中國省級電力碳排放責(zé)任核算方法及應(yīng)用

付坤齊　紹洲

摘要：在對中國省級電力碳排放責(zé)任核算時，綜合考慮生產(chǎn)者責(zé)任和消費(fèi)者責(zé)任，有利于促成各省份更加公平地承擔(dān)減排責(zé)任并協(xié)同減排。本文提出了基于共擔(dān)責(zé)任原則下的省級電力排放核算方法，并同時考慮了電力跨區(qū)交換因素，這不僅有利于電力生產(chǎn)端和消費(fèi)端共同承擔(dān)排放責(zé)任，而且也使得電力凈調(diào)出和調(diào)入省份能夠合理承擔(dān)相應(yīng)的碳排放責(zé)任?；诒疚奶岢龅姆椒?，核算了2011年中國各省電力碳排放責(zé)任。計(jì)算結(jié)果顯示：①相對于生產(chǎn)者責(zé)任核算方法，共擔(dān)責(zé)任原則核算方法使中國主要電力生產(chǎn)省份的碳排放責(zé)任減少10%以上，而一些電力消費(fèi)省份的電力碳排放責(zé)任則增加20%以上；②基于共擔(dān)責(zé)任核算原則，電力排放量最大的省份是內(nèi)蒙古，排放最小的省份是海南省；③凈調(diào)出電力排放量最大的4個省份分別為內(nèi)蒙古、山西、湖北和安徽，2011年凈調(diào)出電力排放均在1 400萬 t以上，這4個省份凈調(diào)出電力排放占全國的74.42%，而凈調(diào)入電力排放量最大的6個省份分別為河北、北京、廣東、遼寧、山東和江蘇，2011年凈調(diào)入電力的排放均在1 100萬 t以上，這6個省份電力凈調(diào)入排放占全國的71.44%；④進(jìn)一步估算出的各省級電力消費(fèi)排放因子，有利于在避免重復(fù)計(jì)算的情況下，核算電力終端消費(fèi)的碳排放責(zé)任，如建筑、汽車制造等行業(yè)；此外，利用該因子還可核算各省級電網(wǎng)的排放責(zé)任。

關(guān)鍵詞：共擔(dān)責(zé)任；發(fā)電效率；二氧化碳排放；排放因子

中圖分類號：X323文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1002-2104（2014）04-0027-08

為了加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，中國積極探索市場手段來達(dá)到節(jié)能減排的目的。國家發(fā)改委于2011年底批準(zhǔn)了7個省市開展碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作，而碳排放權(quán)交易關(guān)鍵的基礎(chǔ)工作之一就是核算不同層面的碳排放量，包括省級、行業(yè)和企業(yè)層面。電力排放一直以來都是中國各省份主要的排放源，因此電力排放的核定成為省級整體排放核算的最關(guān)鍵部分。中國省級之間的電力資源稟賦差異與電力需求矛盾長期存在，這必然造成中國區(qū)域電網(wǎng)之間存在大量的電力調(diào)配。經(jīng)濟(jì)相對落后的中西部省份電力供大于求，經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)的東部省份電力則供不應(yīng)求。而由于發(fā)電方式和發(fā)電技術(shù)水平的不同，不同區(qū)域電力的CO2排放系數(shù)也存在明顯差異。此外，由于中國電力市場是受政府管制的，電力企業(yè)不能夠充分利用市場手段來緩解其成本壓力。因此，相對于生產(chǎn)者責(zé)任原則和消費(fèi)者責(zé)任原則的排放核算方法，共擔(dān)責(zé)任原則核算方法有利于使得電力生產(chǎn)端和消費(fèi)端各自承擔(dān)“共同而有區(qū)別”的排放責(zé)任，有利于促成各省份更加公平地承擔(dān)減排責(zé)任并協(xié)同減排。

