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【摘 要】 随着低碳经济模式的推进和发展，碳排放量越来越受到人们的重视。通过选取湖北省2008-2013年的相关数据，建立煤、石油、天然气、电力消耗和碳排放量之间的灰色关联度模型，计算关联度大小，分析得到低碳经济模式下的能源结构，提出相应的能源消费结构优化建议。
【关键词】 碳排放;低碳经济;灰色关联度;能源结构
引言：
近年来随着极端恶劣天气的频频出现，世界各国纷纷把环境保护提上日程，“低碳经济”也成了相关政策的代名词。湖北省作为国家“中部崛起”的战略支点，是典型的中型城市，研究报告表明，湖北省的碳排放量处于中游，和全国的平均水平相近。作为国家确定的7个碳排放权交易试点省市之一，2013年，湖北省的碳排放交易系统已全面上线，“技术层面已经完成”。研究湖北省能源消费结构和碳排放量之间的关系不仅有利于提出节能减排对策，也可以对全国性的“低碳经济”发展提供一定的思路和参考。
在研究碳排放量的相关因素上，朱远程、张士杰通过STIRPAT模型对北京地区的碳排放驱动因素进行分析，取得良好效果[1];李楠、邵凯指出，碳排放与城市化的进程存在着密切关系，老年化对碳排放有抑制作用[2];孙慧宗对中国城市化与含碳能源消费发生的二氧化碳排放量进行协整分析，并运用Granger因果关系检验方法，反映经济发展过程中城市化进程和碳排放量的关系[3];李健等[4]运用灰色关联分析方法，研究了我国碳排放强度与第一产业、第二产业和第三产业之间的关联性，得出第二产业是影响地区碳排放强度的主要因素的结论。由于碳排放涉及的行业较多、能源种类复杂，期间灰度较大，可以利用灰色关联度模型对与碳排放相关的能源消耗进行研究分析，进而提出合理化的优化发展建议。
一、湖北省碳排放现状及能源消费结构
湖北省作为中部地区的核心，在经济发展过程中也历经了第一产业占主导到第二产业占主导，第三产业持续发展的局面。湖北省水资源和矿产资源丰富，但是煤、石油、天然气资源欠缺，属于缺煤、少油、无气的省份，随着人口密度的增加，地区生产总值的上升，人均碳排放量不断增加，环境恶化日益严重，近段时间也是雾霾重重，已经成为重度污染区，环境问题迫切需要得到改善。
综合湖北省目前的能源利用现状，2012年消耗原煤7658.93万吨、电力1210.68亿万吨，分别占同年能源总消耗量的66.7%和32.6%，占有较大比例，而石油、天然气利用率较低，且煤炭属于高碳排放能源，这显然与低碳经济发展的目标背道而驰，因此能源消费结构亟待优化改革。
二、灰色关联度模型
灰色关联度是研究系统之间、因素之间关联性的一种方式，是对灰色动态过程发展态势的量化分析的一种方法，在随时间变化的数据根据序列中应用较为广泛，可以根据曲线的相似程度来判断他们的关联程度，若两条曲线的形状相似，则关联度较大，反之，则关联度小[5]。将其应用在信息不完善的碳排放的“灰色”领域内，是非常合适的。
（1）选定参考序列和比较序列
设比较序列有n行i列，用表示;参考序列用，即组成矩阵为
（2）数据的归一化处理：
由于各列数据都是有量纲的，这里可采用初值处理方法对数值进行归一化处理，即用每列数据除以第一列数据，得到一组定基数发展的序列，即
（1）
（3）计算关联度系数
设各比较序列和参考序列的绝对差为
设
（2）
则由上述计算公式得出第i个关联因素和参考数列的关联度大小为（3）
三、实证分析
通过查阅湖北省统计年鉴得到湖北省2008-2012年的能源消耗数据[6]，结合国家发改委能源研究所公布的各类能源碳排放系数，计算得到的数据如表一所示：
表一 湖北省能源消耗及碳排放量
2008年 2009年 2010年 2011年 2012年
年碳排放量（万吨） 29024.56 29791.14 33884.71 37083.15 35907.80
原煤（万吨） 6342.84 6681.74 7211.93 8077.16 7674.12
汽油（万吨） 16.92 15.94 18.36 11.65 14.62
柴油（万吨） 42.76 42.51 47.72 45.49 48.30
电力（亿千瓦时） 841.33 829.51 1032.58 1162.64 1215.06
将数据进行初值化处理后如表二所示：
表二 初值处理后数据
指标 2008年 2009年 2010年 2011年 2012年
年碳排放量（X0） 1.00 1.03 1.17 1.28 1.24
原煤（X1） 1.00 1.05 1.14 1.27 1.21
汽油（X2） 1.00 0.94 1.09 0.69 0.86
柴油（X3） 1.00 0.99 1.23 1.38 1.44
