多时间尺度下电力消费碳排放区域动态演进及收敛性分析.pdf

第6 0卷2 0 2 4年第1期 西 北 师 范 大 学 学 报(自然科学版)V o l.6 0 2 0 2 4 N o.1 J o u r n a l o f N o r t h w e s t N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)D O I:1 0.1 6 7 8 3/j.c n k i.n w n u z.2 0 2 4.0 1.0 1 5收稿日期:2 0 2 3 0 9 2 6;修改稿收到日期:2 0 2 3 1 0 2 4基金项目:甘肃省自然科学基金资助项目(2 2 J R 5 R A 1 5 5)作者简介:师玮(1 9 7 9),女,甘肃庆阳人,副教授,博士.主要研究方向为资源环境评价与管理.E m a i l:s h i w e i 0 7 1 61 6 3.c o m多时间尺度下电力消费碳排放区域动态演进及收敛性分析师 玮,郑雅丽,杨家鹏,沙智泉,张国炜(西北师范大学 地理与环境科学学院,甘肃 兰州 7 3 0 0 7 0)摘要:为了协调推进全国及各重大战略区域的减排降碳工作,加快实现碳达峰和碳中和的目标,通过碳核算技术指南法对区域电力消费碳排放量进行核算,并应用泰尔指数分析区域间的碳排放差异.在此基础上,使用三维非参数核密度估计法研究区域电力消费碳排放量的动态演变特征,并通过变异系数和空间面板模型进行收敛和绝对收敛分析.研究以甘肃省为例,结果表明,甘肃省电力消费碳排放总体呈上升趋势,同时各地区之间的差异逐渐减小;在动态演进方面,随着时间推移区域内部的两极分化特征整体趋于减弱,差异化程度逐渐降低;在收敛特性方面,各时间尺度下均不存在收敛,但均存在绝对收敛.关键词:电力消费;碳排放;动态演进;收敛性;多时间尺度中图分类号:F 2 0 5 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 1-9 8 8(2 0 2 4)0 1-0 0 9 7-0 9R e g i o n a l d y n a m i c e v o l u t i o n a n d c o n v e r g e n c e a n a l y s i s o f c a r b o ne m i s s i o n s f r o m e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n a t m u l t i-t i m e s c a l eS H I W e i,Z HE NG Y a-l i,YANG J i a-p e n g,S HA Z h i-q u a n,Z HANG G u o-w e i(C o l l e g e o f G e o g r a p h y a n d E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e,N o r t h w e s t N o r m a l U n i v e r s i t y,L a n z h o u 7 3 0 0 7 0,G a n s u,C h i n a)A b s t r a c t:I n o r d e r t o c o o r d i n a t e a n d p r o m o t e t h e e m i s s i o n r e d u c t i o n a n d c a r b o n r e d u c t i o n w o r k o f t h e c o u n t r y a n d m a j o r s t r a t e g i c r e g i o n s,a n d a c c e l e r a t e t h e g o a l o f c a r b o n p e a k i n g a n d c a r b o n n e u t r a l i t y,t h e t e c h n i c a l g u i d e m e t h o d o f c a r b o n a c c o u n t i n g i s u s e d t o c a l c u l a t e t h e c a r b o n e m i s s i o n s o f r e g i o n a l e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n,a n d t h e T h i e l i n d e x a r e u s e d t o a n a l y z e t h e c a r b o n e m i s s i o n d i f f e r e n c e s b e t w e e n r e g i o n s.O n t h i s b a s i s,t h e t h r e e-d i m e n s i o n a l n o n-p a r a m e t r i