杜 赟
(貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 貴陽 550008)
IPCC排放因子法探究CO2排放量
杜 赟
(貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 貴陽 550008)
本課題收集了浙江省和貴州省2005—2012年的化石能源消耗量相關(guān)數(shù)據(jù),運(yùn)用IPCC排放因子法計(jì)算了兩省的CO2排放情況,并結(jié)合兩省經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),考查了單位GDPCO2排放量。結(jié)果顯示,兩省CO2排放量均為線性增長趨勢,而兩省的單位GDPCO2排放量卻逐漸降低。說明隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,生產(chǎn)技術(shù)的改革,效率的提高,化石能源的消耗逐步邁入了可持續(xù)發(fā)展的道路。綜合看來,浙江省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要優(yōu)于貴州省,這不僅體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于貴州省,而且其單位GDPCO2排放量低于貴州省。另外,貴州省經(jīng)濟(jì)狀況雖然落后,但是從其不斷上升的GDP總量和不斷下降的單位GDPCO2排放量可知,其經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于不斷進(jìn)步階段。貴州省在可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展道路上取得的成績是毋庸置疑的,繼續(xù)提升的空間也是巨大的。
化石能源;GDP;IPCC排放因子法;CO2排放;可持續(xù)發(fā)展
氣候變暖已成為全世界最關(guān)心的環(huán)境問題。它不僅嚴(yán)重破壞自然生態(tài)環(huán)境,也給人類社會(huì)的發(fā)展造成了巨大而深遠(yuǎn)的影響。據(jù)科學(xué)研究表明,這些影響包括冰川消融、海平面上升、極端氣候?yàn)?zāi)害,空氣污染、物種滅絕和糧食減產(chǎn)等[1-3]。1992年聯(lián)合國出臺(tái)了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》,確立了發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家在應(yīng)對全球氣候變化過程中“共同但有區(qū)別的責(zé)任”原則[4]。1997年通過的《京都議定書》更加明確了發(fā)達(dá)國家在2008—2012年間的具體減排目標(biāo)[5]。另外,政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)編制的《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》為不同國家、不同地區(qū)、不同行業(yè)的溫室氣體排放量計(jì)算提供了詳細(xì)的技術(shù)指導(dǎo)[6]。
溫室氣體包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟烴(HFCs)、全氟碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)、三氟化氮(NF3)、五氟化硫(SF5)、三氟化碳(CF3)和鹵化醚(如C4F9OC2H5, CHF2OCF2OC2F4OCHF2, CHF2OCF2OCHF2)。其中,CO2是全球范圍內(nèi)排放量最大的溫室氣體,它主要來源于化石能源燃燒,工業(yè)過程和產(chǎn)品使用,農(nóng)業(yè),林業(yè)及其他土地利用。全球CO2排放量占溫室氣體總量的75%[6]。而能源部門是溫室氣體排放清單中的重要部門,在發(fā)達(dá)國家,其貢獻(xiàn)一般占CO2排放量的90%以上[6]。
中國是發(fā)展中國家,沒有承擔(dān)《京都議定書》規(guī)定的減排目標(biāo)[5]。但是作為全球最大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展體,面對日益嚴(yán)峻的全球性氣候變化,中國應(yīng)積極應(yīng)對,轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),深化技術(shù)改革,加強(qiáng)環(huán)境保護(hù),為應(yīng)對全球氣候變化貢獻(xiàn)積極力量。我國也明確提出了“綠色發(fā)展,建設(shè)資源節(jié)約型,環(huán)境友好型社會(huì)”的發(fā)展新思路[7]。
本課題選取了我國經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的浙江省和經(jīng)濟(jì)較為落后的貴州省作為研究對象,考查了從2005—2012年間兩省化石能源消耗情況,并根據(jù)IPCC推薦的排放因子法計(jì)算了兩省化石能源消耗排放的CO2量。由計(jì)算結(jié)果可知,兩省因能源消耗排放的CO2均呈直線增長趨勢,說明隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,CO2排放量也隨之增加。另外,兩省的單位GDP
