（环境科学专业论文）天津市居民生活能源消费碳排放核算及影响因素分析研究.pdf

a b s t r a c t a b s t r a c t c a r b o ne m i s s i o n so fi n d u s t r i a lp r o d u c t i o ni st h ed o m i n a n tf a c t o rt od e t e r m i n e t h ea r n o u to fg l o b a lc a r b o ne m i s s i o n s t h ei p c cf o u r t ha s s e s s m e n tr e p o r th a sb e e n p o i n t e dt h a tg l o b a lc a r b o ne m i s s i o ni sm a i n l yc o n c e n t r a t e di nt h ef i v ec a t e g o r i e so f e n g i n e e r i n g ，a g r i c u l t u r e ，f o r e s t r y , t r a n s p o r t a t i o na n de n e r g ys u p p l yi n d u s t r y w i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n di n c r e a s eo fr e s i d e n t s i n c o m ea n dc o n s u m p t i o n ， c a r b o ne m i s s i o no fh o u s e h o l de n e r g yc o n s u m p t i o nh a sb e c o m ean e wg r o w t hp o i n t o ft h ec a r b o ne m i s s i o n si nc h i n a i nt h ec o n t e x to fr a p i de c o n o m i cg r o w t ha n d p r o f o u n dc h a n g e si nt h el e v e lo fc o n s u m p t i o na n dw a y so fl i v i n go ft i a n j i n ，w e e s t i m a t ec a r b o ne m i s s i o no fh o u s e h o l de n e r g yc o n s u m p t i o no ft i a n j i na n dr e s e a r c h m a i nf a c t o r st h a ta f f e c tc a r b o ne m i s s i o n i t i sb e n e f i c i a l f o ru st of o u n d c a r b o n i n t e n s i v ec o n s u m e rb e h a v i o r sa n dm a k el o w - c a r b o nc o n s u m p t i o ns y s t e mo f t m j i n t h i sp a p e re s t a b l i s h e sc a r b o ne m i s s i o n sa c c o u n t i n gs y s t e mo fh o u s e h o l de n e r g y c o n s u m p t i o no ft i a n j i n ，a n da p p l i e sc a r b o ne m i s s i o n sc o e f f i c i e n tm e t h o da n de n e r g y i n p u t - o u t p u tm e t h o dt oe s t i m a t ed i r e c ta n di n d i r e c tc a r b o ne m i s s i o no fh o u s e h o l d e n e r g yc o n s u m p t i o no ft i a n j i ni nt h ey e a ro f2 0 0 0 ，2 0 0 2 ，2 0 0 5 ，2 0 0 7 r e s u l ts h o w s t h a ti n d i r e c tc a r b o ne m i s s i o no fh o u s e h o l de n e r g yc o n s u m p t i o ni st h em a i nb o d yo f c a r b o ne m i s s i o no fh o u s e h o l de n e r g yc o n s u m p t i o n t h e r e f o r e ，t h ec o n t r o lo fi n d i