基于LMDI和Tapio脱钩模型的甘肃省碳排放研究.pdf

第6 0卷2 0 2 4年第3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.3 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 3.0 0 7收稿日期:2 0 2 3 1 2 2 8;修改稿收到日期:2 0 2 4 0 4 2 4基金项目:2 0 2 3年甘肃省软科学项目(2 3 J R Z A 3 4 9);2 0 2 2年甘肃省软科学项目(2 2 J R 4 Z A 0 0 3)作者简介:张爱宁(1 9 8 2),男,甘肃庆阳人,研究员,硕士.主要研究方向为科技发展战略研究.E m a i l:9 4 7 8 8 9 7 6q q.c o m*通信联系人,女,助理研究员,硕士.主要研究方向为科技政策研究、产业研究.E m a i l:2 5 7 0 1 3 5 0 8 1q q.c o m基于LMD I和T a p i o脱钩模型的甘肃省碳排放研究张爱宁1,李滋婷1*,李宗省2,3(1.甘肃省科学技术情报研究所/甘肃省科技评价监测重点实验室,甘肃 兰州 7 3 0 0 0 0;2.中国科学院内陆河流域生态水文重点实验室,甘肃 兰州 7 3 0 0 0 0;3.甘肃省祁连山生态环境研究中心,甘肃 兰州 7 3 0 0 0 0)摘要:在定量核算2 0 0 52 0 2 1年甘肃省碳排放量和强度的基础上,预测分析基准情景、高排放情景和低排放情景3种发展情景下甘肃省碳达峰时间及路径.研究表明,甘肃省整体脱钩状态较为理想,贡献主要来源于煤炭碳排放量与经济增长长期处于弱脱钩;经济增长具有增排效应,能源强度、能源结构和人口规模具有节能减排效应,尤其是能源强度.从情景预测分析看,基准情景下,甘肃省将在2 0 3 5年碳排放达到峰值,2 0 3 5年之后经济与碳排放处于强脱钩状态,很难在2 0 6 0年之前实现碳中和;高排放情景下,将在2 0 4 5达到峰值,经济与碳排放一直处于弱脱钩状态,后续实现碳达峰的难度较大;低排放情景下,2 0 3 0年后经济与碳排放一直处于强脱钩状态,碳排放量下降幅度较大,在2 0 6 0年之前实现碳中和较为容易.关键词:LMD I模型;T a p i o脱钩模型;碳排放;情景设置中图分类号:F 1 2 4 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 1-9 8 8(2 0 2 4)0 3-0 0 5 5-0 9R e s e a r c h o n c a r b o n e m i s s i o n i n G a n s u P r o v i n c e b a s e do n LMD I a n d T a p i o d e c o u p l i n g m o d e lZ HANG A i-n i n g1,L I Z i-t i n g1,L I Z o n g-x i n g2,3(1.G a n s u P r o v i n c i a l I n s t i t u t e o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n f o r m a t i o n/G a n s u P r o v i n c i a l K e y L a b o r a t o r y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y E v a l u a t i o n a n d M o n i t o r i n g,L a n z h o u 7 3 0 0 0 0,G a n s u,C h i n a;2.K e y L a b o r a t o r y o f E c o h y d r o l o g y o f I n l a n d R i v e r B a s i n,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s,L a n z h o u 7 3 0 0 0 0,G a n s u,C h i n a;3.G a n s u Q i l i a n M