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NO.11202353低碳环保与节能减排能ENERGYCONSERVATION基于扩展Kaya模型的广东能源消费碳排放及其影响因素研究陈俊廷（延安大学经济与管理学院，陕西延安7 16 0 0 0)摘要：对传统的Kaya恒等式进行扩展，并采用基于LMDI的完全分解模型，对19 9 8 2 0 19 年广东一次能源消费碳排放的影响因素进行分析，根据19 9 8 年以来广东的经济社会发展和碳排放总量演变特征，将其划分为5个发展阶段，定量分析人口规模效应等因素在不同发展阶段做出的贡献程度。结果显示：促进广东一次能源消费碳排放增长的最主要因素是经济规模效应，人口规模效应次之；在不同发展阶段中，主要由能源强度效应遇制能源碳排放量的增长；能源替代效应和能源结构效应随着时代发展和政策变化而改变，在不同的阶段表现出不同的正负值。关键词：能源消费；碳排放；Kaya模型；广东省中图分类号：X24文献标志码：A文章编号：10 0 4-7 9 48（2 0 2 3）11-0 0 53-0 4doi:10.3969/j.issn.1004-7948.2023.11.015引言广东作为经济大省，连续数十年GDP位居全国前列，在经济发展突飞猛进的同时，能源消费总量和二氧化碳排放快速增长。广东省能源消费总量从19 9 0 年的3936.44万吨标准煤上升到2 0 19 年的33359.42 万吨标准煤，近40 年间增长了约8.47 倍。积极响应国家对碳达峰目标的要求，做好节能减排的带头作用，是广东省接下来平衡环境保护和经济发展的重要命题。张聪叫等利用结构分解分析(SDA)和结构路径分析(SPA)法对广东省的碳排放情况进行分析，发现促进碳排放量增长的主要因素是最终需求效应，而遏制碳排放量增长的最主要因素是能源强度效应，能源部门是引起碳强度和完全碳强度增加的主要部门。秦翊 2 等利用对数平均迪氏指数(LMDI)法测算影响广东省能源消费碳排放的主要因素，得出能源结构调整是降低碳排放的最主要因素。钟式玉 3等利用统计数据，在广东省经济社会发展和能源消费特点的基础上，多角度地对广东能源消费增量进行分析。李猛 4 等根据广东省19 7 8 2 0 19 年的统计数据，对广东不同时期的能源消费需求与经济增长关系进行分析。基于“双碳”背景，对广东省能源消费碳排放及其影响因素的研究较少，参考以往的资料和研究成果，文中对广东省经济社会发展和能源消费碳排放过程进行综合考虑，划分不同阶段，结合历史背景对相应阶段影响碳排放量增长的因素进行分析。1研究方法与数据来源1.1模型的构建与优化常用的碳排放影响因素定量分析方法包括SDA法和IDA法。IDA法使用几个因素相乘的形式表示，并根据不同的权重确定方法进行分解，以确定各个指标的增量余额 5。Angl6-8在系统阐述Laspeyres指数分解与Divisia指数分解等分析方法的基础上，运用LMDI对碳排放进行分解，该方法不仅消除了分解残差，而且很好地解决了Divisia方法中的“o”值问题。目前，LMDI模型已被广泛应用于碳排放研究。王长建等利用LMDI和SDA法，得出煤炭消费总量下降的主要原因是能源消费强度的持续下降等结论。郭运功110 等利用LMDI法对上海市碳排放强度和碳排放量进行分析，主要结论包括能源强度的下降会遏制碳排放强度的增长，常住人口和人均GDP促进碳排放量增长。王敏 I等利用Tapio弹性脱钩理论和LMDI分解法，指出刺激碳排放增长和能源消费增长的主要因素是人口规模效应和经济增长效应，能源强度效应起主要遏制作用，能源结构因素的遏制作用次之，但随着时间变化而加强。除了上述文献之外，大量研究资料也证明了人口规模和经济发展是促进碳排放增长的主要因素，遏制碳排放增长的因素随时间地点的改变而改变。Kaya恒等式最早由日本学者Kaya提出，是在碳排放影响研究中被广泛使用的碳排放因素分解恒等式。该式能够量化反映能源消费碳排放与能源、经济和人口的关系。随着研究的深入，相关学者发现能源消费碳排放还与产业结构、能源效率等因素密不可分，采用IDA法分析碳排放时将引入更多的变量，即扩展的Kaya恒等式。Kaya恒等式将碳排放分解为4个因素。GECC=Px(1)XPGE作者简介：陈俊廷（19 9 9 一），男，硕士，研究方向为能源经济。收稿日期：2 0 2 3-0 4-2 0引用本文：陈俊廷.基于扩展Kaya模型的广东能源消费碳排放及其影响因素研究 J.节能，2 0 2 3，42(11)：53-56.NO.112023节能 ENERGYCONSERVATION54低碳环保与节能减排式中：C次能源消费碳排放总量；P一人口规模；G国内生产总值；E一能源消费；G/P-一人均一GDP;E/G能源消费强度；C/E-能源消费碳强度为了能更好地分析解释影响广东省能源消费的碳排放因素，参考王长建2 I等构建的Kaya恒等式，将Kaya恒等式进行拓展GEFECC=Pxpxgxexsxf(2)XXEXPGFE式中：FE-化石能源消费总量；E一一次能源消费总量。