区域能源消费碳排放特征分析──以浙江温州市龙湾区为例

曾林慧 李 松 王 奇 孙昌龙

(1.杭州市西湖区城市管理监管中心，杭州 3100012；2.温州大学生命与环境科学学院，温州 325035；3.环境保护部环境规划院，北京 100012；4.温州市经济建设规划院，温州 325000)

区域能源消费碳排放特征分析──以浙江温州市龙湾区为例

曾林慧1，2李 松3王 奇2孙昌龙4

(1.杭州市西湖区城市管理监管中心，杭州 3100012；2.温州大学生命与环境科学学院，温州 325035；3.环境保护部环境规划院，北京 100012；4.温州市经济建设规划院，温州 325000)

本文采用IPCC化石能源碳排放的部门法分析了2002年-2012年间龙湾区的能源消费碳排放数据。研究结果表明，2002-2012年间，龙湾区的能源消耗CO2排放量呈现出先增加后逐步下降的趋势，CO2排放量主要来自第二产业。煤炭、油类消费是该地区CO2排放的主要来源，2012年，分别约占50%和26%，电力CO2排放比例增长了2.1倍，热力消费CO2排放量增长了近7倍，能源碳排放构成逐步朝着良性的方向发展。该区域的CO2排放强度下降了约66.7%，表明过去十一年间该地区减排措施的有效性，其CO2排放强度的下降比例可以抵消经济高速增长带来的碳排放。

能源消费；碳排放；龙湾区；低碳发展

引言

气候变化是当前全人类社会面临的重大挑战，发展低碳经济是未来城市发展的趋势。世界各国政府及城市管理者正努力探索有效的节能减碳途径，来积极应对能源危机和全球气候变化问题，中国政府高度重视并积极应对气候变化和低碳发展问题[1-4]。2015年的巴黎气候大会上，中国政府宣布了最新的自主减排承诺：到2030年左右达到排放峰值并争取尽早达峰；二氧化碳排放强度比2005年下降60%～65%，显示了中国在全球气候治理方面的主张和低碳转型发展的决心[5]。坚持绿色低碳发展、积极应对气候变化是中国大力推进生态文明建设，实现可持续发展的必由之路。国家“十三五”规划明确要有效控制碳排放，落实减排承诺，增强适应气候变化能力[6]。对于正处于工业化、城镇化、现代化关键发展时期的中国而言，如何转变经济增长方式，促进产业向低碳化方向演进，降低能源消耗和碳排放，是发展低碳经济需要解决的首要问题。龙湾区作为中国第二批低碳试点城市温州转型发展的主阵地和主战场，肩负着重要的碳减排任务，研究其能源消费和碳排放现状及特征，对实现该地区的低碳转型与可持续发展具有重要的现实意义。

1 区域概况

龙湾区位于浙江省温州市东部，地处北纬27°54′-28°1′，东经120°42′-120°51′之间，总面积381km2，是温州市四大城区之一。该区东朝东海，南接瑞安市，西邻鹿城区、瓯海区，北濒瓯江，与永嘉县、乐清市隔江相望。龙湾区是温州重要的工业强区，近些年其经济社会保持平稳较快发展，产业结构调整取得积极成效，研究龙湾区的能源消耗碳排放的动态变化对区域节能减排、构建低碳型经济具有重要作用。

2 研究方法与数据来源

2.1 能源消费碳排放量测算方法

本研究根据IPCC化石能源碳排放的部门法[7]进行CO2排放量的估算，计算公式如下：

(1)

其中，E为CO2排放量，t；Mi，j为第i产业第j种燃料的表观消费量，单位为吨、m3、kWh或GJ；NCVj为第j种燃料的平均低位发热值，单位为TJ/Gg；CEFj为第j种燃料的碳排放因子，TJ/Gg；COFj为第j种燃料的碳氧化率，%。

2.2 数据来源及排放因子

本研究选取2002年-2012年期间龙湾区各产业的能源消耗量、产值数据、人口、国内生产总值(GDP)来分析各产业终端能源消费碳排放情况，研究数据主要来源于《龙湾区统计年鉴》(2003-2013年)[8]、《温州市统计年鉴》(2003年-2013年)[9]，需要说明的是龙湾区工业能源消耗统计口径为规模以上工业企业，为剔除价格因素影响，GDP数据以2000年为基期的不变价格进行相应调整。本研究将各种能源消费量的计量单位统一折算为万吨标准煤，各类能源对标准煤的折算系数见表1。研究中的净发热值和碳氧化率采用《中国温室气体清单研究》中的数值[10](见表2)。由于研究的时间范围是2002年-2012年，在这一较短的时期内，假定各类化石燃料的碳排放方因子变化微小，可以忽略，其取值采用《中国温室气体清单研究》[10]中的数值。而火力发电及供热的燃料构成及技术条件随时间变化较大，不同年度的电力与热力CO2排放因子需要具体测算。研究区域的用电来自于华东电网，因此，其电力碳排放系数选用华东电网的碳排放系数。热力的排放因子可以按照浙江能源平衡表中电力和热力加工转化时消耗的能源产生的排放与其产能量的比值计算得到。

