张天舒 盛沁心

关键词,碳排放;建筑业;LMDI;泰尔指数

中图

分类号:X322 文献标志码:A

前言

近年来,全球气候变暖已经成为世界共同关注的课题,排放温室气体是造成全球气候变暖的主要原因之一。人类生产生活产生大量二氧化碳,导致地球温度上升,冰川消融等,都威胁到人类的生存和发展。据世界资源研究所统计,中国的碳排放主要来自电力、建筑、工业生产、交通运输等领域。碳排放占比最高的行业之一是建筑业。随着城市化水平提升,建筑行业的碳排放将保持持续增长,为此亟需探讨碳排放以为绿色低碳发展提供决策建议。随着近些年来“碳”热,国内外越来越多学者重点研究碳

排放,目前多利用SBM模型、EKC曲线、LMDI模型等对于碳排放的驱动因素进行研究。相比其他主流方法,LMDI模型具有操作性强、直观性好等优势,是当下研究碳排放影响因素最主流的方法之一。徐国泉等采用二阶段LMDI模型对江苏省碳排放进行研究。郑蕊等将MMI分析方法融入LMDI和PDA分解模型探究产业体系碳排放的驱动因素……然而,LMDI模型虽直观展现碳排放驱动因素的逐年影响程度,却无法很好地探讨空间差异性。而泰尔指数能很好地探索出细分区域之间碳排放的空间差异性。文章利用LMDI模型结合泰尔指数对建筑行业碳排放的影响因素及其时空分布特征进行分析,为中国早日实现“碳达峰、碳中和”的目标提出建议。

1研究方法与数据来源

1.1数据来源

研究主要选取2006年-2021年16年间的数据,所有数据均来自于各省市的统计年鉴、中国能源统计年鉴和中国建筑业统计年鉴等。

在建筑业碳排放的计算上,考虑到建筑材料的使用过程中也会产生二氧化碳,参考已有文献,将建筑业的碳排放(C)分为直接碳排放(Cddir)和间接碳排放(Cindir),其中直接碳排放包括原煤、焦炭、转炉煤气、汽油等12种能源产生的碳排放,而间接碳排放指的是消耗钢材、木材、水泥、玻璃、铝材这5种建筑材料的使用所产生的碳排放,计算过程如式(1):

文章主要参考《2006年IPCC国家温室气体清单指南》中的计算公式对建筑业的直接碳排放进行测算。如表1所示这12种能源所对应的具体折标准煤系数和碳排放因子。间接碳排放计算参考晏为谦、张小平等人的研究。

1.2 LMDI分解模型

LMDI模型又被称为对数平均迪氏指数法,用于分解某个时间段影响目标变量变化的驱动因素,是Ang在AMDI法所存在的残值问题基础上进行改进所产生的。结合Kaya恒等式,综合考虑当下建筑业碳排放的影响因素,将其分解为能源直接碳排放强度效应、技术进步效应、人均建筑面积效应、人口规模效应和人均间接碳排放效应等驱动因素,具体的建筑业碳排放估算公式如式(2):

式(2)中,4指能源直接碳排放强度效应,B指技术进步效应,Q指人均建筑面积效应,D指人均间接碳排放效应,P指人口规模效应,Cdir指直接碳排放,Cindir指间接碳排放,E指能源消耗量,S指建筑施工面积。

根据LMDI分解模型的加法形式可以将建筑业碳排放的变化分解为第t-1期的碳排放量Ct-1和第t期的碳排放量Ct的差,则第t-1期到第t期的碳排放变化量分解如式(3):

2实证分析

2.1宏观视角

利用LMDI模型对中国2006年-2021年30个省份的建筑业碳排放进行完全分解,通过计算得出人口规模、建筑面积、能源消耗、技术进步等影响因素对于中国2007年-2021年建筑业碳排放量的贡献值和贡献率。进而得到2007年-2021年中国建筑碳排放影响因素效应分解的LMDI分解结果以及各影响因素逐年影响程度。

