郭巖，陳興鵬，楊金強(qiáng)

（蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，甘肅蘭州730000）

隨著全球人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，化石能源消耗量逐年上升，成為導(dǎo)致氣候變化的重要因素之一[1]。發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展歷程表明，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源需求與碳排放之間存在剛性聯(lián)系，能源需求的快速上升對(duì)碳排放的增加起著決定性的聯(lián)系[2]。一些學(xué)者對(duì)中國(guó)、上海市、重慶市、甘肅省、長(zhǎng)吉都市區(qū)等地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)碳足跡的關(guān)系進(jìn)行研究[3-7]，但是，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后、生態(tài)環(huán)境脆弱的青海省的研究尚不多見(jiàn)。

選取青海省作為研究對(duì)象，基于20年時(shí)間序列對(duì)其能源消費(fèi)碳足跡、能源消費(fèi)類(lèi)型等進(jìn)行分析，并運(yùn)用脫鉤指數(shù)模型分析青海省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)（本文僅涉及化石能源）碳足跡之間的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系，為青海省經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)域及研究方法

1.1 研究區(qū)域

青海省位于中國(guó)西北地區(qū)，地處青藏高原東北部，面積72萬(wàn)km2，是長(zhǎng)江、黃河、瀾滄江等河流的發(fā)源地，也是我國(guó)東部地區(qū)的生態(tài)源和重要的生態(tài)屏障。自1997年以來(lái)，青海省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度超過(guò)全國(guó)平均水平；西部大開(kāi)發(fā)后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展更是突飛猛進(jìn)，GDP年均增長(zhǎng)率在10%以上，2010年更是達(dá)到15.3%。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，能源消耗量也不斷增加，2010年能源消耗總量達(dá)到2 568.26萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤。

1.2 能源消費(fèi)碳足跡

碳排放量=能源消費(fèi)量×碳排放系數(shù)。文中碳排放系數(shù)來(lái)源于IPCC碳排放計(jì)算指南缺省值，原始數(shù)據(jù)以J為單位，為與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)單位一致，將能源單位轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)煤，具體轉(zhuǎn)化系數(shù)為：1×104t標(biāo)準(zhǔn)煤等于2.93×105GJ。其中原煤、原油、天然氣的碳排放系數(shù)分別為0.755 9 t碳/t標(biāo)煤、0.585 7 t碳/t標(biāo)煤、0.448 3 t碳/t標(biāo)煤。研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源于1990—2010年青海省統(tǒng)計(jì)年鑒[8]。

根據(jù)生態(tài)足跡的原理，與能源相關(guān)的土地使用不僅是指煤礦、油田直接占用的地表面積，更是指為吸收燃燒產(chǎn)生的CO2所需的森林或草地保留地，也稱為化石能源地[9]。水利設(shè)施所占用的是建筑用地，由于水電是清潔能源，此處假設(shè)完全不產(chǎn)生CO2氣體。化石能源地生態(tài)足跡是將化石能源消費(fèi)量轉(zhuǎn)化為林地（或草地）等吸收溫室氣體的土地面積。公式如下[10]：

式中：Cfe為化石能源地生態(tài)足跡；Mi為第i種能源消耗量；Ni為第i種能源碳排放系數(shù)；PE為全球林地對(duì)CO2平均吸收能力（6.49 t/hm2），數(shù)據(jù)來(lái)源于世界自然基金會(huì)（WWF）。

碳足跡產(chǎn)值是人均國(guó)民生產(chǎn)總值與單位能源碳足跡比值，表示各類(lèi)能源單位數(shù)量值所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，依據(jù)其大小可以分析區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與能源消費(fèi)之間的關(guān)系，產(chǎn)值高則說(shuō)明單位能源消費(fèi)碳足跡創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。

碳足跡生態(tài)壓力主要表征能源消費(fèi)碳排放對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力大小，定義為人均能源利用碳足跡（hm2）與人均擁有的林草地面積（hm2）的比值，從而判斷能源消費(fèi)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的壓力大小。比值越大，壓力越大；比值越小，壓力亦小。

1.3 脫鉤指數(shù)

