1995—2013年山西省能源消费碳排放核算与特征分析

解瑞丽

（山西省生态环境研究中心，山西 太原 030009）

1995—2013年山西省能源消费碳排放核算与特征分析

解瑞丽

（山西省生态环境研究中心，山西 太原 030009）

采用1995—2013年分燃料品种化石燃料燃烧消耗量数据，对山西省化石燃料燃烧CO2排放量进行核算，并分析其变化趋势。结果表明：山西省化石燃料燃烧CO2排放总量呈持续上升趋势，煤、油、气排放占比平均分别为95.0%、4.3%、0.7%；单位能源消耗碳排放强度远远高于同期全国及世界平均水平；单位地区生产总值碳排放强度显著下降，但仍远高于全国平均水平；人均碳排放强度呈显著上升趋势。基于上述分析，进一步提出了山西省减少碳排放的对策建议。

山西省；化石燃料；碳排放特征；低碳发展

10.13358/j.issn.1008-813x.2016.04.13

化石燃料燃烧是大气温室气体增加的首要原因［1］。对我国而言，化石燃料燃烧产生的温室气体约占全国温室气体总排放量的70%。依托丰富的煤炭资源，山西成为了能源生产和消耗大省。从能源生产结构看，山西是我国重要的能源生产基地，原煤、焦炭、电力等产业产能均位居全国前列，2014年产量分别占全国的1/4，1/5，1/21［2］。从能源消费结构看，山西能源消费高度依赖煤炭，一次能源消费中煤炭占比达到90%以上，远远高于全国水平（66%）和世界水平（30%），非化石能源消费比重极低［3］，以煤为主的能源结构必然造成山西经济呈现高碳排放特征。

因此本研究采用《中国能源统计年鉴》（1995—2012年）山西省分燃料品种化石燃料燃烧消耗量数据，按照《省级温室气体清单编制指南（试行）》中的方法核算山西省碳排放量，并分析碳排放变化趋势和特征，为制定碳减排措施和低碳发展路径提供科学依据［4］。

1　核算方法与基础数据来源

1.1化石燃料燃烧CO2排放

根据《省级温室气体清单编制指南（试行）》，山西省化石燃料燃烧CO2排放量计算公式如下：

其中：E为山西省年度化石燃料燃烧CO2排放，t；

Fi为第i种化石燃料燃烧消费量，万t或亿m3，依据《中国能源统计年鉴》 （1991—2014）中的山西省能源平衡表（实物量） 确定，具体为Fi=终端消费量i+火力发电投入量i+供热投入量i［4］；

NCVi为第i种化石燃料平均低位发热量，TJ/ 万t或TJ/亿m3，依据 《中国能源统计年鉴》（2013）和《（GB/T 32150-2015）工业企业温室气体排放核算和报告通则》确定［4-5］；

CCi为第i种化石燃料单位热值含碳量，单位为tC/TJ，依据《省级温室气体清单编制指南（试行）》及《2006年IPCC国家温室气体清单指南》确定［6］；

OFi为第i种化石燃料燃烧碳氧化率，无量纲，依据《省级温室气体清单编制指南（试行）》及《（GB/T 32150-2015）工业企业温室气体排放核算和报告通则》确定［5］；

i为化石燃料类别，根据能源平衡表，山西省所涉及的燃料类型包括原煤、洗精煤、其他洗煤、型煤、煤矸石、焦炭、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、其他煤气、其他焦化产品、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、其他石

油制品、天然气及其他能源。

1.2化石燃料燃烧CO2排放强度

从以下3个指标分析山西省化石燃料燃烧CO2排放强度：

单位能源消耗CO2排放强度=E/F

单位地区生产总值CO2排放强度=E/GDP

人均CO2排放强度=E/P

其中：E为山西省年度化石燃料燃烧CO2排放量，t；

F为山西省年度化石燃料燃烧能源消费总量，tce；

GDP为山西省地区生产总值，万元，数据来源于《山西统计年鉴2015》；为保持不同年度单位地区生产总值CO2排放强度可比性，各年度GDP为不变价值（按1995年价格）①；

