Dynamic Changes,Regional Differences,and Influencing Factors of CO2 Emission Performance in China

Abstract

This paper proposes to use DEA models with undesirable outputs to construct the Malmquist index that can be use to investigate the dynamic changes of CO₂ emission performance. With the index, the authors have measured the CO₂ emission performance of 28 provinces and autonomous regions in China from 1996 to 2007; with the convergence theory and panel data regression model, the authors analyze the regional differences and the influencing factors. It is found that the performance of CO₂ emissions in China has been continuously improved mainly due to the technological progress, and the average improvement rate is 3.25%, with a cumulative improvement rate of 40.86%. In addition, the CO₂ emission performance varies across four regions. As a whole, the performance score of eastern China is the highest. The northeastern and central China has relatively lower performance scores, and the western China is relatively backward. The regional differences are decreasing, and the performance of CO₂ emissions is convergent. The influence of some factors on the performance of CO₂ emissions is significant, such as the level of economic development, the level of industrial structure, energy intensity, and ownership structure. The influence of some factors, such as opening-up to the outside world, on the performance of CO₂ emissions is not significant.     

中国城市产业结构与CO_2排放的耦合关系

产业结构与CO_2排放量之间的相互作用形成产业结构与CO_2排放量的耦合关系。本文基于2012年中国1 km高空间分辨率网格CO_2排放数据(CHRED),运用耦合度模型,分析了中国288个城市产业结构与CO_2排放量的耦合特征。研究发现,中国产业结构和CO_2排放量之间正处于中度耦合一致性阶段,以资源型为主的城市产业结构和CO_2排放量处于极度耦合一致性阶段;工业型城市耦合度和一致性均高于服务业型城市;其他类型城市则分布比较分散没有呈现一定的规律性,而在其他类型的城市中,工业占比相对较高的城市耦合度和一致性往往高于农业和服务业占比较高的城市。根据产业结构和CO_2排放量的耦合度和一致性关系,将现有的城市分为4种类型,分别是产业结构与CO_2排放耦合一致性相关关系极强的城市,产业结构与CO_2排放耦合一致性相关关系较高的城市、产业结构和CO_2排放耦合一致性相关关系一般的城市以及产业结构和CO_2排放耦合一致性相关关系较弱的城市。通过对4种类型城市进行特征分析,4种类型城市在空间分布上具有明显的聚集效应,而且第二产业与碳排放之间的耦合一致性较高。     

我国碳排放区域差异性分析

在对我国各地区的碳排放总量、人均碳排放和碳排放强度进行计算的基础上，运用Theil系数等方法对我国碳排放区域差异性进行分析。Theil系数分析结果表明我国碳排放强度呈现区域差异性，区域内差异是总体差异的主要原因，而东部和中部地区内部差异是导致区域内差异的主要原因；变异系数分析结果表明：碳排放总量东部地区差异最大、中部最小，人均碳排放西部地区差异最大、东部最小，碳排放强度中部地区差异最大、东部最小；基尼系数分析结果表明：西部地区碳排放差异最大，中部次之，东部最小；运用聚类分析将全国各省碳排放现状分为优、良、中、差四大类。针对研究结果，提出了转化经济发展方式、优化产业结构等节能减排建议     

Regional differences and influencing factors in the CO<Subscript>2</Subscript> emissions of China’s power industry based on the panel data models considering power-consuming efficiency factor

With the economic development, China has become the largest CO₂ emissions country. China’s power industry CO₂ emissions accounted for about 50% of total CO₂ emissions. Therefore, exploring major drivers of CO₂ emissions is critical to mitigating its CO₂ emissions in power industry. Many studies considered the time series model to analyze the national influences factors of CO₂ emissions. But this paper focuses on regional differences in CO₂ emissions and adopts panel data models to explore the major impact factors of CO₂ emissions in the power industry at the regional and provincial perspectives. The results indicate economic growth level plays a dominant role in reducing CO₂ emissions. The power-consuming efficiency on the demand side has large potential to mitigate CO₂ emissions, but its influences are different in three regions. The impacts of the electric power structure on CO₂ emissions decline from the eastern region to the central and western regions. The influence of urbanization and industrialization also has significant regional differences. Therefore, the governments should consider the influencing factors and regional differences and formulate appropriate policies to decrease CO₂ emissions in the power industry.     

