全球国家碳达峰的研判,与碳排放变动驱动效 [复制链接]

基于构建的峰值综合判断系统，对全球个不同社会经济发展水平国家年的碳达峰状态进行了研判，并结合机器学习二分类算法中的逻辑回归对个国家的判断结果进行了交叉验证，以确保判断系统的合理性和研判结果的显著性，在此基础上按照系统输出的综合评价指数对不同国家社会经济发展差异性进行了分析。为了进一步揭示不同发展水平国家碳排放特征差异化的原因，以便更好的解释碳排放趋势变动和碳达峰背后的驱动力，选取了全球部分典型国家，在建立向量自回归模型的基础上，利用脉冲响应和方差分解分析探究了技术变革和结构调整对于碳排放变动的驱动效应。

为了进一步验证碳排放峰值判断模型的相对准确性，使用机器学习方法中的逻辑回归模型对判断的结果进行回归检验。以Sigmoid函数为基础的logistic回归模型常用于数据挖掘和分类预测，尤其多应用于解决二分类问题，可以描述多个自变量和因变量之间的关系，自变量可以是连续性数据也可以是离散型数据。考虑到是否达峰问题属于典型的二分类问题，并且也牵扯到基于多个自变量的峰值预测，所以用逻辑回归模型来做模型结果检验再合适不过了。

通过利用计量经济学中的脉冲响应和方差分解分析来探究典型国家结构调整以及技术变革因素对二氧化碳排放变动驱动方向和驱动程度。两种方法都是以建立具有稳定状态的向量自回归模型为前提的，而建立VAR模型有需要保证时间序列的平稳性和变量间的协整性。

碳达峰状态研判

针对碳达峰状态进行研判是在全球努力碳中和背景下国际社会的共同需求，尤其是对于还未实现碳达峰的广大发展中国家和地区而言，这不仅涉及到碳达峰、碳中和策略的调整和社会经济发展的变革，更影响到国际话语权和国家形象的构建。基于已经实现二氧化碳排放达峰的发达国家社会经济发展经验构建的达峰综合判断系统，根据实际的社会经济发展情况，对全球个不同发展水平国家年的二氧化碳排放达峰状态进行了研判分析，在检验综合判断系统可靠性的同时也进一步分析其适用性，

年，个国家中有27个国家的模糊综合评价指数在0.90以上，主要分布在西欧、北美洲和大洋洲地区。根据国际能源署公布的数据显示，除了日本、新西兰、韩国和新加坡尚未确定实现二氧化碳排放达峰外，其他包括比利时、法国、德国、丹麦、美国、芬兰、日本、英国、瑞典、奥地利、荷兰、瑞士、意大利、卢森堡、加拿大、西班牙、斯洛文尼亚、希腊、澳大利亚、挪威、葡萄牙、以色列、冰岛和爱尔兰在内的23个国家都已经实现了达峰。

有.90以下。在评价得分处于0.70-0.89之间的52个国家中，其中有包括捷克、斯洛伐克、塞浦路斯、克罗地亚、立陶宛、拉脱维亚、爱沙尼亚、匈牙利、俄罗斯、波兰、马耳他、保加利亚、白俄罗斯、罗马尼亚、哈萨克斯坦、塞尔维亚、乌克兰和格鲁吉亚在内的18个国家已经实现了二氧化碳排放达峰，在评价得分处于0.50-0.69之间的36个国家中，有包括阿塞拜疆和摩尔多瓦在内的2个国家实现了二氧化碳排放达峰。而得分小于0.50的19个国家中，只有塔吉克斯坦实现碳排放达峰。

可以发现，在综合评价指数小于0.9且二氧化碳排放已经实现达峰的国家，主要是属于前苏联国家和南斯拉夫联盟共和国，与其它实现达峰的发达国家不同，20世纪90年代前后在国际环境影响下，其社会制度变革下的社会经济发展方式的突变是造成他们达峰的主要原因。

进一步梳理了个国家10个指标对应的指数值水平以及与对应达峰标准的差值，各个国家按照评价得分由大到小排序。对于综合评价指数处于0.9以上的国家而言，其社会经济系统中的各个指标都能满足达峰评价的要求，且与判断标准的指标值相比差距极小，经济、社会、技术和能源子系统的评价指数平均为0.31、0.10、0.25和0.30，指标中的能源强度和二氧化碳排放效率皆高于判断标准0.01。

对于综合评价指数处于0.70-0.89之间的国家而言，其经济、社会、技术和能源子系统的评价指数平均为0.24、0.09、0.21和0.25，除了社会子系统相较于评价标准值没有出现较大变动外，其他子系统的评价指数都有不同程度的落后，其中最为明显的指标为人均GPD，平均落后了0.06；其次是人均能耗和能源强度，平均分别落后了0.04和0.03；能耗增速的变动相对较小，仅落后了0.01，其他指标变化不显著。可见，社会经济发展过程中经济水平的差异是迈向碳排放达峰的关键门槛。