采用Jarmo Vehmas等提出的相對(duì)脫鉤和復(fù)鉤的概念模型，用以探究1990—2010年間青海省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)的脫鉤關(guān)系。脫鉤是指用少于以往的物質(zhì)消耗產(chǎn)生多于以往的經(jīng)濟(jì)財(cái)富，可分為相對(duì)脫鉤和絕對(duì)脫鉤[11]。前者是指經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)資源利用或者對(duì)環(huán)境壓力以一種相對(duì)較低的比率增加，即經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)多，而資源利用或環(huán)境壓力增長(zhǎng)得相對(duì)較少；后者則指在經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)，資源利用或環(huán)境壓力在減少。近年來(lái)，世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境壓力之間多呈現(xiàn)一種相對(duì)脫鉤的狀態(tài)[12]。模型如下[13]：

式中：TG為脫鉤指數(shù)；CfI為能源消費(fèi)碳足跡年增長(zhǎng)率；GI為GDP年增長(zhǎng)率。

（1）經(jīng)濟(jì)總量增長(zhǎng)的同時(shí)，能源消耗不斷下降，稱為絕對(duì)脫鉤，這是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的理想狀態(tài)；將經(jīng)濟(jì)總量降低，而能源消耗同時(shí)增加，稱為絕對(duì)復(fù)鉤，這是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中最不利的狀態(tài)。

（2）當(dāng)經(jīng)濟(jì)總量與能源消耗雙增時(shí)：TG≥1時(shí)，即能源消費(fèi)碳足跡增長(zhǎng)速度同步或快于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度時(shí)，兩者處于掛鉤階段（也稱為擴(kuò)張性復(fù)鉤）；TG=1為掛鉤與相對(duì)脫鉤轉(zhuǎn)折點(diǎn)；0＜TG＜1時(shí)，能源消費(fèi)碳足跡發(fā)展速度低于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度，處于相對(duì)脫鉤階段。TG＞0時(shí)，其值越小表明能源利用效率越高，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)能源消費(fèi)的依賴程度越低；反之，則表明能源利用效率越低，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)能源消費(fèi)的依賴程度越高。

（3）當(dāng)經(jīng)濟(jì)總量與能源消耗雙減時(shí)：當(dāng)TG≥1時(shí)，即能源消費(fèi)碳足跡下降速度同步或快于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度時(shí)，兩者處于相對(duì)復(fù)鉤階段；0＜TG＜1時(shí)，能源消費(fèi)碳足跡下降速度低于經(jīng)濟(jì)下滑速度，處于緊縮性脫鉤階段。

2 能源消費(fèi)碳足跡

2.1 碳足跡計(jì)算及分析

由圖1可知，青海省人均碳足跡最低為1992年的0.230 hm2/人，最高為2008年的1.019 hm2/人，人均碳足跡總體呈上升態(tài)勢(shì)。1990—2000年青海省人均碳足跡增幅僅為19.1%，且較為平緩，2000—2010年增幅為153.9%，增長(zhǎng)急促，說(shuō)明西部大開(kāi)發(fā)加速了青海省能源的消耗。

從各能源類(lèi)型來(lái)看，各能源利用的碳足跡中以煤炭利用的碳足跡最大，石油次之，天然氣最低。總體上看，煤炭、石油、天然氣利用的碳足跡均上升，煤炭增長(zhǎng)幅度較石油、天然氣大。說(shuō)明煤炭在能源結(jié)構(gòu)中處于主導(dǎo)地位，天然氣等清潔優(yōu)質(zhì)能源的比值仍然過(guò)低，能源結(jié)構(gòu)需優(yōu)化。

由圖2可知青海省碳足跡生態(tài)壓力最低為1992年的0.025，最高為2008年的0.131，整體看呈上升趨勢(shì)，且后10年碳足跡生態(tài)壓力增長(zhǎng)幅度明顯快于前10年；2008年后碳足跡生態(tài)壓力有所降低?？梢?jiàn)青海省的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，特別是西部大開(kāi)發(fā)以來(lái)經(jīng)濟(jì)的突飛猛進(jìn)，帶動(dòng)了能源需求，而林草地面積基本保持不變，相應(yīng)的碳足跡生態(tài)壓力增大；2007年青海省明確提出實(shí)施“生態(tài)立省”戰(zhàn)略，追求經(jīng)濟(jì)的綠色增長(zhǎng)，決不讓東部淘汰下來(lái)的落后產(chǎn)品、高污染項(xiàng)目轉(zhuǎn)移到青海，避免走以大量消耗資源、犧牲環(huán)境為代價(jià)的老的工業(yè)化路子，同時(shí)加大對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)力度，這在一定程度上緩解了生態(tài)壓力。與上海市、重慶市、長(zhǎng)吉都市區(qū)、甘肅省相比[3-7]，碳足跡生態(tài)壓力較小，這與青海省擁有266萬(wàn)hm2林地、4 030萬(wàn)hm2的牧草地有關(guān)。

