1995—2013年山西省能源消費(fèi)碳排放核算與特征分析

解瑞麗

（山西省生態(tài)環(huán)境研究中心，山西 太原 030009）

1995—2013年山西省能源消費(fèi)碳排放核算與特征分析

解瑞麗

（山西省生態(tài)環(huán)境研究中心，山西 太原 030009）

采用1995—2013年分燃料品種化石燃料燃燒消耗量數(shù)據(jù)，對(duì)山西省化石燃料燃燒CO2排放量進(jìn)行核算，并分析其變化趨勢(shì)。結(jié)果表明：山西省化石燃料燃燒CO2排放總量呈持續(xù)上升趨勢(shì)，煤、油、氣排放占比平均分別為95.0%、4.3%、0.7%；單位能源消耗碳排放強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同期全國(guó)及世界平均水平；單位地區(qū)生產(chǎn)總值碳排放強(qiáng)度顯著下降，但仍遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平；人均碳排放強(qiáng)度呈顯著上升趨勢(shì)?；谏鲜龇治觯M(jìn)一步提出了山西省減少碳排放的對(duì)策建議。

山西省；化石燃料；碳排放特征；低碳發(fā)展

10.13358/j.issn.1008-813x.2016.04.13

化石燃料燃燒是大氣溫室氣體增加的首要原因［1］。對(duì)我國(guó)而言，化石燃料燃燒產(chǎn)生的溫室氣體約占全國(guó)溫室氣體總排放量的70%。依托豐富的煤炭資源，山西成為了能源生產(chǎn)和消耗大省。從能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)看，山西是我國(guó)重要的能源生產(chǎn)基地，原煤、焦炭、電力等產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能均位居全國(guó)前列，2014年產(chǎn)量分別占全國(guó)的1/4，1/5，1/21［2］。從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)看，山西能源消費(fèi)高度依賴煤炭，一次能源消費(fèi)中煤炭占比達(dá)到90%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國(guó)水平（66%）和世界水平（30%），非化石能源消費(fèi)比重極低［3］，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)必然造成山西經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)高碳排放特征。

因此本研究采用《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》（1995—2012年）山西省分燃料品種化石燃料燃燒消耗量數(shù)據(jù)，按照《省級(jí)溫室氣體清單編制指南（試行）》中的方法核算山西省碳排放量，并分析碳排放變化趨勢(shì)和特征，為制定碳減排措施和低碳發(fā)展路徑提供科學(xué)依據(jù)［4］。

1　核算方法與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1化石燃料燃燒CO2排放

根據(jù)《省級(jí)溫室氣體清單編制指南（試行）》，山西省化石燃料燃燒CO2排放量計(jì)算公式如下：

其中：E為山西省年度化石燃料燃燒CO2排放，t；

Fi為第i種化石燃料燃燒消費(fèi)量，萬(wàn)t或億m3，依據(jù)《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》 （1991—2014）中的山西省能源平衡表（實(shí)物量） 確定，具體為Fi=終端消費(fèi)量i+火力發(fā)電投入量i+供熱投入量i［4］；

NCVi為第i種化石燃料平均低位發(fā)熱量，TJ/ 萬(wàn)t或TJ/億m3，依據(jù) 《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》（2013）和《（GB/T 32150-2015）工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算和報(bào)告通則》確定［4-5］；

CCi為第i種化石燃料單位熱值含碳量，單位為tC/TJ，依據(jù)《省級(jí)溫室氣體清單編制指南（試行）》及《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》確定［6］；

OFi為第i種化石燃料燃燒碳氧化率，無(wú)量綱，依據(jù)《省級(jí)溫室氣體清單編制指南（試行）》及《（GB/T 32150-2015）工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算和報(bào)告通則》確定［5］；

i為化石燃料類別，根據(jù)能源平衡表，山西省所涉及的燃料類型包括原煤、洗精煤、其他洗煤、型煤、煤矸石、焦炭、焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、其他煤氣、其他焦化產(chǎn)品、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、其他石

