合肥市能源消费碳排放测算与分析

2015年4月 合肥市能源消费碳排放测算与分析 83 合肥市能源消费碳排放测算与分析 徐智明 杨林锋 孙 铭 (江酉省环境保护科学研究院，江酉南昌330039) 摘耍：根据联合国政府气候变化专门委员会(IPCC)2006年版碳排放指南中的计算 公式和碳排放系数缺省值，计算了合肥市2006—20 1 1年能源消费和碳排放情况。结果表 明：2006年以来，碳排放量逐年增加，由2006年的764。22万t增长到2011年的1564．39 万t。年均增长率为15。72％。碳排放强度不断下降，由2006年的0。66t／(10 万元)降到 2011年的0．42 t／(10 万元)，降幅达57．14％，年均下降串为9。46％。能源消费结构的结 果表明合肥市天然气使用比例明显偏低，需要进一步提高天然气等低碳能源在能源结构 中的使用比例。 关键调：能源消费碳排放合肥市 l 引育 能源是人类生存、经济发展和社会进步的物质基 础，能源消费与经济增长之间的相互关系目趋紧密，表 现为经济增长促进传统能源结构调整，为开发利用新 能源提供资金支持，推动技术进步，使得能源效率提 高，能源强度下降；能源消费引起产业结构调整，促进 了经济发展方式的转变，然而，快速的经济增长也不可 避免地增加了对能源消费、生态环境的压力，造成大量 温室气体排放等负外部性问题。 全球变暖诱发的一系列环境问题引起了各国政府 对碳排放的关注。1992年5月22日联合国政府问气候 变化专门委员会(IPCC)就气候变化问题达成了《联合 圜气候变化框架公约：}(UNFCCC)。UNFCCC是世界上 第一个为全面控制CO 等温室气体排放，以应对全球 气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公 约。散 2004年5月，该公约已拥有189个缔约方。第 3次缔约方大会上通过了以量化减排为核心的《京都议 定书》，规定了发达国家2008--2012年的减排标准，发 展中圜家不承担有法律约束力的限拄义务。但2008 年在波兰波兹南举行的联合国气候变化大会上，大多 数发达国家要求发展中国家也承担减排义务。美国劳 伦斯伯克利国家实验宣研究发现，中国2006年与能源 有关的碳排放量超过关国…。我国面临越来越大的减 排压力。有关政府部门已采取多种政策措施转变经济 增长方式和调整经济结构以减少温室气体的排放。 综上，国际社会对于碳减排的逐步推进促成了新 的宏观研究背景，中国作为发展中国家。在保持经济较 高速增长的同时实现合理的减排目标无疑是一项严峻 挑战。中国已进入工业化和城市化快速发展阶段，能 源需求强度高，要实现经济可持续性增长，就必须树立 科学发展观，加快向技术进步型的内涵式增长方式转 变，走“资源节约型、环境友好型”的路径，因此，对能源 消费、碳排放与经济增长之间关系的研究值得长期关 注。 关于中国碳排放开展的研究主要有碳排放与经济 增长关系 q]．能源利用与碳排放 j，C02收集封存对 碳减排的作用 和碳减排经济影响 等。由文辉 等 ]根据一次能源消费量计算了上海的碳排放最。 查冬兰等 将能源分为9类，以各类能源消费量乘以 各自的碳排放系数，计算了全国28个省区的碳排放 量。垂铮等 引通过计算各省区的碳排放系数将全国碳 排放最分摊到各地区。徐国泉等¨u基于碳排放最的基 本等式，采用对数平均权藏Divisia分解法，定萤分析了 1995—2004年问，能源结构、能源效率和经济发展等国 索的变化对中国人均碳排放的影响。结果显示经济发 展对拉动中国人均碳排放的贡献率量指数增长．而能 源效率和能源结构对抑制中国人均碳排放的贡献率都 量倒“U”型。这说明能源效率对抑制中国碳排放的作 用在减弱，以煤为主的能源结构未发生根本性变化。能 源效率和能源结构的抑制作用难以抵消由经济发展拉 动的中国碳排放量增长【I ；林伯强、蒋竺均采用对数平 均迪式分解法(LMDI)和STIRPA模型，分析影响中国 人均二氧化碳排放的主要因素。其主要结论是中国二 氧化碳库兹涅茨曲线的理论拐点对应的人均收人是 37170元。除了人均收入外。能源强度、产业结构和能 源消费结构都对三氧化碳排放有显著影响[1 。Soytas． et a1．通过格兰杰检验的方法研究了美国碳排放量、能 源使用和国民收入之问的长期变化状况，他们发现美 国碳排放缝提高的主要原因是能源使用数量的增 加 ；Richard S．J．Tol。Stephen W．Patna和Robe~H． Socolow“ 通过对1850—2002年关国能源使用状况、碳 排放量和经济增长之问的联系研究，认为自1917年以 江西化工 2015年第2期 来，美国碳排放量减少的主要因素是替代能源的开发、 经济的增长和工业技术进步综合作用的结果。能源碳 排放的点源研究方面，由钱杰等” 根据一次能源消费 量计算了上海的碳排放量，测定的上海市1995年化石 燃料燃烧CO 排放置为13518．67×10 t，岳瑞锋，朱永 杰¨’ 以能源碳排放的总量和份额为排放数量指标，以 排放强度和人均排放为排放效率指标，利用聚类分析 方法，对我国各省域的能源碳排放类型进行划分。结 果表明，我国较大比重的GDP和人口处在相对“高排 放”的发展模式下；韦保仁¨ 对我国造纸业，水泥业， 钢铁生产能源需求和CO 排放分别进行情景分析，利 用NICEⅡ计算机软件进行预测，结果表明我国CO 排 放将持续增长。 省级行政区作为政府发展规划的具体执行和监督 部门，研究其能源消费碳排放和预测，对于寻找减排的 技术路线和对策，进而实现全国的控制目标具有重要 意义。本文以合肥市为例，在计算碳排放时考虑了能 源消费以及电力来源的特点，以提供更为精确的能源 消费碳排放计算思路，并探讨了2006年以来能源消费 碳排放量和碳排放强度的驱动因素。 