湖南省能源消費碳足跡動態(tài)研究

杜科錦，朱玉林

（中南林業(yè)科技大學(xué) 經(jīng)濟學(xué)院，湖南 長沙 410004）

湖南省能源消費碳足跡動態(tài)研究

杜科錦，朱玉林

（中南林業(yè)科技大學(xué) 經(jīng)濟學(xué)院，湖南 長沙 410004）

為了解湖南省碳排放與碳足跡的變化規(guī)律，對碳足跡方法進行了一定的改進，利用2005～2014年湖南省化石能源消費數(shù)據(jù)，通過構(gòu)建數(shù)量模型，分析碳排放、碳足跡的動態(tài)演變。研究結(jié)果表明：2005—2014年，碳排放量從21559.93萬t上升至28302.47萬t，增幅為31.2%，年均增長2.76%，碳足跡從3 322.02萬hm2增加到4360.94萬hm2，人均碳足跡從0.53 hm2增加到0.64 hm2，區(qū)域單位面積碳足跡從1.57 hm2上升至2.06 hm2，碳排放強度從3.27 t/萬元下降到1.05 t/萬元。從碳足跡分析結(jié)果來看，14年碳排放開始下降，說明湖南在碳減排方面的政策措施有一定的效果，盡管如此，湖南的碳減排任務(wù)仍很艱巨。

碳足跡；碳排放；湖南省

自工業(yè)革命以來世界人口飛速增長，物質(zhì)生產(chǎn)日益增加，生態(tài)植被面積日益減少，全球范圍內(nèi)各種環(huán)境問題逐漸引起人們的關(guān)注，以CO2等溫室氣體排放所造成的全球氣候變暖是比較嚴重的問題。怎樣有效減少排放、擴大碳固定規(guī)模是當前的熱點問題[1-2]。碳足跡是一種測算碳排放量影響的新方法[3-4]。國外關(guān)于碳足跡的研究成果已有不少，如KENNY、GRAYN等[5]以愛爾蘭為例，對6種碳足跡計算模型的結(jié)果進行了比較，SOVACOOL等[6]對全球12個大城市的碳足跡進行了評價。國內(nèi)學(xué)者趙榮欽[7]等對中國不同產(chǎn)業(yè)空間的碳足跡進行對比研究，李志強等[8]對中部六省的碳足跡及其影響因素利用分解分析方法作了研究，李嬡[9]、唐黎[10]、向求來等[11]對寧夏、福建、湖南能源消費的碳足跡進行了研究。雖然國內(nèi)外碳足跡的研究已有不少的案例，取得了一定進展和成績，但也存在諸多不足。本文以湖南省為研究案例，通過構(gòu)建能源消費的碳排放和碳足跡模型，測算了湖南省近10年來的化石能源所產(chǎn)生的CO2排放量、碳足跡、人均碳足跡及單位土地面積的碳足跡。研究結(jié)果可為政府制定相關(guān)政策提供參考依據(jù)。

一、研究方法

目前我國能源消費利用主要有化石能源、電能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、太陽能和核能等?？紤]到以化石能源為代表的傳統(tǒng)能源是造成碳排放的關(guān)鍵原因，因此本文僅計算化石能源所產(chǎn)生的碳排放。文中所選取的數(shù)據(jù)來源于2005～2014年《湖南統(tǒng)計年鑒》、《湖南能源統(tǒng)計年鑒》。

將各種化石能源消耗量轉(zhuǎn)化為標準煤使用量，便于利用統(tǒng)一的當量值單位進行計算，能源產(chǎn)生的碳排放量可以根據(jù)IPCC[12]碳排放指南進行計算。文中所采用的測算模型如下：

式中：Cz為能源利用碳足跡，單位hm2，Ei為能源i消費量的標準量（i是能源類型），單位tSCE（標準煤），Coei為能源i的碳排放系數(shù)[13]，單位tC/tSEC，44/12為CO2和C的分子量比率，6.49為能源土地轉(zhuǎn)換系數(shù)[14]。

化石消費能源選擇了原煤、原油、燃料油、汽油、煤油、柴油、液化石油氣、天然氣。排放系數(shù)采用IPCC的研究結(jié)果。能源土地轉(zhuǎn)換系數(shù)資料源于世界自然基金會（WWF）網(wǎng)站，是以林地吸收CO2量來計的。

之后，計算人均碳足跡和單位面積的碳足跡：

式中，RCz為區(qū)域人均碳足跡（hm2/人），R為區(qū)域總?cè)丝冢ㄈ耍?，DCz為區(qū)域單位面積碳足跡（hm2/hm2），D為區(qū)域總面積（hm2）。

表1 各類能源折算參數(shù)

二、結(jié)果與分析

（一）碳排放組成及動態(tài)

2005-2014年，湖南省碳排放呈先上升后下降的趨勢（表2）。碳排放總量從21 559.93萬t上升至28302.47萬t，增幅為31.2%。煤炭為主要的碳排放源，占整個排放量的80.32%，碳排放量從17298.94萬t增長到21578.61萬t，原因是目前湖南省的能源消費仍是以煤炭為主。第二大能源消費碳排放源是原油；占整個排放量的8.08%，從2027.19萬t增長到2458.4萬t。

