第三节　中国碳排放的“两阶段”LMDI分解及结果分析

一　两阶段碳排放LMDI分解

对中国二氧化碳作两阶段因素分解是基于三个方面考虑：一是服务于研究问题的目的。二氧化碳作为环境质量的指标之一，代表了人类经济发展过程中不可避免的负面影响——能源燃烧过程中产生的无法利用的碳排放。研究碳排放问题，是为了找到以二氧化碳为表征的“又好又快”发展的途径。已有的研究结果表明，经济增长只会带来碳排放的增加，“又好又快”发展的目标要实现可持续的增长，即在经济增长的同时带来环境质量的改善。因此，对能带来二氧化碳排放量减少的关键的负向影响因子（它能够抵消经济增长正向影响）作深入的分解分析十分必要。二是弥补数据来源不足造成因素不能完全分解的局限。对与能源相关的碳排放最为完整的分解形式是：

式中，Cijk表示第k个区域、第j部门的第i种能源消费产生的碳排放，或者还可以更加复杂，引入不同能源利用方式产生的碳排放影响（Bruvoll and Medin，2003）。中国能直接得到的官方数据仅有不同能源消费产生的二氧化碳数据和总的排放数据，因此利用这些数据无法直接分解区域结构、产出结构以及能源利用方式等因素的影响。两阶段LMDI因素分解，在第一阶段分解能够分解的各种因素，再在第二阶段分解中引入其他因素，以使分解彻底。三是分解方法本身的适用性。因素分解方法本身简单易行，多单独用于能源或环境经济学领域，而将二者结合起来进行二次分解的尚不多见。

对中国二氧化碳作两阶段因素分解的步骤如下：首先，根据已有的数据，对凡是对二氧化碳有影响且能引入的因素进行分解；其次，判断哪些因素是正向的、哪些是负向的；哪些是显著的、哪些是不显著的；最后，再对主要负向影响因子分解。

（一）第一阶段LMDI分解

综合考虑能源排放强度、能源结构、能源强度和产出规模四个要素，具体形式如下：

各指标的含义和各因素的定义如表2-2所示，其中，i =1、2、3分别表示煤炭、石油和天然气。

第一阶段LMDI分解的结果如图2-6所示。从总趋势来看，中国二氧化碳排放在1990—2005年以来总体上呈上升趋势，上升了137％，年均增长8.6％。具体呈现三个阶段：第一阶段，1990—1996年不断增长，但增长率先快后慢，共增长29％，年均增长4％；第二阶段，1996—2000年较为平缓，增长率保持稳定，共增长1％，年均增长不到0.2％；第三阶段，2000—2005年，再次出现加速增长的趋势，共增长83％，年均增长不到13.8％。总体上看，对碳排放增加最重要的影响因素是产出规模（T-C），对碳排放减少最重要的影响因素是能源强度（T-EI），碳排放强度的影响存在波动，能源结构效应较为稳定，这两者总体影响较小，在不同阶段有重要影响。具体结果如表2-3所示。

将前面的分析判断做一简化，得到如下矩阵（见表2-4）。

（二）第二阶段能源强度LMDI分解

通过前面的分析找到影响碳排放减少的关键因素——能源强度，引入产出结构因素对其作分解，其形式如下：

由能源消费的恒等式：

由上式两边同除以Y，得到能源强度：

其中，j =1，2，…，6，分别代表农林牧副渔（第一产业）、工业、建筑业、交通运输仓储邮政、批发零售住宿餐饮和其他服务业。各指标的含义和相关影响的定义如表2-5所示。

通过对比LMDI分解中的能源强度（附加了对数均值，代表对碳排放的影响）和实际计算的能源强度，发现二者仅有细微的差别（见图2-7），因此也说明，第二阶段的分解是有效的。

第二阶段LMDI分解的结果如图2-8所示。能源强度在2003年之前，每年以4％的速度下降，在2003年以后则由负转正，能源强度年均增加1.9％。通过对能源强度的分解发现，影响能源强度变化的最主要因素是部门的能源强度变化，而产出结构因素影响是微弱的且是正的（见表2-6）。

二　影响中国二氧化碳排放各种因素的分析

上述两阶段的LMDI分解给出中国1990—2005年二氧化碳排放的总体趋势及各种影响因素的贡献大小。上述以1990年为基期的累计结果平滑了个别变量的变动，而年度数据环比计算结果更能反映细节问题，各指标的年度变动如图2-9所示。

根据上述研究结果，对中国二氧化碳排放在1996—2000年前后三个时期“增长—停滞—增长”背后的影响因素分析如下：

（一）经济增长规模影响

产出规模对碳排放的增加是正向的，但在不同阶段对碳排放影响不同。

1990—1996年，中国经历了新中国成立以来最快的经济增长阶段，1992年之后，确立了社会主义经济改革的方向，其中，1991—1995年经济增长速度一直在10％以上。随着经济持续快速发展，中国的能源需求在强劲攀升，这一时期规模因素带来96％的碳排放增加。

1996—2000年，国内一是经历了重要的经济体制改革阶段，包括国有企业产权制度改革在内的五大改革同时启动，经历了改革的“阵痛”；二是对之前的经济过热和低水平重复建设进行治理，经济实现“软着陆”，关停高能耗、高污染、低效率的“十五小”。国际上，1997年东南亚金融危机爆发，中国坚持人民币不贬值的政策，出口需求下降，出口对经济增长的拉动作用下降。与之相伴随的是，工业经济增长速度有所放缓，工业部门的能源消耗经历了短暂的下滑。这一时期，经济增长速度下滑在10％以下，并在1999年跌到谷底，规模因素对二氧化碳排放增量的影响下降到37％。