中国城市CO_2排放数据集研究——基于中国高空间分辨率网格数据

城市CO_2排放数据的可获取性和质量直接影响了城市碳排放的科学研究、低碳战略制定及公众对于城市低碳发展的监督和参与。数据缺乏和多源数据的不确定性大是中国城市CO_2排放核算和低碳城市规划面临的重要问题和挑战,而这些问题同时也导致中国低碳城市研究水平参差不齐。本研究使用自下而上建立的中国高空间分辨率网格数据(空间分辨率为1km),采用统一数据源和规范化、标准化数据处理方法,建立中国城市CO_2排放数据集,供研究者和决策者参考。城市CO_2排放计算借鉴国际上较为成熟和应用广泛的核算方法,包括范围1和范围2排放。以北京、上海、天津、重庆和广州5个典型城市的能源统计数据自上而下计算其CO_2排放作为参考水平,检验数据集的数值质量,结果显示5个城市的数据差异均不超过10%。中国城市CO_2排放整体呈现北方大于南方,东部高于中部和西部的空间格局。CO_2排放量较高的城市大多处于华北、东北以及华东沿海地区,西部地区城市CO_2排放量则较低。城市CO_2排放8个部门(工业能源、工业过程、农业、服务业、城镇生活、农村生活、交通、范围2排放)之间的相关性中,城镇生活和交通排放的相关性最高,并且呈现显著性(p0.001),工业过程排放和服务业排放的相关性最弱且没有显著性。基于中国高空间分辨率网格数据的中国城市CO_2排放数据集的不断完善和发展,为中国城市CO_2排放研究奠定了重要的数据基础,为城市CO_2排放横向比较和对标工作提供了重要依据。     

中国省级CO2排放影响因素的空间计量分析

提出面板数据空间误差分量模型,采用基于广义矩1估计的可行广义最小二乘法估计方法,研究1997-2007年间,我国省级CO2排放的影响因素.实证结果表明,我国省级CO2排放量存在显著的正向空间相关性,CO2排放较多的省份往往会影响邻近地区的CO2排放；CO2排放量与人均GDP呈倒N型环境库兹涅兹曲线.未考虑空间相关性时,CO2排放转折点为人均GDP 51 73O元,我国目前仍处于CO2排放量上升期；采用面板数据空间误差分量模型修正后,CO2排放下降转折点为人均GDP约53 237元,较未考虑空间因素时有所提高,省际间的空间相互影响,对CO2排放下降转折点的人均GDP提出更高的要求；实证研究结果同时显示,煤炭消费比重提高及人口数量增大,都将显著增加我国CO2排放量,体现优化能源结构和控制人口增长对抑制CO2排放增长的重要性.     

基于空间面板模型的碳排放影响因素分析——以长江经济带为例

随着全球变暖问题的日益严峻,气候问题引起了国际社会的广泛关注。长江经济带作为中国区域发展"三大战略"之一,面临着严峻的碳减排压力。为此,以二氧化碳排放为测度指标,定量分析了1998~2012年长江经济带二氧化碳的时空格局特征,并构建碳排放影响因素的空间面板模型,分析了产业结构、人口总量、经济水平、技术水平与城市化水平对长江经济带碳排放的影响。研究结果表明:1碳排放的绝对差异呈增大趋势,相对差异呈波动变化趋势;碳排放与人均GDP(1997年不变价)的相关性较弱;2碳排放空间格局相对稳定,高碳排放区域以江苏为中心,逐渐向四周扩散;3空间面板模型结果表明:人口总量是影响长江经济带碳排放时空格局演化的决定性因素,其次依次为经济水平、技术水平和城市化水平。     

