我國公共服務(wù)建筑碳排放影響因素研究
——基于兩種碳排放核算方法

劉月利LIU Yue-li；胡威HU Wei；邢園通XING Yuan-tong

（湖州雙碳泓能科技有限公司，湖州 313000）

0 引言

隨著“30·60”目標(biāo)的提出，碳達(dá)峰碳中和問題被推到了風(fēng)口浪尖，我國相繼出臺了《2030年前碳達(dá)峰行動方案》等系列文件，以促進(jìn)碳達(dá)峰行動落地實(shí)施。近些年來，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，能耗大幅增加[1-4]；占全國能耗總量的比重已占由2010年的13.86%增至2016年的17.17%。在第三產(chǎn)業(yè)中，批發(fā)零售業(yè)和住宿餐飲業(yè)（以下簡稱為批零住餐業(yè)）是國民經(jīng)濟(jì)的傳統(tǒng)行業(yè)，所產(chǎn)生碳排放均屬于公共服務(wù)建筑碳排放，此行業(yè)對促進(jìn)生產(chǎn)、服務(wù)民生、擴(kuò)大消費(fèi)具有不可替代的作用。在經(jīng)濟(jì)發(fā)面，其增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的比重多年來一直在10%以上，其中批零業(yè)是僅次于制造業(yè)的第二大行業(yè)門類；在能耗方面，2010年至2016年，其增速達(dá)7.36%，為同期工業(yè)能耗平均增速（1.76%）的四倍多；在碳排放方面，若不計(jì)電力、熱力消費(fèi)導(dǎo)致的碳排放，其排放規(guī)模已超過有色金屬、石油加工等傳統(tǒng)高耗能行業(yè)，超過農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)等門類。已有研究指出，我國批零業(yè)能源消耗總體水平偏高[5]。未來，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)繼續(xù)優(yōu)化升級，隨著工業(yè)節(jié)能減碳不斷強(qiáng)化，不論我國發(fā)展趨勢還是發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)，都表明有必要對公共服務(wù)建筑產(chǎn)生碳排放給予更多重視。研究該行業(yè)碳排放增長的影響因素，解析各因素的貢獻(xiàn)，并提出可行的控制策略，對提高該行業(yè)的發(fā)展質(zhì)量，對深化我國的碳排放控制都具有重要意義。

1 文獻(xiàn)綜述

在碳排放影響因素的研究中，指數(shù)分解方法能定量解析相關(guān)因素對碳排放的貢獻(xiàn)，所以得到了廣泛應(yīng)用。在指數(shù)分解方法中，對數(shù)平均迪氏指數(shù)（LMDI）法具有分解無殘差、適用性強(qiáng)、使用簡便、結(jié)果易于解釋等優(yōu)勢，已成為使用最多的一種方法[6-10]。著名學(xué)者Ang[7]指出：在分解總量指標(biāo)時，加法LMDI分解模型為優(yōu)先選擇的方法。LMDI分解法現(xiàn)已被廣泛用于國家、區(qū)域、省市或產(chǎn)業(yè)/行業(yè)、生活等領(lǐng)域碳排放的影響因素研究中。