表1 各种能源折标准煤系数

注：kgce用标准煤表示能源消耗量，即千克标准煤；a-焦炉煤气，天然气折标准煤系数的单位为kgce/m3；b-热力折标准煤系数的单位为kgce/106J；c-电力折标准煤系数的单位为kgce/kWh。

表2 各种能源碳排放估算中的参数设定

*单位为kJ/m3。

3 分析与讨论

3.1 能源消费CO2排放总量变化的时间序列分析

2002-2012年间，龙湾区的能源消耗CO2排放量呈现出先增加后逐步下降的趋势(图1)。随着GDP的增长和能源消费量的增长，龙湾区的能源消费CO2排放从2002年的233×104t上升到2003年的294×104t，增长了26.2%，远高于这一时期的GDP增长率(15.1%)，尽管2004年的GDP增长率仍高达14.4%，其CO2排放总量增长率仅为4%。2005年以来，CO2排放总量一直呈现逐步下降的趋势，年均下降率为5.69%，其中只有2007年略有回升。

图1 龙湾区CO2排放量及GDP变化趋势(2002-2012)

3.2 各产业部门能源消费CO2排放特征

由图1可知，能源消费CO2排放量主要来自于生产部门(第一产业、第二产业、第三产业)，其排放比例占85%以上，其中第二产业CO2排放量达75%以上。近年来，随着产业结构的不断调整，龙湾区的第一产业、第二产业、第三产业比例从2002年的2：77：21调整至2012年的1∶69∶30，使得第二产业的CO2排放比例大幅度下降，而第三产业的CO2排放比例迅速提高。由于不同产业的能源结构，而不同能源类型的碳排放因子的差异，使得不同产业的碳排放强度差别较大，因而尽管经济结构的调整不大，也可能使各产业的碳排放量构成有较大的变动。

龙湾区第二产业的CO2排放量从2002年的212.8×104t提高到2004年的281.6×104t，增长了32.3%，其中2003年的增长比例尤为显著，高达27.6%。从2005年开始，其CO2排放量稳步下降，下降至2012年的151×104t。第二产业CO2排放量的这一变化趋势同龙湾区CO2排放总量的变化趋势很吻合，存在很高的相关性，而第一产业和第三产业的CO2排放量变化则呈现不同的趋势，可见龙湾区的CO2排放量变化主要是由第二产业引起的。第二产业的CO2排放比重呈现逐步降低的趋势，由2002年的91.2%下降至2012年的75.1%，下降了16.1个百分点。第三产业是龙湾区第二大CO2排放量源，近年来，该产业的CO2排放量呈现稳定的增长趋势。2002年，其排放量为12.8×104t，平均每年增长2×104t，2009年出现了大幅度的增加，增长量为7.1×104t，增长率高达27.3%，之后增长趋势放缓，至2012年，其CO2排放量达35.4×104t。过去十年间，第三产业的CO2排放比例从2002年的5.5%提高至2012年的17.6%，是各大产业CO2排放比例变化最为显著的部门。尽管生活消费CO2排放量占能源消费CO2排放总量的一小部分，近年来，其比值呈现稳步增长的趋势。随着人们生活水平的不断提高和对生活能源需求的增长，生活消费CO2排放量逐年增加，从2002年的5.6×104t增加至2012年13.1×104t，增长率达233%，排放比例也提高至2012年的6.5%。

3.3 能源消费CO2排放的能源构成特征

龙湾区目前已经基本形成了“煤和电为基础，多元发展”的能源消费结构，其能源消费CO2排放构成正得到逐步调整。由图2可知，煤炭消费一直是龙湾区能源消费CO2排放的主要来源。2002年，来自原煤的CO2排放量达107×104t，占当年能源消费CO2排放总量的45.8%，此后该能源CO2排放量持续增加，增加至2007年的161×104t，增长率达150.9%。这一阶段，原煤所占的CO2排放比例也随之不断提高，到2007年达55.8%。从2008年开始，随着原煤消费量的不断减少，其CO2排放量也出现持续的回落，其排放比例继续提高，于2009年达到最高值，占60.6%，之后开始不断降低。尽管如此，其CO2排放比例仍占50%以上。

