湖北省工业碳排放问题剖析与减碳路径研究

2017-02-05余淑均

湖北大学学报（哲学社会科学版） 2017年1期

关键词：排放量湖北省能源

余淑均，李赛

（1.武汉科技大学管理学院，湖北武汉430081；2.河北地质大学经贸学院，河北石家庄050031）

湖北省工业碳排放问题剖析与减碳路径研究

余淑均1，李赛2

（1.武汉科技大学管理学院，湖北武汉430081；2.河北地质大学经贸学院，河北石家庄050031）

通过计算湖北省工业能源终端消费碳排放量、单位工业总产值碳排放量及其相关分析，结果表明，2005—2009年，湖北省工业能源终端消费碳排放量在全国的名次逐渐降低，但自2010年开始又呈现上升趋势；工业碳排放的行业差异与区域差异较大。湖北省应通过工业减碳的市场机制，发挥碳价格的市场信号和激励作用，形成“以政府为主导，以企业为主体，全社会共同参与”的节能减排格局。

工业能源终端消费；碳排放；减碳

工业是造成碳排放过度的主要部门，随着舆论对气候变暖问题的关注度不断提高，国内不少专家学者对各省的工业碳排放进行了计算和比较分析。如薛云霞等（2014）测算了湖北省工业碳排放量并运用灰色斜率关联度模型得出了对碳排放影响较大的行业，杭维等（2015）探索了湖北省工业产值和工业碳排放的EKC曲线类型，证明湖北省工业碳排放和经济增长始终为逐渐增大关系。总体来看，湖北省工业碳排放的相关研究较少，本文将湖北省与周边经济发展水平类似、关联度较高省份相对比，发现湖北省经济发展过程中工业碳排放效率问题并提出针对性意见，为研究湖北省工业存在的问题提供参考，以期提高工业生产效率，实现能源高效利用，造福当地环境。

湖北省是中部工业大省，也是沿长江经济带的重要省份。由于湖北省的重点行业（例如化工行业、非金属矿物制品业、黑色金属工业）同时也是碳排放量较大的行业，所以，从改善能源结构、提高能源利用效率、降低碳排放强度等方面实施减排，并且通过引进高新技术、提高原材料利用率，从而在源头上降低碳排放量，对于湖北省乃至长江经济带实现可持续发展具有重要意义。

一、工业能源终端消费碳排放的计量方法

根据《中国能源统计年鉴》，最终能源消费种类包括9类，即煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气和电力。其中，煤炭、石油、天然气燃烧所产生的二氧化碳排放量的计算依据是国家发展和改革委员会颁布的化石燃料燃烧过程二氧化碳排放因子，原油、汽油、煤油、柴油、燃料油消费量使用《中国能源统计年鉴》中的“油品合计”数据，区域电网供电二氧化碳排放量使用区域电网供电平均排放因子计算，焦炭能源排放系数均来自《2006年IPCC国家温室气体清单指南》。使用能源终端消费量计算碳排放量，忽略了生产过程中产生的二氧化碳和原材料中的碳流入，而且由于统一了计算口径，所以在进行省际差异分析时并不影响分析结果。

在计算工业能源终端消费的碳排放量时，采用5类能源消费总量乘以各自的排放因子或排放系数。计算公式如下：

（1）燃煤排放量（吨二氧化碳）=当年煤炭消费量（吨标准煤）×上次燃煤综合排放因子（吨二氧化碳/吨标准煤），排放因子为2.64；

（2）燃油排放量（吨二氧化碳）=当年油品消费量×上次燃油综合排放因子，排放因子为2.08；当年油品消费量以“油品合计”计量，包括原油、汽油、煤油、柴油、燃料油；

二、工业能源终端消费的碳排放分省排名及原因分析

（一）工业能源终端消费碳排放量排名

经济增长和快速工业化引发的能源消费导致湖北省二氧化碳排放量在全国的排名较高。按照式（1-1）进行计算，2005—2012年湖北与邻省工业碳排放量在全国的排名情况见表1。