o u n t a i n E c o l o g y R e s e a r c h C e n t e r,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:O n t h e b a s i s o f q u a n t i t a t i v e a c c o u n t i n g o f c a r b o n e m i s s i o n s a n d i n t e n s i t y i n G a n s u P r o v i n c e f r o m 2 0 0 5 t o 2 0 2 1,t h e t i m e a n d p a t h o f c a r b o n p e a k i n G a n s u P r o v i n c e w e r e p r e d i c t e d a n d a n a l y z e d u n d e r t h r e e d e v e l o p m e n t s c e n a r i o s:b a s e l i n e s c e n a r i o,h i g h e m i s s i o n s c e n a r i o,a n d l o w e m i s s i o n s c e n a r i o.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 d e c o u p l i n g s t a t u s i n G a n s u P r o v i n c e i s r e l a t i v e l y i d e a l,w i t h t h e m a i n c o n t r i b u t i o n c o m i n g f r o m l o n g-t e r m w e a k d e c o u p l i n g b e t w e e n c o a l c a r b o n e m i s s i o n s55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 a n d e c o n o m i c g r o w t h.E c o n o m i c g r o w t h h a s a n e f f e c t o f i n c r e a s i n g e m i s s i o n s,w h i l e e n e r g y i n t e n s i t y,e n e r g y s t r u c t u r e,a n d p o p u l a t i o n s i z e h a v e e f f e c t s o f e n e r g y s a v i n g a n d e m i s s i o n r e d u c t i o n,e s p e c i a l l y e n e r g y i n t e n s i t y.F r o m t h e s c e n a r i o p r e d i c t i o n a n a l y s i s,u n d e r t h e b a s e l i n e s c e n a r i o,G a n s u P r o v i n c e i s e x p e c t e d t o r e a c h i t s p e a k i n 2 0 3 5,a n d t h e e c o n o m y a n d c a r b o n e m i s s i o n s w i l l b e i n a s t r o n g d e c o u p l i n g s t a t e a f t e r 2 0 3 5,b u t i t w i l l b e c h a l l e n g i n g t o a c h i e v e c a r b o n n e u t r a l i t y b e f o r e 2 0 6 0.U n d e r t h e h i g h e m i s s i o n s c e n a r i o,t h e