基于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)視角的湖南省碳排放研究

唐詩(shī)佳

(湖南師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410081)

研究表明，人類活動(dòng)排放以CO2為主的溫室氣體是導(dǎo)致全球氣候變暖的主要原因，節(jié)能減排已成為全球關(guān)注的重大問題之一。英國(guó)丁鐸爾氣候變化研究中心“全球碳計(jì)劃”2012年度研究成果表明，在2011年全球碳排放中，中國(guó)碳排放量占世界碳排放總量的28%，是世界上碳排放量最大的國(guó)家，且呈上升趨勢(shì)，中國(guó)的節(jié)能減排問題十分嚴(yán)峻。碳排放問題引起了國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者的廣泛關(guān)注，并進(jìn)行了大量的研究工作：IPCC于2006年推出了溫室氣體排放清單，并提出了碳排放量的計(jì)算方法；劉竹等人提出了基于能源平衡表、基于一次能源消費(fèi)量和基于終端能源消費(fèi)量的能源碳排放計(jì)算方法；陳飛等人認(rèn)為：應(yīng)該采用人均GDP增長(zhǎng)率的能耗及CO2排放增長(zhǎng)率比例系數(shù)，來評(píng)價(jià)中國(guó)發(fā)展低碳城市的效果，并建立了低碳模型；趙先超等人對(duì)不同土地利用方式的碳排放效應(yīng)進(jìn)行了分析，認(rèn)為在不同的土地利用方式中，林地是主要的碳匯，耕地和建設(shè)用地是主要的碳源。綜合分析發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外研究主要集中在低碳的研究理論、計(jì)算方法、碳匯碳源的界定等，對(duì)確定區(qū)域的具體碳排放分析有一些，但是不多，也不夠全面。

湖南省位于中國(guó)中部，是中部崛起的主要參與者，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的重要組成部分，也是中國(guó)“資源節(jié)約型和環(huán)境友好型”社會(huì)建設(shè)試驗(yàn)區(qū)。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，湖南省的能源消費(fèi)量逐年加大，節(jié)能減排面臨較大壓力，“兩型”社會(huì)建設(shè)面臨較大挑戰(zhàn)。因此，對(duì)湖南省的碳排放進(jìn)行全面分析，提出低碳排放的相關(guān)策略，一方面有助于進(jìn)一步充實(shí)碳排放理論的研究成果，豐富碳排放理論的實(shí)踐應(yīng)用，另一方面有助于湖南省經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展。

一 數(shù)據(jù)來源與計(jì)算方法

本文數(shù)據(jù)主要來自《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，包括2007～2012年湖南省煤炭、石油、天然氣等能源的年消費(fèi)量； 其中， 能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的劃分標(biāo)準(zhǔn)參照《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》；GDP的數(shù)據(jù)參照《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》以1952年為基準(zhǔn)年的生產(chǎn)總值指數(shù)，經(jīng)數(shù)學(xué)換算，以2007年為物價(jià)基準(zhǔn)年。

能源消費(fèi)碳排放量根據(jù)IPCC碳排放指南[1]，采用以下公式計(jì)算：

式中，A為碳排放量；Bi為能源i消費(fèi)量，按標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)；Ci為能源i碳排放系數(shù)；i為能源種類，取8類(見表1)。如無特殊說明，本文所指碳排放量均指碳當(dāng)量，而不是二氧化碳當(dāng)量。

表1 各種能源的碳排放系數(shù)和折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)

表2 2007～2012年湖南省碳排放總量 單位：萬噸

二 數(shù)據(jù)分析

從湖南省的碳排放總量來看，大致呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，總量由2007年的6 795.37萬噸上升至2012年的8 238.37萬噸，年均增長(zhǎng)3.93%(見表2)；與此同時(shí)，湖南省GDP持續(xù)快速上升，由2007年的9 200億元上升至2012年的17 142.09億元，年均增長(zhǎng)率達(dá)13.25%；碳排放總量的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)小于GDP的增長(zhǎng)速度，出現(xiàn)了相對(duì)脫鉤的現(xiàn)象，且在2008年和2012年，碳排放總量下降，GDP依然上升，碳排放總量與GDP出現(xiàn)絕對(duì)脫鉤現(xiàn)象。這在一定程度上反映了湖南省能源利用效率以及相應(yīng)的碳排放經(jīng)濟(jì)效益的提高[2]，在宏觀上反映了湖南省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展符合低碳發(fā)展的要求[3]。

