2003—2012年内蒙古工业行业能源消费CO2排放研究

乌日娜，张继权，董振华，哈　斯

(东北师范大学环境学院自然灾害研究所，吉林 长春 130117)

2003
—2012年内蒙古工业行业能源消费CO2排放研究

乌日娜，张继权，董振华，哈斯

(东北师范大学环境学院自然灾害研究所，吉林 长春 130117)

[摘要]采用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC，2006年)颁布的CO2排放指南中的计算公式和CO2排放系数缺省值，计算了内蒙古2003—2012年工业行业能源消费CO2的排放情况.结果表明：内蒙古能源消费总量由2003年的0.532 0亿t(标准煤)增长到2012年的1.410 6亿t(标准煤)，平均年增长率为11.44%；由能源消费产生的CO2排放总量由2003年的1.340 0亿t增长到2012年的5.134 1亿t.在各类能源消费CO2排放量中2003年煤炭的CO2排放量最大，占总CO2排放量的86%，而2012年天然气的CO2排放量最大，占总CO2排放量的99%；CO2排放强度总体上呈现下降的趋势.通过相关性分析得出CO2排放量与人口、人均GDP和能源强度呈现高度相关性.因此，应该采取控制人口数量、降低能源强度和提高能源利用效率等措施来降低CO2排放量.

[关键词]CO2排放；工业行业；能源消费；内蒙古

气候变暖居于全球十大环境问题之首，已经得到了国际社会的广泛关注.目前有相当多的学者认为，温室气体特别是CO2浓度的剧增，引起了气候变暖[1].联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次报告得出结论，认为人类活动引起的大规模能源消费导致的大气中CO2含量迅速升高很可能是引起全球气候变化的最主要原因，这种可能性在90%以上[2].我国目前温室气体排放量占世界的10%[3]，处于世界第二位，并有可能在2010—2020年取代美国成为世界上最大的温室气体排放国，其中能源消费的快速增长对碳排放的增加起着决定性的作用[4].因此，开展能源消费CO2排放效应研究对于了解CO2排放机理、制定CO2排放政策具有重要意义，也引起了国内外学者极大的关注.

目前，能源消费CO2排放以及影响CO2排放因素的探讨和研究诸多，在碳排放总量的测算和对比方面，Simone Gingrich 等(2011)[5]运用Kaya恒等式对奥地利与捷克斯洛伐克在1930—2000年的碳排量进行了测算；在CO2排放的影响因素分析方面，B.W.ANG等(1998)[6]运用对数平均Divisia指数(LMDI)分解法研究了工业部门CO2的排放情况，结果表明，在1985—1990年期间工业部门能源消耗的强度变化对CO2排放有较大的抑制作用.纵观国内外关于CO2排放量测算及CO2排放影响因素的研究发现，全国层面的研究较多，对于更小尺度的研究较少；缺少对CO2排放结构、强度以及影响因素等多方面系统研究的案例.因此本文选择了内蒙古自治区101个县级市，以其工业行业能源消费CO2排放量为研究对象，对内蒙古自治区的CO2排放结构、强度以及影响因素等多方面进行了系统研究，以为自治区走低碳经济的发展道路提供实际性的依据.

1研究方法与数据来源

1.1数据来源

本研究采用的数据均来自《内蒙古自治区统计年鉴》(2003—2012)[7].在计算能源消费CO2排放量时采用能源平衡表中的终端消费量(标准量)，不计加工转换过程、运输和输配中损失能源的CO2排放；电力和热力的CO2排放是按火力发电和供热投放的能源计算，不再计算能源终端消费部门热力和电力的CO2排放量.由于无法收集到完整时间段的各类能源终端消费数据，因此选用了覆盖研究时间段的几类主要能源，包括原煤、焦炭、原油、汽油、柴油、燃料油和液化石油气.由于这些能源占终端能源消费总量的比例较高，可以认为近似等于终端能源消费的总量.

