中國2030年CO2 排放總量預測研究

韓國剛，劉曉宇，宋 鷺，韓振宇，陳 忱，蘇 藝，杜嘯巖，蔡 梅

(1.環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心，北京 100012;2.中國環(huán)境科學研究院，北京 100012;3.北京博奇電力公司，北京 100022)

1 世界部分國家CO2 排放現(xiàn)狀

根據(jù)世界銀行WDI 數(shù)據(jù)庫摘要分析世界部分國家CO2排放量現(xiàn)狀如表1。1990年至2006年CO2排放量年均增長率:世界為1.7%，中國5.1%，印度為4.8%，韓國為4.2%，日本為0.6%，美國為1.2%，澳大利亞為1.3%，俄羅斯聯(lián)邦為－2.4%，英國為－0.3%。由表1可以得到:2007年CO2排放總量最多的是中國和美國，分別居世界第一位和第二位，其次是印度、俄羅斯聯(lián)邦、日本、英國，中國CO2排放總量占世界CO2排放總量的21.3%;2007年人均CO2排放量最多的是美國和澳大利亞，分別居世界第一位和第二位，其次是俄羅斯聯(lián)邦、韓國、日本、英國、中國、印度。

表1 世界部分國家和地區(qū)CO2 排放量現(xiàn)狀

中國2000－2010年CO2排放情況見表2。2000－2007年數(shù)據(jù)來源于《2011 國際統(tǒng)計年鑒》，2009年和2010年數(shù)據(jù)來源于美國能源信息局。

表2 中國CO2 排放量情況 億t

2 中國2030年CO2 排放量預測

采用能源消耗彈性系數(shù)法預測中國2030年CO2排放量。根據(jù)相關研究建議的中國2011－2015年、2015－2020年、2020－2025年和2025－2030年GDP年均增長率分別為8%、7%、6%、5%經(jīng)濟發(fā)展模式，以及對應的能源消耗彈性系數(shù)分別為0.5、0.5、0.4 和0.3 的能源發(fā)展模式，能源結構比例分別為:燃煤占能耗量比例為70%、65%、63%、60%;燃油占能耗量比例為19%、19%、19%、20%;天然氣占能耗量比例為4%、4%、4%、5%，分別預測2030年全國CO2產(chǎn)生量與排放量。

預測模式:

CO2排放量= Ai×煤耗量(油耗量或天然氣耗量)占能耗量比例×CO2產(chǎn)污系數(shù)×(1－CO2綜合利用率)= Ao(1 +a)t×煤耗量(油耗量或天然氣耗量)占能耗量比例×CO2產(chǎn)污系數(shù)×(1－CO2綜合利用率)

式中:Ai為預測年能耗量;Ao為基準年能耗量;a =GDP 每五年年均增長率×相應五年的能源彈性系數(shù);t 為基準年與預測年的時間差。

預測模式中，燃煤、燃油、燃氣CO2產(chǎn)污系數(shù)分別取2.60、2.15、1.64 t/t 標煤，燃煤、燃油、燃氣占能耗量比例分別取上述數(shù)值。

2.1 CO2 產(chǎn)生量預測

產(chǎn)生量預測分為紅色預警和黃色預警兩種方案。其中，紅色預警方案為2015年－2030年能源消費量與煤耗量采用我國2006年－2010年的參數(shù)，即GDP年均增長率10.4%的經(jīng)濟發(fā)展模式，能源消費彈性系數(shù)0.58 的能源發(fā)展模式，以及CO2綜合利用率為0%。黃色預警方案為2015年－2030年能源消費量與煤耗量按前面提及的2011年－2030年GDP年均增長率為8%、7%、6%、5%的經(jīng)濟發(fā)展模式，能源消費彈性系數(shù)為0.5、0.5、0.4、0.3 的能源發(fā)展模式，以及CO2綜合利用率為0%。

