城乡居民消费的碳足迹分析

白小伟  李远利  北方工业大学经济管理学院  100144

本研究受到北京市教委面上项目“北京市服务贸易结构测算与评价”（项目编号：SM201510009001）的支持，以及北京市委组织部优秀人才项目“基于隐含碳测算的北京市对外贸易结构优化研究”（项目编号：401053711403）的支持

摘要：随着我国经济的迅速发展，能源消费数量不断扩大，因能源消费而造成的环境问题逐渐引起人们的重视，居民能源消费量的扩大使得居民消费碳足迹越来越不容忽视，本文在综述国内外居民消费碳足迹的基础上，分别运用碳排放系数法及投入产出法分析城乡居民的直接碳排放及隐含碳排放。研究结果显示农村居民的直接碳足迹主要由电力与煤炭的消费导致，城镇居民的直接碳足迹主要由电力、热力以及石油类产品的消费导致；居民消费的隐含碳足迹主要是由碳排放强度比较高且在生产中有高的投入需求的部门排放所导致。最后针对城乡居民消费碳足迹的特征，认为当前需要调整农村居民用能结构，降低城镇居民隐含碳足迹同时鼓励清洁能源的生产和使用。

关键词： 碳足迹；城乡居民消费；投入产出

中国正处于城市化的进程中，工业是国民经济发展的主力军，中国经济的快速发展伴随的是每年排放的CO2不断增加，在构成温室气体的众多能源中二氧化碳所占比例高达80%，碳排放的来源除了工业能耗之外，居民的消费行为也在很大程度上影响着二氧化碳的排放量，中国人口众多，居民消费活动对国民经济的产品及服务生产部门的影响不断加深。根据欧盟统计，部分发达国家的温室气体排放中，由居民家庭能源消费已经超过工业生产过程的能源消耗，居民称为能源消耗的主要增长点，居民消费碳足迹也逐渐走进研究者的视线，成为国内外学者近几年的研究热点。

一、碳足迹的研究进展

   国外学者对碳足迹相关问题的研究相对成熟，Wiedmann（2008）对碳足迹(Carbon Footprint)的定义较为全面，指某种生产或服务活动从产生到“生命”终结所产生的直接及间接二氧化碳的排放量，目前国内外关于碳足迹的概念主要是按照Wiedmann的定义。Kenny（2009）基于爱尔兰数据，对计算碳足迹的六种方法及其模型的运算效果进行对比分析，指出各种模型的优缺点。Cansino M(2016)等基于1995—2009年的数据，并运用投入产出法及结构分析法对这段时间内西班牙二氧化碳排放量的影响因素进行分析。Pacheco-Torres等（2014）采用生命周期法对家庭居住建筑物的二氧化碳排放对环境产生的影响进行分析，结果显示在单一家庭的独立房间中，CO2的排放量为385 kg /m2。目前国外学者对碳足迹的研究运用方法比较多样，但是主要集中在投入产出法以及生命周期法，这两种方法各有优劣，学者们根据自己的研究方向选择更适合的方法。

国内学者关于碳足迹的研究中运用投入产出分析法的学者比较多。孙建卫等（2010）运用投入产出法，对全国碳排放情况及碳排放来源进行分析，并且他还分析了进出口贸易对碳足迹的影响程度。黄谬（2012）运用相同的方法，对鄱阳湖生态区的碳足迹进行分析研究，结果显示鄱阳湖生态经济区2008年的碳足迹为5995. 92 万t，并且针对研究结果提出了减少该地区碳排放的政策建议。董会娟等（2012）运用该方法基于北京市2007年投入产出数据对居民消费直接和隐含碳足迹的特征进行研究，得出了北京市城乡居民的碳足迹总量及相关特征，且居民消费隐含碳足迹随着收入水平的增加而增加，尤其是交通和通信碳足迹增加明显。刘韵（2011）采用生命周期法，以山西省吕梁市某燃煤电厂为例对电力行业碳足迹进行核算研究，测算得到该电厂的碳足迹分布详情。马大来等（2015）基于至强有效前沿的最小距离法，对中国省份间碳排放效率存在的地区差异及空间相关性进行分析，该方法运用的不多，但是分析省际之间的碳排放差距比较好。

目前学者们对碳足迹的研究更多的是从区域的角度进行分析，而从国家整体宏观角度对城镇及农村居民的碳足迹研究的比较少，环境问题的日益严重也使得节能减排变得尤为重要，从整体对碳足迹进行分析就变得比较重要。鉴于数据获得具有一定的难度，本文将综合国内外的研究方法，以2012年的投入产出表以及2012年的国家能源统计年鉴为基础，采用投入产出法以及碳足迹分析法对碳足迹进行研究，分析中国居民消费的碳足迹特征，为中国居民消费碳减排提供政策建议。

