湖北省碳排放估算及特征分析

陈幸祎，黄 栋

（1.浙江大学统战部，杭州310058；2.华中科技大学公共管理学院，武汉430074）

1 湖北省经济发展与能源消费概况

1.1 经济发展概况

湖北省1995～2009年间，经济保持较高的增长速度，GDP总量从1995年的2109.38亿元增长到2009年12961.1亿元，增长了5倍，年均增长11.2%，特别是2004年以来，一直保持两位数增长。人均GDP从2991.33元增加到22677元，经济水平显著增长。1995～2009年间，湖北省产业结构不断调整。1995年三次产业的比重分别为29.4：37.0：33.6，2009年调整为13.8：46.6：39.6。第一产业的产值在GDP中比重显著下降，由29.4%下降到13.8%，下降15.6%，年递减率为1.04%；第二产业的产值比重从1995年的37.0%上升到1999年的40.7%，1999～2003年一直保持在40.5%左右，2004年来持续增长，年递增率为1.1%，2009年上升到46.6%；第三产业产值比重在1995～2002年持续增长，年增长1.37%，2002年增长到42.6%，2003年开始转为下降，2009年回落到39.6%。湖北经济结构偏重，重化工业结构特征明显，2009年，规模以上重工业产值占工业总产值的72.8%，高出全国2.3个百分点。

图1 1995～2009年湖北省产业结构示意图

1.2 能源消费情况分析

随着经济社会的快速发展以及人民生活水平不断提高，全社会对能源的需求量逐步扩大，湖北省能源消费总量逐年攀升，从1995年的5655万吨标准煤增长到2009年的13708万吨标准煤，年均增长6.7%。近年来，湖北在产业结构调整、产品结构调整、节能技术改造、淘汰落后产能等方面取得较大进展，使得湖北单位GDP能耗逐年降低。每万元GDP能耗从2006年的1.462吨标准煤下降到2009年的1.23吨，每万元GDP电耗从2005年的1210千瓦时下降到2009年1018.45千瓦时，同年单位GDP能耗1.18吨。可以看出，湖北省能源利用效率逐步提高，但能源强度仍然高于全国水平。

从能源消费结构来看，湖北能源消费以煤炭为主，煤炭消费量在一次能源消费中的比例高达70%，占据了绝对的首位。煤炭由于热值较低，其燃烧后所排出的二氧化碳高于石油、天然气等其他能源。尽管近年来湖北省能源消费结构有了一定的调整，但煤炭消费总量仍在快速上升。2009年煤炭消费量达11100万吨，煤炭的过度消耗使减排压力增大。

从能源消费的部门结构来看，工业部门能源消费上升较快。2009年，工业部门能源消费量占湖北省能源消费总量的68.1%，而工业增加值增量与GDP增量之比仅为47%，使得单位增加值能耗量较高。湖北省重工业中，高能耗行业比重大，能耗水平高。2008年六大高耗能行业总产值占规模以上工业总产值的37.6%，却消耗了5246万吨标准煤，占规模以上工业能源消费总量的82.5%。

2 湖北省碳排放量估算

2.1 估算方法

目前，估算化石燃料燃烧所产生的温室气体排放量，普遍采用2006年政府间气候变化组织在《IPCC国家温室气体清单指南》中推荐的参考方法。参考方法是一个自上而下的方法，通过使用国家能源供应数据，计算主要化石燃料燃烧所产生的CO2排放量。参考方法是一种较为简易的方法，可以根据相对易获的能源供应统计资料进行估算，对数据的详细程度要求不多，需要的数据不多且易于收集。

参考方法计算化石燃料燃烧的CO2排放量的公式为：

具体分为6个步骤：

(1)按原单位计算各种燃料的表观消费量

表观消费量=产量+进口量一出口量一国际航线加油一库存变化

(2)根据净发热值，将燃料转换为通用能源单位TJ

燃料表观消费量(热量单位)=燃料表观消费量×燃料净发热值

(3)估算燃料中总含碳量

燃料总含碳量=燃料表观消费量(热量单位)×单位碳含量

(4)估算非燃料用途燃料的固碳量

固碳量=非燃料能源用途的燃料消费量×单位碳含量×固碳率

(5)估算燃料的净碳排放量

净碳排放量=燃料总含碳量一固碳量

(6)估算燃料的实际CO2排放量

实际CO2排放量=净碳排放量×碳氧化因子×44/12

2.2 数据来源

估算化石能源碳排放所使用的能源消费数据主要来源于1995～2010年的《湖北统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》。具体数据的选取与处理如下：