油制品、天然氣及其他能源。

1.2化石燃料燃燒CO2排放強(qiáng)度

從以下3個(gè)指標(biāo)分析山西省化石燃料燃燒CO2排放強(qiáng)度：

單位能源消耗CO2排放強(qiáng)度=E/F

單位地區(qū)生產(chǎn)總值CO2排放強(qiáng)度=E/GDP

人均CO2排放強(qiáng)度=E/P

其中：E為山西省年度化石燃料燃燒CO2排放量，t；

F為山西省年度化石燃料燃燒能源消費(fèi)總量，tce；

GDP為山西省地區(qū)生產(chǎn)總值，萬(wàn)元，數(shù)據(jù)來(lái)源于《山西統(tǒng)計(jì)年鑒2015》；為保持不同年度單位地區(qū)生產(chǎn)總值CO2排放強(qiáng)度可比性，各年度GDP為不變價(jià)值（按1995年價(jià)格）①；

P為山西省常住人口數(shù)，人，數(shù)據(jù)來(lái)源于《山西統(tǒng)計(jì)年鑒2001》 《山西統(tǒng)計(jì)年鑒2006》《山西統(tǒng)計(jì)年鑒2015》①。

2　碳排放結(jié)果與特征分析

2.1碳排放總量與構(gòu)成分析

1995年，山西省化石燃料燃燒CO2排放量為16 048萬(wàn)t；到2013年，山西省化石燃料燃燒CO2排放量增長(zhǎng)為53 194萬(wàn)t，相較1995年增加了2.3倍。從排放量變化趨勢(shì)看，可以分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段為1995—2000年，化石燃料燃燒CO2排放基本保持不變；第二階段為2000—2013年，化石燃料燃燒CO2排放呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，年均增長(zhǎng)9.53%，這與該時(shí)段經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)有著密不可分的關(guān)系（見(jiàn)圖1）。山西省2013年地區(qū)生產(chǎn)總值相較1995年增長(zhǎng)將近6倍，其中第二產(chǎn)業(yè)占經(jīng)濟(jì)總量的50%以上，第二產(chǎn)業(yè)中重工業(yè)占工業(yè)增加值的90%以上，主要為煤炭、電力、冶金、焦化、化工等高能耗行業(yè)，這樣的產(chǎn)業(yè)構(gòu)成情況下，經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致能源消費(fèi)量的增加，從而導(dǎo)致碳排放的增加①。此外，山西省2013年常住人口數(shù)較1995年增長(zhǎng)18%，人口的增長(zhǎng)一方面會(huì)直接導(dǎo)致居民生活用能增加，另一方面會(huì)增加居民對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施及日常生活用品的需求，間接導(dǎo)致生產(chǎn)建設(shè)用能增加，最終引起碳排放的增加。

1995—2013年，山西省煤炭、油品、天然氣消費(fèi)產(chǎn)生的CO2排放絕對(duì)量均顯著上升，2013年相比1995年分別增長(zhǎng)2.2，3.4，94.9倍，天然氣消費(fèi)CO2排放量增長(zhǎng)極為顯著。從排放構(gòu)成角度看，煤炭消費(fèi)產(chǎn)生的CO2排放占化石燃料燃燒CO2總排放比重呈緩慢下降趨勢(shì)，仍長(zhǎng)期維持在較高水平，平均占比95.0%；油品消耗產(chǎn)生的CO2排放占比在2.9%～6.4%之間，波動(dòng)較大，無(wú)明顯規(guī)律，平均在4.3%，受油價(jià)和市場(chǎng)供應(yīng)情況的影響；天然氣消耗產(chǎn)生的CO2排放占比呈顯著上升趨勢(shì)，由1995年的占比0.06%上升到2013年的1.84%，平均占比0.7%，由于初始的占比極小，顯著上升的趨勢(shì)尚未改變目前天然氣消耗CO2排放在化石燃料燃燒CO2排放中占比極小的局面（圖1）。根據(jù)IEA相關(guān)研究報(bào)告，2013年，中國(guó)化石燃料燃燒CO2排放中煤炭、油品、天然氣貢獻(xiàn)分別為84%、13%、3%；而全球化石燃料燃燒CO2排放中煤炭、油品、天然氣貢獻(xiàn)分別為46%、34%、20%。經(jīng)綜合分析，山西的能源消耗碳排放構(gòu)成主要由資源稟賦所致，其煤炭?jī)?chǔ)藏和生產(chǎn)量在全國(guó)首屈一指，但缺油少氣，且油氣資源省外供應(yīng)量不足，雖然煤層氣資源可以在一定程度上彌補(bǔ)氣源不足的問(wèn)題，但由于資源賦存區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，開(kāi)采技術(shù)尚未成熟，大規(guī)模開(kāi)采尚需時(shí)日，以煤為主的CO2排放特征很難快速扭轉(zhuǎn)。

