西安市碳排放動態(tài)演變及等級評估研究

黃仁全 曾倩

摘 要：摸清西安市碳排放底數(shù)并了解其演變規(guī)律，是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的基礎(chǔ)。基于《IPCC 2006年國家溫室氣體清單指南2019修訂版》和《省級溫室氣體清單編制指南》，對西安市碳排放規(guī)律進(jìn)行了動態(tài)分析和排放等級評估。研究結(jié)果表明，在1995—2020年，西安市碳排放增長迅速，從899.12萬t上升至4912.14萬t，年均增長7.03%；其中能源消耗部門占比最大（77.38%～89.46%），汽車排放領(lǐng)域增長最快，年均增長20.07%。人均排放、單位面積排放和碳排放指數(shù)增長較快，年均增量率分別為5.28%、6.98%和6.22%，排放等級由很低（Ⅰb）升高至中下（Ⅱa）等級；單位GDP排放呈下降趨勢，年均降低率為6.63%。從創(chuàng)新綠色低碳技術(shù)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、激發(fā)碳排放權(quán)交易市場活力等方面提出對策建議。

關(guān)鍵詞：碳達(dá)峰碳中和；碳排放；碳承載力；評估；西安

中圖分類號：X38文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1673-9655（2023）02-00-08

0 引言

2021年9月，國務(wù)院出臺《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》，10月批準(zhǔn)了《2030年前碳達(dá)峰行動方案》。近年來，西安市采取了一系列碳減排措施，并取得了一定成效。根據(jù)2021年中國、陜西和西安統(tǒng)計年鑒顯示，2020年西安市單位GDP能耗為0.30 t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，低于全國的0.54 t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元和陜西省的0.52 t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，能源綜合利用效率高于全國和全省平均水平。西安市城鎮(zhèn)化、工業(yè)化加速發(fā)展，能源消費(fèi)總量不斷上升，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和收入水平的提高，碳減排難度更大。

2021年2月生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《省級二氧化碳排放達(dá)峰行動方案編制指南》（簡稱《省級指南》），摸清西安市碳排放底數(shù)并了解其演變規(guī)律，是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)學(xué)者對西安市碳排放測算的研究仍存在以下不足：一是核算賬戶存在缺項(xiàng)，測算結(jié)果偏差較大。例如，趙先貴（2015）能源消耗賬戶忽略了汽車排放[1]，孟觀飛（2019）未將電力間接排放納入核算體系[2]，張?。?020）僅對能源消費(fèi)賬戶進(jìn)行了核算[3]。

二是研究時間跨度較短，數(shù)據(jù)相對陳舊。相關(guān)研究主要集中于2005—2018年[2-4]，關(guān)于早期和近兩年的研究不夠。三是核算標(biāo)準(zhǔn)主要參考《2006 IPCC國家溫室氣體清單指南》和《省級溫室氣體清單編制指南》（2011年試行），與2019年5月通過的《IPCC 2006年國家溫室氣體清單指南2019修訂版》[5]（簡稱《2019清單指南》）相比，相關(guān)方法參數(shù)有待更新。

對此，本文主要貢獻(xiàn)在于：基于《2019清單指南》和《省級指南》新標(biāo)準(zhǔn)，將燃油汽車排放、電力間接排放等納入核算賬戶，提高碳排放核算精度；分析1995—2020年期間西安市碳排放動態(tài)演變，并對其碳排放等級進(jìn)行評估。

1 碳排放核算方法及其評估模型

根據(jù)《2019清單指南》，結(jié)合我國《省級指南》，分別從能源消耗（CFE）、工業(yè)生產(chǎn)過程（CFp）、廢物處理（CFw）、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（CFL）、林業(yè)及其它土地利用（CC）方面核算西安市的碳排放（單位104 t）。其計算公式如下：

式中：Wp—人均溫室氣體排放指數(shù)，Wp=e/eg；e為人均溫室氣體排放量（t）；eg—應(yīng)對全球氣候變化目標(biāo)的人均溫室氣體排量（t），取值為2；Wa—單位面積溫室氣體排放指數(shù)，Wa=Ea/Eg；Ea—單位面積溫室氣體排放量（t/m2）；Eg—應(yīng)對全球氣候變化目標(biāo)的單位面積溫室氣體排量（t/m2），取值為2.33；Wp，max、Wa，max—全球人均溫室氣體排放指數(shù)、單位面積溫室氣體排放指數(shù)最大值，為確保有較好區(qū)分度分別取15和35（對應(yīng)W目標(biāo)值5.52）。根據(jù)該溫室氣體排放指數(shù)，制定了如表1的溫室氣體排放登記劃分標(biāo)準(zhǔn)[1]。

