Resources science 第33卷第10期2011年10月 2011,33(10):1897-1905 Vol.33,No.10Oc.2011 文章编号:1007-7588(2011)10-1897-09 河北省能源消费、碳排放与经济增长的关系 武红凵23,谷树忠,周洪12,王兴杰2,董德坤1,胡咏君 (1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101 2中国科学院研究生院,北京100049;3.石家庄经济学院,石家庄050031 4国务院发展研究中心资源与环境政策研究所,北京100010) 摘要:经济发展离不开能源消费,而能源消费引起了大量的碳排放,能源消费、碳排放与经济增长之间的关 系研究对实施节能减排、发展低碳经济具有至关重要的意义。本文基于统计年鉴数据,测算了河北省1980 年-2009年能源消费引起的碳排放总量,并分能源类别测算了煤炭、石油、天然气三种一次能源的碳排放量,在此 基础上做了其变化轨迹分析及与京津地区的比较分析。结果表明:从1980年-200年,河北省碳排放总量及煤 炭、石油、天然气引起的碳排放量总体呈上升趋势,碳排放主要来自于煤炭消费,与京、津两市相比,河北省自2000 年后碳排放量增长迅速。之后,本文分别从近似关系和脱钩关系两个角度刻画了能源消费、碳排放量与经济増长 之间的关系。近似关系主要表现在:1980年-2009年,河北省能源消费总量与碳排放总量的变动趋势近似;能源强 度与碳排放强度的变动趋势近似。脱钩关系主要是基于脱钩理论及脱钩弹性指教给予了定量表达,即在1980 年-2009年期间,碳排放与经济増长的脱钩弹性指数类型、能源消费与经济增长的脱钩弹性指数类型在同年份表 现完全一致,且在大部分年份指向弱脱钩状态,脱钩程度受宏晛经济形势、产业结构、能源消费结构、经济发展模 式、技术进步等因素的影响而变动,未来一定时期内弱脱钩发展趋势可能仍将持续。本研究结釆将对河北省制定 碳减排和能源发展战略及策略提供科学依据。 关键词:经济增长;碳排放;能源消费;脱钩分析」 1引言 2007年通过的《巴厘行动计划》,2005年2月,《京都 能源是人类生存、经济发展和社会进步的物质议定书》得以生效,2009年12月,《联合国气候变化 基础能源消费与经济增长之间的相互关系日趋紧框架公约》第15次缔约方会议在丹麦首都哥本哈根 密,表现为经济增长促进传统能源结构调整,为开召开,会议虽然仅达成了不具法律约束力的《哥本 发利用新能源提供资金支持,推动技术进步,使得哈根协议》,但走低碳经济之路却越来越成为各国 能源效率提高,能源强度下降;能源消费引起产业的共识。中国则首次在国际场合提出量化减排目 结构调整,促进了经济发展方式的转变,然而快速标,宣布到2020年实现单位GDP二氧化碳排放比 的经济增长也不可避免地增加了对能源消费、生态2005年下降40%至45%,体现了国家能源战略应对 环境的压力造成大量温室气体排放等负外部性问气候变化的一个转变。 综上,国际社会对于碳减排的逐步推进促成了 世界各国自1990年启动国际气候谈判以来围新的宏观研究背景,中国作为发展中国家,在保持 绕温室气体减排义务分担等问题的交涉日趋激经济较高速增长的同时实现合理的减排目标无疑 烈。气候谈判包括以下几个重要的里程碑:1992年是一项严峻挑战。中国已进入工业化和城市化快 通过的《联合国气候变化框架公约》,1997年通过的速发展阶段,能源需求强度高,要实现经济可持续 《京都议定书》,2001年签署的《马拉喀什协定》,性增长,就必须树立科学发展观加快向技术进步 收稿日期:2011-07-20;修订日期2011-08-28 基金项目:国家发改委应对气候变化司2011年度项目:“中国绿色经济发展思路研究 作者简介:武红,女,河北人,博士生,讲师,主要研究领域为资源经济与资源政策。 E-mail: wuhonggirl@163.c weIci resct. cn 91994-2011ChinaAcademicJournalelEctronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
