黑龙江省碳排放核算方法及减排对策研究

吴晓华，卞纪兰，王晓红，赵桂燕，任妍

（黑龙江八一农垦大学经济管理学院，大庆 163319）

黑龙江省《“十二五”规划》提出低碳绿色发展是国家的重大战略，亦是黑龙江省可持续发展的长远大计，受全球资源环境约束，绿色经济呈现强劲发展态势，为黑龙江省发挥生态和环境优势，加快发展循环经济提供新的机遇。如果不能改变目前以重工业为主的经济结构，降低能耗，加强对能源的综合利用，黑龙江省能源可持续发展形势非常严峻[1]。而有效地核算省级碳排放是应对气候变化、发展低碳经济的一项基础性工作。虽然中国能源消费数据可以从统计资料中获取，但官方统计机构并未公布省区、行业碳排放数据，需要研究人员选择合适的方法自行评估。可以看出，碳金融、碳交易、碳税等以碳核算、碳计量为基础的经济活动将会成为未来经济的重要组成部分，因此，正确的碳排放核算方法是参与碳活动的基础和支撑。

1 碳排放核算方法比较分析

碳排放核算方法主要有实测法、物料衡算法、排放系数法。通过对各方法进行比较分析（如表1 所示），实测法虽然精度较高，但监测成本高，范围亦有限，实测法适用于污染物排放稳定、连续的排放口，如水泥企业、火电厂企业废气处理设施出口或适用于农田土壤中温室气体的排放以及森林生态系统的排放量估算[2]。政府间气候变化专门委员会IPCC 提出基于物料衡算法估算化石能源排放的参考方法（Reference Approach） 和 部 门 方 法（SectorialApproach）较为实用，尽可能减少数据的不确定性。参考方法旨在自上而下计算燃料燃烧的碳排放，特点是简单、数据容易获取，大部分碳排放的核算是基于此种方法；部门方法采用自下而上的方法，统计不同行业不同燃料的能源消耗情况，进而汇总得出总碳排放量，此法可以有效避免由于能源非燃料所造成的重复计算。碳排放系数法不确定性大，当生产工艺、生产规模、技术水平、能源使用状况不同时，碳排放系数差异很大[3]。李丁[4]指出排放系数法对于统计数据不详尽的情况适用性较好，对于我国一些小规模甚至是非法企业估算碳排放量也有比较高的效率。除此之外，网上流行的碳排放计算器估算个体碳排放或碳足迹应用依据也是碳排放系数法[5]。

表1 方法比较Table 1 Method comparison

2 省级二氧化碳排放量估算方法分析

国内核算省级二氧化碳排放量大部分采用的是IPCC 提出基于物料衡算法估算化石能源排放的参考方法（Reference Approach） 和部门方法（Sectorial Approach）。但目前核算省级碳排放出现以下问题：（1）能源分类不全面。部分学者张利等[6]、王铮等[7]分析能源消费产生的碳排放，仅分析煤、石油、天然气产生的碳排放，使得最终的碳排放量小于实际值。（2）二氧化碳排放因子的选取问题。原则上最好采用当地的实测因子，以便正确反映当地的排放特点。但由于获取困难，目前，部分学者如张友国[8]、樊秀峰[9]、汪正宏[10]等利用IPCC 国家温室气体清单指南推荐的有效的CO2排放因子缺省值。但该缺省值有一定缺陷：在计算缺省CO2排放因子时，被氧化的碳比例被假设为1，这和我国实际情况不符。

利用IPCC 推荐的参考方法的思想，结合我国实际情况，首先分别估算j 省的初级燃料和次级燃料的消费量Eij，其次利用转换因子CFij将各燃料的物理单位转化成能源单位，最终利用各燃料的碳排放因子EFij换算成CO2排放量，如式（1）所示：

2.1 省级能源表观消费量Eij的获取

通过《中国能源统计年鉴》提供的地区能源平衡表，可以分析可供该地区消费的各类能源消费量。由于各化石能源排放因子不同，首先估算各种能源的消费量。根据《中国能源统计年鉴》2010年以前我国将化石能源分成18 大类，而2010年拓宽至27 大类，与IPCC《指南》能源品种分类有区别，例如，在计算2010年各省碳排放量时，石脑油、润滑油、石油沥青等能源并没有出现在2006IPCC 指南中，具体操作过程中有一定限制。因此，计算我国省级二氧化碳排放量时结合实际情况需要在我国能源分类基础上展开测算。