表2 2005—2014年湖南省能源消費碳排放構(gòu)成變化 單位：萬噸

（二）碳足跡、人均碳足跡與單位面積碳足跡的動態(tài)分析

2005—2014年，湖南省碳足跡、人均碳足跡及單位面積碳足跡呈現(xiàn)了先上升后下降的趨勢（表3）。碳足跡從3322.02萬hm2增至4360.94萬hm2，增加31.3%；人均碳足跡從0.53 hm2增至0.65 hm2，增加22.6%；單位面積碳足跡從1.57 hm2增至2.06 hm2，增加31.2%。同期湖南省人口增長為6.5%，相比總碳足跡的增幅，人口增長幅度很小，因此碳足跡的均值有較高幅度的增長。根據(jù)前人的研究結(jié)果，2007年全球人均碳足跡為0.66 hm2，中國為0.6 hm2，美國高達3.02 hm2[15]，湖南省基本與全球人均和中國人均持平，遠遠低于美國。

表3 2005—2014年湖南省碳足跡、人均碳足跡與單位面積碳足跡的動態(tài)變化

（三）碳排放強度的動態(tài)分析

2005年—2014年，湖南省碳排放強度（單位GDP碳排放）基本呈現(xiàn)了不斷下降的趨勢（圖1），由2005年的3.27t/萬元降低到2014年的1.05t/萬元，表明能源利用率在不斷的提高。盡管在化石能源消耗、GDP增長和人口增長方面幅度很快，但由于不斷對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，逐步淘汰一些高耗能、高污染的產(chǎn)業(yè),保持高科技、生態(tài)型、低污染產(chǎn)業(yè)的持續(xù)增長。不斷增加第三產(chǎn)業(yè)在三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的比重，逐漸降低工業(yè)產(chǎn)業(yè)部門的規(guī)模比重。這也是湖南省在今后的發(fā)展中應(yīng)當保持和不斷改進的方向。按照“十三五”規(guī)劃的碳排放要求，湖南的碳排放強度須保持年均下降5%。

圖1 2004—2014年湖南省碳排放強度變化趨勢

三、結(jié)論與展望

中國政府高度重視碳排放問題，中國將在“十三五”時期實施碳排放總量控制，到2020年碳排放強度（單位GDP的CO2排放量）將在2005年基礎(chǔ)上下降40%～45%， 2020年、2030年非化石能源消費占比分別要達到15%和20%；2020年一次能源消費總量大約控制在48億噸標準煤，而煤炭消費總量則控制在42億噸左右等。

湖南省人均GDP增長與碳排放呈現(xiàn)顯著的正向效應(yīng)，2005—2014年湖南省GDP年均增長16.9%，湖南省碳排放量與經(jīng)濟增長的線性關(guān)系非常顯著，2014年湖南省碳排放出現(xiàn)下降趨勢，GDP增長依然保持在9.5%。說明要減弱這一正向效應(yīng)，可以適當放緩GDP增速，減緩碳排放的增長趨勢，做到經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

文章對碳足跡方法進行了改進，提出了以8種化石能源為對象的測算模型。利用改進的碳足跡方法對湖南省2005—2014年的碳排放、碳足跡、平均碳足跡及單位面積碳足跡進行了動態(tài)分析，得到以下結(jié)論：

1.碳排放量從21559.93萬t上升至28302.47萬t，增幅為31.2%，年均增長2.76%，消耗煤炭所排放的CO2占到了80.32%。

2.碳足跡從3222.02萬hm2增加到4360.94萬hm2,人均碳足跡從0.53hm2增加到0.64hm2,區(qū)域單位面積足跡從1.57hm2上升至2.06hm2。2002年后一直略低于中國人均和全球人均碳足跡，遠遠低于美國。

3.碳強度從2004年3.27t/萬元降低到2014年1.05t/萬元，說明能源利用效率一直在提高，這是湖南省不斷發(fā)展高科技、生態(tài)型、低污染產(chǎn)業(yè)和對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整的結(jié)果。

4.從各品種能源消費的總量上來看，2005—2014年10個年份，湖南省各品種能源消費總量差異懸殊，其中，煤炭占76.31%，遠高于全國平均水平（68.4%），其次是原油，占比為11.3%，天然氣只占0.86%[16]。同時消費相同數(shù)量的煤炭和天然氣，煤炭同比天然氣多排放50%的CO2?？梢姡孛禾康哪茉聪M結(jié)構(gòu)是碳排放量快速增長的關(guān)鍵因素，因此導(dǎo)致環(huán)境問題日益突出。

5.湖南省應(yīng)著力優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，不斷增加太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、核能等在能源消費結(jié)構(gòu)中的比例，加大頁巖氣開采，逐步減緩煤炭、石油等一次能源消費的增長。

6.加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)，推動低碳發(fā)展。實施近零碳排放區(qū)示范工程，開展低碳城區(qū)、園區(qū)、社區(qū)、景區(qū)試點示范，鼓勵公共交通優(yōu)先，加強軌道交通建設(shè)，減少私人交通所產(chǎn)生的碳排放。

[1]張?zhí)m生,方修琦,任國玉.全球變化[M].北京:高等教育出版社,2009:1-63.

