陕西省工业碳排放现状及影响因素研究

西安财经大学学报
Journal of Xi !n University of Finance and Economics
第33卷第6期2020年12月
Vol. 33 No. 6Dec2020
陕西省工业碳排放现状及影响因素研究
苏永乐，冷彩霞，蒋煜宇
(西安财经大学，陕西西安710100)
摘要:根据2009—2017年陕西省工业部门采矿业、制造业、电力，热力，燃气及水生产和供应业三大产业的
能源消费数据计算碳排放量，文章运用卡亚(kaya)公式并结合对数均值迪氏指数对数分解法(Logarithmic
Mean Divisia Index,简称LMDI )，建立了陕西省工业碳排放影响因素分解模型,对陕西省工业碳排放主要影
响因素的作用及作用程度进行定量分析。

研究表明：能源强度、产业结构、能源结构对陕西省工业碳排放的 作用呈现显著的抑制作用，其中，能源强度抑制作用最强，其次是产业结构，最后是能源结构；而工业生产效
率、劳动力规模对陕西省工业碳排放量具有促进作用，按作用程度来看，二者的促进作用均较显著。

根据分 析结果，提出首先应加快能源供给侧结构性改革及科技创新，促进能源效率的提高;其次要促进工业部门能
源产业的转型升级，推动能源产业的高端化、综合化、集群化发展;最后建议坚定走生态优先、绿色发展之路，
加快新能源产业发展。

关键词：陕西省;工业碳排放;能源消费
中图分类号：F427. 41 : F062. 2 文献标识码:A 党的十九大报告指出我国要坚持走绿色低碳经
济道路，不断完善绿色低碳经济发展的宏观经济政 策体系，加快推进国内能源生产及消费方式的变革，
建立健全清洁低碳高效的工业能源生产及消费管理
体系，促进绿色低碳经济的发展。

目前，低碳经济发
展战略目标建设作为硬性经济发展战略目标已经融
入到国家中长期发展规划中。

工业能源消费是中国 能源消费总量的主体，其占比高达70%,对中国今
后的低碳经济发展起到关键作用。

陕西省作为我国重要能源大省，自改革开放以
来顺应国际市场经济变化，大力发展现代高新技术 装备产业，实施全国名牌战略，并充分利用自身自然
资源优势,大力发展煤炭、电力、煤气、化工等产业， 工业综合实力稳步增强，经济发展水平不断提高。

2017年，陕西省GDP 为2189& 81亿元，2009年，
GDP 增加13729. 01亿元，年均增速为21. 44%； 2009 年能源消耗总量为8043. 6万吨标准煤，至2017年
文章编号;2096 —7454(2020)06 —0058 —08
能源 耗总量达 1253651 万 (年
为12. 47%;从碳排放总量来看，陕西省碳排放总量 增长明显，由2009年的5430. 9万吨增长到2017年
16730. 9万吨，年均增速高达24. 65%，增速高于
GDP 年均增速,可见陕西省经济的高速发展，工业 实力不断增强的背后是以大量的能源消耗和局部地 区的环境破坏为代价。

从产业结构来看，2009— 2017 年( 西省第 能源 耗 省能源 耗 总量的比重保持在68%左右;从能源消费结构来 看，煤炭消耗占全省能源消耗的总体比重在2009—
2017年始终在70%以上,2017年高达75%。

但是,
陕西碳基能源的大量消耗及粗放式生产不仅造成了
能源的浪费更带来了严重的工业碳排放问题，与我
国低碳经济发展目标相悖，资源环境禀赋形成的偏 重型产业结构也使得经济发展与环境保护的矛盾更
加突出，长期以来的资源投入型粗放经济增长方式
受资源和环境约束不可持续。

2017年，陕西省第十
收稿日期：2019 —12 —16；修回日期：2020 —08 —10
作者简介:苏永乐(1961 — ),男，陕西乾县人，西安财经大学教授,西安财经大学行知学院院长，硕士生导师，研究方向为
产业结构与产业政策;冷彩霞(1993 — ),女，河南周口人，西安财经大学硕士生，研究方向为产业结构与政策; 蒋煜宇(1996 — ),女，陕西宝鸡人，西安财经大学硕士生,研究方向为区域经济与可持续发展。

