低碳工业发展影响因素的回归分析

低碳工业发展影响因素的回归分析作者：毛爱丽 指导老师：胡最摘要：本文在对工业生产总值与能源消耗总量、第二产业从业人员进行回归分析后发现：第二产业从业人数对于工业生产总值（按年度计算）具有很大的影响。并且我国的能源消耗总量对于我国工业生产总值也有较大的影响，而且凸显出我国能源利用效率依然比较低，相对于西方发达国家上还有较大的差距。我国一年每增加一吨标准煤的能源消耗能带来9115.314元的工业生产总值的增长。而在西方发达国家上平均每增加一吨标准煤的能源消耗能带来17370.783元的工业生产总值的增长。同时能源利用效率低下、C0 2排放量大已成为制约我国发展低碳工业的重要因素。因此提高能源利用效率、调整工业结构是我国目前经济发展的当务之急。关键词：低碳工业、影响因素、回归分析一、 引言大气中温室气体浓度的增加引起的全球环境变化, 已经威胁着人类的生存与社会经济的持续发展,成为当今各国政府及科学家关注的重大环境问题。 1 大气中主要温室气体( CO 2 、CH 4、N 2O) 的浓度在19 世纪以前并没有显著变化( 由于稻田排放、放牧等原因, CH 4 和N 2O 浓度存在缓慢增长) , CO2的吸收和排放基本是平衡的。工业革命开始后, 大气中温室气体的浓度逐渐增加, 日益剧烈的人类活动极大的改变了土地利用形态, 严重干扰并破坏了CO 2 的收支平衡。在温室气体的强迫下, 全球年均温增加了约0. 97, 其中CO 2 起主要作用, 占总量的70%。 2 工业作为对大自然排放CO 2最多的生产部门，研究工业中CO 2产生的主要因素，并制约其C0 2的排放量，对于更好的改善环境具有现实的意义。在国际社会都在倡导低碳经济的环境下，发展低碳工业是实现可持续发展的有效选择。我国的能源消耗主要以化石燃料为主，其中以煤炭为主导的能源消耗结构在这50年内都不会有很大的变化。所以我国也是世界上最大的C0 2排放国。据测算, 目前我国单位GDP 二氧化碳减排量中节能减排、提高能效的贡献率是80%。但是要完成我国在哥本哈根气候会议上提出的到2020 年实现单位GDP 二氧化碳排放降40% 45%这个重大的目标，我们国家可谓任重而道远。然而要实现单位GDP 二氧化碳排放降40% 45%这个重大的目标，工业就是节能减排的主要对象。本文通过对工业产值与工业能源消耗和工业从业人员之间的回归分析，试图找到影响低碳工业发展的主要因素, 并提出相关的建议, 促进工业实现低碳生产。二、 模型的选取与说明由于我国的能源消耗结构以煤炭为主，且正处于工业化和城镇化快速发展的阶段, 能源消费呈刚性增长。如图一为我国2001年-2011年我国能源年消耗总量，以及我国主要能源消耗种类在消耗总量中的比重。年 份 能 源 消 耗 总 量 （ 万 吨 标 准 煤 ）2001 1504062002 1594312003 1837922004 2134562005 2359972006 2586762007 2805082008 2914482009 3066472010 3249392011 348002能 源 消 耗 总 量表一：中国能源消耗总量（2001年-2011年）05000010000015000020000025000030000035000040000020012002200320042005200620072008200920102011能 源 消 耗 总 量 （ 万 吨 标 准 煤 ）能 源 消 耗 总 量 （ 万 吨标 准 煤 ）图一：中国能源消耗总量的变化趋势随着我国工、农业的加快发展和现代化进程的不断加快。我国国民经济的发展对于能源的消耗量越来越大。我国是一个正在进行工业化的国家，第二产业在国民经济中的比重依然很大。而且我国又是一个正在转型中的工业化国家，我国依然是一个以高耗能、能源利用率不高的国家，因此能源在我国的消耗量不断增加。从图中可以看出我国能源消耗上升趋势非常之快。我国又是一煤炭能源为主的国家，因此我国也是C02排放的主要国之一。我国是一个人口大国，国内有许多产业都是劳动密集型产业。因此我国的工业生产总值除了跟能源消耗有关之外，还与我国从事工业生产的人数有关。