IPCC排放因子法探究CO2排放量

杜 赟

(贵州工业职业技术学院， 贵阳 550008)

IPCC排放因子法探究CO2排放量

杜 赟

(贵州工业职业技术学院， 贵阳 550008)

本课题收集了浙江省和贵州省2005—2012年的化石能源消耗量相关数据，运用IPCC排放因子法计算了两省的CO2排放情况，并结合两省经济数据，考查了单位GDPCO2排放量。结果显示，两省CO2排放量均为线性增长趋势，而两省的单位GDPCO2排放量却逐渐降低。说明随着经济的发展，生产技术的改革，效率的提高，化石能源的消耗逐步迈入了可持续发展的道路。综合看来，浙江省经济的发展要优于贵州省，这不仅体现在经济总量远远高于贵州省，而且其单位GDPCO2排放量低于贵州省。另外，贵州省经济状况虽然落后，但是从其不断上升的GDP总量和不断下降的单位GDPCO2排放量可知，其经济发展处于不断进步阶段。贵州省在可持续经济发展道路上取得的成绩是毋庸置疑的，继续提升的空间也是巨大的。

化石能源；GDP；IPCC排放因子法；CO2排放；可持续发展

气候变暖已成为全世界最关心的环境问题。它不仅严重破坏自然生态环境，也给人类社会的发展造成了巨大而深远的影响。据科学研究表明，这些影响包括冰川消融、海平面上升、极端气候灾害，空气污染、物种灭绝和粮食减产等[1-3]。1992年联合国出台了《联合国气候变化框架公约》，确立了发达国家与发展中国家在应对全球气候变化过程中“共同但有区别的责任”原则[4]。1997年通过的《京都议定书》更加明确了发达国家在2008—2012年间的具体减排目标[5]。另外，政府间气候变化专门委员会(IPCC)编制的《2006年IPCC国家温室气体清单指南》为不同国家、不同地区、不同行业的温室气体排放量计算提供了详细的技术指导[6]。

温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟烃(HFCs)、全氟碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)、三氟化氮(NF3)、五氟化硫(SF5)、三氟化碳(CF3)和卤化醚(如C4F9OC2H5, CHF2OCF2OC2F4OCHF2, CHF2OCF2OCHF2)。其中，CO2是全球范围内排放量最大的温室气体，它主要来源于化石能源燃烧，工业过程和产品使用，农业，林业及其他土地利用。全球CO2排放量占温室气体总量的75%[6]。而能源部门是温室气体排放清单中的重要部门，在发达国家，其贡献一般占CO2排放量的90%以上[6]。

中国是发展中国家，没有承担《京都议定书》规定的减排目标[5]。但是作为全球最大的经济发展体，面对日益严峻的全球性气候变化，中国应积极应对，转变经济发展模式，调整产业结构，深化技术改革，加强环境保护，为应对全球气候变化贡献积极力量。我国也明确提出了“绿色发展，建设资源节约型，环境友好型社会”的发展新思路[7]。

本课题选取了我国经济较为发达的浙江省和经济较为落后的贵州省作为研究对象，考查了从2005—2012年间两省化石能源消耗情况，并根据IPCC推荐的排放因子法计算了两省化石能源消耗排放的CO2量。由计算结果可知，两省因能源消耗排放的CO2均呈直线增长趋势，说明随着经济的发展，CO2排放量也随之增加。另外，两省的单位GDP

CO2排放量随时间的推移不断下降，说明通过革新生产技术，提高生产效率，优化产业结构等手段，两省的经济都逐步体现了环保节能的理念。特别提出的是，浙江省虽然在CO2排放总量上高于贵州省，但是单位GDP CO2排放量却远远低于贵州。这说明，浙江省经济发展的优越性不仅体现在较高的经济总量上，也体现于它在满足经济发展需求的同时，对温室气体较小的贡献作用上。

1 研究方法

1.1 研究省份

浙江省位于我国东南沿海长江三角洲南翼，面积10.55万km2，常住人口5 477万(2012年统计)[8]。优越的地理条件，使浙江素有“鱼米之乡”之称，是我国经济最活跃的省份之一。它在以国有经济为主导地位的条件下，充分发挥民营经济的作用，形成了具有鲜明特色的“浙江经济”。贵州省位于我国西南云贵高原，面积17.62 km2，人口数为3 484万(2012年统计)[8]，全省80%地形为山地，生态环境良好，气候宜人，但经济欠发达，是全国公认的贫困省份。两省历年GDP数据见表1、图1。