2 西安市碳排放動態(tài)演變分析

2.1 數(shù)據(jù)來源

西安市碳排放核算中的相關(guān)研究數(shù)據(jù)，主要源自1996—2021年《西安統(tǒng)計年鑒》《西安年鑒》《陜西統(tǒng)計年鑒》《陜西年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》《西安市土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年）》等統(tǒng)計年鑒、政府官網(wǎng)以及部分期刊文獻(xiàn)中的公開數(shù)據(jù)，個別年份缺失數(shù)據(jù)通過插值法和趨勢外推法獲得。

2.2 碳排放動態(tài)演變

（1）碳排放和碳承載能力

1995—2020年，西安市碳排放動態(tài)變化如圖1所示。凈碳排放從1995年的899.12萬t上升至2020年的4912.14萬t，是期初的5.46倍，年均增長7.03%。從五年規(guī)劃期來看，“十五”（2001—2005）時期凈碳排放增長最快，“十二五”（2011—2015）時期增長相對較慢?！熬盼濉保?996—2000）和“十二五”時期，凈碳排放均值高于初值和終值，呈倒“V”形發(fā)展態(tài)勢；其余時期均值介于初值和終值之間，呈上升趨勢。碳總排放量從期初的1384.99萬t增長至期末的5648.44萬t，為期初的4.08倍，年均增長5.78%。

西安市碳承載能力相對其碳排放能力增長較慢，從1995年的485.87萬t增長至2020年的736.30萬t，為期初的1.52倍，年均增長1.68%。期間，森林固碳能力貢獻(xiàn)86.40%～92.65%，均值為90.68%。在“十五”時期，由于森林面積有較大幅度增長，使得碳匯能力增長較快，期間年均增長5.41%；“十一五”（2006—2010）期間碳匯能力略有降低，主要是由于草地和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的碳匯能力下降引發(fā)，而“十二五”期間則主要是由于森林面積減小所致。分析表明，西安市碳排放遠(yuǎn)高于生態(tài)系統(tǒng)碳承載能力，且碳排放增速也遠(yuǎn)高于承載能力增速，處于碳盈余狀態(tài)。

（2）各部門碳排放

各部門碳排放如圖2所示，能源消耗部門增長較大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門有所降低。能源消耗部門碳排放占比在77.38%～89.46%，均值為83.70%，為占比最大部門。碳排放由1995年的1117.24萬t，增長至2020年的5053.34萬t，為期初的4.52倍，年均增長6.22%。能源消耗部門碳排放形態(tài)與西安市凈碳排放形態(tài)相似，即“十五”時期碳排放增長最快，“十二五”時期增長相對較慢，“九五”和“十二五”時期呈倒“V”形發(fā)展態(tài)勢，其余時期呈上升趨勢。

工業(yè)過程部門碳排放占比在0.74%～8.66%，均值為1.96%。工業(yè)過程部門由期初的16.55萬t，增長至期末42.00萬t，為期初的2.54倍，年均增長3.80%?！熬盼濉敝痢笆晃濉逼陂g，工業(yè)過程部門碳排放增長較快，特別是在“十一五”期間年均增長率高達(dá)76.77%。在“十二五”和“十三五”（2016—2020）時期，該部門快速增長態(tài)勢得到扭轉(zhuǎn)，呈現(xiàn)逐年遞減趨勢。

廢物處理部門碳排放占比在6.35%～13.39%，均值為9.82%。廢物處理部門由1995年的142.96萬t，

增長至2020年的488.50萬t，為期初的3.42倍，年均增長5.03%。“九五”時期，均值低于初值和終值，呈現(xiàn)“V”形發(fā)展態(tài)勢，“九五”至“十二五”期間碳排放增長較快，但到“十三五”時期，年均增長率為負(fù)，且2018—2020年呈遞減趨勢，說明碳增長趨勢得到有效控制。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門占比在1.14%～11.00%，均值為4.2%。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門由期初的108.23萬t，降低至期末的64.59萬t，年均降低2.04%，也是四個部門中碳排放呈遞減趨勢的唯一部門。“九五”和“十五”時期，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門碳排放保持增長趨勢，但此后總體保持遞減趨勢。