令p=P、g=G/P、e=EIG、S=FE/E（化石能源消费比重）、f=C/FE（化石能源碳排放系数）。广东省的能源消费结构持续多元化发展，0 t年的碳排放量的差值称为总效应C。C 由5部分组成：人口规模效应Cp-efet、经济产出效应Cg.efet、能源强度效应ACeeffectv能源替代效应Csfet、能源结构效应Ctf-effetoACp-fectCt-ConPt(3)In C,-In CoPoC,-CoACg-fectn(4)In C,-ln Cog0C,-CoetACe-effect(5)In C,-In CoeoC,-CoStACseffctln(6)In C,-In CoSoC-CoC r-e f f e c tn(7)In C,-In Co1.2数据来源所有数据均源自广东统计年鉴2 0 2 1年，历年碳排放量数据源自CEADs的为省级排放清单19 9 7 2 0 19 年。2实证分析2.1广东省能源消费过程研究广东省19 9 8 2 0 19 年一次能源消费总量如图1所示。19982019年，广东省一次能源消费总量处于不断上升的态势，从19 9 8 年的6 57 0.17 万吨标准煤增长到2 0 19 年的31122.99万吨标准煤，增长了约5倍。广东省19 9 8 2 0 19 年一次能源消费结构演变如图2 所示。在该阶段，煤炭消费始终占据较大比例，2 0 11年之前一直保持着50%以上的比例，后续逐年回落至2 0 19 年的34.2%，但仍占据三分之一的比例。一次电力及其他能源消费占比除了19 9 8 2 0 0 1年有所下降之外，其余时间一直保持稳步上升的趋势，于2 0 19 年达到31.2%。天然气和原油的占比也一直保持上升的趋势。广东省能源消费结构多元化水平持续加高，主要原因是广东省重视环境保护，不断加大对新能源产业的投入力度和政策帮扶，大力推广清洁能源的使用3500030.0002500020.0001500010.0005.0001998200120042010201320162019年份图1广东省19 9 8 2 0 19 年一次能源消费总量120原煤原油天然气一次电力及其他能源10080604020年份图2 广东省19 9 8 2 0 19 年一次能源消费结构演变2.2广东省碳排放量演进特征广东省19 9 8 2 0 19 年碳排放总量如图3所示。19 9 8 2019年，广东省碳排放总量呈现不断增长的趋势，从1998年的146 8.2 亿kg上升到2 0 19 年的56 8 9.8 亿kg，增长了约3.8 8 倍，年平均增长率约为13.7%。6 000500040003000200010001998200120042007201320162019年份图3广东省19 9 8 2 0 19 年碳排放总量2.3广东省一次能源消费碳排放的因素分解采用基于LMDI的完全分解模型，对19 9 8 2 0 19 年广东省碳排放总量的影响因素进行分解，定量分析该时期人口规模效应等因素对碳排放增量产生的影响。碳排放影响因素的指数分解分析如表1所示。表1碳排放影响因素的指数分解分析年份人口规模效应经济产出效应能源强度效应能源替代效应能源结构效应碳排放增量1998199942.81282.550-62.20747.772-0.814109.71999200086.953170.2582.9810.000-17.243243.52000200117.583193.615-168.837-19.0249.90633.22001200223.782196.537-26.803-81.57618.486130.32002200328.688312.467-30.952-15.381-23.897270.9NO.112023节能ENERGYCONSERVATION55低碳环保与节能减排续表1碳排放影响因素的指数分解分析年份人口规模效应经济产出效应能源强度效应能源替代效应能源结构效应碳排放增量2003200439.008330.158-39.846-67.522-4.602257.42004200523.822402.768-202.691-26.29210.918208.52005200677.425408.941-35.545-48.130-21.495381.12006200772.584568.356-237.22072.823-304.759171.72007200881.843414.819431.233-8.593237.979294.92008200988.805183.55944.602-4.72767.253379.420092010126.741510.981-85.56026.332-76.822501.820102011140.515