第33卷 第10期 2011年10月 2011，33（10）：1897-1905 Resources Science Vol.33，No.10 Oct.，2011 http://www.resci.cn 文章编号：1007-7588（2011）10-1897-09 河北省能源消费、碳排放与经济增长的关系 武 红1,2,3 ，谷树忠4 ，周 洪1,2 ，王兴杰1,2 ,董德坤1,2 ，胡咏君1,2 （1.中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101； 2.中国科学院研究生院，北京 100049；3.石家庄经济学院，石家庄 050031； 4.国务院发展研究中心资源与环境政策研究所，北京 100010） 摘 要：经济发展离不开能源消费，而能源消费引起了大量的碳排放，能源消费、碳排放与经济增长之间的关 系研究对实施节能减排、发展低碳经济具有至关重要的意义。本文基于统计年鉴数据，测算了河北省 1980 年-2009年能源消费引起的碳排放总量，并分能源类别测算了煤炭、石油、天然气三种一次能源的碳排放量，在此 基础上做了其变化轨迹分析及与京津地区的比较分析。结果表明：从1980年-2009年，河北省碳排放总量及煤 炭、石油、天然气引起的碳排放量总体呈上升趋势，碳排放主要来自于煤炭消费，与京、津两市相比，河北省自2000 年后碳排放量增长迅速。之后，本文分别从近似关系和脱钩关系两个角度刻画了能源消费、碳排放量与经济增长 之间的关系。近似关系主要表现在：1980年-2009年，河北省能源消费总量与碳排放总量的变动趋势近似；能源强 度与碳排放强度的变动趋势近似。脱钩关系主要是基于脱钩理论及脱钩弹性指数给予了定量表达，即在1980 年-2009年期间，碳排放与经济增长的脱钩弹性指数类型、能源消费与经济增长的脱钩弹性指数类型在同年份表 现完全一致，且在大部分年份指向弱脱钩状态，脱钩程度受宏观经济形势、产业结构、能源消费结构、经济发展模 式、技术进步等因素的影响而变动，未来一定时期内弱脱钩发展趋势可能仍将持续。本研究结果将对河北省制定 碳减排和能源发展战略及策略提供科学依据。 关键词：经济增长；碳排放；能源消费；脱钩分析 1 引言 能源是人类生存、经济发展和社会进步的物质 基础，能源消费与经济增长之间的相互关系日趋紧 密，表现为经济增长促进传统能源结构调整，为开 发利用新能源提供资金支持，推动技术进步，使得 能源效率提高，能源强度下降；能源消费引起产业 结构调整，促进了经济发展方式的转变，然而，快速 的经济增长也不可避免地增加了对能源消费、生态 环境的压力，造成大量温室气体排放等负外部性问 题。 世界各国自1990年启动国际气候谈判以来, 围 绕温室气体减排义务分担等问题的交涉日趋激 烈。气候谈判包括以下几个重要的里程碑：1992年 通过的《联合国气候变化框架公约》，1997年通过的 《京都议定书》，2001 年签署的《马拉喀什协定》， 2007年通过的《巴厘行动计划》，2005年2月，《京都 议定书》得以生效，2009年12月，《联合国气候变化 框架公约》第15次缔约方会议在丹麦首都哥本哈根 召开，会议虽然仅达成了不具法律约束力的《哥本 哈根协议》，但走低碳经济之路却越来越成为各国 的共识。中国则首次在国际场合提出量化减排目 标，宣布到 2020 年实现单位 GDP 二氧化碳排放比 2005年下降40%至45%，体现了国家能源战略应对 气候变化的一个转变。 综上，国际社会对于碳减排的逐步推进促成了 新的宏观研究背景，中国作为发展中国家，在保持 经济较高速增长的同时实现合理的减排目标无疑 是一项严峻挑战。中国已进入工业化和城市化快 速发展阶段，能源需求强度高，要实现经济可持续 性增长，就必须树立科学发展观，加快向技术进步 收稿日期: 2011-07-20；修订日期:2011-08-28 基金项目: 国家发改委应对气候变化司2011年度项目：“中国绿色经济发展思路研究”。 作者简介: 武红，女，河北人，博士生，讲师，主要研究领域为资源经济与资源政策。 E-mail: wuhonggirl@163.com
l898 资源科 第33卷第10期 型的内涵式增长方式转变,走“资源节约型、环境友用DOE/EIA、日本能源经济研究所、国家发展和改 好型”的路径,因此,对能源消费、碳排放与经济増革委员会能源硏究所等6个机构公布数值的平均值 长之间关系的研究值得长期关注。 进行计算,见表1。 2研究区概况及数据来源 3.2碳排放量测算及分析 河北省是中国近代能源工业发展较早的地区 980年-209年河北省能源消费引起的碳排放 也是中国主要能源供应基地之一,作为传统工业大总量测算见表2,图1,总体来看碳排放总量呈增长 省和能源消费大省,近几年,河北省的能源消费对趋势,其中在2000年前及200年后,碳排放总量呈 经济增长的贡献率有所下降而能源消费引起的碳现平稳增长趋势,在2000年-20070年间则增长迅 排放量却增长迅速,由此引发的三者之间关系问题 值得探讨。 