二、研究方法

在探讨本文研究方法时，首先讨论关于碳足迹研究的两个重要指标，一是温室气体包含种类，二是碳足迹的系统边界。根据目前关于中国问题的研究现状，以及资料与数据的可获取性，本文碳足迹温室气体的范围包括：能源消耗导致的CO2排放，水泥生产过程产生的CO2排放，农林牧渔业部门生产活动导致的CH4与N2O排放。居民生活与工业生产活动产生大量废气物，在处理过程也将产生大量的温室气体，由于计算方法复杂，基础数据要求较高，目前在中国研究甚少，因此，废气物排放暂不考虑。

关于碳足迹的系统边界问题，一类观点认为碳排放应该只包含与产品生产和活动直接相关的排放量，这类观点是考虑到包含间接排放可能引起重复计算，以至于难以确定排放责任，仅考虑直接排放会低估与产品或活动相关的温室气体排放量。另一类观点是碳足迹应当包括产品、服务在生命周期内，或者活动主体在某一活动过程中直接和间接温室气体排放量。因此针对学者的这个争议，本文在研究中国居民消费活动的碳足迹问题，从直接排放与隐含排放两个方面来研究，以相对全面的反映出中国居民消费活动导致的碳足迹。关于碳足迹的计算方法，目前文献中主要采用碳排放系数法、投入产出法、生命周期法、以及将投入产出法及生命周期法综合在同一分析框架内的混合生命周期评价方法。本文在研究居民消费的碳足迹时，直接排放采用碳排放系数法，隐含排放采用投入产出分析法。

（一）居民消费直接碳足迹计算

居民直接碳足迹方面，论文考虑居民生活消费直接消耗的能源所导致的碳足迹。虽然居民消费产生的废气物带来了大量的排放，也应该计算在直接排放内。但由于排放过程复杂，基础数据难得，计算也比较复杂，本文暂不考虑。计算方法上，采用碳排放系数法，即化石能源的消耗量与碳排放系数的乘积，计算公式为：

其中，为居民消费的直接碳足迹；为居民生活中直接消费的第种能源量，能源类型包括原煤、汽油、液化石油气、天然气、热力与电力等能源，热力与电力为二次能源，生产过程中消耗了大量化石燃料，应归为隐含足迹，但大部分文献将与电力、热力消耗相关的排放量纳入直接碳足迹，因此本文将电力与热力也纳入直接碳足迹。为第种能源的排放因子，为第种能源消耗的氧化率。城镇与农村居民对能源的最终消耗来自于中国能源统计年鉴（2013）的中国能源平衡表（实物量）。排放因子来自《2006年IPCC国家温室气体指南》。具体参数值如表1所示：

表1： 居民能源直接消费量及其碳足迹计算参数

（二）居民消费隐含碳足迹计算

居民消费的隐含碳足迹，本文采用投入产出分析法，利用各部门二氧化碳的排放强度，通过投入产出法计算国民经济各部门为作为最终消费者的居民提供产品及服务而在整个生命周期引起的碳排放，鉴于本文基于投入产出表数据运用投入产出法计算碳足迹，而国家投入产出表的编制通常每5年发布一次，而在年份为0和5时编制延长表，因此本文的数据来源和计算结果均以2012年数据为基础，隐含碳足迹计算公式为：

其中为各部门为满足最终需求而引起的碳隐含排放量。为部门碳排放强度对角矩阵，即某部门的单位货币产出直接排放的二氧化碳量。为完全需要系数矩阵，依据2012年投入产出表的42部门基本流量表的数据，鉴于有些部门数据缺失，本文对27部门进行碳足迹研究。

1.影响碳排放强度的因素

本文考虑的碳排放主要为化石能源消耗导致的碳排放，具体计算与处理方法如下：

化石能源碳排放处理过程为：（1）在化石能源部门中，本文考虑碳排放的包括煤炭开采与洗选业、石油和天然气开采业、石油加工业、炼焦业、燃气生产与供应业等5个部门；（2）各类化石能源的最终需求量来自于中国能源统计年鉴（2012）中的中国能源平衡表（实物量）；（3）化石能源的平均低位发热量数据来自中国能源统计年鉴（2012）；（4）不同类型化石能源的排放因子来自IPCC报告；（5）石油加工品业的缺省碳含量为产品总的碳含量与发热量的比值，石油与天然气也如此处理；（6）各部门二氧化碳排放量的核算主要基于该部门能源使用情况，排放责任分配则根据哪个部门排放就归于哪个部门。

2.碳排放强度计算

CO2排放主要来自于化石燃料燃烧，由于监测数据难以获得，所以当前的研究一般采用能源的消耗借以估计碳排放。本文采用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC) 提供的碳排放系数法估算CO2排放量，在能源的选取方面采用天然气、柴油、煤油、汽油、燃料油、原油、焦炭和煤炭等8类主要化石能源，表达式如下：