电力（X4） 1.00 0.99 1.23 1.38 1.44
将碳排量作为参考序列，原煤、汽油、柴油和电力分别作为比较序列，由公式（1）-（3）可求得各类能源与总碳排放量的关联度系数，结果见表三：
表三 关联度系数表
指标 r01 r02 r03 r04
关联度 0.966 0.673 0.839 0.887
表三中数据显示，原煤消耗和年碳排放量的关联度系数最大，为0.966，电力和柴油消耗对年碳排放量的影响次之，关联度系数为0.887，汽油与碳排放量的关联度系数较小，为0.673。鉴于湖北省的工业生产消耗较多原煤和电力，汽油和柴油的用量比例相对较少，而原煤属于热值不高、效率低、易污染环境的能源，所以应该大力开发新能源，合理调整能源结构。
四、结论
通过分析湖北省能源现状及各类主要能源和年总碳排放量的关联度系数，可以提出低碳经济发展的相关对策：
（1）优化产业结构，淘汰落后产能;
目前湖北省第三产业增加值占国内生产总值的比重低于预期目标，重工业占工业总产值比重仍在上升，高耗能、高排放产业增长过快，直接影响到碳排放量的增长速度和低碳经济发展目标的实现，因此应该加快淘汰落后的生产工艺和生产线，重整产业结构，形成高效率、低排放的健康产业格局。
（2）调整能源消费结构，开发利用新能源，推动能效水平的提高;
在能源利用上，要加快风能、太阳能、地热、生物质能等清洁能源的商业化利用，提高新能在源的开发利用技术，降低高消耗、低热能能源的消耗比率，合理调整能源结构，形成低耗能、高产值的经济发展势头。
（3）坚持绿色低碳的发展模式;
均衡能源消耗和经济发展，避免单一追求经济发展的生产消费模式，防止进入环境影响生产和生活的恶性循环圈中，因此应坚持绿色发展和低碳生产的理念，促进社会和环境的和谐共存。
参考文献：
[1]朱远程，张士杰，基于STIRPAT模型的北京地区经济碳排放驱动因素分析[J].SpecialZoneEconomy，2012，13（4）：69-74.
[2]李楠，邵凯.中国人口结构对碳排放影响研究[J].中国人口·资源与环境，2011，21（6）：19-23.
[3]孙慧宗.中国城市化与二氧化碳排放量的协整分析[J].人口学刊，2010，7（5）：32-38.
[4]李健，周慧.中国碳排放强度与产业结构的关联分析[J].中国人口·资源与环境，2012，22（1）：7-14.
[5]邓聚龙.灰色系统基本方法[M].武汉：华中理工大学出版社，1987.
[6]湖北省统计年鉴（2006年一2013年）[J].中国统计出版社.
【关键词】 碳排放;低碳经济;灰色关联度;能源结构
引言：
近年来随着极端恶劣天气的频频出现，世界各国纷纷把环境保护提上日程，“低碳经济”也成了相关政策的代名词。湖北省作为国家“中部崛起”的战略支点，是典型的中型城市，研究报告表明，湖北省的碳排放量处于中游，和全国的平均水平相近。作为国家确定的7个碳排放权交易试点省市之一，2013年，湖北省的碳排放交易系统已全面上线，“技术层面已经完成”。研究湖北省能源消费结构和碳排放量之间的关系不仅有利于提出节能减排对策，也可以对全国性的“低碳经济”发展提供一定的思路和参考。
在研究碳排放量的相关因素上，朱远程、张士杰通过STIRPAT模型对北京地区的碳排放驱动因素进行分析，取得良好效果[1];李楠、邵凯指出，碳排放与城市化的进程存在着密切关系，老年化对碳排放有抑制作用[2];孙慧宗对中国城市化与含碳能源消费发生的二氧化碳排放量进行协整分析，并运用Granger因果关系检验方法，反映经济发展过程中城市化进程和碳排放量的关系[3];李健等[4]运用灰色关联分析方法，研究了我国碳排放强度与第一产业、第二产业和第三产业之间的关联性，得出第二产业是影响地区碳排放强度的主要因素的结论。由于碳排放涉及的行业较多、能源种类复杂，期间灰度较大，可以利用灰色关联度模型对与碳排放相关的能源消耗进行研究分析，进而提出合理化的优化发展建议。
一、湖北省碳排放现状及能源消费结构
湖北省作为中部地区的核心，在经济发展过程中也历经了第一产业占主导到第二产业占主导，第三产业持续发展的局面。湖北省水资源和矿产资源丰富，但是煤、石油、天然气资源欠缺，属于缺煤、少油、无气的省份，随着人口密度的增加，地区生产总值的上升，人均碳排放量不断增加，环境恶化日益严重，近段时间也是雾霾重重，已经成为重度污染区，环境问题迫切需要得到改善。
综合湖北省目前的能源利用现状，2012年消耗原煤7658.93万吨、电力1210.68亿万吨，分别占同年能源总消耗量的66.7%和32.6%，占有较大比例，而石油、天然气利用率较低，且煤炭属于高碳排放能源，这显然与低碳经济发展的目标背道而驰，因此能源消费结构亟待优化改革。