（3）不同溫室氣體排放

分析期間西安市CO2、CH4和N2O排放如圖3所示，CO2和CH4排放增長較快，N2O排放相對較平穩(wěn)。分析期間CO2占比在80.12%～91.06%，均值為86.55%，占比最大。CO2由1995年的1146.84萬t，

增長至2020年的5137.51萬t，是期初的4.48倍，年均增長6.18%。其中，“十五”期間增長最快，年均增長率高達(dá)16.63%，“十二五”期間呈現(xiàn)倒“V”形趨勢。CO2的快速增長主要源自能源消耗部門中規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)化石能源燃燒和汽車尾氣排放。

CH4占比在7.16%～16.18%，均值為10.85%。CH4排放由期初的178.80萬t，增長至期末的439.82萬t，是期初的2.46倍，年均增長3.67%。CH4主要源自城市固體廢物填埋釋放，其占比由期初的66.35%提升至期末的87.15%，均值為76.14%?！熬盼濉敝痢笆濉逼陂g，CH4排放增長較快，在2013年最高甚至達(dá)到92.79%。在“十三五”期間，增長趨勢得到扭轉(zhuǎn)，主要得益于廢物處理的有效控制，期間農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門的CH4排放也呈遞減趨勢。

N2O占比在1.26%～4.68%，均值為2.61%。N2O排放由1995年的59.35萬t，增長至2020年的71.11萬t，是期初的1.20倍，年均增長0.73%。

2.3 能源消耗部門動態(tài)演變

根據(jù)上述分析，1995—2020年能源消耗部門碳排放占總排放的77.38%～89.46%，是最大碳排放部門，有必要對該部門碳排放特點(diǎn)做深入分析。從能源消耗部門碳排放絕對量分析（如圖4所示），工業(yè)生產(chǎn)由1995年的869.23萬t，增長至2020年的2500.33萬t，是期初的2.88倍，年均增長4.43%，其絕對量在能源消耗部門中最高?！熬盼濉逼陂g工業(yè)生產(chǎn)碳排放呈遞減趨勢，“十五”“十一五”和“十三五”期間增長迅速，“十二五”呈現(xiàn)先增后降的倒“V”形發(fā)展態(tài)勢。居民生活由期初的8.75萬t，增長至期末的26.19萬t，是期初的2.99倍，年均增長4.48%，其絕對量在能源消耗部門中最低。隨著西安市人口的增長，居民生活碳排放增長較快。電力調(diào)度由1995年的221.93萬t，增長至2020年的849.23萬t，是期初的3.83倍，年均增長5.51%。“十二五”時期電力調(diào)度碳排放略有下降，其余規(guī)劃期增長趨勢明顯。汽車排放由期初的17.33萬t，增長至期末的1677.60萬t，是期初的96.80倍，年均增長20.07%，是能源消耗部門中增長最快的領(lǐng)域，特別是在“九五”期間的年均增長率高達(dá)78.34%?！笆晃濉敝痢笆濉睍r期，由于汽車保有絕對量較大，汽車排放的增長率呈下降趨勢。

從能源消耗部門碳排放占比分析（如圖5所示），工業(yè)生產(chǎn)排放占比最高，居民生活排放占比最低。分析期間，工業(yè)生產(chǎn)占比為42.72%～77.80%，均值為60.41%，其中期初值為77.80%，期末值為49.48%，占比總體呈下降趨勢，但仍然是能源消耗部門中占比最大構(gòu)成。居民生活占比為0.16%～1.81%，均值為0.69%，其中期初值為0.78%，期末值為0.52%，占比保持總體穩(wěn)定。電力調(diào)度占比為15.46%～43.57%，均值為20.30%，其中期初值為19.86%，期末值為16.81%，期末較期初略有下降，除個別年份（1998年）波動較大外，總體保持較穩(wěn)定。汽車排放占比為1.55%～37.07%，均值為18.59%，期初值為1.55%，期末值為33.20%，也是能源消耗部門占比增長最快的領(lǐng)域。

