中国城市碳排放类型与碳管理路径探析

2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上表示，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳的碳排放力争于 2030年前达到峰值，努力争取到 2060年前实现“碳中和”。3060目标为中国碳减排工作明确了时间表与路线图。相关研究表明，城镇化对二氧化碳排放表现出显著的正向影响。城市成为开展碳减排工作的核心载体，碳减排也将成为城市管理工作的新内容与新标尺。为此，本文根据2005年和 2012年中国286个地级及以上城市二氧化碳排放及经济发展数据，从动态、静态角度评价中国城市碳排放与经济发展的关系类型，进而提出中国城市碳管理路径建议。

一、中国城市碳排放与经济发展脱钩分析

（一）研究方法与数据

1. 脱钩指数

脱钩表示两个变量间关系减弱或消失。国内已有一些学者针对碳排放与经济二者脱钩关系的研究，如彭佳雯根据1980—2008年GDP与能源碳排放数据分析了中国碳排放与经济的脱钩现状，孙叶飞分析了1996—2014年中国各省脱钩关系。除了脱钩分析以外，还有一些学者通过协整检验、退耦指数等方法探索碳排量与经济增长二者动态关系，如武红等人提出高碳排放是经济增长的原因而非结果；国涓利用退耦指数分析工业碳排放与经济增长间的关系；朱俏俏等人认为资源型产业及制造业碳排增加不利于工业经济发展；孙立成等人讨论中国省域碳排放转入与转出的经济效益。

脱钩指数常被用于研究二氧化碳排放与其他变量的动态关系。本文探究中国城市经济发展与碳排放二者关系，在此结合彭佳雯对于脱钩指数的改进，将脱钩分为六类：强脱钩、弱脱钩、衰退性脱钩、扩张性负脱钩、弱负脱钩和强负脱钩。具体类型划分方法见图 1。

结合前人研究，本文采用Tapio弹性系数法评价中国城市碳排放与经济发展脱钩程度。Tapio弹性系数法计算公式为 :

其 中 t 表 示 碳 排 放 与 经 济 增 长的 脱 钩 指 数，%ΔC 表 示 碳 排 放 变 化率，%ΔGDP 表示经济增长率，C0 是 t0时期的碳排量，C1 是 t1 时期的碳排量，GDP1 是 t1 时期的GDP，GDP0 是 t0 时期的 GDP。

2. 数据来源

本文所采用的中国 286个地级及以上城市数据包括：2005年和2012年各城市二氧化碳排放数据（来源于生态环境部环境规划院碳达峰碳中和研究中心中国城市二氧化碳排放数据集）；2005年和2012年各城市GDP数据（来源于中经网统计数据库）。

（二）研究数据分析

根据2005年和2012年中国286个地级及以上城市碳排放量和GDP，计算脱钩指数并划分城市类型。若%ΔGDP > 0，则脱钩指数越大，脱钩程度越低。2005—2012年，中国城市（除甘肃省平凉市外）脱钩指数分布区间为-0.48至5.26，其中广东省江门市脱钩指数最低为-0.48，即脱钩程度最高；广东省潮州市脱钩指数最高为5.26，即脱钩程度最低。甘肃省平凉市%ΔGDP < 0，%ΔC > 0，属于强负脱钩。

从计算数据看，2005—2012年间，深圳、武汉、长沙、南宁等28个城市强脱钩，经济增长的同时碳排量减少，达到碳排放与经济增长二者脱钩的良性状态；北京、上海、广州、重庆、成都等222个城市弱脱钩，虽然在经济增长同时碳排量增加，但碳排量增长率低于经济增长率，可实现初步脱钩；廊坊、太原、东莞、延安、银川等35个城市属于扩张性负脱钩，即碳排量和经济均增长，但碳排量增长率大于经济增长率，这些城市并未实现脱钩；甘肃省平凉市属于强负脱钩，经济发展下降却伴随着碳排量增加。综合来看，中国有87.4%的城市实现碳排放脱钩（包括强脱钩和弱脱钩），其中大多数属于弱脱钩，同时有12.6%的城市未实现碳排放脱钩，说明中国多数城市已步入碳排放脱钩阶段，但只有少数城市实现脱钩最佳状态，同时仍有部分城市未脱钩。