如图1所示,2007年-2021年,从中国30个省份的总体来看,碳排放量上升变化幅度超过2亿吨,增长幅度显着。人口规模、人均建筑面积、人均间接碳排放均对中国建筑碳排放量具有正向驱动作用,且驱动程度依次降低。人口规模效应是影响中国建筑业碳排放的首要因素。人口规模的增加,带动建筑行业不断拓展,进而增加了建筑业的碳排放总量。技术进步效应对于中国建筑业碳排放呈现负向驱动效应,说明技术水平越高,碳排放总量会越少,两者成负相关。但在相关技术改进上仍需加强以便进一步高效减少中国建筑碳排放。人均建筑面积从2007年增加至2012年达到高点后降低,凸显了中国建筑行业拓展速度与人口发展速度。而人均间接碳排放效应对于建筑业碳排放的影响基本趋于稳定,这主要是由于建筑业技术水平趋于稳定、消费者绿色意识增强等因素。也可以看出中国建筑业碳排放增速与人口规模增长速度、城镇化增速基本持平,这反映了中国积极宣传推广节能减排、绿色建筑卓有成效。

2.2东中西三区域分析

为进一步研究影响中国建筑业碳排放影响因素的地域差异,选取中国东部、西部、中部三个区域进行分析,通过计算得到三个区域的各影响因素LMDI逐年分解结果。如图2—图4所示,从影响值大小来看,东部地区各影响因素的效用影响程度高,中部次之,西部最低。从动态趋势来看,在人口规模效应上,东中西基本都呈现出先增高后降低再增高的趋势,2011年、2013年左右是两个拐点,显示出近年来中国建筑行业的扩展及人口数量变化。在人均间接碳排放和能源直接碳排放强度上,三大区域都保持稳定且差距不大,均较低。在技术进步效应上,三大区域呈现出较大的地区差异性,西部技术进步效应的影响效果最差,可提升空间最高,中部次之,东部最优。在人均建筑面积上,总体波动集中在2010年-2013年和2018年-2021年这两个时间段。期间,中国的土地政策和人口政策均有所改进,对于各地区建筑碳排放造成相应的正向影响。

3泰尔指数

根据2006年-2021年中国人口、碳排放数据,测算得出了基于人口规模的中国建筑业碳排放泰尔指数,具体数据如表2所示。首先观察中国建筑业总体碳排放泰尔指数,在2012年达到了峰值0.6828,并且除2011年超过0.48以外,其余14年的数值均处于0.20~0.31区间内。观察东部、中部和西部三者的泰尔指数平均值,发现东部的泰尔指数最高,西部的泰尔指数最低。而在2012年中部地区的泰尔指数达到了1.03,远高于东部和西部地区。但从总体上来看,中国人均建筑业碳排放差异明显,并且呈现出先增大后减小的趋势。

中国建筑业碳排放差异又可以分为区域内差异和区域间差异,从数值上看,区域内差异平均值为0.2575远高于区域间差异0.0563。从占比上看,区域内差异平均贡献率超80%,但是区域间却只占不到20%,这表明中国建筑业碳排放差异主要表现为区域内的差异。从演变趋势来看,区域内差异在2006年-2012年总体呈现先波动后上升趋势,并且在2012年达到顶峰0.6641,在2013年及以后区域内差异均在0.22~0.33区间内波动。而区域间差异总体较小,在2011年达到了最高值0.2227。

4结论

建筑业作为影响中国碳排放程度最大的行业之一,应大力投入实现减少建筑行业的能耗。考虑到建筑行业的碳排放主要来自于使用建筑材料产生的二氧化碳,可以通过使用新型的或替代材料,去代替生产过程中会产生大量二氧化碳的水泥、钢材、木材等,进而推进建筑业的节能减排。政府应加大财政投入力度、人才培育计划等,重点关注落后地区,促进东、西、中绿色协调发展,改善区域内部的联通状况,实现区域内部的共同发展,并做好区域内部碳排放协同监督管理机制,实现区域间与区域内协同管理。同时,有关部门应提高技术进步效应对于减少建筑业碳排放的影响,给予在建筑材料或技术上具有研发创新能力的企业以优惠政策,强调创新驱动发展战略,让技术驱动、人才驱动成为主流。此外,考虑到人口规模和人均建筑面积对于建筑业碳排放的综合影响,政府应坚持人口政策、土地政策、建筑政策相统一,促进建筑业和谐、健康、绿色发展。