山西省重點行業(yè)碳排放特征及低碳發(fā)展策略

(山西省生態(tài)環(huán)境研究中心，山西 太原 030009)

山西省是我國重要的資源型地區(qū)，長期以來，依托豐富的礦產(chǎn)資源逐步培育了煤炭、電力、冶金、煉焦、化工等以高碳特征明顯的重工業(yè)型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在全國1/60的土地上生產(chǎn)了全國1/4的煤、2/5的焦炭、1/17的火電、1/10的尿素、1/18的粗鋼，五大重點行業(yè)完成了全省88%的工業(yè)增加值，帶動了全省的經(jīng)濟發(fā)展。然而，目前這種以資源能源為依托的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品初級化特征明顯、高耗能特征顯著，加上能源結(jié)構(gòu)仍以煤為主，使山西省的經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)明顯的高碳排放特征(碳排放強度一直位于全國前三位)。五大重點行業(yè)化石燃料燃燒產(chǎn)生的碳排放占到全省工業(yè)總排放91%，研究五大行業(yè)的碳排放特征，對控制全省碳排放總量、探索高碳產(chǎn)業(yè)的低碳化發(fā)展路徑具有積極意義。

1 山西省重點行業(yè)基本特征

1.1 經(jīng)濟貢獻比重大

2010年山西省地區(qū)生產(chǎn)總值9200.9億元，其中第一、二、三產(chǎn)業(yè)增加值分別為554.5 億元、5234.0 億元、3412.4 億元，三產(chǎn)所占比重分別為6.0%、56.9%和 37.1%，第二產(chǎn)業(yè)增加值比例高于全國10個百分點。而煤炭、電力、冶金、煉焦、化工五大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)增加值占全省地區(qū)生產(chǎn)總值的43.85%，占全省工業(yè)增加值的88%，其中，煤炭占到58.4%、冶金占到13.2%、煉焦占到8.1%、電力占到5.4%、化工占到2.8%，工業(yè)其他行業(yè)僅占到12.1%。

1.2 資源型特征突出

由于煤炭資源豐富，山西省一直定位于能源重化工基地的建設(shè)上，也逐步形成了以煤炭、焦炭、電力、冶金、化工為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。2010年全社會原煤產(chǎn)量7.4億t，約占全國產(chǎn)量的23%，煤炭工業(yè)增加值占全省工業(yè)增加值的58.4%，完成了全省45.88%的財政總收入；煤炭加工轉(zhuǎn)化為焦炭產(chǎn)量8476.4萬t，約占全國產(chǎn)量的22%，轉(zhuǎn)化煤炭1.16億噸；煤電裝機達到4383萬千瓦，占到全省總裝機的93%，消耗煤炭約1億噸；以煤炭為基礎(chǔ)原料的“肥、醇、炔、苯、油”五條主線發(fā)展迅速，煤制油等新型煤化工不斷發(fā)展，尿素產(chǎn)量占到全國的10%，化工行業(yè)消耗煤炭1100多萬噸；依賴焦炭、電力和礦石資源發(fā)展起來的冶金行業(yè)結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化，生鐵和粗鋼產(chǎn)量在全國分別排第5位和第6位，氧化鋁和金屬鎂產(chǎn)量在全國分別排第4位和第1位，冶金行業(yè)消耗煤炭近500萬噸、焦炭2200多萬噸，原料進口依存度依然較大。五大行業(yè)一次能源消耗量占到全省總消耗的77%，煤炭消耗占到全省的83%。

1.3 產(chǎn)品初級化明顯

歷經(jīng)多年的轉(zhuǎn)型發(fā)展，山西煤、焦、冶、電“四柱擎天”的產(chǎn)業(yè)格局已經(jīng)開始發(fā)生轉(zhuǎn)變，但煤—焦—冶、煤—焦—化、煤—電、煤—電—冶的產(chǎn)業(yè)鏈卻始終占據(jù)主導(dǎo)地位，依托煤炭發(fā)展起來的五大重點行業(yè)仍存在產(chǎn)業(yè)鏈短、初級產(chǎn)品多、精細化工產(chǎn)品少、產(chǎn)品附加值低等問題。