1文獻(xiàn)綜述

碳排放責(zé)任的核算原則主要有以下三種：第一，生產(chǎn)者責(zé)任原則，即碳排放責(zé)任全部由產(chǎn)品和服務(wù)的直接生產(chǎn)者承擔(dān)。如王鋒等[1]、劉竹等[2]。生產(chǎn)者責(zé)任原則核算方法最大的缺點(diǎn)是容易導(dǎo)致“碳泄漏”問題。第二，消費(fèi)者責(zé)任原則，即碳排放責(zé)任應(yīng)該由產(chǎn)品和服務(wù)的消費(fèi)者承擔(dān)。Davis等利用多區(qū)域投入產(chǎn)出模型（MRIO）和GTAP數(shù)據(jù)庫，研究發(fā)現(xiàn)2004年23%的全球碳排放量是通過國際貿(mào)易從中國及其他的新興市場國家出口到發(fā)達(dá)國家[3]；Shigeto等利用終端消費(fèi)碳排放量測算模型估算了四種技術(shù)情景的減排潛力，研究發(fā)現(xiàn)采用相關(guān)減排技術(shù)能夠減少京都80%的碳排放[4]；Gavrilova等采用投入產(chǎn)出分析、雙邊貿(mào)易內(nèi)含碳分析方法（EEBT）和IPCC（2006）基本方法分別編制了基于兩種核算原則下的愛沙尼亞國家溫室氣體排放清單，研究結(jié)果表明2005年基于消費(fèi)核算原則下的碳排放比基于生產(chǎn)核算原則下的碳排放高出18%[5]；樊綱等提出福利角度來核算消費(fèi)碳排放責(zé)任，并計(jì)算了兩個情景下1950-2005年世界各國累積消費(fèi)排放量，發(fā)現(xiàn)中國約有14%-33%（或超過20%）的國內(nèi)實(shí)際排放是由他國消費(fèi)所致[6]；耿麗敏等在歸納了國內(nèi)外關(guān)于消費(fèi)型碳排放的研究內(nèi)容和方法基礎(chǔ)上，建立了消費(fèi)型碳排放的核算方法和模型[7]。消費(fèi)者責(zé)任原則核算方法的不足之處在于計(jì)算方法復(fù)雜、數(shù)據(jù)質(zhì)量要求高，這必然會增加計(jì)算結(jié)果的不確定性。第三，共擔(dān)責(zé)任原則，即碳排放責(zé)任由生產(chǎn)者和消費(fèi)者共同承擔(dān)，該核算原則能夠?qū)a(chǎn)業(yè)鏈上的各環(huán)節(jié)和消費(fèi)者納入到排放核算體系中，使得參與各方承擔(dān)相應(yīng)的排放責(zé)任。共擔(dān)責(zé)任原則核算方法核心問題就是確定排放在生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的共擔(dān)比例。Cadarso等采用全球生產(chǎn)鏈增加值來計(jì)算共擔(dān)比例，并實(shí)證分析了西班牙的碳排放責(zé)任，結(jié)果顯示在2000年和2005年，共擔(dān)責(zé)任原則核算的排放量比生產(chǎn)者責(zé)任原則核算的排放量分別高出9.8%和34.4%[8]；Chang利用邊境調(diào)節(jié)稅來計(jì)算共擔(dān)比率，發(fā)現(xiàn)相對于生產(chǎn)者責(zé)任原則，共擔(dān)責(zé)任原則使得2007年中國碳排放責(zé)任減少11%[9]。

到目前為止，研究中國省級電力排放責(zé)任的文章不多。李保衛(wèi)等提出以公平性為基礎(chǔ)的電力區(qū)域碳排放分?jǐn)傇瓌t，并結(jié)合電力系統(tǒng)傳輸特性，建立了電力碳排放區(qū)域分?jǐn)偟奶剂髯粉櫮Ｐ蚚10]，但僅分析了中國6大區(qū)域電網(wǎng)的電力排放責(zé)任，沒有進(jìn)一步分析省級層面電力排放責(zé)任。本文在考慮了避免電力排放重復(fù)計(jì)算、區(qū)域間電力CO2排放系數(shù)的差異性和電力凈調(diào)入調(diào)出等因素基礎(chǔ)上，提出基于共擔(dān)責(zé)任原則的中國省級電力排放核算方法，并以2011年數(shù)據(jù)為例核算各省份電力碳排放責(zé)任，進(jìn)一步計(jì)算出各省級電力消費(fèi)碳排放因子和各省級電網(wǎng)碳排放責(zé)任。

