南京市工业经济能源消费碳排放实证分析
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（1.河海大学商学院，南京 211100；2.河海大学江苏省循环经济研究中心，南京 210098）
摘 要：工业经济的能源消费是碳排放的主要来源，研究城市工业经济能耗碳排放的特征和影响城市工业经 济能耗碳排放的因素具有很强的代表性。本文以南京市为例，首先从碳排放总量和碳排放强度等指标分析了 2000 年-2009 年南京市工业经济碳排放现状和特征，然后运用 LMDI 方法构建了南京市工业经济能耗碳排放因素 分解模型，定量分析了 2000 年-2009 年间产业规模、能源强度、能源结构和能源排放强度四个影响因素对南京市工 业经济碳排放的影响。研究结果表明，产业规模效益是南京市工业经济碳排放增长的主要促进因素，能源强度效 应是南京市工业经济碳排放增长的主要抑制因素，能源结构效应和能源排放强度效应对南京市工业能源结构效应 没有明显变化。在此基础上，提出了减排的相关政策建议。
4 南京工业经济能耗碳排放因素分 解分析
4.1 基于 LMDI 的南京工业能耗碳排放分解方法 目前能源消耗影响因素分解方法主要有指数
图 1 2000 年-2009 年南京工业经济碳排放总量、碳排放强 度与工业总产值变化
Fig.1 Carbon emissions, Carbon emission intensity andchanges in Gross Industrial Output Value in Nanjing（2000-2009）
以上文献通过数据模型针对我国宏观经济和 产业经济的碳排放进行了有效地分析，为今后的研 究工作提供了有益的借鉴。但是不难发现，这些研 究很少从市域层面来研究产业经济的碳排放问 题。近些年，南京市经济发展迅速，工业经济作为 碳排放的主要来源，在总碳排放中所占比重较高。 因此，本文立足于南京市，将城市和产业经济层面 结合，通过定量分析影响南京工业经济碳排放的因 素，并给出相应的政策提示，具有一定的现实意义。
http://www.resci.cn
源自文库
1892
资源科学
第 33 卷 第 10 期
2000 年-2009 年规模以上工业企业主要能源消费来 计算南京工业经济碳排放量和碳排放强度，计算结 果如表 3 所示。 3.2 南京工业经济能耗碳排放现状与特征
2000 年以来，南京市工业经济进入一个快速发 展的阶段，到 2009 年，工业总产值年均增长率达到 29.8%。工业能源消耗也逐渐增加，碳排放总量以 年均 10.8%的增速逐年递增，其中 2002 年-2005 年 间增速最快，平均增速为 18.4%，此后到 2009 年一 直平稳波动，增至年碳排放 3348.9 万 t。南京工业 经济的发展与工业能耗碳排放呈现出两个特征：
Table 2 Coefficient of carbon emissions of different energy
能源品种 原煤 焦炭 洗精煤 汽油 原油
碳排放系数(t/t) 0.7559 0.8550 0.7559 0.5538 0.5857
能源品种 燃料油 柴油 天然气 电力
碳排放系数(t/t) 0.6185 0.5921 0.4483 0.6800
http://www.resci.cn
2011 年 10 月
史安娜等：基于 LMDI 的南京市工业经济能源消费碳排放实证分析
1891
响以及碳排放特征，并提出了具有针对性的节能减 排对策；郭运功等[4]对人均 GDP、人口和能源强度与 CO2 排放量进行相关性分析，并对上海市能源消费 导致的碳排放强度和 CO2排放量进行了分解分析； 赵欣[5]等依据 1997 年- 2007 年江苏省碳排放总量、 碳排放强度、人均碳排放及其三大产业碳排放变化 情况，定量分析了 1996 年-2007 年间经济规模、产 业结构、技术进步与能耗结构四个因素对江苏省碳 排放增量的影响；孙志威[6]等计算了天津市 2000 年-2008 年能源消费的碳排放量，并对天津市能源 消费碳排放量和碳排放强度进行分解分析，最后探 讨了其主要影响因素的作用机制并提出相应的政 策建议。 2.2 产业经济层面
