云南省碳承載力核算

許麗勤+向其鳳

摘 要：借鑒生態(tài)原理，根據(jù)IPCC提供的排放因子，核算云南省近六年的碳源、碳匯及碳承載力情況。結(jié)果表明：能源及工業(yè)部門碳源占全省碳足跡70%以上，且呈逐年上漲趨勢(shì)。碳承載力先是呈現(xiàn)碳盈余，后又表現(xiàn)出碳超載趨勢(shì)，且超載的幅度越來越大。以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)模式以及近幾年云南省經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展導(dǎo)致能耗量不斷創(chuàng)新高，從而使云南省碳排放居高不下。

關(guān)鍵詞：碳源；碳匯；碳承載力；云南省

中圖分類號(hào)：F127 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2014）36-0054-03

引言

碳足跡是在生態(tài)足跡概念的基礎(chǔ)上提出來的，是對(duì)某種活動(dòng)引起的（或某種產(chǎn)品生命周期內(nèi)積累起來的）直接或間接的CO2排放量的度量。目前，碳足跡的影響已經(jīng)被國內(nèi)外學(xué)者廣泛研究。KENNY等以愛爾蘭為例，對(duì)六種碳足跡計(jì)算模型進(jìn)行效果評(píng)估；王青等構(gòu)建了反映區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的碳足跡、碳承載力及碳效率的數(shù)學(xué)模型，研究了沈陽市碳足跡和碳承載力；藍(lán)家程等分析了重慶市土地變化對(duì)碳足跡和碳排放的影響。但國內(nèi)外關(guān)于碳足跡的影響主要集中在碳排放與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系上，大多側(cè)重靜態(tài)研究，較少涉及動(dòng)態(tài)研究，大多研究碳排放，較少分析碳固定?；谏鷳B(tài)足跡方法及相關(guān)指標(biāo)，核算了云南省2007—2012年能源碳足跡、工業(yè)碳足跡、生態(tài)碳足跡及其碳承載力等指標(biāo)，對(duì)云南省減少區(qū)域碳排放、優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)有著重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

一、研究方法

本文的數(shù)據(jù)主要來源于2008—2013年《云南省統(tǒng)計(jì)年鑒》、產(chǎn)業(yè)信息庫中云南省數(shù)據(jù)以及云南省森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)。另外，由于部分?jǐn)?shù)據(jù)存在缺失，我們根據(jù)其他年份的數(shù)據(jù)來估算。

（一）碳源

由于在能源碳足跡核算中已將建設(shè)用地及工業(yè)所消耗的能源碳足跡計(jì)算在內(nèi)。因此，為避免重復(fù)計(jì)算，工業(yè)碳足跡主要核算工業(yè)生產(chǎn)的非能源排放，且不再估算建設(shè)用地的碳足跡。其中，采掘工業(yè)中的碳排放來自于生產(chǎn)中使用碳酸鹽原材料和各種采掘工業(yè)產(chǎn)品；化學(xué)工業(yè)碳足跡主要來源于磷礦、黃磷、磷肥、硫酸等產(chǎn)品的生產(chǎn)；金屬工業(yè)生產(chǎn)碳足跡主要包括鋼鐵生產(chǎn)和冶金焦生產(chǎn)的排放，以及鐵合金、鋁、鎂、鉛、鋅等金屬生產(chǎn)的排放。此外，由于畜牧業(yè)的發(fā)展，家養(yǎng)動(dòng)物所產(chǎn)生的CO2排放同樣不可忽視。設(shè)Ei為某年第i種能源消耗量（或非能源材料消耗量、土地利用面積），其碳排放系數(shù)為δi；Xi為第i種家養(yǎng)動(dòng)物的數(shù)量，τi、ξi分別額為第i種動(dòng)物的反芻CH4系數(shù)和排泄物CH4釋放系數(shù)，則能源、工業(yè)各部門、土地利用及動(dòng)物的碳足跡公式為：

Cj=Ei·δi （1）

C5=21·（Xi·τi+Xi·ξi） （2）

其中，Cj（j=1，2，3，4）分別表示能源、采掘業(yè)、化學(xué)工業(yè)、金屬工業(yè)及土地的碳足跡。耕地的碳排放系數(shù)為0.422tC/hm2，草地的碳吸收系數(shù)為-0.02tC/hm2。

（二）碳匯

在估算森林碳匯方面，主要采用了生物量法。根據(jù)云南省林木樹種特點(diǎn)，將森林劃分為喬木林、灌木林、經(jīng)濟(jì)林和竹林。設(shè)si為第i種林木的單位面積生物量，mi為第i種林木的面積，Cf為第i類農(nóng)作物碳吸收率，Yi為第i類農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，Hi為第i 類農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)，αi為第i類農(nóng)作物的含水量（%）。農(nóng)作物、森林的碳匯估算公式如下所示。