P为山西省常住人口数，人，数据来源于《山西统计年鉴2001》 《山西统计年鉴2006》《山西统计年鉴2015》①。

2　碳排放结果与特征分析

2.1碳排放总量与构成分析

1995年，山西省化石燃料燃烧CO2排放量为16 048万t；到2013年，山西省化石燃料燃烧CO2排放量增长为53 194万t，相较1995年增加了2.3倍。从排放量变化趋势看，可以分为两个阶段，第一个阶段为1995—2000年，化石燃料燃烧CO2排放基本保持不变；第二阶段为2000—2013年，化石燃料燃烧CO2排放呈持续增长趋势，年均增长9.53%，这与该时段经济的高速增长有着密不可分的关系（见图1）。山西省2013年地区生产总值相较1995年增长将近6倍，其中第二产业占经济总量的50%以上，第二产业中重工业占工业增加值的90%以上，主要为煤炭、电力、冶金、焦化、化工等高能耗行业，这样的产业构成情况下，经济的增长势必会导致能源消费量的增加，从而导致碳排放的增加①。此外，山西省2013年常住人口数较1995年增长18%，人口的增长一方面会直接导致居民生活用能增加，另一方面会增加居民对基础设施及日常生活用品的需求，间接导致生产建设用能增加，最终引起碳排放的增加。

1995—2013年，山西省煤炭、油品、天然气消费产生的CO2排放绝对量均显著上升，2013年相比1995年分别增长2.2，3.4，94.9倍，天然气消费CO2排放量增长极为显著。从排放构成角度看，煤炭消费产生的CO2排放占化石燃料燃烧CO2总排放比重呈缓慢下降趋势，仍长期维持在较高水平，平均占比95.0%；油品消耗产生的CO2排放占比在2.9%～6.4%之间，波动较大，无明显规律，平均在4.3%，受油价和市场供应情况的影响；天然气消耗产生的CO2排放占比呈显著上升趋势，由1995年的占比0.06%上升到2013年的1.84%，平均占比0.7%，由于初始的占比极小，显著上升的趋势尚未改变目前天然气消耗CO2排放在化石燃料燃烧CO2排放中占比极小的局面（图1）。根据IEA相关研究报告，2013年，中国化石燃料燃烧CO2排放中煤炭、油品、天然气贡献分别为84%、13%、3%；而全球化石燃料燃烧CO2排放中煤炭、油品、天然气贡献分别为46%、34%、20%。经综合分析，山西的能源消耗碳排放构成主要由资源禀赋所致，其煤炭储藏和生产量在全国首屈一指，但缺油少气，且油气资源省外供应量不足，虽然煤层气资源可以在一定程度上弥补气源不足的问题，但由于资源赋存区地质条件复杂，开采技术尚未成熟，大规模开采尚需时日，以煤为主的CO2排放特征很难快速扭转。

图1　1995—2013年山西省化石燃料燃烧CO2排放总量及构成变化趋势

2.2碳排放强度分析

2.2.1单位能源消耗CO2排放强度

由于所含碳元素的密集程度有所区别，不同能源释放相同热量时所产生的CO2排放也存在较大差异。根据2005年国家温室气体清单研究结果，煤炭、石油、天然气燃烧过程CO2排放因子分别为2.64 tCO2/tce、2.08 tCO2/tce、1.63 tCO2/tce。因此一个地区单位能源消耗CO2排放强度很大程度上也取决于该地区的能源消费结构［8］。根据分析，1995—2013年，山西省煤炭消费比重由96%下降到91%，仍维持在以上，单位能源消耗CO2排放强度平均为2.58 tCO2/tce，呈现波动状态，无显著下降趋势（图2）。目前山西的单位能源消耗CO2排放强度远远高于全国平均水平，与世界平均水平更是相差甚远。这就意味在高能耗产业为主的山西，每消耗一个单位的能源就要比其他区域付出更高的碳排放代价，而调整能源结构，降低对煤炭的过度依赖，提升低碳能源使用比例，能够对降低单位能源消耗CO2排放强度产生显著的影响。