（3）燃气排放量（吨二氧化碳）=当年天然气消费量×上次燃气综合排放因子，排放因子为1.63，本文为了使各种形态能源统计口径相一致，设燃气排放（吨二氧化碳/万立方米）因子为10.598；

（4）电力调入调出二氧化碳排放量（吨二氧化碳）=电力调入二氧化碳排放量-电力调出二氧化碳排放量=（调入电量×调入电网供电平均排放因子）-（调出电量×所在电网供电平均排放因子），本文为了使各种形态能源统计口径相一致，设电力排放（吨二氧化碳/万千瓦时）因子为8.01；

（5）焦炭的排放系数为0.855，单位为“吨二氧化碳/吨标准煤”；

二氧化碳排放总量由以上能源排放的二氧化碳进行加总，如式（1-1）。其中E为能源消耗量，A为排放因子或者排放系数。

（表1） 2005—2012年湖北与邻省工业碳排放量在全国的排名

根据表1绘制出湖北与邻省工业碳排放量在全国的排名如下：

（图1）湖北与邻省工业碳排放量在全国的排名（2005—2012）

表1和图1说明，2005—2006年湖北省工业能源终端消费的碳排放量居全国第9位（不计入西藏以及港澳台地区，下同），高于邻省湖南、安徽、江西，低于河南。2007—2009年，湖北省工业能源终端消费碳排放量从第9位降低到第11位（邻省亦降低），2010年开始，湖北省工业能源终端消费碳排放量排名逐年升高，2010年比2009年增长18%，2011年比2012年增长16%，而邻省碳排放量排名变化不大。所以，湖北省工业碳排放形势严峻。

（二）单位工业总产值碳排放量排名

为了揭示湖北省工业碳排放水平与工业生产总值的关系，此处借用SPSS17.0工具将湖北省2005—2012年工业碳排放量与工业总产值数据进行Pearson相关分析，可知湖北省工业碳排放量与工业总产值的相关系数在0.01的显著水平上显著相关，两者呈高度正线性相关，工业碳排放量随工业总产值的增长而线性增长。2012年湖北省工业生产总值为11193亿，与周围省份安徽（9404亿元）、河南（16672亿元）、湖南（10506亿元）、陕西（8073亿元）相比工业总产值靠前，这也是湖北省工业碳排放较多的原因。

为了体现工业生产的碳排放效率，此处引入单位工业总产值碳排放量的概念，即工业生产总值除以相应的碳排放量。通过统计获得湖北与邻省单位工业总产值碳排放量排名，具体参见表2：

（表2） 2005—2012年湖北与邻省单位工业总产值碳排放量排名

2005—2009年湖北省单位工业总产值碳排放量排名稳定，邻省排名下降。值得注意的是，从2010年开始，湖北省单位工业总产值碳排放量在全国的排名开始上升，而邻省排名均有大幅度降低，说明湖北省单位工业总产值产生更多的温室气体。

整体看来，湖北省的邻省单位工业总产值碳排放量全国排名自2005年以来均逐渐降低，而湖北省不降反升，说明湖北省能源使用效率未得到有效提升。从2005年到2012年，湖北省工业生产总值从第12位升到第10位，说明湖北在未有效提高能源利用效率的条件下，以提高能源要素投入量来达到提高工业生产总值的目的（此处只考虑能源利用效率单一要素，产业结构调整因素变化不明显）。

（三）原因分析

为了分析湖北省五类能源对湖北省工业碳排放的贡献度，使用SPSS17.0软件进行因子分析，因子分析统计结果如下：

（表3）湖北省工业能源终端消费碳排放量因子分析图表

（续表3）

表3中A表第一列将湖北省五类能源碳排放量作为因子变量，A表第二列是因子分析初始解下的变量共同度，表明原有8个变量若采用主成份分析法提出除8个特征根的话，那么原有变量的所有方差都可以被解释，变量的共同度都为1。