油类也是龙湾区重要的CO2排放来源，2002年，来自原油、汽油、煤油、柴油和燃料油的CO2排放量之和为108×104t，经过2003年和2004年的增长后开始不断下降，至2012年，其排放量合计为54×104t，约为2002年的一半。其排放比例，从2002年46.3%一直下降至2012年的26%，下降了约十个百分点。其中，2002年-2004年间，燃料油CO2排放量最高，每年排放量在85×104t CO2-107×104t之间，排放比例在30%以上，2005年其排放量直线下降至4.5×104t 之后处于较为稳定的状态。而与之形成鲜明对比的是，2005年原油的CO2排放量从2004年的213t 迅猛增加至83×104t，此后又开始大幅度下降，2012年，其排放量降至7 ×104t。柴油的CO2排放量呈现先提高后下降，逐步趋于稳定趋势。柴油的CO2排放从2002年的16×104t增加至2004年30×104t，之后开始下降至2007年20×104t，之后维持在22×104t -24×104t范围内。而柴油的CO2排放比例则整体呈现逐步提高的趋势，2012年，其比例提高至11.3%，成为龙湾区第三大CO2能源类型。整体来说，汽油的CO2排放量呈现稳步大幅度增长的趋势，排放量从2002年5.7×104t持续增加至2012年17.9×104t，增长率达316%，排放这可能同这一时期机动车普及，龙湾区机动化水平的快速提高有很大关系。汽油的CO2排放比例也从2002年2.4%提高至2012年8.6%，仅次于柴油的CO2排放比例。

电力已逐渐成为龙湾区主要的CO2排放源之一，近年来，随着生产和生活部门对电力需求的增加，尽管电力的CO2排放系数整体上不断下降，电力CO2排放量和所占的排放比例整体上呈现大幅度提高的趋势。2002年，电力CO2排放量为13×104t，占CO2排放总量的5.6%。而2012年其排放量增加至36×104t，是2002年的近2.8倍，其排放量占能源消费CO2排放总量的17.4%，是2002年其排放比例的3.1倍。

图2 龙湾区各能源CO2排放比例构成图(2002-2012)

增长幅度最快的是热力消费CO2排放量，从2002年的0.7×104t增加至2012年的5.9×104t，增长了近7倍，而其排放比例也由2002年的1.6%提高至2012年的2.8%。液化石油气和天然气的使用量虽然也有所提高，但整体使用量仍然较低，2012年，其CO2排放量分别仅为6×104t和1.7×104t。城市固体垃圾和生物质废料资源化利用已成为有效的碳减排途径之一，自2009年以来，该能源利用量大幅度上升，2012年占19.5%，带来了23×104t CO2的减排量。

近年来，龙湾区的能源结构已有所改善，煤炭消费占一次能源的比重已有大幅度的下降，2012年下降到53.6%，低于中国平均水平，然而远高于世界发达国家煤炭所占的比重(如表3所示)。生物质能占一次能源的比重得到了明显的提高，这使得能源碳排放构成逐步朝着良性的方向发展，有利用能源消费CO2排放增长量的控制。

3.4 能源消费CO2排放强度变化

龙湾区的CO2排放强度呈现逐渐下降的趋势，人均CO2排放量呈现先上升后下降的趋势(如图3所示)。2012年，CO2排放强度为0.69t CO2/104元，约为2001年的三分之一。人均CO2排放量从2002年的7.7t提高至2004年的9.8t，2005年开始下降，至2012年降至5.8t。同世界其他主要城市相比较[32，33]，龙湾区的人均CO2排放水平相对较低，而CO2排放强度较北京和上海排放强度水平低，但是如果同世界发达国家的水平相比差距仍然较大(如图4所示)。龙湾区碳排放强度的历史变化趋势表明在过去十年间该地区减排措施的有效性，2002-2012年间的CO2排放强度平均年度下降率(9.4%)超过年平均经济增长率(8.9%)，根据何建坤和刘滨[13]的研究成果，龙湾区已实现绝对减排，即其CO2排放强度的下降比例足以抵消经济高速增长带来的碳排放。

表3 2009年各主要国家地区一次能源构成(%)

注：数据来自于IEA；a 其他包括生物质能，废弃物能源利用，地热，太阳能，风能等。

图3 龙湾区整体碳排放强度的变化

注：数据来自IEA，圆圈的大小代表在该年度的碳排放总量。其中，洛杉矶为2000年数据，伦敦为2003年数据，上海为2007年数据，北京和天津为2006年数据，其他为2005年数据图4 世界主要城市碳排放强度比较