c k e r n e l d e n s i t y e s t i m a t i o n m e t h o d i s u s e d t o s t u d y t h e d y n a m i c e v o l u t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f r e g i o n a l e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n c a r b o n e m i s s i o n s,a n d a n a l y z e t h e c o n v e r g e n c e a n d a b s o l u t e c o n v e r g e n c e t h r o u g h t h e c o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n a n d t h e s p a t i a l p a n e l m o d e l.T a k i n g G a n s u P r o v i n c e a s a n e x a m p l e,t h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e o v e r a l l t r e n d o f c a r b o n e m i s s i o n s f r o m e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n i s i n c r e a s i n g,w h i l e t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n r e g i o n s a r e g r a d u a l l y d e c r e a s i n g.I n t e r m s o f d y n a m i c e v o l u t i o n,w i t h t h e p a s s a g e o f t i m e,t h e p o l a r i z a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s w i t h i n t h e r e g i o n t e n d t o w e a k e n a s a w h o l e,a n d t h e d e g r e e o f d i f f e r e n t i a t i o n g r a d u a l l y d e c r e a s e s.I n t e r m s o f c o n v e r g e n c e c h a r a c t e r i s t i c s,t h e r e i s n o c o n v e r g e n c e a t e a c h t i m e s c a l e,b u t t h e r e i s a b s o l u t e c o n v e r g e n c e.K e y w o r d s:e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n;c a r b o n e m i s s i o n s;d y n a m i c e v o l u t i o n;c o n v e r g e n c e;m u l t i-t i m e s c a l e79西 北 师 范 大 学 学 报(自然科学版)第6 0卷 J o u r n a l o f N o r t h w e s t N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.6 0 自工业革命以来,全球经济实现了快速增长,人们的生活水平和社会现代化程度不断提高.然而,由于化石能源的消耗,二氧化碳排放总量显著增加,严重威胁着地球的生态环境与气候.地球表面的平均气温持续上升,引发了诸如气候变化、资源消耗增加、生态环境破坏、危害人类健康以及阻碍经济社会发展等一系列问题1-2.为应对全球气候变化和控制温室气体排放,世界各国先后达成和签订了 联合国气候变化框架公约、京都议定书、巴黎协定等相关协议.作为世界上最大的能源消耗国和C O2排放国,我国在减少全球C O2排放上承担着巨大的责任3-4.第7 5届联合国大会上,我国政府做出了“2 0 3 0碳达峰2 0 6 0碳中和”的国际承诺,彰显了大国的责任与担当.燃煤发电作为目前中国最主要的发电形式,发电行业产生的碳排放量占全国总量的4 0%以上5.电力部门的碳减排是我国实现双碳目标的关键6-8,电力消费二氧化碳排放量的核算是研究不同区域、不同行业碳排放时空变化和收敛特征的前提9-1 1.