p e a k w i l l b e r e a c h e d i n 2 0 4 5,w i t h t h e e c o n o m y a n d c a r b o n e m i s s i o n s c o n t i n u o u s l y i n a w e a k d e c o u p l i n g s t a t e,m a k i n g i t m o r e d i f f i c u l t t o a c h i e v e t h e c a r b o n p e a k s u b s e q u e n t l y.U n d e r t h e l o w e m i s s i o n s c e n a r i o,t h e p e a k w i l l b e r e a c h e d i n 2 0 3 0,a n d a f t e r 2 0 3 0,t h e e c o n o m y a n d c a r b o n e m i s s i o n s h a v e b e e n i n a s t r o n g d e c o u p l i n g s t a t e,a n d t h e m a g n i t u d e o f c a r b o n e m i s s i o n r e d u c t i o n b e i n g s i g n i f i c a n t,m a k i n g i t r e l a t i v e l y e a s i e r t o a c h i e v e c a r b o n n e u t r a l i t y b e f o r e 2 0 6 0.K e y w o r d s:LMD I m o d e l;T a p i o d e c o u p l i n g m o d e l;c a r b o n e m i s s i o n s;s c e n a r i o s e t t i n g 近年来,如何有效控制和减少碳排放成为世界各国关注和竞争的焦点.以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局,向国际社会作出力争2 0 2 3年前实现碳达峰、2 0 6 0年前实现碳中和(简称“双碳”目标)的庄严承诺.2 0 2 1年,出台 关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见,要求各级政府探索推动“双碳”目标实现的路径,确保如期实现“双碳”目标.从国家层面1-3、区域层面4-5、城市层面6-8和行业层面出发,探索碳排放影响因素、减排路径的相关研究较多.国家、区域和城市层面主要通过综合考虑经济、能源和气候及碳税等因素,分情景预测 碳 达 峰 时 间;行 业 层 面 主 要 集 中 探 索 工业9-1 0、电力1 1-1 3、交通运输1 4-1 5、建筑1 6-1 7、旅游业1 8等 行 业 碳 达 峰 时 间、峰 值 水 平 等.从 研究区域看,碳达峰时间预测的相关研究主要集中在浙江、山东、江苏、北京等东部发达省份,对中西部欠发达省份的研究相对较少.从碳排放影响因素看,相 关 研 究 主 要 运 用 对 数 平 均 迪 氏 分 解 模型1 9和S T I R P AT模型,探索影响碳达峰的主要因素.从脱钩状态看,相关研究主要应用T a p i o脱钩指数等模型,探索经济增长与碳排放的脱钩状态2 0.甘肃省是我国西部重要的能源基地,2 0 2 2年,新能源并网6 2 2万k W,新能源发电量5 3 8亿k Wh,排名全国第二,有实力成为助力“双碳”目标实现的先行 者.本 研 究 以 甘 肃 省 为 研 究 对 象,分 析2 0 0 52 0 2 1年碳排放现状和经济增长与碳排放量之间的脱钩状态,揭示影响碳排放的主要因素,预测不同情景下碳达峰时间和路径,以期为甘肃省如期实现“双碳”目标提供理论依据,同时也为西部其他省份如期实现“双碳”目标提供参考借鉴.1 数据与方法1.1 数据来源核算2 0 0 52 0 2 1年甘肃省碳排放量所需能源数据,以及未来碳排放预测所需要的经济、人口、能源等数据主要来源于 甘肃发展年鉴和相关年份的统计公报.1.2 研究方法1.2.1 碳排放量核算 运用联合国政府间气候变化专门委员会(I P C C)在 I P C C国家温室气体排放清单指南中公布的碳排放量估算公式2 1,测算2 0 0 52 0 2 1年甘肃省碳排放量,公式如下:Ct=Ei tFi,(1)其中,Ct表示第t年的碳排放量,Ei t表示第t年第i种能源的消费量,Fi表示第i种能源碳排放系数.