黑龍江省碳排放核算方法及減排對策研究

吳曉華，卞紀蘭，王曉紅，趙桂燕，任妍

（黑龍江八一農墾大學經濟管理學院，大慶 163319）

黑龍江省《“十二五”規(guī)劃》提出低碳綠色發(fā)展是國家的重大戰(zhàn)略，亦是黑龍江省可持續(xù)發(fā)展的長遠大計，受全球資源環(huán)境約束，綠色經濟呈現強勁發(fā)展態(tài)勢，為黑龍江省發(fā)揮生態(tài)和環(huán)境優(yōu)勢，加快發(fā)展循環(huán)經濟提供新的機遇。如果不能改變目前以重工業(yè)為主的經濟結構，降低能耗，加強對能源的綜合利用，黑龍江省能源可持續(xù)發(fā)展形勢非常嚴峻[1]。而有效地核算省級碳排放是應對氣候變化、發(fā)展低碳經濟的一項基礎性工作。雖然中國能源消費數據可以從統(tǒng)計資料中獲取，但官方統(tǒng)計機構并未公布省區(qū)、行業(yè)碳排放數據，需要研究人員選擇合適的方法自行評估?？梢钥闯觯冀鹑?、碳交易、碳稅等以碳核算、碳計量為基礎的經濟活動將會成為未來經濟的重要組成部分，因此，正確的碳排放核算方法是參與碳活動的基礎和支撐。

1 碳排放核算方法比較分析

碳排放核算方法主要有實測法、物料衡算法、排放系數法。通過對各方法進行比較分析（如表1 所示），實測法雖然精度較高，但監(jiān)測成本高，范圍亦有限，實測法適用于污染物排放穩(wěn)定、連續(xù)的排放口，如水泥企業(yè)、火電廠企業(yè)廢氣處理設施出口或適用于農田土壤中溫室氣體的排放以及森林生態(tài)系統(tǒng)的排放量估算[2]。政府間氣候變化專門委員會IPCC 提出基于物料衡算法估算化石能源排放的參考方法（Reference Approach） 和 部 門 方 法（SectorialApproach）較為實用，盡可能減少數據的不確定性。參考方法旨在自上而下計算燃料燃燒的碳排放，特點是簡單、數據容易獲取，大部分碳排放的核算是基于此種方法；部門方法采用自下而上的方法，統(tǒng)計不同行業(yè)不同燃料的能源消耗情況，進而匯總得出總碳排放量，此法可以有效避免由于能源非燃料所造成的重復計算。碳排放系數法不確定性大，當生產工藝、生產規(guī)模、技術水平、能源使用狀況不同時，碳排放系數差異很大[3]。李丁[4]指出排放系數法對于統(tǒng)計數據不詳盡的情況適用性較好，對于我國一些小規(guī)模甚至是非法企業(yè)估算碳排放量也有比較高的效率。除此之外，網上流行的碳排放計算器估算個體碳排放或碳足跡應用依據也是碳排放系數法[5]。

表1 方法比較Table 1 Method comparison

2 省級二氧化碳排放量估算方法分析

國內核算省級二氧化碳排放量大部分采用的是IPCC 提出基于物料衡算法估算化石能源排放的參考方法（Reference Approach） 和部門方法（Sectorial Approach）。但目前核算省級碳排放出現以下問題：（1）能源分類不全面。部分學者張利等[6]、王錚等[7]分析能源消費產生的碳排放，僅分析煤、石油、天然氣產生的碳排放，使得最終的碳排放量小于實際值。（2）二氧化碳排放因子的選取問題。原則上最好采用當地的實測因子，以便正確反映當地的排放特點。但由于獲取困難，目前，部分學者如張友國[8]、樊秀峰[9]、汪正宏[10]等利用IPCC 國家溫室氣體清單指南推薦的有效的CO2排放因子缺省值。但該缺省值有一定缺陷：在計算缺省CO2排放因子時，被氧化的碳比例被假設為1，這和我國實際情況不符。