部分學(xué)者已利用LMDI法研究了我國第三產(chǎn)業(yè)碳排放增長的影響因素。例如王凱[11]、盧愿清[12]盡管所研究的時段不同，但都發(fā)現(xiàn)第三產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長是其碳排放的主要拉動因素，而能耗強(qiáng)度下降則是主要的抑制因素；盧愿清還指出，第三產(chǎn)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化對碳排放增長具有抑制作用，但作用偏小、有較大提升空間。在運(yùn)用LMDI法的文獻(xiàn)中，還有學(xué)者聚焦第三產(chǎn)業(yè)中的交通運(yùn)輸業(yè)。喻潔[13]發(fā)現(xiàn)人均GDP增加對該行業(yè)碳排放增長的主要促進(jìn)因素，運(yùn)輸結(jié)構(gòu)也起到了顯著的拉動作用，能耗強(qiáng)度和運(yùn)輸強(qiáng)度下降則是主要的抑制因素。楊良杰[14]、莊穎[15]分別研究了江蘇省、廣東省的交通運(yùn)輸業(yè)，均認(rèn)為經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)張對該行業(yè)碳排放具有決定性的拉動作用，能耗強(qiáng)度為主要的抑制因素。莊穎還指出廣東省運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的變化也拉動了碳排放增加?？傮w而言，當(dāng)前對第三產(chǎn)業(yè)碳排放影響因素的研究偏少，尤其缺少對公共服務(wù)建筑的單獨(dú)或深入研究。隨著工業(yè)節(jié)能減碳潛力釋放和邊際效益遞減，公共服務(wù)建筑作為碳排放規(guī)模較大，且增速頗高的行業(yè)，有必要深化對其影響因素的研究，從而促進(jìn)該行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型和全國碳排放控制。

現(xiàn)有的碳排放研究中，碳排放核算方法或者說核算口徑，主要分為兩種，其區(qū)別在于對電力和熱力的處理方式，即電力、熱力碳排放的歸屬問題。我們將兩種方法分別定義為分?jǐn)偡ê筒环謹(jǐn)偡?。分?jǐn)偡▊?cè)重于消費(fèi)者責(zé)任，將電力和熱力生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的碳排放計(jì)入各終端消費(fèi)行業(yè)，采用這種方法的研究較多，例如文獻(xiàn)[16-20]；不分?jǐn)偡▊?cè)重于生產(chǎn)者責(zé)任，將電力和熱力生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的碳排放全部計(jì)入電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)（簡稱電熱行業(yè)），而將終端消費(fèi)的電力和熱力視為零碳能源，采用該方法的研究也不少，例如文獻(xiàn)[21-25]。這兩種核算方法各有合理性：分?jǐn)偡梢泽w現(xiàn)各終端消費(fèi)行業(yè)對碳排放的責(zé)任，符合電熱行業(yè)所生產(chǎn)的絕大部分電力、熱力并非未其自身消費(fèi)，而是滿足全社會需求的現(xiàn)實(shí)；不分?jǐn)偡▌t能體現(xiàn)直接碳排放的行業(yè)所屬關(guān)系和地理分布，與當(dāng)前環(huán)境統(tǒng)計(jì)體系對常規(guī)大氣污染物的行業(yè)歸屬一致。兩種方法各自的合理性，正是另一種方法的局限。所以這兩種方法具有互補(bǔ)性，不宜簡單斷定某一種方法的對或錯。但當(dāng)前幾乎所有研究都只使用其中一種方法，這可能造成相關(guān)信息的疏漏或結(jié)論的片面性。

為此，本文基于上述兩種碳排放核算方法，利用LMDI方法研究公共服務(wù)建筑碳排放增長的影響因素；隨后根據(jù)主要影響因素方法分析我國公共服務(wù)建筑碳排放的原因，提出加強(qiáng)和優(yōu)化我國公共服務(wù)建筑碳排放控制的建議。

2 數(shù)據(jù)來源及模型

2.1 數(shù)據(jù)來源

公共服務(wù)建筑的能源消費(fèi)數(shù)據(jù)、電力和熱力生產(chǎn)的能源消費(fèi)數(shù)據(jù)主要為批發(fā)零售和住宿餐飲業(yè)所消耗的能源數(shù)據(jù)，均整理自《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》2014—2017?！吨袊茉唇y(tǒng)計(jì)年鑒2014》對2000—2012年中國能源平衡表進(jìn)行了修正，比之前出版的年鑒更具時效性。我國國家層面的GDP和批零住餐業(yè)增加值來自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒2017》，并折算為2005年不變價。

2.2 二氧化碳核算方法

本文所稱公共服務(wù)建筑碳排放即批發(fā)零售和住宿餐飲業(yè)的二氧化碳排放量。如前所述，使用兩種方法核算。根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會發(fā)布的溫室氣體清單指南，該行業(yè)的碳排放計(jì)算方法如公式（1）所示：