r e c t c a r b o ne m i s s i o no fh o u s e h o l de n e r g yc o n s u m p t i o ni st h ek e yt od e c r e a s ec a r b o n e m i s s i o no fh o u s e h o l de n e r g yc o n s u m p t i o n b a s e do ne n e r g yi n p u t o u t p u tt a b l e s ，w ec o n s t r u c ta ns d am o d e lf o r 2 0 0 0 2 0 0 2a n d2 0 0 5 2 0 0 7a n da n a l y z ef a c t o r so fc o n t r i b u t i n gt oi n d i r e c tc a r b o n e m i s s i o no fh o u s e h o l de n e r g yc o n s u m p t i o n t h er e s u l ti n d i c a t e st h a tt h et o t a l c o n t r i b u t i o no fi n t e r m e d i a t ei n p u t - o u t p u tc o e f f i c i e n t ， u r b a n - r u r a lp r o p o r t i o no f c o n s u m p t i o na n dg r o s sc o n s u m p t i o n i sh i g h e rt h a nt h ea b s o l u t ev a l u eo ft o t a l c o n t r i b u t i o no ft h et o t a lc o n t r i b u t i o no fc o n s u m p t i o ns t r u c t u r ea n dd i r e c te n e r g y c o n s u m p t i o nc o e f f i c i e n tw h i c hc a p t u r e sa d v a n c e si ne n e r g y - s a v i n gt e c h n o l o g y , s o i i a b s t r a c t t h ei n d i r e c tc a r b o ne m i s s i o no fh o u s e h o l de n e r g yc o n s u m p t i o ni n c r e a s e si n 2 0 0 0 - 2 0 0 2 t h ea b s o l u t ev a l u eo ft o t a lc o n t r i b u t i o no fd i r e c te n e r g yc o n s u m p t i o n c o e f f i c i e n tw h i c hc a p t u r e sa d v a n c e si ne n e r g y - s a v i n gt e c h n o l o g ya n di n t e r m e d i a t e i n p u t o u t p u tc o e f f i c i e n ti sh i g h e rt h a nt h et o t a lc o n t r i b u t i o no fc o n s u m p f i o ns t r u c t u r e ， u r b a n - r u r a lp r o p o r t i o no fc o n s u m p t i o na n dg r o s sc o n s u m p t i o n ，a n dt h ei n d i r e c t c a r b o ne m i s s i o no f h o u s e h o l de n e r g yc o n s u m p t i o nd e c r e a s e si n2 0 0 5 2 0 0 7 b a s e do nt h et h ef i v ef a c t o r s ，t h i sp a p e re s t a b l i s h e sl o w - c a r b o nc o n s u m p t i o n s y s t e m o ft i a n j i ni nt h e f o l l o w i n g a r e a s ：a d v o c a t et h e c o n c e p t o fc a r b o n c o n s u m p t i o na n dg u i d et h ew a yo fl i f eo fl o w - c a r b o nc o n s u m p t i o n ；l o w - c a r b o no f r