碳排放強(qiáng)度等于碳排放總量與GDP的比值。湖南省碳排放強(qiáng)度整體呈逐年下降趨勢(shì)，由2007年的0.72噸/萬元下降至2012年的0.48噸/萬元，年均降低8.24%(見圖1)。何建坤等[4]研究認(rèn)為，碳排放強(qiáng)度下降只能實(shí)現(xiàn)CO2的相對(duì)減排，而當(dāng)碳排放強(qiáng)度的下降率大于GDP的增長(zhǎng)率時(shí)才能實(shí)現(xiàn)CO2的絕對(duì)減排。見表3，湖南省2007～2012年碳排放強(qiáng)度年均下降率為8.24%小于GDP年均增長(zhǎng)率13.25%，只能實(shí)現(xiàn)碳的相對(duì)減排，不能實(shí)現(xiàn)碳的絕對(duì)減排(見表3)。

人均碳排放強(qiáng)度等于碳排放總量與總?cè)丝跀?shù)的比值。湖南省的人均碳排量整體呈上升趨勢(shì)，由2007年的年人均碳排量1噸上升至2012年的1.15噸，其中， 2008年與2012年均短暫下降， 與碳排放總量的變化保持一致。湖南省的人均碳排量的增速小于人均GDP的增速，且出現(xiàn)過短暫下降時(shí)期，從側(cè)面反應(yīng)出湖南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率的提升，以及對(duì)能源消費(fèi)依賴性的下降。

圖1 湖南省碳排放總量、GDP、人均碳排量、碳排放強(qiáng)度關(guān)系(2007～2012)

年份碳排放總量(萬噸)人口(萬人)GDP(億元)人均碳排量(噸/人)碳排放強(qiáng)度(噸/萬元)20076795．376805．709200．001．000．7420086662．266845．2010478．810．970．6420097021．236900．2011914．481．020．5120107431．627089．5313653．991．050．5420118578．647135．6015401．701．200．5620128238．377179．8717142．091．150．48

三 碳排放與能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的關(guān)系

能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)為各類消費(fèi)能源的構(gòu)成及比例關(guān)系。能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放有決定性作用[5]。從總量看，湖南省各類能源消耗量都有所增加，其中：煤品燃料的消耗量與能源消耗總量的變化一致，整體呈緩慢上升趨勢(shì)，年均增長(zhǎng)3.39%，且總量長(zhǎng)期維持在1億噸以上；油品燃料的消耗量在少量下降后迅速上升，五年內(nèi)共增長(zhǎng)34.01%，年均增長(zhǎng)6.03%；天然氣的消耗量增速最大，五年內(nèi)增長(zhǎng)了134.68%，年均增長(zhǎng)率達(dá)15.27%；電力持續(xù)上升，共增長(zhǎng)77.68%，年均增長(zhǎng)12.18%(見表4)。綜合分析表明，在湖南省的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，油品燃料、天然氣、電力等能源的消耗量增速大于煤品燃料消耗量的增速，鑒于油品燃料、天然氣、電力等能源較之煤品燃料碳排系數(shù)更低，且更為清潔，反應(yīng)出湖南省正在積極推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)正逐步優(yōu)化。

表4 2007～2012年湖南省能源消耗量

從各類消費(fèi)能源占能源消費(fèi)總量的比例來看，湖南省的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期以化石燃料為主，其它能源為輔(見表5)?；剂系南M(fèi)比重雖已由2007年的81.1%降至2012年的73.52%，但仍占主導(dǎo)地位，水電、核電、風(fēng)電等清潔能源雖增速較快，但所占比重仍然有限，最高時(shí)也只有17.88%，其他能源也處于較快增長(zhǎng)中。在各種能源中，化石燃料的消耗量與碳排放量關(guān)系最為密切。2008年與2012年的碳排放總量較前一年有所下降(見表2)，同期，化石燃料的比重也出現(xiàn)較大幅度的下降。可見，調(diào)節(jié)能源結(jié)構(gòu)，減小化石燃料比重，增加水電、核電、風(fēng)電等清潔能源，發(fā)展其他清潔能源對(duì)湖南省碳排量總量的減少有積極的作用。

表5 2007～2012年湖南省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)(%)

碳基能源與碳排結(jié)構(gòu)保持高度一致。在有碳排的能源中*這里僅指煤炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣，后文如無特殊說明，碳基能源也僅指這8種能源。(見表1)，煤炭的碳排放系數(shù)最高，其次是油品燃料，天然氣的碳排系數(shù)最低，風(fēng)能、核能、水電等清潔能源的碳排放量非常少，可忽略不計(jì)。在湖南省碳基能源的碳排放量中，煤炭的碳排放量居高不下，一直占80%左右，這與煤炭的碳排系數(shù)較大有關(guān)；油品燃料碳排量比重略有上升，由2007年的17.7%上升至2012年的19.8%，天然氣等能源在能源消費(fèi)中所占比例極低，在碳排放結(jié)構(gòu)中比重也一直很低。湖南省的平均碳排放系數(shù)(碳排放總量與消耗能源總量的比值)一直維持在0.71左右，最為接近煤炭的碳排放系數(shù)為0.7559，這與湖南省長(zhǎng)期以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)相關(guān)。因此，在調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)在于調(diào)整以煤為主的碳基能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，增加煤炭的利用效率，提升煤炭?jī)艋夹g(shù)， 逐步降低煤炭的比重， 增加碳排放系數(shù)較低的油品燃料和天然氣的比重。

