中国工业经济转型过程中能源消费与碳排放时空特征研究

就近30 a来中国工业经济转型过程中能源消费与碳排放的关联变化进行了分析,结果表明,工业部门能源消费的持续增长是中国能源消费总量增长与碳排放量增长的主要驱动因子;工业碳排放总量增长快速,但工业碳排放密集度持续降低;工业部门中制造业碳排放量最大,平均约占工业部门碳排放总量的60%,降低传统制造业能源消费、提高能源利用效率是推动节能减排政策实施和地方行动响应的关键环节;地区工业能源高消费地区集中分布于中国环渤海地区,能源较高消费地区主要集中于中国中部地区和东部经济发达地区,能源中等消费地区主要集中于中国西部地区,而能源低消费地区集中于西部经济落后地区;中国区域工业碳排放总量除受到本地工业能源消费量的直接影响外,还受到各地能源消费结构的影响,值得注意的是,较高碳排放地区空间布局趋于"孤岛"分布格局,低碳排放地区的数量也逐渐增加。     

中国能源消费碳排放强度及其影响因素的空间计量

碳排放所引起的全球气候变化对人类经济社会发展带来了严峻的挑战。中国政府承诺到2020 年GDP碳排放强度较2005 年降低40%~45%,这一目标的实现有赖于全国层面社会经济和产业结构的实质性转型,更有赖于省区层面节能减排的具体行动。基于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC) 提供的方法,本文估算了全国30 个省区1997-2010 年碳排放强度,采用空间自相关分析方法和空间面板计量模型,探讨了中国省级尺度碳排放强度的时空格局特征及其主要影响因素,旨在为政府制定差异化节能减排的政策和发展低碳经济提供科学依据。研究结果表明:① 1997-2010 年,中国能能源消费CO₂排放总量从4.16 Gt 增加到11.29Gt,年均增长率为7.15%,而同期GDP年均增长率达11.72%,碳排放强度总体上呈逐年下降的态势;② 1997-2010 年,碳排放强度的Moran's I 指数呈波动型增长,说明中国能源消费碳排放强度在省区尺度上具有明显的空间集聚特征,且集聚程度有不断增强的态势,同时,碳排放强度高值集聚区和低值集聚区表现出一定程度的路径依赖或空间锁定;③ 空间面板计量模型分析结果表明,能源强度、能源结构、产业结构和城市化率对中国能源消费碳排放强度时空格局演变具有重要影响;④ 提高能源利用效率,优化能源结构和产业结构,走低碳城市化道路,以及实行节能减排省区联动策略是推动中国实现节能减排目标的重要途径。     

近20年来中国能源消费碳排放时空格局动态

CO₂等温室气体引起的全球气候变暖是对人类社会可持续发展的严峻挑战。基于IPCC提供的参考方法,在对中国大陆30个省区(不含西藏)能源消费碳排放量估算的基础上,运用ESTDA框架,通过ESDA、LISA时间路径、时空跃迁和标准差椭圆等方法,从时空耦合的角度分析了1995-2014年中国能源消费碳排放时空格局动态性。结果表明：①近20年来中国省域碳排放具有显著的空间正相关性,碳排放空间差异呈先缩小后扩大的趋势;②LISA时间路径分析显示,中国大部分省区的局部空间结构具有较强的稳定性,1995-2001年和2002-2014年2个时段相对长度都小于平均长度的省区均为18个,大部分南方省区在空间依赖方向上的波动性呈增强趋势,而北方大多数省区则保持相对稳定;③出现协同运动的省区由1995-2001年的13个下降到2002-2014年的10个,表明中国碳排放空间格局具有一定的空间整合性,但呈减弱趋势;④中国省域碳排放的局部空间关联模式和集聚特征具有较强的稳定性,表现为一定的路径依赖或空间锁定特征;⑤碳排放重心在113.739°~114.324°E、34.475°~35.036°N之间变动,整体上有向西北方向移动的趋势。中国碳排放空间分布呈东北—西南格局,且有逐步向正北—正南转变的趋势。中国碳减排的重点是加快发展清洁能源与提高能效并重,优化能源结构和促进各省区产业结构转型,制定差异化的省域碳减排政策,建立碳交易制度。     