表21980年-2009年河北省碳排放总量及各类 本文数据来源于《河北经济年鉴2010》,《新中 能源消费引起的碳排放量 国六十年统计资料汇编1949-2008》,包括各年份 Table 2 C emissions amount and different kinds of primary energy C emissions amount in Hebei province GDP,能源消费总量,煤炭、石油、天然气能源消费 from 1980 to 2009 (万t) 量占能源消费总量的百分比数,细分行业的能源消 碳排放煤炭消费引起石油消费引起天然气消费引 费量等,其中将1980年-2009年GDP按当年价计算 年份总量的碳排放量的碳排放量起的碳排放量 的数值换算为1978年不变价格计算的GDP,以保证19802173419272522494 数据的可比性和客观性 2565.85 2375.00 24.62 3能源消费引起的碳排放量测算及分19822107625060272482296 析 19832950.52271444 19843140.11282819 3.1模型及方法 19853214682971.70 212.50 30.48 对碳排放量估算的方法有多种,本文主要借鉴 19863580.583306.20 240.13 IPCC-及蒋金荷叫、郭义强等学者的研究,提出碳 1987389976 3618.08 250.32 排放量测算公式如下 19884216.18 3922.88 263.21 C=∑EF=∑EF 19894364.194068.84 266.83 28.52 式中C表示能源消费引起的碳排放量;E表示能源 4020.00 19914575.77 4261.88 消费总量;E表示各类能源的消费量,本文只计算煤 277.39 9924856.724519.58 298.13 39.02 炭、石油、天然气3种一次能源的消费量,i1,2,3 5148.08 分别表示上述3种类型的能源;F表示我国各类能 784.04 5367.31 379.32 37.41 源的碳排放系数。对于各类能源的碳排放系数设 6296.235836.42 35.45 定,相关机构及各国给出的数值均有差异,本文采199663305558809441207 37.53 6399.16 5928.71 33.33 表1各类能源碳排放系数 9986474.26 477.10 Tablel C emissions coefficient from different 19996640.8 34. 71.70 kinds of primary energy 20007948.807397.79 511.13 研究机构 煤炭石油天然气 20018622248083.98 DOEJEIA 0.70200.47800.3890 2002 9525.11 8874.84 610.47 39.79 日本能源经济研究所 0.75600.58600.4490 200310910.531031291 554.80 42.82 国家发展和改革委员会能源研究所074760.58250.4435 200412319.7711488.11 中国工程院 0.68000.54000.4100 200514110.9613233.86 国家环保局温室气体控制项目 0.74800.58300.4440 200615496.1814503.81 930.44 国家科委气候变化项目 0.72600.58300.4090 200716801.131582769 68.02 平均值 0.72660.55880.4241 2008173164916313.27 906.52 96.69 2009180984517085.94 88207 130.44 C1994- opium. resc naacAdemicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
第33卷 第10期 资 源 科 学 http://www.resci.net 型的内涵式增长方式转变，走“资源节约型、环境友 好型”的路径，因此，对能源消费、碳排放与经济增 长之间关系的研究值得长期关注。 2 研究区概况及数据来源 河北省是中国近代能源工业发展较早的地区， 也是中国主要能源供应基地之一，作为传统工业大 省和能源消费大省，近几年，河北省的能源消费对 经济增长的贡献率有所下降，而能源消费引起的碳 排放量却增长迅速，由此引发的三者之间关系问题 值得探讨。 本文数据来源于《河北经济年鉴2010》，《新中 国六十年统计资料汇编 1949-2008》，包括各年份 GDP，能源消费总量，煤炭、石油、天然气能源消费 量占能源消费总量的百分比数，细分行业的能源消 费量等，其中将1980年-2009年GDP按当年价计算 的数值换算为1978年不变价格计算的GDP，以保证 数据的可比性和客观性。 3 能源消费引起的碳排放量测算及分 析 3.1 模型及方法 对碳排放量估算的方法有多种，本文主要借鉴 IPCC[1-3] 及蒋金荷[4] 、郭义强[5] 等学者的研究，提出碳 排放量测算公式如下： C= ∑i = 1 3 EiFi = ∑i = 1 3 E Ei E Fi （1） 式中C表示能源消费引起的碳排放量；E表示能源 消费总量；Ei表示各类能源的消费量,本文只计算煤 炭、石油、天然气3种一次能源的消费量, i=1，2，3， 分别表示上述3种类型的能源；Fi表示我国各类能 源的碳排放系数。