3 南京工业经济能耗碳排放现状与
特征
3.1 南京工业经济能耗碳排放估算
2000 年-2009 年，南京经济总量持续快速增长，
按照 1978 年不变价格计算，GDP 总量增长了 3.14
倍。工业经济年均增长速度保持在 10%以上，特别
是 2003 年以后保持了 17%的快速增长。在产业结
构方面，工业占经济总量的比重一直保持在 38%以
（1）高相关性。碳排放的增加与工业总产值的 增长呈现出密切的相关性，两者之间始终保持着正 相关。
（2）“相对脱钩”效应。近年来，特别是 2002 年 以后，南京的工业总产值的增长速度远远超过了工 业碳排放的速度，呈现出了消长异步的现象，碳排 放强度持续下降，从 2000 年的 0.92t 碳/万元，下降到 了 2009 年的 0.49t 碳/万元，降幅达 46.7%。究其原 因主要有：其一，南京近年来开始摒弃粗放式的发 展方式，减少了能源的消耗，走上了集约化的发展 道路；其二，低碳新技术的不断投入到生产过程中， 减少了单位产值的耗能，减少了碳排放（见图 1）。
2 文献综述
自 20 世纪 70 年代以来，作为低碳发展经济研 究的重要领域，能源和碳排放的研究逐渐成为关注 的焦点。国内外许多学者对能源和碳排放进行了 大量研究，主要基于以下两个角度。 2.1 宏观经济层面
GREEN ING[1]等首先采用分解模型分析了美国 能 源 和 碳 排 放 强 度 下 降 的 主 要 原 因 ；王 锋 等 [2] 把 1995 年-2007 年间中国能源消费的 CO2排放增长率 分解为 11 种驱动因素的加权贡献，并对这一时期 中的 6 个时间段和每一种驱动因素进行了研究，指 出降低生产部门的能源强度是实现 CO2减排的关键 措施；张丽峰[3]从经济增长、能源消费与碳排放的关 系入手，分析了经济增长、能源消费对碳排放的影
第 33 卷 第 10 期 2011 年 10 月
2011，33（10）：1890-1896
Resources Science
Vol.33，No.10 Oct.，2011
文章编号：1007-7588（2011）10-1890-07
基于 LMDI 的南京市工业经济能源 消费碳排放实证分析
史安娜 1,2，李 淼 1，2
收稿日期：2011-04-25；修订日期：2011-08-25 基金项目：国家社会科学基金项目（编号：10BGL079）；国家软科学研究计划项目（编号：2010GXS5B140）；江苏省社会科学基金项目（编 号：08EYD028）；江苏省软学科研究计划项目（编号：BR2009039）。 作者简介：史安娜，女，江苏丹阳人，教授，博士生导师，主要研究方向为低碳经济，技术创新。E-mail: lm850909@126.com 通讯作者：李淼，E-mail: lm850909@126.com
表 3 2000 年-2009 年 南京市工业经济能源消费碳排放量和碳排放强度
Table 3 Nanjing industrial rise’s carbon emissions quantity and intensity data（2000 -2009）
上，2009 年为 38.8%。
根据联合国政府间气候变化专门委员会
（IPCC）2006 年版碳排放计算指南，计算公式为：
n
∑ C = Ei × Ki
（1）
i=1
式中 C 为碳排放量（万 t）；Ki为第 i 种能源碳排放系
数；Ei为第 i 种能源的消费量，按万 t 标准煤计；i 为能
源种类。根据南京工业能源消耗特征，选取原煤、