圖1　1995—2013年山西省化石燃料燃燒CO2排放總量及構(gòu)成變化趨勢(shì)

2.2碳排放強(qiáng)度分析

2.2.1單位能源消耗CO2排放強(qiáng)度

由于所含碳元素的密集程度有所區(qū)別，不同能源釋放相同熱量時(shí)所產(chǎn)生的CO2排放也存在較大差異。根據(jù)2005年國(guó)家溫室氣體清單研究結(jié)果，煤炭、石油、天然氣燃燒過(guò)程CO2排放因子分別為2.64 tCO2/tce、2.08 tCO2/tce、1.63 tCO2/tce。因此一個(gè)地區(qū)單位能源消耗CO2排放強(qiáng)度很大程度上也取決于該地區(qū)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)［8］。根據(jù)分析，1995—2013年，山西省煤炭消費(fèi)比重由96%下降到91%，仍維持在以上，單位能源消耗CO2排放強(qiáng)度平均為2.58 tCO2/tce，呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)，無(wú)顯著下降趨勢(shì)（圖2）。目前山西的單位能源消耗CO2排放強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平，與世界平均水平更是相差甚遠(yuǎn)。這就意味在高能耗產(chǎn)業(yè)為主的山西，每消耗一個(gè)單位的能源就要比其他區(qū)域付出更高的碳排放代價(jià)，而調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，降低對(duì)煤炭的過(guò)度依賴，提升低碳能源使用比例，能夠?qū)档蛦挝荒茉聪腃O2排放強(qiáng)度產(chǎn)生顯著的影響。

2.2.2單位地區(qū)生產(chǎn)總值CO2排放強(qiáng)度

1995—2013年，山西省地區(qū)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)倍數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于化石燃料燃燒碳排放增長(zhǎng)，單位地區(qū)生產(chǎn)總值CO2排放強(qiáng)度呈顯著持續(xù)下降趨勢(shì)，由1995年的15 t/萬(wàn)元（基于1995年價(jià)格） 下降到2013年的7 t/萬(wàn)元（基于1995年價(jià)格），下降50%以上（見(jiàn)圖3）。但是根據(jù)有關(guān)研究成果，2012年山西省萬(wàn)元GDP碳排放仍位居全國(guó)前列，為全國(guó)平均水平的3倍，而中國(guó)萬(wàn)元GDP碳排放則高出全球平均水平2倍以上［1，8］。

單位地區(qū)生產(chǎn)總值CO2排放強(qiáng)度的下降與能源利用效率的提升有著密不可分的關(guān)系，通過(guò)發(fā)電、冶金、化工等高耗能行業(yè)落后產(chǎn)能淘汰，提升裝備水平，加強(qiáng)技術(shù)改造，山西在提高主要產(chǎn)品用能效率方面取得了顯著成績(jī)，如發(fā)電煤耗從1998年的466 gce/（kW·h）下降到“十一五”末的349 gce/（kW·h），下降率達(dá)25%，2015年又進(jìn)一步下降到328 gce/（kW·h）；噸鋼綜合能耗也從1995年的1 400 kgce/t以上下降到2010年的660 kgce/t左右，目前在600 kgce/t左右，下降率將近60%以上，對(duì)降低單位地區(qū)生產(chǎn)總值CO2排放強(qiáng)度起到了積極的推動(dòng)作用［9-10］。但是能效提升對(duì)碳減排的促進(jìn)作用受現(xiàn)有技術(shù)水平限制，需要依賴于技術(shù)的不斷革新。