在已有研究中,省级层面的碳排放的研究成果最为丰富,孙耀华等1 2通过对我国省际碳排放强度的时空分布及其收敛性特征进行分析,研究表明省际碳排放强度具有显著的空间自相关性且在收敛特征方面表现为“俱乐部”收敛和条件收敛.付云鹏等1 3对我国3 0个地区2 0 0 02 0 1 2年碳排放强度进行估算,在S T I R P AT模型的基础上采用空间滞后模型和空间误差模型对我国区域碳排放强度的影响因素进行研究,结果表明中国碳排放强度的主要影响因素为人口结构、能源强度以及产业结构因素.赵桂梅等1 4对1 9 9 72 0 1 5年我国省区碳排放强度的空间面板数据进行测算,并对中国碳排放强度的时空演进和时空跃迁机制进行了研究,研究发现省际碳排放强度空间分布呈现“集聚”与“分异”并存的时空演化特征.周四军等1 5通过构建动态空间杜宾模型对中国区域碳排放强度空间效应进行研究,结果表明我国区域间的碳排放具有显著的空间效应.C u i等1 6对我国东部、中部、西部和东北地区9个省1 9 9 72 0 1 7年种植业碳排放强度和人均碳排放量的区域差异和时空动态演变进行分析,结果表明其呈显著的非均衡分布特征,同时区域间差 异 是 总 差 异 的 主 要 来 源.此 外,张 翠 菊等1 7、张青青等1 8和田云等1 9,也对省级碳排放进行了空间研究.在城市层面的相关研究上,王志远等2 0定量地测度了2 0 0 0和2 0 0 9年我国3 5个城市的空间形状特征和时空变化,并研究了城市空间形状与碳排放强度之间的相关性,结果表明降低城市形态指数对减少城市单位面积碳排放具有重要作用.王睿等2 1基于中国1 8 9 7个县级城市研究中国县级城市碳排放空间分布特征,分析表明其呈现东高西低的总体空间格局.X u e等2 2对京津冀地区1 3个城市的碳排放效率、时空效应及影响因素进行测度分析,发现2 0 0 72 0 1 6年该地区碳排放效率总体呈下降趋势,并识别出平稳、波动和下降三种演化轨迹.目前电力碳排放的研究主要集中于不同区域尺度,而鲜有对于不同时间尺度的研究.鉴于此,本文研究电力消费碳排放在多时间尺度上的区域差异、动态演进与收敛性.首先,核算区域年度、季度和月度尺度下的电力消费碳排放量;其次,采用泰尔指数和核密度估计方法研究各时间尺度下区域碳排放的区域差异和动态演化特征;最后,建立空间回归模型,研究电力消费碳排放的收敛特征.本文以甘肃省为例进行研究分析,为全国及各重点战略区域出台国家和地区的降碳策略和政策建议,实现碳达峰和碳中和目标提供理论支持.1 研究方法与数据来源1.1 研究方法1.1.1 电力消费碳排放核算 现有的区域碳排放核算方法大多将电力碳排放归咎于生产者,而未将电力消费产生的间接碳排放纳入核算范围.随着能源结构的调整,电力消费在整体能源消费中所占比重不断增加.同时,电力消费所导致的碳排放在能源消费中的比例也逐步上升.基于保障区域碳排放责任公平的原则,并依据 省级温室气体清单编制指南,本文此阶段碳排放量核算方法如下:EC=DAFE,(1)其中,EC为电力消费碳排放量,DA为电力消费量,FE为电网碳排放因子.本研究采用由中华人民共和国生态环境部发布的全国电网平均排放因子作为电网碳排放因子.1.1.2 泰尔指数 泰尔指数是一种考察区域内与区域间差异的指标2 3-2 4,本文利用泰尔指数将甘肃省1 3个市州的整体差异进行分解,计算出年度尺度、季度尺度和月度尺度下的甘肃省电力消费碳排放泰尔指数.具体计算公式如下:89 2 0 2 4年第1期 师 玮等:多时间尺度下电力消费碳排放区域动态演进及收敛性分析 2 0 2 4 N o.1R e g i o n a l d y n a m i c e v o l u t i o n a n d c o n v e r g e n c e a n a l y s i s o f c a r b o n e m i s s i o n s f r o m e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n a t m u l t i-t i m e s c a l eT=1nni=1yiyl nyiy,(2)其中,T为整体泰尔指数,i分别代表甘肃省的1 3个市州,yi为第i个市州的电力消费碳排放量,y是1 3个市州电力消费碳排放量的平均值.1.1.3 核密度估计 核密度估计是一种重要的非参数估计方法2 5-2 7,其将核平滑运用于概率密度估计中,可描述区域电力消费碳排放在空间上的分布特征.通过对同一区域的多尺度样本进行核密度曲线的纵向对比,可以揭示该区域电力消费碳排放分布特征的动态演变过程.同时,通过对多个区域的核密度曲线形态进行横向对比,能够发现不同区域碳电力消费碳排放变化轨迹的差异2 8-2 9.具体计算如下,j区域电力消费碳排放的核密度曲线如下:fj(y)=1njhnji=1Kyj i-yh ,(3)其中,K()为核密度函数,n为样本的数量,h为核密度估计的窗宽.本文运用高斯核函数进行研究,并采用S i l v e r m a n3 0提出的最优窗宽选择方法确定窗宽.1.1.4 收敛模型 经济增长的收敛是指由于资本边际产出递减的趋势,随着时间的推移,经济增长最后将趋于稳定状态的现象3 1.