四 碳排放與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系

碳排放與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有著密切的聯(lián)系。碳排放量在各大產(chǎn)業(yè)以及產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的各行業(yè)之間均存在顯著差異，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)降低碳排放有積極作用，因而，要研究碳排放特征，必須將其與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來分析。

碳排放量在三大產(chǎn)業(yè)內(nèi)部存在較大差異。按《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》產(chǎn)業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)，將湖南省的產(chǎn)業(yè)分為9大類，其中農(nóng)、林、牧、漁業(yè)屬于第一產(chǎn)業(yè)；工業(yè)和建筑業(yè)屬于第二產(chǎn)業(yè)；交通運(yùn)輸儲(chǔ)運(yùn)業(yè)和郵政業(yè)，批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)，其他行業(yè)和城鄉(xiāng)居民生活消費(fèi)都屬于第三產(chǎn)業(yè)。經(jīng)科學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，各產(chǎn)業(yè)碳排放量差異懸殊，其中工業(yè)的碳排放占絕對(duì)主導(dǎo)地位，占總量的80%左右。2007～2012年，湖南省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“二三一”結(jié)構(gòu)，第一產(chǎn)業(yè)比重一直低于18%，呈緩慢下降趨勢(shì)，第二產(chǎn)業(yè)的比重逐年上升，由42.1%上升至47.4%，第三產(chǎn)業(yè)比重變化相對(duì)較小，維持在40%左右(見圖2)。第一產(chǎn)業(yè)碳排放量最少，雖呈緩慢上升趨勢(shì)，但占碳排放總量的比例非常小，常年小于3%；第二產(chǎn)業(yè)是碳排放的主體，所占比例一直在77%以上，但整體呈緩慢下降趨勢(shì)，其中2008年與2012年出現(xiàn)較大幅度的下降，與碳排放總量的變化一致，這與湖南省積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型有關(guān)；第三產(chǎn)業(yè)的碳排放比例總體呈緩慢上升趨勢(shì)，由14.31%上升至16.10%(見圖3)。

圖2 湖南省各種能源的碳排量比例

圖3 湖南省各種能源的碳排量比例

從三大產(chǎn)業(yè)碳排放的相對(duì)強(qiáng)度來看，以平均碳排放強(qiáng)度為基礎(chǔ)值1，各產(chǎn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度等于其碳排放量比重值與產(chǎn)業(yè)比重值的比值(見表6)，值越大，表明能源利用效率越低，值越小表明能源利用效率越高，若值大于1，證明其效率低于整體效率，小于1，則證明其效率高于整體效率。其中，第二產(chǎn)業(yè)的碳排放相對(duì)強(qiáng)度最大，且始終大于1.5，表明第二產(chǎn)業(yè)的能源利用效率最低，且一直遠(yuǎn)低于整體能源利用效率，但其碳排放相對(duì)強(qiáng)度值逐漸下降，表明其能源利用效率在不斷提高，這與湖南省積極推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整有關(guān)。第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的碳排放相對(duì)強(qiáng)度均小于1，且呈上升趨勢(shì)，表明其能源利用效率高于整體利用效率，但呈下降趨勢(shì)。其中第一產(chǎn)業(yè)的能源利用效率最高，第三產(chǎn)業(yè)次之。

表6 湖南省各產(chǎn)業(yè)碳排放相對(duì)強(qiáng)度表

第二產(chǎn)業(yè)內(nèi)部各行業(yè)的碳排放也存在較大差異。碳排放集中在高耗能行業(yè)，主要包括煤炭開采和洗選業(yè)、造紙及紙制品業(yè)、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)、化學(xué)原料及化工制品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、建筑業(yè)等10個(gè)行業(yè)。以2012年為例，這10個(gè)行業(yè)的碳排放總量占第二產(chǎn)業(yè)碳排放量的93.42%，占湖南省碳排放總量的74.26%(見表7)。

表7 2012年第二產(chǎn)業(yè)內(nèi)部各行業(yè)碳排放量

五 湖南省低碳排放的對(duì)策與建議

(一)調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)

能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化是指在一定的資源與技術(shù)條件下使這種比例趨于合理，以達(dá)到提高能源開發(fā)利用整體效益的目的[6]。從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的角度出發(fā)，湖南省應(yīng)鼓勵(lì)發(fā)展和推廣水電、風(fēng)電等其他清潔能源，逐步增加其在能源結(jié)構(gòu)中的比重，逐步降低煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的比重。此外，要積極開發(fā)新能源，尋找相對(duì)低碳的替代能源。

