Temporal and Spatial Transition Characteristics, Influencing Factors and Peak Path Design of Carbon Emissions in China
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摘要: 精准应对节能减排和气候变化是经济社会长远可持续发展的关键一环。本文利用1998—2019年省级面板数据,基于碳排放时空跃迁与分位数回归相嵌套的分析框架,识别碳排放的影响因素并预测碳达峰年份与峰值。研究表明:碳排放空间集聚与分异状态共存;产业结构、能源消费结构优化和城市化均能有效降低碳排放,且碳排放具有显著行业异质性;绿色发展情景和技术突破情景均能实现“2030年碳达峰”的目标。本研究为政府改善能源约束与环境治理问题提供了参考。Abstract: Accurate response to energy conservation and emission reduction as well as climate change is a key link for long-term sustainable economic and social development. Based on the data from 1998 to 2019 and the analysis framework of nested temporal and spatial transition and quantile regression of carbon emission, this paper identifies the influencing factors of carbon emission and predicts the year and peak of carbon peak. The research shows that the spatial agglomeration and differentiation of carbon emissions coexist. And the optimization of industrial structure, energy consumption structure and urbanization can effectively reduce carbon emissions, while carbon emissions have significant industry heterogeneity. Moreover, both the green development scenario and the technology breakthrough scenario can achieve the goal of "reaching the carbon peak in 2030". This study provides a reference for the government to improve energy constraints and environmental governance.
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表 1 变量描述性统计
变量 单位 样本量 均值 标准差 最小值 最大值 碳排放 万吨 660 16 510.330 14 709.010 1 097.195 93 244.160 经济发展水平 万元GDP/人 660 2.894 2.658 0.024 14.786 第二产业占比 % 660 45.374 7.962 20.150 58.400 第三产业占比 % 660 41.865 8.770 29.700 76.900 固定资产投资 亿元 660 9 160.845 11 091.750 173.370 52 753.820 科技进步 项 660 3 545.036 7 384.654 62.000 42 019.000 能源强度 吨标煤/万元GDP 660 0.974 0.815 0.710 1.329 城市化率 % 660 48.149 16.483 18.610 88.700 人口密度 人/公里 660 423.793 595.616 7.480 3 833.570 环境规制 % 660 0.098 0.138 0.019 1.280 能源消费结构 % 660 13.546 3.810 6.960 23.500 碳强度 吨碳排放/万元GDP 660 3.615 2.676 0.590 15.460 表 2 主要行业碳排放全局Moran's I指数测度结果