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苏永乐，冷彩霞,蒋煜宇:陕西省工业碳排放现状及影响因素研究
三次党代会明确提出了“培育新动能、构筑新高地、激发新活力、共建新生活、彰显新形象”的“五新推进战略”新发展任务,报告特别指出，现在陕西的能源产业结构格局亟待逐步调整和不断优化。

目前来看，虽然石油、天然气以及非燃煤化石燃料等能源消费量的比重大幅上升，但以煤为主的能源产业消费结构格局仍没有得到根本性的改变，由此带来的碳排放问题日益加重。

由于陕西省的产业结构呈现偏重型产业结构，可知其工业部门一直是其碳排放的主力，由此，带来的碳排放问题日益加重。

由于陕西省的产业结构呈现偏重型产业结构，可知其工业部门一直是其碳排放的主力，因此本文主要侧重于对陕西省工业碳排放进行测度及对其主要相关影响因素进行分析研究，试图为陕西省加快发展低碳经济战略目标提供重要参考。

一、文献综述
本文主要围绕以下几个方面对国内外有关专家学者在大气碳排放控制方面研究文献进行了梳理。

第一，在碳排放与经济增长关系的研究方面，主要运用环境库兹涅茨曲线和脱钩模型来研究二者之间的关系，环境库兹涅茨曲线是美国经济学家Grossman和Krueger提出的，他们发现经济增长和环境污染之间呈倒U型的关系即环境质量随着经济增长的积累呈先恶化后改善的趋势⑴。

Shahbaz 等人、Ozturk等人分别基于面板数据研究土耳其,印度尼西亚等国家经济增长与二氧化碳排放之间的因果关系匚2*3-。

胡剑波等人利用IPCC函数分析法和Tapio法的脱钩作用理论结合模型，测度西南少数民族中部地区能源消耗产生的碳排放与GDP之间的脱钩关系，结果表明,本地区CO?排放增加速度小于经济增长幅度,显现出较好的低碳发展趋势⑷。

曲健莹和李科通过构建脱钩指数测算湖南2007—2016年工业增长和二氧化碳排放之间的脱钩关系，利用LMDI模型分析其能源结构变化、能源强度变化和产业结构变化对工业碳排放强度下降的贡献率，结果表明湖南工业增长和二氧化碳排放会从强脱钩到弱脱钩的转变5。

王凤婷等人基于京津冀能源产业碳排放面板数据,采用脱钩模型和对数平均迪氏指数(LMDI)分解模型分析经济增长与碳排放间的关系及碳排放增长的驱动因素，结果表明京津冀碳排放与经济增长的脱钩关系由弱变强;碳排放强度和能源消耗强度是碳排放的主要抑制因素，经济强度因素对碳排放有正向影响，产业结构和能源结构对京津冀碳排放影响程度较/J、6。

第，在测度研究方，
于二氧化碳测度基本都根据IPCC公布的《2006年IPCC温室气体排放清单指南》中提供的基准方法来估算能源消费产生的CO?排放量。

对于二氧化碳分析方，主采用Kaya、LMDI分解法以及STIRPAT模型对影响碳排放的因素进行分解，从而得出有针对性地减少碳排放的建议，其中,LMDI分解法因为其本身优良特性得到了众多学者的广泛应用。

日本学者Yoichi运用Kaya公式，将CO2排放影响因素分解为人均GDP、单位GDP能耗、能源碳强度、人口规模等诸多因素⑺。

孙耀华等人利用ZSG—DEA模型研究碳排放权的省际分配额度及效率，并将其结果与基于人际公平原则、溯往原则、支付能力原则、传统DEA模型的分配结果及实际排放数据进行对比,分析各省区在不同原则下获得的碳排放权及减排压力的差异8) Ang等人在1998年提出了对数平均权重LMDI分解法，并对中国工业部门8个行业和4种能源排放的CO?进行了研究9。

徐士莹等人运用LMDI模型对我国造纸及纸制品业碳排放变化的影响因素进行了分解，得出经济发展和劳动力供给是影响行业CO?排放量增加的主要因素，能源强度和能源消费结构对CO?排放的抑制作用显著10。

张巍等人计算了2005—2014年陕西省37个主要工业产业的能源消费的碳排放量，利用LMDI分解模型对陕西省工业碳排放影响因素进行实证分析，结果表明：陕西省工业碳排放的主要驱动因素是产业经济规模,⑴。

