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“碳峰值”目标下工业碳排放的影响因素与减排路径:来自中国的证据

期刊:pol. j. environ. stud.DOI:10.15244/pjoes/188062

类型a:


pol. j. environ. stud. 2025年第34卷第3期研究学术报告
作者与机构
本研究由德国基尔大学(Christian-Albrechts-Universität zu Kiel)商业、经济和社会科学学院的李开锋(Kaifeng Li)主导完成,论文在线发表于2024年10月29日,收录于期刊《pol. j. environ. stud.》2025年第34卷第3期,DOI号10.15244/pjoes/188062。

学术背景
本研究聚焦于中国“碳峰值”目标下工业碳排放的影响因素与减排路径,以江苏省为实证研究对象。江苏省作为中国工业与经济大省,其碳排放量长期居全国前五,是研究省级工业碳排放机制的典型样本。全球气候变化背景下,中国承诺2030年前实现碳达峰,而工业部门占全国碳排放总量的70%,探索其减排路径具有紧迫性。研究旨在通过量化分析能源结构、技术进步等驱动因素的作用,为协调经济增长与低碳转型提供科学依据。

研究方法与流程
研究分为四个核心环节:
1. 碳排放核算与LMDI分解
- 数据来源:基于2010-2021年江苏省规模以上工业能源消费数据(原煤、原油等10类能源)及《江苏统计年鉴》。
- 核算方法:采用排放因子法(Emission Factor Method)计算CO₂排放量,公式为:
[
C = \sum (E_i \times EF_i \times 4412)
]
其中(E_i)为能源消耗量,(EF_i)为碳排放系数。
- 分解模型:应用对数平均迪氏指数(LMDI)分解法,将碳排放变化分解为能源强度效应、能源结构效应、产业规模效应、碳排放系数效应及工业发展水平效应五大驱动因子。模型基于Kaya恒等式扩展,通过加法形式量化各因子贡献值。

  1. STIRPAT模型构建与脊回归分析

    • 模型扩展:在经典STIRPAT(Stochastic Impacts by Regression on Population, Affluence, and Technology)模型中纳入工业就业人口、人均产出、碳排放强度(含技术进步)变量,以解决多重共线性问题。
    • 回归方法:采用脊回归(Ridge Regression)拟合,通过SPSS 21.0计算变量弹性系数(如人均产出每增1%,碳排放增0.602%),并验证模型拟合误差仅0.05%。
  2. 碳排放预测与情景分析

    • 预测模型:基于离散灰色模型DGM(1,1)对2022-2035年关键变量(如就业人口、技术进步)进行预测,结合STIRPAT模型输出碳排放趋势。
    • 情景设计:设置8种发展情景,差异化调整人口增长率(低/高)、人均产出增长率(低/高)及碳排放强度削减率(低/高),量化不同政策组合下的减排潜力。
  3. 政策建议推导
    结合情景分析结果提出产业结构优化与能源技术升级路径,如优先发展清洁能源集群(风电、光伏)及推广智能化转型。

主要结果
1. LMDI分解结果
- 抑制效应:能源强度降低累计抵消4.7亿吨CO₂(贡献率347.03%),电力碳排放系数下降减排336万吨。
- 促进效应:人均产出增长主导碳排放增加(6.6亿吨,贡献率483.91%),能源结构优化贡献有限(减排2902万吨)。

  1. STIRPAT模型验证

    • 技术进步(通过碳排放强度体现)弹性系数为-0.815,表明技术升级是减排核心杠杆。
  2. 情景预测结论

    • 最优路径:情景7(低人口增长+低人均产出+高碳强度削减)可在2030年实现峰值8.02亿吨,且不影响工业经济增速。
    • 峰值挑战:若维持当前趋势(情景8),峰值将延迟至2035年(8.62亿吨)。

结论与价值
本研究的科学价值在于:
1. 方法创新:融合LMDI分解、STIRPAT模型与灰色预测,构建省级工业碳排放“因素-路径-政策”全链条分析框架。
2. 政策意义:实证表明,江苏省需以技术创新为核心,通过“非化石能源占比提升+能效标准强化”双轨策略实现碳峰值目标,为其他工业省份提供参考。

研究亮点
1. 数据颗粒度:首次结合江苏省电网碳排放因子动态变化(2010-2020年)精确量化电力间接排放。
2. 跨学科整合:将能源经济学(LMDI)与环境科学(STIRPAT)方法交叉应用,增强结论的普适性。

其他发现
研究指出,江苏省火电占比83.63%是减排瓶颈,未来需通过跨区域绿电交易弥补资源逆分布缺陷。这一发现对中国“西电东送”战略的低碳化升级具有启示意义。


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