基于碳卫星的中国区域碳排放与经济相关性研究

论文总字数：15876字

目 录

第1章 绪论.......... .....................................4

1.1 研究现状................................................................4

1.2 研究问题................................................................4

1.3 研究区域................................................................4

第2章 数据来源与处理方法..................................5

2.1 碳卫星数据 5

2.2 统计数据 5

2.3 碳卫星数据处理方法 5

2.4 统计数据处理方法 6

第3章 处理结果与分析......................................7

3.1 碳卫星数据测算结果 7

3.2 统计数据测算结果 8

3.3 数据拟合 9

3.4 聚类分析 10

第4章 碳排放区域差异......................................12

第5章 经济相关性分析......................................13

5.1 模型构建...............................................................13

5.2 回归分析...............................................................13

第6章 主要结论与不足之处..................................16

6.1 主要结论...............................................................16

6.2 不足之处...............................................................16

参考文献...................................................17

摘要: 从空间角度来实现经济发展与碳减排双重挑战，是生态文明建设的必然要求，也是建设“绿色中国”的重要手段。基于碳卫星所搜集的数据信息将其进行标准化处理后进行计算，同时使用统计数据以IPCC的碳排放测算方式计算了中国30个省份1995到2015年的碳排放量、碳排放强度和人均碳排放量。两种方法都选取了3个指标通过聚类分析应用最短距离聚类法将各省分为高碳排放地区、中碳排放地区和低碳排放地区。结果显示：不同地区的具有显著的地区差异，我国的经济发展质量在逐渐优化。高碳排放地区煤炭消费量占能源消费总量的比重都比较高，工业占GDP的比重较大，表现出的主要特点有碳排放量高，碳排放强度高，人均碳排放量高。低碳排放地区的碳排放量相对较低，碳排放强度较低，人均碳排放量也较低。从地理区位上看，中碳排放地区处于低碳排放地区与高碳排放地区的交界处，结合了低碳排放地区和高碳排放地区的碳排放特点。中碳排放地区大多为人口或经济大省，3个指标中有1到2个相对比较高。

关键词：碳卫星、碳排放、区域差异、经济发展

第一章 绪论

1.1 研究现状

近年来，对于碳排放和经济增长关系的研究已成为国内外关注的焦点。SHAFIK^［4］对 1960—1990年149 个国家的 CO2 排放量与人均收入的关系进行研究，发现两者呈线性正相关；SCHMALESEE 等［5］研究了发达国家碳排放与人均收入间的关系，认为两者存在倒“U”型曲线关系; COONDOO 等［6］ 发现不同国家 CO2 排放量与人均收入之间的格兰 杰因果关系不同; FRIEDL 等［7］分析了 1960—1999 年奥地利 CO2 排放与经济增长的关系，发现两者关 系呈“N”型而非倒“U”型。

李国志等^［10］根据 CO2 排放量将中国 30 个省(市、自治区)分为低、中和高 3种碳排放区域，认为 CO2 排放与经济增长间的倒“U”型环境库兹涅茨曲线特征较明显; 宋德勇等^[11]对中国碳排放的影响因素及周期性波动进行研究，发现不同经济增长方式的差异是碳排放波动的重要原因; 谭丹等^［12］运用灰色关联度分析法分析中国东、中和西部地区碳排放的特征和差异，发现东部地区碳排放量最大、西部最小，且东部地区碳排放增长速度最快、中部最慢。

1.2 研究问题

目前对碳排放区域的划分多基于统计数据，或根据现有的东、中和西部区域划分，没有应用最新科学技术与设备。碳卫星数据相比统计数据，具有易获取、高效性、实时性、全面性的特点。因此，本文基于碳卫星数据与统计数据分别计算 1995—2015年中国 30 个省、市、自治区的碳排放量并进行了对比分析，根据分析结果，将各省份分为高、中和低碳排放区域，分析区域间的差异，并对各区域碳排放量和经济增长的关系进行研究。

1.3 研究区域

我国作为世界上的最大的发展中国家，随着改革开放和我国政府依据本国国情适时适度调节本国经济政策，我国的经济实力和综合国力都得到了快速的发展，经济实力不断攀升，增长速度持续增加，经济上的飞速发展令我们国家成为世界各国关注的焦点。但在经济高速发展的同时也不可避免地存在着一系列问题，如资源与环境问题，以及区域发展不平衡问题等。从产业角度看，我国农业的作用尽管非常巨大，但是它的贡献度在降低，经济主要靠第二产业的拉动，其次是服务业，而主要又是来自于工业，从这可判断中国目前正处于工业化的中期阶段。

因《中国能源统计年鉴》中缺乏香港、澳门、台湾和西藏的能源数据，所以没有将这几个地区纳入分析范围，本文以我国30个省、市、自治区为研究区域。

第2章 数据来源与处理方法

2.1 碳卫星数据

在2009年1月，日本发射了世界上第一颗专门用于同时观测CO2和甲烷两种首要温室气体的卫星：Gosat卫星。在2014年7月，美国国家航空航天局发射了第一颗专门监测CO2的卫星：轨道碳监测2号卫星OCO-2。继美国和日本后，在2016年12月22日，我国第一颗全球CO2监测科学实验卫星TANSAT发射升空，这是世界上发射的第三颗碳卫星。碳卫星数据并不是直接可用的CO2浓度分布，需要经过大气物理学家进行高精度的全球CO2分布反演计算，才能最终成为全球CO2观测数据产品并共享发布。本文使用国家卫星气象中心网站上发布的2017年2月至2018年2月的碳卫星L1数据。

表1 基于碳卫星反演数据得到的我国30个省份大气 CO2柱浓度2017年2月

至2018年2月的年平均值

2.2 统计数据

统计数据来自于1995至2015年的《中国统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》。CO2排放的首要来源于化石能源的直接焚烧耗损、工业生产过程和废弃物的焚烧处置，根据《中国能源统计年鉴》统一标准，化石燃料能源被分为8类：燃料油、煤炭、焦炭、汽油、煤油、柴油、原油和天然气。按照政府间气候变化专门委员会(IPCC)划定的《能源统计知识手册》中的能源均匀低位发热量和碳排放因子计算得出各种能源的碳排放系数，获得碳排放系数分别是：煤炭0.7476、原油0.8363、汽油0.814、煤油0.8442、柴油0.8616、燃料油0.8823、液化石油气0.8631和天然气0.5956。

2.3 碳卫星数据处理方法

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