1、1基于 KAYA 模型的青岛市碳排放及驱动因素分析摘要本文运用 KAYA 模型，对青岛市碳排放及其驱动因素进行了实证研究。研究发现，2001-2010 年青岛市碳排放总量持续增加，碳生产力不断提高，以煤炭、石油为主的高碳经济发展模式仍然没有根本改观。青岛市人口数量、经济发展、单位能耗碳排放的增长导致碳排放量的增加，单位 GDP 能源强度的提高在一定程度上降低了碳排放量。四个影响因素中，经济发展和单位 GDP 能源强度是影响青岛市碳排放的主要因素。根据实证结果，青岛市应以调整经济结构和能源利用结构为重点，通过低碳技术创新和机制创新，实现低碳经济的发展目标。 关键词KAYA 模型；碳排放；驱动因素
2、；青岛市 中图分类号F207 文献标识码A 文章编号1671-8372（2013）03-0084-04 一、引言 与同类城市相比，青岛的农村大、城市小，农民多、市民少，县域面积占全市总面积的 90%，农业人口占全市总人口的 60%。2011 年青岛市的万元 GDP 能耗 0.71 吨标准煤，已居全国前列；一、二、三次产业结构的比重为 4.6：47.6：47.8，能耗较高的工业比重依然大于当年的全国平均水平 46.8%。因此，本文运用实证分析的方法，考量青岛市二氧化碳排放状况，分析驱动碳排放量增长的因素，及各个因素的影响程度。 目前我国对二氧化碳排放及其驱动因素的研究成果，大部分集中于2某个区域
3、或省份二氧化碳及驱动因素。李卫兵、陈思（2011）对中国中、东、西部三个经济带的碳排放驱动因素进行了分析，并通过区域对比研究发现，中部地区与东、西部在碳排放驱动因素的影响方向和影响程度上有很大的不同1。叶晓佳、孙敬水、董立峰（2011）测算了浙江省19962008 年碳排放及各驱动因素对碳排量的贡献2。张超、任建兰（2012）利用 19902009 年的数据对山东省能源消费二氧化碳排放及驱动因素分析3。王兆君、李婷婷（2012）利用 KAYA 模型，分析了20012010 年黑龙江国有林区碳排放量与人口数量、经济发展、单位能耗碳排放、单位 GDP 能源强度的关系，提出了减少林区碳排放的建议4。
4、本文利用 KAYA 模型对青岛市二氧化碳排放及其驱动因素进行研究，以期为青岛市低碳经济发展政策的制定提供依据。 二、碳排放模型的构建及指标解释 （一）模型构建 KAYA 模型是由日本学者 Kaya Yoichi（1990）提出的，专门用于研究二氧化碳排放及其驱动因素，揭示二氧化碳排放量的推动力5。他认为一个国家或地区的碳排放量受到人口数量、人均 GDP、单位 GDP 能源强度以及单位能耗碳排放量四个因素的影响，反映的是碳排放与人口数量、经济发展和能源利用的关系。利用 KAYA 模型，可对一个国家或地区碳排放量驱动因素分析，以找出降低碳排放的有效措施。模型的具体形式如下： 二氧化碳排放量=人口数
5、量人均 GDP单位 GDP 能源强度单位能耗碳排放量 （1） 3在 KAYA 模型原始表达式（1）的基础上，构建青岛市二氧化碳排放及驱动因素分析的模型： 其中，CO2 为青岛市二氧化碳排放量，P 为青岛市人口数量，GDP 为青岛市生产总值，E 为青岛市单位 GDP 能源强度，K 为青岛市单位能耗二氧化碳排放量。 本文基于上述模型，测定青岛市 20012010 年二氧化碳排放量及变动趋势，分析各个驱动因素对碳排放总量的影响方向和影响程度。数据主要来源于 20012011 年青岛市统计年鉴 、 山东省统计年鉴 。这10 年正值国家“十五”计划（20012005）和“十一五”规划（20062010）
6、的重要时期，也是青岛市经济快速发展时期。 （二）指标解释 1.人口数量 人口数量是影响碳排放的一个重要指标。在社会经济、技术条件不变的情况下，一般来讲人口数量增长对资源和能源的需求量就越大，碳排放量会增加。 2.人均 GDP（GDP/P） 人均 GDP 是一个国家或地区，在核算期内（通常为一年）实现的生产总值与所属范围内的常住人口的比值，是衡量各国人民生活水平的一个标准。一般来讲，在高碳经济模式下，人均 GDP 越大，碳排放量越多；而在低碳经济模式下，人均 GDP 的增长可能不会带来碳排量的增加，低碳或无碳能源和低碳产业是推动经济的主要力量。 3.单位 GDP 能源强度（E） 4单位 GDP
