摘要 溫室氣體導致全球氣候變暖已為世界所公認，其中又以CO2氣體的排放為主。本文針對主要排放源--能源消費導致的碳排放進行核算，並在省級尺度上對中國1995-2006年的碳排放進行對比發現，碳排放較高的省份集中在消費結構以煤為主的地區，如山西；以及第二產業比重較大的地區，如山東、河北、江蘇等省。而一些經濟發達、科技領先的省市，如北京和上海碳排放有明顯下降趨勢。
關鍵詞 碳排放，排放係數，能源消費，省級尺度
1 引言
工業革命以來，資本和能源密集型產業逐漸興起與壯大，伴隨能源消耗產生的CO2等溫室氣體在大氣中大量聚集，成為近幾十年來全球溫度上升等一系列氣候變化的元兇。國際社會很早就對此給予高度重視，1992年《聯合國氣候變化框架公約》的通過拉開了全球合作應對氣候變化的序幕，1997年的《京都議定書》對主要工業國家的溫室氣體排放量做出了更為明確的規定。此後，能源?螄經濟?螄環境及與其相關的一系列問題成為各國決策者關注的焦點。
國際上認為，我國的碳排放總量已躍居世界第二位，面對國際上要求中國減排呼聲的高漲以及2012年《京都議定書》的到期、新一輪談判的到來，中國面臨很大的減排壓力。雖然我國已認識到能源消耗與碳排放和經濟增長之間的關係，並在「十一五」規劃中明確提出要將能源強度降低20%，但2006年除北京外，其餘省份都未能完成單位GDP能耗降低率的目標任務。因此，了解各地區的碳排放現狀及成因，對於尋找減排的技術路線和區域對策，進而實現整體的控制目標具有重要意義。為此，本文擬從省區尺度研究各地區碳排放情況及近年來的變化趨勢，並試圖給出針對性較強的減排措施。
2 計算方法
根據2007年IPCC第四次評估報告，溫室氣體增加的主要來源是化石燃料燃燒。而其中化石燃料燃燒所導致的CO2排放在2004年佔總碳排放將近95.3%(不包括森林採伐及生物量減少所造成的CO2增加)。
由於目前我國沒有碳排放量的直接監測數據，因此大部分的測算研究都是基於對能源消費量的測算得來。徐國泉等(2006)在對碳排放進行因素分解時所採用的基本公式為：
即總排放量等於各能源品種消費所產生碳排放量之和。其中， 為i種能源的碳排放係數。
基於碳排放量與能源消費量成正比的假設，我們根據折算公式(2.2)把全國總排放量根據能源消費量分攤到各地區：
其中Emsj, Ej分別為j省(除西藏)的碳排放量和能源消費量；Emstotal, Etotal 分別為全國碳排放總量和能源總消費量。
考慮到各地區在能源結構上存在差異，而不同能源品種的碳排放係數又不同，為此我們通過構造各省平均碳排放係數對(2.2)式再次進行折算：
其中Fj為j省平均碳排放係數，F為全國平均碳排放係數，Eij, Ei分別為j省和全國i種能源的消費量，Fi為i種能源的碳排放係數。
3 排放現狀
3.1 平均碳排放係數
平均碳排放係數反映了區域不同能源結構下單位能源消費所產生的碳排放的綜合效應。根據(2.4)式計算的各地區和全國平均碳排放係數如表1所示：
比較中國各省及全國碳排放係數1995-2005年的平均值發現：山西、內蒙古、河北、安徽、上海和江西等省份的平均排放係數較高，尤其是山西和內蒙古，分別高出全國平均水平80%和31%；而青海、海南、新疆、重慶、四川、福建、廣西和北京等省市的平均排放係數較低，尤其是青海和海南，僅有全國平均水平的56.1%和70.5%；此外，天津、寧夏、陝西等省的平均排放係數與全國水平相近。從公式(2.4)可以看出，各地區平均碳排放係數的高低實際上反映了該地區能源消費結構中清潔能源比重的大小，山西省碳排放係數位居首位，源於其煤炭消費量佔總能源消費87%，而海南、青海的煤炭比重僅有12%和22%，其中海南主要依靠石油，佔能源消費總量的30%。
3.2 總排放量
總排放量反映了一個地區總體的碳排放情況。從能源消費總量看，排在前3位的是山東、河北、山西，但是在考慮碳排放係數的情況下，山西、河北、山東、遼寧、江蘇、河南、廣東排名靠前，總排放量最大。而一些西部省份，如青海、寧夏等省及海南碳排放總量較低。與能源消費比較，考慮碳排放係數後，山西、河北、內蒙古、河南、安徽等省的排放總量有所增加，而山東、江蘇的變幅不大，廣東、四川、浙江、遼寧和北京等省市明顯降低，說明它們的能源結構有助於減少碳排放(圖1)。
從平均增長速度(表2)來看，增速最快的為內蒙古、寧夏、福建、山東、雲南、浙江、河南、貴州、廣東、河北等省份。其中，山東、廣東、河南、河北等省份的總排放量和增長率都明顯偏高。