1.2研究方法

本文采用联合国政府间气候变化专门委员会颁布的《IPCC 2006国家温室气体清单》指南中的缺省CO2排放系数所推荐的公式计算能源消费CO2排放，即

CO2总排放量=能源终端消费量×CO2排放系数.

具体计算公式为[2]

C=E×Fi.

式中：C为CO2排放量(万t)； Fi为CO2排放系数，i为能源类型；E为能源终端消耗量(万t).计算结果见表1.

表1　各类能源折算标准煤系数和CO2排放系数

2结果与分析

2.1内蒙古自治区CO2排放现状分析

2.1.1工业行业能源消费量总量分析

如图1所示，内蒙古自治区工业行业能源消费总量逐年增长，由2003年的0.532 0亿t(标准煤)增加到2012年的1.410 6亿t(标准煤)，平均年增长率达到11.44%，其中以2003年增速最快，增长率达到了11.45%.进入21世纪以来内蒙古自治区经济尤其是工业的快速发展，对能源需求量随之增加，因此带来的温室气体的排放尤其是CO2的排放量越来越多.

能源消费弹性系数用于表示能源消费增长速度和一个国家或者一个地区经济增长速率的比例关系，发展中国家在发展初期，能源效率较低，所以其能源消费弹性系数往往超过或接近1[8].

图1　内蒙古2003—2012年能源消费总量

图2　内蒙古工业行业能源消费弹性系数变化趋势(2003—2012)

由图2可见，近10年来内蒙古工业行业能源弹性系数呈波动性增长，其中只有在2009—2010年期间和2012年，能源消费弹性系数大于1，2003和2008年弹性系数均小于1，意味着这几年能源消费的增长速度小于经济的增长速度，但这并不能证明内蒙古以较低的能源投资获得了较高的经济增长.2008年，弹性系数开始超过1，2008年、2009年和2012三年能源消费弹性系数继续上升，分别达到1.09，1.84和2.40，产业结构变动明显推动了能源消费的增长，表明能源消耗过快反而经济增长滞后，即能源消费增长率超过了经济增长率[9].自2003年以来，随着全区节能降耗力度的加大以及能效的提高，经济增长快于能源需求增长速度，能源消费弹性系数曲线呈下降趋势，弹性系数开始小于1，2011年下降到0.55，但仍比2003年高0.17；而2012年能源消费弹性系数达到2.40，说明能源消费对经济的增长影响越来越大，并且经济增长对能源消费的依赖度也随之提高.

2.1.2工业行业能源消费利用效率现状

能源消费强度是指国民经济在生产中的单位能耗水平，通常表达为生产单位国内生产总值所消耗的能源量，反映了生产和消费过程中能源的利用效率，是衡量经济增长质量的重要指标之一.能源消费是经济发展的基础，没有一定量的能源消费就谈不上经济的发展.我国实现节约型社会，其重点就是必须要节约能源，而节约能源的重中之重就是提高能源利用效率[8].

由图3可知，2003—2012年间内蒙古自治区工业行业能源消费强度不断下降，从2003年的2.42万t/亿元降至2012年的1.42万t/亿元.其中2002—2010年工业行业能源消费强度快速下降，2010—2012年工业行业能源消费强度下降速率较为缓慢.工业行业能源消费强度的下降主要是由于工业能源利用效率的提高，全区加快了对那些高碳、高污染、高排放行业的淘汰进度，同时加大了对行业节能技术的改造力度和节能管理.

图3　内蒙古工业行业能源消费强度变化趋势(2003—2012年)

图4　2003—2012年内蒙古工业行业能源消费CO2排放总量变化趋势

2.1.3CO2排放总量特征分析

2003—2012年，内蒙古工业行业能源消费的CO2排放量整体上呈上升趋势，从2003年的1.340 0亿t增长到2012年的5.134 1亿t，10年间增长了2.83倍，年均增长率为16.08%.2003—2010年CO2排放量大致以平缓的速度增长，年均增长率为16.58%，整体上能源消费总量、国内生产总值和CO2排放量呈正比例关系，这也证实了在经济快速发展的带动下对能源的需求也会随之增加从而导致CO2的排放量增多(见图4).