CO2排放量隨時(shí)間的推移不斷下降,說明通過革新生產(chǎn)技術(shù),提高生產(chǎn)效率,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等手段,兩省的經(jīng)濟(jì)都逐步體現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能的理念。特別提出的是,浙江省雖然在CO2排放總量上高于貴州省,但是單位GDP CO2排放量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于貴州。這說明,浙江省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的優(yōu)越性不僅體現(xiàn)在較高的經(jīng)濟(jì)總量上,也體現(xiàn)于它在滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的同時(shí),對溫室氣體較小的貢獻(xiàn)作用上。
1.1 研究省份
浙江省位于我國東南沿海長江三角洲南翼,面積10.55萬km2,常住人口5 477萬(2012年統(tǒng)計(jì))[8]。優(yōu)越的地理?xiàng)l件,使浙江素有“魚米之鄉(xiāng)”之稱,是我國經(jīng)濟(jì)最活躍的省份之一。它在以國有經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)地位的條件下,充分發(fā)揮民營經(jīng)濟(jì)的作用,形成了具有鮮明特色的“浙江經(jīng)濟(jì)”。貴州省位于我國西南云貴高原,面積17.62 km2,人口數(shù)為3 484萬(2012年統(tǒng)計(jì))[8],全省80%地形為山地,生態(tài)環(huán)境良好,氣候宜人,但經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá),是全國公認(rèn)的貧困省份。兩省歷年GDP數(shù)據(jù)見表1、圖1。
圖1 兩省GDP變化曲線
表1 兩省GDP (2005—2012) 億元
數(shù)據(jù)來源:《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2013)
選擇這兩個(gè)省份作為研究對象的具體原因是兩者面積相當(dāng),但經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況差異較大。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙重標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下,兩省都根據(jù)自身特點(diǎn),制定了與本身相適應(yīng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃。2011年3月,國務(wù)院正式批復(fù)《浙江海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展示范區(qū)規(guī)劃》,成立我國第一個(gè)海洋經(jīng)濟(jì)示范區(qū)。示范區(qū)覆蓋杭州,寧波,溫州,臺(tái)州,舟山,嘉興,紹興七個(gè)城市,它將以浙江省豐富的海洋資源為發(fā)展基礎(chǔ),大力建設(shè)港口大宗物流平臺(tái),發(fā)展海洋新興產(chǎn)業(yè)和建設(shè)海洋生態(tài)園區(qū)[9]。同時(shí),在貴陽舉辦的“生態(tài)文明貴陽國際論壇”成為了國內(nèi)唯一以生態(tài)文明為主題的國家級國際性論壇。論壇圍繞生態(tài)文明領(lǐng)域的前瞻性、趨勢性問題進(jìn)行探討,交流低碳發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、綠色發(fā)展的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),展示發(fā)展成果,推廣典型案例。此項(xiàng)研究希望通過對比,探討兩省的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿臀磥斫?jīng)濟(jì)發(fā)展模式的可行性。
1.2 能源數(shù)據(jù)
能源數(shù)據(jù)來源于2006—2013年《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》(以下簡稱“年鑒”)。根據(jù)“年鑒”中對能源消費(fèi)量的定義,它包括原煤,原油及其制品,天然氣和電力的消費(fèi)總量。由于原煤和原油及其制品種類的多樣性和成分的復(fù)雜性,為簡化計(jì)算,數(shù)據(jù)只考查了煤炭消費(fèi)總量(包括洗精煤,型煤),焦炭消費(fèi)總量,油品消費(fèi)總量(包括原油,汽油,煤油,柴油),天然氣消費(fèi)總量和電力消費(fèi)總量5項(xiàng)內(nèi)容(表2、3)。而沒有按照IPCC推薦的明細(xì)考查各具體類型燃料的消費(fèi)量。另外,在我國現(xiàn)階段生產(chǎn)力發(fā)展水平下,電力主要由火電和水電構(gòu)成。由于水電沒有CO2排放,只有火電存在CO2排放,故電力消費(fèi)量由火電生產(chǎn)量代替。依據(jù)IPCC推薦的排放因子法計(jì)算出這5種燃料消耗量對應(yīng)的CO2排放量,最后求和得出兩省每年能源消耗排放的總CO2量。