图3为龙湾区各产业能源消费CO2排放强度的变化趋势图，由图可知，第二产业的CO2排放强度最高，其次为第一产业，再次为第三产业。11年间，各产业的CO2排放强度均得到较为明显的下降。其中，第二产业CO2排放强度的降幅最为显著。2002年，第二产业的CO2排放强度为2.4t CO2/104元，经过2003年增长后明显下降，至2012年下降至0.75t CO2/104元。龙湾区整体CO2排放强度变化趋势和第二产业的CO2排放强度变化趋势很吻合，存在很高的关联性。第一产业的CO2排放强度也呈现出不断下降的趋势，过去11年间下降了近32%，而第三产业的下降幅度最小，下降了约24%。第三产业是三大产业中碳排放强度最低的部门。现代服务业，特别是信息工业，电信业和金融也已成为引领经济发展的新动力，而这些产业部门能耗强度和CO2排放强度又相对较低，在建设低碳社会进程中将发挥自身的优势。相反地，生活消费的CO2排放强度则呈现不断提高的趋势，2002年人均生活能源消费CO2排放强度为185 kg CO2/人，2012年该数据是2002年的两倍。这主要是由于人们近年来随着经济的发展，人们生活水平的逐步提高，对能源消费的需求也不断提高，由此带来更多的CO2排放量。

图5 龙湾区各产业CO2排放强度变化

4 结论及建议

本文采用IPCC化石能源碳排放的部门法对龙湾区2002年-2012年间能源消费CO2排放情况进行了分析，得到如下结论：

(1)2002年-2012年间，龙湾区的能源消耗CO2排放量呈现出先增加后逐步下降的趋势。该地区的CO2排放量变化主要由第二产业引起，随着产业结构的不断调整，其排放比例由2002年的91.2%下降至2012年的75.1%，而第三产业的CO2排放呈现稳定的增长趋势。

(2)近年来，龙湾区的能源结构已有所改善，煤炭消费占一次能源的比重已有大幅度的下降。2012年，原煤和油类消费CO2排放比例分别约占50%和26%。电力CO2排放量大幅度提高，排放比例增加至17.4%。增长幅度最快的是热力消费CO2排放量，增长了近7倍。生物质能占一次能源的比重得到了明显的提高，这使得能源碳排放构成逐步朝着良性的方向发展，有利用能源消费CO2排放增长量的控制。

(3)从2002年到2012年，龙湾区的CO2排放强度下降了约66.7%，表明在过去十一年间该地区减排措施的有效性，其CO2排放强度的下降比例足以抵消经济高速增长带来的碳排放。但是该地区的碳排放强度同世界发达国家的水平相比差距仍然较大。现代服务业，特别是信息工业，电信业和金融也已成为引领经济发展的新动力，而这些产业部门能耗强度和CO2排放强度又相对较低，由此，龙湾区需要进一步提高第三产业比例以促进地区低碳转型发展。

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Analysis of Carbon Emissions from Energy Consumption in Longwan District

ZENG Linhui1，2LI Song3WANG Qi2SUN Changlong4

(1.Hangzhou Xihu Urban Management Supervision and Management Center，Hangzhou 3100012；2.College of Life and Environmental Science，Wenzhou University，Wenzhou 325035；3.Institute of Ecology and Rural Environment Planning，Chinese Academy for Environmental Planning，Beijing 100012；4.Wenzhou Institute of Economic Construction and Planning，Wenzhou 325000)

In this paper，the energy consumption carbon emission data of Longwan district during the year 2002 to 2012 were analyzed by using the method of IPCC fossil fuel carbon emissions. The results show that CO2emissions from energy consumption of Longwan district from 2002 to 2012 showed a trend of increasing at first and then followed by decreasing gradually，and the CO2emissions mainly came from the second industry.Coal and oil consumption are the major sources of emissions，which counted for 50% and 26% in 2012，respectively.During the past eleven years，the proportion of CO2emissions from power increased by 2.1 times，and CO2emission from heat consumption increased by nearly 7 times.From the point of view of low carbon development，energy structure in the studied area is gradually developing in a benign direction.The intensity of CO2emissions in the region fell by about 66.7%，indicating that the effectiveness of the region′s emission reduction measures over the past eleven years，the proportion of its CO2emission intensity is sufficient to offset the rapid economic growth of carbon emissions.

energy consumption；carbon emission；Longwan district；low carbon development

曾林慧，博士，从事过程污染控制与碳减排，公共政策与社会治理研究

李松，副研究员，博士，从事环境保护和低碳技术研究

X21

A

1673-288X(2017)03-0060-05

项目资助：2014年龙湾区决策咨询和政策研究课题

引用文献格式：曾林慧 等.区域能源消费碳排放特征分析[J].环境与可持续发展，2017，42(3)：60-64.