利用IPCC 推薦的參考方法的思想，結合我國實際情況，首先分別估算j 省的初級燃料和次級燃料的消費量Eij，其次利用轉換因子CFij將各燃料的物理單位轉化成能源單位，最終利用各燃料的碳排放因子EFij換算成CO2排放量，如式（1）所示：

2.1 省級能源表觀消費量Eij的獲取

通過《中國能源統(tǒng)計年鑒》提供的地區(qū)能源平衡表，可以分析可供該地區(qū)消費的各類能源消費量。由于各化石能源排放因子不同，首先估算各種能源的消費量。根據《中國能源統(tǒng)計年鑒》2010年以前我國將化石能源分成18 大類，而2010年拓寬至27 大類，與IPCC《指南》能源品種分類有區(qū)別，例如，在計算2010年各省碳排放量時，石腦油、潤滑油、石油瀝青等能源并沒有出現在2006IPCC 指南中，具體操作過程中有一定限制。因此，計算我國省級二氧化碳排放量時結合實際情況需要在我國能源分類基礎上展開測算。

2.2 轉換因子CFij的確定

為了將各能源的物理單位轉換成能源單位，需要引入轉換因子CFij。計算如式（2）所示

Ci為第i 種能源折標準煤的參考系數，而每萬t標煤的熱值為2.93×105GJ。各種能源的標準煤的參考系數來自《中國能源統(tǒng)計年鑒》。

2.3 CO2 排放因子EFij 的確定

二氧化碳排放因子是各種燃料消耗中的單位熱值實際CO2排放量。計算如式（3）所示：

采用國家發(fā)改委在2011月制定的《省級溫室氣體清單編制指南》（發(fā)改辦氣候[2011]1041 號）中的單位燃料含碳量與碳氧化率數據來計算排放因子。

3 黑龍江省二氧化碳排放分析

3.1 碳排放總量分析

根據式（1）核算2000～2010年黑龍江省化石能源二氧化碳排放量，由圖1 所示，從碳排放絕對量上看，除2001、2002、2005年比上一年度略有減少，黑龍江省碳排放量大體呈現上升趨勢，2010年2.21 億t，比2000年增長了67%；從碳排放量增長率來看，依據曲線走勢，除2006年黑龍江省碳排放增長率顯著增長，比上一年度增長了45%，其他年份碳排放增長率比較平穩(wěn)，基本維持在10%以下，甚至2001、2003、2005年碳排放增長率出現了負增長，說明雖然黑龍江省近十年碳排放總量有所上升，但碳排放總量的增長速度得到有效控制；從黑龍江省與我國其他地區(qū)比較來看，十一年間累計排放接近20 億t，全國排名十二位，排放量超過黑龍江省的地區(qū)由多到少依次為山東、河北、江蘇、遼寧、廣東、內蒙古、河南、浙江、湖北、四川、安徽。

圖1 黑龍江省2000～2010年化石能源二氧化碳排放量及增長率Fig.1 The amount of carbon dioxide emissions of fossil energy in Heilongjiang province from 2000 to 2010

3.2 細分部門產生的碳排放分析

根據國家統(tǒng)計局能源統(tǒng)計司編制的《中國能源統(tǒng)計年鑒》的要求，能源消費總量分為三部分：終端能源消費量、能源加工轉換損失量（投入～產出）和損失量（包括輸送、分配、存儲過程中發(fā)生的損失等）三部分。因為電力、熱力等能源消費的碳排放來自化石能源的轉換與能量損失，直接根據能源消費量計算碳排放會有誤差。因此，能源消費碳排放總量為上述三部分相對應的碳排放量之和。但基于能源平衡表核算碳排放時需注意：（1）工業(yè)用于原料和材料的能源沒有發(fā)生燃燒，不計碳排放；（2）加工轉換過程核算碳排放只計算火力發(fā)電和供熱，其他轉換過程雖伴隨燃燒，但燃燒量小，忽略不計；（3）損失的能源涉及CO2排放的能源量小或者沒有發(fā)生燃燒，不計碳排放[11]?；谀茉雌胶獗淼姆诸悾K端能源消費的排放部門包括三次產業(yè)和生活消費部門；能源加工轉換的排放部門包括火力發(fā)電和供熱部門。由圖2 所示，黑龍江省整體分成九個部門，排放量最大的部門是火力發(fā)電部門，雖然排放總量小幅升高，但所占比率始終在35%以下，并且所占比率逐年下降；其次是工業(yè)部門，排放所占比率在30%左右；再次是供熱部門，排放所占比率15%以下；交通運輸、倉儲與郵政業(yè)和生活消費排放量比重徘徊在4%～7%之間；農林牧漁業(yè)和交通運輸、倉儲與郵政業(yè)排放比率比重始終在2.5%左右；建筑業(yè)和其他部門排放量較小。