e s i d e n t s c o n s u m p t i o ns t r u c t u r e ；d e v e l o pl o w - c a r b o nt e c h n o l o g i e s ，a n dl o w c a r b o n p r o d u c t i o np r o m o t el o w - c a r b o nc o n s u m p t i o n ；s p e e du pt h ea d j u s t m e n to fi n d u s t r i a l s t r u c t u r ea n dp r o m o t et h ep r o d u c t i o no fl o w c a r b o n k e yw o r d s ： c a r b o ne m i s s i o no fe n e r g yc o n s u m p t i o n ；i n p u t - o u t p u t ；s t r u c t u r a l d e c o m p o s i t i o na n a l y s i s ；l o w c a r b o nc o n s u m p t i o n ；l o w - c a r b o np r o d u c t i o n i i i 第一章绪论 第一章绪论 第一节研究目的和意义 世界气象组织在2 0 0 7 年温室气体公报中指出，过去1 0 年中二氧化碳对全 球变暖的贡献率高达8 7 ( w m 0 ，2 0 0 8 ) ，碳减排问题己成为国际社会的焦点议 题，并由此引发出诸如发展低碳经济、构建低碳城市、实现低碳社会等一系列 低碳热点概念【lj 。从西方发达国家经济社会发展的轨迹来看，在工业化过程中生 产碳排放占据的排放权重较大，如i p c c 第四次评估报告指出能源供应业、工业、 林业、农业和交通运输业这五大工业部类是全球碳排放的主要部门【2 1 。但是，近 年来发达国家的统计数据表明，居民生活消费的直接与间接能耗已超过产业部 门，成为碳排放的主要增长剧3 1 。在当今社会，虽然工业生产碳排放是决定全球 碳排放状况的主导因素，但是居民生活消费所带来的直接和间接的碳排放，已 然成为不可忽视的又一重要因素。因此调查研究当前居民生活能源消费碳排放 状况及其变化趋势，并提出一套合理的、有效的减排措施，对于我国碳减排承 诺的兑现以及低碳经济发展目标的实现，有着极其重要的现实和战略意义。 改革开放以来，伴随着国民经济的持续增长，我国能源消费总量居高不下， 己成为世界第二大能源消费国和世界最大的碳排放国之一。我国在国际会议上 明确做出承诺，到2 0 2 0 年碳排放强度比2 0 0 5 年下降4 0 4 5 。但我国碳减排 进程启动晚，科学、技术、经济等相关方面与欧美等发达国家相比，存在较大 差距，因而我国碳排放水平相比全球平均水平，存在着很大的差距。伴随着我 国经济的腾飞，居民收入也在快速提高，消费规模也随之不断膨胀，然而消费 方式在一段时间难以出现相应的变化，仍旧以原有的粗放式消费为主。据相关 数据显示，1 9 9 9 - 2 0 0 8 年间，中国3 0 - - 氧化碳排放量是由居民生活行为及满足 这些行为需求造成的1 4 】。居民生活消费碳排放已经成为中国碳排放量的重要组成 部分，对于居民生活，低碳消费的推行和倡导已是迫在眉睫。 天津作为四大直辖市之一，随着滨海新区战略地位的确定，天津市经济进 入了快速发展阶段。城市化进入快速发展时期、城市人口加快集聚、城市居民 家庭收入快速增加、居民可支配收入提高，居民生活消费水平也随之逐渐提高， 第一章绪论 由此带来的是消费规模的不断膨胀。然而，居民的消费结构和消费理念却没有 发生相应的变化。在天津经济高速增长，居民生活消费水平和方式发生深刻变 化的背景下，深入考察天津市居民生活能源消费碳排放及影响碳排放量变化的 主要因素，有利于发现能源碳密集型消费行为，引导社会转型时期的居民消费 行为向低碳节能方向转变，建设天津市居民低碳生活消费体系。 第二节研究内容 本文研究内容包括：相关资料调查与收集、天津市居民生活能源消费碳排 放量核算、天津市居民生活能源消费碳排放影响因素分析及天津市居民低碳生 活消费体系建设。 ( 1 ) 收集、学习、比较目前国内外碳排放领域研究内容及核算方法，参考 i p c c 中涉及居民生活能源消费碳排放核算的方法、公式，分析并选择最适合于 本研究的核算方法，并对所选方法根据天津市现状进行必要的改进和优化，建 立一套适合天津市的居民生活消费碳排放核算体系。 ( 2 ) 居民消费情况调查。通过对政府相关统计数据的收集与分析，探讨天 津市经济发展状况、人口规模、居民消费水平和消费结构、能源利用现状等， 研究与天津市居民生活消费有关指标的变化情况。 ( 3 ) 天津市居民生活能源消费碳排放核算。以天津市居民生活能源消耗为 研究对象，以天津市统计年鉴、中国能源统计年鉴、天津市投入产出表 为主要数据来源，应用碳排放系数法计算天津市2 0 0 0 年、2 0 0 2 年、2 0 0 5 年、 2 0 0 7 年居民直接生活能源消费碳排放量，编制能源投入产出表计算天津市四个 年份城乡居民间接生活能源消费碳排放量，并基于核算结果分析居民生活消费 碳排放特征。 ( 4 ) 居民间接生活能源消费碳排放影响因素分析。采用结构分解分析法 ( s d a 法) 分析各影响因素对天津市2 0 0 0 年2 0 0 2 年、2 0 0 5 年2 0 0 7 年间居民 间接生活能源消费碳排放变化的贡献值和贡献率，在此基础上建立天津市居民 低碳生活消费体系。 2 第一章绪论 第三节研究技术路线 本文研究技术路线主要分为国内外文献查询、收集与整理天津市居民生活 能源消费碳排放相关数据、确定天津市居民生活能源消费碳排放核算方法、建 立天津市居民生活能源消费碳排放核算体系、天津市居民间接生活能源消费碳 排放影响因素分析及天津市居民低碳生活消费体系建设。 收集与整理天津市居民生活， 能源消费碳排放相关数据一 确定天津市居民生活能源一 消费碳排放核算方法r 建立天津市居民生活能源消费碳排放核算体系 图1 1 技术路线 3 第二章理论基础及研究方法 第二章理论基础及研究方法 第一节国内外研究进展 目前，国内外在居民消费碳排放方面的研究尚处于起步阶段。对居民消费 碳排放的核算大多属于宏观层面，由于研究的方法、范围、目的不同及相关数 据的可得性较差，对微观方面的研究较少。由于居民消费碳排放涉及研究范围 较大、消费种类繁多，结合实际调查进行估算的研究甚少。下面主要从三个方 面介绍国内外居民消费碳排量研究情况，分别是居民消费碳排放研究内容、居 民消费碳排放估算方法、居民消费碳排放影响因素分析法。 2 1 1 居民消费碳排放研究内容 ( 1 ) 基于宏观层面居民消费碳排放研究 国外学者对居民生活消费碳排放的研究较早且较深入。s h o n a l ip a c h a u r i 等f 5 】 在2 0 0 2 年定量研究了印度1 9 8 3 1 9 8 4 、1 9 8 9 - 1 9 9 0 和1 9 9 3 1 9 9 4 三个时期家庭 能源消耗占总体能源的7 5 ，直接能耗量基本等于间接能耗量。s h u ib i n 等【6 】 在2 0 0 3 年研究了美国1 9 9 7 年居民消费行为与环境影响之间的关系。结果表明， 美国1 9 9 7 年为满足居民消费需求而引发的经济活动产生能源消费量和碳排放量 占能源消费总量和碳排放总量的8 0 以上。美国居民直接能源消耗( 家庭能源 消耗和出行) 占总能耗的2 8 ，能源消耗产生的碳排放量占总碳排放量的4 1 ， 其中居民间接能源消耗是直接能耗的两倍多。s h u ib i n 从居民生活能源消费类型 角度将居民能源消费及碳排放分为直接和间接两大类，并分别提出碳排放核算 方法，不仅为其他国家、地区的居民消费碳排放研究提供了新思路、新方法， 也对制定更有效的能源利用和碳减排政策至关重要。 国内的研究主要有：y i m i n gw e i 等【7 】对比分析中国了1 9 9 9 2 0 0 2 年间城乡 居民生活直接和间接能源消费及引起的二氧化碳排放情况。王文秀【8 】将上海市居 民消费分为能源商品消费和非能源商品和服务两大类，分别对每类产品进行居 民消费直接和间接碳排放核算，得出1 9 9 7 2 0 0 7 年上海市居民消费碳排放总量呈 现逐年增加的变化趋势。 4 第二章理论基础及研究方法 以上均是学者从国家、地区等宏观层面上对居民生活消费碳排放量进行估 算，虽然对居民生活消费碳排放研究的整体性较好，却无法具体体现居民消费 内部结构因素对碳排放的影响。鉴于此，国内外学者开始针对居民消费中某一 特定消费内容进行碳排放研究。 ( 2 ) 基于某一具体消费内容碳排放研究 居民生活消费包括衣、食、住、行、医疗保险、教育文化娱乐、交通通信 等方面，目前国内学者对某一类居民消费碳排放的研究主要集中在家庭生活用 电、居民食品消费、居民交通出行等。 刘晶茹，王如松等【9 】以家庭电能消费为例，用生命周期方法计算了1 9 8 5 年 和1 9 9 8 年中国家庭因生活用电间接产生的c 0 2 、s o ；和烟尘排放量。结论是与 1 9 8 5 年相比，1 9 9 8 年3 种污染物的排放量对全国排放量的贡献率分别增加了5 0 6 、5 1 6 和3 5 7 ，说明在中国开展家庭消费生态环境影响研究的重要性。 罗婷文【1 0 】、智静【】等以居民食品消费为研究对象，计算了居民食品消费的 直接和间接碳排放情况。其中罗婷文研究结果表明，与1 9 7 9 年相比，1 9 9 9 年北 京市城镇居民家庭人均及户均食物碳消费总量总体上呈上升变化趋势。智静等 研究了1 9 7 8 年2 0 0 6 年中国居民食物消费的直接和间接碳排放并进行了城乡对 比分析，结果表明城乡居民人均食物消费碳排放均呈上升变化趋势，其中在食 品消费碳排放总量上城镇居民高于农村居民，直接碳排放量农村居民高于城镇 居民，间接碳排放量城镇居民高于农村居民。 赵敏【12 】等应用碳排放系数法研究了上海市2 0 0 2 年2 0 0 6 年居民出行不同交 通方式对二氧化碳排放的影响。冯蕊等【1 3 】以天津市居住综合能源消费和叠加交 通消费为研究对象，应用碳排放系数法估算了天津市2 0 0 6 年2 0 0 8 年居民生活 消费二氧化碳排放量。 ( 3 ) 基于问卷调查的家庭消费碳排放研究 此类家庭消费碳排放研究主要通过问卷调查提供家庭消费因素类型及各因 素家庭消费量等，基于实际调查得出的基础数据选择适宜的核算方法，估算家 庭消费活动与碳排放之间的关系。 杨瑞华，葛幼松等【1 4 】以同时期全国9 个调查城市抽样问卷调查数据为基础， 采用由中国能源部门公布的碳排放系数法对全国9 个城市的碳排放差异性进行 比较分析。叶红，潘玲阳【l5 】基于厦门岛区3 4 0 份有效调查问卷收集到的居民家 庭不同种类能源的终端消费量( 包括电力、瓶装液化石油气、代用天然气、煤 第二章理论基础及研究方法 炭) ，采用i p c c 温室气体排放清单指南中方法对厦门岛区家庭直接能耗碳排放 进行估算。并应用数理统计法进行城市家庭能耗的影响因子分析，结果表明， 电力消耗碳排放是厦门岛区主要的家庭能耗直接碳排放方式。王琴【1 6 】通过实地 调查、问卷调查相结合的方法为估算河西走廊灌溉农业区的人口生存碳排放提 供基础数据。其中直接碳排放核算应用碳排放系数法，通过问卷调查提供家庭 基本能耗基础数据，间接碳排放核算应用投入产出法，通过问卷调查提供家庭 间接消费支出基础数据。 2 1 2 居民消费碳排放估算方法 居民生活消费碳排放是指在一定的社会经济技术条件下，家庭( 个人) 为 了满足日常衣、食、住、行、医疗保险、教育文化娱乐、交通通信等方面的自 身生存发展需求而产生的二氧化碳( 碳) 排放。居民消费碳排放核算方法主要 有碳排放系数法、碳计算器法、投入产出法和消费者生活方式方法等。 ( 1 ) 碳排放系数法。基于公式( 2 1 ) 计算不同能源类型的碳排放总量。 c = ：i e i z ( 2 1 ) 其中c 表示碳排放量；f 表示能源消费类型，i = 1 ，2 n ；e i 表示第i 类能 源消费量：f 表示第f 类能源碳排放因子。 能源消费量数据来自统计年鉴，碳排放因子来自国内外权威部门公开发布 数据，如( ( 2 0 0 6 年i p c c 国家温室气体清单指南【1 7 】，中国科技部公民节能减 排手册l 】等。 杨选梅，葛幼松等【4 】综合选用中国科技部公民节能减排手册、台湾能源局【1 9 】 和g h gp r o t o c o l t 2 0 】公布的排放系数，估算南京2 0 0 8 2 0 0 9 年家庭能耗、交通出 行、垃圾回收等活动产生的碳排放量。朱勤，彭希哲掣2 l 】选用国家发改委能源 研究所采纳的碳排放系数，结合历年中国能源统计年鉴中化石能源消费数 据，估算中国1 9 8 0 2 0 0 7 年碳排放情况。 联合国气候变化委员会编写的 ( 2 0 0 6 年i p c c 国家温室气体清单指南提供 了在国际上公认和通用的碳排放评估的详细方法。i p c c 方法将研究区域分为能 源部门、工业过程和产品使用部门、农林和土地利用变化部门、废弃物部门四 大部门。如邢芳芳，欧阳志云等【2 2 1 基于北京分品种终端能源消费量数据，根据 i p c c 参考方法，估算了北京1 9 9 5 2 0 0 5 年终端能源碳消费量。赵敏，张卫国等 6 第二章理论基础及研究方法 昭3 】基于上海市工业能源交通统计年鉴中居民出行方式( 即公交车、轨道交 通、出租车和私家车) 的统计数据，根据i p c c 温室气体排放计算指南中关于交 通能源消费碳排放量的计算方法，估算上海市2 0 0 2 2 0 0 6 年居民出行选择的不同 交通方式对c 0 2 排放的影响和规律，结果表明私家车的c 0 2 排放量增加速度最 快。 ( 2 ) 碳计算器法 碳计算器通常用来计算个人和家庭每日消耗能源而产生的二氧化碳排放 量。通常利用简单的排放因子公式将电、油、气和煤等消耗量转化为二氧化碳 的排放量，或者根据运输工具的类型和运输距离来计算相应的二氧化碳排放量。 虽然碳足迹计算器计算结果不是很精确，但由于其操作简单，易于理解，而且 使公众可以随时上网计算自己每天生活中排放的二氧化碳量，帮助每个人有意 识地检查自己日常生活中的习惯性行为，继而采取行动减少二氧化碳排放。因 此碳足迹计算器对于提高公众碳足迹意识和低碳行为具有重要作用【2 钔。 美国常用的碳计算器有a m e r i c a nf o r e s t 、b e g r e e n 、b o n n e v i l l ee n v i r o n m e n t a l f o u n d a t i o n ( b e f ) t 2 5 1 等，英国环境、食品及农村事务部的二氧化碳排放量计算器【2 6 1 等。这些计算器基本分为两个部分，即家庭能源消耗碳排放和个人交通行为碳 排放。 我国常用的碳足迹计算器及居民生活消费碳排放类型如下：我国科技部社 会发展科技司推出的“全民节能减排计算器”【2 7 】将居民生活消费行为分为衣食 住行、家用、其他，计算一个家庭一定住宅面积的一年生活能源消费碳排放总 体情况；山水自然保护中心网提供的碳足迹计算器【2 8 】，主要考虑了交通、家居 碳排放；凯来美气候公司碳足迹碳计算器【2 9 】将居民生活消费行为分为衣食 住行用，可计算家庭全年碳足迹；绿色出行网【3 0 】分为出行碳计算、日常碳计算。 其中出行碳计算分为日常出行、火车出行、飞机出行，通过输入起止点计算不 同出行方式和出行距离的碳排放情况，日常碳计算将居民生活消费碳排放行为 分为衣食住行。 