碳排放系数参考温雪颖等2 2相关研究,能源碳排放系数选取美国能源情报局、日本能源经济研究所、国家发改委能源研究所、国家计委能源所、国家科委气候变化项目、国家环保局温室气体控制项目和中国工程院7家单位的平均值,其中,煤炭碳排 放 系 数 为0.7 2 t C/t c e,石 油 碳 排 放 系 数 为0.5 6 t C/t c e,天然气碳排放系数为0.4 2 t C/t c e.1.2.2 T a p i o脱钩指数模型 2 0世纪末,经济合作与开发组织(O E C D)将“脱钩”概念引入农业政策研究领域,随后资源环境学者又将其拓展到环境研究领域,用于探索经济增长与环境压力(资源消65 2 0 2 4年第3期 张爱宁等:基于LMD I和T a p i o脱钩模型的甘肃省碳排放研究 2 0 2 4 N o.3R e s e a r c h o n c a r b o n e m i s s i o n i n G a n s u P r o v i n c e b a s e d o n LMD I a n d T a p i o d e c o u p l i n g m o d e l耗)的关系.T a p i o(2 0 0 5)2 3在对1 9 7 02 0 0 1年欧洲经济发展与碳排放之间关系进行研究时,引入“弹性系数”,用于反映经济发展与生态环境、能源消耗之间的关系,公式如下:(C,G D P)=CCn-1 G D PG D Pn-1 ,(2)其中,为脱钩指数,表示经济发展与碳排放之间的脱钩弹性;C和 G D P分别表示碳排放和地区生产总值的变化量;C/Cn-1表示第n年相对于n-1的碳排放量变化率,G D P/G D Pn-1表示第n年相对于n-1年的G D P变化率.脱钩关系依据弹性系数可分为负脱钩、脱钩和连接3种状态;依据弱、强、扩张、衰退四种强度,进一步细分为弱负脱钩、强负脱钩、扩张负脱钩、弱脱钩、强脱钩、衰退脱钩、衰退连接及扩张连接8种等级2 4,如见表1所示.表1 脱钩状态的判别标准T a b 1 C r i t e r i a f o r d e c o u p l i n g s t a t u s类型脱钩状态CG特征意义负脱钩弱负脱钩000001.2经济增长,碳排放增长,碳排放增长速度快于经济增长速度不可取状态脱钩弱脱钩0000.8经济增长,碳排放增长,经济增长速度快于碳排放增长速度较理想状态强脱钩00经济增长,碳排放下降理想状态衰退脱钩01.2经济下降,碳排放下降,碳排放增长速度快于经济增长速度可允许状态连接衰退连接0000.81.2经济增长,碳排放增长,二者增长的速度基本相同不可取状态1.2.3 LMD I模型 LMD I模型是K a y a恒等式的拓展,反映经济发展、人口等因素对碳排放的影响.本文运用LMD I模型,结合K a y a恒等式思想,从能源结构、能源强度、经济发展、人口规模4个方面,分解甘肃省碳排放影响因素:C=CiEiEiEG D PPP=i(FiSiIGP),(3)其中,C为碳排放量;Ci为第i种能源的碳排放量;E为能源消费总量;Ei为第i种能源的消费量;P为人口规模;Fi为第i种能源的碳排放系数;Si为能源结构(第i种能源消费占总能源消费的比重);I为能源强度;G为人均地区生产总值,衡量经济发展水平.运用乘积分解及加和分解,分解基期到报告期的碳排放变化量,公式为:C=FSI+G+P,(4)假设基期到报告期能源碳排放系数保持不变,模型分解为:S=iCti-C0il nCti-l nV0il nStS0 ,I=iCti-C0il nCti-l nV0il nItI0 ,G=iCti-C0il nCti-l nV0il nGtG0 ,P=iCti-C0il nCti-l nV0il nPtP0 .