式（1）中，C指公共服務(wù)建筑碳排放量；Esi指該行業(yè)第i種能源的消耗量（實(shí)物量）；Ui指第i種能源的二氧化碳排放系數(shù)。在分?jǐn)偡ㄖ校茉窗娏?、熱力；在不分?jǐn)偡ㄖ校茉床缓娏?、熱力?/p>

對于化石燃料（不含電力、熱力），Ui計(jì)算方法見公式（2）：

式（2）中，NCVi指第i種燃料的低位熱值；CCi指第i種燃料單位熱值的含碳量；Oi指第i種燃料的碳氧化率；44/12指碳轉(zhuǎn)換為二氧化碳的系數(shù)。NCVi、CCi、Oi來自《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒2017》、《省級溫室氣體清單指南》、《公共機(jī)構(gòu)能源資源消耗統(tǒng)計(jì)制度》。

在分?jǐn)偡ㄖ?，電力和熱力的碳排放系?shù)計(jì)算公式如下：

式（3）中，Ue指電力碳排放系數(shù)；Ce指電力生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放量，根據(jù)能源平衡表中用于電力生產(chǎn)的各燃料消耗量及其排放系數(shù)計(jì)算；P指電力生產(chǎn)總量；Pu指電力終端消費(fèi)量。

式（4）中，Ur指熱力碳排放系數(shù)；Cr指熱力生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放量，根據(jù)能源平衡表中用于供熱的各種燃料消耗量及其排放系數(shù)計(jì)算；Qr指熱力終端消費(fèi)量。

經(jīng)計(jì)算，各化石能源的碳排放系數(shù)見表1，分?jǐn)偡ㄏ码娏蜔崃Φ奶寂欧畔禂?shù)見表2（不分?jǐn)偡ㄏ码娏?、熱力的碳排放系?shù)均為0）。

表1 14種能源的碳排放系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)

表2 不同年份電力和熱力碳排放系數(shù)

同時，本文將各種能源的實(shí)物消費(fèi)量折算成標(biāo)準(zhǔn)量，計(jì)算方法見式（5）：

式中Ei指公共服務(wù)建筑的第i種能源消費(fèi)量（標(biāo)準(zhǔn)量）；Esi的涵義與公式（1）中相同，指該行業(yè)第i種能源的消耗量（實(shí)物量）；Fi指第i種能源的標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)，見表1，整理自《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒2017》附錄4。

2.3 LMDI分解模型

本文用LMDI模型將我國公共服務(wù)建筑碳排放量分解為六因素的作用之和，公式如下：

式（6）中，C指公共服務(wù)建筑的碳排放量；Ci、Ei分別指該行業(yè)第i種能源造成的碳排放量、第i種能源的消費(fèi)量（標(biāo)準(zhǔn)量）；E指該行業(yè)能源消費(fèi)總量（標(biāo)準(zhǔn)量）；Gc指該行業(yè)的增加值；G指全國GDP；P指我國人口總數(shù)。fi指排放系數(shù)；ei指該行業(yè)能源消費(fèi)量中第i種能源的占比，代表能源結(jié)構(gòu)；q指能耗強(qiáng)度；z指該行業(yè)增加值占GDP的比重，代表產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；g指我國人均GDP，代表經(jīng)濟(jì)水平。

式（7）中，ΔC為公共服務(wù)建筑碳排放從基年到目標(biāo)年的變化量；fi、ei等各因素的貢獻(xiàn)量分別計(jì)算如下：

其中，貢獻(xiàn)率為該因素的貢獻(xiàn)量與同時段內(nèi)公共服務(wù)建筑碳排放的總變化量之比，例如能源結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)率為

