基于对数平均权重Divisia的中国1990-2009年人均碳排放因素分解摘要：碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。
温室气体中最主要的气体是二氧化碳，因此用碳（Carbon）一词作为代表。
碳排放不仅仅是燃料燃烧会产生，人口的增加，经济的增长也是会使碳排放增加的原因，多数科学家和政府承认温室气体已经并将继续为地球和人类带来灾难。
本文通过对1990—2009年中国的人均碳排放进行分析，简要地探究中国碳排放的形势，并引入了对数平均权重Divisia分解这一模型，基于我国1990—2009年能源消费总量，碳排放量，人口，GDP等数据将人均碳排放分解为能源结构，能源效率以及经济发展三方面因素，得出了三种因素各自的贡献值以及贡献率的大小，并讨论了它们人均碳排放的影响。
关键字：人均碳排放；Divisia分解；Abstract: carbon emissions is a general term for greenhouse gas emissions. The most important gas in the greenhouse gas is carbon dioxide, and carbon dioxide (Carbon) is used as a representative. Carbon emissions are not only the fuel burning will produce, the increase of population, economic growth is also the reason for the increase in carbon emissions. Most scientists and governments recognize that greenhouse gases have been and will continue to bring disaster to the earth and humanity. In this paper, by analyzing the per capita carbon emissions in China in 1990 and 2009, the situation of carbon emissions in China is briefly analyzed.Keywords: per capita carbon emissions; Divisia decomposition;一、引言众所周知，全球变暖问题是地球环境问题的首要代表。
全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO2等多种温室气体。
由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。
全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁着人类的食物供应和居住环境。
近一个世纪以来，各个国家、地区和组织为了保护地球环境商定了各类公约条款。
其中《联合国气候变化框架公约》被认为是冷战结束后最重要的国际公约之一。
针对全球气候变暖的挑战，国际社会在1992年制定了《联合国气候变化框架公约》，并于1997年12月在日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》第三次缔约方大会上达成了《京都议定书》（以下简称《议定书》）。
《议定书》要求30多个附件一国家（包括发达国家和经济转型国家）在2008至2012年间，把排放总温室气体的排放量平均比1990年削减>5.2%。
在得到占发达国家1990年CO2量的55%以上的缔约发达国家批准后，《议定书》于2005年2月16日正式生效。
这标志着国际社会进入了一个实质性减排温室气体的阶段，人类发展史上首次具有了一个国际法律框架，用以限制人类活动对地球系统的碳循环和气候变化的干扰。
减少碳排放成为缔约国家社会经济发展和生产经营活动的重要目标之一。
但是《议定书》生效是各国在政治、经济、能源、环境等方面利益相互妥协的结果。
由于各国在温室气体减排方面具有共同但有区别的责任，加上资源禀赋和经济发展水平差异较大，在履行减排义务时付出的代价不同，所以在减排的国际谈判中不得不考虑各自的国家利益，使得谈判过程成为一个各个国家或利益集团在政治、经济、资源、环境等方面博弈的复杂过程。
即使《议定书》所规定的各项目标能够实现，与稳定气候变化的最终目标仍相距甚远。
由于温室气体减排的成本较高，对经济将产生不可忽视的重要影响。
所以，实力薄弱的发展中国家无力承担如此巨大的经济负担，需要发达国家提供资金和技术援助。
另一方面，减排的效果如何还有很大的不确定性，因此国际社会实现稳定气候变化的目标仍然任重道远。
与此同时，我国目前的二氧化碳年排放量约为80亿吨，占全球25%，是世界最大的碳排放国。
不仅如此，根据数据显示，2013年我国的人均碳排放量已经超过了欧盟。
随着经济的发展，我国碳排放量今后仍将持续增加。
但能否抑制增量，以及以多大的排放量达到顶峰，将影响今后世界的减排努力。
二、数据处理与计算本文应用对数平均权重的Divisia分解法（Logarithmic mean weight Divisia method，LMD）对影响中国1990-2009年人均碳排放的各因素进行分解。
对数平均权重Divisia分解法是由安本华(Ang B W)等在1998年提出的，这是一种针对一段时期能源需求或气体排放的因素分解方法。