第三，在保证经济增长，促进能源产业低碳转型的路径方面，林伯强分析指出能源革命的必要性和紧迫性，认为能源消费和生产革命对促进低碳清洁转型的重要作用，能源制度对低碳清洁转型的保障作用张文彬等人通过实证检验能源化工产业高级化对经济增长的影响，结果表明提高能源化工高级化水平能够显著促进经济增长，且不同产业规模的能源化工产业高级化对经济增长的影响存在差异性,⑶。

综合来看，节能减排、低碳经济已成为世界各国的发展趋势，碳排放研究成为学术界研究热点,并取得了丰硕成果。

我国的低碳经济发展虽起步较晚，但相关碳排放的研究也取得了一定成果，对碳排放的研究日益深入，分析方法日趋完善。

从现有文献来看,在对碳排放影响因素的实证分析中，基于LMDI分解法，排的测度其可家、省、级
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区域层面和行业层面来研究。

由于国家层面的统计数据具有易得性、完整性和连续性，而各省根据省内实际情况的不同其能源统计数据会有一些差异，因此难以保证对能源消耗计算的一致性。

目前学术界基于国家视角对碳排放及影响因素研究偏多，但基于省级视角的碳排放及影响因素研究不足,尤其是针对工业能源消费内在规律的研究尚不多见。

近年来，陕西省随着经济快速增长，能源消耗巨大,环境污染严重,经济发展呈“高碳”特征,故研究其碳排放影响因素对其向低碳经济发展具有重要意义。

在已有研究基础上,本文采用Kaya公式结合LMDI指数分解法，利用2009—2017年相关数据研究陕西省工业碳排放及其影响因素的作用以及作用程度,分别从碳排放因子、能源结构、能源强度、产业结构、劳动效率以及劳动力规模六种影响因素分析陕西省工业能源消费碳排放,试图找出陕西省工业碳排放内在规律及影响机制,为促进陕西省节能减排提供一些参考依据。

二、研究方法与数据来源
(一)研究方法
本文通过研究陕西省工业部门主要三大产业(采矿业、制造业、电力，热力，燃气及水生产和供应业)及五种主要能源(原煤、焦炭、汽油、柴油、电力)的能源消费量，进而分析陕西省工业碳排放及其影响因素问题。

首先，收集整理《陕西省统计年鉴》中的相关能耗统计数据，并用于碳排放计算。

其次，借鉴已有研究方法，将Kaya公式与LMDI分解法相结合,4-建立了陕西省工业碳排放分解模型，以对西省排量的用
具体分析。

1.碳排放计算方法
本文使用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)统一规定中提供的碳排放计算方法,对陕西省2009—2017年工业能源消费碳排放量进行测算,如公式(1)所示。

A=#B}X C}(1)
在公式(1)中,A为碳排放量(万吨)；B j为能源丿消费量(折标准煤);C,为能源j的碳排放系数(1 tee)#为能源种类。

根据《中国能源统计年鉴》中列出的各种能源的折标准煤系数以及《2016年IPCC 国家温室气体排放清单指南》中规定的原煤、汽油、柴油碳排放系数，各种能源折标准煤系数、碳排放系数如表1所示。

此外,电力碳排放系数依据《省级温室气体清单编制指南》为0.997kg/kW•h o
表1主要能源折标准煤系数、碳排放系数能源名称折标准煤系数碳排放系数原煤071430742
焦炭097140755
汽油147140553
柴油145710591
电力012290977
2.碳排放变化影响因素分解方法---Kaya—LMDI
(1)基于Kaya的排分模型
Kaya用于研究气体排的
分解问题,5—由日本学者Kaya等人首次提出，但该公式局限于研究一个国家或一个地区的碳排放总量，为了进行更具体的分产业分能源种类进行碳排放影响因素分析,本文结合LMDI分解法,将陕西省工业碳排放影响因素分解为碳排放因子作用R j)、能源结构作用)、能源强度作用(M y)、产业结构作用(S,)、工业生产效率(G)以及工业劳动力规模作用(P)等六种因素，将这些因素代入Kaya恒等式,则相应地扩展为公式(2)：
C=#C J=#
j j
C E G
>E j>S»>G i>P(2)在公式(2)中，C为工业碳排放总量(万吨)；i 为产业类别#为能源种类;R为碳排放系数(1 tee)；M j为能源结构，用第j种能源在第2种产业的能源中重(%)来表#E!为规模
业企业产值能耗(万元/tee),表明能源强度；S为工业增加值在总产值中所占比重(％);G为工业生产效率;P为工业从业人数(万人)
(2)基于Kaya—LMDI模式的碳排放因素分解模型
为具体分析陕西省工业碳排放各主要影响因素的作用及作用程度，本文将Kaya恒等式扩展后运用于LMDI分法，西省排
进行分解分析,LMDI分解法分为加法模式和乘法模式两种，本文选取LMDI分解法中的加法分解方式，对碳排放进行如下分解,如公式(3)所示。