[2]朱江玲,岳 超,王少鵬,等.1850-2008年中國及世界主要國家的碳排放:碳排放與社會發(fā)展[J].北京大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2010,46(4):498-504

[3]方 愷,沈萬斌,高 凱.能源足跡變化的多因素影響效應(yīng)研究: 以吉林省為例[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報,2012, 28(2):133-138.

[4]耿 涌,董會娟,郗鳳明,等.應(yīng)對氣候變化的碳足跡研究綜述[J].中國人口·資源與環(huán)境,2010,20(10):6-12.

[5]KENNY T,GRAYN F.Comparative Performance of six Carbon Footprint Models for Use in Ireland [J].Environmental Impact Assessment Rewiew,2009,29(1):1-6.

[6]SOVACOOL B K, BROWN M A.Twelve Metropolitan Carbon Footprint: A Preliminary Comparative Global Assessment [J].Energy Policy, 2010,38(9):4856-4869.

[7]趙榮欽,黃賢金,鐘太陽.中國不同產(chǎn)業(yè)空間的碳排放強度與碳足跡分析[J].地理學(xué)報,2010,65(9):1048-1057.

[8]李志強,李春梅.碳足跡及其影響因素分析-基于中部六省的實證[A].2009年南昌大學(xué)中國中部經(jīng)濟發(fā)展研究中心學(xué)術(shù)年會“貫徹國務(wù)院《促進中部地區(qū)崛起計劃》”研討會論文集[C].2009:147-159.

[9]李 媛,齊拓野,謝應(yīng)忠.基于植被碳吸收功能的寧夏能源消費碳足跡研究[J].寧夏大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版,2011,32(3): 266-270

[10]唐 黎.福建漳州濱?；鹕絿业刭|(zhì)公園旅游者碳足跡研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2016,36(3):49-53.

[11]向求來,袁興中.生活消費對CO2綜合排放強度的影響——以湖南省為例[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2012,32(8):62-66.

[12]2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventory[R].IPCC, 2006

[13]IPCC.2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories: volume II [ EBPOL].Japan: the Institute for Global Environmental Strategies, 2008[2008-07-20 ].http://www.Ipcc.Ch/ipccreports/Methodology-reports.Htm.

[14]管東生,陳玉娟,黃芬芳,等.廣州城市綠地系統(tǒng)碳氮貯存、分布及其在碳氧平衡中的作用[J].中國環(huán)境科學(xué),1998,18(5):437-441

[15]謝鴻宇,陳賢生,林凱榮,等,基于碳循環(huán)的化石能源及電力生態(tài)足跡[J].生態(tài)學(xué)報, 2008,28(4): 1729-1735

[16]李 智,鞠美庭,劉 偉,等.中國1996年-2005年能源生態(tài)足跡與效率動態(tài)測度與分析[J].資源科學(xué),2007,29(6):54-60

[17]ZHAO M, KONG Z H, ESCOBEDO F J, et al.Impact of Urban Forests on Offsetting Use in Hangzhou, China [J].Journal of Environment Management, 2010,91(4):807-813.

[18]羅運闊,周亮梅,朱美英.碳足跡解析[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版,2010,9(2):123-127

Dynamics of Carbon Footprint of Hunan Province

DU Kejin, ZHU Yulin
(Economic School, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

In studying carbon emission and carbon footprint and its dynamics in Hunan province, the carbon footprint method was modified, using fossil energy consumption date from 2005 to 2014 of Hunan province by building models for calculation, analyzing the dynamic changes of the carbon emission and carbon footprint.Results of the study show that during period from 2005 to 2014 Hunan’s carbon emission increased by 31.2% or at a rate of 2.76% annually,that is, from 21559.93×104t to 28302.47×104t, carbon footprint increased from 3322.02×104hm2to 4360.94×104hm2, carbon footprint per capita increased from 0.53 hm2to 0.64 hm2, carbon footprint per unit area increased from 1.57 hm2 to 2.06 hm2, carbon intensity decreased from 3.27 t/104Yuan to 1.05 t/104Yuan.From the point of carbon footprint analysis results, compared with 2013 in 2014 is an obvious downward trend, which shows that the province has made some achievements in implementing its policies and strategies to reduce carbon emissions.Nevertheless, Hunan province is still faced with a though task of reducing carbon emissions.

carbon footprint; carbon emission; Hunan province

F205

A

1673-9272(2016)06-0032-04

10.14067/j.cnki.1673-9272.2016.06.006 http://qks.csuft.edu.cn

2016-09-12

2014年湖南省教育廳科研重點項目“長株潭城市群生態(tài)承載力預(yù)警及調(diào)控研究”（14A154）。

杜科錦，碩士研究生。

朱玉林，教授，博士生導(dǎo)師；E-mail：zh-y-lin@126.com。

杜科錦，朱玉林.湖南省能源消費碳足跡動態(tài)研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2016, 10(6): 32-35.

[本文編校：羅 列]