“双碳”目标下我国煤炭减量化使用的压力指数测度研究_叶青海.pdf

第 3 期(总第 353 期)2023 年 3 月工业技术经济Journal of Industrial Technological EconomicsNo.3(General，No.353)Mar.2023“双碳”目标下我国煤炭减量化使用的压力指数测度研究叶青海1楚鸿健2张慧莹3张梅21(河南科技大学商学院，洛阳471023)2(郑州大学管理学院，郑州450001)3(山东科技大学经济管理学院，青岛266000)摘要煤炭是我国能源供给的主体品种，煤炭使用是我国碳排放的主要来源，在双碳目标和能源保供给的双重约束下，煤炭减量化使用很迫切，但会给国民经济带来较大的压力。本文通过修正的等方差加权法测度我国 30 个省(区、市)煤炭减量化使用的压力。在全国层面的分析中，本文基于 AIMA 模型与 AMAEGACH(1，1)模型，得到了煤炭减量化使用压力指数在 20212035 年有下降的趋势，且煤炭波动的风险处于可控范围的结论;在地区视角下的研究区域层面的分析中，本文基于 AIMA 模型与灰色关联度模型，得到了煤炭减量化使用压力指数的变化趋势存在地区间、地区与全国层面的异质性，在2014 年后异质性逐步降低，在 2021 年后异质性变化将进一步平稳等结论。应坚持“先立后破”的能源转型思路，大规模发展可再生能源，为煤炭减量化使用创造宽松的外部经济环境;要积极赋能煤资源型地区和煤炭企业进行自我转型，降低煤资源型地区的减煤压力。关键词煤炭减量压力测度HP 滤波法AIMA 模型灰色关联度模型碳中和DOI:103969/jissn1004910X202303005中图分类号F426.21;F407.21文献标识码A收稿日期:20221217基金项目:国家社会科学基金项目“我国到 2035 年煤炭减量化使用的规模阈值测度及实施机制研究”(项目编号:18BJY068)。作者简介:叶青海，河南科技大学商学院副教授。研究方向:能源经济与资源环境经济。楚鸿健，郑州大学管理学院硕士研究生。研究方向:绿色金融与房地产金融风险管理。张慧莹，山东科技大学经济管理学院硕士研究生。研究方向:低碳经济与全球价值链。张梅，郑州大学管理学院硕士研究生。研究方向:低碳旅游与文化旅游。引言2020 年 9 月，习近平总书记宣布中国将采取更加有力的政策和措施，实现“3060”双碳目标，我国煤炭排放的二氧化碳排放量占整个排放量的80%以上，煤炭减量化使用是双碳目标实现的关键。中国正处于工业化和城市化加速发展阶段，能源消费不断增长，中国温室气体排放总量大、并且继续增长。近十年来，煤炭在中国能源消费结构中占比持续降低，已从占比70.2%下降到2021年的 56.8%，但仍处于较高位置，相比于全球煤炭消费占比的 27.2%，中国煤炭消费水平是世界水平的 2 倍还要多。按照 2030 年碳达峰的碳排放管理目标，预计在 2025 年前后，煤炭消费必须达到峰值;20252030 年前后，仍将处于煤炭消费总量峰值平台期但会逐渐回落;2033 年后，煤炭减量使用进入大规模推进阶段;2050 年后，煤炭逐渐转为应急与调峰能源，可再生清洁能源大幅提高。探索中国各地区煤炭消费减量化使用的现状和治理途径具有重大意义。面对中央下达的能源消费结构调整、减少煤炭使用比重的硬性压力和约束目标，中国各个省(区、市)都要有具体的行动路线、规划图和方案实施时间表。但各个地区经济发展状况、能源资源拥有量、人口规模、低碳技术水平、产业结构、能源结构等影响因素的水平不同，面临的煤炭减量使用压力也必然存在差异，有必要解析中国各个省域在碳中和目标下煤炭减量使用的压力程度，并进行比较分析，以促进各个省域因地制宜、精准施策，控制煤炭消费总量，推动绿色循环低碳发展。1研究综述全球主要国家几乎都提出了碳中和的目标，但碳中和依然是遥远的目标，因为大家都承受着减碳的巨大压力。