圖2 2006～2010 黑龍江省分部門碳排放量（萬t）Fig.2 Department of carbon dioxide emissions in Heilongjiang province from 2006 to 2010

3.3 細分能源消費產生的碳排放分析

能源消費過程中所產生的碳排放是不可避免的產物，不同能源品種碳排放系數存在差異，例如獲取相同的熱量，煤炭的排放量要高于石油和天然氣。而黑龍江省以原煤為主的能源消費結構注定排放量以原煤消費的排放量為主。根據《中國能源統(tǒng)計年鑒》2010年以前我國將化石能源分成18 大類，而2010年拓寬至27 大類，按照不同分類根據黑龍江省各品種能源消費量計算其碳排放量，尋找排放量較大的能源品種。通過核算，黑龍江省2006～2010年排放量較大的能源品種由原煤、柴油、汽油、洗精煤、原油、焦炭組成，如表1 所示，由此六項能源構成的碳排放量占總排放量的84%以上。僅原煤一項產生的碳排放量占總排放的一半以上，雖然原煤消費產生的碳排放量絕對量在增加，但所占比率逐年下降。其次，柴油消費的排放量位居第二，所占比率先下降后上升。而汽油、洗精煤、原油、焦炭的排放量所占比率五年間的位置交替變動，其中汽油、洗精煤和原油變動幅度略大，而焦炭的排放量所占比率較穩(wěn)定。

4 黑龍江省實施碳減排的對策分析

4.1 減少投入冗余，提高能源效率

黑龍江省是典型的資源型省份，一油四煤的能源產業(yè)是全省經濟發(fā)展的擎天之柱，傳統(tǒng)的能源結構在短時間內難以改變，因此提高能源效率迫在眉睫。通過構建CRS 及VRS 的DEA 模型，利用DEAP2.1 軟件，對中國2009年各省的能源效率進行了分析。能源技術效率為純技術效率與規(guī)模效率之積，并且針對能源技術無效的地區(qū)，短期內可以通過減少投入而到達生產前沿，而長期可以通過調整規(guī)模達到規(guī)模經濟。測算結果如下：純技術效率為0.492，規(guī)模效率為0.849。測算結果表明黑龍江省能源技術無效是由純技術無效和規(guī)模無效共同導致的，即在生產過程中存在大量投入冗余及沒有處在生產規(guī)模最優(yōu)點。并且純技術無效占據首要原因，純技術無效導致的能源使用效率低下，也就是說在生產過程中大部分能源都被浪費掉，導致大量投入冗余。對于黑龍江而言，在不增加產出的前提下，由純技術無效導致的節(jié)能潛力共計可減少約4 788 萬t 的煤投入、1 253 萬t 的油品投入，15 億m3的天然氣投入，即通過減少53%的煤、71%的油品、53%的天然氣，亦可達到原有的產出水平，通過投入指標的調整，短期內可以迅速到達生產前沿面。

表2 2006～2010年主要能源消費產生的碳排放所占百分比/%Table 2 The percentage of main energy consumption on carbon emission from 2006 to 2010