对于综合评价指数处于0.50-0..16、0.07、0.18和0.20。相比于各个指标的评价指数标准，除了能耗增速和碳排放效率外，此区间内的其他评价指标指数都有不同程度的落后。具体来看，落后最明显的是人均GDP，平均落后了0.11；其次是人均能耗，平均落后了0.09；再次是能源强度，落后了0.05；相比于0.70-0.90之间的国家，此区间内的国家第三产业占比开始出现了短板，相比于标准值平均落后了0.02；GDP增速、人口增速、城镇化率和化石能耗占比平均都落后了0.01。除了经济发展水平和技术水平之外，处于此阶段国家的结构性因素也是阻碍二氧化碳排放达峰的重要影响因素。

对于综合评价指数处于0.01-0..13、0.05、0.11和0.12。相比于各个指标的评价指数标准，除了能耗增速外，其他评价指标指数都有不同程度落后。落后程度由大到小依次为：人均GDP（0.13）、人均能耗（0.11）、能源强度（0.08）、化石能耗占比（0.06）、二氧化碳排放效率（0.05）、第三产业占比（0.03）、城镇化率（0.03）、GDP增速（0.02）和人口增速（0.02）。处于此阶段国家的社会经济发展各个方面都难以满足二氧化碳排放达峰的要求，还需要进行长期的结构调整和技术变革。

碳达峰状态验证

为了进一步检验构建的综合判断系统在对全球不同发展水平国家达峰状态判断上是否具有准确性，利用机器学习二分类算法中的逻辑回归对个国家的判断结果进行了分析。

进行逻辑回归之前，首先要对各个指标变量进行二分类处理，将评价得分大于0.90（包括0.90）的国家赋值为1，表示发展水平符合碳排放达峰的状态；小于0.90的国家赋值为0，表示不符合碳排放达峰状态。逻辑回归结果大于0.5（包括0.5）对应评价得分赋值中的1，结果小于0.5则对应评价得分赋值中的0，逻辑回归结果与评价得分对应程度越高，表示预测越准确。

逻辑回归系数结果显示，除了能源强度稍超过10%的显著性水平外，其他指标都能够在10%的水平下显著，表明回归模型具有稳定性和合理性。通过利用逻辑回归得到的系数与年各指标发展水平计算得到的逻辑回归指数显示，个国家中只有希腊、韩国和阿联酋具有异质性，即与所属峰值判断区间的特征不相吻合。其中，处于综合评价指数0.9以上的希腊和韩国逻辑回归指数皆小于0.5，

一方面，这三个国家确实具有特殊性，希腊是欧洲国家中较为落后的地区，而韩国是亚洲国家中相对发达的地区，而阿联酋的经济发展方式依赖于能源，三个国家的指标水平与同区间国家相比存在差异性；另一方面，模型本身存在误差，逻辑回归模型本身预测的准确率达到了97.8%，表明回归结果仍具有较高的可信度，也表明所构建的模型对于全球国家碳达峰状态的研判具有较高的准确性。

利用构建的综合判断模型针对个国家二氧化碳排放达峰状态的判断结果显示出了显著的差异性，其中正常发展状态下实现达峰的国家，其综合评级指数基本都在0.9以上，未达峰国家基本都在0.9以下。

1、0.90以上的指数区间

以英国、法国、美国等为代表年综合评价得分处于0.90-1.00之间的27个国家被认为是符合了二氧化碳排放达峰所要求的社会经济发展条件的。此综合评价指数区间内，随着得分的不断下降，GDP增速整体呈现出了单调递增的趋势，基本都维持在4%以内，平均处于2.71%的低速发展状态，比2.82%的判断标准降低了0.11%；人均GDP整体呈现出了单调递减的趋势，大多都处在美元以上的较高水平，平均达到了美元，比美元的判断标准高了美元；

第三产业占比整体呈现出了单调递减的趋势，绝大部分都处于60%以上，平均达到了66.11%，比60.87的判断标准高出了5.25%；人口增速呈现出了单调递减的趋势，大多都处于1%以内，平均处于0.77%的低速水平，比0.85%的判断标准低了0.08%；城镇化率呈现出了单调递减的趋势，平均处于81.47%的较高水平，比76.33%的判断标准高了5.14%；能源强度呈现出了单调递增的趋势，绝大部分都处于0.15千克标油/美元以内，平均值为0.09千克标油/美元，比0.12千克标油/美元的判断标准低了0.03；

