区域碳排放峰值测算若干问题思考：以北京市为例

杨秀　付琳　丁丁

摘要形成经济发展和政策目标相协调的城市化发展模式，推动一部分城市率先达峰，是实现中国2030年左右达到排放峰值的关键。而对于城市来说，测算和研究温室气体排放峰值，其主要意义在于通过测算，设定一个科学合理的排放目标，帮助地方政府结合当地的发展现状和趋势，理清思路，以出台对应的配套政策，形成倒逼机制，促使其更快实现经济发展方式的转变，实现低碳发展。目前，在城市层面，温室气体排放量和排放峰值测算方面尚没有统一的方法，在计算方法、计算范畴、选取数据来源和数据处理上也存在不同做法。文章分析了城市层面能源活动相关的CO2排放峰值的测算方法，基于KAYA分解方法，在温室气体排放测算的人口、人均GDP、GDP能耗强度、能源碳强度等参数的内涵和取值进行了探讨，并对排放峰值测算的几个相关问题进行了讨论，提出测算CO2排放峰值应考察一次能耗而不是终端能耗，使用常住人口数据而不是户籍人口，根据不变价GDP进行测算。在考虑电力、热力等二次能源的调入调出问题时，应本着“以在当地发生的物理排放源为基准，且应核算与当地GDP相对应的温室气体排放量”原则，区别测算。以北京市为例，以2011年为基年测算排放峰值，讨论了基本参数的发展趋势，并讨论了排放峰值的不确定性。经测算，北京的CO2排放总量峰值可于2019年出现，达到1.65亿tCO2。最后，讨论了实现排放峰值的主要措施。

关键词温室气体；排放峰值；低碳发展；低碳城市

中图分类号X22文献标识码A

文章编号1002-2104（2015）10-0039-06

doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.10.006

城市是人类文明发展的重要标志，能够在应对气候变化中发挥积极的作用。城市是温室气体的主要排放源，70%的碳排放来自城市，中国在未来10-15年将经历人类历史上最大的城市化进程。目前城市温室气体排放测算尚没有统一的方法，本文对城市温室气体排放和峰值测算方法进行探讨，并以北京市为例，采用KAYA分解法，对区域温室气体排放量的计算和排放峰值测算的过程予以说明。由于能源消耗相关的CO2排放占一个地区温室气体排放总量的80%以上，是控制温室气体排放的核心，除特别说明外，本文提到的排放测算方法和数据，仅指能源消费相关的CO2排放。

1区域碳排放峰值的测算方法

1.1碳排放峰值的影响因素及测算方法

CO2排放总量可以根据煤、石油、天然气等不同种类能源的使用量和排放因子直接计算，即：

CO2=ΣKiEi（1）

其中，Ki表示不同种类能源的排放因子，Ei表示不同种类能源的使用量。

然而，由于碳排放峰值为对未来一段时期的测算，很难对各种能源种类的消耗数量进行预测或设定，而考虑较多的指标是人口、经济、社会等方面的活动情况，并据此对CO2排放进行考察。

根据KAYA公式可对CO2排放量分解为三个主要驱动因素：GDP、单位GDP的一次能源消费量（GDP能耗）和单位能源的CO2排放量（能源碳强度），其中后两项乘积为单位GDP碳排放强度，即：

CO2排放总量 = GDP×（CO2/GDP）

=GDP×（能耗/GDP）×（CO2/能耗）

=人口×（GDP/人口）×（能耗/GDP）×（CO2/能耗）（2）

由此，CO2排放总量可分解为人口、人均GDP、GDP能耗强度和能源碳强度的乘积。这四个参数分别代表了一个地区与低碳发展相关的社会、经济、能源的现状。

测算未来排放状况也是通过KAYA分解，以某一年为基年（一般选择2005年或2010年），预测未来一段时期内的人口、人均GDP、GDP能耗强度和能源碳强度这四个参数取值，从而对当地的排放状况作逐年计算。结合未来的发展规划和路径安排，通过控制输入参数的取值，调整逐年的排放数据结果，可在某一目标年份实现CO2排放总量或人均排放峰值的测算。