3 結(jié)果分析

3.1 我國公共服務(wù)建筑能源消耗及碳排放概況

我國公共服務(wù)建筑2005~2016年各種能源的消耗量如圖1所示。十一年來，該行業(yè)能源消耗量從3709.39萬tce增長至7480.84萬tce，增長2.02倍，年均增長率6.58%。其中原煤、電力主要能源，其用量遠(yuǎn)高于其它能源。原煤消費(fèi)量在2013年達(dá)到一個峰值，為2767.02萬tce，之后總體呈下降趨勢，而其占行業(yè)總能耗的比重則持續(xù)降低，從50.15%降至35.62%。電力消費(fèi)量顯著增加，從924.59萬tce增至2855.93萬tce，年均增長率10.80%，并在2016年超過了原煤消費(fèi)量。天然氣為第三大能源，其消費(fèi)量增長了4.98倍，年均增長率15.72%。

圖1 我國公共服務(wù)建筑各種能源的消耗量

利用兩種方法核算了公共服務(wù)建筑的碳排放量、碳排放強(qiáng)度，結(jié)果如圖2所示。兩種方法得出的公共服務(wù)建筑碳排放量差別明顯。分?jǐn)偡ㄏ?，公共服?wù)建筑碳排放從13959.94萬t增長至27498.45萬t，年均增長率為6.36%；不分?jǐn)偡ㄏ拢卜?wù)建筑碳排放從6830.83萬t增長至10624.76萬t，年均增長率為4.10%。分?jǐn)偡ㄏ?，碳排放?qiáng)度從768.64kg/萬元下降至459.07kg/萬元；不分?jǐn)偡ㄏ?，碳排放?qiáng)度從376.11kg/萬元下降至177.48kg/萬元。分?jǐn)偡ㄌ寂欧帕颗c不分?jǐn)偡ㄌ寂欧帕恐扔?.04增至2.59，這與電力、熱力消費(fèi)量占比增加有關(guān)。

圖2 我國公共服務(wù)建筑碳排放量及碳排放強(qiáng)度：基于兩種核算方法

3.2 我國公共服務(wù)建筑碳排放因素分解結(jié)果

利用LMDI分解模型對我國公共服務(wù)建筑碳排放影響因素進(jìn)行分解，結(jié)果如圖3所示。從圖3中可知，無論是分?jǐn)偡ㄟ€是不分?jǐn)偡?，?005~2016年間，公共服務(wù)建筑碳排放量均呈現(xiàn)上升趨勢，但在2013年之后增速均有降低。在分?jǐn)偡ê怂慊A(chǔ)上對碳排放因素進(jìn)行分解，結(jié)果如圖3（a）。排放系數(shù)和能耗強(qiáng)度因素對碳排放增長起到抑制作用，累積抵消碳排放12788.08萬t；能源結(jié)構(gòu)因素、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素，經(jīng)濟(jì)水平因素和人口因素對碳排放增長起到驅(qū)動作用，累積拉動碳排放26356.89萬t。在不分?jǐn)偡ê怂慊A(chǔ)上對碳排放因素進(jìn)行分解，結(jié)果如圖3（b）。能源結(jié)構(gòu)和能耗強(qiáng)度因素對碳排放增長起到抑制作用，累積抵消碳排放6455.12萬t；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)水平和人口因素對碳排放增長起到驅(qū)動作用，累積拉動碳排放10249.29萬t。