(1)表观消费量。

由于表观消费量中的国际航线加油和库存变化数据相对较小，因此学者一般予以忽略，将表观消费量简化定义为产量加进口量减出口量。化石燃料表观消费量的数据来源于1996～2010年《中国能源统计年鉴》中的湖北省能源平衡表。

(2)净发热值。

由于能源统计中，固体、液体和气体燃料有着特定的物理单位。将这些数据转换到通用能源单位TJ，需要引入发热值。净发热值参考《中国能源统计年鉴》附录中给出的各种能源平均低位发热量，见表1。标有“＊”的数据，由于附录中只给出范围，因此根据中国能源平衡表中实物量与标准量比较计算得出。

表1 各燃料的发热值

(3)碳含量。

碳含量是燃料单位热值含碳量。碳含量与燃料的能源含量密切相关，应使用详细的燃料类别和产品类型数据。由于中国权威机构没有给出国内的相关数据，参考IPCC推荐的国际碳含量缺省值，各燃料的潜碳含量缺省值见表2。

表2 各燃料的碳含量

(4)非燃料用途的消耗量。

化石燃料作为燃料用途时，其内部的碳不会像燃料燃烧以CO2形式排入空气中，因此需要从表观能源消费总碳量中除去这部分燃料的固碳量。本文参考《2006年IPCC国家温室气体清单指南》，将用作原料、还原剂和非能源用途的燃料的消耗量归作此类。

(5)固碳率。

固碳量指未导致燃料燃烧排放的表观消费量中的碳，固碳率是产品中的固定碳占原料总碳量的比例。表3给出了各燃料的固碳率。

表3 各燃料的固碳率

(6)碳氧化因子。

燃料燃烧时有小部分碳未被氧化，假设未氧化的碳无限期贮藏，需要按碳氧化因子对未氧化碳进行校正。本文参考《中国温室气体清单研究》中给出的氧化率数据，见表4。

2.3 计算结果

按照参考方法的步骤，根据1995～2010年湖北省能源消费总量数据，对湖北省历年的碳排放总量进行了估算，并根据各行业的详细能源消费数据，对各行业的碳排放量进行估算。具体的碳排放量估算结果见表5。

3 碳排放特征分析

表4 各燃料的碳氧化因子

表5 1995～2009年湖北省分行业碳排放量

3.1 总量排放特征分析

从总体上看，湖北省化石能源燃烧产生的碳排放呈上升态势，从1995年的1.39亿吨上升到2009年的3.25亿吨。2002年以前，碳排放的年际变化不大，且有上下波动的现象。但是从2002年开始，湖北省碳排放量呈快速上升趋势，2005年和2006年增幅超过13.7%，超过了GDP增长速度。2007年、2008年，碳排放量增幅有所下降，由于排放基数较大，2008年的碳排放已超过1995的两倍。2009年碳排放量大幅上升，增长幅度达到16.2%。由图2可以看出，湖北省碳排放和经济增长的变化趋势基本相同，特别是2001年来二者的协同趋势趋于明显。

图2 1995～2009年湖北省碳排放总量与经济增长变化图

3.2 行业排放特征分析

湖北省行业碳排放的变化呈现明显的阶段性，不同行业间的碳排放变化具有较大的差异性。由图3可以看出，在湖北省总的碳排放量中，工业部门所占比重处于主导地位，2000年以前，工业部门所在比重约为77%，2001开始有所下降，介于71%～73%之间，2008年下降到66.98%；第一产业碳排放所占比重2000年以前约为3%，2001年上升到4.4%，2003年以来逐年回落，2008年又降到3%；建筑业比重稳定在1.5%～1.7%之间；交通运输、仓储和邮政业2000年以前所占比重比较平稳，2001年快速上升后又趋于稳定，介于12%～13%之间；批发零售业和住宿餐饮业、其他服务业碳排放所占比重2005年以前比较平稳，2006年以来快速上升；家庭消费碳排放所占比重逐年下降，由1995年12.1%下降到2006年的7.2%，2007年以来略有回升，2009年又降到7.2%。