2010年，山西向省外運輸煤炭5.1億噸，外運煤炭占原煤產(chǎn)量比重69.1%；向省外運輸焦炭6121萬噸，外運焦炭占焦炭產(chǎn)量比重72.2%；向省外輸送電力685.2億千瓦小時，外輸電量占發(fā)電量比重31.9%；生產(chǎn)化肥331萬噸，外省銷售量占到總產(chǎn)量的67%，尿素、甲醇、氯堿等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)占我省煤化工行業(yè)銷售收入的70%以上，精細化工、化工新材料等產(chǎn)業(yè)發(fā)展較慢，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)初級化特征明顯；鋼鐵工業(yè)除太鋼外，大部分企業(yè)綜合配套設(shè)施仍然不完善，產(chǎn)品單一，低端產(chǎn)品多，高端產(chǎn)品少；鋁深加工產(chǎn)品規(guī)模仍然遠低于電解鋁規(guī)模。

1.4 技術(shù)裝備水平低

實施煤炭資源整合和煤礦企業(yè)重組后，煤炭產(chǎn)業(yè)水平和集中度明顯提升，2010年噸原煤生產(chǎn)綜合能耗7.17kgce，低于全國7.78 kgce的平均水平，但與國際先進水平相比，煤炭加工轉(zhuǎn)化能力和水平仍然較低，資源綜合開發(fā)利用程度有待提高；焦?fàn)t仍以4.3m爐型為主，4.3m及以下焦?fàn)t產(chǎn)能占到80%以上，炭化室6米(5.5米搗固)以上焦?fàn)t產(chǎn)能僅占到12%；電力行業(yè)仍以單機容量30萬千瓦和60萬千瓦的亞臨界和超臨界機組為主力機型，超超臨界機組目前仍為空白，2010年山西省供電煤耗為349g/kWh，仍高于全國的333g/kWh的平均水平；鋼鐵行業(yè)仍然面臨中小企業(yè)多，布局分散，企業(yè)技術(shù)裝備水平較差，初級產(chǎn)品多，落后產(chǎn)能比重大，產(chǎn)能難以有效發(fā)揮等問題，2010年全省鋼鐵行業(yè)占能耗一半的煉鐵工序能耗大于500kg標(biāo)煤/噸，遠高于太鋼的365kg標(biāo)煤/噸；化工行業(yè)在煤基合成油、焦?fàn)t煤氣制甲醇等技術(shù)領(lǐng)域取得重要突破，但化工行業(yè)仍以化肥生產(chǎn)為主，90%以上企業(yè)采用了固定床間歇造氣爐，化肥行業(yè)合成氨綜合能耗大于1600kg標(biāo)煤/噸，遠高于山西的標(biāo)桿企業(yè)天澤集團1213kg標(biāo)煤/噸，且目前適合我省高硫、高灰、高灰熔點低質(zhì)煤的氣化技術(shù)仍未突破，嚴(yán)重制約我省大型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1.5 能源效率較低

2010年山西省能源消耗總量16808萬噸標(biāo)煤，排名全國第十，但單位GDP能耗1.83萬噸標(biāo)煤/億元，位居全國第三，是北京的3.7倍，是全國平均單位GDP能耗的2倍，五大重點行業(yè)能源效率偏低是主要影響因素。2010年全省原煤產(chǎn)量7.4億t，實現(xiàn)工業(yè)增加值2681億元，噸煤價格僅362元，行業(yè)消耗1523.24萬噸，萬元GDP能耗0.57噸標(biāo)煤，但需賣出27.62噸煤；焦炭產(chǎn)量8476.4萬t，實現(xiàn)工業(yè)增加值373.03億元，加工轉(zhuǎn)化煤炭9415.84萬噸，行業(yè)消耗1523.24萬噸標(biāo)煤，萬元GDP能耗2.21噸標(biāo)煤，但需轉(zhuǎn)化27.45噸標(biāo)煤，多數(shù)企業(yè)處于虧本經(jīng)營狀態(tài)；電力行業(yè)火力發(fā)電量2586.25億千瓦時，實現(xiàn)工業(yè)增加值248.42億元，行業(yè)共消耗能源6666.54萬噸標(biāo)煤，萬元GDP能耗26.84噸標(biāo)煤；冶金行業(yè)實現(xiàn)工業(yè)增加值604.18億元，行業(yè)共消耗能源4504.94萬噸標(biāo)煤，萬元GDP能耗7.46噸標(biāo)煤；化工行業(yè)實現(xiàn)工業(yè)增加值127.86億元，行業(yè)共消耗能源1486.68萬噸標(biāo)煤，萬元GDP能耗11.63噸標(biāo)煤，五大行業(yè)除煤炭行業(yè)外，萬元GDP能耗均遠遠高于全省的平均水平。