工业经济结构、经济增长对环境污染的非线性影响

本文从生产要素投入端将环境污染引至索洛增长模型,理论考察工业经济结构、经济增长对环境污染的非线性影响机制,基于1999—2014年我国30个省份的面板数据,以SO_2排放量作为环境污染水平的代理变量,采用面板平滑迁移回归(PSTR)模型检验全国及分区域工业经济结构、经济增长对环境污染的非线性影响效应及区域差异性。研究结果表明:随着工业化进程的不断加快,工业产出及污染排放均呈现不断上升的趋势,但由于资本边际收益递减规律使得这种增长趋势逐渐减弱,最终导致经济增长和环境污染增长趋于稳态,当污染排放增长率降低为负时,经济增长对环境污染的影响作用由正向转变为负向。实证表明我国工业经济结构、经济增长与SO_2排放具有显著的产出水平门槛效应,随着经济产出水平由低区制平滑的过渡到高区制,经济增长对SO_2排放的影响由正向促进作用转变为负向减排效应,但工业经济结构对SO_2排放呈现逐渐增强正向促进作用,可见工业经济结构、经济增长对SO_2排放具有显著的非线性影响。此外,研究发现工业经济结构、经济增长对SO_2排放的非线性影响存在显著的区域差异性,东部地区经济增长与SO_2排放呈现显著的倒"U"型曲线关系,而在中西部地区表现出逐渐增强的促进作用,中部地区的工业经济结构对SO_2排放的促进作用最大,西部其次,东部最弱,研究还表明,减排技术水平以及环境治理投资增加对SO_2污染排放具有遏制作用,能源投资的增加加速了SO_2的排放。在未来经济发展中,应摒弃传统"高投入、高消耗"的工业化模式,政府应实施创新管理,完善环境保护立法,鼓励企业发展环境污染治理方面的技术,避免以环境容量过渡为代价,追求工业经济高质量、可持续发展模式。     

中国碳排放强度与产业结构的关联分析

产业结构调整与低碳经济发展相互联系,内在统一,从产业结构角度探讨碳排放强度问题,有利于正确判断和把握影响碳排放量变化的产业因素,有效制定控制碳排放的产业发展政策。本文在对我国碳排放总量变化趋势进行分析的基础上,选用2001-2008年全国及28个主要省域的碳排放总量、三次产业比重、单位GDP碳排放量数据,运用灰色关联分析方法,研究了我国碳排放强度与第一产业、第二产业和第三产业之间的关联性,得到以下结论:第二产业是影响地区碳排放强度的主要因素,全国有16个地区二次产业与碳排放强度关联度最大,但第二产业并不是影响地区碳排放量增大的绝对因素;第三产业对地区碳排放强度的降低效应并不明显,全国有11个地区第三产业对碳排放量的影响超过第二产业的影响,需要引起重视;第一产业对碳排放强度的影响最小,全国只有4个地区第一产业对碳排放强度的影响不是最小。在此基础上,探讨了未来我国产业结构调整的碳减排策略,以期能有效控制产业发展对我国碳排放强度的影响。     

新疆地级市CO_2排放空间特征研究

基于中国高空间分辨率网格数据,建立新疆地级市CO_2排放数据集,探讨新疆CO_2排放的空间特征,为新疆低碳发展的空间布局规划提供一定的依据。研究采用"自下而上"的空间化方法建立排放数据集,并用统计学方法分析排放数据统计特征。研究结果:从整体看,CO_2直接排放总体分散,局部集中,基本沿着天山分为南部和北部,北部地区排放高于南部地区。从区域看,天山北坡经济带CO_2排放最高;丝绸之路经济带的中通道、北通道和南通道排放依次递减。从部门看,服务业与城镇生活CO_2排放相关性最高,间接排放与其他部门排放相关性最弱。从类型看,工业型地级市CO_2人均排放最高,总排放均值略低于服务业型地级市,远高于其他类型地级市;人口规模越大的地级市CO_2排放均值越大,但其人均排放越少。结论与讨论:1新疆CO_2排放空间差异显著,其排放较大的地级市整体效率不高,将是减排的重点区。2工业化、城镇化是新疆CO_2排放的重要影响因素,将是减排的着力点。3省际生态补偿和碳排放指标分配时应适度考虑能源输出引致本地较高CO_2排放的特情。     