对于各类能源的碳排放系数设 定，相关机构及各国给出的数值均有差异，本文采 用 DOE/EIA、日本能源经济研究所、国家发展和改 革委员会能源研究所等6个机构公布数值的平均值 进行计算，见表1。 3.2 碳排放量测算及分析 1980年-2009年河北省能源消费引起的碳排放 总量测算见表2，图1，总体来看，碳排放总量呈增长 趋势，其中在2000年前及2007年后，碳排放总量呈 现平稳增长趋势，在 2000 年-2007 年间则增长迅 研究机构 DOE/EIA 日本能源经济研究所 国家发展和改革委员会能源研究所 中国工程院 国家环保局温室气体控制项目 国家科委气候变化项目 平均值 煤炭 0.7020 0.7560 0.7476 0.6800 0.7480 0.7260 0.7266 石油 0.4780 0.5860 0. 5825 0.5400 0.5830 0.5830 0.5588 天然气 0.3890 0.4490 0.4435 0.4100 0.4440 0.4090 0.4241 表1 各类能源碳排放系数 Table1 C emissions coefficient from different kinds of primary energy 表2 1980年-2009年河北省碳排放总量及各类 能源消费引起的碳排放量 Table 2 C emissions amount and different kinds of primary energy C emissions amount in Hebei province from 1980 to 2009 （万t） 年份 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 碳排放 总量 2177.34 2565.85 2760.76 2950.52 3140.11 3214.68 3580.58 3899.76 4216.18 4364.19 4324.98 4575.77 4856.72 5550.88 5784.04 6296.23 6330.55 6399.16 6474.26 6640.87 7948.80 8622.24 9525.11 10910.53 12319.77 14110.96 15496.18 16801.13 17316.49 18098.45 煤炭消费引起 的碳排放量 1927.25 2375.00 2506.27 2714.44 2828.19 2971.70 3306.20 3618.08 3922.88 4068.84 4020.00 4261.88 4519.58 5148.08 5367.31 5836.42 5880.94 5928.71 5963.01 6134.16 7397.79 8083.98 8874.84 10312.91 11488.11 13233.86 14503.81 15827.69 16313.27 17085.94 石油消费引起 的碳排放量 224.94 166.23 224.82 214.96 287.82 212.50 240.13 250.32 263.21 266.83 270.70 277.39 298.13 370.79 379.32 424.36 412.07 437.13 477.10 471.70 511.13 502.29 610.47 554.80 776.48 825.78 930.44 905.42 906.52 882.07 天然气消费引 起的碳排放量 25.14 24.62 29.66 21.12 24.10 30.48 34.25 31.35 30.09 28.52 34.28 36.51 39.02 32.01 37.41 35.45 37.53 33.33 34.15 35.00 39.88 35.96 39.79 42.82 55.18 51.32 61.93 68.02 96.69 130.44 1898