根據(jù)韓文科等人的研究，通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源消耗的依賴性，對(duì)實(shí)現(xiàn)碳減排具有明顯的推動(dòng)作用［11］。近年來(lái)，山西省也在不斷加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，積極培育裝備制造、材料和旅游等新興支柱產(chǎn)業(yè)，截至2013年，第二產(chǎn)業(yè)對(duì)地區(qū)生產(chǎn)總值的貢獻(xiàn)占52.2%，相比1995年提升6%，第一產(chǎn)業(yè)比重下降近10%，第三產(chǎn)業(yè)比重提升3.5%；第二產(chǎn)業(yè)的工業(yè)中，直接消耗化石燃料較多的電力、熱力生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)，化學(xué)原料及基礎(chǔ)制品制造業(yè)，黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)增加值貢獻(xiàn)均有明顯下降，但煤炭開(kāi)采與洗選業(yè)增加值貢獻(xiàn)相對(duì)1995年上升近70%，2013占總工業(yè)增加值的58%，存在著嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)發(fā)展不均衡，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展未見(jiàn)明顯成效，也說(shuō)明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)降低山西單位地區(qū)生產(chǎn)總值CO2排放強(qiáng)度仍有很大的潛力和空間［7］。

圖3　1995-2013年山西省單位地區(qū)生產(chǎn)總值CO2排放強(qiáng)度及人均CO2排放強(qiáng)度變化趨勢(shì)

2.2.3人均CO2排放強(qiáng)度

由圖3可知，1995—2000年，山西省人均CO2排放強(qiáng)度基本保持不變，平均為5.1 tCO2/（人·a）；2000年后開(kāi)始持續(xù)上升，到2013年已上升到14.6 tCO2/（人·a），年均增長(zhǎng)8.6%。同期，山西省處于城鎮(zhèn)化建設(shè)過(guò)程中，2013年城鎮(zhèn)人口比重達(dá)到52.56%，相較1995年上升22%，且城鎮(zhèn)居民可支配收入和農(nóng)村居民可支配收入成倍增長(zhǎng)，分別為1995年水平的7倍、6倍①。首先，由于物質(zhì)條件相對(duì)豐富，城鎮(zhèn)居民居住、交通等生活用能高于農(nóng)村居民，隨著城鎮(zhèn)化水平的提升，城鎮(zhèn)居民顯著增多，導(dǎo)致人均居民生活用能增多，且城鎮(zhèn)化建設(shè)初期，會(huì)伴隨著大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)活動(dòng)，從而間接增加居民相關(guān)的生產(chǎn)建設(shè)用能；而城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民可支配收入的成倍上漲意味著居民購(gòu)買力提升，對(duì)物質(zhì)的需求提升，從而帶動(dòng)消費(fèi)品生產(chǎn)用能提升，兩方面因素均是人均CO2排放強(qiáng)度增高的重要原因。此外山西人均CO2排放強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平，這主要是能源消費(fèi)以煤為主，單位能源消耗CO2排放強(qiáng)度高所致。根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn)，城鎮(zhèn)化和居民生活水平提升過(guò)程中，必然會(huì)經(jīng)歷人均CO2排放強(qiáng)度上升的過(guò)程，尤其是在發(fā)展初期。目前山西城鎮(zhèn)化水平和居民可支配收入與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有很大的差距，也就意味著在一定時(shí)期內(nèi)其人均CO2排放強(qiáng)度還會(huì)保持上升趨勢(shì)。

3　結(jié)論與建議

總體來(lái)看，1995—2013年，山西省化石燃料燃燒CO2排放總量呈持續(xù)上升趨勢(shì)，煤、油、氣排放占比平均為95.0%、4.3%、0.7%，以煤為主的碳排放結(jié)構(gòu)仍甚為突出，進(jìn)而造成單位能源消耗碳排放強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平及世界平均水平；隨著能效提升和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，單位地區(qū)生產(chǎn)總值碳排放強(qiáng)度顯著下降，但仍遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平；隨著城鎮(zhèn)化水平和居民購(gòu)買力的不斷提升，人均碳排放強(qiáng)度也呈顯著上升趨勢(shì)。