值得一提的是：內蒙古具有高達12.78%的年平均增長率，是所有省份中最高的，如果不採取有效的減排措施，必然會超過其他省份。寧夏、福建也具有較高的排放增長率，雖排放基數值相對較小，減排形勢不如內蒙古嚴峻，但也需對增長速度進行有效控制。北京、四川年平均增長率最低，海南、青海的平均總排放水平最低。特別是福建，基數本來就不小。由於能源結構中碳能源特別是煤使用量大，山西、內蒙古、寧夏的碳排放份額明顯高於它們的能源使用份額，河北、安徽、貴州、河南等也有類似特徵。
3.3 人均排放量
人均排放量除去了不同地區人口密度對總排放的影響，使碳排放的地域差異更具有可比性，也是國際上進行減排談判使用的重要指標依據之一。
結合聚類分析的結果與圖2，我們發現，山西、上海、寧夏、天津和內蒙古的人均排放量最高，其次為北京、遼寧、河北等省市。其中，上海、北京和天津由於是全國的經濟和產業中心，存在著大量的外來流動人口，而我們所採用的是統計部門提供的戶籍人口，如果考慮居住人口，則二者的人均排放水平會有一定程度的下降。另外，由於能源結構的非碳成份低，北京、遼寧、上海、廣東、青海、新疆的人均碳排放比人均能耗下降明顯。
從增長率上(表3)看，人均排放量增長率最高的為內蒙古、福建、山東和寧夏，其次為雲南、河南、浙江、海南、河北、江蘇等省份。此外，上海雖然具有較高的人均排放水平，但增長率較低，四川的人均排放量和平均增長速率都非常低，而北京是全國唯一近12年來人均排放量降低的省份。
3.4 單位GDP排放量(排放強度)
單位GDP碳排放反映了經濟增長過程中的碳排放強度，也即經濟增長在多大程度上依賴於高能耗產業。從絕對量上(圖3)看，山西、貴州、內蒙古和寧夏的單位GDP碳排放最多，碳排放係數正向影響在上述四省中依然顯著，尤其是山西，考慮碳排放係數後排放強度增加了接近1倍。而從近11年的單位GDP碳排放增長率(表4)看，各省份均呈下降趨勢，尤其北京下降最為明顯，增長率為-12.81%；降幅最小的為福建，僅為-0.77%。
聚類分析結果顯示，除山西和北京各自成為一類外，貴州、內蒙古、寧夏三省的單位GDP碳排放次高，同時下降速度也相對較為緩慢，其經濟的能源依賴性沒有很大改觀，未來減排形勢不容樂觀；福建、雲南、海南三省的下降速度最為緩慢，但其碳排放強度也相對較低，未來幾年不會有太大變化；天津、上海的下降速度僅次於北京，單位GDP排放強度也偏低，和北京一樣，基本上擺脫了對能源的高度依賴；而山西雖然近幾年的降幅也很明顯，但其排放強度基數大，減排任務依然艱巨。
4 政策建議
本文假設能源消費與碳排放成正比，利用各省的能源消費數據對全國碳排放總量進行分攤，並考慮了各省能源結構不同所導致的碳排放上的差異，對模型進行了調整。通過對各省碳排放量的分析，得出一些中觀層面上的結論和政策建議：
(1)山西省無論是總排放量、人均排放量和單位GDP排放量都是最高的。這在很大程度上是由於該省平均碳排放係數較高引起的(高於全國水平80%)，這當然是與該省是產煤大省有關。究其原因煤炭在該省能源消費結構中佔有很大的比重，這種結構導致CO2排放增加，另一方面，由於是產煤大省，對能源的使用效率低也導致能耗增加。為此，山西應該大力轉變以往對煤炭的依賴，倡導低排放能源，另一方面也要通過節能，從節能爭取減排降低。
(2)山東、河北、江蘇等工業大省由於其第二產業比重均超過50%，尤其是山東，2005年達到57.4%，相比1995年47.4%的水平提高了10%，這一時期雖然能源強度降低，但是能源總消費量提高了1.69倍，這是造成其總能耗量2005年躍居首位的主要原因。對山東的調查可以發現，許多韓資、日資企業為了規避國內的環境壓力，到這個地區生產。因此對於這些省份來說，在推進產業升級和企業壯大時，必須堅持環境法律法規和考慮特殊的政策。
(3)內蒙古的碳排放總量和人均排放量在所有省份中增長最快，導致該省平均碳排放係數較高。主要是因為該省近12年能源消費量大幅上漲，2006年比1995年增長了3.4倍，基本上可以認為，內蒙古作為落後地區，已經開始了工業化，但是這個工業化更多地接受了傳統產業的轉移，工藝相對落後，導致節能減排效率低。由此在工業化進程中，堅持技術進步，對轉移企業有所選擇，是內蒙古實現節能減排的關鍵。同樣，寧夏和貴州兩個西部省份排放強度較高，雖然近年有所下降，但降幅不大。經濟增長仍伴隨著較高的碳排放水平。由於兩省經濟較為落後，在由第一產業向第二產業轉移過程中難免會產生較多的碳排放量。在不影響經濟增長的前提下，應以引進先進技術，提高技術水平和利用清潔能源為主。內蒙、寧夏、貴州地處西部的東部，他們接受中部淘汰的產業，因此在這些地區堅持有關的技術進步是節能減排的關鍵。