碳足跡產(chǎn)值呈不均衡變化態(tài)勢(shì)，起伏不定，但整體來(lái)看，1990—2010年中，后10年的平均碳足跡產(chǎn)值高于前10年的平均碳足跡產(chǎn)值，對(duì)比可知青海省能源利用效率整體上在提高；但相對(duì)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，能源碳足跡產(chǎn)值的變化極為不相稱，說(shuō)明青海省節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展滯后，能源利用效率增長(zhǎng)極為曲折、緩慢。

2.2 脫鉤指數(shù)分析

表1顯示，1991—2010年青海省GDP逐年增長(zhǎng)，2000—2010年增長(zhǎng)速度明顯比1991—2010年要快；1993年、1996年、2001—2002年、2008—2009年能源碳足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈相對(duì)脫鉤狀態(tài)，1994—1995年、1997年、1999年、2003—2007年處于掛鉤階段，1991—1992年、1998年、2000年、2010年處于絕對(duì)脫鉤狀態(tài)。研究的20年中有9年處于掛鉤狀態(tài)、6年處于相對(duì)脫鉤狀態(tài)，5年呈現(xiàn)絕對(duì)脫鉤。特別是2001—2010年這10年中，僅2010年1年處于絕對(duì)脫鉤狀態(tài)，其余年份處于掛鉤或相對(duì)脫鉤狀態(tài)。

表1 1991—2010年青海省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)碳足跡的脫鉤指數(shù)與關(guān)系

3 結(jié)論和討論

綜上所述，青?；茉聪M(fèi)以煤炭為主；整體上來(lái)看，人均能源消費(fèi)碳足跡、碳足跡生態(tài)壓力呈上升趨勢(shì)；碳足跡產(chǎn)值不均衡變化，分時(shí)間段來(lái)看能源利用效率在提高，但增長(zhǎng)曲折緩慢；經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)碳足跡多數(shù)年份呈掛鉤狀態(tài)，少數(shù)年份出現(xiàn)相對(duì)脫鉤、絕對(duì)脫鉤，這不利于可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

青海省應(yīng)該繼續(xù)實(shí)施生態(tài)立省戰(zhàn)略，走生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)旅游和生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路，實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)、工業(yè)和社會(huì)層面有所突破。農(nóng)業(yè)層面，可通過(guò)發(fā)展農(nóng)牧業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加快對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和粗放型農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)化，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、資源循環(huán)農(nóng)業(yè)和高效農(nóng)業(yè)，同時(shí)加大退耕還林、還草的力度，增強(qiáng)碳匯能力，提高生態(tài)承載力；旅游業(yè)層面，旅游開(kāi)發(fā)過(guò)程中注重對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和優(yōu)化；工業(yè)層面，加快低碳技術(shù)研發(fā)與推廣，可通過(guò)建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園區(qū)，提高資源綜合利用效率；社會(huì)層面，加強(qiáng)宣傳引導(dǎo)，大力倡導(dǎo)低碳生活方式，使社區(qū)成為循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一運(yùn)行載體[14]。

另外青海省可再生能源開(kāi)發(fā)潛力巨大。光照資源豐富，尤其是柴達(dá)木盆地更是全國(guó)光照資源最豐富的地區(qū)，為全國(guó)第二高值區(qū)，是建設(shè)大型荒漠光伏并網(wǎng)電站、建立太陽(yáng)能電力輸出基地的優(yōu)先區(qū)域；青海省風(fēng)能豐富區(qū)大都地處戈壁荒漠區(qū)域，開(kāi)發(fā)成本小，氣象災(zāi)害較少，運(yùn)行保障成本較低，資源優(yōu)勢(shì)獨(dú)特，開(kāi)發(fā)潛力巨大。調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展新能源，實(shí)施可再生能源替代政策，可有效減少化石能源的消耗，降低溫室氣體的排放量。

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