4.2 重點開展火電行業(yè)的節(jié)能減排工作

黑龍江省正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速發(fā)展階段，與此同時，電力需求逐漸增長。目前黑龍江省主要是依靠火力發(fā)電，而火力發(fā)電對原煤的巨大需求是導致碳排放居高不下的首要原因，例如，2010年黑龍江省火力發(fā)電部門碳排放總量為7 640 萬t，而由原煤消費導致的碳排放為7 353 萬t。因此，為了落實電力行業(yè)的節(jié)能減排，關鍵在于制度變化：（1）淘汰電力行業(yè)落后生產能力仍需完善新建項目與污染減排、淘汰落后產能相銜接的審批制度，堅決落實等量淘汰（置換）或減量淘汰（置換）制度；（2）對電力行業(yè)實行主要污染物排放總量控制，完善對電力企業(yè)清潔生產審核和評估驗收機制，將清潔生產審核作為核算污染物減排量的重要依據，從而提升清潔生產水平。

4.3 注重抓好重點工業(yè)行業(yè)的節(jié)能減排工作

第二產業(yè)是碳排放的重災區(qū)，尤其是重工業(yè)。依據工業(yè)行業(yè)分類，工業(yè)可以分為43 個行業(yè)。2010年黑龍江省排在前十四的工業(yè)行業(yè)的排放總量占據工業(yè)碳排放量的90%以上，分別為石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)；煤炭開采和洗選業(yè)；醫(yī)藥制造業(yè)；化學原料及化學制品制造業(yè)；電力、熱力的生產及供應業(yè)；黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)；造紙及紙制品業(yè)；燃氣生產和供應業(yè)；農副產品加工業(yè)；專用設備制造業(yè)；交通運輸設備制造業(yè)；通用設備制造業(yè)、食品制造業(yè)；木材加工及木竹藤棕草制品業(yè)。其中排名前兩名的石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)和煤炭開采及洗選業(yè)兩個行業(yè)的碳排放總量占據工業(yè)碳排放總量的50%，因此，工業(yè)行業(yè)減排目標應逐步落實在以上十四個行業(yè)，而首要減排的行業(yè)為石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)和煤炭開采及洗選業(yè)兩個行業(yè)。

綜述所述，隨著黑龍江省工業(yè)化的不斷推進和城市化步伐的加快，在短時間內能源結構仍以煤炭為主，因此提高能源使用效率迫在眉睫，除此之外重點做好電力部門和工業(yè)重點行業(yè)的節(jié)能減排工作，加快資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會發(fā)展，為建設小康社會保障環(huán)境安全。

［1］徐耀芬，童志龍，牟鵬文，等.黑龍江省新能源發(fā)展研究［J］.黑龍江八一農墾大學學報，2013，25（4）：86-89.

［2］王雪娜，顧凱平.中國碳源排碳量估算辦法研究現狀［J］.環(huán)境科學與管理，2006，31（4）：78-80.

［3］張德英，張麗霞.碳源排碳量估算辦法研究進展［J］.內蒙古林業(yè)科技，2005（1）：21-23.

［4］李丁，汪云林，牛文元.出口貿易中的隱含碳計算：以水泥行業(yè)為例［J］.生態(tài)經濟，2009（2）：58-60.

［5］馮蕊，陳勝男.居民生活消費碳排放估算方法分析比較［J］.環(huán)境保護與循環(huán)經濟，2010（9）：61-65.

［6］張利，雷軍，張小雷.1952-2008年新疆能源消費的碳排放變化及其影響因素分析［J］.資源科學，2014，32（1）：42-49.

［7］王錚，翟石艷，馬曉哲.河南省能源消費碳排放的歷史特征及趨勢預測［J］.地域研究與開發(fā)，2010，29（6）：69-74.

［8］張友國.經濟發(fā)展方式變化對中國碳排放強度的影響［J］.經濟研究，2010（4）：120-133.

［9］樊秀峰，宋爽，蘇玉珠，等.中國工業(yè)低碳發(fā)展與需求模式調整［J］.西安交通大學學報：社會科學版，2012，32（6）：1-6.

［10］汪正宏，卓翔之，莊道元.安徽省碳排放量與經濟增長關系研究［J］.統(tǒng)計與決策，2013（11）：145-148.

［11］趙敏，胡靜，戴潔，等.基于能源平衡表的CO2排放核算研究.［J］.生態(tài)經濟，2012（11）：30-32.