李国志[7]等对中国农业 1981 年-2007 年能源消 费排放的二氧化碳量进行了测算，在此基础上，利 用 LMDI 模型对碳排放进行因素分解，指出经济增 长是农业碳排放最主要的驱动因素；董军[8]等综合 考虑能源排放强度、能源结构、能源强度和产出规 模等四个要素，运用指标分解分析法中的对数平均 权重分解法，建立了工业部门能耗碳排放分解模 型；陆文聪[9]等以 3 种主要工业废气排放为例，对中 国工业污染排放量变化的主要驱动因素进行分析， 得出了工业生产中排放治理和技术进步发挥了主 要的减排贡献，工业结构调整的减排贡献较小的结 论；邓明君[10] 从市域层面分析了湘潭市规模以上工 业企业碳排放变化趋势，提出了指导区域降低规模 以上工业企业碳排放强度的相关建议；田云[11]基于 农地利用的 6 个主要方面的碳源，测算了我国 1993 年-2008 年农地利用碳排放量，进一步对碳排放的 影响因素进行分解，并提出促进农地利用减排的政 策建议。
原煤(kg) 焦炭(kg) 洗精煤(kg) 汽油(kg) 原油(kg)
折标准煤系数 能源品种
0.7143 0.9714 0.9000 1.4714 1.4286
燃料油(kg) 柴油(kg) 天然气(m3) 电力(kW·h)
折标准煤系数
1.4286 1.4571 1.3300 0.1229
表 2 各种能源的碳排放系数
分解法和结构分解法两种方法。指数分解法主要 分为拉氏指数法和迪氏指数法。迪氏指数法 （Divisia Index Decomposition）由法国数学家 Divisia 于 1924 年首次提出，随着迪氏指数法的不断发展， 更 加 完 善 的 对 数 平 均 迪 氏 指 数 法（Log arithmic Mean Divisia Index, LMDI）被提出。在计算中，因其 可以将余项完全分解，不会出现不可解释的余项， 成为目前各种方法中相对更为合理的一种。本文 依据 LMDI 分解方法，结合董军等提出的工业能耗 碳排放因素分解模型，将南京工业能耗碳排放影响 因素分为能源排放强度效应、能源结构效应、能源 强度效应和产出规模效应四种因素，以测量和分析 环保技术变化、能源消费结构变化、能源强度变化 和工业经济规模增长对南京工业能耗碳排放的影 响。南京工业能耗排放因素分解模型如下：
各种能源的碳排放系数见表 2。由于南京市能源消
耗统计口径为规模以上工业企业，所以以南京市
表 1 各种能源折标准煤参考系数
Table 1 Reference coefficient of converting different
energy into standard coal
（kg 标准煤）
能源品种
气候变暖除了自然因素外，更大程度是人类活 动造成的，特别是源于化石燃料的使用导致的人为 温室气体排放（ IPCC，2007），CO2 是一种主要的温 室气体。在中国经济快速发展过程中，工业是能源 消耗的主体，同样是温室气体排放的主要来源，中 国因能源消费而产生的 CO2排放量中，工业部门的
排放占到 80 %以上。因此工业的 CO2 减排是研究 碳排放的重中之重。基于以上考虑，本文在对南京 市工业能源消费碳排放的现状及特征的分析基础 上，运用 LMDI 方法分析影响南京工业碳排放的因 素，并提出相关减排建议。
原油、天然气等 9 种主要消耗能源品种进行分析，并
以各类能源对标准煤的折算系数进行处理，结果见
表 1。南京市工业主要消费能源的碳排放系数来源
于 IPCC 碳排放计算指南缺省值，原始数据以 J 为单
位，为与统计数据单位一致，将能量单位转化成标
准煤，具体转化系数 1×104 标准煤等于 2.93×105GJ。
关键词：碳排放；LMDI；能源消费；南京
1 引言
在全球气候变暖和生态环境日益恶化的背景 下，低碳发展模式为世界生态环境和气候变化问题 提供了最新的解决方案。瑞典化学家、诺贝尔奖获 得者阿累尼乌斯早在 1896 年就提出“化石燃料燃烧 将会增加大气中二氧化碳的浓度，从而导致全球变 暖”假说；1997 年《京都议定书》的签订揭开了全球 限排温室气体的大幕；2003 年 2 月 24 日，英国发布 《我们未来的能源——创建低碳经济》的白皮书，首 次提出低碳经济概念；2009 年 11 月，国务院提出到 2020 年我国单位 GDP 二氧化碳排放比 2005 年下降 40%~45%，作为约束性指标纳入国民经济和社会发 展中长期规划，赢得了社会的普遍好评。