CO2產(chǎn)生量計算結果見表3和表4。

表3 紅色預警方案2015年－2030年CO2 產(chǎn)生量預測結果

表4 黃色預警方案2015年－2030年CO2 產(chǎn)生量預測結果

2.2 CO2 排放量預測

排放量預測分為紅色預警、黃色預警、低方案、中方案、高方案五種。由于上述紅色預警和黃色預警兩種方案的CO2綜合利用率為0，所以對應的排放量等于產(chǎn)生量。在黃色預警方案基礎上，通過采用3 種不同的CO2綜合利用率，分別得到低方案、中方案、高方案。其中，低方案CO2綜合利用率分別為4%、8%、12%、16%，中方案CO2綜合利用率分別為5%、10%、20%、30%，高方案CO2綜合利用率分別為5%、15%、30%、45%。CO2排放量計算結果見表5。

表5 2015年－2030年五種情景CO2 排放量預測結果

2.3 CO2 排放量分析

從表5可以看出，紅色預警方案到2030年CO2年排放量將超過200 億t，對環(huán)境產(chǎn)生不可估量的影響;黃色預警方案到2030年CO2年排放量將超過100 億t，對環(huán)境產(chǎn)生的影響仍然是不可估量;在2011－2015年、2016－2020年、2021－2025年和2026－2030年四個時間段內，低方案CO2年排放量分別為87.08、91.93、96.62 和99.79 億t，中方案CO2年排放量分別為86.17、89.93、87.83、和81.22億t，高方案中CO2年排放量分別為86.17、84.93、76.85 和63.82 億t。其中，中方案為推薦方案。

3 結論與建議

綜合2015年－2030年CO2排放量五種圖像，建議2015年－2030年CO2排放量模式采用中方案情景模式，2015、2020、2025 和2030年CO2綜合利用率分別為5%、10%、20%和30%，對應年CO2排放量分別為86.17、89.93、87.83、和81.22 億t。

基于以上研究，建議如下:

(1)調整能源結構，盡量減少煤炭消費量占能源消費的比例，增加石油、天然汽和新能源的消費比例，盡快開發(fā)沿海石油天然氣能源資源，最好將煤炭消費量占能源消費比例降到65%左右。

(2)建議在新疆、甘肅、青海和西藏等日照充足、地域寬闊的地方，建設太陽能和風能發(fā)電站，以清潔能源替代煤炭能源。大幅提高城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、小區(qū)等地源熱泵供暖項目，替代有污染的小型鍋爐。

(3)建議2015年、2020年、2025年和2030年CO2綜合利用率分別達到5%、10%、20%和30%左右。加快對CO2捕集、封存和綜合利用技術的研究，使CO2變廢為寶，減少CO2對環(huán)境的影響。建議電廠與化肥廠聯(lián)合，回收電廠煙氣中的CO2生產(chǎn)化肥、尿素、碳酸氫銨等。

［1］韓國剛，梁 鵬，韓振宇，等.中國2020年節(jié)能減排SO2排放量發(fā)展預測與對策研究［J］.電力科技與環(huán)保，2012，28(2):11－12.

［2］GB/T 2589－2008.綜合能耗計算通則［S］.

［3］政府間氣候變化專門委員會.IPCC 特別報告－二氧化碳捕獲和封存［EB/OL］.http://www.ipcc.ch/pdf/special－reports/srccs/srccs_spm_ts_cn.pdf.

［4］韓國剛，韓振宇，梁 鵬，劉曉宇，等.中國2030年節(jié)能源發(fā)展預測與對策研究［J］.電力科技與環(huán)保，2012，28(4):11－13.

［5］韓國剛.中國SO2減排控制指標體系及應用案例研究［M］.北京:中國環(huán)境科學出版社，2012.

［6］國家統(tǒng)計局，環(huán)境保護部.中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒2011［M］.北京:中國統(tǒng)計出版社，2011.

［7］國家統(tǒng)計局能源統(tǒng)計司.中國能源統(tǒng)計年鑒2011［M］.北京:中國統(tǒng)計出版社，2011.

［8］國家統(tǒng)計局.中國能源統(tǒng)計年鑒2012［M］.北京:中國統(tǒng)計出版社，2012.

［9］國家統(tǒng)計局.國際統(tǒng)計年鑒2012［M］.北京:中國統(tǒng)計出版社，2012.

［10］《中國電力年鑒》編委會.中國電力年鑒2011［M］.北京:中國電力出版社，2011.