常用的因素分解模型有Laspeyres 指数法、IPAT模型、STIRPAT模型、Paasche 分解法、AMDI 分解法等，这些分解方法都有各自的优点和特点，但大部分都不能进行多个因素的分解,而且分解后会得到比较大的残差值。
而对数平均权重Divisia 分解法则解决了这一系列问题，因此本文采用该方法来对碳排放进行分解。
（1）基于对数平均权重Divisia 的分解法模型 碳排放的基本公式为（7）(8)：C=∑∑⨯⨯⨯⨯=iii i i i P PYY E E C E E C （1-1） 式（1-1）中，C 为碳排放量；C i 为i 种能源的碳排放量；E 为一次能源的消费量；E i 为i 种能源的消费量；Y 为国内生产总值(GDP)；P 为人口。
下面对各个分解因素进行定义，能源结构因素S i = E Ei ，即i 种能源在一次能源消费中的份额；各类能源排放强度F i =iiE C ,即消费单位i 种能源的碳排放量；能源效率因素I=Y E ,即单位GDP 的能源消耗；经济发展因素R=PY，即人均GDP 。
因此人均碳排放量可以写为:A =∑=ii i IR F S P C(1-2) 式(1-2)中，人均碳排放量A 的变化来自于F i 的变化（能源排放强度）、S i 的变化（能源结构）、I 的变化（能源效率）以及R 的变化（经济发展）。
选定一个基期，第t 期相对于基期的人均碳排放量的变化可以表示为：0A A A t -=∆=∑∑∆+∆+∆+∆+∆=-irsd R I F S i i t t it i t i A A A A A R I F S R I F S 0000 (1-3)rsd R I F S tD D D D D AA D ==0 (1-4)式(1-3)中，S A ∆为能源结构因素，式(1-4)中S D 也为能源结构因素。
同理F A ∆，F D 为能源排放强度因素；I A ∆，I D 为能源效率因素；R A ∆，R D 为经济发展因素；rsd A ∆，rsd D 为分解余量。
式(1-3)中， S A ∆、F A ∆、I A ∆、R A ∆分别为各因素变化对人均碳排放变化的贡献值，它们都是有单位的实值。
式（1-4）中S D 、F D 、I D 、R D 分别发表各因素变化对人均碳排放变化的贡献率。
基于公式(1-3),根据安本华1998年提出的对数平均权重DIvisia 分解法模型（9）进行分解。
各因素分解结果如下：∑=∆i i t i i S S S W A 0'ln ；∑=∆ii t i i F F F W A 0'ln ；∑=∆i i t i i I I I W A 0'ln ；∑=∆ii t i i R R R W A 0'ln （1-5）其中'i W =)/ln(0i t i ti t i A A A A -。
则根据公式(1-3)，得rsd A ∆=A ∆-（R I F S A A A A ∆+∆+∆+∆）=0A A t--∑+++ii ti i t i i t i i t i i R R I I F F S S W )ln ln ln (ln 0000'=0A A t--∑ii ti i A A W 0'ln =0A A t --∑=-i i t i A A 0)(0对(1-4)式两边取对数，得到rsd R I F S D D D D D D ln ln ln ln ln ln ++++= (1-6)则根据(1-3)式与(1-6)式，对应项成比例得到：rsd rsd R R I I F F S S A D A D A D A D A D A D ∆=∆=∆=∆=∆=∆ln ln ln ln ln ln (这里00可以为任意常数) 因为0ln ln ln AA A A A D t t --=∆，设该值为W ，则 )ex p(S S A W D ∆=，)ex p(F F A W D ∆=，)ex p(I I A W D ∆=，)ex p(R R A W D ∆=，1=rsd D (1-7) （2）中国1990-2009年碳排放的因素分解 1.数据整理及统计根据中国能源统计年鉴、中国统计年鉴数据以及国家统计局数据整理，以发电煤耗计算法计算能源消费总量。
碳排放总量按基本公式计算：∑∑⨯⨯=⨯⨯=iii i ii i E F S E E E E C C （2-1） E 为一次能源消费总量，i F 为i 类能源的碳排放强度，i S 为i 类能源在能源消费总量中所占比重。
则E S i ⨯为i 类能源所消费的能源量，与各自排放强度相乘再合并则得出总碳排放量。
各类能源i S 各年份取值、各类能源i F 取值、能源效率因素I 取值、经济发展因素R 取值如表1-1： 年份 S i =E i /E F i =C i /E iI=E/YR=Y/PS 1S 2S 3F 1F 2F 31990 0.762 0.166 0.021 0.7476 0.5825 0.4435 5.287333 0.163276 1991 0.761 0.171 0.02 0.7476 0.5825 0.4435 4.764732 0.188058 1992 0.757 0.175 0.019 0.7476 0.5825 0.4435 4.054826 0.229779 1993 0.747 0.182 0.019 0.7476 0.5825 0.4435 3.282766 0.298134 1994 0.75 0.174 0.019 0.7476 0.5825 0.4435 2.546524 0.402151 1995 0.746 0.175 0.018 0.7476 0.5825 0.4435 2.157723 0.501926 1996 0.735 0.187 0.018 0.7476 0.5825 0.4435 1.899389 0.58156 