化工行業(yè)二氧化碳減排潛力分析模型及應用

李夢

摘 要：在全球范圍內(nèi)，化工行業(yè)都屬于耗能大戶，其也排出大量二氧化碳，因為對減排的影響因素太多，而且產(chǎn)品的結構相對復雜，所以國內(nèi)外都把對二氧化碳的減排潛力探索路徑當作重要焦點，本文結合相應的工業(yè)產(chǎn)品結構特點，對二氧化碳減排進行建模和分析，從產(chǎn)品及行業(yè)的不同視角出發(fā)，探究二氧化碳減排方法。

關鍵詞：化工行業(yè)；二氧化碳；減排

一、引言

作為社會經(jīng)濟重要支撐的化工行業(yè)，我們必須承認它的缺點，即溫室氣體和耗能排放大戶，根據(jù)我國報道的相關數(shù)據(jù)顯示，國際石油與化工聯(lián)合中，世界二氧化碳的排放量為460億噸之多，另外33億噸為二氧化碳排放，占比例7.1%，中國是世界最大的化工制品國之一，各項化合產(chǎn)量都在世界前列，其中如乙烯、燒堿、電石及甲醛等產(chǎn)品于2000-2010年之間產(chǎn)值迅速增長，近乎達到了50%的數(shù)值，隨著化學制品和原料能源消耗的逐年提高，每年幾乎均增長在8.8%左右，在全社會能源消費上近乎可以保持比重值在10%。我國化工行業(yè)存在粗加工、結構不合理及高消耗等特點，低附加值產(chǎn)品也表現(xiàn)出精細化效率偏低的現(xiàn)象。與西歐、美日等發(fā)達國家相比，我國化工行業(yè)只有不到40%的精細化率，而它們已經(jīng)可以達到60%至70%左右，所以我國化工產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排潛力到底有多大呢？怎樣進行對溫室氣體進行更好的減排，是當下研究人員與決策者共同的關注點。

二、模型與分析方法

2.1核算邊界

化工行業(yè)主要包括兩部分的二氧化碳排放：一部分排放是燃料燃燒所產(chǎn)生，一部分則是產(chǎn)品在工業(yè)使用的過程中所產(chǎn)生的排放，而這種燃料燃燒的排放又可分成直接排放和間接排放兩種，化石燃料屬于直接排放，而熱力及電力消耗產(chǎn)生的為間接排放，為了可以將化工行業(yè)對二氧化碳減排貢獻更好的體現(xiàn)出來，本文將把熱力與電力消耗的間接排放也安置在計算行列之內(nèi)，另外，一些化工產(chǎn)品不僅對減排有貢獻，其還可以在生產(chǎn)活動中產(chǎn)生吸炭的作用，比如尿素，計算中將會扣除掉這輩分被吸收的二氧化碳。

2.2二氧化碳排放兩階段核算模型

基于對化工行業(yè)二氧化碳排放量多種影響因素的綜合考慮，探索其減排潛力，本文將構建一種兩階段的二氧化碳排放核算模型，針對化工的行業(yè)特點進行構建和闡述。

2.2.1全行業(yè)視角下的核算方法

行業(yè)視角下對二氧化碳的核算主要是針對排放的現(xiàn)狀和歷史，本文研究的范圍是國民經(jīng)濟行業(yè)分類中的化學制品及原料制造業(yè)、橡膠及纖維制品業(yè)。作為終端能源消耗部分的化工行業(yè)，可以利用能源平衡表，得出能源品種分能能源消耗量，IPCC國家于2006年在溫室氣體指南清單中推薦了二氧化碳的排放量計算方法：

工業(yè)過程中部分產(chǎn)品在使用中所產(chǎn)生的二氧化碳排放量為：

一些在產(chǎn)品會在生產(chǎn)時吸收二氧化碳，這部分被吸收的二氧化碳的含量計算公式為：

所以我們得到以行業(yè)視角為核算中心的化工溫室氣體排放量計算公式為：

2.22、產(chǎn)品視角下的核算方法

雖然化工行業(yè)種類眾多，但集中高耗能產(chǎn)品還是相對集中的，數(shù)量不是很多，2007年乙烯、電石、純堿及燒堿、合成氨這6種高耗能產(chǎn)品近乎占據(jù)了中國化工行業(yè)一半以上的能源消耗良好的，所以現(xiàn)行人才化工行業(yè)節(jié)能減排政策大都集中在這幾種主要產(chǎn)品上，所以我們從產(chǎn)品層面進行二氧化碳排放核算活動，顯得才更有現(xiàn)實價值與意義。本文建立一種核算模型，是建立于產(chǎn)品視角上的化工行業(yè)未來二氧化碳排放核算預測，在此首先要把兩種產(chǎn)品進行劃分，即由燃料燃燒引起的二氧化碳排放可以被劃分為高耗能及其他產(chǎn)品兩部分，某種高耗能產(chǎn)品，其排量公式為：

其中EMi為第i種高耗能產(chǎn)品單位的炭排計算公式，它的計算方法為式6所示：

除了這些主要高耗能產(chǎn)品以外，可以說其他產(chǎn)品在能源消耗上都數(shù)量不大，難以獲得較多的能源利用效率，因此我們不好從這些單位的產(chǎn)品能耗中，進行這部分二氧化碳的計算核對，站在對這部分產(chǎn)品整體考慮的結果，用單位產(chǎn)值引入的方法來進行這部分產(chǎn)品二氧化碳的排放解決，比較合適，其他產(chǎn)品二氧化碳的合計排放公式為：

其他產(chǎn)品合計產(chǎn)值在這里用SO表示，我們在這里將產(chǎn)品對二氧化碳的吸收以及產(chǎn)品及工業(yè)使用過程中的排放都按照行業(yè)視角來計算，所以產(chǎn)品視角下對化工行業(yè)溫室氣體的核算公式為：

2.3、減排潛力的情景分析

2.31、減排潛力定義

所謂潛力，就是指在事物內(nèi)部存在，并沒有真正顯示出來的力量和能力，同義減排能力，就是指在某個溫室氣體排放中尚有的一些沒有被挖掘出來的減排能力，基于對量化更為直觀的表達目的，本文便將減排潛力設置為某一溫室氣體排放主體，其通過努力便可以實現(xiàn)的那部分減排量。

2.32、情景分析模型

所以我們可以按照減排潛力的基本定義，如果y年份化工行業(yè)的二氧化碳絕對減排潛力是：

的是行業(yè)中的工業(yè)增加值，所以我們便可以得出結論，y年份的二氧化碳減排潛力的相對數(shù)值公式為：

公式中，代表基準年化工行業(yè)的二氧化碳排放強度的是 ，而代表l情景下的y年份化工行業(yè)總二氧化碳排放量的則是 。

總結：對化工行業(yè)及其他相對產(chǎn)品結構復雜的行業(yè)來說，本文具有一定借鑒作用，然影響行業(yè)減排的因素是非常多的，而且包括政策、常常這類不斷變化的外界約束條件也算在其內(nèi)，以后的研究還要偏向于化工行業(yè)的內(nèi)生化模型參數(shù)及影響因素分解，以及具有可操作性的政策建議等方面，并且化工行業(yè)如何進行外部約束的優(yōu)化路徑考慮等問題，都需要深入性研究。

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