1.2对基本参数的讨论

1.2.1人口

表示一个地区的人群规模大小，包括该地区的城镇和农村人口，其发展变化与人口自然增长率和人员流动情况相关。近年来我国人口自然增长率稳定在0.5%以下，但城镇化、工业化过程造成全国的人员流动性较大，各地区的人口增长速度相差较大。例如，相关统计公报显示，2014年天津市人口增速高达3.0%，同期全国人口增速约为0.52%，而吉林省、辽宁省和黑龙江省，人口增速不足0.1%。因此峰值测算中需结合所考察地区的具体情况预测未来的人口发展变化情况。

1.2.2人均GDP

表征了当地的经济发展水平。相关统计公报显示，2014年，我国人均GDP为4.65万元，约合7 500美元，已进入“中等收入国家”行列。但是地区间发展很不平衡，位于发达地区的上海、深圳超过了人均15万元，而云南、贵州等省人均GDP不到5万元。

人均GDP由基年GDP、GDP增速和人口数据计算获得。其中GDP增速可根据所考察地区的“十二五”规划和中长期规划预测。我国“十二五”规划纲要提出2011-2015年GDP年均增长7%，而地方的“十二五”规划纲要中提出的GDP增速全部高于全国水平，希望延续“十一五”高速增长的目标，但呈现出明显的“西高东低”的特点。2012年国家将“十二五”能源消费总量控制目标调整为40亿t标准煤，在单位GDP能耗下降16%的目标下，要求全国平均的GDP增速也需随之下调，约为8%。在能源和环境的约束下，经济发展长期维持8%甚至更高的年均增长有现实难度。

1.2.3GDP能耗强度

单位国内生产总值能源消耗，即生产单位GDP所消耗的能源，与产业结构、能源效率有关。2012年我国的GDP能耗强度为0.697 tce/万元，远远高于发达国家水平，甚至高于发达国家约30年前，人均GDP为1万美元左右时的水平。国务院2011年12月颁布的《“十二五”控制温室气体排放工作方案》规定了各地区的GDP能耗强度下降指标，下降幅度根据各地区的现有基础，要求在10%-18%之间。

1.2.4能源碳强度

指单位能源消耗所对应的CO2排放量，与能源结构和能源利用效率有关。一个地区的能源清洁化程度越高，能源碳强度越低。可根据所考察地区的一次能源消耗总量中，不同能源种类、消耗量和排放因子进行测算，遵循以下公式：

Intensity=（ΣEi×EFi）/ΣEi（3）

其中，Intensity表示能源碳强度，单位为tCO2/tce，Ei表示不同能源种类的一次能耗量（包括煤及相关制品、油及相关制品、燃气，已上网的可再生能源发电量），单位为万tce，EFi表示第i种能源品种的排放因子，单位为kgCO2/kgce。排放因子由各种能源品种的低位发热量、含碳量及燃烧氧化率确定，应优先使用当地实际数据，如果当地数据无法获得时，可采用《IPCC 2006年国家温室气体排放清单指南》推荐的排放因子[1]。本研究采用较为简化的排放因子（单位：kgCO2/kgce）：煤炭，2.64；油品，2.08；天然气，1.63。

1.3对几个相关问题的讨论

1.3.1终端能耗和一次能耗

地区能源活动相关的CO2排放大多指物理排放，即考察某一地区应考虑所有本地CO2排放固定源（电力和热力锅炉、工业窑炉、工业锅炉、户用炉灶等）和移动源（燃油和燃气交通工具）消费的能源而直接排放的CO2，包括煤炭、原油、天然气等能源的消费。目前，我国能源平衡表中的终端能源消费指的是一次能源消费量扣除一次能源加工、转换、输送损失（火力发电损失，供热损失、选煤、石油加工、炼焦损失，输电损失等）后的能源消费数量[2]。因此计算能源活动相关的CO2采用地区的一次能耗而不是终端能耗。