2研究方法 2．1能源消费碳排放量测算方法 本文采用{2006年IPCC指南》中的参考方法将化 石能源燃烧的二氧化碳排放量计算分为5个步骤： 步骤1：估算按原单位的表观燃料消费量； 步骤2：转化为通用能源单位； 步骤3：乘以碳含量以计算出总碳量； 步骤4：计算非燃碳量； 步骤5：按为氧化的碳进行校正，并转化为CO 排 放。 其中，步骤l中的“表观燃料消费量”是进行碳排 放计算的数据基础，其值为化石能源产量与进口量之 差，再减去出口量、国际燃料舱消费量及库存变化量。 步骤4中的“非燃烧碳量”是指“未导致燃料燃烧排放 的表观消费量中的碳”(IPCC，2006)，主要指化石能源 中用作原料或材料的部分，如石油精、沥青、润滑剂及 固体石蜡等，即通常所称的“固碳量”。这部分碳量在 计算总排量时予以减去。步骤5中的“未氧化的碳”指 进入燃烧的小部分燃料碳未被氧化，但大部分此类碳 后来在大气中被氧化。 根据参考方法的原则，本书对化石能源消费碳排 量的计算公式表述为： i i =∑[ ×(E 一 )]=∑[ ×(EP + ●=1 J I El}一EOi—Evi—ESI—EFI 式中各变量设定为：CEm能源消费碳排放量； Ec_能源表观消费量；EP_能源产出量；El--能源进 口量；EO--能源出口量；Ey__国际燃料舱消费量；ES-- 能源库存变化量；E卜固碳能源量；．1}一能源碳排放系 数，即燃烧单位化石能源所排放的碳量。下标i表示能 源种类编号。 2．2数据来源与整理 本文测算合肥市能源消费碳排放的数据资料来自 历年《中国能源统计年鉴》和《合肥市统计年鉴》中的数 据。各类化石能源碳排放系数采用国家发展和改革委 员会能源研究所(2003)采纳的数据。各类化石能源碳 排放系数分别为： 表1各种能源的碳排放系数 能源种类 原煤 精洗煤 焦炭 原油 汽油 煤油 柴油 天然气 碳排放系数 0 ．7559 0．7559 O．855O 0．5857 0．5538 0．5714 O．5921 O．4483 (10 t／(10t ) 2．3结果分析 由图1和图2可知合肥市能源消费量逐年增长， 由2006年的1048．19万t标准煤增长到2011年的 2190．11万t标准煤，增幅为108．94％。碳排放量从 2006年的744．22万t增长到2011年的1544．39万t， 年均增长率为15．72％，表明近年来随着合肥市经济的 不断增长，碳排放量也在不断增长。 2015年4月 合肥市能源消费碳排放测算与分析 87 量高度相关，相关系数为0。955。由此可知，经济增长 是二氧化碳排放量增长的主要因素；人目对碳排放量 增长有着极其重要的影响；能源强度与碳排放量星现 负相关，说明能源强度的下降能抑制二氧化碳排放量 的增加。 裹3 人口、人均GDP、能源强度与碳排放量的相关系数 人目 人均GDP 能源强度 碳排放量 人目 1 人均GDP 0．958●· 1 能源强度 一0．981·● 一0。908●● 1 碳排放量 0。955●● 0。997●· 一0．902·十 1 注：··表示在0。Ol水平上显著。 3结论与对策 由上述分析可以得知，合肥市碳排放还处在较快 增长阶段。二氧化碳减排形势不容乐观。在以煤为主 要能源的条件下，减少二氧化碳排放量的主要途径是 减少能源消费。 节约能源消费主要有3个途径：控制经济增速、优 化经济结构、提高能源技术效率。现阶段节约能源主 要集中在提高能源技术效率。另一方面，虽然以煤为 主的能{lII结构很难发生变化，但是如果能加大水电、天 然气、风能、太阳能等清洁能源的使用，也可以适当减 缓二氧化碳的排放速度[I 。 参考文献 [1]LEVINEM D，ADEN N T．Global carbon emissions in the coming 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Change(IPCC)2006 version of the carbon emissions Guide coe／~cient de． fault values，calculated Hefei from 2006 to 201 1 the energy consumption and carbon emissions．The results showed that： Since 2006，carbon emissions increased year by year，increased from 7，442，200 tons in 2006 to 15，443，900 tons in 201 I ，arI average annual growth rate of 15．72％．Carbon intensity is declining，down to from 0．66t／2006(104 million)to 2011 of0．42 t／(104 million)，a drop of57．14％，with all average annual decline rate of9．46％．Energy consump． tion structure results show that the apparently low rate of use of natural gas in Hefei．the need to further improve the pro- portion ofthe use of natural gas and otherlow—carbon energy in the energy mix． Key Words：energy consumption；carbon emissions；hcfei