基于夜间灯光数据的长江上游地区能源消费碳排放及影响因素研究

基于DMSP/OLS和NPP-VIIRS夜间灯光影像,对2000—2017年长江上游地区的能源消费碳排放进行估算,并利用Moran’s I指数与STIRPAT模型,对能源消费碳排放量的空间特征及影响因素进行研究。结果显示:(1)能源消费碳排放总量总体呈上升态势,主要集中在成渝地区双城经济圈、昆明、贵阳。(2)能源消费碳排放量具有明显的地带性空间集聚特征,高值集聚区与低值集聚区呈一定程度的路径依赖或空间锁定。(3)人口密度、城镇化水平、产业结构、固定资产投资均对能源消费碳排放量有正向影响,经济发展则有显著性负向作用,经济增长与能源消费碳排放量呈倒“U”型曲线。     

中国区域能源供求及其因素分析

本文首先分析了１９８５－１９９０年间我国能源地区供需平衡格局出现的三个新变化以及主要四片缺能区的空间分布。接着，采用经过修订的能源消费因素分析法，指出工业总量增长和能源利用效率是决定我国主要缺能区能源消费增长的两项主导因素，工业结构性节能的作用十分微弱，原因主要在于缺能地区工业化进程中持续的重化学工业取向和产业结构调整的客观障碍。文章最后提出一些政策性结论。     

县域尺度下能源产区能源消费碳排放强度空间分异——以陕西省榆林市为例

以能源产区陕西省榆林市的12个区县为研究单元,在Geo Da和Arc GIS等软件的支持下,结合趋势分析和空间统计方法,分析2005—2010年榆林县域尺度下的能源消费碳排放强度的空间格局特征与空间分异机制。榆林各区县能源消费碳排放强度水平差异明显,总体差异呈扩大趋势,两极分化加剧。县域碳排放强度南北走向上表现出逐渐减小趋势,东西走向上具有微弱的"U"型变化态势。总体上,东北部区县碳排放强度高于西南部。各区县碳排放强度具有正的空间关联分布特征,且处于低水平非均衡空间分布状态,空间依赖性明显。结合相关性分析,榆林区县碳排放强度具有极化区、扩散区、塌陷区和传染区4个特征。"热点"主要分布在东北部三县,"冷点"主要分布于南部六县。能源资源分布不均、经济总量以及产业结构差异是造成榆林碳排放强度空间分布不均的主要原因。     

基于夜间灯光数据的中国能源消费碳排放特征及机理

本研究基于DMSP/OLS夜间灯光影像实现了1992-2010年以市级为基础单元的我国碳排放估算,弥补了统计数据不全、统计口径不一的缺点。从全国、4个经济区和6大城市群3个层面的碳排放分析结果显示,我国CO2排放总量持续增长,各地区、省市增速各不相同,空间聚集程度越来越明显,基本形成了"东部沿海城市高高集聚,西部欠发达城市低低集聚"的格局。人均碳排放强度基本呈现为"东部>东北部>西部>中部",单位GDP碳排放强度则呈现为"东北部和西部较高"、"东部和中部较低"。GDP增长是决定CO2排放总量增长的主导因素,而能源结构、能源利用效率、产业结构是影响碳排放强度的主要原因。对于西部和东北部等以能源和重工业为主导产业的城市,其减排策略应着重能源结构优化和能源利用效率的提高。对于东部和中部等以技术、劳动密集型和轻工业为主导产业的城市,其减排策略应侧重于产业结构调整和转型升级。     

1990-2007年中国能源足迹时空差异分析

基于生态足迹模型分析中国1990-2007年的能源生态足迹变化态势,并利用重心模型研究能源足迹的区域差异及变化。结果表明:1)近18年来,中国人均能源足迹呈现波动增长,能源足迹结构方面煤炭始终占据主导地位;建议优化能源结构,大力发展清洁可再生能源。2)中国各地区间能源足迹存在明显差异,空间分布格局为南少北多,能源生产与消费存在错位;建议国家设立能源生态补偿机制,由出现能源生态赤字的地区支付能源生态补偿基金给能源生态盈余地区。3)中国能源足迹的重心呈现逐步向西南方向移动的轨迹,通过与GDP重心轨迹的对比发现中国经济发展主要靠能源消费拉动。     

