以煤炭開(kāi)采洗選業(yè)為首的重點(diǎn)行業(yè)碳排放情況LMDI分析

范文虎 楊昆 原毅玲 劉雅麗

摘 要：針對(duì)山西煤炭碳排放省情，運(yùn)用對(duì)數(shù)平均迪氏分解（LMDI）方法構(gòu)建了以煤炭開(kāi)采洗選業(yè)為首的重點(diǎn)行業(yè)碳排放的分解等式，研究山西省重點(diǎn)行業(yè)的結(jié)構(gòu)效應(yīng)、強(qiáng)度效應(yīng)、產(chǎn)出效應(yīng)、碳排放效應(yīng)對(duì)山西省碳排放量的影響，并根據(jù)煤炭行業(yè)碳排放量，得出推進(jìn)煤炭高效清潔生產(chǎn)、降低煤炭消費(fèi)比例、改變煤炭用途、推進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)和教育人們煤炭減排的建議。

關(guān)鍵詞：山西省 碳排放 LMDI 煤炭開(kāi)采洗選業(yè)

2015年，山西煤炭工業(yè)的貢獻(xiàn)率占全省經(jīng)濟(jì)的56.6%，由于過(guò)于依賴(lài)煤炭資源，水電、天然氣等清潔能源產(chǎn)業(yè)比重又相對(duì)較低[1]，致使人均碳排放量高于全國(guó)平均水平，屬于我國(guó)工業(yè)污染嚴(yán)重地區(qū)。于是山西省出臺(tái)了《山西省節(jié)約能源條例》、《山西省減少污染物排放條例》、《山西省大氣污染防治條例》等一系列法律法規(guī)，以圖為節(jié)能減排發(fā)展提供良好的制度保障[2]。出于山西省制訂減排方案的需要，對(duì)重點(diǎn)行業(yè)的碳排放量進(jìn)行原因的分解分析。

李躍、張士強(qiáng)、張翼（2017）認(rèn)為較為常用的碳排放驅(qū)動(dòng)因素模型主要有LMDI模型、STIRPAT模型、IP-DA模型、ARDL模型、三要素生產(chǎn)函數(shù)框架法和面板數(shù)據(jù)回歸等。其中，LMDI模型是在綜合比較各種因素分析法方法的基礎(chǔ)上提出的分析方法。碳排放驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)有文獻(xiàn)中，專(zhuān)家學(xué)者對(duì)碳排放影響因素的研究，因素選取基本相同[3]。李慧芳（2017—2013）年間居民生活能耗變動(dòng)的數(shù)據(jù)，運(yùn)用對(duì)數(shù)平均指數(shù)分解法（LMDI），將山西省居民生活能源消費(fèi)的影響因素分為 4 個(gè)：生活能耗結(jié)構(gòu)、生活能耗強(qiáng)度、生活水平和人口規(guī)模，給出了山西省居民能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、提高能源利用效率、節(jié)能減排等方面的建議[4] 。盧娜、趙晶（2017）以能源消耗大省——江蘇省為例，采用 LMDI分解法分析了江蘇省 2003—2013年經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)CO2排放的影響，研究結(jié)果顯示：經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)是CO2排放增長(zhǎng)的主導(dǎo)因素，且具有促進(jìn)作用，累積貢獻(xiàn)率為64.29%；能源強(qiáng)度效應(yīng)具有抑制作用，累積貢獻(xiàn)率為22.90%；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)抑制CO2排放，人口規(guī)模和能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)促進(jìn)CO2排放，但均貢獻(xiàn)微弱[5]。張帥（2017）基于改進(jìn)的Kaya等式和LMDI分解法，在對(duì)二氧化碳排放量進(jìn)行一次分解的基礎(chǔ)上，對(duì)能源消費(fèi)量進(jìn)行了二次分解，劃分為生產(chǎn)能源消費(fèi)和生活能源消費(fèi)，對(duì)2007—2013年間中國(guó)二氧化碳排放量變動(dòng)的影響因素進(jìn)行貢獻(xiàn)率分析，在此基礎(chǔ)上測(cè)度了低碳經(jīng)濟(jì)脫鉤彈性系數(shù)及各影響因素的脫鉤彈性系數(shù)[6]。能源消費(fèi)效應(yīng)分解方法的方法為對(duì)數(shù)平均Divisia因素分解法（LMDI）[7]，張建華和鞠曉峰（2012）對(duì)石化產(chǎn)業(yè)的碳排放用LMDI分解法從能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)、能源強(qiáng)度效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)三方面對(duì)進(jìn)行了解耦分析[8]，王成勇（2013）利用對(duì)數(shù)平均分解法得出了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)是甘肅能源消費(fèi)增長(zhǎng)的主要原因[9]。本文分階段地分析了2011—2015年間消費(fèi)能源以煤炭開(kāi)采洗選業(yè)為首的重點(diǎn)行業(yè)的碳排放量增長(zhǎng)因素的變動(dòng)趨勢(shì)，并分析了全階段山西省分行業(yè)碳排放量增長(zhǎng)的因素。