圖3 我國公共服務(wù)建筑碳排放影響因素累積貢獻(xiàn)圖

無論是基于分?jǐn)偡ㄟ€是不分?jǐn)偡ǖ奶寂欧抛兓?，?jīng)濟(jì)水平、能耗強(qiáng)度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人口因素對公共服務(wù)建筑碳排放都起到了驅(qū)動作用，但拉動碳排放量有所差異。不同核算方法中，經(jīng)濟(jì)水平因素對碳排放增長都起到主要拉動作用：分別拉動碳排放為18496.17萬t、8001.21萬t，占總增量的136.62%、210.88%，2016年我國GDP相比于2005年增長了1.66倍，2013—2016階段的經(jīng)濟(jì)水平因素對碳排放的拉動作用減緩，這與我國經(jīng)濟(jì)增速降低有關(guān)；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人口因素對碳排放也都起到了拉動作用：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素分別拉動碳排放3916.97萬t、1746.55萬t，占總增量的28.93%、46.03%。公共服務(wù)建筑經(jīng)濟(jì)占比不斷增加，從9.70%增長至12.01%，所以對碳排放增長起到驅(qū)動作用；人口因素對碳排放的驅(qū)動作用穩(wěn)步增加：分別拉動碳排放1179.49萬t、501.52萬t，占總增量的8.71%、13.22%；能耗強(qiáng)度因素對碳排放增長起到抑制作用：分別抵消碳排放9250.90萬t、4098.26萬t，占總變化量的-68.33%、-108.01%，為抑制碳排放的主要因素。產(chǎn)出單位GDP的能耗量呈下降趨勢，能耗強(qiáng)度從204.24kgce/萬元下降至124.89kgce/萬元，能源利用效率增加，對碳減排的拉動作用增加。

能源結(jié)構(gòu)和排放系數(shù)兩因素在不同碳排放核算方法計(jì)算情況下，對碳排放的影響有所不同?；诜?jǐn)偡ê怂愕奶寂欧抛兓?，能源結(jié)構(gòu)因素對碳排放增長起到驅(qū)動作用，拉動碳排放增長2734.26萬t，占總碳排放變化的20.20%。而排放系數(shù)因素對碳排放增長起到抑制作用，抵消3537.18萬t碳排放，占總碳排放變化的26.13%。原煤消費(fèi)占比的下降對碳排放增長起到主要抑制作用；而電力消費(fèi)占比的增加對碳排放增長起到主要驅(qū)動作用。通過核算，每消費(fèi)1tce電力所產(chǎn)生的碳排放高于5.54t，屬于高碳能源。電力消費(fèi)的增加是能源結(jié)構(gòu)拉動碳排放的主要原因。排放系數(shù)因素的抑制作用主要因?yàn)槲覈娏μ寂畔禂?shù)的降低，從908.63g/kWh下降至681.84g/kWh。基于不分?jǐn)偡ê怂愕奶寂欧抛兓?，能源結(jié)構(gòu)因素起到抑制作用，抑制碳排放增長2356.85萬t，占總碳排放變化的62.12%，其中原煤消費(fèi)占比大幅下降是能源結(jié)構(gòu)因素抑制碳排放減少的主要原因。

4 結(jié)論及建議

公共服務(wù)建筑的快速發(fā)展對我國碳排放的貢獻(xiàn)不容忽視。本文利用兩種方法核算了該行業(yè)的碳排放量，并以LMDI法對“十一五”以來該行業(yè)碳排放的增長進(jìn)行了因素分解。結(jié)果表明，無論基于分?jǐn)偡ㄟ€是不分?jǐn)偡?，?jīng)濟(jì)水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人口因素對碳排放均起到拉動作用，其中經(jīng)濟(jì)水平是拉動碳排放增長的最大因素；能耗強(qiáng)度降低則是主要的碳排放抑制因素。而不同核算方法下，能源結(jié)構(gòu)和排放系數(shù)對碳排放的驅(qū)動作用不同：在分?jǐn)偡ㄏ?，能源結(jié)構(gòu)變化對碳排放起到驅(qū)動作用，而排放系數(shù)變化抑制碳排放的增加；而在不分?jǐn)偡ㄏ拢茉唇Y(jié)構(gòu)對碳排放起到抑制作用。

在碳排放的兩種核算方法中，分?jǐn)偡ê筒环謹(jǐn)偡ǜ饔泻侠硇院途窒扌?。但目前絕大多數(shù)文獻(xiàn)都只使用了其中一種方法。本文同時使用這兩種方法，發(fā)現(xiàn)兩種方法下的碳排放分解結(jié)果中，能源結(jié)構(gòu)因素對碳排放的作用完全相反。因而，如果只使用其中一種核算方法，所得到的能源結(jié)構(gòu)因素對碳排放的作用將是片面的，可能造成相關(guān)信息的疏漏。同時使用兩種方法，得到的結(jié)果更全面。