中国西部地区一次能源供应时空格局变化及其影响

由于存在着资源及其开发利用的明显局限性,能源供应范围的不断扩张成为国家和地区现代化进程的一种必然趋势。作为中国重要的能源资源产地,西部地区一次能源探明储量约占全国资源探明总量的64.3%,在国家能源供应保障协调发育中的战略地位极为重要。本文对中国西部地区1952-2005年一次能源供应的时空格局变化及其影响进行了全面分析。分析的结果表明:第一,作为资源禀赋相对富足的地区,西部地区一次能源供应经历了从地区自给向区外输送的根本性转变;第二,在这一时空格局的转变过程中,西北区外输能力的迅速增长起到了决定性的作用;第三,遗憾的是,如此大规模的资源开发对当地财富积累产生的积极作用很是有限;第四,正因如此,需要重新思考以往西部地区单一能源资源外输传统模式的利弊及影响。     

哈萨克斯坦能源消费的碳排放动态演进分析

能源消费是碳排放的主要来源。根据IPCC碳排放计算指南缺省值计算了哈萨克斯坦共和国1992-2010年的碳排放量,并对哈萨克斯坦近20 a来碳排放进行阶段划分,采用对数平均迪氏指数法（Logarithmic Mean Divisia Index）,对碳排放量进行因素分解,定量分析能源结构、能源效率和经济发展对不同阶段碳排放的影响。结果表明：（1）1992-2010年,哈萨克斯坦一次能源消费的碳排放量整体呈先下降后上升的“U”型曲线,拐点在1999年。煤炭消费仍然是碳排放的主要来源,这是受长期以煤为主能源供应政策影响的一种必然结果;（2）碳排放不同阶段各影响因素的作用程度不同。总体来看,经济增长是碳排放量增加的主要推动因素,能源强度降低是抑制碳排放量增长的主要贡献因子。并以此提出哈萨克斯坦未来能源战略的一些政策建议。     

二氧化碳排放以及对中国经济的影响

1IntroductionA seeming anomaly exists in the world today; namely, the fact that China, the second largest energy consumer and greenhouse-gas emitter, is not subject to any emissions reduction target under the Kyoto Protocol's first emission control period…     

中国水泥工业CO_2排放核算——从企业、区域到国家尺度（英文）

Much attention is being given to estimating cement-related CO_2 emissions in China.However,scant explicit and systematical exploration is being done on regional and national CO_2 emission volumes.The aim of this work is therefore to provide an improved bottom-up spatial-integration system,relevant to CO_2 emissions at factory level,to allow a more accurate estimation of the CO_2 emissions from cement production.Based on this system,the sampling data of cement production lines were integrated as regional-and national-level information.The integration results showed that each ton of clinker produced 883 kg CO_2,of which the process,fuel,and electricity emissions accounted for 58.70%,35.97%,and 5.33%,respectively.The volume of CO_2 emissions from clinker and cement production reached 1202Mt and 1284 Mt,respectively,in 2013.A discrepancy was identified between the clinker emission factors relevant to the two main production processes(i.e.,the new suspension preheating and pre-calcining kiln(NSP)and the vertical shaft kiln(VSK)),probably relevant to the energy efficiency of the two technologies.An analysis of the spatial characteristics indicated that the spatial distribution of the clinker emission factors mainly corresponded to that of the NSP process.The discrepancy of spatial pattern largely complied with the economic and population distribution pattern of China.The study could fill the knowledge gaps and provide role players with a useful spatial integration system that should facilitate the accurate estimation of carbon and corresponding regional mitigation strategies in China.     

经济发展对碳排放的影响

探讨国家经济发展对碳排放的影响，采用具体评价模式对发达国家和发展中国家长期发展的对比研究。结果表明：第一，经济结构多元化的发展导致国家能源消费需求增长的减缓；第二，能源消费结构的多元化发展则导致国家碳排放水平的下降；第三，经济和能源消费的两者结构多元化的演进最终促使国家发展完成从高碳燃料为主向低碳为主的转变。     

Urbanization,economic growth,and carbon dioxide emissions in China: A panel cointegration and causality analysis