随着收敛模型的广泛运用,该模型在科技资源配置效率3 2、碳生产率变动3 3等领域也取得了重要的成果.随着我国不断推进“碳达峰”和“碳中和”目标,预计电力消费碳排放量将逐渐趋于稳定状态,因此,收敛模型是研究我国城市碳排放长期变化特征的合适选择3 4.在研究碳排放相关收敛问题时,主要有收敛和收敛两种常用的收敛模型.收敛可描述不同地区电力消费碳排放的离差逐渐减小,最终趋向于一种相似的水平或达到稳定状态.本文采用变异系数来测度收敛,其表达式如下:=Ni=1(C E E Ci-C E E Ci)2/NC E E Ci,(4)其中,C E E Ci(C a r b o n Em i s s i o n s f r o m E l e c t r i c i t y C o n s u m p t i o n)表示区域第i个市州的电力消费碳排放量,C E E Ci表示区域电力消费碳排放均值,N为区域内市州的个数,本文取1 3.收敛可描述随着时间推移,电力消费碳排放较高的区域经历较高的下降幅度,以减小与电力消费碳排放量较低的区域之间的差距,最终趋向于相同的稳态水平.绝对收敛是指在不考虑对电力消费碳排放有重要影响的因素情况下,地区之间的电力消费碳排放量呈现收敛的趋势,其表达式如下:l nC E E Ci,t+1C E E Ci t =+l n(C E E Ci t)+i+i+i t,(5)其中,C E E Ci t表示区域第i个市州在t期的电力消费碳排放,C E E Ci,t+1表示区域第i个市州在t+1期的电力消费碳排放,为收敛系数,i表示地区效应,i表示时间效应,i t为随机扰动项.1.2 数据来源本文所需数据来源如下:2 0 0 02 0 2 0年度甘肃省全社会用电量数据来自 中国电力统计年鉴,2 0 0 02 0 2 0季度及月度甘肃省全社会及各市州用电量数据来自 甘肃省电力统计资料汇编.2 结果与分析2.1 电力消费碳排放核算分析2.1.1 年度尺度下碳排放量核算 甘肃省年度电力消费碳排放总量如图1所示,总体来看,2 0 0 02 0 1 9年,甘肃省电力消费碳排放量处于持续增长阶段,增幅达到7 7.6 8%.2 0 1 32 0 1 5年全省电力消费碳排放量几乎处于持平状态,略微上升,可能的原因是甘肃省前期大力开展煤改气,导致社会用电量增长缓慢.2 0 1 62 0 1 7年,甘肃省全社会用电平稳,但2 0 2 0年因新能源发展、产业结构调整、高耗能企业淘汰和“限电”政策等降碳措施,电力消费碳排放下降1 4.2 5%.图1 甘肃省电力消费碳排放总量变化F i g 1 C h a n g e s i n t o t a l c a r b o n e m i s s i o n s f r o m e l e c t r i c i t yc o n s u m p t i o n i n G a n s u P r o v i n c e99西 北 师 范 大 学 学 报(自然科学版)第6 0卷 J o u r n a l o f N o r t h w e s t N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.6 0 甘肃省1 3个 市 州2 0 0 0,2 0 0 5,2 0 1 0,2 0 1 5和2 0 2 0年电力消费碳排放量变化如图2所示.就整体趋势而言,各市州的电力消费碳排放总量均呈上升态势.另外,由于统计口径变化,为了保证数据的前后一致性,本研究将嘉峪关市电力消费算入酒泉市,导致2 0 2 0年两市电力消费排放量超过兰州市.图2 甘肃省各市州电力消费碳排放时空变化F i g 2 T e m p o r a l a n d s p a t i a l v a r i a t i o n o f c a r b o n e m i s s i o n sf r o m e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n i n G a n s u P r o v i n c e2.1.2 季 度 尺 度 下 碳 排 放 量 核 算 图3表 示2 0 0 02 0 2 0年甘肃省各季度电力消费碳排放量.从季度尺度来看,2 0 0 02 0 2 0年各个季度的全省电力消费碳排放量均处于上升阶段,其中增幅最大的是第四季度,达到了6 7.3 5%.“十五”到“十一五”期间,甘肃省电力消费碳排放量第二、四季度均高于第一、三季度,往后各季度呈现不规则变化.这可能与季节变化有一定关系,夏季和冬季居民用电需求均高于其他两个季节,使得电力消费碳排放升高.F Q,S Q,T Q和L Q分别表示第一、二、三、四季度图3 甘肃省2 0 0 02 0 2 0年各季度电力消费碳排放量F i g 3 C a r b o n e m i s s i o n s f r o m e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o ni n G a n s u P r o v i n c e f r o m 2 0 0 0 t o 2 0 2 02.1.3 月度尺度下碳排放量核算 图4显示了2 0 0 02 0 2 0年每五年每月份的电力消费碳排放量.