表3中B表是因子分析的总方差解释，第一列是按能源因子顺序编号，第二项数据列出了因子提取后的因子方差解释情况，第一个因子“煤合计”特征根为4.136，解释了五个能源因子总变量方差的82.729%，而且特征根大于1的因子只有“煤合计”能源因子。因此“煤合计”因子是主因子，能解释全部变量的主要信息。

为了更直观了解湖北省五类能源对湖北省工业碳排放的贡献度，表3中C表展示因子碎石图，表中显示第一个因子“煤合计”是影响湖北省工业碳排放的最重要因素，另外三个因子特征根很小，对湖北省工业碳排放影响很小。

结果表明：湖北省工业能源终端消费碳排放量全国排名变化的原因和煤合计量的变化有显著关系，从逐年煤合计排放量可知，湖北省煤合计排放量和碳排放量名次大致同步：2006年较2007年增长7.86%，增长幅度一般，碳排放排名未变；2007年较2006年增长9.59%，增长幅度一般，碳排放排名未变；2008年较2007年增长1.28%，增长极小，碳排放排名降低一名；2009年较2008年增长15.5%，增长幅度较大，但由于2008年煤合计增长很小，湖北省2009年度增长较其他省份较小，碳排放排名未变；2010年较2009年增长20.5%，增长幅度较大，碳排放排名上升两名；2011年较2010年增长18.5%，增长幅度较大，碳排放排名保持第九名；2012年较2011年增长12.9%，增长幅度较大，碳排放排名上升。

湖北省工业能源终端消费碳排放量和单位工业总产值碳排放量在全国排名靠前的原因如下：

1.经济总量与工业总量较高，高污染行业产品产量居全国前列。以2012年为例，湖北省地区生产总值为22250.45亿元，比2011年地区生产总值19632.26亿元增长13.3%，居全国第9位；工业总产值9735.15亿元比2011年地区生产总值8538.04亿元增长14%，也居全国第9位。在经济增长和工业增长的过程中，必然带来资源、能源消耗和环境污染问题。另外，湖北省相当一部分高污染、高排放行业的产品产量居全国前两位，如2012年，湖北省平板玻璃产量7365.48（万重量箱），占全国总产量9.8%；农用氮磷钾化肥1048万吨，占全国总产量15.3%；纱产量276（万吨），占全国总产量10%；硫酸835万吨，占全国的总产量的11%。这些产品来自于化工、建材、印染等高污染、高排放行业，导致湖北省碳排放量较大。

2.能源消费依赖煤炭。湖北省能源消费结构中，煤炭所占比例在60%以上，消费结构单一，其他类型能源占比偏低。2005—2012年，湖北省工业煤炭消费占能源消费总量的比重分别为62%、62%、61%、60%、63%、64%、66%、68%（根据湖北省统计年鉴2013整理），而且近年来煤炭消费比例有提高的趋势。由于煤炭能源利用效率低且热值低于清洁能源，因此煤炭使用比例高会释放更多的温室气体。

3.产业结构偏重，生产技术水平落后。湖北省产业结构调整方向与产业结构优化方向相悖，“二三一”特征逐渐强化，再加上湖北省是中部地区工业大省，工业生产技术水平相对落后、工业劳动相对生产率低。所以，与全国和其他地区的三次产业能耗占能源消费总量的比重相比，湖北省第二产业能源消耗占比明显偏高，碳排放总量加速上升，碳排放强度难以下降，“高排放、低效率”的矛盾致使湖北省碳排放压力巨大。