Elucidating the complex mechanism between urbanization, economic growth, carbon dioxide emissions is fundamental necessary to inform effective strategies on energy saving and emission reduction in China. Based on a balanced panel data of 31 provinces in China over the period 1997-2010, this study empirically examines the relationships among urbanization, economic growth and carbon dioxide (CO₂) emissions at the national and regional levels using panel cointegration and vector error correction model and Granger causality tests. Results showed that urbanization, economic growth and CO₂ emissions are integrated of order one. Urbanization contributes to economic growth, both of which increase CO₂ emissions in China and its eastern, central and western regions. The impact of urbanization on CO₂ emissions in the western region was larger than that in the eastern and central regions. But economic growth had a larger impact on CO₂ emissions in the eastern region than that in the central and western regions. Panel causality analysis revealed a bidirectional long-run causal relationship among urbanization, economic growth and CO₂ emissions, indicating that in the long run, urbanization does have a causal effect on economic growth in China, both of which have causal effect on CO₂ emissions. At the regional level, we also found a bidirectional long-run causality between land urbanization and economic growth in eastern and central China. These results demonstrated that it might be difficult for China to pursue carbon emissions reduction policy and to control urban expansion without impeding economic growth in the long run. In the short-run, we observed a unidirectional causation running from land urbanization to CO₂ emissions and from economic growth to CO₂ emissions in the eastern and central regions. Further investigations revealed an inverted N-shaped relationship between CO₂ emissions and economic growth in China, not supporting the environmental Kuznets curve (EKC) hypothesis. Our empirical findings have an important reference value for policy-makers in formulating effective energy saving and emission reduction strategies for China.     

CO2 emissions and their bearing on China＇s economic development： the long view

Greenhouse-gas (GHG) emissions in China have aroused much interest, and not least in recent evidence of their reduction. Our intent is to place that reduction in a larger context, that of the process of industrialization. A lengthy time perspective is combined with a cross-sectional approachChina plus five other countries-and addressed through two general models. The findings are salutary. First, they suggest that a diversified economic structure is consistent with diminished intensity in energy use. Secondly, and the obverse of the first, they imply that a diversified energy structure promotes reductions in CO2 emissions. Finally, one is led inevitably to the conclusion that, together, the findings point to a path for countries to transform their economies while at the same time undertaking to drastically moderate their energy use, switching from a pattern of heavy carbon emissions to one in which lighter carbon emissions prevail. The implications of such findings for environmental management are enormous.     

中国能源消费碳排放的时空差异及驱动因素研究

随着气候变化日益加剧,碳排放及其影响越来越受到人们的关注。针对我国30个省区2000-2015年终端能源消费产生的碳排放进行核算,分析中国能源消费碳排放的区域特征和时空差异,并通过STIRPAT模型和面板数据模型相结合的方法从碳排放量和碳排放强度两个视角对碳排放的驱动因素进行分析。研究发现,从全国层面来看,人口规模、人均GDP、能源强度以及城市化水平对碳排放量产生正向的驱动作用,即每提升1%,碳排放量将分别增加1.046 9%、0.938 6%、0.722 6%、0.411 6%,而产业结构对碳排放具有负向的驱动效应。对于碳排放强度而言,人均GDP和产业结构均产生负向的抑制作用。从区域层面来看,通过经济水平分组,东、中、西部三大区域由于经济发展水平的差异,各个因素对碳排放的影响也有所不同并表现出一定的规律性;城市化水平分组表现出随着城市化水平的提高,碳排放量也随之降低。通过研究,可为我国合理制定CO₂减排的区域差异化政策提供参考依据。     

1990-2014年泛长三角地区能源利用碳排放时空格局及影响因素

区域碳排放时空格局及其关键影响因素是近年来学者们关注的热点。本文以中国经济发达、经济关联密切、产业格局变化剧烈的泛长三角地区为案例,分析1990年以来典型年份碳排放的空间分异、时间演变,解析碳排放空间分异的关键影响因素。结果表明：①区域碳排放总量快速增长,总体格局稳中有变,核心区16个城市排放量占比大都超过50%。②以2005年为拐点,之前外围城市增长幅度较低,之后外围城市碳排放量快速增长;外围地区碳排放量占比从2005年的33%快速增加至2014年的47%,区域碳排放量的空间集聚度呈现先增后减的态势。③碳排放格局变化受多种因素影响,不同变量对碳排放的影响各异。其中,工业生产、城镇化建设及人口集聚仍是现阶段泛长三角地区最主要的碳排放来源;固定资产与外商投资对区域碳排放的作用呈增强趋势,但其作用强度较工业生产、城镇化建设、人口集聚要小。地区生产总值对碳排放影响存在倒U型关系,随着经济发展水平的提高,碳排放与经济发展呈现脱钩趋势。研究结果可为揭示经济发展格局变化的环境效应、制定节能减排政策提供参考。     