图1 两省GDP变化曲线

表1 两省GDP (2005—2012) 亿元

数据来源：《中国能源统计年鉴》(2006—2013)

选择这两个省份作为研究对象的具体原因是两者面积相当，但经济发展情况差异较大。在经济发展与生态环境保护双重标准的指导下，两省都根据自身特点，制定了与本身相适应的经济发展规划。2011年3月，国务院正式批复《浙江海洋经济发展示范区规划》，成立我国第一个海洋经济示范区。示范区覆盖杭州，宁波，温州，台州，舟山，嘉兴，绍兴七个城市，它将以浙江省丰富的海洋资源为发展基础，大力建设港口大宗物流平台，发展海洋新兴产业和建设海洋生态园区[9]。同时，在贵阳举办的“生态文明贵阳国际论坛”成为了国内唯一以生态文明为主题的国家级国际性论坛。论坛围绕生态文明领域的前瞻性、趋势性问题进行探讨，交流低碳发展、循环发展、绿色发展的实践经验，展示发展成果，推广典型案例。此项研究希望通过对比，探讨两省的可持续发展潜力和未来经济发展模式的可行性。

1.2 能源数据

能源数据来源于2006—2013年《中国能源统计年鉴》(以下简称“年鉴”)。根据“年鉴”中对能源消费量的定义，它包括原煤，原油及其制品，天然气和电力的消费总量。由于原煤和原油及其制品种类的多样性和成分的复杂性，为简化计算，数据只考查了煤炭消费总量(包括洗精煤，型煤)，焦炭消费总量，油品消费总量(包括原油，汽油，煤油，柴油)，天然气消费总量和电力消费总量5项内容(表2、3)。而没有按照IPCC推荐的明细考查各具体类型燃料的消费量。另外，在我国现阶段生产力发展水平下，电力主要由火电和水电构成。由于水电没有CO2排放，只有火电存在CO2排放，故电力消费量由火电生产量代替。依据IPCC推荐的排放因子法计算出这5种燃料消耗量对应的CO2排放量，最后求和得出两省每年能源消耗排放的总CO2量。

表2 浙江省化石能源消耗情况 (2005—2012)

表3 贵州省化石能源消耗情况 (2005—2012)

1.3 排放因子法

排放因子法是IPCC推荐的CO2计算方法。其基本计算思想是把有关人类活动发生程度的信息(称作“活动数据”或“AD”)与量化单位活动的排放量或清除量的系数结合起来。这些系数称作“排放因子”(EF)。因此，基本的方程是：

排放量=AD×EF

IPCC推荐的计算方法有三个层级，第一层级为基于燃料的排放量，因为所有燃烧源的排放估算可以根据燃烧的燃料数量(通常来自国家能源统计)以及平均排放因子。对于CO2，排放因子主要取决于燃料的碳含量，而燃烧条件(燃烧效率、在矿渣和炉灰等物中的碳残留)相对不重要。因此，CO2排放可以基于燃烧的燃料总量和燃料中平均碳含量进行估算。排放因子采用IPCC数据库中推荐的缺省因子。第二层级采用国家特定生产技术水平条件下，特定燃料在特定燃烧条件下的排放因子代替缺省因子。它能够更为真实的反应排放源的CO2排放情况。第三层级为最高层级，它是详细排放模式测量，属于工厂级数据。它能够对非CO2温室气体作更好的估算，但也需要做更为细致的监测工作[6]。

采用IPCC推荐的第一层级计算方法，既缺省因子计算方法。首先，IPCC根据能源的发热量对能源消耗量做出转换，将质量单位转化为能量单位，转化因子即实现了每种燃料的能源单位转化(表4)。另外，IPCC认为CO2的排放量与燃料的含碳量有关。它假设在燃烧过程中，燃料中的碳100% 被氧化为CO2。不难看出，含碳量高的燃料排放的CO2气体也相应较高。排放因子即将能源化的燃料转化为对应的CO2排放量。因此，CO2计算公式可以表示为：