表1 重點行業(yè)單位GDP能耗與全省平均水平對比

注：表中數(shù)據(jù)來自《山西統(tǒng)計年鑒2011》

2 重點行業(yè)高碳排放特征

山西省溫室氣體排放主要來源于能源活動。根據(jù)《山西省統(tǒng)計年鑒-2011》，2010年全省能源消耗總量約1.68億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，按能源結(jié)構(gòu)粗算得到的溫室氣體排放總量約4.9億噸CO2eq(未扣減外調(diào)電排放)。

2.1 碳排放總量占據(jù)主導(dǎo)地位

從化石燃料燃燒產(chǎn)生的碳排放總量來看，三產(chǎn)的碳排放比例為2：86：12，第二產(chǎn)業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。其中，電力約占工業(yè)總排放的46.8%、冶金約占23.1%、化工約占8.1%、煤炭約占7.3%、煉焦約占5.5%，五大行業(yè)占工業(yè)總排放的91%。(此外，需要關(guān)注的是，煤炭開采產(chǎn)生的甲烷逃逸按9m3甲烷/噸煤炭計算，折合CO2eq排放0.94億噸，本文中雖未進行討論，卻也是山西省能源領(lǐng)域工業(yè)溫室氣體排放的重要來源。

2.2 碳排放強度普遍偏高

2010年全省碳排放強度平均值為4.66噸CO2eq/萬元，約為全國平均碳排放強度的2倍。占全省因化石燃料燃燒產(chǎn)生的碳排放量78%的五大行業(yè)中，除煤炭行業(yè)外各行業(yè)的碳排放強度均大于全省平均值，其中，電力行業(yè)碳排放強度64.01噸CO2eq/萬元，化工行業(yè)碳排放強度21.4噸CO2eq/萬元，冶金行業(yè)碳排放強度13.03噸CO2eq/萬元，煉焦行業(yè)碳排放強度5.01噸CO2eq/萬元，分別是全省平均碳排放強度的13.7倍、4.6倍、2.8倍和1.07倍，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)失衡成為低碳經(jīng)濟發(fā)展的主要“瓶頸”。

表2 2010年全國各省區(qū)能源消耗對比情況

注：表中能源消耗總量數(shù)據(jù)來自《中國能源統(tǒng)計年鑒2011》，地區(qū)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)來自《中國統(tǒng)計年鑒2011》

表3 2010年山西省重點行業(yè)的碳排放強度

2.3 能源結(jié)構(gòu)高碳特征顯著

全省2010年煤、油、氣和非化石能源消費比例為91：6：2：1，其中，煤炭占據(jù)絕對主導(dǎo)地位，比全國平均水平高20多個百分點，非化石能源消費比例偏低，比全國水平低7個百分點。按煤、油、氣和非化石能源的碳排放因子分別為2.64、2.08、1.63、0噸CO2/噸標(biāo)準(zhǔn)煤進行計算，則全省的能源綜合碳排放因子為2.56噸CO2/噸標(biāo)準(zhǔn)煤，遠高于全國的平均水平2.26噸CO2/噸標(biāo)準(zhǔn)煤(煤、油、氣和非化石能源消費比例為68：19：4.4：8.6)，能源結(jié)構(gòu)的不合理從另一個方面加劇了山西省重點行業(yè)的高碳排放形勢。

3 山西省“十二五”期間低碳發(fā)展策略3.1 積極發(fā)展煤層氣和可再生能源

在消耗同等能源量的情況下，煤層氣比煤炭減少約38%的碳排放，而可再生能源則幾乎為零碳排放。

山西省2000m以淺的煤層氣資源量約10萬億m3，占全國的1/3，與美國相當(dāng)。“十一五”期間，地面煤層氣開采技術(shù)在山西省的應(yīng)用有了重大突破，地面煤層氣抽采量由2006年起步，增長到2010年14.74億m3，2013年地面煤層氣抽采量更是達到28.7億m3，利用量達到22.3m3，井下瓦斯抽采量和利用量分別由2004年的4.11億m3和2.5億m3，提高到2013年的52億m3和18億m3，抽采量提高了近12倍，發(fā)展勢頭強勁。如果按“十二五”末期煤層氣抽采量達到146億m3，實現(xiàn)全部利用，瓦斯氣抽采量達到57億m3，利用率60%，則可替代2100萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少甲烷排放620萬噸，減少二氧化碳排放2100萬噸，共可減排二氧化碳當(dāng)量1.5億噸，約占到全省總排放的15%以上。