(5)各影响因素对碳排放量贡献率的计算公式分别为:n1=SC1 0 0%,n2=IC1 0 0%,n3=GC1 0 0%,n4=PC1 0 0%,(6)贡献率大于0,表明该影响因素对碳排放量具有正向拉动作用;贡献率小于0,表明该影响因素对碳排放量具有负向抑制作用2 5.1.2.4 情景和参数设置 借鉴张欢等2 6相关研究中关于情景设置的方法,面向“双碳”目标,根据地区生产总值、能源强度、碳排放强度和人口规模的不同变化,设置基准、高排放和低排放3种情景.为保证各情景指标参数设定与甘肃省未来发展趋势相符,在情景要素变化上对照“十三五”期间75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 发展趋势,预测2 0 2 12 0 2 5年各个指标情况以及碳排放量.以5年为一个阶段,将2 0 2 1到2 0 5 0年划分为5个阶段,设置不同情景不同时期各指标增长率参数,见表2.表2 不同情景下各指标增长参数设置T a b 2 S e t t i n g o f g r o w t h p a r a m e t e r s o f e a c h i n d i c a t o ru n d e r d i f f e r e n t s c e n a r i o s情景时间段能源结构/%能源强度/%G D P/%人口规模/%基准情景2 0 2 12 0 2 5-2.4 6-2.8 0 6.5 00.5 22 0 2 62 0 3 0-2.4 6-2.8 0 6.0 00.3 22 0 3 12 0 3 5-2.4 6-2.8 0 5.5 00.1 22 0 3 62 0 4 0-2.4 6-2.8 0 5.0 0-0.0 82 0 4 12 0 4 5-2.4 6-2.8 0 4.5 0-0.2 82 0 4 62 0 5 0-2.4 6-2.8 0 4.0 0-0.4 8高排放情景2 0 2 12 0 2 5-1.8 8-2.6 0 6.7 81.0 62 0 2 62 0 3 0-1.8 8-2.6 0 6.2 80.8 62 0 3 12 0 3 5-1.8 8-2.6 0 5.7 80.6 62 0 3 62 0 4 0-1.8 8-2.6 0 5.2 80.4 62 0 4 12 0 4 5-1.8 8-2.6 0 4.7 80.2 62 0 4 62 0 5 0-1.8 8-2.6 0 4.2 80.0 6低排放情景2 0 2 12 0 2 5-2.7 0-3.0 0 6.5 0-0.1 92 0 2 62 0 3 0-2.7 0-3.0 0 6.0 0-0.2 92 0 3 12 0 3 5-2.7 0-3.0 0 5.5 0-0.3 92 0 3 62 0 4 0-2.7 0-3.0 0 5.0 0-0.4 92 0 4 12 0 4 5-2.7 0-3.0 0 4.5 0-0.5 92 0 4 62 0 5 0-2.7 0-3.0 0 4.0 0-0.6 9 基准情景.经济增长:第一阶段设置为 甘肃省国民经济和社会发展第十四五个五年规划和二三五年远景目标纲要(甘政发2 0 2 11 8号)提出的,“十四五”期间地区生产总值年均增长6.5%,之后每一阶段下降0.5%.能源强度:比 甘肃省“十四五”节能减排综合工作方案(甘政发2 0 2 24 1号)提 出 的 能 源 强 度 年 均 下 降2.6%低0.4%(-3.0%).人口规模:甘肃省人口发展规划(2 0 1 62 0 3 0年)(甘政发2 0 1 82 4号)提出,2 0 3 0年全省常住人口达到2 7 8 0万人以上,因此第一阶段人口年均增长率设置为1.0 6%的二分之一再减去0.0 1%,之后每一阶段下降0.2%.能源结构:“十三五”时期年均增速-2.4 6%.高排放情景.经济增长:第一阶段设置为“十三五”期间甘肃省地区生产总值年均增速6.7 8%,之后每一 阶 段 下 降0.5%.能 源 强 度:甘 肃 省“十四五”节能减排综合工作方案(甘政发2 0 2 24 1号)提出的能源强度年均下降2.6%.人口规模:甘肃省人口发展规划(2 0 1 62 0 3 0年)(甘政发2 0 1 82 4号)提 出,2 0 3 0年 全 省 常 住 人 口 达 到2 7 8 0万人以上,因此第一阶段人口年均增长率设置为1.0 6%,之后每一阶段下降0.2%.能源结构:设置为-1.8 8%(“十三五”时期年均增速最大值的一半).低排放情景.