从空间分布上看，东部多数城市属于碳排放弱脱钩类型，扩张性负脱钩主要集中在关中城市群、兰西城市群等中、西部地区。东部地区城市间脱钩程度差异较小，中西部地区城市间脱钩程度差异较大。总体上看，中国城市碳排放与经济增长的脱钩关系存在一定的空间正相关性，相同脱钩类型的城市往往集聚在相邻区域内。

二、中国城市碳排放与经济发展协调分析

绘制2012年中国城市碳排量与GDP散点图，并进行线性拟合。由图2可知中国城市碳排量与GDP存在一定程度的线性关系，满足方程Y=1.02* X + 1.67，其中Y为碳排量，X为GDP。图中线性关系的R2是0.517，说明方程能表示51.7%的中国城市碳排量与GDP关系。但仍有近一半的城市不能被线性表示，表明中国城市碳排放与GDP不是完全的线性关系，部分城市的经济发展仍然严重依赖二氧化碳排放。

从城市维度看，表示北京、天津、广州、苏州、上海等城市的点基本位于直线附近，即碳排放与GDP基本符合线性关系，表明碳排放与经济增长保持协调关系。表示深圳的点位于直线下方，且偏离直线较远，即深圳经济发展与碳排放存在明显的“脱钩”现象，深圳是经济发展与碳排放二者脱钩的领先城市。

进一步将2012年中国城市碳排量与GDP数据进行标准化处理，并通过系统聚类法，将中国城市分为六类：第一类城市是上海，第二类城市包括北京、天津、广州、苏州，第三类城市是唐山、重庆，第四类城市是深圳，第五类城市是鄂尔多斯、邯郸、长治、平顶山、榆林、太原、运城、临汾，第六类包括其他城市，见表2。

结合散点图及拟合直线来看，第一类城市特征是高GDP和高碳排量，且位于拟合直线附近，即上海的经济发展与碳排放关系协调，经济发展水平和碳排放量在全国范围内均最高。第二类城市特征是较高GDP和较高碳排量，且位于拟合直线附近，即北京、天津、广州、苏州的经济发展与碳排放关系协调，经济发展水平和碳排放量在全国范围内均较高。第三类城市特征是较高GDP和较高碳排量，且偏离拟合直线，即唐山、重庆拥有较高的经济发展水平和与经济发展水平不相符的高碳排量，经济发展严重依赖于碳排放。第四类城市特征是较高GDP和较低碳排量，且偏离拟合直线，即深圳的碳排放与经济发展相脱离，经济发展水平在全国范围内较高，碳排量却偏低。第五类城市特征是较低GDP和较高碳排量，且偏离拟合直线，即鄂尔多斯、邯郸、长治、平顶山、榆林、太原、运城、临汾这些城市的经济发展依赖于碳排放，经济发展水平在全国范围内偏低，碳排量却偏高。第六类城市特征是较低GDP和较低碳排量，且位于拟合直线附近，即这类城市的经济发展与碳排放关系协调，经济发展水平和碳排量在全国范围内均较低，中国大部分城市属于这一范畴。

从城市群维度看，第一类、第二类、第四类城市的经济发展水平较高，且碳排量与经济水平二者关系处于协调或脱离，这些城市位于长三角、京津冀、珠三角城市群；第三类、第五类城市的碳排量与经济水平二者关系不协调，这些城市位于京津冀、成渝、呼包鄂榆、中原、关中平原、山西中部城市群。从2012年城市经济发展水平、碳排放水平及二者关系来看，长三角、珠三角城市群部分城市在全国范围内占据领先地位；京津冀城市群内部虽然有一部分城市处于全国领先水平，但另一部分城市处于落后水平，城市群内部差距较大；成渝、呼包鄂榆、中原、关中平原、山西中部城市群的部分城市处于落后水平。

