中国电力碳排放动态特征及影响因素研究

中国电力碳排放动态特征及影响因素研究

摘要

电力碳排放占中国碳排放总量比重较大，因此研究电力碳排放的影响因素并制定针对性减排政策对中国节能减排有重要意义。基于我国1991-2012年电力相关数据，分析了电力碳排放的动态特征，发现电力消费及其碳排放与GDP 同步变化，中国电力生产的能源转换效率在提高，电力碳排放主要来源于煤炭的使用；运用对数平均迪氏指数分解方法，不仅考虑电力生产过程，而且考虑电力输配环节和电力终端消费活动对碳排放的影响，从而把中国电力碳排放增长分解为排放因子、能源结构、电力结构、转换效率、输配损耗、经济规模、人口规模、产业结构、电力强度、生活消费等10个影响因素。分解结果表明，经济规模是促使电力碳排放增长的最大因素，意味着中国电力碳排放与经济社会发展密切相关；以工业为主的产业结构使得电力消费增加，驱动了电力碳排放增长；生活消费也是电力碳排放增加的重要影响因素；人口规模、输配损耗、能源结构、电力结构、排放因子等因素也是正向效应，但影响程度较小；产业部门电力强度下降和能源转换效率提高是抑制电力碳排放增长的最重要因素；电力结构也抑制了电力碳排放增长，但影响程

度较小。基于以上结论，中国需要从电力生产、输配、消费等环节入手控制电力碳排放。

关键词电力碳排放；LMDI；影响因素

中图分类号F205

文献标识码A

文章编号1002-2104（2015）04-0021-07

doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.04.003

改革开放以来，中国经济快速发展，所取成就举世瞩目。但粗放型经济增长模式使得能源消费量大、使用效率低，导致污染排放量特别是二氧化碳排放不断增加，目前中国已成为世界第一碳排放大国。为了减少温室气体排放，2009年11月，国务院常务会议提出“2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%”的约束性目标。电力是社会经济发展不可或缺的优质能源，中国电力消费占能源终端消费总量的比重逐年攀升，1991年仅为9.53%，2012年该比例已达到22.56%。由于资源禀赋结构的限制，中国电力生产以火电为主，火电生产又主要依赖煤炭，化石能源的燃烧是二氧化碳排放的主要来源，因此中国的电力生产伴随大量的碳排放，据本文计算，电力生产碳排放已经占到中国碳排放总量的40%。为了完成中国节能减排目标，必须关注电力的减排问题。

1文献综述

中国碳排放量增加较快，哪些因素驱动中国碳排放增长？这个问题受到学者广泛关注，Du L，et al[1]基于

1995-2009年的省际面板数据研究了中国碳排放的影响因素和减排潜力。王峰等[2]采用LMDI因素分解方法研究了1995-2007年中国碳排放的驱动因素。Wang Z，et al[3]、Wang P，et al[4]、Wang W，et al[5]、陈诗一[6]分别采用因素分解或面板数据回归方法研究了北京、广东、江苏和工业碳排放的影响因素，均发现碳排放增加的主要影响因素是经济发展、城市化等，而能源强度的下降则抑制了碳排放的增加。

电力作为一种优质二次能源，其消费和中国经济增长关系密切，林伯强[7]在三要素生产函数框架下的实证表明GDP、资本、人力资本以及电力消费之间存在着长期均衡关系，Yuan J，et al[8]针对中国也得出了同样的结论；米国芳和赵涛[9]的研究表明，经济增长、电力消费、碳排放三者之间存在着长期稳定的协整关系；碳排放量与经济增长、电力消费与经济增长、碳排放量与电力消费都互为Granger因果关系。

虽然电力消费对中国经济增长的意义重大，但是电力生产碳排放量较大，这也引起了部分学者的关注。侯建朝和谭忠富[10]利用对数平均权重分解法构建了电力生产碳排放变化影响因素的分解模型，将CO2排放变化分解为收入效应、电力生产强度效应、电力生产结构效应、人口效应和发电煤

耗效应。霍沫霖等[11]利用LMDI分解模型，分析了厂用电率、发电结构、发电煤耗、线损率等因素变化对电力工业碳排放强度变化的影响。ZhaoX，et al[12]利用ARDL模型研究了行业增加值、火电设备平均利用小时数、标准煤耗率三个因素对中国电力工业碳排放的影响。Zhang M，et al[13]研究了多种因素对中国电力生产碳排放的影响，并发现经济活动效应是碳排放增加的主要贡献力量，电力生产效率在抑制碳排放方面处于关键地位。

以上文献在分析电力碳排放的影响因素时，主要局限于电力工业，从电力生产角度去分析，缺乏考虑中国电力所处的经济社会宏观背景；虽有少数考虑到经济活动的影响，但忽视了人口增长、人民生活水平提高和产业结构变化对电力碳排放产生的影响，特别是对中国这样一个处于产业结构调整升级、经济稳步增长和人民生活水平逐渐提高时期的人口大国，这些因素的影响不容忽视。

本文从电力生产、输配到消费的全过程，引入电力生产结构、能源投入结构、能源转换效率、输配损耗、电力强度、经济结构和人口等因素，从电力的产业消费、输配损耗和生活消费三个角度进行因素分解，采用对数平均迪氏指数分解法（LMDI）研究这些因素对电力碳排放的影响程度和方向。本文的研究对于控制能源消费总量、优化能源结构、提高能源效率、促进节能减排、解决雾霾等问题都具有参考意义。

2研究方法和数据来源

2.1电力碳排放计算

我国的电力类型有火电、水电、核电及风电等4种主要类型，本文假设水电、核电及风电的生产不产生碳排放，电力碳排放主要由火电生产中投入的初始能源燃烧产生。计算碳排放有多种方式方法，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）2006 年编制《国家温室气体清单指南》，其中提出的碳排放计算方法是最常用的方法：

C=∑iEi?Ki?εi?ηi?44/12（1）

其中i表示能源种类，C表示二氧化碳排放量，Ei表示各种能源投入量，其中“其他能源”用“一般废弃物”代替；Ki代表平均低位发热量；ε表示能源含碳量；η表示碳氧化因子，取常数1。按照（1）式即可得到1991-2012年电力生产碳排放量。 2.2因素分解方法

因素分解分析在能源与碳排放研究中得到了广泛应用，本文基于电力从投入、转换到消费的全过程，构造电力碳排放因素分解模型如下：

C=∑iCi=∑iCi Ei?Ei E?ET1?T1 T?T G?G P?P（2）

火电生产初始能源投入种类较多，本文将其归为三类：“煤及其产品”、“油及其产品”和“天然气和其他”，分别对应i=1、2、3；C表示电力CO2排放，单位是万吨；Ei和E分别表示火电生产第i种能源投入和能源总投入，T1和T