2.1.4工业行业能源消费CO2排放强度分析

CO2排放强度是指单位GDP的CO2排放量，它是评价CO2排放水平的一个关键指标，它受经济发展水平、产业结构、能源结构等多种因素的影响[10].如果一国或一个地区在经济增长的同时，每单位国民生产总值或地区生产总值所带来的CO2排放量在下降，那么说明该国或该地区就实现了一个低碳的发展模式[8].在一定能源利用结构前提下，CO2排放量和经济发展关系为：经济发展的规模越大，CO2排放量也就随之越多.但是通过节能提高生产效率，调整产业结构，如由能源高消费产业向能源低消费产业，或者由工业向服务业调整，也可以保证CO2排放量不随经济的增长而增加，亦即适用于倒U形的环境库兹涅茨曲线.但从全区的实际情况来看，尚未出现到达环境库兹涅茨曲线拐点的迹象.

图5　2003—2012年内蒙古工业各行业能源消费CO2排放强度

从图5显示的亿元GDP CO2排放量的变化情况来看，内蒙古亿元GDP CO2排放水平则呈现不断下降的趋势，从2003年的6.92万t/亿元减少至2012年的2.34万t/亿元，而在2010—2011年则表现为增长的趋势，这说明内蒙古自治区通过一系列的节能减排措施，在一定程度上降低了工业经济发展对高能耗行业的依赖性，有效提高了工业行业的能源利用效率.

2.1.5工业分行业能源消费CO2排放特征分析

从表2可以看出，工业的39个行业2003—2012年CO2排放总量均呈现递增趋势.但是不同行业之间CO2排放还具有较大的差异.电力、热力生产和供应业，煤炭开采和洗选业，石油加工、炼焦和核燃料加工业，黑色金属冶炼和压延加工业是内蒙古自治区排前4的CO2排放量最高的行业，而且这4个行业增加幅度最大.这主要是因为电力、热力生产和供应业对于能源的需求量较大，因为内蒙古自治区70%的电力来自煤炭发电，水电所占比重过小；热力生产中天然气所占比重也不高，从而随之产生的CO2排放量也逐年增长.其次，内蒙古自治区主要的经济发展是高度依赖煤矿开采，而且煤炭的CO2排放系数是最高的.最后，内蒙古自治区的主要支柱产业是制造业，是为其他行业提供基本材料的比较基础性行业，政府部门会大力扶持，所以产业规模会迅速扩大，并致使其GDP也是工业行业中最高的，因此CO2排放量也随之增长.

表2　内蒙古2003-2012年各工业分行业能源消费CO2排放量　万t

续表2　万t

2.2工业行业能源消费的CO2排放结构分析

区域能源消费的CO2排放量取决于能源消费总量和能源消费结构，而能源消费结构一般受到地区资源禀赋、经济发展水平、产业结构、能源利用效率以及地区对国家的能源保障地位等因素的影响[11].能源消费结构是能源消费中各种能源所占的比例，其差异在某种程度上决定了能源消费碳排放的高低[12].

由表3可知，2003—2012年间，除了燃料油、煤油和原油的CO2排放量呈递减形势外，煤炭、焦炭、汽油和天然气的CO2排放量呈递增趋势；能源类型主要以煤炭和焦炭为主，而且煤炭所占比例较高，清洁能源、低碳能源所占比例明显偏低，尤其是天然气.这说明了内蒙古自治区能源消费结构是以“重煤”为主，煤炭和石油为主的能源消费结构基本保持未变.因此在未来的能源消费结构调整中，应该加大低碳能源所占的比例，同时寻找清洁能源来代替煤炭和石油类产品，这也是内蒙古自治区逐步实现节能减排的主要途径.