一、數(shù)據(jù)的選擇和LMDI分解過(guò)程

（一）數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)來(lái)源于2012—2016年的《山西統(tǒng)計(jì)年鑒》中的山西省以煤炭開(kāi)采洗選業(yè)為首的5個(gè)重點(diǎn)行業(yè)的能源消費(fèi)總量和工業(yè)增加值數(shù)據(jù)。首先使用CPI指數(shù)將工業(yè)增加值換算為1990年為基期的實(shí)際值，由于按照折標(biāo)系數(shù)進(jìn)行的加總統(tǒng)計(jì)年鑒中屬于煤炭、電力、焦炭消費(fèi)量的能源消費(fèi)總量，故只將五大行業(yè)能源消費(fèi)總量作為分析因素，即只需考慮原煤排放源的CO2排放系數(shù)[10]。故《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》中的CO2排放系數(shù)不會(huì)過(guò)期，其計(jì)算公式為：

（二）變量定義

各變量的定義和單位如表1所示，其中i表示不同行業(yè)，t表示2011—2015年的不同年份。

如表2所示，根據(jù)LMDI分解結(jié)果，2011—2012年山西省以煤炭開(kāi)采洗選業(yè)為首的重點(diǎn)行業(yè)碳排放量增加了6.791257165萬(wàn)噸。其中，結(jié)構(gòu)效應(yīng)、強(qiáng)度效應(yīng)和碳排放效應(yīng)的變化都使碳排放量增加了。只有產(chǎn)出效應(yīng)的變化使碳排放量減少了0.298729047萬(wàn)噸，是重點(diǎn)行業(yè)增加值占工業(yè)增加總值的比重減少引起的，因?yàn)?011年山西省工業(yè)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)指數(shù)為131.2%，而2012年為130.3%，降低了0.9個(gè)百分點(diǎn)。

2012—2013年山西省以煤炭開(kāi)采洗選業(yè)為首的重點(diǎn)行業(yè)碳排放量增長(zhǎng)了2.206741495萬(wàn)噸。其中，強(qiáng)度效應(yīng)和碳排放效應(yīng)的變化使碳排放量分別增長(zhǎng)了0.245848578萬(wàn)噸、2.463502103萬(wàn)噸，尤其是碳排放效應(yīng)影響甚烈。

2013—2014年山西省以煤炭開(kāi)采洗選業(yè)為首的重點(diǎn)行業(yè)碳排放量增加了5.611602711萬(wàn)噸。其中，碳排放效應(yīng)影響最烈，使碳排放量增加了5.311785618萬(wàn)噸，強(qiáng)度效應(yīng)影響次之，因?yàn)?014年山西省能源加工轉(zhuǎn)換效率為86.2%，比2013年提高了0.2個(gè)百分點(diǎn)。結(jié)構(gòu)效應(yīng)、產(chǎn)出效應(yīng)都使碳排放量減少了，但終究抵不過(guò)碳排放效應(yīng)的影響。