根據(jù)碳排放核算和指數(shù)分解結(jié)果對我國批零住餐業(yè)碳排放控制提出以下建議：

①開展新建建筑綠色低碳指標(biāo)提升行動，落實(shí)高質(zhì)量建設(shè)要求。大力發(fā)展綠色建筑，推動新建建筑全面實(shí)施綠色設(shè)計(jì)：嚴(yán)格落實(shí)《綠色建筑設(shè)計(jì)導(dǎo)則》和《綠色建筑評價導(dǎo)則》，實(shí)現(xiàn)新建建筑全部達(dá)到綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，大力推廣二星級及以上建筑實(shí)施，全面提升星級綠色建筑比例；健全綠色低碳節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系，提高新建建筑節(jié)能綠色低碳設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：在星級建筑全覆蓋的基礎(chǔ)上，積極推動節(jié)能建筑覆蓋率，提高新建建筑單位面積能耗強(qiáng)度。

②嚴(yán)格控制建設(shè)過程碳排放，推進(jìn)綠色建造行動。推廣裝配式建造方式，促進(jìn)裝配式建筑發(fā)展：大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)等綠色低碳裝配式建筑，推動裝配式裝修，打造裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地。推廣綠色建材使用，提高綠色建材應(yīng)用比例：鼓勵建材企業(yè)對新型綠色低碳建材研究，提高建材的綠色產(chǎn)品、綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品的認(rèn)證。推動綠色施工，促進(jìn)綠色建造：在施工過程中嚴(yán)格落實(shí)綠色施工設(shè)計(jì)，最大限度節(jié)約資源，完善資源循環(huán)利用體系。

③開展可再生能源應(yīng)用行動，促進(jìn)建筑可再生能源規(guī)?；４龠M(jìn)可再生能源在建筑中的規(guī)?；瘧?yīng)用，提高新建建筑可再生能源應(yīng)用力度：在新建建筑中積極推廣一體式屋頂光伏建設(shè)，配套建設(shè)智能微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)可再生能源的就地消納。推進(jìn)既有建筑加設(shè)太陽能光伏等清潔能源系統(tǒng)：對既有建筑進(jìn)行可再生能源改造，積極推動農(nóng)村光伏建設(shè)，打造低（零）碳農(nóng)村建筑，實(shí)現(xiàn)零碳農(nóng)村創(chuàng)建。提高余熱資源、自然資源利用效率：提高工業(yè)余熱資源的再利用；提高太陽能供水、供熱系統(tǒng)應(yīng)用。

④提高能源利用效率，推動既有建筑能效提升行動。針對既有建筑進(jìn)行改造設(shè)計(jì)與施工，認(rèn)真落實(shí)既有建筑綠色節(jié)能改造工作：對區(qū)域內(nèi)既有建筑進(jìn)行全面調(diào)查，并對既有建筑進(jìn)行綠色節(jié)能改造。優(yōu)化建筑領(lǐng)域用能結(jié)構(gòu)，持續(xù)推進(jìn)公共建筑與居住建筑煤改氣（煤改電）工作：持續(xù)優(yōu)化建筑用能，大力推廣空氣源熱泵電能新型熱水供應(yīng)系統(tǒng)。優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，推動綠色低碳建筑用能體系。推進(jìn)設(shè)備與系統(tǒng)能效提升，推廣應(yīng)用節(jié)能新技術(shù)與新產(chǎn)品：積極淘汰低能效設(shè)備，推廣高能效產(chǎn)品使用。提高建筑節(jié)能運(yùn)行管理水平，實(shí)現(xiàn)建筑用能智能化、數(shù)字化、信息化發(fā)展：建立建筑用能智慧化管理，建立建筑能耗監(jiān)管體系，搭建智慧用能示范區(qū)。