2研究方法

2.1電力直接排放與共擔(dān)比例測算

2.1.1電力直接排放測算

電力直接排放測算采用燃料消耗量乘以相應(yīng)碳排放因子的方法。

EM=∑iACi·EFi（1）

其中：EM表示電力直接排放量；ACi表示電力生產(chǎn)過程燃料i的消耗量；EFi表示燃料i的排放因子。

2.1.2排放共擔(dān)比例測算

共擔(dān)原則的核心問題在于確定電力直接排放在生產(chǎn)端和消費(fèi)端之間的共擔(dān)比例，Lenzen等[11]提出的共擔(dān)比例為增加值與凈產(chǎn)出之比；Rodrigues等[12]認(rèn)為生產(chǎn)者和消費(fèi)者的責(zé)任應(yīng)具有對稱性，即共擔(dān)比例為1/2?？紤]到電力系統(tǒng)本身的特點(diǎn)，同時兼顧可操作性原則，本文提出的共擔(dān)比例為省份發(fā)電效率，根據(jù)省級電力的等價(jià)值（Energy Equivalent Value）和當(dāng)量值（Energy Calorific Value）確定。以各省份發(fā)電效率作為共擔(dān)比例，一方面能夠體現(xiàn)省份發(fā)電效率的差異性，有效激勵各省份采用更高效低碳的發(fā)電方式和發(fā)電技術(shù)以減少其承擔(dān)的排放責(zé)任；另一方面也能促進(jìn)消費(fèi)端采用更多措施減少電力消耗，從而減輕其承擔(dān)的排放責(zé)任。

EEVy=∑iFCi，y·RiTPy（2）

Ky=ECVEEVy（3）

θy=1-Ky（4）

其中：EEVy表示第y年省級電力的等價(jià)值；FCi，y表示第y年省級火力發(fā)電中化石燃料i的消耗量；Ri表示化石燃料i的折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)；TPy表示第y年省級火電發(fā)電量；i表示第y年省級火力發(fā)電中消耗的化石燃料種類；Ky表示第y年省級火電發(fā)電效率；ECV表示電力的當(dāng)量值，ECV=0.122 9（kgce/kWh）；θy表示第y年省級電力生產(chǎn)端排放承擔(dān)比例，由于該承擔(dān)比例與火電發(fā)電效率呈反向關(guān)系，有利于促進(jìn)各省采取有效措施提高火電發(fā)電效率，減少其電力的碳排放責(zé)任。

2.2省級電力排放責(zé)任核算

電力排放責(zé)任由該省級電力生產(chǎn)端承擔(dān)排放和消費(fèi)端承擔(dān)排放兩部分組成，其中消費(fèi)端承擔(dān)排放可進(jìn)一步分為：區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)電力消費(fèi)排放和其他區(qū)域電網(wǎng)凈調(diào)入（調(diào)出）電力消費(fèi)排放。因此，省級電力排放核算公式為：

E=EP+EC（5）

其中：E表示省級電力排放；EP表示省級電力生產(chǎn)端承擔(dān)排放；EC表示省級電力消費(fèi)端承擔(dān)排放。

2.2.1各省級電力生產(chǎn)端承擔(dān)排放測算

EPy=θy·EMy（6）

其中：EPy表示第y年本省級電力生產(chǎn)端承擔(dān)排放；θy表示第y年本省級電力生產(chǎn)端排放承擔(dān)比例；EMy表示第y年本省級電力直接排放。

2.2.2省級電力消費(fèi)端承擔(dān)排放測算

省級電力消費(fèi)端承擔(dān)排放由區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)電力消費(fèi)排放和其他區(qū)域電網(wǎng)凈調(diào)入（調(diào)出）電力消費(fèi)排放兩部分組成。先計(jì)算區(qū)域電網(wǎng)之間電力調(diào)度的排放量和區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)電力消費(fèi)排放，然后根據(jù)消費(fèi)分擔(dān)原則來計(jì)算區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)電力消費(fèi)排放和其他區(qū)域電網(wǎng)調(diào)入（調(diào)出）電力消費(fèi)排放。