武红等河北省能源消费碳排放与经济增长的关系 1899 2011年10月 0.5 图11980年-2009年河北省碳排放总量 图21980年-2009年河北省煤炭消费引起的碳排放量 Fig 1 C emissions amount in Hebei province from 1980 to 2009 Fig2 C emissions amount from coal in Hebei m1980to200 速。对分类能源引起的碳排放量测算见表2,在三 类能源引起的碳排放量中,每年均是煤炭消费引起 。。 的碳排放量最多,天然气消费引起的碳排放量最0 少。对分类能源引起的碳排放量增长趋势描述见 图2-图4,从1980年-2009年,分类能源的碳排放量 均呈波动增长趋势,煤炭消费引起的碳排放量在 1980年-1999年之间增长缓慢,2000年后增长迅 0 速,2007年之后增长趋缓;石油消费引起的碳排放 图望至至圣至百套 量总体趋向增长,但期间波动比较剧烈;天然气消 图31980年-2009年河北省石油消费引起的碳排放量 费引起的碳排放量在2007年前有小幅波动,在 Fig. 3 C emissions amount from oil in Hebei 2007年后有较大幅上升。总之,河北省能源消费结 province from 1980 to 2009 构以煤炭为主,导致碳排放量不断上升,对于改变 能源消费结构还需较大力度的调整。 根据已有数据,将京津冀地区的碳排放量进行80 横向比较,其历年变动趋势见图5,北京市,天津市 的碳排放量基本保持平稳增加态势,而河北省的碳 排放量在2000年之前就有较大增幅,在2000年之 后增加趋势明显,远远超过京津两市的碳排放量。 4能源消费、碳排放量与经济增长的 图41980年-2009年河北省天然气消费引起的碳排放量 关系 Fig 4 C emissions amount from natural gas in Hebei 4.1近似关系分析 province from 1980 to 2009 从1980年-2009年,河北省的能源消费总量 -北京市 河北省 碳排放总量及GDP均呈增长趋势,见图6,所不同的 是:GDP在1980年-1990年呈现平稳增长,之后在 1991年-2000年,2001年-2009年每个阶段的增幅画10 都高于前一个阶段。能源消费量在1980年-1990s 年呈现平稳增长,在2000年-2006年呈现快速增 82282884 长,在2007年-209年又恢复平稳增长。碳排放量 则和能源消费量的变动趋势基本相似,且在多数年 份低于能源消费量。能源消费量在2000年后增幅 图51980年-2009年北京市、天津市及河北省 碳排放总量变动趋势 较大,而碳排放量的增速相对平缓,说明2000年后 河北省通过多种途径的努力,节能减排取得了一定 Fig 5 C emissions amount change trend in Beijing Tianjin and Hebei province from 1980 to 2009 noIcresct. cn 91994-2011ChinaAcademicJournalelEctronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cr
2011年10月 武 红等：河北省能源消费碳排放与经济增长的关系 http://www.resci.cn 速。对分类能源引起的碳排放量测算见表2，在三 类能源引起的碳排放量中，每年均是煤炭消费引起 的碳排放量最多，天然气消费引起的碳排放量最 少。对分类能源引起的碳排放量增长趋势描述见 图2-图4，从1980年-2009年，分类能源的碳排放量 均呈波动增长趋势，煤炭消费引起的碳排放量在 1980 年-1999 年之间增长缓慢，2000 年后增长迅 速，2007年之后增长趋缓；石油消费引起的碳排放 量总体趋向增长，但期间波动比较剧烈；天然气消 费引起的碳排放量在 2007 年前有小幅波动，在 2007年后有较大幅上升。总之，河北省能源消费结 构以煤炭为主，导致碳排放量不断上升，对于改变 能源消费结构还需较大力度的调整。 根据已有数据，将京津冀地区的碳排放量进行 横向比较，其历年变动趋势见图5，北京市，天津市 的碳排放量基本保持平稳增加态势，而河北省的碳 排放量在 2000 年之前就有较大增幅，在 2000 年之 后增加趋势明显，远远超过京津两市的碳排放量。 4 能源消费、碳排放量与经济增长的 关系 4.1 近似关系分析 从 1980 年-2009 年，河北省的能源消费总量、 碳排放总量及GDP均呈增长趋势，见图6，所不同的 是：GDP 在 1980 年-1990 年呈现平稳增长，之后在 1991 年-2000 年，2001 年-2009 年每个阶段的增幅 都高于前一个阶段。能源消费量在 1980 年-1999 年呈现平稳增长，在 2000 年-2006 年呈现快速增 长，在2007年-2009年又恢复平稳增长。碳排放量 则和能源消费量的变动趋势基本相似，且在多数年 份低于能源消费量。