工業(yè)生產(chǎn)排放在能源消耗部門中占比最高，從其使用化石能源占比分析（如圖6所示），煤品占比最大。煤品在工業(yè)生產(chǎn)碳排放中占比66.61%～98.48%，均值為80.59%，期初值為93.39%，期末值為67.43%。油品在工業(yè)生產(chǎn)碳排放中占比1.19%～33.30%，均值為18.04%，期初值為6.35%，期末值為7.65%。天然氣在工業(yè)生產(chǎn)碳排放中占比0.00%～24.92%，均值為1.37%，期初值為0.25%，期末值為24.92%。

2.4 排放等級評估

1995—2020年，西安市人均碳排放和單位面積碳排放如圖7所示，呈顯著上升趨勢。人均排放由1995年的1.38 t，增長至2020年的5.02 t，是期初的3.62倍，年均增長5.28%。單位面積排放由期初的9.00 t，增長至期末的48.65 t，為期初的5.40倍，年均增長6.98%。西安市人均排放與單位面積排放趨勢具有較強(qiáng)的相似性，期間二者相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.99。在“十五”和“十一五”期間人均和單位面積碳排放增長較快，年均增長率均超過10%，“十二五”期間呈倒“V”形發(fā)展態(tài)勢。1995—2020年，西安市人口期初值為648.21萬人，期末值為977.97萬人，為期初的1.51倍，年均增長1.66%，遠(yuǎn)小于凈碳排放年均增長率（7.03%）。因此，在不改變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式情況下，人均排放值將仍有較大增長趨勢。

1995—2020年，西安市碳排放綜合指數(shù)呈上升趨勢（如圖8所示）。綜合指數(shù)從1995年的6.55，增長至2020年的29.62，為期初值的4.52倍，年均增長率為6.22%。在“十五”和“十一五”期間年均增長率超12%，“十二五”期間呈倒“V”形發(fā)展態(tài)勢。碳排放等級由期初的很低（Ⅰb）逐漸升高至期末的中下（Ⅱa）等級。1995—2008年，西安市碳排放處于低排放等級，綜合指數(shù)年均增長率為7.90%。其中，1995—2000年主要處于很低（Ⅰb）等級（1998年處于較低等級），2001—2008年處于較低（Ⅰc）等級。2009—2020年，西安市碳排放處于中排放等級的中下（Ⅱa）等級，期間綜合指數(shù)年均增長率為3.40%。

1995—2020年，西安市單位GDP排放呈下降趨勢（如圖8所示）。每億元GDP排放從1995年的2.72萬t，降低至2020年的0.49萬t，為期初值的0.18，年均降低率為6.63%，表明西安市碳減排技術(shù)不斷提高。特別是在“十二五”期間，西安市單位GDP排放年均下降10.39%，綠色發(fā)展成效顯著。

3 結(jié)論與建議

本文基于IPCC《2019清單指南》和我國《省級溫室氣體清單編制指南》，分別從能源消耗、工業(yè)過程、廢物處理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、林業(yè)及其它土地利用方面，核算了1995—2020年西安市碳排放，分析了其動態(tài)演變特點(diǎn)并進(jìn)行了綜合評估，通過研究可以得到以下結(jié)論，并提出相應(yīng)政策建議。

3.1 研究結(jié)論

一是1995—2020年碳排放增長迅速，碳承載能力有待提升。期間，西安市碳排放期末值是期初值的5.46倍，年均增長率高達(dá)7.03%。究其原因，一方面西安市碳總排放量增長迅速，期末值為期初值的4.08倍，年均增長5.78%；另一方面西安市碳承載能力提升緩慢，期末值為期初值的1.52倍，年均增長率僅為1.68%，特別是森林的碳匯能力有待進(jìn)一步提高。

二是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門碳排放呈遞減趨勢，能源消耗部門是導(dǎo)致碳排放迅速增長的主要原因。在碳排放四個核算部門中，僅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門碳排放呈現(xiàn)遞減趨勢，其中能源消耗部門占比77.38%～89.46%，是導(dǎo)致西安市碳排放增長的主要原因。在能源消耗部門中，工業(yè)生產(chǎn)占比最大（42.72%～77.80%），而汽車排放增長最快（年均增長20.07%）。