排放量=能源消耗量×转换因子×排放因子

由公式计算出各省所列能源清单的CO2排放量，然后加合，得到该省CO2排放量。特别提出，火电生产过程中CO2的计算是将火电生产量按0.122 9 kg/kw·h时折合为标煤量，然后通过标煤量计算CO2排放量。另外，本课题也研究了各省单位GDP CO2碳排放量以及GDP-CO2拟合曲线，将CO2与经济数据结合，更加体现出经济发展是否满足可持续发展的需求。

表4 IPCC推荐的CO2转换因子和排放因子

2 研究结果与讨论

研究结果显示，浙江和贵州两省在2005—2012年间，由能源消费产生的CO2排放量均呈直线上升趋势如图2所示。浙江省CO2最大排放量为2011年的939 104.87千t，2012年排放量出现小幅度回落，最小排放量为2005年的509 923.56千t。而贵州省的排放量在8年中一直呈现出稳定的增长趋势，最小值出现在2005年，为319 940.66千t，最大值出现在2012年，为527 819.98千t。两省的单位GDP CO2排放量曲线均呈下降趋势(图3)，浙江省单位GDP CO2排放量变化区间为2.62～3.80 t/元，变化范围较小。而贵州省的单位GDP CO2排放量变化范围较大，从2005年的15.97 t/元下降为2012年的7.70 t/元。拟合两省从2005—2012年的地区生产总值(GDP)可知，CO2排放量曲线与各省经济发展曲线体现出对数关系(图4、5)。

图2 两省CO2排放量曲线

图3 两省单位GDP CO2排放量

图4 浙江省CO2与GDP拟合曲线

图5 贵州省CO2与GDP拟合曲线

2.1 对结果的讨论

由研究结果可知，两省的CO2排放量在研究时间段内均呈增长趋势，并且与GDP呈对数增长关系。这说明两省经济的发展很大程度上依赖于化石能源的消耗。然而，化石能源虽然能有效地推动经济的发展，但其不可再生的特性，以及在燃烧过程中排放的大量温室气体和颗粒污染物都制约了未来它在促进经济发展中作用的发挥。面对这样的实际情况，两省都依据自身特点，制定了切实可行的发展方案。浙江省积极发展海洋经济，大力发展核能、风能、潮汐能等清洁能源。另外，大力提升第三产业在全省经济中的地位，淘汰一批高污染高能耗的产业。贵州省在能源利用方面，推动农村秸秆、稻草以及动物粪便等生物质能的技术转换，以及水力发电在农村地区的推广利用。同时，它也是联合国清洁发展机制(CDM)的项目目的地。

虽然浙江省每年排放的CO2总量远远高于贵州省，但其单位GDP CO2排放量却远远小于贵州。这说明，浙江省经济发展的优越性不仅体现在生产力的先进性，生产技术的发达程度，经济模式的灵活性以及政府政策的适宜性上，而且也体现于它在满足经济发展需求的同时，对温室气体较小的贡献作用上。而贵州省想要摆脱经济落后的帽子，不仅仅要追求总体经济的稳定增长，也要积极转变发展模式，进行技术革新，发展绿色经济，缩短与发达省份在可持续发展道路上的差距。浙江省提出了发展海洋经济的战略规划，大力发展海洋服务业，清洁能源和海洋生态示范区。而贵州省一直致力于生态文明城市的建设，近年来，利用贵州优良的气候条件和环境资源，大力发展生态旅游、大数据产业等高附加值的行业，是贵州省经济积极转型的表现。

两省的比较是相对而言的。也就是说，并没有一个可供校核的国际标准或是国内标准来判定这样的CO2排放量与经济关系就是绿色的、环保的、可持续的。这也是研究结果所具有的局限性。

2.2 对研究方法的讨论

IPCC推荐的排放因子计算法，是目前国际上计算CO2排放量普遍采用的方法。基于我国在能源消耗CO2排放因子数据的研究领域的空白，本课题采用的所有排放因子都源于IPCC推荐的缺省值。这给研究结果带来了一定程度的不确定性。换言之，IPCC推荐的排放因子是否适用于我国国情仍有待研究。但是针对于我国特定的排放因子尚未有成形的数据可以使用，国内研究在此领域也相对处于空白状况，这也是此研究遇到的困难之一。另外，文章中将一次能源类型简化为煤炭、焦炭、油品、天然气和电力五种类型，而没有按照IPCC推荐的能源明细进行计算，这也给计算结果的准确程度带来了影响。