产业结构变动对中国碳排放的影响

采用LMDI分解方法,对中国1996-2009年的碳排放进行分解,定量分析产业结构变动对碳排放变动的影响。在此基础上,依据对未来中国产业结构变动的预测,估算了2020年之前产业结构变动对中国碳减排的贡献。基本情况是,1996-2009年中国碳排放增长464 678万t,其中,经济总量效应531 337万t,产业结构效应49 887万t,能源消费强度效应-223 940万t,能源消费结构效应107 395万t,诸因素对碳排放增长的贡献度分别为114.3%,10.7%,-48.2%和23.1%。产业结构变动驱动了碳排放增长,尽管它不是最主要因素。进一步研究发现,高耗能产业上升或下降1个百分点所对应的CO2排放量增加或减少2.2-2.9亿t。依据对高耗能产业结构变动值的预测,到2020年,产业结构变动效应约为-5亿t,占期间碳排放增量的-15%。这表明,与此前产业结构变动导致碳排放量增加情形相反,未来产业结构变动将有助于减少碳排放。     

金融节能、金融发展对碳排放变化的影响研究

本文将金融节能与金融发展同时引入传统LMDI分解模型,并融合脱钩弹性指数,分析了两者对碳排放变化的影响机理。在此基础上,本文还检验了1997—2015年中国29个省区金融节能与金融发展的碳排放效应。研究发现:首先,尽管1997—2015年中国碳排放规模的扩张趋势较为明显,短期来看,这一演变仍然大体经历了三个阶段,即碳排放增量持续扩张期、碳排放增量波动下降期以及碳排放增量平稳期。其次,不仅金融节能、金融发展以及经济增长是在短期和长期诱发中国碳排放变化的三个最主要因素,而且前两者对中国碳排放变化的影响还大于后者。再次,金融节能对中国碳排放变化的短期和长期作用方向始终与金融发展对中国碳排放变化的短期和长期作用方向相反。最后,金融节能和金融发展与中国碳排放变化之间在短期内基本维持弱脱钩或强负脱钩两种状态,而在长期呈现强负脱钩状态,通过分解这些脱钩弹性状态的诱因,不仅直接影响和交互影响的作用方向始终相反,而且两者还分别在金融节能与中国碳排放脱钩弹性变动以及金融发展与中国碳排放脱钩弹性变动中发挥截然相反的作用。     

甲烷排放与应对气候变化国家战略探析

甲烷的全球变暖潜势是二氧化碳的72倍(20年水平),但其在大气中的寿命短于二氧化碳,可以作为优先减排对象。中国的甲烷排放十分突出,甲烷减排在应对气候变化国家战略中具有重要的基础性地位,然而在政策研究中,甲烷受到的关注程度远低于二氧化碳。本文基于甲烷排放研究的相关进展,首次系统性地论述了中国甲烷排放与应对气候变化国家战略之间的关系。主要结论是:甲烷排放的有效控制和减缓可以成为中国温室气体减排的重要组成部分,甲烷等温室气体的减排战略要用"系统减排"思路替代传统的"末端减排"思路;甲烷系统减排的策略和实施措施不仅需要重视主要排放部门(如煤炭开采与洗选业,农业)的直接末端减排,更需要突出强调建设活动、城市消费、资本投资和出口贸易等消费端的间接体现减排;在国际气候谈判中通过纳入甲烷排放,可以至少在五个方面丰富和支撑中国的国家立场,如从承诺"单位GDP二氧化碳减排"向承诺"单位GDP温室气体减排"转变。     

技术异质下中国大气污染排放效率的区域差异与影响因素

近年来中国雾霾天气的频繁发生给人们的生产、生活以及身体健康构成巨大威胁。提高大气污染排放效率,深入挖掘大气污染减排潜力是改善中国大气环境质量,减少和消除雾霾天气发生的重要途径。本文根据生态效率理论,充分考虑到不同区域发展的不平衡因素与技术异质性特征,在共同前沿方法框架下科学测算2006—2014年间中国30个省份的大气污染排放效率,在此基础上分析效率的区域差异,利用"技术差距比(TGR)"这一指标衡量东部、中部与西部三大区域之间大气污染排放技术的差距,并从"技术"与"管理"两个维度进一步将各省份大气污染排放无效率分解为"技术差距无效率(TGI)"与"管理无效率(GMI)",以此定位各省份大气污染防治的薄弱环节,进而构建策略矩阵,将全国各省份归入四个不同排放效率特征的方阵,并给出相应的优化路径与措施;深入揭示大气污染排放效率与排放强度之间的内在联系,提出"大气污染排放强度效率"这一全新概念并考察其演化趋势;利用面板Tobit回归模型检验影响我国省际大气污染排放效率与排放技术的外部环境因素。实证结果表明:1中国大气污染排放效率整体水平偏低,年均仅为0.493,污染减排潜力巨大;2中国大气污染排放效率与排放技术的地区差异显著,无论是大气污染排放效率还是排放技术水平,东部地区都是明显高于中部与西部地区;3中国大气污染的实际排放强度明显高于潜在排放强度,这表明大气污染排放强度还存在很大的改进空间;4经济发展、产业结构升级与科技创新对大气污染排放效率与排放技术的提升均有显著促进作用,煤炭消费比重上升与人口密度过大则对其有显著抑制作用;5本文的研究结论支持"波特假说"与"污染避难所"假说。     