(二)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是指調(diào)整各產(chǎn)業(yè)比重，改變產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)方式，以實(shí)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)達(dá)到碳排放減速增長(zhǎng)甚至下降的目的。湖南省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化應(yīng)從以下幾點(diǎn)入手：第一，“退二進(jìn)三”，即降低第二產(chǎn)業(yè)比重，增加第三產(chǎn)業(yè)的比重。湖南省已進(jìn)入工業(yè)社會(huì)中期，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)卻仍是“二三一”結(jié)構(gòu)，且第二產(chǎn)業(yè)的比重與第三產(chǎn)業(yè)比重差值逐漸加大，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展明顯滯后。鑒于第三產(chǎn)業(yè)的碳排放相對(duì)強(qiáng)度遠(yuǎn)低于第二產(chǎn)業(yè)，因而積極發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，對(duì)湖南省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與“節(jié)能減排”均有積極作用。第二，提高行業(yè)準(zhǔn)入門檻。湖南省正處于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，承接沿海地區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵時(shí)機(jī)，提高行業(yè)準(zhǔn)入門檻，即在招商引資的過程中，要有所選擇，有所要求，對(duì)于高污染、高耗能的產(chǎn)業(yè)要限制甚至禁止入湘。第三，轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，探索循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色經(jīng)濟(jì)之路。變傳統(tǒng)的“資源、能源—產(chǎn)品—廢棄物”的生產(chǎn)模式為“資源、能源—產(chǎn)品—再生資源”的相對(duì)封閉的環(huán)路發(fā)展方式。

(三)發(fā)展低碳技術(shù)

發(fā)展低碳技術(shù)是提高能源利用效率的關(guān)鍵。湖南省對(duì)以煤為首的化石能源占主導(dǎo)的能源結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模調(diào)整的阻力較大[7]。這也說明在積極調(diào)整結(jié)構(gòu)的同時(shí)，湖南省需提高低碳技術(shù)。第一，發(fā)展以煤凈化為主能源凈化技術(shù)，降低煤炭等化石能源的污染能力。第二，提高能源利用效率，特別是提高第二產(chǎn)業(yè)中高耗能行業(yè)的能源利用效率。高耗能行業(yè)做為能源消耗大戶，對(duì)化石能源的依賴性很強(qiáng)，提升其能源利用效率，提高單位能源的GDP產(chǎn)出量，對(duì)湖南省的低碳排放會(huì)產(chǎn)生顯著影響。

(四)增加林地、濕地等碳匯作用

碳匯主要通過陸地植被固碳，植被通過光合作用吸收大氣中的CO2，并將其固定在植被體內(nèi)和土壤中。在不同的土地利用方式中，林地為主要的碳匯，平均每公頃綠地日平均吸收1.767噸CO2[3]，湖南省林地每年的碳匯量可達(dá)769.67萬噸[8]。從整體上看，湖南的植被覆蓋率較高，但分布不均，林地主要集中在湘南和湘西，東北部經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好區(qū)域林地較少。因而，增加林地、濕地固碳的重點(diǎn)是在保證現(xiàn)有林地不減少、洞庭湖濕地面積不減少的情況下，增加?xùn)|北部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)城市群綠心、城市綠地、街頭綠地、沿江綠化帶、道路綠化帶等的建設(shè)，建立良好的生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)一步增強(qiáng)碳匯能力。

[1] IPCC. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories:Volume2(Energy)[EB/OL]. Japan: the Institute for Global Environmental Strategies, 2008[2008-07-02]. http:// www.ipccnggip.iges.or.jp/public/2006gl/vol2.html.

[2] 趙 敏，張衛(wèi)國(guó)，俞立中.上海市能源消費(fèi)碳排放分析[J].環(huán)境科學(xué) 研究，2009，22(8)：984-989.

[3] 陳 飛，諸大建.低碳城市研究的理論方法與上海實(shí)證分析[J].城市可持續(xù)發(fā)展，2009，16(10)：71-79.

[4] 何建坤，劉 濱.作為溫室氣體排放衡量指標(biāo)的碳排放強(qiáng)度分析[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，15(3)：31-33.

[5] 吳彼愛，高建華，徐 沖.基于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)的河南省碳排放分解分析[J].經(jīng)濟(jì)地理，2010，30(11):1902-1907.

[6] 鄧成科，等.湖南省2001-2010年能源類碳排放特征[J].湖南林業(yè)科技，2012，39(3):6-9.

[7] 林伯強(qiáng)，姚 昕，劉希穎.節(jié)能和碳排繁復(fù)約束下的中國(guó)能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整[J].中國(guó)社會(huì)科學(xué)，2010，1：58-71.

[8] 趙先超，朱 翔，周躍云.湖南省不同土地利用方式的碳排放效應(yīng)及時(shí)空格局分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2013，33(3)：941-949.