能源消费量在2000年后增幅 较大，而碳排放量的增速相对平缓，说明2000年后， 河北省通过多种途径的努力，节能减排取得了一定 图1 1980年-2009年河北省碳排放总量 Fig.1 C emissions amount in Hebei province from 1980 to 2009 图2 1980年-2009年河北省煤炭消费引起的碳排放量 Fig.2 C emissions amount from coal in Hebei province from 1980 to 2009 图3 1980年-2009年河北省石油消费引起的碳排放量 Fig.3 C emissions amount from oil in Hebei province from 1980 to 2009 图4 1980年-2009年河北省天然气消费引起的碳排放量 Fig.4 C emissions amount from natural gas in Hebei province from 1980 to 2009 图5 1980年-2009年北京市、天津市及河北省 碳排放总量变动趋势 Fig.5 C emissions amount change trend in Beijing, Tianjin and Hebei province from 1980 to 2009 1899
资源科 第33卷 -GDP 碳排放总量 能源消费总量 00000 至至登登至至至至算喜自 图61980年-2009年河北省碳排放总量、能源消费总量及GDP变动趋势比较 Fig 6 Change trend comparison of C emissions amount, energy consumption amount, and GDP in Hebei province from 1980 to 2009 耦合关系的破裂,即资源消费数量或环境破坏程度 在能源强度和碳排放强度方面,本文选取单位不随经济的增长而增长阏。世界银行认为:脱钩是 GDP能耗和单位GDP碳排放总量2个指标进行描经济活动的环境冲击逐步减少的过程。OECD认 述,见图7,从1980年到2009年,单位GDP能耗总体为:脱钩是在一定时期,环境压力的增长率小于它 趋于下降并先后在1981年,1986年,1989年,2000的经济驱动增长率把脱钩分为绝对脱钩和相对脱 年出现小范围波动内的峰值,单位GDP碳排放总量钩,绝对脱钩就是指在经济增长的同时环境压力保 则与单位GDP能耗的变动趋势基本一致。以1980持稳定甚至下降,相对脱钩则指环境压力以正的速 年和2009年作为基期和末期来分析,按1978年不度增长但其速度小于经济增长速度。 变价格计算,河北省单位GDP能耗由0152亿t标 对于脱钩的度量主要是利用弹性来测度其脱 煤/万元下降到0058亿t标煤/万元,能源强度下降钩程度,例如: Tapio。针对交通容量与GDP的脱钩 了61.8%,单位GDP碳排放总量由0.097亿U万元下问题提出弹性系数,公式为 降到0.038亿U万元,碳排放强度下降了60.8%,因 E=%△CO2%△GDP (2) 此可说明经济增长的能源要素驱动作用程度在下式中E为交通产生二氧化碳排放的GDP弹性系 降,碳排放强度随能源强度变动程度近似,降低能数;%ΔCO2为交通产生二氧化碳排放的变化率;% 源强度对碳减排具有积极作用。 △GDP为GDP的变化率,根据弹性系数值, Tapio将 4.2脱钩关系分析 脱钩状态进行了详细分类,将其划分为8个类型:强 4.2.1脱钩的定义、计算方法及模型表述脱钩分脱钩、强负脱钩、弱脱钩,扩张负脱钩、扩张连结、弱 析成为近年来新的热点研究领域,在资源环境层负脱钩、衰退脱钩、衰退连结,并采用了以2坐标轴 面,这一概念被用来描述经济增长与资源环境冲击为基础划分为8个象限的模型进行表述。国内学者 四单位GDP能耗 曰单位GDP碳排放总量 18 0.12 图71980年-2009年河北省能源消费强度和碳排放强度 Fig7 Energy consumption intensity and C emissions intensity in Hebei province from 1980 to 2009 C1994- bop/n resc AcademicJOurnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
第33卷 第10期 资 源 科 学 http://www.resci.net 效果。 在能源强度和碳排放强度方面，本文选取单位 GDP 能耗和单位 GDP 碳排放总量 2 个指标进行描 述，见图7，从1980年到2009年，单位GDP能耗总体 趋于下降并先后在 1981 年,1986 年，1989 年，2000 年出现小范围波动内的峰值，单位GDP碳排放总量 则与单位GDP能耗的变动趋势基本一致。以1980 年和 2009 年作为基期和末期来分析，按 1978 年不 变价格计算，河北省单位 GDP 能耗由 0.152 亿 t 标 煤/万元下降到 0.058 亿 t 标煤/万元，能源强度下降 了61.8%，单位GDP碳排放总量由0.097亿t/万元下 降到 0.038 亿 t/万元，碳排放强度下降了 60.8%，因 此可说明经济增长的能源要素驱动作用程度在下 降，碳排放强度随能源强度变动程度近似，降低能 源强度对碳减排具有积极作用。 