人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)及居民生活水平的提升是碳排放不斷增加的主要原因。雖然我國(guó)人口增長(zhǎng)率已顯著下降，但是由于人口慣性因素及全面實(shí)施一對(duì)夫婦可生育兩個(gè)孩子政策影響，人口數(shù)量仍將在一定時(shí)期內(nèi)保持增長(zhǎng)趨勢(shì)。另外山西與全國(guó)相比經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后，全面建設(shè)小康社會(huì)的發(fā)展目標(biāo)要求山西仍將在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)將經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活水平的提升作為重點(diǎn)。

經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和居民生活水平的提升將推動(dòng)碳排放總量的增長(zhǎng)及人均碳排放水平的提升。因此，在保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活水平提升的同時(shí)，為促進(jìn)低碳發(fā)展，爭(zhēng)取碳排放總量盡早達(dá)到峰值，山西應(yīng)調(diào)整能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展清潔能源，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)能效水平提升，同時(shí)積極培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型，著力降低單位能源消耗碳排放強(qiáng)度及單位地區(qū)生產(chǎn)總值碳排放強(qiáng)度。

［1］IPCC.The IPCC Fifth Assessment Report（AR5），Climate Change 2013：The Physical Science Basis［M］.England：Cambridge University Press，2013.

［2］中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒—2015［M］.北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2015.

［3］BP.BPStatistical Review ofWorld Energy（the 64th edition）［EB/OL］.（2015-06-12）.http：//www.bp.com/content/dam/bp/pdf/energyeconomics/statistical-review-2015/bp-statistical-review-ofworld-energy-2015-full-report.pdf.

［4］中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒（1991—2014）［M］.北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2014.

［5］全國(guó)碳排放管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 32150-2015工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算和報(bào)告通則［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015.

［6］IPCC.2006 IPCCGuidelines for National Greenhouse Gas Inventories［M］.Japan：the Institute for Global Environmental Strategies，2006.

［7］李赫龍，梁紅梅.環(huán)渤海地區(qū)碳排放影響因素分解及其差異研究［J］.中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，23（6）：33-37.

［8］孫荃，周景月，閆研，等.中國(guó)能源消費(fèi)的二氧化碳排放時(shí)空特征分析［J］.青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2015，31（3）：39-43. ［9］張君杰.山西火力發(fā)電的能耗水耗及對(duì)環(huán)境的影響分析［J］.山西能源與節(jié)能，2000（1）：31-33.

［10］王為鋼，徐繼昌，蔣漢華.新世紀(jì)初的冶金節(jié)能［J］.冶金能源，2000，19（1）：4-9.

［11］韓文科，康艷兵，劉強(qiáng).中國(guó)2020年溫室氣體控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)路徑與對(duì)策［M］.北京：中國(guó)發(fā)展出版社，2012.

（編輯：程俊）

Accounting and Characteristic Analysis on Carbon Em issions from Energy Consum ption of Shanxi Province During 1995-2013

Xie Ruili
（Research Center for Eco-Environmental Sciences in Shanxi，Taiyuan Shanxi 030009，China）

This article accounted CO2emissions of fossil fuels combustion in Shanxi province over the period 1995 to 2013，and analyzed its trends.The result showed that the total amount of CO2emissions from fossil fuels combustion in Shanxiwere increasing over this period，and coal，oil，gas accounted for 95.0%，4.3%，0.7%in average respectively.The CO2emission intensity per energy unit was much higher than the national and world average level.Although the CO2emission intensity per GDP decreased significantly in Shanxi province，but it remainsmuch higher than the national average level.The CO2emission intensity per capita increased significantly.Based on these analysis above，it put forward some countermeasures and suggestions on reducing carbon emissions in Shanxi province.

Shanxi province，fossil fuels，the characteristics of CO2emission，low-carbon development

X24

A

1008-813X（2016）04-0049-05

2016-06-03

中國(guó)清潔發(fā)展機(jī)制基金項(xiàng)目《山西省2005年省級(jí)溫室氣體清單編制》（1113048）

解瑞麗（1989-），女，畢業(yè)于南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)，碩士研究生，助理工程師，主要研究方向?yàn)樘寂欧藕怂闩c管理。