Analyzing land-cover change and corresponding impacts on carbon budget in a fast developing sub-tropical region by integrating MODIS and Landsat TM/ETM+ images

Land-cover change has significant impacts on regional carbon dynamics. Understanding the carbon consequences of land-cover change is necessary for decision makers to address the issues of carbon reduction and climate change mitigation. Optical remote sensing images have been widely used for detecting regional land-cover change. However, it is difficult to acquire desirable images for regions that are frequently affected by cloudy and rainy weather. In this study, we proposed an approach to deal with this problem by integrating moderate-resolution imaging spectroradiometer (MODIS) and Landsat images based on the mixed-label analysis (MLA) model. We tested this model in Guangdong Province, a fast developing sub-tropical region in China, to derive the provincial land-cover data for the analysis of land-cover change between 2000 and 2009 and its impacts on regional carbon dynamics. Results show that forest land decreased by 3.03%, while built-up area rapidly expanded by 73.01% from 2000 to 2009. The regional vegetation carbon sink declined by 2.6%, whereas the regional carbon emissions increased by more than 100% due to the fast urbanization and economic development. The regional vegetation carbon sink can only offset 4.1% of total carbon emissions in 2009, far below the national level (about 7.0–7.7%) at the same period. Future efforts to improve the regional carbon budget should focus more on the control of land development and the advance of energy efficiency.     

中国县域碳排放的时空演变及影响因素

县域是实现新型城镇化的重要平台和关键地域单元,揭示县域碳排放的时空格局演变及其驱动因素对于完善中国新型城镇化战略和促进生态文明建设、绿色转型发展具有重要意义。本文使用2000—2017年中国县域碳排放数据,分析了县域人均碳排放的总体变化、区域差异、时空格局及集聚特征,并在STIRPAT模型和环境库茨涅茨曲线（EKC）假说下,运用面板分位数回归解释社会经济发展对县域人均碳排放的动态影响。结果表明：① 中国县域人均碳排放呈现先急后缓的增长趋势。人均碳排放水平差异加大,且呈上升趋势,西部地区县域人均碳排放差距悬殊。② 县域人均碳排放总体上呈现“北高南低”的空间格局,经济发达地区的人均碳排放远高于其他地区,空间极化效应明显。③ 县域人均碳排放具有显著的空间正相关性,高—高集聚的区县数量逐渐增多且分布重心向西北移动,而低—低集聚的区县数量不断减少,主要集中于中南地区,县域人均碳排放集聚类型具有空间锁定效应。④ 人口密度、政府财政支出对县域人均碳排放具有抑制作用,第二产业产值规模、碳排放强度则存在显著的正相关性,中低碳排放水平区县的经济发展和人均碳排放之间呈现倒“N”型曲线关系,社会经济发展结构的调整是实现整体碳减排的关键。因此,政府减排策略的落实应考虑区县碳排放的阶段性差异,实现落后地区发展和转型“两手抓”的同时发挥重点城市群、都市圈在碳减排中的先导作用。此外,通过技术创新提高能源利用效率应作为现阶段县域碳减排的主要手段。     

新疆能源消费碳排放的多变量驱动因素分析——基于扩展的STIRPAT模型

区域层面能源消费碳排放的驱动因素研究,是有效实现碳减排的重要研究议题。以经典的IPAT模型为基础,采用扩展的STIRPAT环境压力评价模型,对1952-2014 年新疆能源消费碳排放的主要驱动因素进行时间序列分析,并定量研究各个驱动因素在改革开放之前（1952-1977 年）、改革开放之后（1978-2000 年）和西部大开发时期（2001-2014 年）三个不同发展阶段对于区域碳排放的作用机理与影响机制,主要研究结论如下：各个影响因素对新疆碳排放增长的作用机理与影响机制在三个发展阶段各不相同。改革开放之前（1952-1977 年）,碳排放强度和人口规模是碳排放增长的最主要贡献因子,能源消费结构是遏制碳排放增长的最主要贡献因子。改革开放之后（1978-2000 年）,经济增长和人口规模是碳排放增长的最主要贡献因子,碳排放强度是遏制碳排放增长的最主要贡献因子。西部大开发时期（2001-2014 年）,固定资产投资和经济增长是碳排放增长的最主要贡献因子,碳排放强度是遏制碳排放增长的最主要贡献因子。