表3　内蒙古2003-2012年工业行业各类能源CO2排放量　万t

2.3工业行业能源消费的CO2排放量影响因素分析

众所周知，工业行业能源消费CO2排放量与经济发展水平有着密切的关系.本文选取代表经济、人口发展的人均GDP、能源消费强度和常住人口等因素探讨能源消费工业行业CO2排放量的影响因素，因此，利用SPSS统计软件对能源消费CO2排放量与人均GDP、人口和能源消费强度之间进行相关性分析，结果见表4.

由表4的相关分析可见，内蒙古工业行业能源消费的CO2排放量与人均GDP之间有着正相关的增长关系，且相关性极高.说明经济的快速发展对能源消费CO2排放量的增长有着巨大的推动作用.同时，人口与能源消费CO2排放量呈显著正相关，说明随着内蒙古人口数量的增加会导致更多的能源需求，工业行业能源消费CO2排放量也会随之增加；能源消费强度与工业行业能源消费CO2排放量呈现负相关，说明能源消费强度的下降抑制了CO2排放量的增加，通过降低能源消费强度可以降低CO2的排放量.

表4　人均GDP、常住人口和能源消费强度与CO2排放量的相关性分析

3结论与讨论

本文以2003—2012年内蒙古自治区工业行业能源消费量及经济社会发展相关数据为基础，依据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC，2006)颁布的CO2排放指南中的计算公式和CO2排放系数缺省值对内蒙古自治区能源消费CO2排放量进行了估算，在此基础上系统分析了内蒙古自治区的CO2排放总量、排放结构、排放强度变化以及CO2排放影响因素.2003—2012年总体上工业行业一次能源消费总量呈现增长趋势，全区能源消费年均增长率为11.44%；煤炭在内蒙古能源消费构成中占绝对优势，石油是内蒙古消费的第二大能源，内蒙古工业行业能源消费强度不断下降，年均下降0.24%；2003—2012年能源消费CO2排放量整体上呈上升趋势；经济发展效应对全区能源消费CO2排放量增加的影响效应最大，是内蒙古自治区CO2排放增长的主导因素.

由于研究区相关基础资料的局限性及能力、时间和条件等因素的不足，本研究还是最基本、初步的，尚需做进一步的深入研究.本文对工业行业能源消费CO2排放量的估算方法是基于碳排放系数法，用此方法估算的结果有可能产生误差，因此，在今后的研究工作中首先要对温室气体估算方法进行系统研究；其次，本文在选择能源类型时局限于统计年鉴，能源类型方面不够全面，所以本文对能源消费排放的CO2排放总量上会存在一定的偏差；此外，工业行业的CO2排放只是整个碳循环系统的一部分，在接下来的研究工作中应开展更加深入和细致的分析，以为内蒙古自治区制定CO2减排策略，发展低碳经济，走绿色节能道路提供科学依据.

[参考文献]

[1]赵冠伟，陈健飞，崔海山，等.1992—2007年广州市能源消费碳排放研究[J].资源与产业，2010，12(6)：180-184.

[2]IPCC.IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories：volume 2：Energy[EB/OL].[2015-01-12].http：//www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/vol2.html.

[3]IEA.IEE of Japan hand book of energy & statistics in Japan [R].Tokyo：The Energy Conservation Center，2001.

[4]中国气候变化国别研究组.中国气候变化国别研究[M].北京：清华大学出版社，2000.

[5]SIMONE GINGRICH，PETRA KUKOV，JULIA K.STEINBERGER.Long-term changes in CO2emissions in Austria and Czechoslovakia—identifying the drivers of environmental pressures [J].Energy Policy， 2011，39(2)：535-543.

[6] ANG B W，ZHANG F Q，CHOI KI-HONG.Factorizing changes in energy and environmental indicators through decomposition [J].Energy，1998，23(6)：489-495.

[7] 内蒙古自治区统计局.内蒙古自治区统计年鉴[EB/OL].[2015-01-12].http：//www.nmgtj.gov.cn/NianDu.asp.

[8]苟少梅.新疆1990—2010年能源消费的碳排放量测算与排放特征分析[D].乌鲁木齐：新疆师范大学，2013.