三是碳排放綜合指數(shù)顯著上升，單位GDP排放呈下降趨勢。分析期間，由于人均碳排放和單位面積碳排放增長較快，導(dǎo)致西安市碳排放綜合指數(shù)顯著上升，由期初的很低（Ⅰb）逐漸升高至期末的中下（Ⅱa）等級。單位GDP排放呈下降趨勢，年均降低率為6.63%，表明西安市碳減排技術(shù)不斷提高，綠色發(fā)展取得顯著成效。

3.2 對策建議

一是改善能源利用結(jié)構(gòu)，推進(jìn)綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新。能源消耗部門對西安市碳排放貢獻(xiàn)最大，其中對煤炭的過度依賴以及汽車排放的迅速增長是主要原因。目前，以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)在一段時期內(nèi)無法改變，燃油汽車仍為市場主流。因此，需要盡快推廣碳中和技術(shù)創(chuàng)新，在使用煤炭時實(shí)現(xiàn)低碳排放，加大技術(shù)攻關(guān)解決新能源汽車技術(shù)瓶頸。以“秦創(chuàng)原”創(chuàng)新驅(qū)動平臺為依托，重點(diǎn)發(fā)展太陽能光伏、光熱產(chǎn)業(yè)，通過可再生能源的利用改變過度依賴煤炭的能源格局；推進(jìn)工業(yè)企業(yè)“煤改電”“煤改氣”，改善能源結(jié)構(gòu)。

二是優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會綠色轉(zhuǎn)型。當(dāng)前，西安市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的“三二一”格局已經(jīng)形成，但第二產(chǎn)業(yè)是造成碳排放增長的主要產(chǎn)業(yè)，未來需要進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)降低第二產(chǎn)業(yè)比重，限制和淘汰“兩高”行業(yè)。以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、閻良國家航空高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地、浐灞生態(tài)區(qū)等產(chǎn)業(yè)園為依托，大力培育以信息技術(shù)為核心的高科技產(chǎn)業(yè)。積極拓展服務(wù)業(yè)新領(lǐng)域，構(gòu)建區(qū)域性商貿(mào)物流中心、金融中心、會展中心等，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。

三是強(qiáng)化市場作用，激發(fā)碳排放權(quán)交易市場活力。充分利用全國碳排放交易市場機(jī)制，進(jìn)一步控制和減少溫室氣體排放，推動西安市綠色低碳發(fā)展。積極參與全國碳排放權(quán)交易市場陜西平臺建設(shè)，持續(xù)做好納入碳市場的化石、化工、電力等八大重點(diǎn)行業(yè)溫室氣體排放數(shù)據(jù)監(jiān)測、核算報告、核查審核工作。從產(chǎn)業(yè)鏈視角重視碳資產(chǎn)價值，激發(fā)碳排放權(quán)交易市場活力，發(fā)掘工業(yè)產(chǎn)品、能源生產(chǎn)供應(yīng)鏈和全生命周期的碳資產(chǎn)價值，推動碳資產(chǎn)價值在工業(yè)產(chǎn)品、能源等價格中的傳導(dǎo)。

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Abstract： To find out the carbon emission base in Xian and understand its evolution law is the basis for realizing the dual carbon goal. Based on "IPCC 2006 National Greenhouse Gas Inventory Guidelines 2019 Revised Edition" and "Provincial Greenhouse Gas Inventory Compilation Guidelines"， the dynamic analysis and emission level assessment of carbon emission laws in Xian were carried out. The results showed that during the period from 1995 to 2020， carbon emissions in Xian increased rapidly， from 8.9912 million tons to 49.1214 million tons， with an average annual increase of 7.03%. The energy consumption sector accounted for the largest proportion （77.38%～89.46%）， and the automotive emission sector grew the fastest， with an average annual growth rate of 20.07%. The comprehensive index of per capita emission， emission per unit area and carbon emission increased rapidly， with an average annual increment rate of 5.28%， 6.98% and 6.22% respectively， and the emission level increased from very low （Ⅰb） to middle and lower （Ⅱa） level. Unit GDP emissions show a downward trend， with an average annual reduction rate of 6.63%. Suggestions are put forward from the aspects of innovating green and low-carbon technologies， optimizing industrial structure， and stimulating the vitality of carbon emission trading market.

Key words： carbon peak and neutrality; carbon emissions; carbon carrying capacity; assessment; Xian