7、能源强度是指每单位 GDP 消耗能源的数量。单位 GDP 能耗越大，说明经济发展对能源的依赖程度越强，它是衡量能源经济效率的重要指标。 4.单位能耗碳排放量（K） 单位能耗碳排放量是指每消耗一单位的能源排放的二氧化碳量，是衡量碳能源结构的一项重要指标。由于热值和燃烧效率有所差异，不同的能源产生的二氧化碳排放量有很大的不同。单位能耗碳排放量的计算模型如下： 其中，Ui 表示第 i 种能源消耗量，i 表示第 i 种能源的碳排放系数，n 表示能源的种类。参照 20012010 年的山东省能源消费结构，根据2006 年 IPCC 国家温室气体清单指南的不同能源二氧化碳排放系数，计算得到各年的二氧化碳排
8、放总量及单位能耗二氧化碳排放量。 三、青岛市碳排放计算结果及分析 （一）模型计算结果 为了保证数据的前后可比性，本文以 2000 年为基期，用 GDP 平减指数对 GDP 数据进行处理。在完成模型构建和原始数据收集汇总工作以后，利用 Excel 对数据进行处理、计算和分析。 根据模型（2）得到青岛市 20012010 年二氧化碳排放总量和增长速度（见表 1） 。可见，青岛市二氧化碳排放的增长速度总体上呈降低趋势，10 年间的平均增长速度为 7.16%，排放总量缓慢增加。 （二）结果分析 1.二氧化碳排放规模与速度分析 由表 1 可知，青岛市二氧化5碳排放总量呈上升趋势，期间年平均增长速度为 7
9、.16%。从发展轨迹上来看，青岛市二氧化碳排放大致经历了三轮的螺旋式攀升阶段：20012004 年环比增长速度较高，20052006 年增长速度有所减缓，20072010 年增长速度进一步放缓。20012004 年正处在国家第十个五年计划的发展时期，经济发展进入了新一轮的快速增长，这一时期青岛市GDP（可比价）平均增长速度维持在 14%左右的高水平上，能耗水平较高的工业比重在 47%51%之间，工业经济的增长速度在 17%24%之间，此阶段人们对高碳排放的认识不足，单位 GDP 碳排放水平较高，这种高能耗的产业结构和落后的耗能设备技术，是二氧化碳排放快速增长的主要原因。20052006 年，工
10、业经济比重依旧在 51%52.4%的高水平上，但增长的速度明显放慢，增速在 20%左右。20072010 年青岛市的产业结构调整速度加快，能耗高的工业比重由 2006 年的 52%，降低到 2010 年的48.7%，工业的增长速度进一步放慢，在 15%上下波动。 “十一五”规划中国家节能减排的政策力度不断加强，青岛市在发展经济的同时，加强产业结构调整，加大节能减排力度，使碳排放增长速度趋于平缓。 2.碳生产力分析 碳生产力是衡量碳排放效率的重要指标，指一段时期内每单位二氧化碳排放创造了多少 GDP，反映了单位碳排放所产生的经济效率，因为涵盖了“低碳”和“经济发展”两大目标，所以它成为衡量低碳经
11、济发展水平的一个最具代表性的指标。碳生产力的提高意味着单位物质能源消耗创造了更多的社会财富，碳生产力的增长率也常被用于衡量一个国家或区域在降低二氧化碳排放量、应对气候变化方面所取得的成效。根据6原始数据，计算 20012010 年青岛市、山东省碳生产力及增长情况（见表 2，图 1） 。 由表 2、图 1 可见，20012010 年青岛市碳生产力在循环波动中不断提高，20012010 年碳生产力增加总量 1.28 万元/吨，年均增长速度约为 7.57%，其中，2004 年、2007 年、2010 年的增长速度最快。碳生产力的发展趋势大致经历了两个阶段：第一阶段（20012003 年） ，青岛市碳
12、生产力缓慢提高，增速在 2.2%3.5%，即每吨碳排放产生的经济效益增加额为 246.66 万元；第二阶段（20042010 年） ，青岛市碳生产力增速不断提高，增速最低的 2009 年也达到 4.18%。从总体趋势来看，10 年间青岛市碳生产力不断提高，意味着碳排放效率不断增强。 与山东省总体水平比较，不管是碳生产力还是其增长速度，青岛市的水平高于全省平均水平，主要是因为青岛市的产业结构优于全省的产业结构。2010 年山东省工业比重为 48.2%，其中重工业比重高达67.61%，青岛市工业比重为 48.7%，其中重工业比重为 61%。同时，青岛市在节能减排、生态城市建设等方面的成绩比较突出。