2014—2015年山西省以煤炭開(kāi)采洗選業(yè)為首的重點(diǎn)行業(yè)碳排放量增加了1.568525886萬(wàn)噸。其中，碳排放效應(yīng)影響最烈，達(dá)1.429636853萬(wàn)噸。結(jié)構(gòu)效應(yīng)使碳排放量減少了0.001907918萬(wàn)噸，煤炭等資源的使用量降低了5.1%，但終究抵不過(guò)碳排放效應(yīng)的影響。

2011—2015年山西省以煤炭開(kāi)采洗選業(yè)為首的重點(diǎn)行業(yè)碳排放量增長(zhǎng)了32.35625452萬(wàn)噸。其中，結(jié)構(gòu)效應(yīng)、強(qiáng)度效應(yīng)的變化使碳排放量分別增長(zhǎng)了13.58251433萬(wàn)噸、11.22320542萬(wàn)噸。結(jié)構(gòu)效應(yīng)和強(qiáng)度效應(yīng)影響較大。

二、碳排放量分階段分解結(jié)果

根據(jù)加法分解結(jié)果，2011—2015年山西省以煤炭開(kāi)采洗選業(yè)為首的重點(diǎn)行業(yè)碳排放量增加了約32.35625452萬(wàn)噸，按照行業(yè)計(jì)算的的2011—2015年全階段的結(jié)構(gòu)效應(yīng)、強(qiáng)度效應(yīng)、產(chǎn)出效應(yīng)、碳排放效應(yīng)如表3所示。

三、影響因素的煤炭開(kāi)采洗選業(yè)行業(yè)特征

如表3所示，2011—2015年間，山西省煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)與有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)的結(jié)構(gòu)效應(yīng)皆增加了碳排放量，尤其是煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)增加的碳排放量約0.265458676萬(wàn)噸，而煉焦、石油加工和核燃料加工業(yè)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、化學(xué)制品和化學(xué)原料制造業(yè)的結(jié)構(gòu)效應(yīng)減少了碳排放量約0.228235272萬(wàn)噸、0.091040103萬(wàn)噸、0.004586582萬(wàn)噸。造成結(jié)構(gòu)效應(yīng)變化的原因主要是成本和利潤(rùn)的變化，以1990年為基期換算后，雖然2011年后煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)的出廠價(jià)格降低了，但2015年的出廠價(jià)格仍比2011年提高了約1.45倍，2011年其利潤(rùn)為1021412萬(wàn)元，而2015年的利潤(rùn)為1349884萬(wàn)元，增長(zhǎng)了32.16%，這些提高的利潤(rùn)增加了其購(gòu)進(jìn)原料的能力，而2015年煉焦、石油加工和核燃料加工業(yè)利潤(rùn)為-74191萬(wàn)元，比2011年的84110萬(wàn)元降低了188.2%，減弱了其購(gòu)進(jìn)原料的能力。

煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)、煉焦、石油加工和核燃料加工業(yè)、化學(xué)制品和化學(xué)原料制造業(yè)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)的強(qiáng)度效應(yīng)皆增加了碳排放量，尤其是煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)強(qiáng)度效應(yīng)增加的碳排放量約1.05228516萬(wàn)噸。2011年煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)每萬(wàn)元產(chǎn)值耗煤量為0.0000752萬(wàn)噸，而2015年每萬(wàn)元產(chǎn)值耗煤量為0.00013萬(wàn)噸，其節(jié)能水平降低了。而有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)的節(jié)能技術(shù)和工藝水平提高了，它的強(qiáng)度效應(yīng)減少了碳排放量約1.036576738萬(wàn)噸。造成強(qiáng)度效應(yīng)變化的原因是節(jié)能技術(shù)和工藝水平的變化，以有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)為例，2011年每萬(wàn)元產(chǎn)值耗煤量為7.27萬(wàn)噸，而2015年每萬(wàn)元產(chǎn)值耗煤量為0.0009萬(wàn)噸，降低了1.09%。

煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)等行業(yè)的產(chǎn)出效應(yīng)皆減少了碳排放量，尤其是煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)的產(chǎn)出效應(yīng)增加的碳排放量約0.269678511萬(wàn)噸。造成產(chǎn)出效應(yīng)變化的原因是生產(chǎn)規(guī)模的變化，2015年煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)的增加值占工業(yè)增加總值比重約52.45%，2012年為60.33%，降低了7.88個(gè)百分點(diǎn)。

煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)與有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)的碳排放效應(yīng)皆降低了碳排放量，其中煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)、黑色金屬冶煉壓延加工業(yè)與有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)降低了碳排放量約4.771987633萬(wàn)噸、0.454460641萬(wàn)噸和1.445403688萬(wàn)噸，由此可見(jiàn)，煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)等行業(yè)的碳排放效應(yīng)可以大幅減少碳排放量。造成碳排放效應(yīng)變化的原因是環(huán)保水平的變化。

綜上所述，歸納出4種效應(yīng)碳排放量趨勢(shì)變化見(jiàn)表4。

四、結(jié)論與建議

（一）推進(jìn)煤炭高效清潔生產(chǎn)

既然煤炭開(kāi)采與洗選業(yè)對(duì)碳排放的影響這么大，就應(yīng)該立足煤炭，科學(xué)用煤，做好頂層設(shè)計(jì)，推進(jìn)清潔高效的煤炭產(chǎn)業(yè)鏈的可持續(xù)發(fā)展，降低煤炭消費(fèi)總量與比例。一方面可以從可再生能源的出路入手，擴(kuò)大山西電網(wǎng)風(fēng)電、光伏電的比例。另一方面必須遵循市場(chǎng)規(guī)律，杜絕市場(chǎng)壟斷，依靠政府營(yíng)造良好的煤炭市場(chǎng)環(huán)境，走行業(yè)集約化道路，在采煤塌陷區(qū)發(fā)展旅游業(yè)，積極促進(jìn)轉(zhuǎn)型。

（二）改變煤炭用途

控制煤炭碳排放量與煤炭消費(fèi)量之比，一個(gè)重要的直接影響因素是煤炭碳排放強(qiáng)度。二氧化碳最大量地產(chǎn)生在煤炭的充分燃燒中。而煤炭作為終端材料的時(shí)候，由于碳元素固化在煤炭產(chǎn)品中，是不會(huì)產(chǎn)生碳排放的。所以要在改變煤炭用途上下功夫，從而最大程度地減少碳排放。

（三）推進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)

發(fā)揮產(chǎn)業(yè)傳導(dǎo)性，為使碳排放增加向碳排放減少的方向變化，煤炭產(chǎn)業(yè)減少碳排放的潛力是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)，使煤炭高耗能部門(mén)向低耗能部門(mén)變化。發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，制定相關(guān)政策措施，促使高耗能煤炭產(chǎn)業(yè)消耗環(huán)境成本內(nèi)部化，進(jìn)而做到降低煤炭消耗強(qiáng)度和控制煤炭高耗能行業(yè)比重。

（四）投入教育科研等力量

通過(guò)對(duì)教育及科研的投入，一方面提高教育水平可以使居民認(rèn)識(shí)煤炭碳排放的危害，從而將碳減排意識(shí)貫徹到工作生活中，要知道煤炭碳排放與人均耗煤量是雙向因果關(guān)系。另一方面在我省城市化水平提高的過(guò)程中，開(kāi)發(fā)新能源和清潔能源，最好改變以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)，以減少碳排放。此外，降低單位GDP的煤炭消費(fèi)，使城市化對(duì)煤炭碳排放的影響弱化。

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