二氧化碳排放效率呈现出了单调递增的趋势，绝大部分都处于1.50-2.50千克/千克标油之间，平均值为1.92千克/千克标油，比判断标准低了0.61；能耗增速呈现出了缓慢递增的趋势，平均处于1.68%的较低水平，比2.63%的判断标准低了0.94%；人均能耗整体呈现出了单调递减的趋势，基本都处于千克标油以上，平均达到了千克标油，比千克标油的判断标准高出了千克标油；化石能耗占比呈现出了单调递增的趋势，绝大部分都处于60-80%之间，平均值为66.84%。就社会经济发展水平来看，这些国家基本上都属于后工业化发展阶段，表现为发展速度显著放缓，产业发展模式、能源利用模式和低碳技术水平处于国际领先地位。

2、0.70-0.89之间的指数区间

以智利、巴西、俄罗斯、南非、中国等为代表年综合评价得分处于0.70-0.89之间的54个国家未能达到二氧化碳排放达峰的社会经济发展标准，年54个国家的碳排放量占全球的比重达到了51.78%。各个国家按照综合评价得分由高到低的顺序排列，GDP增速缓慢上升到了2.87%的平均水平，比判断标准高出了0.05%；人均GDP显著下降到了美元的平均水平，比判断标准低了美元;第三产业占比也下降到了57.70%的平均水平，比判断标准低了3.36%；

人口增速基本没有太大变动，维持在了0.79%0.04%；城市化率下降到了71.52%4.50%；能源强度上升到了0.23千克标油/美元的平均水平，比判断标准高了0.11；二氧化碳排放效率呈现出了先增后减的变化趋势，拐点出现在了得分为0.70左右的时候，此阶段对应的平均水平上升为2.26千克/0.27；

能耗增速上升到了1.90%0.86%；人均能耗下降到了千克标油的平均水平，比判断标准高了千克标油；化石能耗占比呈现出了先增后减的非线性变化趋势，拐点发生在综合评价得分为0.70左右的时候，整体上升到了78.33%的平均水平，比判断标准高了0.33%。综合来看，这些国家大致相当于OECD国家工业化后期发展阶段，表现为经济增长速度逐渐放缓的同时，人均GDP达到了中等发达国家的水平，产业结构中第三产业占据主导地位，能源结构中化石能源占比在饱和后逐步下降，城市化率快速推进的同时，技术水平也在逐步提高。

3、0.50-0.69之间的指数区间

包括摩洛哥、印尼、印度等在内的评价得分处于0.50-0.69之间的36个国家还远未达到OECD国家碳排放达峰的标准，碳排放强度基本都处于不断上升的阶段。相较于前一个得分区间的平均水平，按照综合评价指数由大到小的顺序排序，此得分区间的GDP增速的平均水平上升到了4.32%，比判断标准高出了1.44%；人均GDP下降到了美元，比判断标准低了美元；第三产业占比下降到了48.28%，比判断标准低了12.51%；

人口增速上升到了1.52%，比判断标准高了0.68%；城市化率下降到了56.19%，比判断标准低了19.99%；能源强度上升到了0.30千克标油/美元，比判断标准高了1.17；二氧化碳排放效率下降为2.06千克/0.46；能耗增速基本维持在了1.93%，比判断标准了0.66%；人均能耗下降到了1935

千克标油；化石能耗占比下降到了68.09%，比判断标准低了9.56%。就社会经济发展状态而言，这些国家大致相当于OECD国家工业化中期发展阶段，正处于工业化和城市化建设的关键时期，经济发展速度相对较快，由于工业化基础薄弱，且技术水平和基础设施建设相对滞后，作为经济发展主要推动力的资源密集型和劳动力密集型产业主要还是依靠承接发达国家相关的产业转移。在尚未大规模开展工业化建设的情况下，人均能耗和化石能源消费占比也相对较少。

4、0.01-0.49之间的指数区间

包括喀麦隆、科特迪瓦、赞比亚等在内的年评价得分处于0.01-0.49之间的有19个国家。相较于前一个得分区间的平均水平，按照综合评价指数由大到小的顺序排序，此得分区间的GDP5.25%，比判断标准高了2.43%；人均GDP下降到了美元，比判断标准低了美元;

第三产业占比下降到了42.34%，比判断标准低了18.53%；人口增速上升到了2.39%，比判断标准高了1.55%；城市化率下降到了35.93%，比判断标准低了40.40%；能源强度上升到了0.48千克标油/美元，比判断标准高了0.35；二氧化碳排放效率下降到了0.81千克/千克标油，比判断标准高了0.49；能耗增速上升到了3.12%，比判断标准高了0.49%；人均能耗下降到了.60%，比判断标准低了53.57%。

这些国家大致相当于OECD国家工业化初期发展阶段，农业、手工业以及原材料出口是推动经济发展的主要动力，产品的附加值低且技术水平落后。在缺少能源密集型产业的情况下，人均能耗量少，能源消费主要是以较为原始的生物质能源为主，化石能源消费占比很低，这也是碳排放效率数值较低的主要原因。