541.179-394.156213.95861.617563.020112012129.189224.129-255.122-223.619-21.103-146.620122013100.568350.296-220.6816.127-172.60063.92013201495.624335.789-292.791-183.458120.39375.62014201581.469377.213-199.972-259.175-26.495-27.02015201697.985378.250-261.414-111.030-14.55289.120162017100.748467.291-373.463114.90418.278263.42017201892.163380.260-307.06829.709-21.865240.82018201963.936371.842-257.795-379.768318.727117.0参考历史背景和要求变化情况，对广东省自19 9 8 年以来的社会经济发展情况和碳排放总量的演变过程进行分析，将广东的一次能源消费的碳排放增长过程分解成5个阶段。计算这5个阶段中人口规模效应等因素对碳排放增量造成的影响程度，从而研究各因素在不同阶段中所发挥的作用。广东省一次能源消费碳排放阶段划分以及划分标准如表2 所示。碳排放影响因素分解结果如表3所示。碳排放影响因素指数分解结构如图4所示。表2广东省一次能源消费碳排放阶段划分以及划分标准第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段第五阶段项目(19982000年)(20012005 年)(20062010年)(20112015年)(20162019年)历史背景九五十五“十一五”“十二五”“十三五”人口年均增速/%2.751.062.121.711.22GDP年均增速/%8.7916.2215.398.167.86碳排放年均增长速度/%8.009.358.69-0.143.06万元GDP碳排放增速/%0.624.684.688.364.27人均碳排放年均增速/%4.867.885.94-1.701.76表3碳排放影响因素分解结果阶段人口规模效应经济产出效应能源强度效应能源替代效应能源结构效应碳排放增量第一阶段(19982000年)129.764252.808-59.55647.772-18.057353.2第二阶段（2 0 0 1 2 0 0 5年）132.8821 435.545-469.129-209.79610.811900.3第三阶段（2 0 0 6 2 0 10 年）447.3992.086.6561 139.11337.705-97.8441728.9第四阶段（2 0 11 2 0 15年）547.3651 828.606-1 362.722-446.167-38.188528.9第五阶段（2 0 16 2 0 19 年）354.8331 597.643-1199.74-346.186300.588710.3400人口规模效应经济产出效应能源强度效应300能源替代效应能源结构效应200%/4711000-100-200-3001998200020012005200620102011201520162019年份图4碳排放影响因素指数分解结构第一阶段（19 9 8 2 0 0 0 年），广东省生产总值年均增速达到8.7 9%，但碳排放增速和人均碳排放增速也同样保持快速增长的状态，分别为8.0 0%和4.8 6%。这一时期推动碳排放量增长的主要力量来自经济产出效应和人口规模效应，产生的碳排放增量分别为2 52.8 0 8 亿kg和129.764亿kg，贡献率分别为7 1.58%和36.7 4%。这一时期能源强度效应和能源结构效应发挥的遏制碳排放增长的作用较为微弱，碳排放增量分别为-59.556 亿kg和-18.057亿kg，贡献率分别为-16.8 6%和-5.11%。NO.112023节能ENERGYCONSERVATION56低碳环保与节能减排第二阶段（2 0 0 1 2 0 0 5年），在推动碳排放增长的因素中，经济产出效应影响最大，由其引致的碳排放增量达到1435.545亿kg。人口规模效应作为推动碳排放增长的第二大推动力，引起的碳排放增量为132.8 8 2 亿kg，贡献率为14.7 6%。这一时期的能源强度效应依然为负值，且对碳排放增量的遏制效果比“九五”时期加强。与上一个时期相比，能源替代效应和能源结构效应的数值发生反转，原因可能是一次能源消费中化石燃料的比例开始下滑，一次电力所占比例稳步上升。第三阶段（2 0 0 6 2 0 10 年），经济产出效应引起的碳排放增量达到2 0 8 6.6 56 亿kg，而能源强度效应对碳排放量增长的抑制作用相较于上个时期大大加强，其引起的碳排放增量为-1139.113亿kg。