4.2 脱钩关系分析 4.2.1 脱钩的定义、计算方法及模型表述 脱钩分 析成为近年来新的热点研究领域，在资源环境层 面，这一概念被用来描述经济增长与资源环境冲击 耦合关系的破裂，即资源消费数量或环境破坏程度 不随经济的增长而增长[6] 。世界银行认为：脱钩是 经济活动的环境冲击逐步减少的过程[7] 。OECD认 为：脱钩是在一定时期，环境压力的增长率小于它 的经济驱动增长率,把脱钩分为绝对脱钩和相对脱 钩，绝对脱钩就是指在经济增长的同时环境压力保 持稳定甚至下降, 相对脱钩则指环境压力以正的速 度增长但其速度小于经济增长速度[8] 。 对于脱钩的度量主要是利用弹性来测度其脱 钩程度，例如：Tapio[9] 针对交通容量与 GDP 的脱钩 问题提出弹性系数，公式为： E=%ΔCO2/%ΔGDP （2） 式中 E 为交通产生二氧化碳排放的 GDP 弹性系 数；%ΔCO2为交通产生二氧化碳排放的变化率；% ΔGDP为GDP的变化率，根据弹性系数值，Tapio将 脱钩状态进行了详细分类，将其划分为8个类型：强 脱钩、强负脱钩、弱脱钩，扩张负脱钩、扩张连结、弱 负脱钩、衰退脱钩、衰退连结，并采用了以2坐标轴 为基础划分为8个象限的模型进行表述。国内学者 图6 1980年-2009年河北省碳排放总量、能源消费总量及GDP变动趋势比较 Fig.6 Change trend comparison of C emissions amount，energy consumption amount, and GDP in Hebei province from 1980 to 2009 图7 1980年-2009年河北省能源消费强度和碳排放强度 Fig.7 Energy consumption intensity and C emissions intensity in Hebei province from 1980 to 2009 1900
武红等河北省能源消费碳排放与经济增长的关系 1901 2011年10月 彭佳雯等基于 Tapio等人的研究提出以2坐标轴为率;E,E分别为末期和基期的能源消费量;G,G1分 基础划分为6个象限的模型进行表述,分别为:强脱别为末期和基期的国内生产总值;C,C分别为末期 钩、强负脱钩、弱脱钩、扩张性负脱钩、弱负脱钩、衰和基期的能源消费引起的碳排放量。 退性脱钩,并在此基础上探讨了我国经济增长与能 g和eg的模型表述分别见图8、图9,△C、△E 源消费碳排放的脱钩关系及程度,从全国层面、地△GDP分别为碳排放、能源消费和国内生产总值在 区层面上分析了二者脱钩发展的时间和空间演变末期i相对基期1的增量。每个指数都包括6种脱 规律。 钩类型,分别落于由2变量组成横纵坐标轴的6个 42.2河北省相关指标的脱钩弹性指数测算基于象限内,6种脱钩类型分别为:强脱钩、强负脱钩、弱 相关研究,本文提出3个脱钩弹性指数,分别为:脱钩、扩张性负脱钩、弱负脱钩、衰退性脱钩,模型 碳排放与GDP的脱钩弹性指数<g,能源消费与GDP解释见表3,其中,强脱钩为最理想状态,强负脱钩 的脱钩弹性指数eg,碳排放与能源消费的脱钩弹性为最不理想状态,在解释cg和eg时,c作为中间变 指数ce,其计算公式如下 量考虑。 cg=%△C%△GDP=CC1-1)AGG1-1)(3)4.23结果分析在表4的脱钩分析结果中,△E、△ eg=%△E/%△GDP=(E∥E-I)(GG-1)(4)C、△GDP代表能源消费变化量、碳排放变化量 ce=%△C%△E=(CC1-1)A(E/E-1) (5)GDP变化量,3个脱钩弹性指数分别为:碳排放与 式中%△C为碳排放在末期相对于基期的变化率;GDP的脱钩弹性指数eg,能源消费与GDP的脱钩弹 %ΔGDP为国内生产总值在末期相对于基期的变化性指数eg,碳排放与能源消费的脱钩弹性指数ceo 率;%ΔE为能源消费总量在末期相对于基期的变化由表4分析结果可知:在1980年-2009年间,河北省 张性负脱钩 强负脱钩 扩张性负脱钩 △E>0 △GDP<0 弱脱钩 △GDP>0 △E≥0 △GDP>0 弱脱钩 △GDP<0 Oseg<I △E≥0 △GDP>0 0<ev<I 弱负脱钩 △GDP C<0 强脱钩 弱负脱钩 △GDP △GDP<0 △E<0 0<cg< 强脱钩 △GDP>0 △GDP<0 △GDP>0 衰退性脱钩 衰退性脱钩 △GDP<0 △GDP<0 图8经济增长与碳排放量的脱钩度量模型 图9能源消费与经济增长的脱钩度量模型 Fig 8 Decoupling degree model of C emission(C) Fig 9 Decoupling degree model of energy consumption(E) th(GDP