国内网络提供的碳计算器与国外的相比，首先是计算过程不够透明，没有 给出计算公式中碳排放系数的具体数值；其次是缺乏为广大民众提供相应的碳 减排措施，美国和英国的网络碳计算器都给出了不同的碳减排措施，我国的碳 计算器则缺乏这一方面的相关信息，只有山水自然保护中心一你好自然网给出 了植树造林这一单一途型2 4 】。 7 第二章理论基础及研究方法 ( 3 ) 投入产出法。投入产出法是核算居民间接生活消费碳排放的主要方法。 投入产出法是由美国经济学家w a s s i l yl e o n t i e f 仓 立，i o 法利用投入产出表进行 计算，通过平衡方程反映初始投入、中间投入、总投入，中间产品、最终产品、 总产出之间的关系，反映其中各个流量之间的来源与去向，也反映了各个生产 活动、经济主体之间的相互依存关系【3 1 1 。投入产出数学模型以投入产出表中各 个经济指标间的数量关系为依据，通过线性方程组的数学形式用以反映经济系 统的投入和产出关系。能源投入产出分析是将能源部门的物质流分析和经济系 统的投入产出分析进行了结合。 能源投入产出表以投入产出表为基础，将各工业部门能耗作为分析对象， 通过能源投入产出模型分析各产业部门及部门间对能源的消耗关系及碳排放情 况。能源投入产出表中的投入是指居民消费的各种能源类与非能源类的产品和 服务，产出是指由于产品和服务的投入而产生的直接和间接碳排放合计。其中 居民间接能源消费量是部门积累能源强度( 完全能源消耗系数矩阵) 与投入产 出表内的居民需求货币数据两者相乘的结果。 能源投入产出表包括三种表式：实物型能源投入产出表、混合型能源投入 产出表和含能源实物流量的价值型能源投入产出表。实物型能源投入产出表是 以实物型投入产出表为基础，根据研究需要调整产品部门，并对调整后的产品 部门进行能源类与非能源类产品的合理分配：混合型能源投入产出表是以价值 型投入产出表为基础，根据研究需要将产业部门分为非能源类、能源类，结合 能源消费实物量数据编制出混合型能源投入产出表，其中非能源部门以价值流 量表示，能源部门以实物量表示；含能源实物流量的价值型能源投入产出表是 指非能源部门以价值量表示，能源部门以价值流量和能源实物流量两种形式表 示。目前，应用较广的是混合型能源投入产出表【3 2 1 。 王妍等【3 3 j 应用混合型能源投入产出表核算中国1 9 9 5 年2 0 0 4 年城镇居民生 活消费产生的完全能耗。周平、王黎明 3 4 】编制混合能源投入产出表，估算了中 国1 9 9 2 2 0 0 7 年居民消费需求产生的直接和间接二氧化碳排放量。 ( 4 ) 消费者生活方式方法( c l a ) 。消费者生活方式方法指的是为了个人和 家庭需求购买和使用商品和服务的一种消费行为，此种消费行为反映了一种生 活方式，通过消费者生活方式研究估算居民直接和间接消费引起的温室气体排 放情况【6 】o 8 第二章理论基础及研究方法 s h u ib i n 掣6 j 提出c l a 法并应用c l a 法将消费者行为分为直接能耗及碳排 放( 家庭能源消耗、个人出行能耗) 和间接能耗和碳排放( 衣食住行、金融、 娱乐、保健、其他等八类行为能耗) ，通过环境投入产出生命周期分析模型 ( e i o l c a 模型) 定量分析了美国居民1 9 9 7 年消费商品和服务的能耗量及相应 二氧化碳排放量。结果表明居民消费者行为产生的二氧化碳排放量占美国二氧 化碳总排放量的4 1 ，间接二氧化碳排放量是直接二氧化碳排放量的两倍多。 魏一鸣等【7 j 应用c l a 法将中国消费者行为分为直接能耗及碳排放( 家庭能源消 耗、个人出行能耗) 和间接能耗和碳排放( 衣、食、住、家具产品、交通运输、 教育文化娱乐、医药保健、其他杂物等八类行为能耗) ，通过能源统计年鉴找到 各消费行为对应的产业部门后，通过碳排放系数法对比分析中国1 9 9 9 2 0 0 2 年间 城乡居民消费行为引起的直接和间接能耗量及二氧化碳排放量。结果表明，每 年居民消费者行为能耗量及二氧化碳排放量将近占总能耗及二氧化碳排放量的 2 6 和3 0 ，城市居民间接能源消费量是直接能源消费量的2 4 4 倍，农村居民 直接能源消费量是间接能源消费量的1 8 6 倍。 2 1 3 居民消费碳排放影响因素分析法 居民生活能源消费碳排放量不仅与研究区域的人口数量、地区生产总值有 关，而且受居民消费总量、消费结构等因素的影响。目前，比较常用的居民消 费碳排量影响因素分析法主要包括模型法、结构分解分析法，指标分解分析法 等，主要是对一些基本指标进行考察，分别估算这些指标因素与能源消费量及 碳排放的数量关系。在具体的实际应用中，根据研究需要和数据可获性等选用 的分解方法和分解指标各不相同。 ( 1 ) 模型法 i p a t 模型、s t i r p a t 模型及其扩展形式通过对碳排放核算公式进行分解， 从人文角度考察人口数量、人口结构、消费水平、节能技术等因素对碳排放的 影响。k u i s h u a n g f e n g 掣3 5 】应用i p a t 模型，研究人口规模、碳排放强度和人均 消费因素对中国1 9 4 9 2 0 0 2 年五个地区因生活方式改变而导致碳排放变化的贡 献情况。