“BP 能源统计 2022”1 认为:2021年世界能源转型和能源体系面临强烈的冲击，从2021 年的数据来看，全球还依然处在碳排放增长的周期里。在未来一段时间内，全球的碳排放将34第 3 期(总第 353 期)2023 年 3 月工业技术经济Journal of Industrial Technological EconomicsNo.3(General，No.353)Mar.2023延续持续增长的状态，甚至 2022 年的全球化石能源消费量和比例都会上升。能源体系转型需要满足“足够的能源安全”、“实现气候变化目标的低碳环保”、“经济上可承受”3 个约束2 的减碳路径，煤炭减量使用也一样，需要在承受巨大压力中负重前行。张宏(2022)3 认为实现碳达峰碳中和的重要途径有 4 点，即加快能源消费结构调整、提高可再生能源比重、控制能源消费总量以及减少化石能源消费比重。Duan(2018)4 通过建立随机能源经济环境综合模型，重点关注碳强度降低、碳排放峰值和非化石能源发展。蒋茂荣等(2021)5 指出我国煤炭消费减量化使用的前提是做到低成本替代和不产生能源电力安全问题，兼顾煤炭依赖型地区长期发展。从地区减煤举措来看，王林平(2016)6 以上海市为例，研究了煤炭减量替代方案的实施情况，得出具体领域具体的煤炭减量替代方案。刘佳佳(2021)7 则以安徽省为例研究煤炭消费总量控制的对策，认为重视煤炭消费对经济增长作用的同时更要重视经济与环境、资源、生态的协调发展。山西省作为中国煤炭产量第一大省，是重点关注的减煤对象，秦艳(2021)8 就以山西省为研究对象，运用情景分析法发现“十四五”期间，加快产业结构调整力度及深度，促进能源生产系统性变革，紧抓重点行业绿色低碳转型是关键减煤路径。许悦和翟大宇(2021)9 基于北上广和深圳、湖北五个碳市场的交易数据，综合考虑了碳市场的纵向压力情况和横向相关性，构建了日度中国碳市场压力指数(CCMSI)，反映出了中国碳市场总体风险的表现。现有文献研究聚焦于煤炭减量使用的具体举措和实施路径，但缺少地域层面的纵向和横向比较研究;研究聚焦于为煤炭减量和煤炭替代提出对策建议，但缺乏对煤炭减量使用压力的实证分析和论证，缺乏对全国各个省域的减煤压力研究。本文试图以全国和地区的减煤压力为研究对象，借鉴运用等方差加权法构建煤炭减量化的全国和地区压力指数，不仅聚焦宏观的国家层面，而且聚焦中观层面各地区的煤炭减量压力，并进行异质性对比分析，将研究内容具体化，以便更有针对性的提出政策建议。2数据、变量说明与压力指数构造方法2.1数据来源本文以 20092020 年我国 30 个省(区、市)为研究对象，数据来源于 20092020 年的 中国统计年鉴、我国各个省(区、市)的统计年鉴以及 中国能源统计年鉴，其中西藏自治区及港、澳、台地区的相关数据缺失，故去除。2.2指标选取标准与含义煤炭减量化使用的压力指数的指标要符合以下原则:(1)指标能够反映煤炭工业能源生产建设情况，在供给侧结构性改革中，能源供给端层面数量的提升与质量的优化尤为重要10;(2)指标能够反映煤炭工业能源消费与结构合理性情况，在供给侧结构性改革中，能源消费端需要与供给端保持有效对接。本文选用 7 个指标，把它们划分为煤炭能源使用的供需端及煤炭减量使用变化的特征反映变量体系端，测度我国整体及我国不同省域的煤炭减量化使用压力指数，评估煤炭减量化使用风险与评价措施成效，具体的指标和计算方法如表 1 所示。为使得指标与数据在量纲上统一，本文参考城市低碳经济指数构建的指标标准化处理方法，把指标划分为正负向类型，使它们在处理后处于 01 之间11。2.3煤炭减量化使用压力指数的构造方法本文参考相关文献，采用修正后的等方差加权法(正向指标 X1X6 的数量多于负向指标 X7，且未来在推进煤炭减量化使用措施进程中更注重可再生能源的利用及传统能源对环境的影响，故在计算压力指数时给予 X1 X6 共 40%的权重，X7 为 60%的权重进行压力指数的构造，其中基础构造公式的方法如下所示:FSIp=1nn1Xipii(1)FSIt=1nn1Xitii(2)式(1)代表第 p 个省(区、市)的煤炭减量化使用压力值，Xip表示第 i 个变量在第 p 个省(区、市)的值，i是第 i 个变量的样本均值，i是第 i个变量的标准差，n 是指标的个数(其中 p=1，2，30，数字的顺序根据中国经济社会大数据研究平台设置的省(区、市)来标记)。