可以看出,二月份与九月份处于整年中最低水平,与前文所述的季节变化引起的差异相一致,其余月份电力消费碳排放量基本处于平均水平.图4 甘肃省2 0 0 02 0 2 0年各月度电力消费碳排放量F i g 4 M o n t h l y c a r b o n e m i s s i o n s o f e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o ni n G a n s u P r o v i n c e f r o m 2 0 0 0 t o 2 0 2 02.2 电力消费碳排放区域差异2.2.1 年度尺度区域差异分析 使用泰尔指数测算甘肃省各市州电力消费碳排放之间的差异程度,2 0 0 02 0 2 0年度的测算结果见图5.图5显示甘肃省区域电力消费 碳排放泰尔 系 数 在 样 本 初 期 为0.5 9,且各地区之间电力消费碳排放差异较大,2 0 0 3年达到最大,之后每年出现上下浮动的情况,但整体呈下降趋势,最终在样本末期降至0.3 1.甘肃省各地区电力消费碳排放量差异呈下降趋势,与前述结论相符.原因是地级市经济的发展和城镇化的加速,使各市州电力消费碳排放水平差异逐渐缩小.图5 甘肃省2 0 0 02 0 2 0年电力消费碳排放泰尔指数F i g 5 T h e i l i n d e x o f c a r b o n e m i s s i o n s f r o m e l e c t r i c i t yc o n s u m p t i o n i n G a n s u P r o v i n c e f r o m2 0 0 0 t o 2 0 2 0001 2 0 2 4年第1期 师 玮等:多时间尺度下电力消费碳排放区域动态演进及收敛性分析 2 0 2 4 N o.1R e g i o n a l d y n a m i c e v o l u t i o n a n d c o n v e r g e n c e a n a l y s i s o f c a r b o n e m i s s i o n s f r o m e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n a t m u l t i-t i m e s c a l e2.2.2 季度尺度区域差异分析 2 0 0 02 0 2 0年甘肃省各季度电力消费碳排放泰尔指数组间和组内均出现下降趋势(图6),说明甘肃省各地区电力消费碳排放差异由最开始的较为明显到最后逐渐缩小,第三、四季度在2 0 0 02 0 0 5年间,组内差异略有提升,可能由于甘肃省各市州之间经济发展与城镇化进程差距较大,导致用电需求增长速度层次不齐,区域内部之间差异逐渐增大.从组间差异来看,2 0 0 0年各季度泰尔 指数差异最 大为0.0 8 1,2 0 2 0年是0.0 5 6 1,其中差异降幅最大的出现在第四季度,泰尔指数区间结果显示为0.3 2 40.5 6 7.图6 甘肃省2 0 0 02 0 2 0年季度尺度下电力消费碳排放泰尔指数F i g 6 T h e T h e i l i n d e x o f c a r b o n e m i s s i o n s f r o m e l e c t r i c i t yc o n s u m p t i o n i n G a n s u P r o v i n c e a t t h eq u a r t e r l y s c a l e f r o m 2 0 0 0 t o 2 0 2 02.2.3 月 度 尺 度 区 域 差 异 分 析 图7显 示 了2 0 0 02 0 2 0年在月度尺度下甘肃省电力消费碳排放泰尔指数,结果表明,甘肃省电力消费碳排放区域差异整体上呈波动下降趋势,不同月份电力消费碳排放泰尔指数在同一时期的差异呈现规律性浮动,具 体 来 说,2 0 0 02 0 1 0年 以 及2 0 1 52 0 2 0年,各月份组间差异收缩降低,2 0 1 02 0 1 5年,组间差异情况相反,呈扩大趋势.其原因可能是此期间,甘肃省煤炭需求放缓,导致部分月份电力消费碳排放水平差距显著.2.3 电力消费碳排放动态演进本文利用泰尔指数分析了甘肃省各时间尺度下电力消费碳排放的整体差异水平以及造成差异的具体原因,但未描述各地区电力消费碳排放变化的时变演变过程.因此,本研究使用三维核密度估计方法来描述各个区域数据的分布特征,分析相应密度曲线的分布位置、分布延展性、主峰形态和波峰数量等重要特征.图7 甘肃省2 0 0 02 0 2 0年月度尺度下电力消费碳排放泰尔指数F i g 7 T h e T h e i l i n d e x o f c a r b o n e m i s s i o n s f r o m e l e c t r i c i t yc o n s u m p t i o n i n G a n s u P r o v i n c e a t t h e m o n t h l ys c a l e f r o m 2 0 0 0 t o 2 0 2 02.3.1 年度尺度下电力消费碳排放动态演进 在国民经济发展中,减排降碳工作成为我国的约束性目标.