吴文洁 胡冰然

(西安石油大学油气资源经济与管理研究中心，陕西西安710065)

0 引 言

当前减少碳排放，应对全球气候恶化是世界各国所面临的一个重大难题。2009年我国将应对气候变化纳入经济社会发展规划，并开展低碳省区和低碳城市试点工作，明确要求试点地区将调整产业结构、优化能源结构、节能增效、增加碳汇等工作结合起来，并向世界承诺:到2020年单位国内生产总值二氧化碳(CO2)排放量比2005年下降40%～45%。陕西作为一个能源大省和经济大省被选为国家首批低碳试点省份，西安市作为陕西的省会城市，碳排放量占陕西省碳排放总量的20%以上，因此西安市对陕西降低碳排放承担着首要责任，同时也对陕西的二氧化碳减排工作起着表率作用。鉴于此，本文运用2006年《IPCC国家温室气体清单指南(以下简称IPCC)》的碳排放量基本计算公式，通过逐项计算求和的方法，对西安市2002—2011年规模以上工业行业碳排放量以及行业分布情况进行测算及分析，进而明确西安市节能减排的调控重点，为西安市科学合理地制定低碳发展政策以及产业结构调整策略提供参考依据。

1 相关研究综述

国外关于碳排放量估算的理论研究开始的较早。如1990年，美国橡树岭国家实验室(简称:ORNL)根据美国的生产工艺和生产过程提出运用化石能源对生产过程CO2排放比例进行估算。此后联合国政府间气候变化专门委员会在此基础上分别测算了各国及各种化石能源的碳排放系数，并对碳排放量进行了估算。对于碳排放量估算的应用研究，Blasing等运用时间序列对美国能源消耗进行了分析，结果显示:煤和天然气的碳排放量都呈现出季节性的波动［1］107-115。具体涉及到城市的碳排放量研究主要有Leung和Lee对香港二氧化碳和甲烷的碳排放进行的定量分析，结果显示:煤是二氧化碳最主要的来源［2］4487-4498。Shobhakar运用综合能源消费量估算了中国34个省会及副省级城市的碳排放量，结果显示:上海市的能源消耗密度虽然仅为0．99t标煤/万元，但其二氧化碳排放量却远高于国内城市［3］20。另有一些学者对某一行业进行了碳排放量的估算，如Kim和Worrell分析了1980—1998年中国水泥工业碳排放趋势，并就该行业碳排放量与巴西、韩国和美国的水泥工业进行了对比，结果表明:提高能源利用率是实现CO2减排的重要手段［4］115-113。

国内关于碳排放量估算的研究主要集中在两个方面，其一是对区域碳排放总量特征进行研究，如徐国泉等通过测算中国总的碳排放量，再采用对数平均权数法定量分析了能源结构、能源效率和经济发展对中国人均碳排放的影响［5］158-161。谭丹、黄贤金分别对中国东、中、西部三大地区碳排放量进行估算，比较了中国三大地区碳排放的特征和差异［6］53-57。查冬兰、周德群分别对中国28个省区的碳排放量进行了估算，并分析了各省区的碳排放特征［7］65-71。钱杰等运用美国橡树岭国家实验室提出的化石燃料燃烧排放CO2的方法，计算了上海市的 CO2排放量［8］836-839。赵敏等根据IPCC碳排放计算指南推荐的方法计算了上海市能源消费相关的碳排放量［9］984-989。其二是对区域碳排放量与产业结构的关系进行研究，如王修华等通过计算我国三次产业碳排放量的数据，分析了三次产业结构与GDP增量和单位GDP碳排放量之间的关系［10］29-32。张庆民等通过计算全国三次产业碳排放总量，再运用面板数据模型对产业结构与碳排放量间的关系进行了实证分析［11］101-105。陈春桥估算了福建省三次产业及产业部门碳排放量，并运用投入产出法分析了产业结构调整对CO2减排的效果。由此可以看出，国内对具体的某一城市的碳排放量行业分布的研究较少，目前仅有徐大峰针对上海市产业关联对碳排放量的影响进行的分析［12］6-9。杨鹏等通过对上海市行业层面的二氧化碳来源进行了分析，认为工业及交通运输业是上海市的主要碳源［13］1397-1402。吴国华根据化石能源消费量对济南市碳排放总量及三次产业和行业分布情况进行了分析［14］61-65。