2000—2005年，随着国际经济形势的好转和2001年年末中国加入世界贸易组织，外部需求迅猛增加，国内在之前实施的积极财政和货币政策的效果开始显现，中国的经济重新开始加速增长。2002年以来，经济一直以10％以上的速度增长。从产业结构来看，中国进入重工业化时期，工业经济所占份额和工业能源消耗都大幅增加，带来二氧化碳排放58％的增加。值得一提的是，近年来，钢铁、水泥、电解铝等领域固定投资大幅增加，这些基础产业部门的过热增加了对能源的需求。

（二）能源强度变动的影响

能源强度代表能源效率，相同产出所需要消费的能源越多，说明能源效率越低。1990—1996年，能源强度带来碳排放年均减少4％；1996—2000年，能源强度促进碳排放年均减少5.5％；2000—2005年，能源强度变化使得碳排放年均增长0.4％。值得关注的问题是，作为碳排放减少最重要的影响因素在2003年以后由负变正。前面对于能源强度的LMDI分解显示是产出结构和部门能源强度变化共同作用的结果。为细致考察能源强度的变化，看年度环比计算结果，发现部门能源强度的不规则的变化影响较大。在2003年之前，对碳排放都是负面影响，只有1990—1992年、1996—1998年是连续下降的，其他时期都呈上升趋势。

对比能源强度的变化率与产出规模变化率之间关系（见图2-10），发现一个更有意思的结果：1990—1992年，产出加快增长的同时能源强度加速下降；1996—1998年，产出增长速度放缓的同时能源强度加速下降；1992—1996年，产出增长速度下降的同时能源强度增加；1998—2004年，产出再次速度增长的同时能源强度增速也加快。第一种和第二种情形是值得肯定的，增长的同时效率得到改进；第三种情形是最差的，增长放缓的同时效率下降；第四种情形代表“高投入、低效率”的增长，与前面分析中国自东南亚金融危机后实施扩张的财政货币政策的事实相吻合。

通过进一步分析各个部门的能源强度，发现工业和交通运输业能源强度的下降是最主要的因素。但是，1998年以后，工业部门的能源强度大致稳定不变，导致总能源强度也趋于稳定。2002—2004年，工业和交通运输业能源强度的上升导致总能源强度再次抬头。具体如图2-11所示。

（三）能源结构变动的影响

能源结构的变动在各个时期较为平稳，同石油、天然气相比，单位热量燃煤引起的二氧化碳排放比使用石油、天然气分别高36％和61％。我国是煤炭资源丰富而石油资源贫乏的国家，尽管中国能源结构整体呈现“低碳化”趋势，但能源以煤为主的格局在过去和未来较长一段时期都不可能改变，客观上决定了中国碳减排的难度。

1990—1996年，能源结构对碳排放的影响是负向的，但作用较小，仅有0.6％。自1993年起中国开始成为石油产品净进口国，石油在能源结构中占比逐年增加，在一次能源消费结构中，煤的比重从1991年的77.2％下降到1995年的75.8％，相应的，石油的比重从16.9％上升至17.5％。

1996—2000年是能源的结构性变动作用较大的时期，煤的比重逐渐下降，石油和天然气的占比不断上升，碳排放减少3％。这期间，由于同期产业结构调整、国有企业改革，对能源产业和能源企业也有较大影响。煤炭、炼油相关行业经历一系列调整，煤炭市场出现供大于求的局面，煤炭生产者不断改善煤炭质量，煤品种结构不断改善。这些措施促进了能源结构的改善，最终导致二氧化碳排放减少。

2000—2005年，经济强劲增长，对能源的需求增加较快，煤的比重在2001年后又开始增加；而同期石油占比下降，天然气占比基本保持不变，因而使二氧化碳排放的效应由负转正。尽管这一时期国家积极实施能源低碳化的战略，水电、核电和可再生能源占比上升，2005年出台了《可再生能源法》，但清洁能源、可再生能源增长较为缓慢、占比重小，无法抵消煤比重上升带来的碳排放增加。因此，总体上结构效应为正。

（四）碳排放强度变动的影响

碳排放强度能源中未被充分利用的比例，代表环保技术水平，指标越高说明能源效率越低，能源消费对环境的影响就越大。1990—2005年，其对碳排放的影响总体为正且作用较小，仅在1990—1996年为负值。这样一种状况，很大程度上是中国“粗放型”经济增长的体现。1994—1996年，治理经济过热、关停“十五小”，1998年《节能法》正式实施，都在短期内促进了能源利用效率的提高。而在经济扩张阶段，则对应着能源效率的下降。并且从图2-12可以看出，受制于资源禀赋和能源结构，中国能源消费的碳排放强度主要受煤的碳排放强度影响。

（五）产出结构变动的影响

1990—2005年，中国产业结构的变动符合钱纳里、克拉克和库兹涅茨提示的规律，第一产业占比不断下降、工业经历较快增长时期后保持较高的比例，服务业尤其是现代服务业的占比不断上升。中国处在工业化关键时期，重工业比重自1990年以来在不断增加。而重工业能源强度要远高于其他部门。因此，总体上产出结构效应对碳排放的影响也是正向的。值得一提的是，尽管一般认为服务业比重增加将带来环境影响下降，但是中国现阶段现代服务能源强度与国际水平相比仍然较高，对碳排放减少的效应并不明显。具体如图2-13所示。