2.2.2单位地区生产总值CO2排放强度

1995—2013年，山西省地区生产总值增长倍数远远高于化石燃料燃烧碳排放增长，单位地区生产总值CO2排放强度呈显著持续下降趋势，由1995年的15 t/万元（基于1995年价格） 下降到2013年的7 t/万元（基于1995年价格），下降50%以上（见图3）。但是根据有关研究成果，2012年山西省万元GDP碳排放仍位居全国前列，为全国平均水平的3倍，而中国万元GDP碳排放则高出全球平均水平2倍以上［1，8］。

单位地区生产总值CO2排放强度的下降与能源利用效率的提升有着密不可分的关系，通过发电、冶金、化工等高耗能行业落后产能淘汰，提升装备水平，加强技术改造，山西在提高主要产品用能效率方面取得了显著成绩，如发电煤耗从1998年的466 gce/（kW·h）下降到“十一五”末的349 gce/（kW·h），下降率达25%，2015年又进一步下降到328 gce/（kW·h）；吨钢综合能耗也从1995年的1 400 kgce/t以上下降到2010年的660 kgce/t左右，目前在600 kgce/t左右，下降率将近60%以上，对降低单位地区生产总值CO2排放强度起到了积极的推动作用［9-10］。但是能效提升对碳减排的促进作用受现有技术水平限制，需要依赖于技术的不断革新。

根据韩文科等人的研究，通过产业结构调整，降低经济发展对能源消耗的依赖性，对实现碳减排具有明显的推动作用［11］。近年来，山西省也在不断加强产业结构调整，积极培育装备制造、材料和旅游等新兴支柱产业，截至2013年，第二产业对地区生产总值的贡献占52.2%，相比1995年提升6%，第一产业比重下降近10%，第三产业比重提升3.5%；第二产业的工业中，直接消耗化石燃料较多的电力、热力生产与供应业，化学原料及基础制品制造业，黑色金属冶炼及压延加工业，有色金属冶炼及压延加工业增加值贡献均有明显下降，但煤炭开采与洗选业增加值贡献相对1995年上升近70%，2013占总工业增加值的58%，存在着严重的产业发展不均衡，高新技术产业发展未见明显成效，也说明产业结构调整对降低山西单位地区生产总值CO2排放强度仍有很大的潜力和空间［7］。

图3　1995-2013年山西省单位地区生产总值CO2排放强度及人均CO2排放强度变化趋势

2.2.3人均CO2排放强度

由图3可知，1995—2000年，山西省人均CO2排放强度基本保持不变，平均为5.1 tCO2/（人·a）；2000年后开始持续上升，到2013年已上升到14.6 tCO2/（人·a），年均增长8.6%。同期，山西省处于城镇化建设过程中，2013年城镇人口比重达到52.56%，相较1995年上升22%，且城镇居民可支配收入和农村居民可支配收入成倍增长，分别为1995年水平的7倍、6倍①。首先，由于物质条件相对丰富，城镇居民居住、交通等生活用能高于农村居民，随着城镇化水平的提升，城镇居民显著增多，导致人均居民生活用能增多，且城镇化建设初期，会伴随着大量的基础设施建设活动，从而间接增加居民相关的生产建设用能；而城镇和农村居民可支配收入的成倍上涨意味着居民购买力提升，对物质的需求提升，从而带动消费品生产用能提升，两方面因素均是人均CO2排放强度增高的重要原因。此外山西人均CO2排放强度远远高于全国平均水平，这主要是能源消费以煤为主，单位能源消耗CO2排放强度高所致。根据发达国家经验，城镇化和居民生活水平提升过程中，必然会经历人均CO2排放强度上升的过程，尤其是在发展初期。目前山西城镇化水平和居民可支配收入与发达国家相比仍有很大的差距，也就意味着在一定时期内其人均CO2排放强度还会保持上升趋势。

3　结论与建议

总体来看，1995—2013年，山西省化石燃料燃烧CO2排放总量呈持续上升趋势，煤、油、气排放占比平均为95.0%、4.3%、0.7%，以煤为主的碳排放结构仍甚为突出，进而造成单位能源消耗碳排放强度远远高于全国平均水平及世界平均水平；随着能效提升和产业结构调整，单位地区生产总值碳排放强度显著下降，但仍远高于全国平均水平；随着城镇化水平和居民购买力的不断提升，人均碳排放强度也呈显著上升趋势。