C6=Cf·Yi·（1-αi）/Hi （3）

C7=3.67·λ·si·mi （4）

其中，Cj（j=6，7）分別表示農(nóng)作物及森林的碳匯。

（三）碳承載力

碳承載力（即凈碳足跡）是指某一地區(qū)碳源與碳匯之差。若碳源大于碳匯，碳承載力為正，表明該地區(qū)出現(xiàn)碳超載；若碳源小于碳匯，碳承載力為負(fù)，表明該地區(qū)碳盈余；若碳足跡等于碳匯，表明該地區(qū)碳平衡。云南省碳承載力核算公式為：

ΔC=碳源-碳匯=Cj-Cj （1.5）

二、云南省碳承載力核算

（一）碳源動(dòng)態(tài)分析

由表1可知，能源消耗排放是主要的碳源，約占云南省全部碳源排放的60%～70%。其次是采掘工業(yè)排放，主要是水泥生產(chǎn)所產(chǎn)生的排放，近年來云南省的采掘業(yè)碳足跡呈快速上升趨勢(shì)，在碳源中的比例已經(jīng)由2007年的9.05%上升到了2012年的13.24%?；瘜W(xué)工業(yè)的在整個(gè)碳源中的比例不高，約占2%左右，且基本保持不變。此外，由于畜牧業(yè)的發(fā)展，動(dòng)物排放的溫室氣體也增長的較快，已經(jīng)從2007年的1 223.22萬噸CO2增長到了2012年的1 750.71萬噸CO2，但其在碳源中的比例卻在不斷下降。耕地的碳足跡很小，每年約為4.81萬噸CO2。此外，金屬工業(yè)的碳足跡增長量及比例均超過了采掘和化學(xué)工業(yè)，呈快速上升趨勢(shì)。2007—2012年間，云南省的金屬工業(yè)排放從2007年的3 304.51萬噸增長到了6 130.64萬噸，占總碳源的比例從2007年的12.77%上升至19.36%，是云南省碳排放增長最快的部門之一。由此看來，工業(yè)部門的快速發(fā)展是近年來云南省碳足跡增長的主要原因。

（二）碳匯動(dòng)態(tài)分析

從上表可以看出，云南省最大的碳匯來自于森林，受普查資料的限制，我們不能核算出每一年的碳匯。云南省的森林碳儲(chǔ)量很大，占云南省總碳匯量的50%以上。但每年新增的碳匯并不大，受森林中林種、年齡和各種林地面積變化的影響，新增碳匯呈現(xiàn)出減少的趨勢(shì)。農(nóng)作物的碳匯作用也很客觀，尤其是近年來，隨著農(nóng)業(yè)豐收的影響，農(nóng)作物碳匯增加的較快，從2007年的8 131.34萬噸上升至2012年的9 628.92萬噸，平均每年固碳增加249萬噸。草地由于面積較小，其碳匯量也相對(duì)較小。

（三）凈碳足跡分析

從上頁圖1可以看出，最近的六年里，云南省碳承載力一直是碳超載，六年里累計(jì)碳超載28 723萬噸。從變化趨勢(shì)看，碳超載逐年增加。2008年受金融危機(jī)影響，能源碳足跡有所減少，碳超載情況有所緩解，此后超載的幅度越來越大。表明現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)不能完全吸收每年新增的碳足跡，云南省的生態(tài)環(huán)境負(fù)荷已經(jīng)超出了其承受能力。endprint

結(jié)論和建議

借鑒生態(tài)原理，以云南省為例，對(duì)碳足跡核算方法進(jìn)行改進(jìn)，提出了碳源、碳匯、凈碳足跡（碳承載力）3個(gè)指標(biāo)，并根據(jù)IPCC排放因子，核算了云南省近六年的碳源、碳匯及碳承載力。根據(jù)以上的分析結(jié)果，提出以下結(jié)論和建議。

（一）結(jié)論

1.隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，云南省碳足跡也在逐年增加。2007—2012年云南省碳足跡由2.1155×108tCO2增加到3.0900×108tCO2，增幅為43.36%，年均增長率為7.23%。其中，貢獻(xiàn)最大的是化石能源消費(fèi)所產(chǎn)生的排放，約占云南省總碳足跡的60%以上。碳足跡增長最快的是工業(yè)各部門，從24.25%上升至34.77%。由于云南省能源消費(fèi)以煤炭為主。消耗相同數(shù)量的煤炭與天然氣，煤炭要比天然氣多釋放50%的CO2。從而表明，以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不利于節(jié)能減碳的進(jìn)行。此外，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)對(duì)能源需求量急劇增加，導(dǎo)致碳排放量的增加?？梢赃@樣說不合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)是云南省碳足跡快速增加的主要原因。