中國電網(wǎng)實(shí)行的是統(tǒng)一調(diào)度、分級管理的模式，電網(wǎng)主要由國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)組成，其中國家電網(wǎng)可以劃分為東北、華北、西北、華中、華東五大分部，中國電網(wǎng)根據(jù)邊界可統(tǒng)一劃分為東北、華北、華東、華中、西北和南方區(qū)域電網(wǎng)，不包括西藏自治區(qū)、香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)和臺灣省，進(jìn)而根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)之間電力的交換網(wǎng)絡(luò)可以構(gòu)建碳交換圖，圖1顯示了中國六大區(qū)域電網(wǎng)之間的抽象碳流向圖，其中箭頭表示碳流向。

（1）計(jì)算本區(qū)域電網(wǎng)電力消費(fèi)排放因子?；陔娏ιa(chǎn)和消費(fèi)守恒原理，本區(qū)域電網(wǎng)發(fā)電量等于本電網(wǎng)內(nèi)電力消費(fèi)量加上其調(diào)出至其他區(qū)域電網(wǎng)的電力消費(fèi)量，故本區(qū)域電網(wǎng)電力消費(fèi)排放因子等于本區(qū)域電網(wǎng)消費(fèi)端承擔(dān)排放除以本區(qū)域電網(wǎng)總發(fā)電量本文中總發(fā)電量均指包括所有發(fā)電方式的發(fā)電總量。。

EFICy=∑i（1-θi，y）·EMi，y∑iGEi，y（7）

其中：EFICy表示第y年本區(qū)域電網(wǎng)電力消費(fèi)排放因子；（1-θi，y）表示第y年本區(qū)域電網(wǎng)中省份i電力消費(fèi)端排放承擔(dān)比例；EMi，y表示第y年本區(qū)域電網(wǎng)中省份i電力直接排放；GEi，y表示第y年本區(qū)域電網(wǎng)中省份i的發(fā)電量；∑iGEi，y表示第y年本區(qū)域電網(wǎng)中所有省份的總發(fā)電量。

（2）計(jì)算本區(qū)域電網(wǎng)向其他區(qū)域電網(wǎng)凈調(diào)出電力排放和本區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)電力消費(fèi)排放。

（3）估算本省電網(wǎng)分別與其他區(qū)域電網(wǎng)之間電力凈交換量、本區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)其他省級電網(wǎng)之間電力凈交換量。

在估算本省級電網(wǎng)與其他區(qū)域電網(wǎng)之間電力凈交換量時，如果本省級電網(wǎng)是凈調(diào)出電量的電網(wǎng)，則僅需估算本省級電網(wǎng)向其他區(qū)域電網(wǎng)凈調(diào)出電量；如果本省級電網(wǎng)是凈調(diào)入電量的電網(wǎng)，則僅需估算其他區(qū)域電網(wǎng)向本省級電網(wǎng)凈調(diào)出電量。

當(dāng)本省級電網(wǎng)是凈調(diào)出電量的電網(wǎng)時，本省電網(wǎng)與其他區(qū)域電網(wǎng)之間電力凈交換量估算方法是將本區(qū)域電網(wǎng)向其他區(qū)域電網(wǎng)凈調(diào)出的電量在本區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)存在凈調(diào)出電量的省份之間進(jìn)行分?jǐn)偅謹(jǐn)偙壤秊楸臼〖夒娋W(wǎng)凈調(diào)出電量與存在凈調(diào)出電量省份的凈調(diào)出總電量之比。

NETy=NEy∑iNEi，y·∑jEXj，y（12）

其中：NETy表示第y年本省電網(wǎng)與其他區(qū)域電網(wǎng)之間電量交換量；NEy表示第y年本省級電網(wǎng)凈調(diào)出電量；∑iNEi，y表示第y年本區(qū)域電網(wǎng)中存在凈調(diào)出電量的省份凈調(diào)出總電量。

當(dāng)本省級電網(wǎng)是凈調(diào)入電量的電網(wǎng)時，本省電網(wǎng)與其他區(qū)域電網(wǎng)之間電力凈交換量估算方法是將其他區(qū)域電網(wǎng)向本區(qū)域電網(wǎng)凈調(diào)入的電量在本區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)存在凈調(diào)入電量的省份之間進(jìn)行分?jǐn)?，分?jǐn)偙壤秊楸臼〖夒娋W(wǎng)凈調(diào)入電量占存在凈調(diào)入電量省份凈調(diào)入總電量的比例。