总体来看，我国学者对碳排放量测算的研究，大多集中在对我国或某一省区碳排放量的测算及预测上，尤其是集中在上海等发达城市的碳排放上，较少有关于某一城市的碳排放量的测算，特别是关于某一城市碳排放量的行业性分布研究。鉴于此，本文拟通过对西安市能源消费碳排放量的测算，分析西安市碳排放量的行业分布特点，为西安市制定低碳发展政策提供一定的理论依据。

2 西安市工业行业碳排放量分布

2．1 碳排放量的计算

碳排放主要分为人工排放和自然排放，人工排放主要指由人类活动引起的能源消耗所导致的碳排放。根据ORNL的研究发现，人类活动所导致的碳排放中，95%来源于化石燃料的消耗，因此根据合理性简化原则，文中对碳排放量的测算仅针对能源消费所产生的碳排放量。

目前国际上测算碳排放量的方法大都遵循ORNL的思路，即:以能源消耗类别为基础进行测算，如IPCC、CDIAC和EIA等。本文参考IPCC给出的计算方法对西安市工业行业碳排放量进行测算。测算公式为:

式中:C为碳排放量，Ci为第i种能源的碳排放量，βi表示第i种能源的碳排放系数，Ei表示第i种能源的消耗量。其中第i种能源的碳排放系数的计算如下:

式中:αi为IPCC公布的不同能源的原始排放系数，Gi为我国第i种能源的热值，∈i为不同能源的碳氧化因子。

2．2 数据来源

考虑到测算的相对准确性以及可操作性，本文首先将能源分为原煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油及天然气七大类。其次依据IPCC的碳排放量基本计算公式及其在2006年公布的不同能源的原始排放系数和碳氧化因子，结合我国各化石能源的热值，估算我国不同能源的碳排放系数，并在此基础上运用2002—2012年《西安市统计年鉴》中主要能源分行业消费量，测算西安市碳排放量的行业分布情况。结果如表1所示。

表1 西安市主要能源碳排放系数

2．3 计算结果及分析

2．3．1 西安市工业行业碳排放总量

本文运用逐项计算求和法，计算出2002—2011年西安市规模以上工业行业能源消费碳排放总量。结果如图1所示。

由图1可知，西安市规模以上工业行业碳排放量增长迅速，由2002年的1 060．4万吨增长到2011年的2 499万吨，年均增长11．29%。其中2002—2009年呈现高速增长的趋势。自2009年国务院提出我国2020年控制温室气体排放行动目标后，陕西省也提出了发展低碳产业、建设低碳城市、倡导低碳生活的目标，同时向国家发改委申请开展低碳试点工作，并成功成为国家首批低碳试点省区。西安市作为陕西的省会城市，则开始了低碳城市的试点工作，并取得了一定的成效。2010—2011年，西安市规模以上工业行业碳排放总量均呈现下降趋势。2010年较2009年，碳排放总量下降了4．69%，2011年较2010年下降了4．56%。

图1 西安市规模以上工业行业碳排放总量

2．3．2 西安市碳排放量的行业分布

本文根据西安市2002—2011年统计年鉴分别计算了规模以上工业行业的碳排放量，并对碳排放总量前10名的行业进行横向比较。结果发现，近十年来西安市规模以上工业行业碳排放量较大的行业依次为:电力、热力的生产和供应业;石油加工、炼焦及核燃料加工业;化学原料及化学制品制造业;造纸及纸制品业;交通运输设备制造业;非金属矿物制品业;农副食品加工业;饮料制造业;专用设备制造业以及食品制造业，详见表2所示。

表2 西安市2002—2011年碳排放量前10行业

由表2可以看出:电力、热力的生产和供应业是西安市碳排放量最高的行业，这一方面是由于西安市的电力供应主要依靠热能发电，另一方面是西安市地处西北地区，每年11月至次年3月会进行全市范围大规模供暖。这两方面原因导致该行业需要消耗大量石化能源，进而导致该行业碳排放量常年居高不下。自2002年至2011年，该行业碳排放量总量达到10 440．07万吨，并且呈现高速增长趋势，从2002年的361．79万吨上升到2011年的1 542．40万吨，增长了3倍有余，且每年该行业碳排放量均占当年碳排放总量的30%以上，甚至达到60%以上。