1997 0.714 0.204 0.018 0.7476 0.5825 0.4435 1.720955 0.638806 1998 0.709 0.208 0.018 0.7476 0.5825 0.4435 1.613511 0.676512 1999 0.706 0.215 0.02 0.7476 0.5825 0.4435 1.567502 0.712934 2000 0.692 0.222 0.022 0.7476 0.5825 0.4435 1.466831 0.782801 2001 0.683 0.218 0.024 0.7476 0.5825 0.4435 1.371627 0.859185 2002 0.68 0.223 0.024 0.7476 0.5825 0.4435 1.324918 0.936784 2003 0.698 0.212 0.025 0.7476 0.5825 0.4435 1.353175 1.05104 2004 0.695 0.213 0.025 0.7476 0.5825 0.4435 1.335115 1.229947 2005 0.708 0.198 0.026 0.7476 0.5825 0.4435 1.276091 1.41437 2006 0.711 0.193 0.029 0.7476 0.5825 0.4435 1.195833 1.645627 2007 0.711 0.188 0.033 0.7476 0.5825 0.4435 1.055294 2.011748 2008 0.703 0.183 0.037 0.7476 0.5825 0.4435 0.928044 2.364764 20090.7040.1790.0390.74760.58250.44350.8995142.554536表1-1 中国1990-2009年能源结构因素、能源排放强度、单位GDP 能源消耗、人均GDP根据上表计算得出碳排放量填入表1-2：能源消费总量(万吨标准煤) 煤炭消费量(万吨标准煤)石油消费量(万吨标准煤)天然气消费量(万吨标准煤)碳排放量(万吨标准煤)人口(万)GDP(亿元)人均碳排放(吨标煤/人)19909870375211.6916384.72072.76366691.6111433318667.820.58331 199110378378978.8617746.892075.6670302.7211582321781.50.606984 199210917082641.6919104.752074.2373831.3711717126923.480.630116 199311599386646.7721110.732203.86778051.5411851735333.920.658568 199412273792052.7521356.242332.00382292.8911985048197.860.686632 199513117697857.322955.82361.16887577.0512112160793.730.723054 199613519299366.1225280.92433.45690091.4812238971176.590.736108 199713590997039.0327725.442446.36289781.412362678973.030.726234 199813618496554.4628326.272451.31289771.3212476184402.280.719546 199914056999241.7130222.342811.3893044.4612578689677.050.739704 2000145531100707.532307.883201.68295528.1812674399214.550.753716 2001150406102727.332788.513609.74497499.16127627109655.20.763938 2002159431108413.135553.113826.344103456.3128453120332.70.805402 2003183792128286.838963.94594.8120641.5129227135822.80.933563 2004213456148351.945466.135336.4139758.6129988159878.3 1.075165 2005235997167085.946727.416135.922154853.4130756184937.4 1.184293 2006258676183918.649924.477501.604169905.5131448216314.4 1.292568 2007280508199441.252735.59256.764183926132129265810.3 1.392019 2008291448204887.953334.9810783.58189024.4132802314045.4 1.423355 2009306647215879.554889.8111959.23198668.7133450340902.8 1.488713表1-2 中国1990-2009年能源消费总量与碳排放量以及人口、GDP数据来源：2013中国能源统计年鉴人口及GDP数据来源于中国统计年鉴2013再根据A=∑=ii i IR F S P C 、'i W =)/ln(0i t i t i t i A A A A -和00ln ln ln A A A A A D t t --=∆分别计算各能源人均碳排放量A i 、总能源人均碳排放量A 、'i W 和W 。