吉林省生活用煤碳排放測算及達(dá)峰研究

＊于鳳洋 林曉晟 王玉 劉穎

（吉林省環(huán)境科學(xué)研究院 吉林 130000）

2020年我國明確提出二氧化碳排放量在2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和2060年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，要實(shí)現(xiàn)“雙碳”的目標(biāo)，首先要摸清碳排放底數(shù)[1-2]。我國碳排放來源主要是由于傳統(tǒng)能源的使用，燃煤是碳排放的主要貢獻(xiàn)源之一[3]。其中，農(nóng)村地區(qū)的生活用煤消費(fèi)量一直居高不下，吉林省冬季寒冷漫長，每年有6個(gè)月的采暖期，由于中國能源“富煤、貧油、少氣”的結(jié)構(gòu)特征[4]，除樓房采取集中供暖以外，大部分農(nóng)村地區(qū)冬季取暖主要以燃煤為主，由于農(nóng)村地處偏離城鎮(zhèn)，面積大，使用的燃煤爐灶低端，使用分散，勢必造成二氧化碳污染。因此全面摸清吉林省生活用煤碳排放現(xiàn)狀，研判碳達(dá)峰情況，為推動吉林省生活用煤降碳減排工作提供重要的數(shù)據(jù)支撐。

1.吉林省生活用煤消費(fèi)現(xiàn)狀

(1)吉林省生活用煤總體消費(fèi)現(xiàn)狀

吉林省2011年—2020年生活用煤消費(fèi)量平均約為630萬噸，十年期間生活用煤消費(fèi)量在574萬噸～695萬噸左右浮動，由此可以看出吉林省生活用煤消費(fèi)量近10年變化幅度很小，2011—2020年度吉林省生活用煤年消費(fèi)量見圖1所示。

圖1 2011—2020年吉林省生活煤炭年消費(fèi)量

(2)吉林省各地市生活用煤消費(fèi)現(xiàn)狀

吉林省“十二五”期間各城市生活煤炭消費(fèi)量總體上變化幅度很小，其中白山市“十二五期間”生活煤炭平均消費(fèi)量最大，為118.89萬噸/年，其次依次為延邊州、長春市、吉林市、松原市、四平市、通化市、白城市、遼源市和長白山。吉林省“十二五”期間各地市生活煤炭消費(fèi)量見表1所示。

表1 吉林省“十二五”期間各地市生活用煤年消費(fèi)量（單位：萬噸）

“十三五”期間吉林省13個(gè)城市中四平市、長春市和吉林市三個(gè)城市煤炭消費(fèi)總量占比之和占60%以上。其中四平市“十三五”期間生活煤炭消費(fèi)量最大，為167.17萬噸/年，其次依次為吉林市、長春市、延邊州、白城市、松原市、白山市、遼源市、公主嶺、琿春市、梅河口、通化市和長白山。吉林省“十三五”期間各地市煤炭消費(fèi)總量見表2所示。

表2 吉林省“十三五”期間各地市生活煤炭年消費(fèi)量（單位：萬噸）

根據(jù)2011—2020年吉林省各個(gè)城市生活煤炭消費(fèi)總量占比，將長春市、吉林市、四平市、白山市和延邊州五個(gè)生活煤炭消費(fèi)重點(diǎn)城市進(jìn)行分析。長春市2011—2017年生活煤炭消費(fèi)量持平，2018—2020年大幅上升，2020年生活煤炭消耗量比2015年提高了215.85%。吉林市在“十二五”期間（2011—2015年）生活煤炭消耗量基本穩(wěn)定，五年均值為78.78萬噸/年，在“十三五”期間（2016—2020年）大幅上升，五年均值為151.80萬噸/年，“十三五”比“十二五”生活煤炭消耗量五年均值提升了92.69%。四平市在“十二五”期間生活煤炭消耗量基本穩(wěn)定，平均約為68.28萬噸/年，在“十三五”開局第一年大幅上升，比2015年提高了261.9%，隨后有所降低，在2020年降至15.9萬噸/年。白山市在“十二五”期間生活煤炭消費(fèi)量逐年上升，在2015年達(dá)到201萬噸/年，在“十三五”期間大幅削減生活煤炭消耗量。到2020年，白城市生活煤炭消耗量降為21萬噸/年。延邊州生活煤炭消耗量在“十二五”期間基本持平，在“十三五”期間穩(wěn)中有降。