(4)北京和上海的減排效果最為突出。其人均排放增長率都是最低的(北京的人均GDP排放為負增長，上海也僅為1.5%)，而二者的單位GDP排放指標也是降低速度最快的。可能主要源於第二產業比重的下降(北京下降14.67個百分點，上海下降8.61個百分點)，這是因為北京和上海正在發生經濟結構轉型，正在發展成為全國貿易樞紐、金融樞紐和研發樞紐城市。這當然是其他省區難於學習的，不過，高技術產業迅速發展的江蘇、廣東、山東、浙江是產業創新和新技術應用的主要地區，這些地區應可以在節能減排方面做出貢獻。
主要參考文獻
1 IPCC第四次評估報告第三工作組報告.http:
//www.ipcc.ch/ipccreports/ar4-wg3.htm
2 國家發展和改革委員會.中國應對氣候變化國家
方案，http://www.gov.cn/gzdt/2007-06/04/content_
635590.htm, 2007.
3 徐國泉，劉則淵，姜照華. 中國碳排放的因素分解
模型及實證分析：1995-2004. 中國人口?螄資源與
環境，2006，16(6)：158-161.
Study on the Status of Carbon Emission in Provincial Scale of China and Countermeasures for Reducing its Emission
Wang Zheng Zhu Yongbin
(1 Institate of Policy and Mangement, CAS 100190 Beijing 2 East China Normal Univsertiy 200062 Shanghai)
It is generally recognized in the world that Green House Gas (GHG), induces the Global Warming, with the emission of the Carbon Dioxide (CO2) as the main. This paper conducts checking and calculation of the carbon emission caused by energy consumption, which is the major emission source, and on the basis of comparison of the emission volume during 1995-2006 in the provincial scale, it finds that provinces having the high emission of CO2 are those regions consuming coal as the main in the whole energy consumption, such as Shanxi; and also those regions having more second industries, such as Shandong, Hebei and Jiangsu Province. While in some provinces and municipalities with developed economy and advanced science and technology, like Beijing and Shanghai, their carbon emissions displays a decrease trend.
Keywords carbon emission, emission coefficient, energy consumption, provincial scale
王 錚 中國科學院科技政策與管理研究所研究員，博士生導師；華東師範大學紫江學者計劃講座教授。1954年12月出生。主要從事經濟發展的政策模擬、區域科學與管理、地理計算和可持續發展的理論研究。2005年提出我國減排CO2的經濟最優政策模擬結果，模擬提出油價上漲對我國經濟衝擊的模擬結果；2007年對氣候保護、物價控制、建立創新樞紐城市等政策提出意見。作為我國政策模擬的主要開拓者，部分工作已對國家發展政策產生了積極影響。E-mail:wangzheng@casipm.ac.cn