[9]张瑞.中国能源效率与其影响因素研究[M].北京：经济日报出版社，2011：120-130.

[10]张志强，曾静静，曲建升.世界主要国家碳排放强度历史变化趋势及相关关系研究[J]．地球科学进展，2011，26(8)：1-11.

[11]张利，雷军，张小雷.1952—2008年新疆能源消费的碳排放变化及其影响因素分析[J].资源科学，2012，34(1)：42-49.

[12]赵荣钦，黄贤金，钟太洋.中国不同产业空间的碳排放强度与碳足迹分析[J].地理学报，2010，65(9)：1048-1057.

[13]黄静，冯娜娜.2000—2009年安徽省能源消费与碳排放分析[J].环境科学与管理，2011，36(9)：152-154.

[14]孙建卫，赵荣钦，黄贤金，等.1995—2005年中国碳排放核算及其因素分解研究[J].自然资源学报，2010，25(8)：1286-1295.

[15]杜官印，蔡运龙，李双成.1997—2007年中国分省化石能源碳排放强度变化趋势分析[J].地理与地理信息科学，2010，26(5)：77-92.

[16]赵雲泰，黄贤金，钟太洋，等.1999—2007年中国能源消费碳排放强度空间演变特征[J].环境科学，2011，32(11)：3146-3152.

[17]王长建，张利，王强，等.1990—2009年山东能源消费的碳排放动态演进分析[J].中国科学院研究生院学报，2012，29(4)：470-475.

[18]苟少梅，王长建，张利，等.1990—2010年广东省能源消费的碳排放驱动因素分析[J].热带地理，2012，32(4)：390-401.

(责任编辑：方林)

The research of energy consumption carbon dioxide emission in Inner Mongolia’s industrial sector during 2003 to 2012

Wrina，ZHANG Ji-quan，DONG Zhen-hua，Hasi

(School of Environment，Institute of Natural Disaster Research，Northeast Normal University，Changchun 130117，China)

Abstract:The carbon dioxide emission of energy consumption，especially caused by the industrial sector energy consumption is the major source of greenhouse gases.The research of industrial sector carbon dioxide emissions will be the basis of understanding and developing of low carbon economy in Inner Mongolia.Using the calculation methodology and carbon emission coefficients based on the IPCC(2006)，the amount of carbon dioxide emissions due to industrial sector energy consumption in Inner Mongolia were calculated from 2003 to 2012.The results showed the industrial sector energy consumption increased continuously，from 0.532 0×108 t in 2003 to 1.410 6×108 t in 2012，the average annual rate is 11.44%.The carbon dioxide emissions due to energy consumption increased continuously，from 1.340 0×108 t in 2003 to 5.134 1×108 t in 2012.The coal carbon dioxide emissions is the largest among all kinds of energy consumption in 2003 and accounted for 86%.but the natural gas carbon dioxide emissions is the largest among all kinds of energy consumption in 2012 and accounted for 99%.The carbon dioxide emission intensity has decreasing trends in analyzed years.The correlation analysis of carbon dioxide emissions with population，per capita GDP and energy intensity which is appear to be highly correlation.Therefore，we should reduce dioxide emissions through control the population quantity，reduce the energy intensity and improve the energy efficiency.

Keywords:carbon dioxide emission； industrial sector； energy consumption； Inner Mongolia

[文章编号]1000-1832(2016)02-0141-07

[收稿日期]2015-01-12

[基金项目]国家“十二五”科技支撑计划资助项目(2013BAK05B02).

[作者简介]乌日娜(1988—)，女，博士研究生，主要从事自然灾害风险评估与应急管理研究；通讯作者：张继权(1965—)，男，博士，教授，博士研究生导师，主要从事区域灾害与生态环境风险评价、预警与应急管理研究.

[中图分类号]X 511[学科代码]610·2010

[文献标志码]A

[DOI]10.16163/j.cnki.22-1123/n.2016.02.029