表2 浙江省化石能源消耗情況 (2005—2012)
表3 貴州省化石能源消耗情況 (2005—2012)
1.3 排放因子法
排放因子法是IPCC推薦的CO2計(jì)算方法。其基本計(jì)算思想是把有關(guān)人類活動(dòng)發(fā)生程度的信息(稱作“活動(dòng)數(shù)據(jù)”或“AD”)與量化單位活動(dòng)的排放量或清除量的系數(shù)結(jié)合起來。這些系數(shù)稱作“排放因子”(EF)。因此,基本的方程是:
排放量=AD×EF
IPCC推薦的計(jì)算方法有三個(gè)層級,第一層級為基于燃料的排放量,因?yàn)樗腥紵吹呐欧殴浪憧梢愿鶕?jù)燃燒的燃料數(shù)量(通常來自國家能源統(tǒng)計(jì))以及平均排放因子。對于CO2,排放因子主要取決于燃料的碳含量,而燃燒條件(燃燒效率、在礦渣和爐灰等物中的碳?xì)埩?相對不重要。因此,CO2排放可以基于燃燒的燃料總量和燃料中平均碳含量進(jìn)行估算。排放因子采用IPCC數(shù)據(jù)庫中推薦的缺省因子。第二層級采用國家特定生產(chǎn)技術(shù)水平條件下,特定燃料在特定燃燒條件下的排放因子代替缺省因子。它能夠更為真實(shí)的反應(yīng)排放源的CO2排放情況。第三層級為最高層級,它是詳細(xì)排放模式測量,屬于工廠級數(shù)據(jù)。它能夠?qū)Ψ荂O2溫室氣體作更好的估算,但也需要做更為細(xì)致的監(jiān)測工作[6]。
采用IPCC推薦的第一層級計(jì)算方法,既缺省因子計(jì)算方法。首先,IPCC根據(jù)能源的發(fā)熱量對能源消耗量做出轉(zhuǎn)換,將質(zhì)量單位轉(zhuǎn)化為能量單位,轉(zhuǎn)化因子即實(shí)現(xiàn)了每種燃料的能源單位轉(zhuǎn)化(表4)。另外,IPCC認(rèn)為CO2的排放量與燃料的含碳量有關(guān)。它假設(shè)在燃燒過程中,燃料中的碳100% 被氧化為CO2。不難看出,含碳量高的燃料排放的CO2氣體也相應(yīng)較高。排放因子即將能源化的燃料轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的CO2排放量。因此,CO2計(jì)算公式可以表示為:
排放量=能源消耗量×轉(zhuǎn)換因子×排放因子
由公式計(jì)算出各省所列能源清單的CO2排放量,然后加合,得到該省CO2排放量。特別提出,火電生產(chǎn)過程中CO2的計(jì)算是將火電生產(chǎn)量按0.122 9 kg/kw·h時(shí)折合為標(biāo)煤量,然后通過標(biāo)煤量計(jì)算CO2排放量。另外,本課題也研究了各省單位GDP CO2碳排放量以及GDP-CO2擬合曲線,將CO2與經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)結(jié)合,更加體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)發(fā)展是否滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。
表4 IPCC推薦的CO2轉(zhuǎn)換因子和排放因子
研究結(jié)果顯示,浙江和貴州兩省在2005—2012年間,由能源消費(fèi)產(chǎn)生的CO2排放量均呈直線上升趨勢如圖2所示。浙江省CO2最大排放量為2011年的939 104.87千t,2012年排放量出現(xiàn)小幅度回落,最小排放量為2005年的509 923.56千t。而貴州省的排放量在8年中一直呈現(xiàn)出穩(wěn)定的增長趨勢,最小值出現(xiàn)在2005年,為319 940.66千t,最大值出現(xiàn)在2012年,為527 819.98千t。兩省的單位GDP CO2排放量曲線均呈下降趨勢(圖3),浙江省單位GDP CO2排放量變化區(qū)間為2.62~3.80 t/元,變化范圍較小。而貴州省的單位GDP CO2排放量變化范圍較大,從2005年的15.97 t/元下降為2012年的7.70 t/元。擬合兩省從2005—2012年的地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)可知,CO2排放量曲線與各省經(jīng)濟(jì)發(fā)展曲線體現(xiàn)出對數(shù)關(guān)系(圖4、5)。
圖2 兩省CO2排放量曲線
圖3 兩省單位GDP CO2排放量
圖4 浙江省CO2與GDP擬合曲線
圖5 貴州省CO2與GDP擬合曲線
2.1 對結(jié)果的討論