由于地区实际存在较大的调入或调出电量，终端能源消费和一次能源消费的差别往往不仅限于上述的一次能源加工、转换和输送损失。根据北京统计年鉴2012测算，北京2011年的终端能源消费总量为6 671.01万tce，而扣除了加工转换损失和调入电力、热力后的一次能源消费量为5 064.01万tce，二者的构成及简要关系见图1。测算能源活动的CO2排放应根据一次能耗计算，可分别按原煤及煤制品、原油及油制品、天然气的消耗数量和排放因子相乘获得。

1.3.2二次能源的调入调出

核算一个地区的能源消费时经常会遇到电力、热力的

调入和调出问题，有三种情况：无二次能源的调入和调出、调入的二次能源和调出的二次能源。总体而言，按IPCC国家清单和省级温室气体清单指南，对一个地区温室气体排放峰值测算的基本原则是以在当地发生的物理排放源为基准，且应核算与当地GDP相对应的温室气体排放量。针对这三种情况，具体的核算方法是：

情况一：无二次能源的调入和调出，直接计算当地生产和消费电力、热力的一次能源消耗。

情况二：调入的二次能源。以2011年的北京市为例，虽然调入的热力和电力生产过程对应的GDP并未计入北京市，但调入的热力和电力用于北京市的生产生活各个方面，对北京市的GDP有贡献，因此其对应的排放还是应计入北京市的温室气体排放中。而且，如果调入的二次能源可以不计入当地排放，那么“减少本地电力和热力生产，改为调入二次能源”成为了降低温室气体排放的措施，从国家控制温室气体排放的全局来看，这显然是不科学的。所以测算北京市温室气体排放总量时，应计算一次能源（5 064万tce）燃烧的直接排放，加上调入热力（82万tce）和调入电力（1 769万tce）对应的排放。二次能源的排放因子应尽量根据实际情况确定，如果实际排放因子不易得，可根据当年的全国区域电网基准线排放因子获取。

情况三：调出的二次能源。由于发电厂产生的生产总值也计入了当地的GDP统计，在测算温室气体排放总量时仍应计算该部分电量所对应的排放。例如，陕西省2010年从西北电网调入电量164.68亿kWh，调出电量260亿kWh，净调出电量为95.32亿kWh（数据来源：2011年陕西省统计年鉴）。因此，计算陕西省的温室气体排放时，应将调入和调出电量所对应的排放分别计算，同时计入。

1.3.3户籍人口和常住人口

户籍人口是指在某地的公安户籍管理机关登记了常住户口的人，不管其是否外出，也不管外出时间长短，只要在某地注册有常住户口，则为该地区的户籍人口。常住人口指实际经常居住在某地区半年以上的人口。我国的统计年鉴中1981年以后的各地区人口数据指的是常住人口。目前我国人口流动性很大，各地区的户籍人口和常住人口数据常存在较大差别。例如北京2011年底的户籍人口数为1 277.9万人，而常住人口数为2 018.6万人，二者相差58%（数据来源：北京统计年鉴2012）。由于温室气体排放与当地的社会、经济和能源等活动息息相关，因此测算排放数据时应使用常住人口，而不是户籍人口。

1.3.4不变价GDP和现价GDP

地区生产总值（地区GDP）代表的经济因素是测算排放数据的重要输入参数。GDP指某地区所有常住单位在一定时期内生产活动的最终成果，受价格变化和物量变化两大因素影响。不变价GDP是把按当期价格计算年的地区生产总值换算成按某个固定期（基期）价格计算年的价值，从而使两个不同时期的价值进行比较时，能够剔除价格变化的影响，以反映物量变化，反映生产活动的成果的实际变动。由于能源消耗的碳排放与实际经济活动及其成果相关，而不是考虑了价格变化后的经济总量直接相关，考虑逐年的GDP能耗强度变化时，应以不变价GDP为依据。常用的方法是以某一年（例如2010年）为基期，根据地区的国民经济和社会发展规划情况，设定未来一段时期的逐年经济增长率，从而获得相对于基期的不变价GDP数据，以测算单位GDP能耗情况。

2以北京为例的区域排放峰值测算

北京市提出争取在2020年前后达到碳排放峰值，为其他地区的控制温室气体排放工作积累经验。通过对北京市CO2排放和峰值测算相关参数取值以及结果的讨论，说明能源相关的CO2计算方法以及峰值测算的主要相关考虑。