人口增长、经济增长及居民生活水平的提升是碳排放不断增加的主要原因。虽然我国人口增长率已显著下降，但是由于人口惯性因素及全面实施一对夫妇可生育两个孩子政策影响，人口数量仍将在一定时期内保持增长趋势。另外山西与全国相比经济发展落后，全面建设小康社会的发展目标要求山西仍将在较长一段时间内将经济发展和居民生活水平的提升作为重点。

经济增长和居民生活水平的提升将推动碳排放总量的增长及人均碳排放水平的提升。因此，在保证经济发展和居民生活水平提升的同时，为促进低碳发展，争取碳排放总量尽早达到峰值，山西应调整能源生产和消费结构，大力发展清洁能源，加强技术创新，推动能效水平提升，同时积极培育战略性新兴产业，推动产业低碳转型，着力降低单位能源消耗碳排放强度及单位地区生产总值碳排放强度。

［1］IPCC.The IPCC Fifth Assessment Report（AR5），Climate Change 2013：The Physical Science Basis［M］.England：Cambridge University Press，2013.

［2］中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴—2015［M］.北京：中国统计出版社，2015.

［3］BP.BPStatistical Review ofWorld Energy（the 64th edition）［EB/OL］.（2015-06-12）.http：//www.bp.com/content/dam/bp/pdf/energyeconomics/statistical-review-2015/bp-statistical-review-ofworld-energy-2015-full-report.pdf.

［4］中华人民共和国国家统计局.中国能源统计年鉴（1991—2014）［M］.北京：中国统计出版社，2014.

［5］全国碳排放管理标准化技术委员会.GB/T 32150-2015工业企业温室气体排放核算和报告通则［S］.北京：中国标准出版社，2015.

［6］IPCC.2006 IPCCGuidelines for National Greenhouse Gas Inventories［M］.Japan：the Institute for Global Environmental Strategies，2006.

［7］李赫龙，梁红梅.环渤海地区碳排放影响因素分解及其差异研究［J］.中国环境管理干部学院学报，2013，23（6）：33-37.

［8］孙荃，周景月，闫研，等.中国能源消费的二氧化碳排放时空特征分析［J］.青岛科技大学学报：社会科学版，2015，31（3）：39-43. ［9］张君杰.山西火力发电的能耗水耗及对环境的影响分析［J］.山西能源与节能，2000（1）：31-33.

［10］王为钢，徐继昌，蒋汉华.新世纪初的冶金节能［J］.冶金能源，2000，19（1）：4-9.

［11］韩文科，康艳兵，刘强.中国2020年温室气体控制目标的实现路径与对策［M］.北京：中国发展出版社，2012.

（编辑：程俊）

Accounting and Characteristic Analysis on Carbon Em issions from Energy Consum ption of Shanxi Province During 1995-2013

Xie Ruili
（Research Center for Eco-Environmental Sciences in Shanxi，Taiyuan Shanxi 030009，China）

This article accounted CO2emissions of fossil fuels combustion in Shanxi province over the period 1995 to 2013，and analyzed its trends.The result showed that the total amount of CO2emissions from fossil fuels combustion in Shanxiwere increasing over this period，and coal，oil，gas accounted for 95.0%，4.3%，0.7%in average respectively.The CO2emission intensity per energy unit was much higher than the national and world average level.Although the CO2emission intensity per GDP decreased significantly in Shanxi province，but it remainsmuch higher than the national average level.The CO2emission intensity per capita increased significantly.Based on these analysis above，it put forward some countermeasures and suggestions on reducing carbon emissions in Shanxi province.

Shanxi province，fossil fuels，the characteristics of CO2emission，low-carbon development

X24

A

1008-813X（2016）04-0049-05

2016-06-03

中国清洁发展机制基金项目《山西省2005年省级温室气体清单编制》（1113048）

解瑞丽（1989-），女，毕业于南开大学环境科学专业，硕士研究生，助理工程师，主要研究方向为碳排放核算与管理。