2.云南省總碳匯量總體呈現(xiàn)出增長趨勢(shì)。六年間，云南省固碳能力從2007年的1.4398×108tCO2逐漸上升到2億噸左右。森林碳匯的變動(dòng)情況與總碳匯一致，而農(nóng)作物的碳匯變動(dòng)趨勢(shì)與總碳匯正好相反。這與云南省農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展和政府“退耕還林”政策的實(shí)施密不可分。由此可見，森林是云南省最重要的固碳能力組成部分。森林碳匯能力的變動(dòng)對(duì)云南省固碳能力變化有著重要的影響。

3.云南省碳承載力逐漸表現(xiàn)出碳超載。2007—2012年云南省一直存在較大的碳赤字，從2007年的5.2210×107tCO2增加到2012年的7.848×107tCO2，增幅為50.60%。這是因?yàn)樵颇鲜〗杲?jīng)濟(jì)始終保持高度發(fā)展從而引起能源及工業(yè)碳排放持續(xù)增加。

（二）建議

第一，適度調(diào)整經(jīng)濟(jì)增長預(yù)期，減輕節(jié)能減碳?jí)毫Α＝?jīng)濟(jì)總量增長是生產(chǎn)能耗和碳排放增長的主要來源。在經(jīng)濟(jì)形勢(shì)總體不佳、節(jié)能減碳?jí)毫薮蟮那闆r下，云南省完全可以適當(dāng)調(diào)整經(jīng)濟(jì)增長預(yù)期，為經(jīng)濟(jì)增長模式轉(zhuǎn)變，也為節(jié)能減碳工作提供喘息的機(jī)會(huì)。

第二，加快節(jié)能減碳領(lǐng)域的技術(shù)升級(jí)。云南的能源使用效率和全國平均水平相比，差距仍然較大。此外，由于技術(shù)水平的差異，云南省的工業(yè)物耗水平和全國也存在較大差異。因此，通過技術(shù)進(jìn)步節(jié)能減碳，降低工業(yè)產(chǎn)品的物耗碳排放的潛力仍然巨大。

第三，抓住時(shí)機(jī)，加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在工業(yè)部門中，云南省除了電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的單位GDP能耗低于全國平均水平，其余部門的單位GDP能耗均高于全國平均水平。隨著房地產(chǎn)熱的消退，房地產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)的鋼鐵、建材等行業(yè)全面陷入了生產(chǎn)過剩。要抓住市場變化有利時(shí)機(jī)，減少和淘汰高能耗工業(yè)部門產(chǎn)能，使經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)向低碳方向轉(zhuǎn)型。發(fā)展醫(yī)藥制品業(yè)、農(nóng)業(yè)等附加值較高而能耗較低且具有資源優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)作為云南經(jīng)濟(jì)增長的新支柱。

第四，大力發(fā)展森林碳匯。森林碳匯是全省碳匯的重要組成部分，占全省碳匯總量的50%以上。因此，提高森林面積可大幅度增加云南省的碳吸收量。在云南省林木種類中，闊葉林的碳吸收量遠(yuǎn)高于其他樹種，也就是說，云南省的碳固定總量的增長很大程度上取決于闊葉林的增長。因此，在推進(jìn)天然林保護(hù)工程、退耕還林工程和防護(hù)林工程等生態(tài)建設(shè)工程時(shí)，增加闊葉林的種植比例，對(duì)提高云南碳吸收量，增加碳承載力有著重要現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] Kenny T，Gray N F.Comparative performance of six carbon footprint model for use in Ireland[J].Eviromental Impact Asseeement Review，

2009，29（1）：1-6.

[2] 王青，王鳳波，顧曉薇，等.區(qū)域經(jīng)濟(jì)的資源環(huán)境載荷與效率[J].東北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，（10）.

[3] 李志強(qiáng)，李春梅.碳足跡及其影響因素分析——基于中部六省的實(shí)證[C].2009年南昌大學(xué)中國中部經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究中心學(xué)術(shù)年

會(huì)暨“貫徹國務(wù)院《促進(jìn)中部地區(qū)崛起計(jì)劃》”研討會(huì)論文集，2009：149-159.

[4] 藍(lán)家程，傅瓦利，袁波，張婷，彭景濤.重慶市不同土地利用碳排放及碳足跡分析[J].水土保持學(xué)報(bào)，2012，（1）：146-150.

[5] 方精云，郭兆迪，何學(xué)兆，等.1981—2000年中國陸地植被碳匯的估算[J].中國科學(xué)D輯：地球科學(xué)，2007，（37）.

[6] 趙欣，龍如銀.江蘇省碳排放現(xiàn)狀及因素分解實(shí)證分析[J].中國人口·資源與環(huán)境，2010，（7）：25-30.

[責(zé)任編輯 劉嬌嬌]endprint