式中：CE为各类化石能源总的二氧化碳排放量；表示第i种能源的平均低位发热量；表示IPCC提供的第i种能源CO2排放系数。

三、居民消费碳足迹研究

（一）居民消费的直接碳足迹

根据第二部分计算出居民消费直接碳排放结构，表4分析了居民消费的直接碳足迹及构成，居民消费的直接碳足迹为44037.46 万吨，其中城镇居民的直接碳足迹为25225.20万吨；农村居民消费的直接碳足迹为18812.26万吨。城镇居民的碳足迹主要由电力、热力以及石油类产品的消费所导致；乡村居民的碳足迹主要由电力与原煤的消费所导致，其中乡村居民的原煤消费量占了很大的比例。

             表4   居民消费的直接碳足迹及构成  单位：万吨

究其原因，城镇居民生活中电力如空调、冰箱等能源消耗量大，另外城镇居民私家车多，因此电力和石油类产品的消耗导致的碳足迹占的比例也比较高。对于农村居民，随着收入的提高，城镇常用的电视、冰箱和洗衣机等耗电量较大的家电逐渐推广使用，农村居民电力消费产生的碳足迹同城镇居民一样占有最高的比重；农村居民的取暖主要依靠煤炭，煤炭消费的碳足迹相比城镇而言远高，而城镇居民主要依靠热力。

（二）居民消费的隐含碳足迹

居民消费的隐含碳足迹计算结果如表5所示，中国居民消费在27部门中的隐含碳足迹为199357.95万吨，其中农村居民消费产生的隐含碳足迹为46387.61万吨，城镇居民隐含碳足迹为152970.34万吨，远高于居民的直接碳足迹。从所计算的部门所占的百分比也可以清晰地看出农林牧渔部门的农村隐含碳足迹在这27部门中所占的比例最大，在这一部分，这与农村的生产结构与农民的生活方式都有着密切的联系。隐含碳足迹比较高的部门主要为农林牧渔业、食品和烟草、化学工业等部门。究其原因，根据隐含碳足迹计算公式，主要取决于部门碳排放强度，完全需求系数，以及部门消费量三方面。这些部门基本上有高的碳排放强度，在居民最终消费的产品与服务的生产过程中，有高的投入与消耗。

表5  居民消费的隐含碳足迹及部门构成  单位：万吨

四、政策建议

（一）调整农村居民用能结构

农村居民生活消费碳足迹的产生和农村生活方式有关，其中由燃烧煤炭引起的直接碳排放占主要部分。因此，根据农村居民的用能结构，若想降低直接碳足迹，应加大农村环保意识宣传，鼓励农村居民使用低碳能源，并在家电使用方面尽可能购买节能产品，政府可以采取一些优惠和股利政策，积极推动农村地区沼气的使用及普及。另一方面，农村没用天然气供暖系统，冬季供暖主要采用煤炭燃烧，并且多为个体农户供暖，通过技术创新解决农村供暖以煤炭为主可以有效降低农村居民消费碳足迹。

（二）降低城镇居民隐含碳足迹

目前我国城镇居民人均碳足迹高于农村居民，而伴随着经济的发展以及城市化进程的加快，更多的农村居民转化为城市居民，这也就势必使居民消费碳足迹增加趋势变大。因此当前我国减排的重点在与降低城镇居民消费碳足迹。根据上述研究，可以发现城镇居民碳足迹的来源主要为生活过程中对非能源产品及服务的消费而导致的隐含碳足迹，这些商品和服务的产生归根结底来源于三大产业，特别是能源消耗量比较大的工业部门。因此，鼓励产业部门积极调整产业结构和能源结构，以同当前消费结构相适应并提高能源利用效率，有效降低城镇居民隐含碳足迹。另一方面，要引导居民采用健康的消费模式，增加公共交通工具的使用，减少私家车购买，并且鼓励居民在生活消费过程中多考虑采用环保型产品，购买低碳产品，政府也应加强低碳发展规划宣传，真正使低碳环保意识深入人心。

（三）鼓励清洁能源的生产和使用

减少居民消费的碳足迹，也要从生产源头控制，一方面，要加快低碳能源技术的研发，大力推广新能源的利用。未来，积极探索化石能源的清洁利用，加强风能、太阳能和生物质能等新能源的开发利用；另一方面，加强传统第二产业的升级改造，通过技术进步与节能措施，降低生产活动的能源消耗与碳排放。另外，在交通运输业方面，应积极鼓励发展清洁汽车能源技术的研究与应用。

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作者简介：

1.白小伟   北方工业大学经济管理学院，讲师，

2.李远利，北方工业大学经济管理学院应用经济学研究生