3 结论与建议

(1) 浙江省和贵州省从2005—2012年间化石能源消耗排放的CO2量均为增长趋势，说明随着化石能源消耗量的增加，CO2排放量也随之增大。在很大程度上，经济发展仍然以化石能源作为主要支撑。

(2) 浙江省单位GDP CO2排放量远远小于贵州。综合来说，浙江省经济的发展要优于贵州省。它不仅经济总量远远高于贵州省，而且在满足经济发展需求的同时，它对温室气体贡献作用相对较小。

(3) 贵州省虽然经济的综合性劣于浙江省，但是在研究时段内，其单位GDP CO2排放量由2005年的15.97 t/元下降为2012年的7.70t/元，取得的进步是巨大的。希望在“生态文明贵阳国际论坛”的大力引导下，更多地考虑如何打造经济发展与生态环境保护的双赢局面，实现可持续发展。

本文仅以我国不同省份作为研究对象来探究CO2排放量与经济发展的关系。未来的研究可以着眼于更宽阔的参考背景——以发达资本主义国家作为参比，找出我国不同经济状况省份与发达国家的差距。例如，2014年贵州省进一步明确了建设生态文明示范城市的大方向后，将瑞士作为其生态文明发展借鉴学习的榜样。那么，差距何在？借鉴学习不仅仅是生搬硬套，而应该建立在科学分析的基础之上，找出差距，希望将来的研究能将这一点考虑进去。另外，未来的分析能够更深入的探讨缺省排放因子和数据合并过程给结果带来的不确定性。因为，它们的可信程度直接影响结果的真实性。

[1] 张志强，曲建升，曾静静.温室气体排放评价指标及定量分析[J].地理学报，2008(7):693-702.

[2] 刘冒明，傅国斌.全球温室效应的影响及对策[J].云南地理环境研究，1990(2):48-55.

[3] Greenhouse E, Jennifer A D，Stacy C et al.Encyclopedia of Biodiversity (Second Edition)[M].2013.

[4] 联合国《联合国气候变化框架公约》，1992.

[5] 联合国《京都议定书》，1998.

[6] Simon E, Leandro B, Kyoto M,et al.《2006年IPCC国家温室气体清单指南 第二卷 能源》[C].2006.

[7] 国家发展与改革委员会.《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》[S].北京：人民出版社，2011.

[8] 国家统计局能源统计司.《中国能源统计年鉴》[S].北京：中国统计出版社，2006-2013.

[9] 浙江省发展与改革委员会.《浙江海洋经济发展示范区规划》[S].杭州：2011.

CO2emission of Zhejiang and Guizhou province by the method of emission factor (IPCC) from 2005 to 2012

Du Yun

(Guizhou Industry Polytechnic College, Guiyang 550008, China)

this research explored the CO2emissions from fossil fuels in Zhejiang and Guizhou province within the time period from 2005 to 2012 by IPCC emission factor method. In addition, CO2/GDP was also investigated to discuss the relationship between CO2emission and economic development. The outcomes showed, CO2emissions from the two areas have been increasing linearly over the past 8 years. However, CO2/GDP displayed descending trends in the two provinces. This indicates that, with technical innovation and efficiency improvement, fossil fuels consumption is on its way to sustainable development. Generally speaking, the economic status of Zhejiang is much better than that of Guizhou. This is not only reflected on its higher economic volume, but also due to its lower CO2/GDP. In addition, Guizhou has also made great progress in its sustainable economic development, reflected by its rising GDP and decreasing CO2/GDP during this period. However, huge space for its further improvement still remains in terms of sustainable development.

primary energy; GDP; IPCC emission factor; CO2emission; sustainable development

2015-04-23； 2015-05-10修回

杜赟，女，1984年生，硕士研究生，研究方向：可持续发展、生态环境保护以及环境策略分析。E-mail： yun_du@live.cn

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