（表4） 2012年湖北省工业与三次产业能源终端消费量

表4表明，2012年湖北省工业能源终端消费碳排放量占省三次产业能源终端消费碳排放总量的比重分为68%，所以湖北省工业碳排放压力仍很大。另外，从表2可以看出，2005—2009年湖北省单位工业总产值碳排放量呈降低趋势，但从2010年开始，单位工业总产值碳排放量在全国的排名开始上升，而邻省均有不同程度的降低，与邻省相比，湖北省在全国的排名比较靠前，仅低于一些西部或中部省份，这说明湖北省亟待提高工业生产技术和能源利用技术，以提高能源利用效率。湖北、山东、河北、山西、辽宁等同属传统的重工业基地，工业的碳排放份额均分别居于全国工业排放的前列，其排放份额均值分别为4.0%、10.3%、7.75%、4.47%和4.44%。相对而言，工业发展水平较为落后的区域，如桂、宁、青、琼等能源碳排放则一直较低。

三、湖北省工业碳排放的行业与区域差异分析

（一）碳排放行业差异分析

综合能源碳排放量的计算依据为：

综合能源碳排放量=2.64x+2.08y+2.08z+8.01w

其中，2.64、2.08、2.08分别为国家发展和改革委员会颁布的煤炭、汽油与柴油燃烧过程二氧化碳排放因子，8.01是统一计算口径后电力的二氧化碳排放因子；x、y、z、w分别为2005—2012年湖北省煤炭、汽油、柴油、电力在湖北省规模以上工业分行业消费量。

根据《中国能源统计年鉴》和《湖北统计年鉴》的数据资料，可以测算湖北省主要工业行业碳排放量。结果表明，2005—2012年，省规模以上工业企业分行业碳排放量的行业差异较大，排在前4位的依次为电力热力的生产和供应业、化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业，其中排在首位的电力热力的生产和供应业从2011年开始年碳排放量达1亿吨。前4位行业平均每行业年碳排放量达6000万吨。入统的38个行业中，有18个行业平均每年的碳排放量在100万吨以下，排在后7位的依次为皮革毛皮羽毛（绒）及其制品业、仪器仪表及文化办公用机械制造业、文教体育用品制造业、家具制造业、废弃资源和废旧材料回收加工业、燃气生产和供应业、其他采矿业，这些行业排放量很少，每年碳排放总量在10万吨以下。

（二）碳排放区域差异分析

由于经济发展程度、产业结构、能源强度、能源结构、资源禀赋等因素影响，湖北省17个市的碳排放呈现出一定差异。将各市单位GDP能源消耗（万吨标准煤）乘以相应年份各市生产总值，得到各市2005、2008—2012年能源量消费数据，用各市能源消耗数据乘单位综合能源碳排放量得到各市碳排放量，单位综合能源碳排放量的计算依据为：

单位综合排放系数=（2.64A+2.08B+10.598C）（/A+B+C）

其中，2.64、2.08分别为国家发展和改革委员会颁布的煤炭、石油燃烧过程二氧化碳排放因子，10.598是统一计算口径后天然气的排放因子；A、B、C分别为2005—2012年湖北省煤炭、石油、天然气占一次能源燃烧碳排放总量比重的平均值，A=90.23，B=9.34，C=0.42。经过计算，能源单位综合碳排放系数为2.62。通过计算，得出湖北省各市碳排放数据（表5）。

结果表明，2005—2012年，各市差别比较明显，武汉市排放最高，高于排放量居于第二的宜昌市将近两倍，襄阳市排名第三，排名第四的为黄石市，以上四市碳排放量超过2000万吨；孝感市、荆门市、十堰市排放量类似，平均在1500万吨左右；黄冈市、鄂州市、荆州市、咸宁市排量放类似，平均在1000万吨左右；排名后六位的潜江市、恩施州、随州市、仙桃市、天门市、神农架林区平均碳排放在500万吨以下。

