來的能源消耗占社會總能耗的比例持續(xù)增長，到2030年建筑業(yè)的碳排放量將占所有產(chǎn)業(yè)排放量的25%。

建筑業(yè)的研究較其他產(chǎn)業(yè)起步晚，國內(nèi)有關建筑業(yè)的研究主要有微觀層面、中觀層面以及宏觀層面，少數(shù)學者對公共建筑展開了碳排放的研究。住宅建筑的研究在微觀層面是單體建筑的直接碳排放的測算，中觀層面是研究某種類型建筑，宏觀層面是研究區(qū)域性住宅的整個碳排放。在微觀層面，大多學者從全生命周期[2]的角度考察單體建筑的碳排放，通過直接能耗的能源轉(zhuǎn)化為碳排放量來估算全生命周期階段的碳排放量。中觀層面的研究較少，一般是對不同類型或者區(qū)域的單體建筑碳排放量進行對比[3]；宏觀產(chǎn)業(yè)層面的研究較為豐富，主要是采用投入產(chǎn)出模型[4]計算建筑產(chǎn)業(yè)的碳排放量，針對區(qū)域性的住宅多個階段的碳排放的測算以及影響因子的分解[5]，得到建筑業(yè)的碳排放量，進一步對中國建筑業(yè)能耗的測度。

1 研究綜述

目前關于在宏觀區(qū)域的碳排放研究比較多，主要研究范圍是在碳排放影響驅(qū)動因素分解以及預測相應的碳排放趨勢，如李媛[6]等利用排放系數(shù)和對數(shù)平均D氏指數(shù)（LMDI）分解法對甘肅省直接生活能源消費碳排放量和影響因素進行了計算和分析，并結(jié)合多種方法建立了預測模型，結(jié)果表明采用GM（1，1）預測模型和三次多項式模型為基礎的組合預測模型，具有精度高、偏差小、預測結(jié)果較合理等優(yōu)點，具有一定應用潛力；張峰[7]等根據(jù)福建省 2000-2012年工業(yè)、建筑業(yè)和交通運輸業(yè)能源消費數(shù)據(jù)測算得到碳排放量，基于GM（1，1）模型、Verhulst模型和SCGM（1，1）c 模型建立組合灰色預測模型，運用預測有效度方法確定組合預測模型的權重系數(shù)；朱偉[8]等在分析江蘇省碳排放現(xiàn)狀及存在問題的基礎上，以2002～2013年江蘇省碳排放量為樣本，采用灰色馬爾科夫預測模型，預測2014～2020年江蘇省中短期的碳排放量。結(jié)果顯示，2020 年江蘇省碳排放量將達到33471.45萬噸，預計年均增長6.94%。

關于其他產(chǎn)業(yè)的碳排放研究也有相關的研究，米國芳[9]等首先描述了我國火電企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后與世界主要發(fā)達國家進行了對比，研究運用含誤差修正的改進的GM（1，1）模型對中國火力發(fā)電企業(yè)的碳排放進行預測分析，并根據(jù)碳排放現(xiàn)狀和預測結(jié)果總結(jié)了我國火電企業(yè)碳排放特征；楊順順[10]基于修正的投入產(chǎn)出模型和雙比例平衡法（RAS法），利用投入產(chǎn)出表和能源消費數(shù)據(jù)，對中國23個工業(yè)部門的直接和完全碳排放、碳排放的部門間轉(zhuǎn)移和進出口轉(zhuǎn)移進行了定量評價和預測。

以上研究都是集中在國內(nèi)某省的整個產(chǎn)業(yè)（第一、二、三產(chǎn)業(yè)）的能源消耗，而針對建筑業(yè)的研究主要是集中在各種宏微觀層面上碳排放的結(jié)算碳排放影響驅(qū)動因素，關于以某個省域的建筑業(yè)碳排放預測研究較少，比如紀建悅[11]在碳排放STIRPAT模型估計的基礎上，采用情景分析法對經(jīng)濟增長速度進行模擬假設，主要研究建筑業(yè)單位增加值能耗年均增長率與建筑業(yè)碳排放量、減排效果和峰值出現(xiàn)時間的關系；尚春靜[12]等采用投入產(chǎn)出分析法對1993年到2013年的海南建筑業(yè)碳排放進行了核算和分析，然后對2015年到2020年的海南建筑業(yè)碳排放進行了預測。因此，本文的研究內(nèi)容是在宏觀層面研究福建省近些年來建筑業(yè)直接能耗，觀察福建省建筑業(yè)的二氧化碳排放趨勢，對2016-2020年福建省建筑業(yè)直接碳排放做出預測值。

2 模型構(gòu)建

2.1 福建省建筑業(yè)直接碳排放

我國經(jīng)濟部門對建筑業(yè)的劃分包括，房屋和土木工程建筑業(yè)、建筑裝飾業(yè)、建筑安裝業(yè)、，其他建筑業(yè)等；房屋和土木工程建筑涵蓋范圍較廣，包括了房屋建筑工程、鐵路工程、道路橋梁工程，水利和港口工程，采礦工程，架線和管道工程建筑及其他土木建筑工程；而其他建筑業(yè)主要包括工程建設準備、為工程的實施提供服務及一些沒有說明的建設工程活動[13]。