式(2)代表第 t 年煤炭减量化压力值，Xit表示第 i 个变量在第 t 期的值，i是第 i 个变量的样本均值，i是第 i 个变量的标准差，n 是所选指标的个数(其中 t=1，2，11)。44第 3 期(总第 353 期)2023 年 3 月工业技术经济Journal of Industrial Technological EconomicsNo.3(General，No.353)Mar.2023表 1变量指标及其释义指标属性所属煤炭属性指标名称代码指标反映煤炭减量化使用的特征计算方法正向指标煤炭能源生产端单位 GDP 煤炭生产量X1反映能源生产的积极性和煤炭生产带来的经济效率水平地区原煤生产量/GDP单位工业增加值煤炭产量X2反映工业行业对能源的依赖程度地区原煤生产量/地区工业增加值煤炭能源消费端单位 GDP 煤炭消费总量X3反映煤炭消费水平地区煤炭消费总量/GDP单位 GDP 能源消费总量X4即能源强度，反映经济发展与能源消费之间的强度关系，也反映经济主体利用能源效率的状况地区能源消费总量/GDP煤炭能源结构端煤炭占能源消费的比重X5指地区煤炭品种所占比例及各能源占全部能源消费量的比重煤炭消费量/能源消费总量煤炭减量使用变化的特征反映变量体系单位 GDP 的CO2排放量X6指地区单位二氧化碳排放量，衡量环境污染与经济的关系二氧化碳排放量/GDP负向指标可再生能源发电量占比X7反映可再生能源在生产生活中的应用程度风电、水电、太阳能发电量/总发电量3全国煤炭减量化使用压力指数的定量分析本文拟从时序变化、AIMA 模型与 AMAEGACH(1，1)模型对全国煤炭减量化使用压力进行测度。3.1全国煤炭减量化使用压力指数的时序变化分析依据本文提出修正后的测算公式计算，并考虑到煤炭减量化使用压力指数的可比性(为了使全国层面与地区视角下的煤炭减量化使用压力指数尽量不为负数且省域间的平均数差异不能悬殊)，故将计算出的减量化使用压力指数数值给予ln(1+exp()的方法予以处理，可得如表 2 所示的20092020 年全国煤炭减量化使用压力指数，并通过 Stata15 软件绘制图 1 所示的时序变化图。图 1 是根据正向指标(X1 X6)、负向指标(X7)与通过给予不同指标不同权重修正的等方差加权法公式计算出的全国煤炭减量化使用压力指数之间的关系绘制的，其中 3 条虚线以 2009 年金融危机(本文近似看作 2009 年)、2014 年过剩产能淘汰实施、2015 年供给侧结构性改革深度推进为依据进行标注。图中所示全国煤炭减量化使用压力指数的波动情况、下降趋势与 X5(煤炭消费量占能源消费量的比重)、X7(可再生能源发电量占总发电量)最为接近，暂不考虑权重问题的情况下，现阶段全国工业经济发展离不开煤炭的投入与消费12，同时在居民日常生活中，尤其是冬天取暖中烧煤、火力发电等仍然为一部分地区所使用;另外在双碳目标引导下传统能源转型的需求，清洁与可再生能源的开发与利用有助于赋能我国煤炭减量13。图 2 的变化趋势与周期反映出的信息有两点:从变化趋势上看，压力值的下降几乎呈现线性，与上文时序变化的分析差不多;从变化周期上看，压力值的起伏基本上能反映煤炭行业与市场的情况。20092010 年受到金融危机的短期冲击，社会经济基本面包括煤炭行业处于下行周期，社会对煤炭的需求较低，减量压力处于下行周期，降速加快。20102013 年，伴随相关政策文本支持煤炭行业的复苏及社会经济基本面的逐渐向好，处于复苏周期，市场对煤炭的需求逐渐增多但容易受到干扰、处于不稳状态，表现为减量压力的变动较大。20142016 年，经济