三、中国城市碳排放与经济发展关系的类型划分

与脱钩分析的划分结果相比，第一类、第二类、第三类城市都属于弱脱钩类型，且第一类城市（上海）和第二类城市（北京、天津、广州、苏州）经济发展与碳排放关系协调，说明2005—2012年北京、上海、天津、广州、苏州碳排放与经济发展有一定程度的脱钩。截至2012年，北京、上海、天津、广州、苏州的碳排量与经济发展水平协调。第三类城市经济发展严重依赖于碳排放，说明2005—2012年重庆和唐山碳排放与经济发展虽有一定程度的脱钩。但截至2012年，重庆、唐山的碳排量与经济发展水平关系仍不协调。第四类城市深圳，2005—2012年碳排放与经济发展强脱钩，且截至2012年，深圳的碳排量与经济发展二者已基本脱离。第五类与第六类城市情况复杂，脱钩分析结果与协调分析结果并无明显共同点。

通过2012年中国城市碳排放与经济发展脱钩和协调分析，可以初步发现：中国城市碳排放与经济增长呈现初步脱钩苗头，但二者关系并未达到最佳脱离状态。截至2012年，在经济发展水平高的城市范围内，深圳经济增长基本脱离碳排放，上海、北京、天津、广州、苏州实现碳排放与经济增长二者协调，而重庆、唐山的经济增长依然高碳特征严重。而中国城市的碳排放与经济增长脱钩程度存在一定程度的空间正相关性。东部地区基本都属于弱脱钩，中西部地区夹杂着强脱钩、弱脱钩、扩张性负脱钩和强负脱钩，区域内部差异较大。脱钩类型的划分使我们获得碳视角下对中国城市发展的再认识，有助于对其碳减排目标、思路、路径的进一步精细化和精准化。

四、中国城市碳管理路径建议

中国城市传统的经济增长模式使其面临资源短缺和环境污染等方面的困境，并付出了高昂的代价，这就要求城市发展模式要尽快从传统的线性增长向低碳城市转型。为此，通过系统性的城市碳管理介入，发挥一个精妙楔子的作用，推动整个城市运行向“一高两低”（高效益、低能耗和低碳排）的模式转型（见图 3）。

城市碳管理是以城市这个开放、复杂的系统为对象，以城市碳信息流为基础，统筹空间、规模、产业三大结构,统筹规划、建设、管理三大环节, 统筹改革、科技、文化三大动力, 统筹生产、生活、生态三大布局, 统筹政府、社会、市民三大主体 ,运用计划、组织、指挥、协调、控制等机制，采用法律、行政、经济、技术、公众参与等手段，减少碳排放，并适应气候变化，实现可持续发展的城市管理形式。然而考虑到城市碳管理主体对象的复杂性、战略目标的长期性、管理手段的多样性、涉及领域的广泛性和时间跨度的连续性等特点，城市碳管理体系可遵循戴明 P.D.C.A循环形成一个科学高效的管理循环模式，像一个不停旋转的车轮，周而复始，不停转动，使得碳管理的体系运转不断有效、各项工作不断扎实、综合管理水平不断提高（见图 4）。

城市碳管理是一个动态的过程，其发展和形成必然有其深层的规律，但目前我们对城市碳循环的形成机理及发展机制研究都较少，制约了城市碳管理的科学设计。而每个城市的定位、类型与功能不同，没有一个固定的发展模式，其碳减排管理必然采取其相适应的发展模式。所以，未来应进一步加强对数据的跟踪更新，完善研究方法与分析框架，深入展开不同发展条件的城市、不同城市空间单元碳过程、不同城市主体的碳行为等规律和机理研究，从而在科学的碳循环分析结论基础上，提出合理精准措施，为中国城市碳管理决策提供科学支撑。