由研究結(jié)果可知,兩省的CO2排放量在研究時(shí)間段內(nèi)均呈增長趨勢,并且與GDP呈對數(shù)增長關(guān)系。這說明兩省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展很大程度上依賴于化石能源的消耗。然而,化石能源雖然能有效地推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,但其不可再生的特性,以及在燃燒過程中排放的大量溫室氣體和顆粒污染物都制約了未來它在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中作用的發(fā)揮。面對這樣的實(shí)際情況,兩省都依據(jù)自身特點(diǎn),制定了切實(shí)可行的發(fā)展方案。浙江省積極發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì),大力發(fā)展核能、風(fēng)能、潮汐能等清潔能源。另外,大力提升第三產(chǎn)業(yè)在全省經(jīng)濟(jì)中的地位,淘汰一批高污染高能耗的產(chǎn)業(yè)。貴州省在能源利用方面,推動(dòng)農(nóng)村秸稈、稻草以及動(dòng)物糞便等生物質(zhì)能的技術(shù)轉(zhuǎn)換,以及水力發(fā)電在農(nóng)村地區(qū)的推廣利用。同時(shí),它也是聯(lián)合國清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)的項(xiàng)目目的地。
雖然浙江省每年排放的CO2總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于貴州省,但其單位GDP CO2排放量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于貴州。這說明,浙江省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的優(yōu)越性不僅體現(xiàn)在生產(chǎn)力的先進(jìn)性,生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)達(dá)程度,經(jīng)濟(jì)模式的靈活性以及政府政策的適宜性上,而且也體現(xiàn)于它在滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的同時(shí),對溫室氣體較小的貢獻(xiàn)作用上。而貴州省想要擺脫經(jīng)濟(jì)落后的帽子,不僅僅要追求總體經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長,也要積極轉(zhuǎn)變發(fā)展模式,進(jìn)行技術(shù)革新,發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì),縮短與發(fā)達(dá)省份在可持續(xù)發(fā)展道路上的差距。浙江省提出了發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略規(guī)劃,大力發(fā)展海洋服務(wù)業(yè),清潔能源和海洋生態(tài)示范區(qū)。而貴州省一直致力于生態(tài)文明城市的建設(shè),近年來,利用貴州優(yōu)良的氣候條件和環(huán)境資源,大力發(fā)展生態(tài)旅游、大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)等高附加值的行業(yè),是貴州省經(jīng)濟(jì)積極轉(zhuǎn)型的表現(xiàn)。
兩省的比較是相對而言的。也就是說,并沒有一個(gè)可供校核的國際標(biāo)準(zhǔn)或是國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)來判定這樣的CO2排放量與經(jīng)濟(jì)關(guān)系就是綠色的、環(huán)保的、可持續(xù)的。這也是研究結(jié)果所具有的局限性。
2.2 對研究方法的討論
IPCC推薦的排放因子計(jì)算法,是目前國際上計(jì)算CO2排放量普遍采用的方法?;谖覈谀茉聪腃O2排放因子數(shù)據(jù)的研究領(lǐng)域的空白,本課題采用的所有排放因子都源于IPCC推薦的缺省值。這給研究結(jié)果帶來了一定程度的不確定性。換言之,IPCC推薦的排放因子是否適用于我國國情仍有待研究。但是針對于我國特定的排放因子尚未有成形的數(shù)據(jù)可以使用,國內(nèi)研究在此領(lǐng)域也相對處于空白狀況,這也是此研究遇到的困難之一。另外,文章中將一次能源類型簡化為煤炭、焦炭、油品、天然氣和電力五種類型,而沒有按照IPCC推薦的能源明細(xì)進(jìn)行計(jì)算,這也給計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確程度帶來了影響。
(1) 浙江省和貴州省從2005—2012年間化石能源消耗排放的CO2量均為增長趨勢,說明隨著化石能源消耗量的增加,CO2排放量也隨之增大。在很大程度上,經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍然以化石能源作為主要支撐。