摘 要：工业经济的能源消费是碳排放的主要来源，研究城市工业经济能耗碳排放的特征和影响城市工业经 济能耗碳排放的因素具有很强的代表性。本文以南京市为例，首先从碳排放总量和碳排放强度等指标分析了 2000 年-2009 年南京市工业经济碳排放现状和特征，然后运用 LMDI 方法构建了南京市工业经济能耗碳排放因素 分解模型，定量分析了 2000 年-2009 年间产业规模、能源强度、能源结构和能源排放强度四个影响因素对南京市工 业经济碳排放的影响。研究结果表明，产业规模效益是南京市工业经济碳排放增长的主要促进因素，能源强度效 应是南京市工业经济碳排放增长的主要抑制因素，能源结构效应和能源排放强度效应对南京市工业能源结构效应 没有明显变化。在此基础上，提出了减排的相关政策建议。
4 南京工业经济能耗碳排放因素分 解分析
4.1 基于 LMDI 的南京工业能耗碳排放分解方法 目前能源消耗影响因素分解方法主要有指数
图 1 2000 年-2009 年南京工业经济碳排放总量、碳排放强 度与工业总产值变化
Fig.1 Carbon emissions, Carbon emission intensity andchanges in Gross Industrial Output Value in Nanjing（2000-2009）
以上文献通过数据模型针对我国宏观经济和 产业经济的碳排放进行了有效地分析，为今后的研 究工作提供了有益的借鉴。但是不难发现，这些研 究很少从市域层面来研究产业经济的碳排放问 题。近些年，南京市经济发展迅速，工业经济作为 碳排放的主要来源，在总碳排放中所占比重较高。 因此，本文立足于南京市，将城市和产业经济层面 结合，通过定量分析影响南京工业经济碳排放的因 素，并给出相应的政策提示，具有一定的现实意义。
http://www.resci.cn
源自文库
1892
资源科学
第 33 卷 第 10 期
2000 年-2009 年规模以上工业企业主要能源消费来 计算南京工业经济碳排放量和碳排放强度，计算结 果如表 3 所示。 3.2 南京工业经济能耗碳排放现状与特征
2000 年以来，南京市工业经济进入一个快速发 展的阶段，到 2009 年，工业总产值年均增长率达到 29.8%。工业能源消耗也逐渐增加，碳排放总量以 年均 10.8%的增速逐年递增，其中 2002 年-2005 年 间增速最快，平均增速为 18.4%，此后到 2009 年一 直平稳波动，增至年碳排放 3348.9 万 t。南京工业 经济的发展与工业能耗碳排放呈现出两个特征：
Table 2 Coefficient of carbon emissions of different energy
能源品种 原煤 焦炭 洗精煤 汽油 原油
碳排放系数(t/t) 0.7559 0.8550 0.7559 0.5538 0.5857
能源品种 燃料油 柴油 天然气 电力
碳排放系数(t/t) 0.6185 0.5921 0.4483 0.6800
http://www.resci.cn
2011 年 10 月
史安娜等：基于 LMDI 的南京市工业经济能源消费碳排放实证分析
1891
响以及碳排放特征，并提出了具有针对性的节能减 排对策；郭运功等[4]对人均 GDP、人口和能源强度与 CO2 排放量进行相关性分析，并对上海市能源消费 导致的碳排放强度和 CO2排放量进行了分解分析； 赵欣[5]等依据 1997 年- 2007 年江苏省碳排放总量、 碳排放强度、人均碳排放及其三大产业碳排放变化 情况，定量分析了 1996 年-2007 年间经济规模、产 业结构、技术进步与能耗结构四个因素对江苏省碳 排放增量的影响；孙志威[6]等计算了天津市 2000 年-2008 年能源消费的碳排放量，并对天津市能源 消费碳排放量和碳排放强度进行分解分析，最后探 讨了其主要影响因素的作用机制并提出相应的政 策建议。 2.2 产业经济层面