（表5）湖北省各市工业碳排放情况

碳排放呈现区域差异的原因集中在经济发展程度、产业结构、能源强度和资源禀赋四个因素上。“十一五”期间的有关数据表明，湖北省各市碳排放确实与经济发展程度、产业结构、能源强度密切相关。例如，能源强度位于全省前六位的区域分别为黄石、鄂州、宜昌、荆门、襄阳、十堰，其排序与碳排放排序基本一致。因此，湖北省在制定工业减碳、应对气候变化政策的过程中，必须充分考虑到二氧化碳排放的区域差异及影响因素。

将各市单位GDP能耗（万吨标准煤）乘以能源单位综合碳排放系数2.62得到各市单位GDP碳排放强度（表6）。

结果表明，2005—2012年，黄石、鄂州、宜昌、荆门、襄阳、十堰、孝感各市平均碳排放强度基本上居于全省第1—7位。将各市工业碳排放总量和排放强度的名次进行对比，发现黄石、宜昌、荆门、襄阳、十堰、孝感各市无论碳排放总量还是排放强度名次都比较靠前，碳排放问题比较严重，需引起各级政府的重视，企业也需采取各种措施进行减排。作为碳排放第一大市，老牌工业城市武汉由于发展比较成熟，技术水平高于其它市，单位GDP碳排放并不高，但武汉在碳排放总量上远远超过第二名宜昌，不断提高技术管理水平同时需要优化产业结构降低总排放量。

四、湖北省工业减碳路径设计

针对严峻的碳排放形势，湖北省工业减碳需贯彻“调整产业结构与淘汰落后产能齐抓、管理节能减排与技术节能减排同步”的思路，遵循“制度建设与能力建设→节能减排管理基础工作→采取适应气候变化措施→节能减排事后评估与激励”路径，通过完善工业应对气候变化的市场机制，发挥碳价格的市场信号和激励作用，形成“以政府为主导，以企业为主体，全社会共同参与”的碳排放格局。根据湖北省的工业碳排放现状进行减碳路径设计如图2。

（表6）湖北省各市单位GDP碳排放情况

（图2）湖北省工业减碳路径设计

（一）制度建设与能力建设

湖北省工业减碳制度建设与能力建设包括政府、企业和社会层面的建设。具体措施包括：政府层面制定应对气候变化方案、节能减排政策，协调应对气候变化工作与工业节能减排、资源综合利用、清洁生产等工作之间的关系；企业层面形成技术提升、产业升级机制；社会层面打造人才培养平台，形成全社会参与工业节能降耗的氛围。

（二）工业减碳管理基础工作

工业减碳管理基础工作包括：完善现有工业企业能源统计报表制度，设计工业温室气体排放统计指标，探索统计与检测方法；打造重点用能企业温室气体排放定期报告制度，建立省级工业温室气体排放监测体系，制定工业节能减排考核方法，形成问责制度；研究建立符合湖北省工业发展水平的碳排放测算体系，构建工业产品碳排放评价数据库，形成工业节能减排计量管理体系和标准体系，建立评估制度和审计制度。

（三）企业从技术、结构等方面积极做好减碳工作

企业减碳措施包括技术节能减排、结构节能减排、清洁生产与资源综合利用和打造节能减排工程。技术上，从生产源头、过程和产品三个环节，淘汰落后技术设备，推广应用先进适用的低碳新技术、新工艺、新设备和新材料等措施减少工业过程温室气体排放；结构上，调整优化产品结构、工艺结构和用能结构，推进工业清洁生产，实现企业规模经济发展；减排工程上，针对行业特征和产品特征实施重大低碳技术工程、温室气体排放控制工程、高排放工业产品替代工程、碳捕集利用与封存工程、低碳化改造工程。

（四）事后评估与激励

工业减碳的事后评估与激励有利于促进企业在下一步生产过程中继续贯彻节能减排理念。首先，对高耗能行业制定强制性能耗、碳排放限额标准，依据节能减排目标对企业进行考核，将节能减排数据进行公布，纳入经济社会发展综合评价体系。其次，对节能减排业绩突出的企业予以财政、金融奖惩，对未完成目标的企业进行责任追究。

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［责任编辑：马建强］