经济增长:第一阶段设置为 甘肃省国民经济和社会发展第十四五个五年规划和二三五年远景目标纲要(甘政发2 0 2 11 8号)提出的,“十 四 五”期 间 地 区 生 产 总 值 年 均 增 长6.5%,之后每一阶段下降0.5%.能源强度:比 甘肃省“十四五”节能减排综合工作方案(甘政发2 0 2 24 1号)提出的能源强度年均下降2.6%低0.4%(-3.0%).人口规模:第一阶段设置为“十三五”时期的年均增速-0.1 9%,之后每一阶段下降0.1%.能源结构:设置为-2.7%,比“十三五”时期年均增速低.2 结果与讨论2.1 碳排放量及碳排放强度图1为2 0 0 52 0 2 1年,甘肃省碳排放量与能源强度变化趋势.研究期内甘肃省能源消费所产生的碳排放量总体呈上升趋势,具体可分为快速上升期和保持稳定期两个阶段.2 0 0 52 0 1 4年为快速上升期,由2 0 0 5年的2.5 41 07t快速增长至2 0 1 4年 的4.0 91 07t,年 均 增 速 为5.4 3%.2 0 1 4图1 2 0 0 52 0 2 1年甘肃省碳排放量与能源强度变化趋势F i g 1 C h a n g e t r e n d o f c a r b o n e m i s s i o n a n d e n e r g y i n t e n s i t yi n G a n s u P r o v i n c e f r o m 2 0 0 5 t o 2 0 2 185 2 0 2 4年第3期 张爱宁等:基于LMD I和T a p i o脱钩模型的甘肃省碳排放研究 2 0 2 4 N o.3R e s e a r c h o n c a r b o n e m i s s i o n i n G a n s u P r o v i n c e b a s e d o n LMD I a n d T a p i o d e c o u p l i n g m o d e l2 0 2 1年为稳定期,年均增速仅0.5 2%.而同期,甘肃省能源强度呈逐年下降趋势,由2 0 0 5年的2.3 1 t c e/亿元降至2 0 2 1年的0.8 2 t c e/亿元,年均增速为-6.2 4%.2 0 1 4年以来,碳排放量增长缓慢,能源强度显著下降,说明甘肃省采取的碳减排措施取得了一定成效.2.2 脱钩状态分析表3所示为2 0 0 62 0 2 1年,甘肃省经济增长与碳 排 放 的 脱 钩 指 数 及 脱 钩 状 态.第 一 阶 段(2 0 0 62 0 1 4年),甘肃省碳排放量增加,地区生产总值也增加,经济增长与碳排放之间呈弱脱钩状态;第二阶段(2 0 1 52 0 1 7年),甘肃省碳排放量减少,而地区生产总值增加,经济增长与碳排放之间呈强脱钩状态;第三阶段(2 0 1 82 0 2 1年),经济增长与碳排放之间的脱钩状态不稳定,其中,2 0 1 8年和2 0 2 1年二者之间呈弱脱钩状态,2 0 1 9年呈强脱钩状态,2 0 2 0年呈扩张负脱钩.总体而言,甘肃省碳排放量与经济增长之间呈正相关性,但经济增长年均增速(1 1.2 3%)远快于碳排放量年均增速(3.2 5%).表3 甘肃省经济发展与碳排放的脱钩指数及脱钩状态T a b 3 D e c o u p l i n g i n d e x a n d d e c o u p l i n g s t a t e o fe c o n o m i c d e v e l o p m e n t a n d c a r b o n e m i s s i o n si n G a n s u P r o v i n c e年份 C O2 G D P脱钩指数脱钩状态2 0 0 60.0 9 7 00.1 8 1 50.5 3 4 3弱脱钩2 0 0 70.0 7 1 30.2 1 4 30.3 3 2 7弱脱钩2 0 0 80.0 3 4 20.1 4 8 20.2 3 0 9弱脱钩2 0 0 90.0 0 0 30.0 6 4 00.0 0 4 3弱脱钩2 0 1 00.0 7 6 60.2 0 6 70.3 7 0 7弱脱钩2 0 1 10.0 9 2 40.2 2 1 40.4 1 7 2弱脱钩2 0 1 20.0 5 2 00.1 1 9 60.4 3 4 5弱脱钩2 0 1 30.0 4 2 00.1 1 5 20.3 6 4 