宁波市工业能源消费碳排放测算初探
2014-08-07许海燕
许海燕
(宁波市统计局,浙江 宁波 315010)
近年来,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高度关注。截至2004年5月,《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)已拥有了189个缔约方。第三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。2009年底,我国正式对外宣布,到2020年我国实现单位GDP碳排放量比2005年下降40%的减排目标。市级政府部门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情况,对于寻找减排的技术路线和实施对策,进而实现全国的控制目标具有非常重要的意义。
能源的使用,尤其是化石能源的燃烧,是城市二氧化碳(CO2)排放的主要来源。根据2007 年IPCC第四次评估报告,在2004年化石燃料燃烧所导致的CO2排放占总碳排放将近95.3%(不包括森林采伐及生物量减少所造成的CO2增加)。在温室气体排放清单中,能源部门通常是最重要的部门,在发达国家中,超过90%的二氧化碳排放量和75%温室气体排放量是由能源部门贡献的。本文以宁波市规上工业为突破口,估算2005年-2009年规上工业能源消费所产生的碳排放量,研究目前宁波市工业碳的排放特征,为全社会的碳排放测算及节能减排工作投石问路。
一、计算原则和计算方法
(一)碳排放量计算原则
能源中的碳原子在燃烧过程中大部分氧化为CO2逸入大气中,少部分碳是以一氧化碳、甲烷和非甲烷挥发性有机化合物的形式排放。这些气体在大气中经过一段时间也可被氧化为二氧化碳。因此,能源燃烧产生的二氧化碳排放量取决于能源品种的含碳量,计算一个国家或地区能源消费产生的CO2时,只要计算各能源品种的消费量及含碳量即可。
IPCC提供了计算国家温室气体排放清单指南,但由于能源统计问题,各国和地区对该指南的计算方法具体操作有所不同,需要做适当修正。按照国家统计局编制的《能源统计报表制度》中的要求,结合宁波市实际情况,在计算宁波市能源消费碳排放量时应注意以下三点:
1.产生碳排放得为能源终端消费;
2.不计加工转换过程损失能源的碳排放;
3.电力和热力虽然并不含碳,但其是由煤等化石燃料燃烧转换而来,且煤等化石燃料的投入量取决于电力和热力的需求量,因此本文认为火力发电、供热产生的碳排放量应由各电力、热力的用户承担。电力和热力的碳排放系数可以根据宁波市的火力发电、供热投入产出计算。
(二)计算方法介绍
1.能源消费碳排放量根据IPCC碳排放计算指南,采用以下计算公式进行估算:
其中,为碳排放量,单位万吨; 为能源i的消费量,单位为标准煤; 为能源i的碳排放系数(表1),(万吨/万吨标准煤);i为能源种类; 、 分别为电力和热力的消费量; 、分别为电力和热力的碳排放系数。
2.电力和热力的碳排放系数计算。
其中,为电力碳排放系数,单位为吨/万千瓦时; 为t能源的火力发电投入量; 为t能源的碳排放系数; 为发电量。热力的碳排放系数同理计算,单位为吨/百万千焦。计算结果见表2。
二、能源消费数据及碳排放计算结果分析
(一)数据来源
采用的基础数据来自2010-2013年宁波市规模以上工业企业能源年报及统计年鉴数据。
表1 各能源品种的碳排放系数
表2 2010-2013年宁波市电力和热力碳排放系数
(二)碳排放计算结果
根据各能源品种的终端消费量以及碳排放系数,可以测算2010-2013年宁波市规模以上工业企业能源消费的碳排放情况(表3)。
表3 2010-2013年宁波规上工业能源消费碳排放情况(单位:万吨)
(三)结果分析
1.碳排放量稳步上升
由表3可知,2010-2013年宁波市规上工业的能源消费产生碳排放总量为5955.91万吨,折算成CO2排放量为21858.2万吨。2010-2013年年碳排放总量分别为1339.68万吨、1527.86万吨、1512.37万吨和1576万吨,除2012年受经济不景气影响略有回落,其他年份呈稳步增长态势。