彭希哲，朱勤等【l 】应用扩展的s t l r p a t 模型考察了人口规模、居民消 费水平、节能技术( 单位g d p 碳排放量) 因素对中国1 9 8 0 2 0 0 7 年碳排放的影 响。 9 第二章理论基础及研究方法 ( 2 ) 结构分解分析模型 结构分解分析模型( s t r u c t u r a ld e c o m p o s i t i o na n a l y s i s ，简称s d a 模型) 以投入 产出表为基础，通过不同种确定指标权重的方法来定量分析各指标因素对碳排 放量的贡献值和贡献率。 周平、王黎明【3 4 】基于能源投入产出表得出中国1 9 9 2 年2 0 0 7 年居民最终需 求间接二氧化碳排放量，再通过结构分解模型得出居民城乡消费比例、居民消 费结构及最终需求总量的变化促进居民最终需求间接二氧化碳排放量增加，生 产技术的进步起到抑制作用。 ( 3 ) 指标分解分析方法 指标分解分析( i n d e xd e c o m p o s i t i o na n a l y s i s ) 是将因变量( 本文指碳排放量) 表示为几个指标因素的乘积，采用不同方法确定权重后进行指标分解，通过计 算各个指标的变化份额来确定各因素对碳排放的贡献率。指标分解分析法主要 包括三大类：l a s p e y r e s 指数法、对数平均权重分解法和自适应权重分解法。 r ，a s p e y r e s 指数法 l a s p e y r e s 指数是由德国的e l a s p e y r e s 于1 8 6 4 年提出，它是将基期的数量 指标作为权重的加权综合指数，与度量因素固定在基期。在实际应用过程中， 当需要估算某个指标变量贡献值和贡献率时，只需保持其他变量不变。2 0 世纪 8 0 9 0 年代l a s p e y r e s 指数法比较盛行，p a r k 【3 6 】对此种方法进行了较好的总结， 也是进行有关研究时被引用最多的文章。之后美国【3 7 1 和中副3 8 1 有关学者应用 l a s p e y r e s 指数法分别对本国能源消费、能源强度进行研究。 对数平均权重分解法 a n g 等【3 9 】提出对数平均权重分解法( 1 0 9 撕u ：i l i c m e a l lw e i g h td i v i s i o ni n d e x m e t h o d ，l m d i ) ，其原理是采用一个对数平均公式，计算始年和末年某参数的平 均值作为因子权重，之后l m d i 方法成为研究碳排放影响因素的常用方法。如， 郭运功等【4 0 】采用表观消费量法( ( ( 2 0 0 6 年i p c c 国家温室气体清单指南) 估 算上海市1 9 9 5 2 0 0 6 年的二氧化碳排放量，之后采用对数平均迪氏指数法对二氧 化碳排放量变化情况进行影响因素分解分析，结果表明促进二氧化碳排放量增 加的因素是常住人口和人均g d p ，能源强度和能源结构因素起起到抑制作用。 宋德勇，卢忠宝】采用“两阶段”l m d i 方法，先将我国1 9 9 0 2 0 0 5 年能源消费 引起的二氧化碳排放影响因素分解为产出规模、排放强度、能源结构和能源强 度，再对抑制碳排放增加的关键变量能源强度进行二次分解。田云等【4 2 】基于武 1 0 第二章理论基础及研究方法 汉市1 4 个主要方面碳源应用碳排放系数法估算了武汉市1 9 9 6 2 0 0 9 年碳排放量， 之后采用对数平均迪氏指数法对二氧化碳排放量变化情况进行影响因素分解分 析，结果表明，推动碳排放量增加的因素是经济与人口规模，能源结构、能源 效率因素起抑制作用。 自适应权重分解法 自适应权重分解法( a d a p t i v e w e i g h t i n g d i v i s i o n ，a w d ) 于1 9 9 2 年由新加 坡研究者“u 和a n g 掣4 3 】首先提出。计算碳排放各指标变化率的权重方法是先 假设各参数为单调函数再求解各单项积分，是一个先求微分再求积分的计算过 程 。此方法相比于其他方法虽然得出结果更接近现实但计算过程繁琐，实际 应用不如l m d i 方法广泛。魏一明等【4 5 】应用自适应权重分解法对我国居民消费 碳排放强度变化因素进行过相关研究。 2 2 1 低碳经济 第二节理论基础 “低碳经济概念最早出现在2 0 0 3 年英国能源白皮书我们未来的能源： 创建低碳经济中，指出低碳经济是通过更少的自然资源消耗和更少的环境污 染，获得更多的经济产出【4 6 1 。是从高碳能源发展向低碳能源发展转化的一种新 的经济模式，是低碳发展、低碳产业、低碳技术、低碳生活等一类经济形态的 总称【4 7 】。 低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，其实质是高效 利用能源、开发清洁能源和追求绿色g d p ，核心是能源技术和减排技术创新、 产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。在当前世界经济和 中国经济发展的大背景下，发展低碳经济是天津市实现可持续发展的必然选择 【4 8 1 。 