AC m=AC R j.+C M j+A C e.+AC S.+A C g.十
'C P(3)在公式(3)中，各分解因素作用程度的表达式分别为'C表示碳排放变化量,'C f”表示碳排放因子作用程度,'C m,表示能源结构作用程度,'C e,表示能源强度作用程度,'Cs t表示产业结构作用程度,
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苏永乐，冷彩霞,蒋煜宇:陕西省工业碳排放现状及影响因素研究
G g z表示工业劳动效率作用程度(C p表示工业劳动力规模作用程度。

由实际可知，各能源的碳排放因
子即为该能源的碳排放系数为常量，故C始终等于0,则不予考虑。

排放因子的作用用公式(4)表示。

C#ln C"；C C">ln I f⑷
能源结构的作用用公式(5)表示)
C#l>ln S⑸
能源强度的作用用公式(6)表示)
a c e$
##l G；C c f>E⑹产业结构的作用用公式(7)表示。

g#l G_*c>l n S⑺
劳动效率的作用用公式(8)表示。

'C G$##l n C"；C Q>l n G°⑻
劳动力规模的作用用公式(9)表示。

Gp$##l G->l n P L⑼
总的作用用公式(10)表示。

△C ot$c i—G$'C f"+'C M"+'C j"+
'C i+△C Gi+△C p(10)
(二)数据来源
本文数据主要来源于《陕西省统计年鉴》(2010—2018),并利用能源折算系数对不同类别的能源消费数据进行了标准煤的换算。

相关的各类能源的标准煤折算系数，以国家统计局在《重点工业、交通运输企业能源统计报表制度》中的相关规定作为依据，相关的各种能源的碳排放系数以《2006年IPCC国家温室气体排放清单指南》为标准。

三、陕西省工业能源消费及碳排放现状
(一)
陕西省工业能源消费现状
1.工业能源消费总量不断增加
由图1可知,2009—2017年，随着陕西省GDP 的不断增长，工业能源消费总量也大幅增长) GDP由2009年的8169.8亿元增加到了2017年 的2189881亿元，年均增速为21%；能源消费由2009年的10313.1亿吨标准煤增加到了2017年 的32006.9亿吨标准煤,年均增速高达26.3%，尤其是2016年，工业能源消费增速达到了约56%。

可见，陕西省经济的发展以大量的能源消耗为代价。

陕西省作为我国重要能源大省，煤炭、电力、煤气、化工等支柱产业一直是其重要主导产业。

改革开放以来，陕西省积极主动适应国内外市场变化，大力发展现代高新技术装备产业，实施全国名牌战略，充分利用自身自然资源禀赋优势，做强偏重支柱产业，工业经济整体呈现又好又快的发展势头(旦这种偏重工业型的增长，必将导致能源消耗呈直线型快速上升趋势)
45000
40000
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
20082009201020112012201320142015201620172018
年份
图12009—2017年陕西省工业能源消费
总量及GDP总量
2.
图2可知((西省能源主
为主2009—2015年(量能源
总量的比重在90%以上，2015年，占比最大为92.99%；2015—2016年，原煤消费比重急剧下降,从2015年占比92.99%,降至2016年的70%；2016—2017年，原煤消费占比又出现急剧飙升，再创新咼，消费比重咼达94%0其次是焦炭及电力，由图2可知，2009—2016年,焦炭及电力能源消费重在断(重2009年的6.35%降为2015年的3.68%；电力消费比重由2009年的4.77%降为2015年的3.04%。

