基于IPAT等式及其扩展模型的河南省环境压力与影响因素分析——以能源消费为例

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2014年政府间气候变化专门委员会发布了第五次全球气候变化评估报告,该报告认为:自20世纪中期以来气候变暖的主要原因是温室气体排放以及其他人为驱动因子,而温室气体的重要组成部分就是CO2,其中,绝大部分人为CO2的排放产生于对化石能源的消费过程。随着全球温室效应的不断加剧,人类越来越关注CO2减排,以煤炭为主的能源消费结构使中国其成为世界上最大的CO2排放国,碳减排任务艰巨,为了实现到2020年碳减排40%-45%的目标,中国已经将节能减排纳入到国民经济社会发展的长期规划中,控制能源消费量,降低能源强度成为实现这一目标的有效途径。能源消费不仅是经济增长的主要动力,也是环境问题产生的主要来源,河南省作为中国的经济大省,在其经济迅速发展的过程中,能源消费量持续攀升,能源供需矛盾尖锐,环境不断恶化,亟需对河南省的能源消费有一个更为深刻的认识。在这种背景下,本文选取能源消费量作为环境影响的表征指标,分析了河南省的能源消费情况以及人类活动对河南省能源消费的影响。  河南省的能源消费量除了在2013年出现了下降的现象外,其余各年的能源消费量一直处于上升的态势。能源消费结构一直以煤炭为主,煤炭在能源消费中占据绝对优势,其比重一直保持在77%以上,但它在能源消费中的比重呈现出下降的态势;石油、天然气和水电占能源消费量的比重相对较低,但三者都表现出上升的趋势;另外,能源消费主要集中在第二产业,而工业能源消费又占据了第二产业能源消费的绝对地位。2005年河南省高能源消费区与较高能源消费区的空间分布呈现出“C”字型特征,且低能源消费区占据河南省大部分地区;到2014年,高能源消费区与较高能源消费区的空间分布则表现出“十”字交叉的空间特征,且河南省大部分地区都属于中等能源消费区。河南省能源消费空间集聚类型区的走向由2005年的东西向变为2014年的南北向,但不论是2005年还是2014年,河南省能源消费量的高值区都集中在豫西、豫北和豫中地区,豫东和豫南为集聚类型不显著的地区。  通过利用 IPAT等式,分析了河南省人口(P)、富裕(用人均 GDP表示,A)和技术(T)对环境影响的驱动作用,定量揭示了河南省能源消费中人类活动的作用。1995-2014年,人口和人均GDP分别以0.84%和10.20%的速度增加,能源强度每年下降4.17%,人口、富裕指标会对环境影响产生促进作用,而技术指标则与之相反。在三者的共同作用下,环境影响(在本研究中指能源消费量,I)每年增加6.87%。同时,结合河南省经济社会发展的需求进行了情景预测,要完成河南省能源消费量年均增长5.6%和6.3%的目标,所需要的能源强度的最小值为0.41吨标准煤/万元,根据河南省现阶段能源强度的降低速度,到2020年河南省的能源强度是0.40吨标准煤/万元,因此,假设的四种发展情景到2020年是有可能实现的,表明依靠技术进步来减少能源消费量具有一定的可行性。  在此基础上,以 STIRPAT模型为分析工具,分析了人口、富裕程度等人类活动对能源消费的影响程度,人口、富裕和现代化指标是威胁河南省能源消费可持续发展的主要人文因素。同时,还利用 Shannon-Weaver公式计算了河南省的居民消费性支出多样性指数,使得居民消费结构的组合特征得以量化,并以这个指数为代表,分析了居民消费结构变化对能源消费量的抑制作用。最后,根据各年份河南省环境影响乘子的阶段性特征,着重分析了技术能源效率的波动变化情况及其原因。另外,值得说明的是,利用现有的样本数据可以验证到环境库兹涅茨曲线的存在性,表明可以通过经济的发展来减缓环境影响,但按照现阶段经济的发展速度,要达到环境库兹涅茨曲线的拐点还需要较长的一段时间。  通过以上对河南省能源消费变化特征以及相关影响因素的分析,给出了河南省控制能源消费量的建议:优化产业结构,限制高耗能产业发展;致力技术创新,调整能源结构、降低能源强度;改善消费结构,倡导理性、绿色消费,希望本研究能够为河南省经济和能源的可持续发展提供有益参考。
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