2 2 2 低碳城市 在低碳城市提出之前，曾出现过描述未来城市形态的概念有：生态城市、 可持续城市、绿色城市、田园城市、山水城市等。这五个城市理念与低碳城市 第二章理论基础及研究方法 理念相同之处在于都反映了在环境变化背景下，人们对于城市问题及未来发展 的反省，最终都是以改善生态和人类生存环境为目的，而寻求城市发展的理想 模式一l 。不同在于，低碳城市在全球气候持续升温、资源严重短缺背景下提出， 直接以降低碳排放为目标，侧重于低能耗和新能源利用，是生态城市建设的基 础和一个方面。生态城市则更偏重于系统层次，可持续城市、绿色城市、田园 城市、山水城市侧重于整体环境的营造，内涵相对狭窄。 低碳城市内涵主要包括四个方面：一是缩减碳源环节，城市发展煤的清洁 高效利用、开发和使用低碳或无碳能源，降低化石能源等高碳性能源比例；二 是控制碳流环节，城市提高高耗能高污染工业节能减排、发展城市绿色交通和 绿色建筑；三是增加碳汇环节，城市发展碳汇林、碳捕集和封存：四是构建产 业、交通、建筑、碳汇林、政策保障体系的低碳化发展路径。 2 2 3 低碳消费 作为一种新的经济理念，低碳消费一词源于本世纪初低碳经济的兴起。针 对城市发展过程中人口、资源与环境的突出问题，英、美等国首先提出了“城 市低碳消费的口号。其基本内容是：城市居民在生产和生活过程中，自觉选 择那些二氧化碳排放较低的物质资料和生活方式，以减少城市“温室气体”排 放，降低大气中二氧化碳的浓度，从而达到降低大气“温室效应 和城市“热 岛效应”的目的【5 0 j 。 英国是最早倡导“城市低碳消费”的国家之一。2 0 0 3 年，英国政府的能源 白皮书我们能源的未来：创建低碳经济 5 1 1 中首次提出了“低碳能源消费 概念，并实施了更快走向“低碳社会”的全民总动员。美国城市低碳消费模式 的特征是：建设绿色、低碳建筑项目，实现节能技术创新，建立低碳排放建筑 体系，有效控制和降低建筑物的碳排放，并形成可循环持续发展的模式，最终 使建筑物达到节能减排的相应标准【5 2 】。 城市低碳消费模式是指城市消费者选择二氧化碳排放较低的消费资料或者 消费方式，以满足自身的需要。这一模式将改变消费者的消费理念和传统的消 费习惯，引导消费者拥有低碳消费资料，选择低碳消费手段，以此来满足自身 的生存与发展需要。其实质是以“低碳”为导向，当代消费者对社会和后代负 责任的一种共生型消费方式【5 3 1 。城市低碳消费的关键是人们的消费理念、消费 1 2 第二章理论基础及研究方法 方式和消费行为三者之间的协调与配合【5 4 1 。因此，贯穿于三者之间的城市低碳 消费的基本模式是：树立低碳消费理念，倡导低碳消费方式，选择低碳消费行 为【5 0 1 。 第三节生活能源消费碳排放核算方法 2 3 1 直接生活能源消费碳排放核算方法 本文采用i p c c 温室气体排放清单指南中的方法，根据中国能源统计年鉴 2 0 0 9 ) ) 5 5 1 中的各类能源平均低位发热量数据，及( ( 2 0 0 6 年i p c c 温室气体排放 清单指南【1 7 1 中的二氧化碳排放因子，估算天津居民直接生活能源消费的碳排 放量： 髟= e f e c f = e f n c v , e f , x 1 2 4 4 ( 2 2 ) ff 式中，e ，为不同种类能源消费的碳排放总量；f 为能源消费类型；e ，为第f 类 能源的终端消费量；e c ，为第i 类能源的碳排放系数；c k 为第i 类能源的平均 低位发热量；萌为第i x 能源的二氧化碳排放因子；1 2 4 4 为碳在二氧化碳中所 占比例。 2 3 2 间接生活能源消费碳排放核算方法 能源投入产出表以投入产出表为基础，将各工业部门能耗作为分析对象， 通过能源投入产出模型分析各产业部门及部门间对能源的消耗关系及碳排放情 况。 构建能源投入产出表有两种常用方法，第一种是以实物单位计量能源投入， 并将能源投入项置于投入产出表下方；第二种是构建混合型能源投入产出表， 以价值型投入产出表为基础，根据研究需要将产业部门分为非能源类、能源类， 结合能源消费实物量数据编制出混合型能源投入产出表，其中非能源部门以价 值量表示，能源部门以实物量表示【5 6 1 。 1 3 第二章理论基础及研究方法 表2 1 能源投入产出表i 中间使用最终需求 居民消费 投净出总产出 1 ，2 n合计 农村城镇合计资 口 中l 间 2 上。 l 。 伍，) 删 投 入 n 最初 e l 。 投入 总投入 阢) l 。 能 l 源 2 魄l 。魄) m 。慨l 。皈) 。 投 入m 1 4 第二章理论基础及研究方法 表2 2 能源投入产出表i i 中间使用 最终 能源部门非能源部门总产出 合计需求 l ，2 ，m m + l 。m + 2 ，n l + l 能 1 ， 单位 源2 ， ) 。魄l 。，) m 。，皈l 。， 部万吨 中 门 m 标煤 间 非单位 投m 十1 ， 能 入 m + 2 ， 源 万元 ( x i l ) 1 。， ) ，。，瓴l ) 。， 部 m + l 门 最初投入 ) l 。眈l 。， 总投入 旧) 1 。魄l 。， 此两种能源投入产出表都得到了较广泛的应用，在理论及处理方法、操作 上各有优缺点。在理