建筑業(yè)直接碳排放主要是指工程建設活動過程中產(chǎn)生的碳排放，主要包括建筑材料的生產(chǎn)、加工以及運輸?shù)然顒赢a(chǎn)生的碳排放，施工主體活動建造過程中所必須的能耗產(chǎn)生的碳排放、施工現(xiàn)場生活區(qū)配套服務產(chǎn)生的碳排放以及建筑廢材、垃圾清理等產(chǎn)生的碳排放，這活動主要是指對化石能源的直接消耗，帶來的二氧化碳的排放。

2.2 建筑業(yè)直接碳排放核算方法

建筑業(yè)的直接碳排放是由當年建筑業(yè)的能源消耗量計算得到：Z=ρ·E（1）

式中：Z為福建省統(tǒng)計年份建筑業(yè)直接碳排放量，單位萬t（以CO2計，全文同）；E為福建省當年建筑業(yè)能源中標準煤消耗量，數(shù)據(jù)可以通過福建省每年相關統(tǒng)計部門公布統(tǒng)計年鑒得到，ρ為能源消耗碳排放因子，按標準煤數(shù)據(jù)法有：ρ=EFst·44/12（2）

上式中EFst參數(shù)可以根據(jù)國家發(fā)展改革委員會中能源研究所提供的單位標準煤相對應的排放因子，可以參閱到EFst取0.67，經(jīng)計算后ρ=2.46。

2.3 灰色預測模型GM（1，1）

2.3.1 模型介紹

中國著名學者鄧聚龍在1982年創(chuàng)立了灰色系統(tǒng)理論，然后國內(nèi)其他相關學者將其應用到諸多領域，如交通事故預測、經(jīng)濟增長和環(huán)境污染問題等，灰色系統(tǒng)理論建立的基礎是以部分已知的條件下來進行預測不確定的未來信息，主要是對已有信息的不斷探索、開發(fā)，收集相關有價值的信息，對系統(tǒng)已有規(guī)律進行分析和描述，在此基礎上進行科學地預測。

2.3.2 GM（1，1）模型構(gòu)建

由表2可以看出除了2008和2010年的預測值和實際值誤差比較大，MRE百分比也超過了10%，其余模擬值和實際值誤差比較下，所以模型具有良好的精度，可以用來預測福建省2016-2020年建筑業(yè)直接碳排放量，得到預測值結(jié)果如表3。

3.3 預測結(jié)果及分析

在建立灰色GM（1，1）模型的基礎上，對2016-2020年福建省建筑業(yè)直接碳排放在擬合值的基礎上進行預測，經(jīng)模型計算得到福建省建筑業(yè)直接碳排放的預測值，如表3所示，2016年到2020年福建省建筑業(yè)直接碳排放量分別為678.89、703.51、763.76、801.62、840.02萬噸。從上表可以發(fā)現(xiàn)，從2016年到2020年期間福建省建筑業(yè)直接碳排放量預計年均增長率為3.82%，增幅明顯，到2020年福建省建筑業(yè)直接碳排放量達到了840.02萬噸，約為2008年直接碳排放量的324.42萬噸的2.59倍，可以發(fā)現(xiàn)福建省建筑業(yè)發(fā)展態(tài)勢明顯，對能源消耗量較大，排放了大量的二氧化碳，對環(huán)境造成了一定的污染，因此需要引起相關環(huán)境保護部門的重視。據(jù)相關學者研究表明，福建省建筑業(yè)碳排放量目前還沒有達到峰值，在此期間內(nèi)直接碳排放量還將持續(xù)增長，在未來一段時間內(nèi)福建省控制碳排放壓力明顯，應該在政府既定減排目標的前提下設定建筑業(yè)碳排放總量的控制計劃，分階段減少碳排放總量。

4 結(jié)束語

本文首先利用統(tǒng)計年鑒計算得到2008-2015年福建省建筑業(yè)直接碳排放量，然后利用灰色系統(tǒng)理論，構(gòu)建了GM（1，1）模型，然后MATLAB編制程序，進行2008-2012年碳排放量的模擬，發(fā)現(xiàn)模型具有良好的擬合度，滿足相關預測要求的精度，在此基礎上采用該GM（1，1）模型對2016-2020年福建省建筑業(yè)碳排放進行預測分析，預測到2020年福建省建筑業(yè)直接碳排放量將達到840.02萬噸，福建省建筑業(yè)碳排放量仍未達到峰值，發(fā)現(xiàn)未來一段時間內(nèi)福建省碳排放形式依舊嚴峻，需采取針對性的措施進行相應的建筑業(yè)減排措施。本文主要通過灰色GM（1，1）模型的預測方法測定了福建省建筑業(yè)直接碳排放量的基礎數(shù)據(jù)以及做出了2016-2020年的預測分發(fā)，這種方法可以為相關其他產(chǎn)業(yè)以及地區(qū)的碳排放測定以及預測提供一定的借鑒方法，同時為政府部門推進產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排措施提供理論基礎，政府可以依據(jù)既定的減排目標分階段地減少碳排放總量。

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