Page 76 - 《环境工程技术学报》2023年第1期

· 72 · 环境工程技术学报 第 13 卷

全球变暖不仅造成严重的经济损失，而且导致 ∑ ∑ （1）
I CO 2 = C i = E i ×δ i ×(44/12)
[1]
社会福利损失和人口迁移 。联合国政府间气候变 i i
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化专门委员会（IPCC）第五次评估报 告 (AR5) 指 式中： I CO 2 为能源消费所产生的 CO 排放量，亿 t；
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]
E 为 第 i 类化石能源的消费标准量， 万 t，以标准煤
i
出，1970—201 年化石燃料燃烧和工业过 程 CO 排
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0
计；δ 为 第 i 类能源的碳排放系数，煤炭、石油和天然气
i
放量约占温室气体总排放增量 的 78%，过去全球平
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的碳排放系数分别 取 0.747 6、0.582 和 0.443 5 ；
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均气温升高原因 中 95 % 可能与人类活动产生的温室
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2
气体有关，而传统化石能源消费产生 的 CO 等温室 44/1 是 按 CO 分子量 和 C 原子量的比例计算得到
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的气化系数。
气体又是造成全球温室效应的主要原因。据《B 世
P
1.1.2 脱钩模型
界能源统计年鉴》 ，201 年全球由能源产生的
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CO 排放量 约 341.6 亿 t， 较 201 年增 长 0.5%。中 碳排放脱钩是指经济增长对化石能源消费的依
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赖逐步降低 [30] ，经济发展与碳排放之间的关系逐渐
国是能源消费和碳排放大国，202 年中国碳排放总
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弱化。采 用 Tapi 脱钩模型 [31] ，通过计算中国能源消
o
[4]
量占全球总排放量 的 32% 。202 年 9 月，中国在
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费 CO 排放与经济增长之间的脱钩弹性系数来考察
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联合国大会上向世界宣布 了 203 年前实现碳达峰、
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二者之间的脱钩状态。设脱钩弹性系数 为 e，其计算
206 年前实现碳中和的目标，在加速中国经济和能
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公式如下：
源转型、推动高质量发展等方面都具有高瞻远瞩的
(I t − I t−1 )/I t−1
意义。 e = （2）
(GDP t −GDP t−1 )/GDP t−1
国内外碳排放的研究主要集中在碳排放影响因
式中：I 和 t I t− 1 和分别表 示 t 年 和 t− 年 的 CO 排放
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素与预测上。常用的方法有环境库兹涅茨曲线 [5-7] 、 1
量，GDP 和 GDP t− 和分别表示 t 年 和 t− 年的国内
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t
IPA 方程 [8-10] 、STIRPA 方程 [11-16] 、Kay 恒等式 、 生产总值。
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T
a
T
LMD 分解法 [18-19] 、B 神经网络 [20-21] 、灰色预测模
P
I
1.1.3 IPA 方程 与 STIRPA 模型
T
T
型 、系统动力学 [23-25] 、LEA 模型 [26-27 ] 等。STIRPAT IPA 方程又叫环境负荷的控制方程，用于表征
[22]
P
T
方程 是 IPA 方程的扩展形式，是探索与认识复杂的 人类活动对环境问题的成因，由 Ehrlic 等 [32 ] 于
T
h
社会经济因素对环境压力影响的有效方法，目前已
2 世 纪 7 年代提出，其公式如下：
0
0
经在气候变化、碳排放、能源消耗等领域的研究中 I = P× A×T （3）
发挥了重要作用 [28] 。STIRPA 模型可以用来探讨碳 式中： 为环境压力，通常用能源消耗量或污染物排
I
T
P
排放的影响因素，也可以对碳排放量进行预测。 放量来表示； 为人口要素，通常用人口规模来表示；
以往研究碳排放 的 STIRPA 模型在产业结构 A 为富裕度要素，通常用人均地区生产总值来表示；
T
层面上较少考虑到第三产业变动所带来的影响，但 T 为技术要素，通常用单位地区生产总值所产生的环
第三产业也是碳排放的重要来源，产业结构影响能 境影响或能源消耗来表征。
z
T
源消耗总量，进而影响 到 CO 排放量。鉴于大多数 Diet 等 [33-34 ] 在经 典 IPA 方程的基础上，提出
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T
T
T
文献存在数据陈旧、遗漏重要变量等问题，笔者以 了 STIRPA 模型。STIRPA 模型克服 了 IPA 方
2000—202 年中国相关时间序列数据为依据，基于 程所有自变量等比例影响因变量的劣势，并可根据
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Tapi 脱钩模型分析经济增长 对 CO 排放的依赖程 研究目的及需要加入其他自变量来更全面评估环境
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o
度，利用扩展后 的 STIRPA 模型，探讨中国能源消 压力，其公式如下：
T
d
b
c
费 CO 排放的影响因素，并利用情景分析法预测基 I = a× P × A ×T ×θ （4）
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式中： 为模型的系数；b、c、 为指数项； 为模型的
d
θ
a
准情景（S0）、产业结构优化情景（S1）、能源结构优
残差项。
化情景（S2）、多要素优化情景（S3） 种情景下的能
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对式（4）两边取对数后可得式（5）：
源消 费 CO 排放量，以期寻找碳减排的技术路线和对
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ln I = ln a+bln P+cln A+dln T +ln θ （5）
策，为实现碳达峰、碳中和目标提供科学的决策参考。 式中：ln 为常数项；ln 为随机干扰项。
θ
a
鉴于人口规模、人 均 GDP、城镇化率、产业结
1 研究方法与数据来源
构、碳排放强度和能源消费结构等要素广泛用于碳
1.1 研究方法 排放研究，笔者基 于 STIRPA 模型，选取人口规模
T
1.1.1 能源消 费 CO 排放量的估算 和城镇化率作为人口要素，选取人 均 GDP、第二产
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我国 的 CO 排放主要来源于化石能源的消费， 业占比、第三产业占比作为富裕度要素，选取碳排放
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能源消费所产生 的 CO 排放量计算公式如下： 强度和能源消费结构作为技术要素（ 表 1）。
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