图3 1995～2009年湖北省行业碳排放比重变化图

3.3 碳排放强度分析

碳排放强度是指单位地区生产总值的二氧化碳排放量。该指标用来反映经济增长过程中碳排放量的变化情况，衡量碳排放与经济增长的关系。一般来说，一国在经济增长的同时，每单位生产总值所带来的碳排放量下降，则说明该国实现低碳发展模式。

湖北省单位GDP（按1952年不变价格计算）碳排放强度如表6，可以看出，总体来说，湖北省单位GDP碳排放强度呈现下降趋势。1995～2002年，湖北省单位GDP碳排放强度持续下降，年均降幅6.5%，其中2001年下降幅度最高，达10.57%。2002年以来，单位GDP碳排放强度有所反弹，并呈现波动的态势。

图4显示了2000、2006年湖北、中国及世界其他6个国家的碳排放强度。其中GDP以2000年为基期的美元表示。可以看出，2000年、2006年世界平均碳排放强度为0.75吨/千美元和0.77吨/千美元；同年，中国的碳排放强度分别为2.48吨/千美元和2.16吨/千美元，而湖北的碳排放强度分别3.65吨/千美元和3.03吨/千美元。2000年，湖北碳排放强度是中国的1.47倍，世界平均水平的4.87倍，OECD国家平均水平的7.79倍。2006年，中国和湖北碳排放强度较2000年都有所下降，但湖北的碳排放强度仍然较高。

图4 2000、2006年各国碳排放强度

近年来，湖北省碳排放对GDP的弹性系数也呈增长态势。碳排放对GDP的弹性系数指的是碳排放增长速度与GDP增长速度的比值。2001年以前，碳排放对GDP的弹性系数逐年降低，2002年以来开始升高，其中2003年、2005年、2006年、2009年，碳排放对GDP的弹性系数大于1，碳排放增长速度大于GDP增长速度，说明能源消耗水平升高，经济呈现粗放增长态势。

3.4 人均碳排放强度分析

人均碳排放是一地区碳排放总量与该地区人口总数的比值，反映不同地区人口对有限排放空间的占有程度。1995～2009年，湖北省人均碳排放量净增3.27吨，年平均增长率为6.46%。2001年以前，湖北省人均碳排放量增长较慢，年际变化不大。2002年以来增长趋势明显，2009年人均碳排放量已是2002年的两倍。特别是2009年，湖北省人均碳排放量大幅增加，比2008年增加0.79吨，增长率达16%，高于同期人均地区生产总值增长率13.3%。

4 结论

1996～2009年湖北省碳排放总量呈上升态势，2002年开始增速加速，2005年和2006年增幅超过GDP增长速度。碳排放总量中，工业部门的所占比重占主导地位。碳排放强度总体上呈现下降趋势，2002年以来碳排放强度有所反弹，并呈现波动的态势。人均碳排放持续增加，2002年以来增长趋势明显，2009年人均碳排放增速超过同期人均GDP增长率。

湖北省碳排放总量持续快速增长，碳排放强度较高，主要的原因在于：一是能源消费结构中煤炭比重较大。湖北省是一个“缺煤、少油、乏气”的内陆省份，能源资源相对匮乏，能源自给率很低。而可再生能源利用起步较晚，以煤为主的能源消费结构在相当长的一段时间很难有大的改变，使得湖北省在降低能源排放强度方面面临着严峻挑战。二是单位GDP能耗较高。单位GDP能耗是指一个国家或地区每产生万元GDP所消耗掉的能源，是反映能源消费水平和节能降耗状况的主要指标。近年来，湖北能源利用效率不断提高，但能源强度仍然较高。三是，产业结构中工业比重特别是重工业比重过大，而工业部门是能源消费的主要部门，这也是湖北省单位GDP能耗高的主要原因。2009年，湖北省工业增加值增量与GDP增量之比为47%，而工业部门能源消费量占湖北省能源消费总量的68.1%。

湖北的能源资源禀赋和产业结构决定了当前的发展方式难以为继，如何在保障经济增长平稳较快发展的同时，控制碳排放量持续增长是湖北急需认真思考的问题。当前，最重要的是促进产业结构升级，提高工业部门的能源利用效率，大力发展具有本省优势的可再生能源。通过这些措施减少碳排放，满足可持续发展的要求。

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