山西省重点行业碳排放特征及低碳发展策略

(山西省生态环境研究中心，山西 太原 030009)

山西省是我国重要的资源型地区，长期以来，依托丰富的矿产资源逐步培育了煤炭、电力、冶金、炼焦、化工等以高碳特征明显的重工业型产业结构，在全国1/60的土地上生产了全国1/4的煤、2/5的焦炭、1/17的火电、1/10的尿素、1/18的粗钢，五大重点行业完成了全省88%的工业增加值，带动了全省的经济发展。然而，目前这种以资源能源为依托的产业结构，产品初级化特征明显、高耗能特征显著，加上能源结构仍以煤为主，使山西省的经济发展呈现明显的高碳排放特征(碳排放强度一直位于全国前三位)。五大重点行业化石燃料燃烧产生的碳排放占到全省工业总排放91%，研究五大行业的碳排放特征，对控制全省碳排放总量、探索高碳产业的低碳化发展路径具有积极意义。

1 山西省重点行业基本特征

1.1 经济贡献比重大

2010年山西省地区生产总值9200.9亿元，其中第一、二、三产业增加值分别为554.5 亿元、5234.0 亿元、3412.4 亿元，三产所占比重分别为6.0%、56.9%和 37.1%，第二产业增加值比例高于全国10个百分点。而煤炭、电力、冶金、炼焦、化工五大传统产业增加值占全省地区生产总值的43.85%，占全省工业增加值的88%，其中，煤炭占到58.4%、冶金占到13.2%、炼焦占到8.1%、电力占到5.4%、化工占到2.8%，工业其他行业仅占到12.1%。

1.2 资源型特征突出

由于煤炭资源丰富，山西省一直定位于能源重化工基地的建设上，也逐步形成了以煤炭、焦炭、电力、冶金、化工为主导的产业结构。2010年全社会原煤产量7.4亿t，约占全国产量的23%，煤炭工业增加值占全省工业增加值的58.4%，完成了全省45.88%的财政总收入；煤炭加工转化为焦炭产量8476.4万t，约占全国产量的22%，转化煤炭1.16亿吨；煤电装机达到4383万千瓦，占到全省总装机的93%，消耗煤炭约1亿吨；以煤炭为基础原料的“肥、醇、炔、苯、油”五条主线发展迅速，煤制油等新型煤化工不断发展，尿素产量占到全国的10%，化工行业消耗煤炭1100多万吨；依赖焦炭、电力和矿石资源发展起来的冶金行业结构进一步优化，生铁和粗钢产量在全国分别排第5位和第6位，氧化铝和金属镁产量在全国分别排第4位和第1位，冶金行业消耗煤炭近500万吨、焦炭2200多万吨，原料进口依存度依然较大。五大行业一次能源消耗量占到全省总消耗的77%，煤炭消耗占到全省的83%。

1.3 产品初级化明显

历经多年的转型发展，山西煤、焦、冶、电“四柱擎天”的产业格局已经开始发生转变，但煤—焦—冶、煤—焦—化、煤—电、煤—电—冶的产业链却始终占据主导地位，依托煤炭发展起来的五大重点行业仍存在产业链短、初级产品多、精细化工产品少、产品附加值低等问题。

2010年，山西向省外运输煤炭5.1亿吨，外运煤炭占原煤产量比重69.1%；向省外运输焦炭6121万吨，外运焦炭占焦炭产量比重72.2%；向省外输送电力685.2亿千瓦小时，外输电量占发电量比重31.9%；生产化肥331万吨，外省销售量占到总产量的67%，尿素、甲醇、氯碱等传统产业占我省煤化工行业销售收入的70%以上，精细化工、化工新材料等产业发展较慢，产业结构初级化特征明显；钢铁工业除太钢外，大部分企业综合配套设施仍然不完善，产品单一，低端产品多，高端产品少；铝深加工产品规模仍然远低于电解铝规模。

1.4 技术装备水平低

实施煤炭资源整合和煤矿企业重组后，煤炭产业水平和集中度明显提升，2010年吨原煤生产综合能耗7.17kgce，低于全国7.78 kgce的平均水平，但与国际先进水平相比，煤炭加工转化能力和水平仍然较低，资源综合开发利用程度有待提高；焦炉仍以4.3m炉型为主，4.3m及以下焦炉产能占到80%以上，炭化室6米(5.5米捣固)以上焦炉产能仅占到12%；电力行业仍以单机容量30万千瓦和60万千瓦的亚临界和超临界机组为主力机型，超超临界机组目前仍为空白，2010年山西省供电煤耗为349g/kWh，仍高于全国的333g/kWh的平均水平；钢铁行业仍然面临中小企业多，布局分散，企业技术装备水平较差，初级产品多，落后产能比重大，产能难以有效发挥等问题，2010年全省钢铁行业占能耗一半的炼铁工序能耗大于500kg标煤/吨，远高于太钢的365kg标煤/吨；化工行业在煤基合成油、焦炉煤气制甲醇等技术领域取得重要突破，但化工行业仍以化肥生产为主，90%以上企业采用了固定床间歇造气炉，化肥行业合成氨综合能耗大于1600kg标煤/吨，远高于山西的标杆企业天泽集团1213kg标煤/吨，且目前适合我省高硫、高灰、高灰熔点低质煤的气化技术仍未突破，严重制约我省大型煤化工产业发展。

