能源类碳源排碳量估算

2011-01-29李蜀庆

环境影响评价 2011年1期

关键词：碳税消费量主管部门

李蜀庆,余凯

(重庆大学资源及环境科学学院,重庆400044)

碳排放源(简称“碳源”)是指造成温室气体排放的任何过程或活动[1],其数量用CO2当量(CO2-eq)来表征。具体地说,碳源是指CO2成分从地球表面进入大气,或者在大气中由其他物质经化学变化转化成CO2。

目前,虽然我国人均排碳量不足发达国家人均排碳量的1/10,但我国是仅次于美国的第2排碳大国。所以,引入碳源排碳量估算办法的研究,对于掌握我国的排碳量及排碳结构,制定相应的节能减排政策和实施减排措施等方面有重要意义。

1 碳排放估算研究

1.1 估算方法研究评述

能源类碳源估算方法较多,但其核心都是采用能耗总量及化石燃料系数或碳排放因子来估算碳排放量。根据不同的能耗及燃料系数估算方法,可以分为2类[2]。

方法1:

美国橡树岭国家实验室ORNL(Oak Ridge National Laboratory,ORNL,1990)提出的化石燃料燃烧释放CO2计算法[3],适用于已知能源消耗量及能源种类的研究对象。

可用式(1)来估算总碳排放量:

式中,CE为碳排放量;En为能源消费量;k为有效氧化分数;n为每吨标准煤含碳量。

对于不同的能源,有不同的计算参数。

方法2:

部门估算法,适用于已知经济总量、人口总量、单位经济能耗、人均生活能耗和碳排放因子的研究对象。采用式(2)进行估算:

式中,CE为总碳排放量;X为第一产业增加值;Y为第二产业增加值;Z为第三产业增加值;α为第一产业单位增加值能耗系数;β为第二产业单位增加值能耗系数;δ为第三产业单位增加值能耗系数;μ为生活人均能耗系数;N为区县户籍人口; CEF为综合碳排放因子。

1.2 估算模式

估算方法选用方法1,对于不同的能源,其估算公式为:

(1)煤炭燃烧碳排放计算公式:

式中,En煤为煤炭消费量。

(2)天然气燃烧碳排放计算公式:

式中,En气为天然气消费量;α为在获得相同热能的情况下,天然气释放CO2与煤炭释放CO2的比值。

(3)油料燃烧碳排放计算公式:

式中,En油为油料消费量;β为在获得相同热能的情况下,油料释放CO2与煤炭释放CO2的比值。

若已知总碳排放量(CE)和总能源消费量(En),则可由式(6)得到能源综合碳排放因子 CEF (也称能源综合碳排放系数)。

式中,Ei为i种能源消费量;CEFi为i种能源的碳排放因子。

可见,能源综合碳排放因子CEF与能源结构密切相关,考虑到能源结构受本地资源约束以及新能源开发利用技术水平的限制,短期内,能源结构不会发生大的变动,因此,可通过式(7)对碳排放进行估算。

1.3 参数选取

(1)计算参数取值

式(3)～(6)中,有效氧化分数k的取值:0.982;

式(4)中,α取值:0.813;

式(5)中,β取值:0.561。

(2)基础数据取值

方法1所需基础数据只有估算区域各年煤炭、天然气以及油料消耗量,将其实物量折算成标准煤当量即可。

2 以重庆市为例进行碳源排放估算

2.1 经济总量预测

本研究经济预测采用情景分析法,根据重庆市“十一五”国民经济和社会发展规划中社会经济的各项指标以及直辖以来的经济发展的实际值,对影响重庆市国民生产总值进行情景设定为:

高方案:经济增长率为15%;

中方案:经济增长率为12%;

低方案:经济增长率为10%。

由对重庆市经济增长率的情景设定可预测出2015年和2020年重庆市实际 GDP总量,见表1。

表1 重庆市2015年、2020年实际GDP的预测数据亿元

2.2 能源消费预测

本报告能源消费总量预测选用灰色模型,即一阶微分方程的 GM(1,1)模型进行预测。根据重庆市的能源消费的相关数据以及GM(1,1)模型,得出重庆市能源消费预测值,见表2。

表2 重庆市2015年、2020年能源消费预测

2.3 重庆市碳排放测算

(1)近年碳排放估算

由于受数据来源的限制,本报告主要估算化石能源燃烧造成的碳排放。根据ORNL提出的计算方法,计算出2005年～2008年重庆市碳排放总量,见表3。

表3 2005年～2008年重庆市化石能源消费量及碳排放量[3]

本报告取2005～2008年平均值,采用的能源综合碳排放因子约为82.43 t/TJ,这与国家发改委能源研究所推荐值大致一致(推荐值83.96 t/TJ)。2005年重庆市生产总值为3 070.49亿元,由此可得2005年重庆市产值碳排放量为2.71 t/万元。

(2)碳排放预测

选取经济增长预测中方案,根据式(7)计算出2015年和2020年碳排放量。按照以2005年为基准,2020年产值碳排放量减排45%为目标计算, 2020年产值碳排放量为1.49 t/万元,碳盈余总量为7 735.31万t,重庆市碳减排潜力还很大,减排力度还有待加强,详见表4。

表4 按2020年产值碳排放量减排45%为目标碳排放量预测

3 碳减排政策建议

3.1 将碳排放纳入总量控制

为有效控制碳排放量,减少环境污染,改善环境质量,发展低碳经济,促进经济社会可持续发展,根据国家相关法律、法规,结合我市实际,把碳排放量纳入全市总量控制。以2020年单位GDP碳排放量比2005年减少45%为目标,以2020年全市 GDP预测值为基数,将全市碳排放量分别控制在1.7亿t(2015年)和2.5亿t(2020年),并据此核定各区县碳排放量。

市环境保护行政主管部门对全市碳排放总量控制实施统一监督管理。区、县环境保护行政主管部门对辖区内的碳排放总量控制实施统一监督管理。计划、经济主管部门,必须按照碳排放总量控制目标的要求,将碳排放总量纳入国民经济和社会发展计划。

3.2 实施碳排放许可制度

实施碳排放总量控制,应当对碳排放单位实施碳排放许可证制度,全市所有企业均应向所在地在环境保护行政主管部门进行碳排放申报登记。工业企业在进行碳排放申报登记基础上,应按期如实填报《碳排放许可证申请表》,向所在区、县环境保护行政主管部门申请碳排放总量指标,并报有关主管部门备案。碳排放申报登记参照国家环境保护行政主管部门颁发的《排放污染物申报登记管理规定》执行。

新建、扩建和改建项目在进行环境影响评价时,必须核定碳排放量。新建、扩建和改建项目碳排放经环境保护行政主管部门核定碳排放指标不超过允许碳排放指标者,发给《碳排放许可证》;经核定碳排放指标超过允许碳排放指标者,必须购买不低于超过允许碳排放指标量的碳汇或碳排放权,方可进行新建、扩建和改建的项目建设。

3.3 碳排放税收政策

国家已经将环境税纳入征收范围,重庆市可研究和适时征收碳税,对排放碳的企业,按碳排放许可证核定的CO2量征收碳排放税。凡纳入碳排放许可证管理的企业均应缴纳碳税。以全市碳排放总量分别按1.7亿t(2015年)和2.5亿t(2020年)计征碳税,以每吨碳税10元计,全市可征碳税额分别为17亿元(2015年)和25亿元(2020年)。碳税的收入纳入预算管理,与其他税收收入统一使用和管理。