from economic growth(GDP) 表3各类脱钩状态的含义 Table 3 Implication of different decoupling state 脱钩状态碳排放与经济 能源消费与经济增长的脱钩状态特征 强脱钩 经济增长,碳排放下降 经济增长,能耗下降 强负脱钩经济衰退,碳排放增加 经济衰退,能耗增加 弱脱钩 经济增长碳排放增加,碳排放增加的幅度小于经济増长的幅度经济増长,能耗增加,能耗增加的幅度小于经济增长的幅度 扩张性负脱钩经济增长,碳排放增加,碳排放增加的幅度大于经济増长的幅度经济増长,能耗增加,能耗増加的幅度大于经济增长的輻度 弱负脱钩经济衰退,碳排放下降,碳排放下降的幅度小于经济衰退的幅度经济衰退能耗下降能耗下降的幅度小于经济衰退的幅度 衰退性脱钩经济衰退,碳排放下降,碳排放下降的幅度大于经济衰退的幅度经济衰退,能耗下降,能耗下降的幅度大于经济衰退的幅度 weIci resct. cn 91994-2011ChinaAcademicJournalelEctronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
2011年10月 武 红等：河北省能源消费碳排放与经济增长的关系 http://www.resci.cn 彭佳雯等基于Tapio等人的研究提出以2坐标轴为 基础划分为6个象限的模型进行表述，分别为：强脱 钩、强负脱钩、弱脱钩、扩张性负脱钩、弱负脱钩、衰 退性脱钩，并在此基础上探讨了我国经济增长与能 源消费碳排放的脱钩关系及程度，从全国层面、地 区层面上分析了二者脱钩发展的时间和空间演变 规律[10] 。 4.2.2 河北省相关指标的脱钩弹性指数测算 基于 相关研究[11] ，本文提出3个脱钩弹性指数，分别为： 碳排放与GDP的脱钩弹性指数cg，能源消费与GDP 的脱钩弹性指数eg，碳排放与能源消费的脱钩弹性 指数ce，其计算公式如下： cg=%ΔC/%ΔGDP=(Ci/C1-1) /( Gi/G1-1) （3） eg=%ΔE/%ΔGDP=( Ei/E1-1)/( Gi/G1-1) （4） ce=%ΔC/%ΔE= (Ci/C1-1) /( Ei/E1-1) （5） 式中%ΔC 为碳排放在末期相对于基期的变化率； %ΔGDP为国内生产总值在末期相对于基期的变化 率；%ΔE为能源消费总量在末期相对于基期的变化 率；Ei，E1分别为末期和基期的能源消费量；Gi，G1分 别为末期和基期的国内生产总值；Ci，C1分别为末期 和基期的能源消费引起的碳排放量。 cg 和 eg 的模型表述分别见图 8、图 9，ΔC、ΔE、 ΔGDP分别为碳排放、能源消费和国内生产总值在 末期i相对基期1的增量。每个指数都包括6种脱 钩类型，分别落于由2变量组成横纵坐标轴的6个 象限内，6种脱钩类型分别为：强脱钩、强负脱钩、弱 脱钩、扩张性负脱钩、弱负脱钩、衰退性脱钩，模型 解释见表3，其中，强脱钩为最理想状态，强负脱钩 为最不理想状态，在解释cg和eg时，ce作为中间变 量考虑[10] 。 4.2.3 结果分析 在表4的脱钩分析结果中，△E、△ C、△GDP 代表能源消费变化量、碳排放变化量、 GDP 变化量，3 个脱钩弹性指数分别为：碳排放与 GDP的脱钩弹性指数cg，能源消费与GDP的脱钩弹 性指数 eg，碳排放与能源消费的脱钩弹性指数 ce。 由表4分析结果可知：在1980年-2009年间，河北省 图8 经济增长与碳排放量的脱钩度量模型 Fig.8 Decoupling degree model of C emission(C) from economic growth (GDP) 图9 能源消费与经济增长的脱钩度量模型 Fig.9 Decoupling degree model of energy consumption(E) from economic growth (GDP) 脱钩状态 强脱钩 强负脱钩 弱脱钩 扩张性负脱钩 弱负脱钩 衰退性脱钩 碳排放与经济增长的脱钩状态特征 经济增长，碳排放下降 经济衰退，碳排放增加 经济增长，碳排放增加，碳排放增加的幅度小于经济增长的幅度 经济增长，碳排放增加，碳排放增加的幅度大于经济增长的幅度 经济衰退，碳排放下降，碳排放下降的幅度小于经济衰退的幅度 经济衰退，碳排放下降，碳排放下降的幅度大于经济衰退的幅度 能源消费与经济增长的脱钩状态特征 经济增长，能耗下降 经济衰退，能耗增加 经济增长，能耗增加，能耗增加的幅度小于经济增长的幅度 经济增长，能耗增加，能耗增加的幅度大于经济增长的幅度 经济衰退，能耗下降，能耗下降的幅度小于经济衰退的幅度 经济衰退，能耗下降，能耗下降的幅度大于经济衰退的幅度 表3 各类脱钩状态的含义 Table 3 Implication of different decoupling state 1901