能源消费、经济增长与中国CO2排放量变化

基于我国能源消费和经济增长特点，采用对数平均的Divisa方法对我国1990~2007年的CO2排放进行分解分析。结果表明：经济增长效应是我国CO2排放增加的主要因素，能源强度效应是抑制CO2排放的主要原因，人口效应和结构效应对碳排放的影响不大。分地区的研究表明：东部地区的经济发展和能源强度效应对CO2排放量的影响高于中西部地区，人口效应使东部地区碳排放增加，使中西部地区碳排放降低，能源利用结构变化对东部地区的碳排放有一定的抑制作用，对中西部地区的影响较小。因此，要降低我国的CO2排放，需要针对地区特点制定不同的政策，东部地区需要进一步提升技术水平，进而提高能源利用效率，对中西部地区需要逐步改善以煤为主的能源消费结构，提高清洁能源比重，同时调整产业结构，发展服务业和技术含量高的低能耗制造业。     

综合性能源价格指数对中国省域碳强度的调节作用及其比较——来自30个省份面板数据的实证分析

在构建综合性能源价格指数的基础上,基于1995~2012年我国30个省份相关历史数据,通过面板数据模型和层次聚类法分析了省域能源价格对碳强度的静态和动态调节作用。结果表明:能源价格通过影响产业结构、技术水平、能源强度对碳强度分别产生了0.576%、0.048%和0.787%的作用,但经由前两个路径产生的作用大于路径变量本身的直接影响,其中结构路径的作用提高了44.4%,技术路径变动不大,而经由能源强度对碳强度产生的影响较其本身降低了7.91%。总体来看,能源价格的合理上升有利于节能减排,但价格对碳强度的杠杆作用表现出明显的区域差异性。此外,煤炭资源税的征收对降低碳强度也有明显的效果,且具有较大增长空间。按照价格杠杆作用的差异,相关省份可以被划分为调节作用弱、较弱、中、较强、强五类。东部和中东部省份能源价格变动的碳抑制作用明显高于西部和中西部省份。     

Global Research Trends Related to CO2 Emissions and Their Enlightenment to China

Given the growing awareness of the likely catastrophic impacts of climate change and close association of climate change with global emissions of greenhouse gases (of which carbon dioxide is more prominent) , considerable research efforts have been devoted to the analysis of carbon dioxide (CO2) emissions and its relationship to sustainable development. Now GHG reduction programs have been coming into effect in many developed countries that have more responsibility for historical CO2 emissions, and the studies have become mature. First, the GHG emissions accounting system is more all-inclusive and the methods are more rational with the effort of IPCC from 1995 and all other researchers related. Second, the responsibility allocation is more rational and fair. Along with the clarity of "carbon transfer" and "carbon leakage", the perspective and methodology for allocating regional CO2 emissions responsibility is turning from production base to consumption base. Third, the decomposition method has become more mature and more complex. For example, the decomposition formulas are including KAYA expression and input-output expression and the decomposition techniques are developed from index analysis to simple average divisia and then adaptive-weighting divisia. Fourth, projection models have become more integrated and long-term. The top-down model and bottom-up model are both inter-embedded and synergetic. Trends above give some advice for the research on CO2 in China, such as emissions factors database construction, deeper-going research on emissions responsibility and structure analysis, promotion of modeling technology and technology-environment database.     

