2009年重庆分区县碳排放情况聚类分析.doc

2009年重庆市分区县碳排放情况聚类分析1 前言重庆市的经济进过几十年的发展，特别是从97年直辖后，本市经济更是得到了前所未有的高速发展，然而本市以重工业为主的高能耗、高污染的粗放型经济发展模式已经走到了十字路口，如何改进原有的落后、粗放的生产模式已经成为现实的紧迫问题。去年12月份在丹麦哥本哈根举行了世界气候大会，在这次被誉为“拯救人类的最后一次机会”的会议上，再一次强调了发展“低碳经济”的重要性。因此，发展低碳经济，是全世界的必然选择，同时，对于重庆来说也是重大的历史机遇。因此，客观评估我市各区县二氧化碳排放现状，可以更好的了解我市低碳经济发展的情况，也有助于我们更清晰地认识二氧化碳的排放特征，同时，对重庆市的节能减排的科学决策也有一定的意义。本文利用2009年重庆分区县能源消费数据，以二氧化碳排放总量为排放的数量指标，以碳排放效率和人均二氧化碳排放量为效率指标，利用聚类分析法，对重庆市2009年的各县市的二氧化碳排放情况有个初步的分析。2 数据来源于计算方法本文的数据来源于重庆市统计局网站的统计数据，其中包括2009年重庆市各区县GDP总量、单位GDP能耗、人口等，具体数据见表1。其中需要说明的是二氧化碳排放量的计算是按照能源消耗量折算为标准煤消耗后乘以碳排放系数所得，利用各种能源折标准煤参考系数（本文按1kg煤炭=0.7143kg标准煤，Ikg焦炭=0.9714kg标准煤，1立方米天然气二1.33kg标准煤的标准计算）将各区县的煤炭、石油、天然气消费量折合成标准煤。再利用2006年IPCC国家温室气体清单指南各能源的碳排放系数，（具体碳排放系数如表2所示）结合公式（1）计算出分区县的碳排放总量。碳排放量的计算公式为： （1）公式（1）中，为能源的碳排放系数，为分区县能源利用量（折合为标准煤），为分区县二氧化碳排放量。表1：2009年重庆市分区县GDP总值、人口、单位GDP能耗汇总表区县GDP总值（亿元）人口（万人）单位GDP能耗（吨标准煤/万元）涪陵区355.04103.171.485渝中区468.3671.840.377大渡口区149.5627.723.312江北区325.3569.620.906沙坪坝区347.6991.420.933九龙坡区500.03100.820.946南岸区300.1571.520.929北碚区192.3673.141.368万盛区40.125.573.49双桥区31.514.791.56渝北区459.497.620.724巴南区243.3390.790.903长寿区176.3876.82.514江津区249.29127.942.334合川区228.75128.541.24永川区244.0893.421.07南川区114.7355.091.475綦江县140.9784.311.005潼南县95.5971.870.843铜梁县127.862.960.803大足县118.6377.040.83荣昌县129.9865.891.986璧山县128.0553.381.085万州区386.45154.221.201梁平县92.5271.570.904区县GDP总值（亿元）人口（万人）单位GDP能耗（吨标准煤/万元）城口县20.8918.872.588丰都县65.7164.170.752垫江县94.6872.270.828忠县93.6974.270.833开县123.03115.481.974云阳县74.61101.360.853奉节县85.5885.470.854巫山县41.9149.781.098巫溪县30.9443.931.158黔江区79.143.860.959武隆县59.234.531.111石柱县55.1843.110.928秀山县62.1249.772.338酉阳县47.757.231.253彭水县58.1453.850.963 数据来源：重庆市统计局网站表2： 各类能源的碳排放系数能源种类煤炭原煤焦炭汽油煤油柴油天然气碳排放系数（t/t）0.73290.75590.85500.55380.57140.59210.4483说明：能源的碳排放系数基于IPCC2006年IPCC国家温室气体清单指南计算所得3 计算与分析31 二氧化碳排放总量我们将重庆市分区县的二氧化碳排放总量和其所占的份额进行初步估算。图1所示的为2009年重庆市分区县二氧化碳排放总量；图2是2009年重庆分区县二氧化碳排放份额。结果所示：2009年重庆市分区县二氧化碳排放量最高的为江津区，高达426.4万吨，其中二氧化碳排放超过300万吨的还有涪陵区、大渡口区、九龙坡区、长寿区、万州区这五个区；而双桥区、巫溪县、巫山县丰都县等则居于全市较低水平。相对份额趋势也与排放总量的趋势相同。相对而言，双桥、巫山等经济发展比较落后的地区，碳排放量处于较低的水平。图1 ：2009年重庆分区县碳排放量图2 ：2009年重庆分区县碳排放份额3.2 碳排放效率与人均二氧化碳排放量在经济学中，衡量投入和产出关系常用到的指标是“效率”，如果把二氧化碳排放量当作一种产出的话，那么可以建立一种新的效率指标碳排放效率，公式如（2）所示，为某区县的二氧化碳排放总量；为某区县的GDP。