图8展示了年度尺度下甘肃省电力消费碳排放的核密度曲线,图中核密度曲线呈现整体右移的趋势,表明甘肃省大部分城市的电力消费碳排放量相对增加.主峰的高度降低,宽度增大,这表明样本内市州的电力消费碳排放水平呈现出更大的离散程度,这种变化可能是由于不同区域的产业基础差异导致的.在核密度曲线中存在右拖尾现象,即表示在该区域内存在一些城市的电力消费碳排放水平明显高于其他城市.此外,样本时期的碳排放存在双峰现象,意味着存在排放水平较高和排放水平较低的两个区域,进一步印证了存在城市碳排放的两极分化现象.图8 年度尺度下的甘肃省电力消费碳排放核密度曲线图F i g 8 N u c l e a r d e n s i t y c u r v e o f c a r b o n e m i s s i o n f r o me l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n i n G a n s u P r o v i n c ea t a n n u a l s c a l e101西 北 师 范 大 学 学 报(自然科学版)第6 0卷 J o u r n a l o f N o r t h w e s t N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.6 0 2.3.2 季度尺度下电力消费碳排放动态演进 图9描述了2 0 0 0,2 0 1 0和2 0 2 0年季度尺度甘肃省电图9 季度尺度下的电力消费碳排放核密度曲线图F i g 9 N u c l e a r d e n s i t y c u r v e o f c a r b o n e m i s s i o n sf r o m e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n a t q u a r t e r l y s c a l e力消费碳排放的核密度曲线,从全省季度层面来看,2 0 0 0,2 0 1 0和2 0 2 0年的电力消费碳排放量整体呈现右移的趋势,这表明甘肃省大部分市州在各季度的电力消费碳排放量持续增长.核密度曲线三图1 0 月度尺度下的电力消费碳排放核密度曲线图F i g 1 0 N u c l e a r d e n s i t y c u r v e o f c a r b o n e m i s s i o n s f r o me l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n a t m o n t h l y s c a l e阶段均存在显著的右拖尾现象,即不同季度下区域内部也存在较大差异.主峰高度上升,宽度增大,意味着样本内各季度电力消费碳排放水平的离散程度呈现下降趋势.2.3.3 月度尺度下电力消费碳排放动态演进 2 0 0 0,2 0 1 0和2 0 2 0年月度尺度下甘肃省电力消费碳排放的核密度曲线如图1 0所示,从全省月度层面来看,2 0 0 0,2 0 1 0,2 0 2 0年整体碳排放量的核密度曲线也201 2 0 2 4年第1期 师 玮等:多时间尺度下电力消费碳排放区域动态演进及收敛性分析 2 0 2 4 N o.1R e g i o n a l d y n a m i c e v o l u t i o n a n d c o n v e r g e n c e a n a l y s i s o f c a r b o n e m i s s i o n s f r o m e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n a t m u l t i-t i m e s c a l e表现出右移的趋势,表明甘肃省大部分城市在各个月度的电力消费碳排放处在持续增长状态,主峰高度上升但宽度变大,意味着样本内各月度碳排放水平的离散程度呈现下降趋势.核密度曲线三阶段均存在显著的右拖尾现象,即不同季度下区域内部也存在较大差异.在样本初期,月度尺度下核密度曲线图呈现双峰现象.然而,在样本末期,双峰逐渐演变为单峰,这表明区域内部的两极分化特征整体上趋于减弱,区域内的差异化程度逐渐降低.2.4 电力消费碳排放收敛性分析2.4.1 收敛 甘肃省各地区年度、季度及月度电力消费碳排放收敛结果如表1所示.在年度尺度上,碳排放变异系数呈先减少后增加的趋势,在2 0 0 9年达到最低点.随着城市产业和能源转型进程的推进,各地区的碳排放差异逐渐增大,并在年度尺度上观察到期末值高于期初值的现象,表明在此时间尺度上不存在收敛的特征.季度尺度上,碳排放变异系数呈现波动上升的趋势,于2 0 2 0年达到最高点.在月度尺度上,电力消费碳排放变异系数呈先下降后波动上升的趋势,并于2 0 0 4年达到最低点,显示出市州间发展速度的差异.