3弱脱钩2 0 1 40.0 2 7 10.0 8 3 80.3 2 3 3弱脱钩2 0 1 5-0.0 0 7 00.0 0 5 9-1.1 8 9 7强脱钩2 0 1 6-0.0 3 2 00.0 5 3 6-0.5 9 7 7强脱钩2 0 1 7-0.0 1 0 70.0 6 2 1-0.1 7 1 9强脱钩2 0 1 80.0 1 2 40.1 0 4 60.1 1 9 0弱脱钩2 0 1 9-0.0 3 5 20.0 7 5 8-0.4 6 4 4强脱钩2 0 2 00.0 4 0 00.0 3 0 01.3 3 5 6扩张负脱钩2 0 2 10.0 7 3 00.1 4 0 70.5 1 8 5弱脱钩 第一阶段,脱钩指数呈波动式变动,特别是2 0 0 9年波动最大,主要是受2 0 0 8年美国次贷危机影响,甘肃省经济增长速度减缓.为推动经济发展,甘肃省积极布局建设新能源基地,抵御次贷危机带来的负面影响,但碳排放量增长速度仍不及经济增长速度,使甘肃省脱钩指数出现短暂波动.第二阶段,2 0 1 7年,甘肃省人民政府印发 甘肃省2 0 1 7年大气污染防治工作方案,重点开展能源结构优化调整、综合整治燃煤污染、加强工业污染治理等碳减排工作,使甘肃省经济增长与碳排放之间呈强脱钩状态.第三阶段,受甘肃省新能源红色预警、中美贸易战等影响,甘肃省经济增长乏力,能源消耗波动大,碳排放量增长速度仍比经济增长速度慢,脱钩状态不稳定.表4为各类能源消费碳排放与经济增长之间的脱钩指数、脱钩状态.煤炭消费碳排放量与经济增长呈弱脱钩状态,即经济增长的同时,煤炭消费碳排放量增加,经济增长速度快于煤炭消费碳排放增长速度.石油、天然气消费碳排放量与经济增长的关系极不稳定,存在多个不可取脱钩状态,弱脱钩、强脱钩、扩张连接、扩张负脱钩状态交替出现.甘肃省碳排放量与经济增长整体处于脱钩状态的贡献,主要源于煤炭消费碳排放量与经济增长长期处于弱脱钩.2 0 2 0年,甘肃省整体能源消费,其中煤炭消费、天然气消费的碳排放量与经济增长均处于扩张负脱钩,经济在增长,碳排放量也在增加,碳排放量增长速度比经济增长速度快.石油消费碳排放量与经济增长处于扩张连接状态,即石油消耗产生的碳排放量增长速度与经济增长速度基本相同,呈较强依赖状态.2 0 2 0年该种情况的出现,主要是受新冠疫情影响,经济出现下滑,G D P增速减缓,而能源消费量增加,且增速大于增长速度,导致碳排放量增加.2.3 甘肃省碳排放影响因素分析以2 0 0 5年为基期,运用LMD I分解模型,定量分析经济增长、能源强度、能源结构、人口规模的碳减排贡献率(图2).整体来看,仅经济增长会促进碳排放量增加,其余3个因素均发挥着抑制碳排放量增加的作用,因素贡献率绝对值大小依次为:经济增长能源强度能源结构人口规模,与刘茂辉等2 7对天津市碳排放驱动 因素和董莹等2 8对甘肃省碳排放驱动因素的研究结论一致.95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 表4 甘肃省各类能源消费碳排放与经济发展的脱钩指数及脱钩状态T a b 4 D e c o u p l i n g i n d e x a n d d e c o u p l i n g s t a t e o f c a r b o n e m i s s i o n s f r o m v a r i o u s e n e r g y c o n s u m p t i o n a n de c o n o m i c d e v e l o p m e n t i n G a n s u P r o v i n c e年份煤炭脱钩指数脱钩状态石油脱钩指数脱钩状态天然气脱钩指数脱钩状态2 0 0 60.5 8 3 7弱脱钩0.1 5 1 4弱脱钩1.4 0 8 5扩张负脱钩2 0 0 70.3 3 8 1弱脱钩0.2 9 1 7弱脱钩0.3 9 0 9弱脱钩2 0 0 80.2 8 3 0弱脱钩0.0 4 5 9弱脱钩-0.4 9 2 4强脱钩2 0 0 9-0.1 5 1 6强脱钩0.8 7 1 1扩张连接0.5 1 5 5弱脱钩2 0 1 00.2 2 3 6弱脱钩1.1 0 0 1扩张连接1.0 8 6 2扩张连接2 0 1 10.3 8 0 4弱脱钩0.4 9 2 2弱脱钩1.1 0 8 9扩张连接2 0 