据国家统计年鉴统计我国2001年-2011年从事工业生产的职工人数如下表：图二：中国第二产业从业人员（万人）本文应用模型如下：Y=b0+b1X1+b2X2+其中，Y工业生产总值（亿元），X 1能源消耗总量（万吨标准煤），X 2第二产业从业人员（万人）。三、 数据来源及指标选择本文选择对工业生产值有直接影响的2个指标（能源消耗总量、第二产业从业人员）进行回归分析，并测算工业单位GDP产值所耗用的能源和劳动力。所用数据来源于中国统计年鉴（2001年-2011年）（见表2）。样本数据年 份 工 业 生 产 总 值 （ 亿 元 ） 能 源 消 耗 总 量 （ 亿 吨 标 准 煤 ） 第 二 产 业 从 业 人 员 （ 亿 人 ）2001 108068.2 15.04061.62842002 119095.7 15.94311.57802003 134977.0 18.37921.60772004 159453.6 21.34561.69202005 183617.4 23.59971.77662006 215904.4 25.86761.88942007 266422.0 28.05082.06292008 316030.3 29.14482.11092009 340320.0 30.66472.16842010 399759.5 32.49392.184212011 472115.0 34.80022.2544注：为了计算方便，特统一单位为亿。数据来自：中国统计年鉴（2001-2011）四：模型检验与结果1、 模型检验运用普通最小二乘法（OLS法）对模型Y=b 0+b1X1+b2X2+进行估算其计算过程和结果如下：所求的线性回归模型：Y=b 0+b1X1+b2X2+利用SPSS分析得出：图三：工业生产总值(亿元)与能源消耗总量（亿吨标准煤）的分布散点图图四：工业生产总值（亿元）与第二产业从业人数（亿人）分布散点图从上图两个散点图可以看出工业生产总值与能源消耗总量、第二产业从业人数具有较强的线性相关，其中工业生产总值与能源消耗总量的相关性大于工业生产总值与第二产业从业人数的相关性。通过SPSS中的线性分析得出以下图表，并对图表进行分析：表二：模型汇总模型 R R 方 调整 R 方标准 估计的误差1 .968a .938 .922 34078.68157a. 预测变量: (常量), 第二产业从业人数, 能源消耗总量。b. 因变量: 工业生产总值从上表可以看出，R=0.96，R表示多元相关系数，R方（R 2）表示模型的拟合优度。R 2取值在0-1之间。R 2越接近1，说明回归方程对样本数据点的拟合优度越高；反之，R 2越接近与0，说明回归方程对于样本点拟合优度越低。从上表中可以看出R 2=0.938，说明此模型的的拟合优度较好。表三：离散分析模型 平方和 df 均方 F Sig.回归 1.394E112 6.972E10 60.030 .000a残差 9.291E98 1.161E91总计 1.487E1110a. 预测变量: (常量), 第二产业从业人数, 能源消耗总量。b. 因变量: 工业生产总值以上表格表示离散分析，F的值较大，代表该回归模型是显著的，也称为失拟性检验。F分布表中有两个自由度，f 1表示回归平方和（或回归方差）的自由度k，f 2表示剩余平方和（或剩余方差）的自由度，n-k-1。有时把回归平方和（或分子）自由度称为第一自由度，而把剩余平方和（或分母）自由度称为第二自由度。由以上表中数据可得：k=1.394E11，n=11,所以可以取=0.1，查表的F 0.10=59.9，因此可以得出FF 0.10。当=0.05的时候F 0.05=241,所以F 0.05=F。综合以上两次比较，可以得出：F 0.10F F0.05，则可以认为此线性回归在0.10水平上显著。能源消耗总量和第二产业从业人数对于工业生产总值的具有10%-5%的显著水平。对总体来说预测和控制的有效性能达到90%-95%。表四：回归方程系数 a非标准化系数 标准系数模型 B 标准 误差 试用版 t Sig.(常量) -407569.418 186723.493 -2.183 .061能源消耗总量 9115.314 7170.823 .502 1.271 .2391第二产业从业人数 223833.196 187453.821 .472 1.194 .267a. 因变量: 工业生产总值2、模型结果上表表示回归方程的系数，根据这些系数我们能够得到完整的多元线性回归方程。