NETy=NIy∑iNIi，y·∑jIMj，y（13）

其中：NIy表示第y年本省級電網(wǎng)凈調(diào)入電量；∑iNIi，y表示第y年本區(qū)域電網(wǎng)中存在凈調(diào)入電量的省份凈調(diào)入總電量；∑jIMj，y表示第y年其他區(qū)域電網(wǎng)向本區(qū)域電網(wǎng)凈調(diào)入的總電量。

根據(jù)電量守恒原理，本省級電網(wǎng)與本區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)其他省級電網(wǎng)之間電力凈交換量等于本省級電網(wǎng)電力凈交換總量減去本省電網(wǎng)與其他區(qū)域電網(wǎng)之間電力凈交換量。

NEPy=NTy-NETy（14）

其中：NEPy表示第y年本省級電網(wǎng)與本區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)其他省級電網(wǎng)之間電量凈交換量；NTy表示第y年本省級電網(wǎng)電力凈交換總量，當(dāng)本省級電網(wǎng)屬于凈調(diào)出電力的電網(wǎng)時，NTy=NEy；當(dāng)本省級電網(wǎng)屬于凈調(diào)入電力的電網(wǎng)時，NTy=NIy。

4結(jié)論

本文提出了基于共擔(dān)原則的省級電力排放核算方法，并利用2011年數(shù)據(jù)核算中國各省級整體電力排放，進(jìn)一步估算出各省級電力消費(fèi)排放因子，并以此估算省級電網(wǎng)排放。分析結(jié)果表明：

（1）相較于生產(chǎn)者責(zé)任核算方法，本文提出了共擔(dān)責(zé)任原則核算方法，并同時考慮了電力凈調(diào)入調(diào)出因素，這一方面有利于電力生產(chǎn)端和消費(fèi)端共同承擔(dān)排放責(zé)任，另一方面也能夠使得電力凈調(diào)出和調(diào)入省份能夠合理承擔(dān)相應(yīng)的排放責(zé)任：增加凈調(diào)入電力省份的排放責(zé)任，降低凈調(diào)出電力省份的排放責(zé)任，從而使得各省份之間承擔(dān)“共同而有區(qū)別”的排放責(zé)任。以2011年數(shù)據(jù)為例，內(nèi)蒙古共擔(dān)原則核算排放相比生產(chǎn)者原則核算排放減少3 907萬t，而北京共擔(dān)原則核算排放相比生產(chǎn)者原則核算排放增加1 691萬 t。

（2）利用本文提出的核算方法，能夠估算出各省級電力消費(fèi)排放因子。由于該排放因子是基于共擔(dān)責(zé)任原則估算出來的，因此，可以在避免重復(fù)計(jì)算的情況下，用來直接測算電力終端消費(fèi)的碳排放，如建筑、汽車制造業(yè)等以電力為主要能源消耗的行業(yè)排放；此外，還可以以此計(jì)算各省級電網(wǎng)應(yīng)承擔(dān)的排放責(zé)任。本文估算顯示全國省級電網(wǎng)平均排放達(dá)到226萬 t。這些排放核算數(shù)據(jù)有利于將省級電網(wǎng)納入全國或者區(qū)域性碳排放交易體系。

（編輯：劉照勝）

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（2）利用本文提出的核算方法，能夠估算出各省級電力消費(fèi)排放因子。由于該排放因子是基于共擔(dān)責(zé)任原則估算出來的，因此，可以在避免重復(fù)計(jì)算的情況下，用來直接測算電力終端消費(fèi)的碳排放，如建筑、汽車制造業(yè)等以電力為主要能源消耗的行業(yè)排放；此外，還可以以此計(jì)算各省級電網(wǎng)應(yīng)承擔(dān)的排放責(zé)任。本文估算顯示全國省級電網(wǎng)平均排放達(dá)到226萬 t。這些排放核算數(shù)據(jù)有利于將省級電網(wǎng)納入全國或者區(qū)域性碳排放交易體系。

（編輯：劉照勝）

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（編輯：劉照勝）

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