碳排放量排名第二的的工业行业是石油加工、炼焦及核燃料加工业，其碳排放量总量为4 340．34万吨。该行业 2002年碳排放量为233．44万吨，此后以年均16．1%的速度增加至2009年的606．75万吨。由于2009年国家开展低碳省区和低碳城市试点工作，并将陕西省作为首批试点省份，此后石油加工、炼焦及核燃料加工业碳排放量则显著下降。

另外，自2002—2011年，农副食品加工业成为西安市规模以上工业行业碳排放量增长最快的行业，其碳排放量由2002年的12．76万吨增加到2011年的71．07万吨，增长了近4．5倍。碳排放量增长最缓慢的行业是非金属矿物制品业，增长率仅为0．57%。而排在碳排放量前10的行业中只有化学原料及化学制品制造业和食品制造业实现了负增长，碳排放量2011年较2002年分别下降了25．7%和 7．8%。

下面我们再对2011年西安市规模以上工业行业的碳排放量分布情况作以介绍，并作梯度分析。在此将西安市39个工业行业按碳排放量占碳排放总量比重分为4个序列，如表3所示。

表3 西安市工业行业碳排放量行业分布序列

由表3可知:在第一序列主要涉及的两个行业中，石油加工、炼焦及核燃料加工业属于西安市十大主导产业，而电力、热力的生产和供应业则与西安市人民日常生活直接相关。这两个行业碳排放量份额高达78．93%。第二序列所占份额为15．27%，所涉五个行业中交通运输设备制造业为西安市十大主导产业之一，所占份额为3．92%。而饮料制造业及农副食品加工业为西安市重点发展产业，所占份额分别为2．93%和1．24%。第一和第二序列所占份额总和超过94%，因此第一和第二序列是西安市碳排放量的主要来源。第三和第四序列中虽也包含主导产业和重点发展产业，但大多属于高新技术或对于化石能源需求不高的产业，两个序列所涉行业均对碳排放量影响不大。

3 结 语

3．1 结 论

(1)纵观西安市工业行业2002—2011年碳排放总量数据，虽然在2009年之后呈现出下降的总体趋势，然而近10年内碳排放量仍以年均11．29%的速度高速增长，已由2002年的1 060．4万吨增长到2011年的2 499万吨。

(2)2002—2011年对西安市规模以上工业行业碳排放量总量贡献度排名前10的行业为:电力、热力的生产和供应业;石油加工、炼焦及核燃料加工业;化学原料及化学制品制造业;造纸及纸制品业;交通运输设备制造业;非金属矿物制品业;农副食品加工业;饮料制造业;专用设备制造业和食品制造业。

(3)通过对西安市碳排放量的行业分布计算，可以发现:2011年西安市碳排放主要来自电力、热力的生产和供应业以及石油加工、炼焦及核燃料加工业，在西安市碳排放总量所占比重达到78．93%，由此可知，以上行业将是西安市减排的重点领域。

3．2 建 议

从全球发展低碳经济的趋势来看，建设低碳城市、实现低碳发展无疑是西安市未来发展的一种必然选择，在加快西安市低碳城市建设的进程中，应当重点抓住以下几个环节:

(1)加快推进工业结构的调整。对于控制和削减碳排放量，结合西安市现有技术水平及条件，想要大规模使用清洁能源以及在生产过程中进行大规模的碳捕捉是不现实的。因此对于西安市来说，应当更加注重产业结构调整，特别是工业结构的调整。具体来说:第一要稳固发展装备制造业，缩减重化工业的份额;第二大力发展高新技术产业，提高高新技术产业在工业中占比，并且加大用高新技术和先进适用技术改造和提升传统工业的力度。

(2)努力提高能源的利用效率。能源利用效率包括开采效率、中间环节效率和终端利用效率。目前，我国开采效率在35%左右，中间环节效率在70%左右，终端利用效率则在52%左右。因此，我国能源效率约为36%(0．7 ×0．52)，落后先进国家约10个百分点，西安市亦不例外，特别是电力、热力的生产和供应业每年均需消耗大量化石能源，因此，西安市必须加强对电力、热力的生产和供应业等行业的节能管理，引进高新技术，努力提高能源利用率，进一步降低该行业能源消费量，进而减少西安市的碳排放总量，推动我国的低碳经济发展。

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