由公式可知，碳排放效率数值越小，说明其排放效率越高；反之，碳排放效率数值越大，说明其排放效率越低。碳排放效率的公式为 （2）计算所得的2009年重庆市分区县碳排放效率如图3所示：图3：2009年重庆市分区县二氧化碳排放效率数据显示，万盛区的碳排放效率最低，为2.56吨/万元，是排在最后的渝中区9.25倍（渝中区的碳排放效率为0.28吨/万元），换言之，为产生同样的国民生产总值，万盛区排放的二氧化碳是渝中区的9.25倍。图3还反映出，虽然像渝中区、渝北区的经济规模比较大，但是碳排放效率却比较高，说明了碳排放效率与经济总量无密切的关系，而和经济发展阶段以及工业发展水平相关。在经济和工业发展的初级阶段，能源消费一般呈现高能耗、低产出的特征，随着经济结构的逐步优化以及能源使用效率的提高，能源消费逐步呈现低能耗、高产出特点，同时，碳排放效率也逐渐提高。如果进一步将能源碳排放与人口水平结合，则各区县二氧化碳排放又呈现出不同的特征，图4为2009年重庆市分区县人均碳排放值。大渡口区的人均碳排放量居重庆市的第一位，是最低的云阳县的28.5倍（大渡口区的人均碳排放为13.1吨/人；云阳县为0.46吨/人），其中人均碳排放处于前列的双桥区、万寿区等的碳排放总量却很小（见表1和2），可见这些地区要注意碳排放与人口之间的关系，在城市化的进程中注意人口与环境之间的关系。图4：2009年重庆分区县人均二氧化碳排放3.3 聚类分析 碳排放总量是正向数量指标，而碳排放效率与人均二氧化碳排放是属于碳排放的负向指标。为了更进一步的了解重庆市各区县之间的排放量于排放效率之间的特征，我们将区县碳排放总量作为现对排放量指标，以碳排放效率与人均排放为相对排放效率指标，可以将各区县划分为4个不同的类型，即高排放-高效率（high emission-high effciency，I）；高排放-低效率（ high emission-low effciency,II）；低排放-高效率（III）和低排放-低效率（IV）。初始凝聚点的确立，我们利用的是打分的方法来确定的，首先，按照从高到底的顺序，各区县的排放总量得分依次为40到1，并将所得指标乘以2，得到各区县的排放总得分；碳排放效率与人均二氧化碳排放按照从低到高为40到1（因为其为负向指标），再将两种指标相加，得到各区县相对效率总的分。以排放为横轴；相对排放效率为纵坐标做出直方图，如图5，明显可得, 各点到方图顶点的距离表示某种排放-效率的特征组合。诸如：某区县到到左上角的距离越近，表示该区县相对于其他区县具有更明显低排放-高效率。因此，聚类分析的初始点分别为I（渝北区）；II（大渡口区）；III（丰都县）；IV（双桥区）。图5： 碳排放与相对效率直方图以上述4 个区县为初始凝聚点，利用欧氏距离进行聚类分析的结果如表2。表2：2009年重庆市各区县碳排放聚类分析结果分类区县高排放-高效率渝中区；巴南区；渝北区；綦江县高排放-低效率大渡口区；江津区；涪陵区；长寿区；万盛区；荣昌县；九龙坡区；万州区；南岸区；沙坪坝区；江北区；合川区；永川区；开县；秀山县；北碚区；南川区低排放-高效率丰都县；云阳县；垫江县；潼南县；铜梁县；大足县；忠县；奉节县；彭水县；梁平县；黔江区；石柱县；巫溪县；巫山县；酉阳县；武隆县低排放-低效率璧山县；城口县；双桥区 表3：四种情况之下的的GDP 和人口比重情况GDP量（亿元）GDP比重人口总量（万人）人口比重高排放-高效率1312.060.2344.560.12高排放-低效率3925.090.591430.130.50低排放-高效率1220.980.181007.270.35低排放-低效率180.450.0377.040.03聚类结果可得重庆市的分区县碳排放情况主要集中在高排放-低效率与低排放-高效率这两种情况之下，结合四种情况的GDP比重与人口（见表3）比重来分析，我们可以看出重庆市各区县中的GDP很大的一部分是依赖二氧化碳的高排放，高排放的区县所占全市GDP为79%（高排放-高效率为20%；高排放-低效率59%），人口也占了62%（高排放-高效率为12%；高排放-低效率50%）。除此之外，虽然低排放-高效率的区县数目不少，达到了16个，总人口也占整个重庆市的35%，但是，GDP只占全市的18%，所以，我们可以看出，具有低碳经济发展趋势的区县在重庆市还占少数。4 对策与建议通过上述计算分析，我们根据结研究论提出以下政策建议：大力提高能源利用效率全市应坚持把节约能源放在首位，实行全面、严格的能源节约制度与措施；加大科技投入，全面促进全市能技术创新，加快节能技术的推广与应用。另一方面要按照生态产业原理进行区域产业链的延伸设计，构建循环经济体系，实行能源的多级梯次利用，充分提高能源利用效率，降低二氧化碳的排放。制定节能减排目标时需考虑地区差别分区县看， 不同区县的实际碳排放情况差别很大，因此制定节能减排目标时需要考虑到地区差别，以尽量减少节能的成本。 那些碳排放效率已经较高的区县，其节能降耗的边际成本较高，反之则节能成本可能