3 南京工业经济能耗碳排放现状与
特征
3.1 南京工业经济能耗碳排放估算
2000 年-2009 年，南京经济总量持续快速增长，
按照 1978 年不变价格计算，GDP 总量增长了 3.14
倍。工业经济年均增长速度保持在 10%以上，特别
是 2003 年以后保持了 17%的快速增长。在产业结
构方面，工业占经济总量的比重一直保持在 38%以
（1）高相关性。碳排放的增加与工业总产值的 增长呈现出密切的相关性，两者之间始终保持着正 相关。
（2）“相对脱钩”效应。近年来，特别是 2002 年 以后，南京的工业总产值的增长速度远远超过了工 业碳排放的速度，呈现出了消长异步的现象，碳排 放强度持续下降，从 2000 年的 0.92t 碳/万元，下降到 了 2009 年的 0.49t 碳/万元，降幅达 46.7%。究其原 因主要有：其一，南京近年来开始摒弃粗放式的发 展方式，减少了能源的消耗，走上了集约化的发展 道路；其二，低碳新技术的不断投入到生产过程中， 减少了单位产值的耗能，减少了碳排放（见图 1）。
2 文献综述
自 20 世纪 70 年代以来，作为低碳发展经济研 究的重要领域，能源和碳排放的研究逐渐成为关注 的焦点。国内外许多学者对能源和碳排放进行了 大量研究，主要基于以下两个角度。 2.1 宏观经济层面
GREEN ING[1]等首先采用分解模型分析了美国 能 源 和 碳 排 放 强 度 下 降 的 主 要 原 因 ；王 锋 等 [2] 把 1995 年-2007 年间中国能源消费的 CO2排放增长率 分解为 11 种驱动因素的加权贡献，并对这一时期 中的 6 个时间段和每一种驱动因素进行了研究，指 出降低生产部门的能源强度是实现 CO2减排的关键 措施；张丽峰[3]从经济增长、能源消费与碳排放的关 系入手，分析了经济增长、能源消费对碳排放的影
第 33 卷 第 10 期 2011 年 10 月
2011，33（10）：1890-1896
Resources Science
Vol.33，No.10 Oct.，2011
文章编号：1007-7588（2011）10-1890-07
基于 LMDI 的南京市工业经济能源 消费碳排放实证分析
史安娜 1,2，李 淼 1，2
收稿日期：2011-04-25；修订日期：2011-08-25 基金项目：国家社会科学基金项目（编号：10BGL079）；国家软科学研究计划项目（编号：2010GXS5B140）；江苏省社会科学基金项目（编 号：08EYD028）；江苏省软学科研究计划项目（编号：BR2009039）。 作者简介：史安娜，女，江苏丹阳人，教授，博士生导师，主要研究方向为低碳经济，技术创新。E-mail: lm850909@126.com 通讯作者：李淼，E-mail: lm850909@126.com
表 3 2000 年-2009 年 南京市工业经济能源消费碳排放量和碳排放强度
Table 3 Nanjing industrial rise’s carbon emissions quantity and intensity data（2000 -2009）
上，2009 年为 38.8%。
根据联合国政府间气候变化专门委员会
（IPCC）2006 年版碳排放计算指南，计算公式为：
n
∑ C = Ei × Ki
（1）
i=1
式中 C 为碳排放量（万 t）；Ki为第 i 种能源碳排放系
数；Ei为第 i 种能源的消费量，按万 t 标准煤计；i 为能
源种类。根据南京工业能源消耗特征，选取原煤、