最后是汽油和柴油，由图2可知，汽油、柴油在陕西省工业能源消费总量中所占比重微乎其微,究其原因可知，全省的煤资源主要分布在榆林、延安、铜川、咸阳、渭南、宝鸡等六市，含煤面积约6万平方公里，几乎占陕西省国土面积的28%)据统计，全省煤炭资源量约为3800亿吨，累计探明储量为1700亿吨，是全国煤炭资源丰富的主要省份之一。

尤其是陕北地区煤炭资源丰富,并具有品质优良、品种全面、易于开采的特点,且大多属于“三低一高',即低硫、低磷、低灰、中高发热量的优质煤和化工用煤,已探明储量达1470亿吨,占全省探明储量的80%以上，占全国探明储量的11%左右。

此外，国家规划重点建设的13个大型煤炭基地中陕西省就占有3个，分别为神东、陕北和黄陇3个基地，煤炭资源的天然优势决定了陕西省工业能源消费结构中原煤的消耗量占比很大，形成了
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西安财经大学学报
偏重于依赖煤炭资源的工业发展路径）
图22011—2016年陕西省规模以上工业能源消费构成（二）陕西省工业能源碳排放现状
1.碳排放总量线性增加
自西部大开发战略实施以来，陕西省作为西部经济发展的桥头堡，依靠自身能源禀赋及工业基础,经济发展水平快速提升，但在经济发展的同时也产生了一系列环境问题。

陕西省经济的快速发展以其能源的大量耗为基础（能源
的增长，陕西省工业能源消费碳排放量呈线性增加,由2009年的5430.9万吨增加到2017年的16730.9万吨,详见表2和图3,可见陕西省经济发展是以高投入、高排放为代价。

从环比增速来看,2009—2013年，陕西省工业能源碳排放量环比增速较高,基本保持在20%以上,期间仅有2011年未达20%，增速为143%2013—2017年西省能源排
放量环比增速明显降低，基本都低于10%,期间仅2016年增速较大超过10%,为15.9%,可见陕西省对低碳经济非常重视,逐步转变高投入、高排放的经济发展方式,取得了显著效果。

表2陕西省工业能源碳排放量及环比增速
年份200920102011201220132014201520162017碳排放量（万吨）5430.96601.4754849173511230812201133461154744167309同比增速（％）20.3%21.6%143%215%224%86%9.4%159%8.1%
200820102012201420162018
年份
图32009-2017年陕西省工业能源消费碳排放量四、陕西省工业碳排放的影响因素分析
为进一步探究陕西省工业能源消费碳排放的影响因素，本文进行了LMDI分解分析，结果见表3,得出如下结论。

（一）能源强度、产业结构和能源结构对工业碳排放量起到抑制作用
能源强度对陕西省工业碳排放量的抑制作用最大。

2009—2011年和2015-2017年表现为显著的负作用，2011—2013年抑制作用有所降低，仅2013—2015年表现为促进作用，可见提高能源利用效率是推进陕西省节能减排的重要手段。

陕西省工业部门大都属于资源密集型产业部门，其能源消费量占全省能源消费量过半，但由能源强度作用来看（其每万元工业产值能耗在不断降低，表明陕西省工业部门能源强度在逐年下降。

产业结构对工业碳排放量的抑制作用次于能源强度。

2011—2013年、2013—2015年、2015—2017年产业结构对工业碳排放量都起到抑制作用，且2013—2015年抑制作用最显著，仅有2009—2011年产业结构对工业碳排放量都起到促进作用（可见陕西省产业结构调整趋于优化。

究其原因，西部大开发以来，陕西省政府以科学发展观为指导（把优化产业结构作为转变发展方式的主攻方向，在发展中促转变，在转变中谋发展，取得了显著成效。

此外,通过“十二五”产业结构调整规划“十三五”产业结构调整规划,坚持以产业结构优化引领经济发展，不断加快传统产业转型升级，促进产业发展壮大，着力构建多元化产业体系，促进制造业高质量发展。

2017年产业结构调整及智能制造专题合作交流对接会上提出要牢固树立和贯彻落实新发展理念，坚持以推进供给侧结构性改革为主线（持续推进产业结构调整优化，推动经济保持中高速、迈向中高端，促进煤炭优质产能加快释放，对陕西省产业结构优化（发展低碳经济具有重要的积极意义。