1.5 能源效率较低

2010年山西省能源消耗总量16808万吨标煤，排名全国第十，但单位GDP能耗1.83万吨标煤/亿元，位居全国第三，是北京的3.7倍，是全国平均单位GDP能耗的2倍，五大重点行业能源效率偏低是主要影响因素。2010年全省原煤产量7.4亿t，实现工业增加值2681亿元，吨煤价格仅362元，行业消耗1523.24万吨，万元GDP能耗0.57吨标煤，但需卖出27.62吨煤；焦炭产量8476.4万t，实现工业增加值373.03亿元，加工转化煤炭9415.84万吨，行业消耗1523.24万吨标煤，万元GDP能耗2.21吨标煤，但需转化27.45吨标煤，多数企业处于亏本经营状态；电力行业火力发电量2586.25亿千瓦时，实现工业增加值248.42亿元，行业共消耗能源6666.54万吨标煤，万元GDP能耗26.84吨标煤；冶金行业实现工业增加值604.18亿元，行业共消耗能源4504.94万吨标煤，万元GDP能耗7.46吨标煤；化工行业实现工业增加值127.86亿元，行业共消耗能源1486.68万吨标煤，万元GDP能耗11.63吨标煤，五大行业除煤炭行业外，万元GDP能耗均远远高于全省的平均水平。

表1 重点行业单位GDP能耗与全省平均水平对比

注：表中数据来自《山西统计年鉴2011》

2 重点行业高碳排放特征

山西省温室气体排放主要来源于能源活动。根据《山西省统计年鉴-2011》，2010年全省能源消耗总量约1.68亿吨标准煤，按能源结构粗算得到的温室气体排放总量约4.9亿吨CO2eq(未扣减外调电排放)。

2.1 碳排放总量占据主导地位

从化石燃料燃烧产生的碳排放总量来看，三产的碳排放比例为2：86：12，第二产业占据主导地位。其中，电力约占工业总排放的46.8%、冶金约占23.1%、化工约占8.1%、煤炭约占7.3%、炼焦约占5.5%，五大行业占工业总排放的91%。(此外，需要关注的是，煤炭开采产生的甲烷逃逸按9m3甲烷/吨煤炭计算，折合CO2eq排放0.94亿吨，本文中虽未进行讨论，却也是山西省能源领域工业温室气体排放的重要来源。

2.2 碳排放强度普遍偏高

2010年全省碳排放强度平均值为4.66吨CO2eq/万元，约为全国平均碳排放强度的2倍。占全省因化石燃料燃烧产生的碳排放量78%的五大行业中，除煤炭行业外各行业的碳排放强度均大于全省平均值，其中，电力行业碳排放强度64.01吨CO2eq/万元，化工行业碳排放强度21.4吨CO2eq/万元，冶金行业碳排放强度13.03吨CO2eq/万元，炼焦行业碳排放强度5.01吨CO2eq/万元，分别是全省平均碳排放强度的13.7倍、4.6倍、2.8倍和1.07倍，经济结构失衡成为低碳经济发展的主要“瓶颈”。

表2 2010年全国各省区能源消耗对比情况

注：表中能源消耗总量数据来自《中国能源统计年鉴2011》，地区生产总值数据来自《中国统计年鉴2011》

表3 2010年山西省重点行业的碳排放强度

2.3 能源结构高碳特征显著

全省2010年煤、油、气和非化石能源消费比例为91：6：2：1，其中，煤炭占据绝对主导地位，比全国平均水平高20多个百分点，非化石能源消费比例偏低，比全国水平低7个百分点。按煤、油、气和非化石能源的碳排放因子分别为2.64、2.08、1.63、0吨CO2/吨标准煤进行计算，则全省的能源综合碳排放因子为2.56吨CO2/吨标准煤，远高于全国的平均水平2.26吨CO2/吨标准煤(煤、油、气和非化石能源消费比例为68：19：4.4：8.6)，能源结构的不合理从另一个方面加剧了山西省重点行业的高碳排放形势。