总体上,各个时间尺度下的电力消费碳排放最终值均大于初始值,且普遍不存在收敛性.表1 甘肃省电力消费碳排放收敛T a b 1 T h e c o n v e r g e n c e o f c a r b o n e m i s s i o n s f r o me l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n i n G a n s u P r o v i n c e全省年度季度月度2 0 0 00.7 2 0 50.3 8 3 60.2 5 5 82 0 0 10.7 1 0 80.3 8 7 00.3 6 2 52 0 0 20.7 0 2 20.3 1 5 60.3 4 2 42 0 0 30.7 0 0 80.3 8 9 40.2 9 8 22 0 0 40.6 9 1 30.3 8 3 30.2 9 5 52 0 0 50.6 5 3 10.4 2 9 90.3 2 9 12 0 0 60.6 2 3 30.4 4 7 40.3 2 9 32 0 0 70.6 1 8 10.4 7 3 00.3 4 5 22 0 0 80.6 0 6 00.4 6 7 80.3 4 8 02 0 0 90.5 9 6 30.4 5 2 60.3 5 2 12 0 1 00.6 0 8 20.4 3 7 50.3 5 9 42 0 1 10.6 1 8 10.4 3 6 70.3 9 7 32 0 1 20.6 4 3 30.4 3 4 40.3 9 2 22 0 1 30.7 3 5 40.4 3 7 90.4 0 3 52 0 1 40.7 6 2 40.4 5 9 50.3 9 0 12 0 1 50.7 6 3 40.4 7 4 80.3 7 8 12 0 1 60.7 6 2 10.4 9 5 90.3 8 0 22 0 1 70.7 6 2 00.4 9 7 00.3 7 3 12 0 1 80.7 2 1 80.4 8 3 60.3 8 5 62 0 1 90.7 8 1 10.4 8 7 00.3 8 2 32 0 2 00.7 7 5 40.5 0 1 10.3 9 5 22.4.2 绝对收敛 表2给出了甘肃省不同时间尺度下区域碳排放的绝对收敛检验结果.在所有时间尺度下,甘肃省的绝对值都为负数,并且通过了显著性检验,即甘肃省电力消费碳排放在年度、季度以及月度均存在绝对收敛.这也意味着长期来看甘肃省1 3个市州的电力消费碳排放在各时间尺度下会收敛至各自的稳态水平.在全省范围内,年度、季度和月度的收敛速度分别为0.0 2 2 5,0.0 2 7 6和0.0 4 2 8,说明在月度尺度下,甘肃省电力消费碳排放的收敛速度相对较快,而年度尺度下的收敛速度相对较慢.以或系数为衡量标准,在各时间尺度下,系数值均为正数.此外,随着时间尺度的缩短,系数值呈现出逐渐减小的趋势.这表明甘肃省电力消费碳排放受到周边地区的正向空间溢出影响,且随着时间尺度的缩短,该影响的程度逐渐降低.表2 甘肃省电力消费碳排放绝对收敛T a b 2 A b s o l u t e c o n v e r g e n c e o f c a r b o n e m i s s i o n s f r o me l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n i n G a n s u P r o v i n c e全省年度季度月度模型类型S DMS DMS A R-0.2 5 3 2-(0.0 0 8 9)-0.4 3 5 3-(0.0 1 3 2)-0.4 5 6 4-(0.0 4 0 2)或0.6 5 9 8-(0.0 2 1 9)0.3 6 7 8-(0.0 4 9 7)0.2 5 9 8-(0.0 6 9 8)0.2 3 0 9-(0.0 1 9 9)0.3 0 1 2-(0.0 4 9 0)0.2 7 0 9-(0.0 9 0 0)0.0 2 2 50.0 2 7 60.0 4 2 8时间效应Y E SY E SY E S个体效应Y E SY E SY E SR20.0 6 9 90.0 9 3 40.0 7 8 9 注:括号中的数值为标准差3 结论及建议3.1 结论本文采用碳核算技术指南法核算多时间尺度下区域电力消费碳排放量,并使用泰尔指数、核密度估计和空间收敛模型对电力消费碳排放的区域差异,动态演进及收敛性开展研究.并以甘肃省为例进行分析,得到以下主要研究结论:1)甘肃省电力消费碳排放总体呈上升趋势,同时各地区之间的差异逐渐减小.核算的结果显示,甘肃省电力消费碳排放量在2 0 0 02 0 1 9年整体上处于增长状态,并于2 0 1 9年达到峰值,2 0 2 0301西 北 师 范 大 学 学 报(自然科学版)第6 0卷 J o u r n a l o f N o r t h w e s t N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.6 0 年略微下降.从区域差异来看,各市州电力消费碳排放量在不同时间