观测以下的回归值，都是具有统计学意义的。因而，得到的多元线性回归方程：b0=-407569.418,b1=9115.314,b2=223833.196Y=-407569.418+9115.314X1+223833.196X2其中，Y为工业生产总值，X 1为能源消耗总量，X 2为第二产业从业人数。从上面的回归方程中可以看出能源消耗总量每增加一亿吨标准煤工业生产总值增加9115.314元，当第二产业从业人数每增加一人的时候，工业生产总值增加223833.196元。在职工人数和能源消耗总量的同比例的变化情况下，职工人数的变化对工业生产总值的带来的变化更明显更大。也就是想要获取同样的工业生产总值，需要增加的职工人数比例比增加的能源消耗总量的比例小。这也在侧面验证了，我国虽然在加大推进调整工业结构，但是我国的劳动密集型工业在总体工业行业还是占有很大的比例。因此职工人数的增加为工业生产总值创造的利益较大。同时可以看出我国的能源利用效率还是比较低每增加一吨标准煤的消耗只可以为工业生产总值带来9115.314元的效益。因此提高能源利用效率，加快转变工业结构是我国目前的当务之急。表五：残差统计量残差统计量 a极小值 极大值 均值 标准 偏差 N预测值 91413.3984 413270.0313 246887.5545 1.18081E5 11残差 -42796.81641 58844.97656 .00000 30480.89943 11标准 预测值 -1.317 1.409 .000 1.000 11标准 残差 -1.256 1.727 .000 .894 11a. 因变量: 工业生产总值图五：rankit(直方图)图六：rankit(P-P)图从图五：rankit图（正态概率直方图），可以直观地判断残差是否符合正态分布，如图可以看出5个直方矩形处于同一高度，标准偏差=0,894，说明该模型存在很直观的正态分布，也就是说工业生产总值和能源消耗总量、第二产业从业人数之间存在较强的线性相关。从rankit(P-P)图中也可以看出2001-2011年之间所有的点都分布在直线周围，说明观测值与拟合值具有很好的拟合度。五：主要结论与建议根据以上分析可以得出，第二产业从业人数对于工业生产总值（按年度计算）具有很大的影响。并且我国的能源消耗总量对于我国工业生产总值也有较大的影响，而且凸显出我国能源利用效率依然比较低，相对于西方发达国家上还有较大的差距。我国一年每增加一吨标准煤的能源消耗能带来9115.314元的工业生产总值的增长。而在西方发达国家上平均每增加一吨标准煤的能源消耗能带来17370.783元的工业生产总值的增长。因此我国的能源利用效率还有待于大大提高。我国又是一个以化石燃料为主的国家，能源消耗带来的CO 2排放不能忽视。我国2008年有工业排放的CO 2达到了27亿吨，我国成为世界上主要的工业C0 2排放国之一。因此节约资源、提高能源的利用效率是保障国家能源安全和经济持续增长的必然选择，是实现产业升级、转变经济增长方式、增强企业竞争力的重要途径，也是保护环境，实现可持续发展的重要举措。基于前述分析，我们认为今后我国实施节约能源、降低能源强度、减缓排放的主要策略有以下三个方面：（1）合理调整产业结构和工业行业内部结构，加快发展第三产业，在工业部门内部高附加值的高新技术产业和低耗能产业。大幅度降低能源消耗强度和污染排放强度。（2）加强高耗能行业结构的调整，依靠淘汰陈旧设备，削减小型、分散、工艺落后的污染源，推广高新技术，大力提高能源利用效率和经济效益，控制能源消耗总量的增长。高耗能行业结构调整主要通过产品结构调整和推广重大节能技术，大力提高能源利用效率和效益，控制能源消费增长，达到节能、降耗、减缓排放增长率的目的。冶金、有色金属、建材、化工等能源污染密集型加工制造业，产业规模小、单位产品能源消耗大和污染排放多等特点。“十二五”期间我国节能减排目标要达到：到2015年，全国万元国内生产总值能耗将下降到0.869吨标准煤，比2010年的1.034吨标准煤下降16%，比2005年的1.276吨标准煤下降32%，“十二五”期间实现节约能源6.7亿吨标准煤。（3）优化一次能源结构，促进能源利用向高效化、清洁化方向发展。我国能源结构不合理性主要表现在过度依