表4 2010年全球主要國家及我省能源消費結(jié)構(gòu)碳排放因子 噸CO2/噸標(biāo)煤能耗

同時，據(jù)初步估算，山西省風(fēng)能資源≥200w/m2的技術(shù)可開發(fā)量在3000萬千瓦以上；全省年日照數(shù)在2200-2900小時之間，有約三分之一的地區(qū)在2800小時以上，屬于日照充足的地區(qū)；生物質(zhì)能資源較為豐富，秸稈、林業(yè)廢棄物等年產(chǎn)量約1000萬噸，畜禽糞便每年產(chǎn)量約4500萬噸，城鎮(zhèn)垃圾可燃部分每年產(chǎn)量約300多萬噸。山西省可再生能源利用在“十一五”期間開始起步，在“十二五”初期得到迅速發(fā)展，2010年山西省非化石能源消耗量占到1%，2012年增長到2%，其中風(fēng)電發(fā)電量同比增長60.9%；太陽能發(fā)電量同比增長130.27%。如果“十二五”末期非化石能源利用量增長到5%，則全省可實現(xiàn)碳減排5%以上。

可見，將新能源產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)全力推進，以煤層氣的開發(fā)利用為重點，大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能，以市場為導(dǎo)向，以政策為保障，以科技進步和創(chuàng)新為支撐，不斷加快新能源開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)化進程，是山西省實現(xiàn)低碳發(fā)展的重要途徑。

3.2 依靠新技術(shù)，推動重點行業(yè)節(jié)能

火電、鋼鐵、化工三個行業(yè)的碳排放量占到全省化石燃料燃燒總排放的75%以上，碳排放強度也遠高于山西省的平均水平，三個行業(yè)的碳排放控制對山西省至關(guān)重要。

2010年山西省火力發(fā)電煤耗為349g/kWh，仍高于全國的333g/kWh的平均水平；化肥行業(yè)合成氨綜合能耗大于1600kg標(biāo)煤/噸，遠高于山西的標(biāo)桿企業(yè)天澤集團1213kg標(biāo)煤/噸；鋼鐵行業(yè)煉鐵工序能耗大于500kg標(biāo)煤/噸，遠高于太鋼的365kg標(biāo)煤/噸。

可見，三個行業(yè)仍有較大的減排潛力。合理控制火電、化工、鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模，通過淘汰落后產(chǎn)能，引進先進技術(shù)，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級，提高能源利用效率，是山西省實現(xiàn)高碳產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展的重中之重。

3.3 開展低碳試點示范建設(shè)

開展低碳試點示范，是積極探索符合我省省情的綠色低碳發(fā)展道路、推動經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的有效途徑。

目前，國家已經(jīng)在低碳省區(qū)、低碳城市、低碳園區(qū)、低碳社區(qū)、碳排放權(quán)交易等不同層次開展了試點，均取得了較好的成績，為我國實現(xiàn)低碳發(fā)展積累了寶貴的經(jīng)驗。

通過在城市、城鎮(zhèn)、工業(yè)園區(qū)、重點企業(yè)、社區(qū)等不同層次組織開展低碳試點示范，探索建立合理的低碳評價指標(biāo)體系，研究制定出一系列行之有效的配套政策，是山西省實現(xiàn)低碳發(fā)展的重要抓手。

3.4 探索創(chuàng)新低碳發(fā)展的體制機制

低碳發(fā)展也需要培養(yǎng)氣氛和環(huán)境，要充分調(diào)動政府、市場和社會宣傳的力量。首先進一步完善低碳發(fā)展的政府工作體系，建立合理的工作制度，研究制定實施性好的碳強度指標(biāo)分解和考核方案，落實低碳發(fā)展的目標(biāo)責(zé)任制；其次，要從財稅、金融、土地、政策等方面著手，逐步培育低碳市場，鼓勵低碳技術(shù)、人才的引進和低碳產(chǎn)品的發(fā)展，逐步培育自愿減排市場，激發(fā)市場減排活力；第三，開展全市重點企業(yè)的碳排放核算和報告制度建設(shè)，要求全市能源消耗量5000噸標(biāo)煤以上的企業(yè)進行核算和報告，并通過積極開展低碳產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識、和認(rèn)證制度，加強合同能源管理推廣行動，全面推動重點企業(yè)碳減排；第四，要通過多種渠道加強低碳消費理念宣傳，倡導(dǎo)低碳綠色生活方式和消費模式，同時倒逼生產(chǎn)企業(yè)選擇低碳生產(chǎn)之路，實現(xiàn)低碳消費和低碳生產(chǎn)的良性互動發(fā)展。

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