圖2 吉林省重點(diǎn)城市生活煤炭消費(fèi)量變化趨勢

2.吉林省生活用煤碳排放現(xiàn)狀分析

(1)生活用煤碳排放量的測算方法

本研究主要基于方法四《IPCC國家溫室氣體清單指南（2006）》提供的相應(yīng)參考方法，其基本操作邏輯是通過能源消耗量與對應(yīng)的碳排放因子的乘積進(jìn)行計(jì)算，對生活用煤碳排放水平展開核算[5]。能源消耗量在統(tǒng)計(jì)年鑒、環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以查詢得到，而排放因子通過《IPCC溫室氣體排放清單指南》（2006）可以查詢得到，所以本研究的核算框架具有可操作性[6]。因此居民生活用煤的碳排放量核算公式如下：

式中：

C—燃料燃燒產(chǎn)生碳排放總量，單位為萬噸；

E—燃料消費(fèi)量，采用折標(biāo)煤系數(shù)折算成標(biāo)準(zhǔn)煤表示，單位為萬噸標(biāo)煤；

NCVs—燃料凈發(fā)熱值，單位為TJ/Gg；

CEC—碳排放因子，單位為kg/GJ；

COF—燃料的碳氧化率，IPCC推薦為1；

44和12—分別為CO2和碳的分子量。

(2)吉林省生活用煤總體碳排放現(xiàn)狀

整體上生活用煤貢獻(xiàn)的碳排放量呈現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)勢，在“十二五”前三年，生活用煤碳排放量穩(wěn)中有降，在“十二五”收官之年，2015年生活用煤碳排放量上升明顯，在整個(gè)“十三五”時(shí)期，生活用煤碳排放量穩(wěn)中有降，在“十三五”收官之年，2020年生活用煤碳排放量回落至2011年同等水平。從生活用煤碳排放量的年增長率來看，總體上呈波動的趨勢，2011—2015年呈現(xiàn)上升趨勢，2015年生活用煤碳排放量的增長率上升明顯，為16.73%，隨后“十三五”時(shí)期波動式逐漸下降。綜合分析，生活用煤貢獻(xiàn)的碳排放量近十年呈現(xiàn)波動式變化，整體變化幅度較小。吉林省2011—2020年生活用煤碳排放量及增長率見圖3所示。

圖3 吉林省2011—2020年生活用煤碳排放量及增長率

(3)吉林省生活用煤碳達(dá)峰情況

由于2011—2020年吉林省生活用煤碳排放量整體上呈現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)勢，出現(xiàn)輕微波動，并不是一直上升或下降趨勢，所以無法直接根據(jù)增長或減少的數(shù)量趨勢判斷生活煤炭是否達(dá)峰。生活用煤是散煤的重要組成部分，而生活用煤消耗主要用于采暖和炊事活動，其中采暖活動占比91%。近年來國家大力推進(jìn)散煤治理，積極實(shí)施“煤改氣”“煤改電”“煤改生”等清潔能源替代工程。國家在2016年出臺《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017—2021年）》，大力推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔取暖工作。2022年6月10日發(fā)布的《減污降碳協(xié)同增效實(shí)施方案》中指出“十四五”時(shí)期嚴(yán)格合理控制煤炭消費(fèi)增長、“十五五”時(shí)期逐步減少，新增城市納入中央財(cái)政支持清潔取暖范圍，并擴(kuò)大至東北、西北等地區(qū)，持續(xù)推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔取暖，將清潔取暖財(cái)政政策支持范圍擴(kuò)大到整個(gè)北方地區(qū)，有序推進(jìn)散煤替代。因此根據(jù)近10年生活用煤碳排放變化趨勢、吉林省實(shí)際情況及國家政策支持，吉林省由生活用煤消費(fèi)造成的碳排放已過了峰值，吉林省生活用煤已實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。