1 20.4 4 0 4弱脱钩0.2 8 6 6弱脱钩1.1 4 5 5扩张连接2 0 1 30.3 1 3 8弱脱钩0.6 1 7 2弱脱钩0.3 1 4 0弱脱钩2 0 1 40.3 3 9 8弱脱钩0.1 1 8 9弱脱钩1.0 3 4 7扩张连接2 0 1 5-1.3 1 1 4强脱钩-2.7 2 5 9强脱钩9.8 0 4 9扩张负脱钩2 0 1 6-0.9 2 0 1强脱钩0.7 6 9 1弱脱钩0.2 6 5 9弱脱钩2 0 1 7-0.3 6 5 4强脱钩0.3 3 4 3弱脱钩1.5 2 2 4扩张负脱钩2 0 1 80.1 5 8 2弱脱钩-0.1 2 9 0强脱钩0.5 0 7 5弱脱钩2 0 1 9-0.5 0 1 7强脱钩-0.5 8 5 2强脱钩0.7 6 0 3弱脱钩2 0 2 01.4 4 7 6扩张负脱钩0.8 4 3 9扩张连接1.3 5 4 4扩张负脱钩2 0 2 10.6 6 8 9弱脱钩-0.0 7 2 9强脱钩0.2 3 3 0弱脱钩图2 2 0 0 62 0 2 1年各影响因素对碳排放变化量的累计贡献率F i g 2 T h e c u m u l a t i v e c o n t r i b u t i o n r a t e o f e a c h i n f l u e n c i n g f a c t o r t o t h e c h a n g e o f c a r b o n e m i s s i o n s f r o m 2 0 0 6 t o 2 0 2 1LMD I因素分解模型公式中的C为正,即4个因素的贡献率加总大于0,也证实了甘肃省碳排放整体呈上升趋势的现实.从各影响因素看,经济增长是促进碳排放量增加的主要因素,整体呈递增趋势.主要源于为满足经济发展需求,各行各业能源消费在增加,从而碳06 2 0 2 4年第3期 张爱宁等:基于LMD I和T a p i o脱钩模型的甘肃省碳排放研究 2 0 2 4 N o.3R e s e a r c h o n c a r b o n e m i s s i o n i n G a n s u P r o v i n c e b a s e d o n LMD I a n d T a p i o d e c o u p l i n g m o d e l排放量增加.能源强度是抑制碳排放量增加的主要因素.甘肃省依靠科技创新和技术产业化应用,提高了高耗能行业、企业的能源使用效率,降低了相同产值条件下的碳排放量.自2 0 2 0年以来,依靠提高能源使用效率抑制碳排放的空间在逐渐收窄.能源结构 对碳排放具 有抑制作 用(除2 0 0 6年 和2 0 0 7年外),但贡献率不明显.这与甘肃省以煤炭为主的能源消费结构、以工业为主的经济结构息息相关.人口规模整体抑制碳排放,但影响效应值较小,可能与近年来甘肃省人口处于流失状态,人才的稳、育、引难度较大相关.2 0 2 0年,甘肃省第七次人口普查常住人口2 5 0 1.9 8万人,较2 0 1 0年第六次人口普查减少5 5万人.2.4 碳排放变化情况模拟2.4.1 不同情景下甘肃省碳排放量预测 以2 0 2 1年数据为起始点,依据参数设置,预测不同情景下甘肃 省 碳 排 放 量,结 果 见 图3.基 准 情 景 下,2 0 2 22 0 3 5年碳排放量持续增长,2 0 3 5年达到峰值4 5 2 5.1 8万t,期间碳排放增量约为2 9 3万t,无法如期实现2 0 3 0年碳达峰目标.高排放情景下,2 0 2 22 0 4 5年碳排放量持续增长,在2 0 4 5年达到峰值5 4 5 1.4 5万t,较基准情景下高出约2 9%.期间碳排放增量约为1 2 0 0万t,比基准情景下的碳排放增量约高9 2 6万t,无法如期实现2 0 3 0年碳达峰目标,且碳达峰后实现碳中和的难度也相对较大.低排放情景下,2 0 2 22 0 3 0年碳排放量持续增长,2 0 3 0年达到峰值4 3 3 9.5 9万t,分别比基准情景、高排放情景峰 值低1 8 5.5 9万t和1 1 1 1.8 6万t.2 0 2 1年至达峰时间的碳排放增量约为1 0 7万t.不仅可以实现2 0 3 0年碳达峰目标,且碳达峰后的减排压力也相对较小,为如期实现2 0 6 0年碳中和目标打下基础.未来甘肃省采取低排放情景才能如期图