年份 总体 第一产业 工业 建筑业 批发零售、住宿餐饮 交通运输、邮政仓储 1998 0.029 0.085 0.095* 0.063 -0.011 0.081 1999 0.039 0.147** 0.057 0.193*** 0.035 0.153** 2000 0.042 0.062* 0.092* 0.044 0.026 0.148** 2001 0.106* 0.076* 0.057 0.043 0.045 0.170** 2002 0.119* 0.060* 0.069 0.077 0.029 0.153** 2003 0.127** 0.073* 0.072 0.086 0.049 0.139** 2004 0.058 0.065 0.111* 0.052 -0.027 0.066 2005 0.147** 0.067 0.123** 0.105 0.034 0.142** 2006 0.084 -0.031 0.096* -0.012 0.000 -0.060 2007 0.136** 0.077 0.113* 0.077 0.040 0.125** 2008 0.141** 0.087* 0.126** 0.049 0.043 0.138** 2009 0.140** 0.137** 0.136** 0.066 0.096* 0.124** 2010 0.137** 0.143** 0.133** -0.078 0.061 0.114* 2011 0.131** 0.162** 0.136** -0.064 0.044 0.103* 2012 0.142** 0.078 0.149** -0.100 0.110* 0.142** 2013 0.143** 0.101* 0.165** -0.073 0.003 0.092* 2014 0.165** 0.100* 0.190*** 0.033 0.091* 0.024 2015 0.139** 0.094* 0.172** 0.012 -0.068 0.010 2016 0.109* 0.083 0.138** 0.007 0.075 0.011 2017 0.139** 0.071 0.154** -0.026 0.102* 0.111* 2018 0.129** 0.089* 0.150** 0.036 -0.010 0.070 2019 0.240*** -0.054 0.148* 0.193 -0.108 0.168 注:***、**、*分别表示1%、5%和10%的水平上显著,下表同 表 3 碳排放空间分布与时空跃迁
时间 空间分布类型 HHt+1 LHt+1 LLt+1 HLt+1 跃迁占比(%) 跃迁省市 跃迁占比(%) 跃迁省市 跃迁占比(%) 跃迁省市 跃迁占比(%) 跃迁省市 1998-2008 S=0.63 HHt 20.00 河北、辽宁、上海、江苏、安徽、山东 10.00 北京、吉林、重庆 3.33 贵州 6.67 浙江、湖南 LHt 3.33 河南 16.67 天津、福建、江西、广西、海南 3.33 云南 0.00 无 LLt 0.00 无 0.00 无 16.67 陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆 3.33 内蒙古 HLt 3.33 山西 0.00 无 3.33 黑龙江 10.00 湖北、广东、四川 2008-2019 S=0.73 HHt 16.67 河北、山西、辽宁、山东、河南 6.67 上海、安徽 0.00 无 3.33 江苏 LHt 3.33 北京 20.00 天津、吉林、江西、广西、海南、重庆 3.33 福建 0.00 无 LLt 3.33 贵州 3.33 云南 16.67 陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆 3.33 黑龙江 HLt 0.00 无 0.00 无 3.33 浙江 16.67 内蒙古、湖北、湖南、广东、四川 表 4 碳排放影响因素估计结果
变量 OLS SAR SQAR-25 SQAR50 SQAR-75 碳排放(-1) 0.160*** 0.615*** 0.775*** 0.705*** [0.0360] [0.084] [0.050] [0.066] 碳排放*W 0.135* 0.335* 0.176** 0.154* [0.076] [0.072] [0.073] [0.083] 能源消费结构 -0.137*** -0.077* -0.174*** -0.162*** -0.165*** [0.027] [0.041] [0.067] [0.047] [0.043] 环境规制 0.034** 0.021* 0.049*** 0.037** 0.021 [0.014] [0.012] [0.018] [0.018] [0.017] 第二产业占比 0.075 0.032 -0.095 0.004 0.180 [0.068] [0.057] [0.089] [0.084] [0.116] 第三产业占比 -0.406*** -0.251*** -0.588*** -0.532*** -0.315** [0.089] [0.070] [0.104] [0.116] [0.149] 固定资产投资 0.312*** 0.252*** 0.349*** 0.294*** 0.286*** [0.017] [0.023] [0.024] [0.021] [0.031] 经济发展水平 -0.024 -0.005 -0.042* -0.029 -0.036 [0.017] [0.066] [0.023] [0.020] [0.023] 人口密度 0.020** 0.009 -0.012 0.027** 0.023* [0.009] [0.007] [0.013] [0.011] [0.012] 城市化水平 -0.308*** -0.207*** -0.393*** -0.228*** -0.195*** [0.037] [0.034] [0.053] [0.043] [0.063] 碳强度 0.527*** 0.396*** 0.523*** 0.545*** 0.549*** [0.020] [0.034] [0.029] [0.029] [0.039] 能源强度 -0.011 -0.013** -0.012 -0.010 -0.006 [0.007] [0.005] [0.009] [0.008] [0.011] 科技进步 0.322*** 0.243*** 0.329*** 0.357*** 0.340*** [0.016] [0.025] [0.019] [0.024] [0.030] _cons 6.414*** 0.036*** 7.751*** 6.774*** 5.627*** [0.543] [0.003] [0.689] [0.703] [0.846] N 630 630 630 630 630 R2 0.921 0.942 0.741 0.721 0.721 表 5 基于分位数回归的碳排放时空跃迁类型划分
响应类型 跃迁方向 碳排放时空跃迁影响机制 减排类别 跃迁数量 跃迁省份 减排急切度 高分位响应 高分位驱动 固定资产投资、碳强度、科技进步、人口密度、第二产业占比、环境规制 重点治理减排区 单向驱动 北京、山西、湖南、江苏 2 双向驱动 河北、辽宁、山东、广东、四川、湖北 1 高分位制约 能源强度、能源消费结构、第三产业占比、城市化水平、经济发展水平 重点防治减排区 单项制约 上海、安徽、吉林、重庆、 3 双向制约 贵州、浙江 4 低分位响应 低分位驱动 固定资产投资、碳强度、科技进步、环境规制 重点预防减排区 单向驱动 黑龙江、内蒙古、河南 5 双向驱动 无 - 低分位制约 能源强度、能源消费结构、第三产业占比、城市化水平、经济发展水平、第二产业占比、人口密度 低碳发展减排区 单项制约 福建、云南 6 双向制约 陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、天津、江西、广西、海南 7 注:表中减排急切度1-7逐渐降低 表 6 基准情景下各影响因素的年均变化率设置
单位:% 影响因素 2020-2025 2026-2030 2031-2045 低速 中速 高速 低速 中速 高速 低速 中速 高速 经济发展水平 5.62 6.62 7.62 4.00 5.00 6.00 3.00 4.00 5.00 第二产业占比 0.09 0.14 0.19 -0.11 -0.06 -0.01 -0.11 -0.06 -0.01 第三产业占比 0.06 0.11 0.16 0.26 0.31 0.36 0.26 0.31 0.36 城市化水平 1.03 1.13 1.23 0.93 1.03 1.13 0.83 0.93 1.03 人口密度 0.26 0.31 0.36 0.06 0.11 0.16 -0.14 -0.09 -0.04 固定资产投资 0.05 0.06 0.07 0.05 0.06 0.07 0.05 0.06 0.07 能源强度 2.68 3.68 4.68 2.68 3.68 4.68 2.68 3.68 4.68 碳强度 0.34 0.44 0.54 0.34 0.44 0.54 0.34 0.44 0.54 能源消费结构 5.03 6.03 7.03 5.03 6.03 7.03 5.03 6.03 7.03 环境规制 0.33 0.43 0.53 0.33 0.43 0.53 0.33 0.43 0.53 科技进步 0.54 0.64 0.74 0.54 0.64 0.74 0.54 0.64 0.74 表 7 绿色发展情景下各影响因素的年均变化率设置变动
单位:% 影响因素 2020-2025 2026-2030 2031-2045 低速 中速 高速 低速 中速 高速 低速 中速 高速 经济发展水平 5.00 6.00 7.00 4.00 5.00 6.00 3.00 4.00 5.00 能源强度 2.50 3.00 3.50 3.00 3.50 4.00 3.50 4.00 4.50 碳强度 3.50 4.00 4.50 4.50 5.00 5.50 5.00 5.50 6.00 能源消费结构 4.56 5.56 6.56 4.00 5.00 6.00 3.00 4.00 5.00 表 8 技术突破情景下各影响因素的年均变化率设置变动
单位:% 影响因素 2020-2025 2026-2030 2031-2045 低速 中速 高速 低速 中速 高速 低速 中速 高速 能源强度 3.50 4.00 4.50 3.50 4.00 4.50 3.50 4.00 4.50 碳强度 4.50 5.00 5.50 5.00 5.50 6.00 5.50 6.00 6.50 能源消费结构 5.56 6.56 7.56 5.00 6.00 7.00 4.00 5.00 6.00 科技进步 0.81 0.96 1.11 0.81 0.96 1.11 0.81 0.96 1.11 -
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