(2) 浙江省單位GDP CO2排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于貴州。綜合來說,浙江省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要優(yōu)于貴州省。它不僅經(jīng)濟(jì)總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于貴州省,而且在滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的同時(shí),它對溫室氣體貢獻(xiàn)作用相對較小。
(3) 貴州省雖然經(jīng)濟(jì)的綜合性劣于浙江省,但是在研究時(shí)段內(nèi),其單位GDP CO2排放量由2005年的15.97 t/元下降為2012年的7.70t/元,取得的進(jìn)步是巨大的。希望在“生態(tài)文明貴陽國際論壇”的大力引導(dǎo)下,更多地考慮如何打造經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的雙贏局面,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
本文僅以我國不同省份作為研究對象來探究CO2排放量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系。未來的研究可以著眼于更寬闊的參考背景——以發(fā)達(dá)資本主義國家作為參比,找出我國不同經(jīng)濟(jì)狀況省份與發(fā)達(dá)國家的差距。例如,2014年貴州省進(jìn)一步明確了建設(shè)生態(tài)文明示范城市的大方向后,將瑞士作為其生態(tài)文明發(fā)展借鑒學(xué)習(xí)的榜樣。那么,差距何在?借鑒學(xué)習(xí)不僅僅是生搬硬套,而應(yīng)該建立在科學(xué)分析的基礎(chǔ)之上,找出差距,希望將來的研究能將這一點(diǎn)考慮進(jìn)去。另外,未來的分析能夠更深入的探討缺省排放因子和數(shù)據(jù)合并過程給結(jié)果帶來的不確定性。因?yàn)椋鼈兊目尚懦潭戎苯佑绊懡Y(jié)果的真實(shí)性。
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CO2emission of Zhejiang and Guizhou province by the method of emission factor (IPCC) from 2005 to 2012
Du Yun
(Guizhou Industry Polytechnic College, Guiyang 550008, China)
this research explored the CO2emissions from fossil fuels in Zhejiang and Guizhou province within the time period from 2005 to 2012 by IPCC emission factor method. In addition, CO2/GDP was also investigated to discuss the relationship between CO2emission and economic development. The outcomes showed, CO2emissions from the two areas have been increasing linearly over the past 8 years. However, CO2/GDP displayed descending trends in the two provinces. This indicates that, with technical innovation and efficiency improvement, fossil fuels consumption is on its way to sustainable development. Generally speaking, the economic status of Zhejiang is much better than that of Guizhou. This is not only reflected on its higher economic volume, but also due to its lower CO2/GDP. In addition, Guizhou has also made great progress in its sustainable economic development, reflected by its rising GDP and decreasing CO2/GDP during this period. However, huge space for its further improvement still remains in terms of sustainable development.
primary energy; GDP; IPCC emission factor; CO2emission; sustainable development
2015-04-23; 2015-05-10修回
杜赟,女,1984年生,碩士研究生,研究方向:可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及環(huán)境策略分析。E-mail: yun_du@live.cn
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