能源排量的抑制用次于能源强度、产业结构。

大部分年份中能源结构作用都表现为抑制作用，尤其是2015—2017年抑制作用最
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苏永乐，冷彩霞,蒋煜宇:陕西省工业碳排放现状及影响因素研究
强,2011—2013年抑制作用次之，可见陕西省能源 结构在不断进行调整优化，并取得了一定成效。

从
“十五”计划之始,陕西的发展战略为保护资源、珍惜
资源、深化转型、综合利用。

在资源利用方面，坚持 “三个转变”的思路，即坚持将煤炭转化为电能，煤电
转化为化工产品，将能源和化工产品转化为更多的 其他生产和日用品。

能源化工产业在陕西省经济发
展中起着主导作用，其产值已经占到工业总产值的
表3
2009—2017年陕西省工业能源消费碳排放LMDI 分解结果
年份能源结构能源强度产业结构劳动力效率劳动力规模总作用2009—2010
—217—6768955263
655611288641798292010—2011—304—82581
4193786166
37557
827752011—2012—6598—4721917774306256—721949—451736
2012—2013—633432—4086
4328316744519992013—20142297
—462
—286781156931111158372014—2015—641126841—124265
—33465
15943—21356
2015—2016—15927—78499—824511498918116
—1437722016—2017—4
—779162689361847
5202624442009—2011
—2474—1502797215172783212626作用
抑制抑制促进促进促进
促进
2011—2013
—7198—13787—23086349539—7052—39974用抑制抑制
抑制促进抑制抑制
2013—2015
—4113126379—152943—218964705—552用抑制
促进抑制
抑制
促进抑制2015—2017
—16327—156415—277797683670136—8133用
抑制抑制抑制促进
促进
抑制
（二） 劳动力效率及劳动力规模对工业碳排放起 到促进作用
劳动力效率及劳动力规模对工业碳排放均起到 了显著的促进作用。

从劳动力效率的作用来看,
2009—2011 年、2011—2013 年、2015—2017 年，劳
动力 排 用（且 用
显著，仅2013—2015年其起到抑制作用，其中，
2011—2013年其促进作用最大。

从劳动力规模来 看 2009—2011 年、2013—2015 年、2015—2017 年（ 劳动力规模 排 著的 用（仅2011—2013年其起到抑制作用，其中，2011—2013 年其促进作用最大。

随着工业化生产，机器代替劳
动力,劳动力效率得到了大幅提高，但也造成了能源 消费的不断增加，碳排放的增加。

（三） 总作用呈现抑制作用
总 用来看（ 2009—2011 年总 用 排
用 外（2011—2013 年、2013—2015 年、
2015—2017年其均呈现出抑制作用，可见，陕西省
发展 了重大成 （高 排
了调整优化。

一半,且呈增加趋势。

此外，为控制工业碳排放量,
《陕西省能源行业加强大气污染防治工作实施方案》
指出，到2020年全面治理重点污染源，着重控制能
源消费总量，大幅提高可再生能源消费比重,保证能 源生产和消费对环境污染的负面影响大幅降低，环
境不断得到改善，绿色、低碳和循环的能源生产方式 和消费模式不断得到优化。

五、主要结论及相关建议
（一） 主要结论
本文通过对陕西省能源消费以及碳排放现状的 研究，结合陕西省自身资源禀赋优势,可知一定时期
内陕西省对工业能源的依赖程度仍较大。

能源消费
结构中原煤占主要地位，比重远远高于电力等其他
低能耗、低污染能源；陕西省经济发展呈现出高投
入、高排放特征。

本文通过对陕西省工业能源消费碳排放的
LMDI 分解分析发现，陕西省工业碳排放量变化主
要受其能源强度、产业结构、能源结构的抑制作用,
且抑制作用程度递减;劳动力效率、劳动力规模对陕
西省工业碳排放量呈现促进作用;各因素对工业碳 排放的总作用呈现出抑制作用。

（二） 相关建议
1.加快能源供给侧结构性改革以及科技创新, 促进能源效率的提高
西省 为能源 （资源禀 了其主要依靠以能源开采及在工业投入来促进省内经济的
63。