2.碳排放强度有所下降
“十二五”前三年,宁波市规上工业增加值碳排放强度同比分别上升1.8%,下降5.7%和3.5%。由图1可知,宁波市规上工业经济发展较快时,碳排放增长较快,增加值碳排放强度也相对较高,同比不降反升。经济发展较慢时,碳排放增长更慢,碳排放强度下降较快。
3.碳排放源比较集中
原煤是宁波市最大的碳排放源。虽然表3中显示电力的碳排放量最高,但近绝大部分电力碳排放来自原煤燃烧,热力同理。因此可以视原煤为该市最大的碳排放源,四年累计约占全市工业碳排放的69.3%。
其他石油制品是第二大碳排放源。2010-2013年宁波市规上工业累计消费其他石油制品1279.5万吨标煤,产生碳排放749.4万吨,占总排放量的12.6%。
焦炭是第三大碳排放源。2010-2013年宁波市规上工业累计消费焦炭695.5万吨标煤,产生碳排放594.7万吨,占总排放量的10%。
原油在宁波市一次能源消费中占了相当高的比例,但由于它在宁波市用于原油加工转换进行炼油,碳分子进入了石油制品中,并非终端消费,因此原油并非宁波市的主要碳排放源。
从趋势看,四年来,宁波市碳排放量中煤炭等高碳含量能源的碳排放比重呈略有下降。2013年煤炭类能源碳排放占总排放量的80.1%,比2010年下降了2.4个百分点。含碳量相对偏低的油制品类能源碳排放比重有所上升。2013年油制品类碳排放占总排放的15%,比2010年上升了1.4个百分点。含碳量最低的气类能源占比很小,四年来也略有上升,但总体平稳。
三、节能减排措施建议
在现阶段的经济增长模式中,要保持经济的高速增长就得依赖能源的消费。经济的发展是导致碳排放量增加的主因,但减少碳排放并不能通过减缓经济增长来实现,降低能源消费强度是抑制碳排放量增加的主要因素。从长远来看,改善能源消费结构、调整产业结构;从近期来看,提高能源利用效率、技术改造等节能措施是节能减排的主要途径。
1.提高能源利用效率,加强回收利用。以煤炭为主要能源的火力发电、供热的碳排放量很高。2010-2013年,这两项碳排放占宁波市工业总排放超过了55%。由表2可知,2013年宁波市发电、供热碳排放系数与2010年基本持平。如果能有效提高发电、供热效率,大力发展水电、风电和太阳能发电等可再生能源是降低碳排放强度的有效手段。此外,加快余热、余压、余气的回收利用也是抑制碳排放增加、节约能源的有效途径。
2.加大能源结构调整力度,发展低碳能源和新能源。2010-2013年煤炭类作为高碳能源占了碳排放总量的80.6%,而相对低碳的气类能源只占4.4%。虽然要在短期内很难改变以煤炭为主的能源消费结构,但若能进一步加大对水电、天然气、风能及太阳能等清洁能源的使用力度,可以在一定程度上缓解碳排放量的增加速度。
3.调整产业结构,促进产业升级转型。产业结构的变化对碳排放强度存在显著影响。宁波市应严格按照国家和省、市产业政策,做好项目规划控制、行业对标控制,增加高附加值行业比例,积极引进低碳行业,加紧对高耗能行业的改革,提高产品的技术含量,大力发展先进制造业,严格控制高耗能行业、高耗能项目的低水平扩张。
[1]赵敏,张卫国,俞立中.上海市能源消费碳排放分析[J].环境科学研究.2009,8(22):985-989.
[2]何介南,康文星.湖南省化石燃料和工业过程碳排放的估算[J].中南林业科技大学学报.2008,5(28):53-58.
[3]谭丹,黄贤金,胡初枝.我国工业行业的产业升级与碳排放关系分析[J].四川环境.2008,2(27):74-78.
[4]Richard S.J, Stephen W. Pacala, Rober H. Socolow.Understanding Long-Term Energy Use and Carbon Dioxide Emission in the USA[J]. Journal of Policy Modeling.2009,31:425-445.
[5]查冬兰,周德群.中国工业能源消耗与CO2排放影响效应研究[J].中国管理科学.2007,10(15):621-626.