13、 3.碳排放驱动因素分析 根据因素分析法计算可得，人口数量、人均 GDP、单位 GDP 能源强度以及单位能耗二氧化碳排放量对青岛市二氧化碳排量的影响方向和影响程度（见表 3，图 2） 。 由表 3、图 2 数据，可以对人口数量、人均 GDP、单位 GDP 能源强度以及单位能耗碳排放量四个因素做以下分析： （1）人口效应。人口数量对青岛市碳排放量基本产生正向影响，影7响程度总体来看相对较小，20032006 年相对显著。从原始数据来看，主要是青岛市 10 年间人口总数波动不大，不会造成碳排放量的显著变化。（2）经济发展效应。人均 GDP 的变化对碳排放量产生重要的正向影响，在四个影响因子中，人均
14、 GDP 的影响程度最大。其历年对碳排放量的影响无论是在数量上还是从比重上都是最大的，且每年影响程度除2003 年、2004 年为 87.85%、97.77%外，多数年份的影响比重均在 116%以上，2008 年达到顶峰值 246.31%。10 年经济发展共产生了增量二氧化碳 4508.16 万吨，占 10 年二氧化碳增量总量的近 146%，这主要是由青岛市目前发展的高碳产业结构导致的。据相关研究，第三产业的二氧化碳排放强度远低于第二产业，而在第二产业中，先进制造业的二氧化碳排放强度也远低于以电力、石油加工为代表的传统能源加工转换部门以及以钢铁、化工为代表的能源密集型工业部门。因此，青岛市在未
15、来经济发展中，应通过不同层面的结构调整，进一步降低二氧化碳的排放强度，实现低碳发展。 （3）单位 GDP 能源强度效应。该指标对青岛市碳排放产生了显著的负向影响，单位 GDP 能源强度的降低对抑制碳排放量有着重要意义。从GDP 结构上来看，20012010 年第二产业在青岛市 GDP 中的比重大致在47%52%之间波动，20042008 年都在 50%以上，高碳经济的特征明显。因此，青岛市如何优化经济结构，加快低碳和零碳能源的开发利用，加快高能耗设备的技术改造，直接影响到青岛市低碳城市和蓝色经济发展目标的实现。 8（4）单位能耗碳排放效应。该指标对青岛市碳排放有正向作用，但影响程度不大，只有少
16、数年份出现负影响。这主要是受当年的能源结构变化的影响，从青岛市 20012010 年的一次能源消费结构来看，原煤和原油的消耗量占近 99%以上，天然气比重不到 1%。这种能源结构不仅会增加碳排放还会制约经济发展。因此，如何优化能源结构，发展和利用新能源成为青岛市发展低碳经济的关键。 四、研究结论与建议 本文运用 KAYA 模型，对青岛市碳排放及其驱动因素进行了实证分析。实证结果显示，20012010 年青岛市碳排放总量持续增加，碳生产力不断提高，以煤炭、石油为主的高碳经济发展模式仍然没有根本改观。四个影响因素中，人口数量、经济发展、单位能耗碳排放三个因素对青岛市碳排放量基本为正向影响，即如果当
17、前经济发展模式不变，人口增长、人均 GDP 增长、单位能耗碳排放增长都会导致青岛市碳排放量的增加。单位 GDP 能源强度则主要为负向影响，体现出青岛市能源利用效率的提高，一定程度上减少了碳排放水平。从影响程度上看，经济发展和单位GDP 能源强度是影响青岛市碳排放的主要因素，而人口数量和单位能耗碳排放对碳排放影响较低。从最终结果来看，总的正向驱动效应大于总的负向驱动效应，从而使青岛市碳排放量呈现不断上升的趋势。 青岛市的经济结构和能源消费结构是影响碳排放的主要因素。未来青岛市低碳经济的发展应依据长期的碳强度控制目标，制定低碳发展战略。以调整经济结构为突破点，改变目前的高碳发展模式；提高低碳技术创
18、新能力和能源利用效率，优化能源消费结构，构建低碳能源体系；9通过机制创新和相关政策体系的完善，营造良好的低碳经济发展环境，并逐步建立起“低碳交易市场” ，在政府、企业、市场“三位一体”监管机制的约束下，实现低碳经济的发展目标。 参考文献 1李卫兵，陈思.我国东中西部二氧化碳排放的驱动因素研究J.华中科技大学学报，2011（3）：111-116. 2叶晓佳，孙敬水，董立锋.低碳经济发展中的碳排放驱动因素实证研究以浙江省为例J.经济理论与经济管理，2011（4）：13-23. 3张超，任建兰.山东省能源消费 CO2 排放及驱动因素分析J.水电能源科学，2012，30（2）：60-63. 4王兆君，李婷婷.基于 KAYA 模型的黑龙江国有森工林区碳排放及其驱动因素实证研究J.林业经济问题，2012（4）：11-15. 责任编辑 张桂霞