3 山西省“十二五”期间低碳发展策略3.1 积极发展煤层气和可再生能源

在消耗同等能源量的情况下，煤层气比煤炭减少约38%的碳排放，而可再生能源则几乎为零碳排放。

山西省2000m以浅的煤层气资源量约10万亿m3，占全国的1/3，与美国相当。“十一五”期间，地面煤层气开采技术在山西省的应用有了重大突破，地面煤层气抽采量由2006年起步，增长到2010年14.74亿m3，2013年地面煤层气抽采量更是达到28.7亿m3，利用量达到22.3m3，井下瓦斯抽采量和利用量分别由2004年的4.11亿m3和2.5亿m3，提高到2013年的52亿m3和18亿m3，抽采量提高了近12倍，发展势头强劲。如果按“十二五”末期煤层气抽采量达到146亿m3，实现全部利用，瓦斯气抽采量达到57亿m3，利用率60%，则可替代2100万吨标准煤，减少甲烷排放620万吨，减少二氧化碳排放2100万吨，共可减排二氧化碳当量1.5亿吨，约占到全省总排放的15%以上。

表4 2010年全球主要国家及我省能源消费结构碳排放因子 吨CO2/吨标煤能耗

同时，据初步估算，山西省风能资源≥200w/m2的技术可开发量在3000万千瓦以上；全省年日照数在2200-2900小时之间，有约三分之一的地区在2800小时以上，属于日照充足的地区；生物质能资源较为丰富，秸秆、林业废弃物等年产量约1000万吨，畜禽粪便每年产量约4500万吨，城镇垃圾可燃部分每年产量约300多万吨。山西省可再生能源利用在“十一五”期间开始起步，在“十二五”初期得到迅速发展，2010年山西省非化石能源消耗量占到1%，2012年增长到2%，其中风电发电量同比增长60.9%；太阳能发电量同比增长130.27%。如果“十二五”末期非化石能源利用量增长到5%，则全省可实现碳减排5%以上。

可见，将新能源产业作为战略性新型产业全力推进，以煤层气的开发利用为重点，大力发展风能、太阳能、水能、生物质能，以市场为导向，以政策为保障，以科技进步和创新为支撑，不断加快新能源开发利用的产业化进程，是山西省实现低碳发展的重要途径。

3.2 依靠新技术，推动重点行业节能

火电、钢铁、化工三个行业的碳排放量占到全省化石燃料燃烧总排放的75%以上，碳排放强度也远高于山西省的平均水平，三个行业的碳排放控制对山西省至关重要。

2010年山西省火力发电煤耗为349g/kWh，仍高于全国的333g/kWh的平均水平；化肥行业合成氨综合能耗大于1600kg标煤/吨，远高于山西的标杆企业天泽集团1213kg标煤/吨；钢铁行业炼铁工序能耗大于500kg标煤/吨，远高于太钢的365kg标煤/吨。

可见，三个行业仍有较大的减排潜力。合理控制火电、化工、钢铁产业发展规模，通过淘汰落后产能，引进先进技术，推动传统产业改造升级，提高能源利用效率，是山西省实现高碳产业低碳发展的重中之重。

3.3 开展低碳试点示范建设

开展低碳试点示范，是积极探索符合我省省情的绿色低碳发展道路、推动经济发展方式转变的有效途径。

目前，国家已经在低碳省区、低碳城市、低碳园区、低碳社区、碳排放权交易等不同层次开展了试点，均取得了较好的成绩，为我国实现低碳发展积累了宝贵的经验。

通过在城市、城镇、工业园区、重点企业、社区等不同层次组织开展低碳试点示范，探索建立合理的低碳评价指标体系，研究制定出一系列行之有效的配套政策，是山西省实现低碳发展的重要抓手。

3.4 探索创新低碳发展的体制机制

低碳发展也需要培养气氛和环境，要充分调动政府、市场和社会宣传的力量。首先进一步完善低碳发展的政府工作体系，建立合理的工作制度，研究制定实施性好的碳强度指标分解和考核方案，落实低碳发展的目标责任制；其次，要从财税、金融、土地、政策等方面着手，逐步培育低碳市场，鼓励低碳技术、人才的引进和低碳产品的发展，逐步培育自愿减排市场，激发市场减排活力；第三，开展全市重点企业的碳排放核算和报告制度建设，要求全市能源消耗量5000吨标煤以上的企业进行核算和报告，并通过积极开展低碳产品的标准、标识、和认证制度，加强合同能源管理推广行动，全面推动重点企业碳减排；第四，要通过多种渠道加强低碳消费理念宣传，倡导低碳绿色生活方式和消费模式，同时倒逼生产企业选择低碳生产之路，实现低碳消费和低碳生产的良性互动发展。

参考文献：

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