文献阅读 | 中国人口结构转型与能源消费和碳排放

题目

Futures scenarios for energy consumption and carbon emissions due to demographic transitions in Chinese households

作者

Biying Yu,Yi-Ming Wei, Gomi Kei & Yuzuru Matsuoka

期刊

Nature Energy

时间

2018年1月

一作

单位

Center for Energy and Environment Policy Research, Beijing Institute of Technology,Haidian District, Beijing, China; School of Management and Economics, BeijingInstitute of Technology, Haidian District, Beijing, China

链接

https://www.nature.com/articles/s41560-017-0053-4

研究内容

人口转变一直被认为是预测未来排放的一个关键问题，部分原因来自与人类行为相关的巨大不确定性。然而，在研究人口变化对碳排放的影响时，却没有很好地探讨人口转型过程中人类行为的异质性转变。在此，本研究通过分析代表性地区人口向小家庭和老龄化社会过渡的趋势，扩展现有的人口-经济-环境分析结构来解决上述局限性问题。本研究以中国欠发达的四川省为代表，考虑了人口在时间分配和消费方面的变化，包括就业劳动时间、休闲时间、对商品和服务的需求及消费结构。

不同生活阶段的家庭具有独特的时间使用和消费方式。考虑到人们通过其消费行为和生产行为对人类社会和自然环境的影响，这一行为在不同的人生阶段都是特定的，因此在本研究中考虑了三种类型的从人口转变（DT）到碳排放的路径（图1）：（1）DT→消费方式转变→工业生产→排放，其中考虑了人口转变触发的消费方式转变对工业生产和排放的影响；（2）DT→工作时间和劳动力→收入→消费和增加值→工业生产→排放，它通过考虑人口转变引起的劳动力变化来考虑劳动力供给对消费和工业产出的影响，以及由于时间使用方式的转变而导致的工作时间的改变；（3）DT→非工作时间→能源服务→排放，它考虑了时间对与室内排放有关的活动和旅行活动的影响。能源消耗和排放的最终环境产出是通过人口构成变化、家庭时间使用和消费方式（即生活方式）转变、技术发展和经济增长的共同影响而得出的。

图1 人口转变、生活方式和环境影响的分析机制

生活方式的改变对于欠发达地区可能更为重要，这可能会对环境造成更大的影响。在此基础上，本研究的实证阶段选择了中国四川省，其是处于发展初期的典型省份，城乡人口之间存在巨大差距，大规模的人口迁移加剧了其人口结构的转变。基准年和目标年分别设置为2009年和2030年。

本文设置了以下4个情景：在S1情景中，个人/家庭在目标年之前保留相同的家庭类型和生活方式，与基准年相比没有变化；在S2情景中，个人/家庭由于新的经济和社会环境（如远程办公、雇佣保姆或月嫂）改变了生活方式，但是保持了相同的家庭结构，即人口构成与2009年相同；在S3情景中，个人/家庭过渡到下一个生活阶段（如结婚或育有孩子），并在将来采用该家庭类型的基准年生活方式，只发生了人口结构转变，但生活方式与2009年相同；在S4情景中，个人/家庭进入下一个生活阶段并采用新的生活方式，生活方式和人口组成都会发生变化。由于未来的生活方式是由需求、偏好以及难以预测的社会人口和经济因素决定的，本研究假设生活方式发生变化的个人和家庭，将遵循发达省份和收入水平相同的家庭所表现出的时间使用模式和消费模式。

图2  情景设置

研究发现

随着收入增长、人口转变和伴随着的生活方式的变化，四川省2030年一次能源需求总量可能达到约4.33亿吨标准煤当量，排放约8.08亿吨二氧化碳，是2009年二氧化碳排放量的三倍。本研究采用改进的ExSS模型（Extended Snapshot method）探究了不同部门的能源消耗和排放以及每个家庭群体的贡献。

图3展示了与S1情景相比，S2、S3和S4情景下能源需求和二氧化碳排放变化。如图3a、c所示，与没有人口转变和生活方式转变的情景S1相比，S2中每个人口组内时间使用模式的转变导致工业、商业和货运部门最终能源需求（15.2 Mtce）和二氧化碳排放（33.1 Mtce）显著增加。同时，客运部门的最终能源消耗（1.2 Mtce）和二氧化碳排放（2.2 Mtce）较高，但由于非工作时间的变化，居住部门的能源消耗和排放较小。这表明，时间使用模式主要通过生产活动（即工作时间变化）对能源需求和碳排放产生影响。在情景S3中，最终能源需求和二氧化碳排放量分别仅比S1高2.2 Mtce和4.2 Mt，这意味着仅由人口转变引发的时间使用和消费模式的跨生命阶段变化对能源需求和排放变化的影响有限。

人口向小型和老龄化家庭的转变以及伴随而来的生活方式在S4的生命阶段内和生命阶段之间的变化，导致一次能源消耗量增加18 Mtce，这进一步导致产生的二氧化碳排放量增加了3500万吨，相当于2030年总排放量的4.3%。具体而言，人口结构变迁导致的消费模式变化以及工作时间和非工作时间的变化对增加排放量的影响分别占7.2%、86.1%和6.7%，表明时间使用模式的转变占主导地位（93%）。

值得一提的是，尽管S2–S1和S4–S1的二氧化碳排放总量变化非常相似（分别为33 Mt和35 Mt），但并不意味着人口变化不重要。分解结果进一步表明，在这两种情况下，每组家庭对排放量的确切影响和贡献是非常不同的。在图3a-c所示的四种情景中，能源需求变化和二氧化碳排放量变化的数量和结构上的明显差异表明，在评估人口转变对以下方面的影响时，有必要考虑生命周期内和生命周期内时间使用和消费模式对环境产生的影响。

为了进一步探究S4和S1情景之间碳排放差异的驱动力来源，本研究根据家庭类型以及时间和收入分解了碳排放量的变化（图3d）。尽管预计总二氧化碳排放量将比S1（图3c）增加35 Mt，但每种家庭类型的表现都很不相同。总的来说，小户型和老龄化家庭的二氧化碳排放量将超过S1 情景54 Mt（占总二氧化碳排放量的7%），其中城市65岁以上的单身和夫妻家庭将贡献21 Mt，其余33 Mt的二氧化碳增长来自城市和农村的老龄化家庭。通过分析总排放量变化的原因，发现驱动因素因家庭类型而异。有时，生活方式的改变部分或完全被人口转变造成的家庭数量变化所抵消。

图3e显示，由于时间使用模式的转变，小型和老龄化家庭在取暖、烹饪、热水和公路客运服务中产生大量的二氧化碳排放；这些家庭还将更多的资金用于制造业、酒店和餐饮服务业以及其他行业（如医疗、文化、教育和娱乐业）生产的商品或服务，使得这些行业的排放量增加（图3f）。所有这些研究结果都将对制定未来的政策以减轻人口转变对环境的影响具有重要的指导意义。

图3 与S1情景相比四川能源需求和CO2排放结构变化

与基准年碳排放相比，S4情景下收入增长和人口结构转型导致的消费模式变化是二氧化碳排放量增加的主要驱动力，导致工业生产过程中新增排放量966 Mt（图4）。此外，由于时间利用模式随着人口结构的变化而变化，还将产生97Mt的二氧化碳排放量（2030年占总排放量的12%）。这些结果表明，生活方式的改变，再加上人口向小型和老龄化家庭的转变，对环境产生了重大影响。设备能效和供电效率的提高将有助于抵消约46%的二氧化碳排放量。

图4 与2009年相比四川省S4情景下碳排放驱动力分解

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编辑：刘晓瑞

排版：胡卉然

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