李国志[7]等对中国农业 1981 年-2007 年能源消 费排放的二氧化碳量进行了测算，在此基础上，利 用 LMDI 模型对碳排放进行因素分解，指出经济增 长是农业碳排放最主要的驱动因素；董军[8]等综合 考虑能源排放强度、能源结构、能源强度和产出规 模等四个要素，运用指标分解分析法中的对数平均 权重分解法，建立了工业部门能耗碳排放分解模 型；陆文聪[9]等以 3 种主要工业废气排放为例，对中 国工业污染排放量变化的主要驱动因素进行分析， 得出了工业生产中排放治理和技术进步发挥了主 要的减排贡献，工业结构调整的减排贡献较小的结 论；邓明君[10] 从市域层面分析了湘潭市规模以上工 业企业碳排放变化趋势，提出了指导区域降低规模 以上工业企业碳排放强度的相关建议；田云[11]基于 农地利用的 6 个主要方面的碳源，测算了我国 1993 年-2008 年农地利用碳排放量，进一步对碳排放的 影响因素进行分解，并提出促进农地利用减排的政 策建议。
原煤(kg) 焦炭(kg) 洗精煤(kg) 汽油(kg) 原油(kg)
折标准煤系数 能源品种
0.7143 0.9714 0.9000 1.4714 1.4286
燃料油(kg) 柴油(kg) 天然气(m3) 电力(kW·h)
折标准煤系数
1.4286 1.4571 1.3300 0.1229
表 2 各种能源的碳排放系数
分解法和结构分解法两种方法。指数分解法主要 分为拉氏指数法和迪氏指数法。迪氏指数法 （Divisia Index Decomposition）由法国数学家 Divisia 于 1924 年首次提出，随着迪氏指数法的不断发展， 更 加 完 善 的 对 数 平 均 迪 氏 指 数 法（Log arithmic Mean Divisia Index, LMDI）被提出。在计算中，因其 可以将余项完全分解，不会出现不可解释的余项， 成为目前各种方法中相对更为合理的一种。本文 依据 LMDI 分解方法，结合董军等提出的工业能耗 碳排放因素分解模型，将南京工业能耗碳排放影响 因素分为能源排放强度效应、能源结构效应、能源 强度效应和产出规模效应四种因素，以测量和分析 环保技术变化、能源消费结构变化、能源强度变化 和工业经济规模增长对南京工业能耗碳排放的影 响。南京工业能耗排放因素分解模型如下：
各种能源的碳排放系数见表 2。由于南京市能源消
耗统计口径为规模以上工业企业，所以以南京市
表 1 各种能源折标准煤参考系数
Table 1 Reference coefficient of converting different
energy into standard coal
（kg 标准煤）
能源品种
气候变暖除了自然因素外，更大程度是人类活 动造成的，特别是源于化石燃料的使用导致的人为 温室气体排放（ IPCC，2007），CO2 是一种主要的温 室气体。在中国经济快速发展过程中，工业是能源 消耗的主体，同样是温室气体排放的主要来源，中 国因能源消费而产生的 CO2排放量中，工业部门的
排放占到 80 %以上。因此工业的 CO2 减排是研究 碳排放的重中之重。基于以上考虑，本文在对南京 市工业能源消费碳排放的现状及特征的分析基础 上，运用 LMDI 方法分析影响南京工业碳排放的因 素，并提出相关减排建议。
原油、天然气等 9 种主要消耗能源品种进行分析，并
以各类能源对标准煤的折算系数进行处理，结果见
表 1。南京市工业主要消费能源的碳排放系数来源
于 IPCC 碳排放计算指南缺省值，原始数据以 J 为单
位，为与统计数据单位一致，将能量单位转化成标
准煤，具体转化系数 1×104 标准煤等于 2.93×105GJ。
关键词：碳排放；LMDI；能源消费；南京
1 引言
在全球气候变暖和生态环境日益恶化的背景 下，低碳发展模式为世界生态环境和气候变化问题 提供了最新的解决方案。瑞典化学家、诺贝尔奖获 得者阿累尼乌斯早在 1896 年就提出“化石燃料燃烧 将会增加大气中二氧化碳的浓度，从而导致全球变 暖”假说；1997 年《京都议定书》的签订揭开了全球 限排温室气体的大幕；2003 年 2 月 24 日，英国发布 《我们未来的能源——创建低碳经济》的白皮书，首 次提出低碳经济概念；2009 年 11 月，国务院提出到 2020 年我国单位 GDP 二氧化碳排放比 2005 年下降 40%~45%，作为约束性指标纳入国民经济和社会发 展中长期规划，赢得了社会的普遍好评。