二、灰色关联度模型
灰色关联度是研究系统之间、因素之间关联性的一种方式，是对灰色动态过程发展态势的量化分析的一种方法，在随时间变化的数据根据序列中应用较为广泛，可以根据曲线的相似程度来判断他们的关联程度，若两条曲线的形状相似，则关联度较大，反之，则关联度小[5]。将其应用在信息不完善的碳排放的“灰色”领域内，是非常合适的。
（1）选定参考序列和比较序列
设比较序列有n行i列，用表示;参考序列用，即组成矩阵为
（2）数据的归一化处理：
由于各列数据都是有量纲的，这里可采用初值处理方法对数值进行归一化处理，即用每列数据除以第一列数据，得到一组定基数发展的序列，即
（1）
（3）计算关联度系数
设各比较序列和参考序列的绝对差为
设
（2）
则由上述计算公式得出第i个关联因素和参考数列的关联度大小为（3）
三、实证分析
通过查阅湖北省统计年鉴得到湖北省2008-2012年的能源消耗数据[6]，结合国家发改委能源研究所公布的各类能源碳排放系数，计算得到的数据如表一所示：
表一 湖北省能源消耗及碳排放量
2008年 2009年 2010年 2011年 2012年
年碳排放量（万吨） 29024.56 29791.14 33884.71 37083.15 35907.80
原煤（万吨） 6342.84 6681.74 7211.93 8077.16 7674.12
汽油（万吨） 16.92 15.94 18.36 11.65 14.62
柴油（万吨） 42.76 42.51 47.72 45.49 48.30
电力（亿千瓦时） 841.33 829.51 1032.58 1162.64 1215.06
将数据进行初值化处理后如表二所示：
表二 初值处理后数据
指标 2008年 2009年 2010年 2011年 2012年
年碳排放量（X0） 1.00 1.03 1.17 1.28 1.24
原煤（X1） 1.00 1.05 1.14 1.27 1.21
汽油（X2） 1.00 0.94 1.09 0.69 0.86
柴油（X3） 1.00 0.99 1.23 1.38 1.44
电力（X4） 1.00 0.99 1.23 1.38 1.44
将碳排量作为参考序列，原煤、汽油、柴油和电力分别作为比较序列，由公式（1）-（3）可求得各类能源与总碳排放量的关联度系数，结果见表三：
表三 关联度系数表
指标 r01 r02 r03 r04
关联度 0.966 0.673 0.839 0.887
表三中数据显示，原煤消耗和年碳排放量的关联度系数最大，为0.966，电力和柴油消耗对年碳排放量的影响次之，关联度系数为0.887，汽油与碳排放量的关联度系数较小，为0.673。鉴于湖北省的工业生产消耗较多原煤和电力，汽油和柴油的用量比例相对较少，而原煤属于热值不高、效率低、易污染环境的能源，所以应该大力开发新能源，合理调整能源结构。
四、结论
通过分析湖北省能源现状及各类主要能源和年总碳排放量的关联度系数，可以提出低碳经济发展的相关对策：
（1）优化产业结构，淘汰落后产能;
目前湖北省第三产业增加值占国内生产总值的比重低于预期目标，重工业占工业总产值比重仍在上升，高耗能、高排放产业增长过快，直接影响到碳排放量的增长速度和低碳经济发展目标的实现，因此应该加快淘汰落后的生产工艺和生产线，重整产业结构，形成高效率、低排放的健康产业格局。
（2）调整能源消费结构，开发利用新能源，推动能效水平的提高;
在能源利用上，要加快风能、太阳能、地热、生物质能等清洁能源的商业化利用，提高新能在源的开发利用技术，降低高消耗、低热能能源的消耗比率，合理调整能源结构，形成低耗能、高产值的经济发展势头。
（3）坚持绿色低碳的发展模式;
均衡能源消耗和经济发展，避免单一追求经济发展的生产消费模式，防止进入环境影响生产和生活的恶性循环圈中，因此应坚持绿色发展和低碳生产的理念，促进社会和环境的和谐共存。
参考文献：
[1]朱远程，张士杰，基于STIRPAT模型的北京地区经济碳排放驱动因素分析[J].SpecialZoneEconomy，2012，13（4）：69-74.
[2]李楠，邵凯.中国人口结构对碳排放影响研究[J].中国人口·资源与环境，2011，21（6）：19-23.
[3]孙慧宗.中国城市化与二氧化碳排放量的协整分析[J].人口学刊，2010，7（5）：32-38.
[4]李健，周慧.中国碳排放强度与产业结构的关联分析[J].中国人口·资源与环境，2012，22（1）：7-14.
[5]邓聚龙.灰色系统基本方法[M].武汉：华中理工大学出版社，1987.
[6]湖北省统计年鉴（2006年一2013年）[J].中国统计出版社.