整合消费与增加值视角的中国行业碳排放变动分解研究

在研究影响我国CO 2排放因素领域,基于投入产出技术的分解模型已成为主要的分析工具,现有研究多分别基于消费视角或收益视角展开分析。为全面评估各行业收益与消费对其上游、下游行业碳排放的综合影响,整合基于收益与基于消费两个视角,运用2012年与2015年我国投入产出表,构建两层嵌套式结构分解分析模型(SDA),比较分析消费规模效应、收益规模效应、行业流入、流出增加值变动效应、增加值结构变动效应等14个影响各行业碳排放变动的关键因素,并借助对消费者原则碳排放估算公式的重构,更准确地实现从增加值视角对各行业消费者原则碳排放变动的关键影响因素分析。研究发现:①研究期内,我国在总产出增长29.14%的同时碳排放量上升1.46%,各行业碳排放强度下降是主要的减排因素,其中建筑业减排贡献最大。②增排效应方面,影响从大到小依次为消费规模、收益规模、完全投入结构与完全消费结构四项效应,且前两个规模效应的影响是后两个结构效应的2倍以上,尤其建筑业消费规模效应、煤炭采选产品业收益规模效应增排较大。③消费规模扩大导致增排的原因并非行业本身生产规模扩大,而主要在于建筑业、服务业等行业规模扩张时吸收其他行业流入的增加值量增多。④收益规模扩大导致的增排效应方面,细分来说从大到小依次为劳动者报酬、生产税净额、固定资产折旧、营业盈余四项效应,且行业差异显著,如煤炭采选产品业的劳动者报酬效应,石油、炼焦产品和核燃料加工品业的生产税净额效应以及电力、热力生产和供应业的营业盈余效应增排贡献较大,而煤炭采选产品业的营业盈余效应、批发、零售业和住宿、餐饮业的生产税净额效应则减排贡献较大。     

1996~2013年长江经济带工业发展过程中的大气环境污染效应

大气污染物排放及影响因素研究，是引导区域减排实现可持续发展的重要依据。利用Tapio脱钩模型测度了1996~2013年长江经济带11个省区工业经济增长与工业废气、工业二氧化硫、工业烟粉尘3个指标之间的脱钩程度，并利用LMDI分解模型对大气污染物排放变化特征进行了影响因素分解。结果表明：（1）长江经济带11个省（市）的工业废气排放量呈持续上升的趋势，且工业废气排放量的“热”点区域主要集中在东部地区，工业二氧化硫和烟粉尘两种大气污染物排放量总体呈现“先增加后减少”的趋势，状况有所改善。（2）长江经济带工业废气排放整体经历了从扩张性负脱钩到相对脱钩发展的趋势，表明经济发展的同时带来工业废气排放的污染同步增长。经济发展效应和能源效率效应是促使工业废气排放的主要因素。（3）长江经济带的工业二氧化硫和烟粉尘排放整体上经历了从相对脱钩向绝对脱钩发展的趋势，经济发展均是造成各地区两种污染物排放量增加的主要原因，技术效应和能源效率是各地区两种污染物减排的重要影响因素。未来，在大气污染物的减排控制过程中，需加强产业结构、能源结构的调整，也需坚定依靠技术进步推动能源使用效率的提高，并且注重各省市间的减排差异和防范污染产业的区域转移。关键词： 长江经济带；经济增长；大气环境；脱钩分析模型；LMDI分解模型     

无锡市能源消费、碳排放与经济增长关系分析

经济增长对资源消耗存在很大的依赖性,研究能源消费、碳排放与经济增长关系,可为经济增长方式转变和低碳城市建设提供重要科学依据。基于IPCC国家温室气体排放清单指南中的方法估算了无锡市能源消费碳排放,并建立“脱钩”模型探讨能源消费、碳排放与经济增长之间的关系。结果表明：（1）2000~2010年,无锡市碳排放从84335万t增加到2 52804万t,总量不断增加,但趋势有所减缓,且各县市碳排放特征差异显著;（2）无锡市碳排放与经济增长整体处于弱脱钩状态,且脱钩状态有不断增强的趋势,市区经济发展已不依赖于能源消费,朝着环境友好方向发展,江阴和宜兴节能减排压力仍然很大;（3）优化产业结构、调整工业结构和提高能源利用效率是改善无锡市能源消费、碳排放和经济增长关系的有效途径,各县市根据具体情况,侧重点有所不同