在这一时期，广东省人口处于高速增长阶段，人口年均增长率为2.12%，人口规模引起的碳排放增量为447.39 9 亿kg，贡献率为2 5.8 8%。能源替代效应在“十一五”时期成为正效应，引起的碳排放增量为37.7 0 5亿kg。这一时期一次电力在一次能源消费的占比中有所下滑，从2 0 0 6 年的2 2.1%下滑到2 0 10 年的2 0.1%。第四阶段（2 0 11 2 0 15年），因为经济增长的放缓，经济产出效应导致的碳排放增量在这一时期下降到1828.606亿kg。“十二五”人口年均增速依然保持较高水平，为1.7 1%，因此人口规模效应持续增长，其导致的碳排放增量为547.36 5亿kg。2 0 11 2 0 15年，全省单位地区生产总值能耗累计下降2 0.9 8%，能源生产结构进一步优化，风电、光伏等新能源和清洁能源迅速发展。因此，这一时期的能源强度效应、能源结构效应、能源替代效应均表现为抑制碳排放增加的负值。第五阶段（2 0 16 2 0 19 年），广东省经济产出效应导致的碳排放增量持续下降，为159 7.6 43亿kg。随着人口年均增速的下降，人口规模效应导致的碳排放增量下降到354.8 8 3亿kg，贡献率为49.9 6%。能源结构效应在这一时期表现为促进碳排放增加的正值，导致的碳排放增量为30 0.58 8 亿kg，贡献率为42.32%，表明该时期的能源结构调整并没有朝着低碳的方向优化发展3约结语影响广东碳排放增长的各种因素中，经济产出效应和人口规模效应作用最为明显。但随着时代发展和社会经济的变动，两者对碳排放增长的影响作用也随之变化。因为人口逐渐到达顶峰，经济发展愈发注重协调生态环境，两者所导致的碳排放增量也在日渐下降。能源强度效应在5个时期一直表现为抑制碳排放增长的负值，主要原因是广东省在初期就利用独特的地理位置，引进先进的生产工艺，充分重视能源利用效率技术的创新和发展。能源替代效应在第一、三阶段表现为微弱的正效应，在第二、四、五阶段则表现为明显的负效应，原因可能是清洁能源在能源消费的占比相较于化石能源仍显不足，且清洁能源价格相较于煤炭等化石能源更为昂贵，市场价格升高时，能源消费很容易从低碳能源转向高碳能源能源结构效应也随着阶段的变化而变化，在第二、五阶段表现为正效应，在第一、三、四阶段表现为微弱的负效应。主要原因可能是广东的一次能源消费结构还是以化石能源为主，暂未发生根本性的变化。直至2 0 19 年，化石能源在一次能源消费的比例仍达到6 8.8%。19982019年，广东省能源消费的增长是刺激碳排放量增加的主要原因，人口增长、经济发展、能源结构等是推动碳排放量增长的次要因素。能源强度效应在5个阶段中始终是遏制碳排放量增长的主要因素。广东应该继续大力推进清洁能源的使用，积极开展国际合作，继续加强减碳、固碳技术的研发力度和资金投入。不同产业应根据其特点，因地制宜地开展绿色低碳转型，如工业要推动数字化、智能化绿色低碳和低碳工业革新，服务业要加快信息服务等。严格控制高碳高污染产业的规模，加快建设绿色制造体系，推动绿色金融发展，完善碳税等相关政策。参考文献1】张聪，汪鹏，赵黛青，等，基于结构分解的碳排放驱动因素及行业影响分析以广东为例 J.科技管理研究，2 0 2 2,42(16)：2 0 4-2 17.2】秦翊，侯莉.广东能源消费碳排放影响因素分解分析-一基于LMDI方法 J】.科技管理研究，2 0 13,33（12)：2 2 4-2 2 7.3】钟式玉，于文益，刘凯.广东省能源消费增量合理性分析 J.科技管理研究,2 0 14,34(2 2)：2 19-2 2 2.4】李猛，赵静波，钟式玉，等.广东省能源消费需求与经济增长关系演变趋势分析 J.节能，2 0 2 1,40(1)：7 7-8 0.5 Su B,Ang B W.Structural decomposition analysis applied to energyand emisions:Some methodological developments J.EnergyEconomics,2012,34(1):177-188.6 Ang B W.The LMDI approach to decomposition analysis:A practicalguideJ.Energy Policy,2005,33(7):867-871.7 Ang B W,Liu F L.A new energy decomposition method:Perfect indecomposition and consistent in aggregation JJ.Energy,2001,26(6):537548.8 Ang BW,Liu F L,Chew E P.Perfect decomposition techniques inenergy and 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