(4)吉林省各地市生活用煤碳排放量

為了更好的研究區(qū)域生活用煤碳排放水平，本文利用各城市的2011—2020年生活用煤碳排放量的年均增長率與累計(jì)值占比，將10個(gè)城市劃分為3個(gè)梯隊(duì)。吉林省應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注那些累積值占比高，年均增長速率快的城市，重點(diǎn)調(diào)控的順序依次為第一梯隊(duì)、第二梯隊(duì)、第三梯隊(duì)。具體劃分標(biāo)準(zhǔn)為：年均增長量大于0且累計(jì)值占比大于10%的地區(qū)為第一梯度；年均增長量小于0且累計(jì)值占比大于10%的地區(qū)為第二梯度；年均增長量小于0且累計(jì)值占比小于10%的地區(qū)為第三梯度，因此根據(jù)2011—2020年各地市生活用煤碳排放量的年均增長率與累計(jì)值占比進(jìn)行劃分，具體劃分結(jié)果：第一梯度為高水平區(qū)，包括長春市、吉林市2個(gè)城市。第二梯度為中水平區(qū)，包括四平市、白山市和延邊州3個(gè)城市，第三梯度為低水平區(qū)，包括白城市、遼源市、松原市、通化市和長白山。從區(qū)域?qū)用婵矗尸F(xiàn)“中部最高，東部次之，西部最低”的格局。吉林省各城市碳排放累計(jì)值占比及年均增長率分布圖見圖4所示。

圖4 吉林省各城市碳排放累計(jì)值占比及年均增長率分布圖

按2011—2020年第一梯隊(duì)、第二梯隊(duì)和第三梯隊(duì)碳排放量均值進(jìn)行計(jì)算，可知第一梯隊(duì)生活用煤碳排放量均值逐年上升，2020年第一梯隊(duì)碳排放量占比高達(dá)80%以上，比2011年高40%以上。第一梯隊(duì)的增長最快，增幅最明顯，由此也可看出第一梯度城市（吉林市和長春市）是生活用煤碳排放減排重點(diǎn)城市，碳減排潛力較大，是推進(jìn)低碳發(fā)展的重要發(fā)力點(diǎn)。第二梯隊(duì)（四平市、白山市和延邊州）生活用煤碳排放量呈顯著的階段特征，2011—2016年處于逐年增長趨勢，且高于第一梯隊(duì)，但在2017年之后急劇下降，在2020年碳排放量占比僅為12.99%。第三梯隊(duì)2011—2016年生活用煤碳排放量呈現(xiàn)逐年下降趨勢，且2020年碳排放量占比僅為6.47%，由此可見第三梯隊(duì)白城市、遼源市、松原市、通化市和長白山的碳減排潛力較小。吉林省第一、第二和第三梯隊(duì)碳排放量的分布情況見表3所示。

表3 吉林省第一、第二和第三梯隊(duì)碳排放量的分布情況（單位：萬噸）

3.結(jié)論及展望

（1）結(jié)論。本文基于《IPCC國家溫室氣體清單指南（2006）》的計(jì)算方法，核算吉林省各城市生活用煤碳排放量，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)生活用煤貢獻(xiàn)的碳排放量呈現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)勢，根據(jù)實(shí)際現(xiàn)狀及國家政策支持，研判吉林省生活用煤碳排放截止到2020已達(dá)峰。通過研究各城市碳排放水平，從區(qū)域?qū)用婵?，吉林省生活用煤碳排放量呈現(xiàn)“中部最高，東部次之，西部最低”的格局。

（2）展望。在后續(xù)研究中應(yīng)根據(jù)各城市資源稟賦，分析吉林省生活用煤碳中和潛力，需找尋適合本地特色的生活用煤清潔化替代技術(shù)，積極探索生活用煤碳中和潛力，指導(dǎo)各地區(qū)推廣低碳減排行動，做好我省農(nóng)村居民采暖逐漸向低碳、零碳轉(zhuǎn)化。