2.2 转换因子CFij的确定

为了将各能源的物理单位转换成能源单位，需要引入转换因子CFij。计算如式（2）所示

Ci为第i 种能源折标准煤的参考系数，而每万t标煤的热值为2.93×105GJ。各种能源的标准煤的参考系数来自《中国能源统计年鉴》。

2.3 CO2 排放因子EFij 的确定

二氧化碳排放因子是各种燃料消耗中的单位热值实际CO2排放量。计算如式（3）所示：

采用国家发改委在2011月制定的《省级温室气体清单编制指南》（发改办气候[2011]1041 号）中的单位燃料含碳量与碳氧化率数据来计算排放因子。

3 黑龙江省二氧化碳排放分析

3.1 碳排放总量分析

根据式（1）核算2000～2010年黑龙江省化石能源二氧化碳排放量，由图1 所示，从碳排放绝对量上看，除2001、2002、2005年比上一年度略有减少，黑龙江省碳排放量大体呈现上升趋势，2010年2.21 亿t，比2000年增长了67%；从碳排放量增长率来看，依据曲线走势，除2006年黑龙江省碳排放增长率显著增长，比上一年度增长了45%，其他年份碳排放增长率比较平稳，基本维持在10%以下，甚至2001、2003、2005年碳排放增长率出现了负增长，说明虽然黑龙江省近十年碳排放总量有所上升，但碳排放总量的增长速度得到有效控制；从黑龙江省与我国其他地区比较来看，十一年间累计排放接近20 亿t，全国排名十二位，排放量超过黑龙江省的地区由多到少依次为山东、河北、江苏、辽宁、广东、内蒙古、河南、浙江、湖北、四川、安徽。

图1 黑龙江省2000～2010年化石能源二氧化碳排放量及增长率Fig.1 The amount of carbon dioxide emissions of fossil energy in Heilongjiang province from 2000 to 2010

3.2 细分部门产生的碳排放分析

根据国家统计局能源统计司编制的《中国能源统计年鉴》的要求，能源消费总量分为三部分：终端能源消费量、能源加工转换损失量（投入～产出）和损失量（包括输送、分配、存储过程中发生的损失等）三部分。因为电力、热力等能源消费的碳排放来自化石能源的转换与能量损失，直接根据能源消费量计算碳排放会有误差。因此，能源消费碳排放总量为上述三部分相对应的碳排放量之和。但基于能源平衡表核算碳排放时需注意：（1）工业用于原料和材料的能源没有发生燃烧，不计碳排放；（2）加工转换过程核算碳排放只计算火力发电和供热，其他转换过程虽伴随燃烧，但燃烧量小，忽略不计；（3）损失的能源涉及CO2排放的能源量小或者没有发生燃烧，不计碳排放[11]。基于能源平衡表的分类，终端能源消费的排放部门包括三次产业和生活消费部门；能源加工转换的排放部门包括火力发电和供热部门。由图2 所示，黑龙江省整体分成九个部门，排放量最大的部门是火力发电部门，虽然排放总量小幅升高，但所占比率始终在35%以下，并且所占比率逐年下降；其次是工业部门，排放所占比率在30%左右；再次是供热部门，排放所占比率15%以下；交通运输、仓储与邮政业和生活消费排放量比重徘徊在4%～7%之间；农林牧渔业和交通运输、仓储与邮政业排放比率比重始终在2.5%左右；建筑业和其他部门排放量较小。

图2 2006～2010 黑龙江省分部门碳排放量（万t）Fig.2 Department of carbon dioxide emissions in Heilongjiang province from 2006 to 2010

3.3 细分能源消费产生的碳排放分析

能源消费过程中所产生的碳排放是不可避免的产物，不同能源品种碳排放系数存在差异，例如获取相同的热量，煤炭的排放量要高于石油和天然气。而黑龙江省以原煤为主的能源消费结构注定排放量以原煤消费的排放量为主。根据《中国能源统计年鉴》2010年以前我国将化石能源分成18 大类，而2010年拓宽至27 大类，按照不同分类根据黑龙江省各品种能源消费量计算其碳排放量，寻找排放量较大的能源品种。通过核算，黑龙江省2006～2010年排放量较大的能源品种由原煤、柴油、汽油、洗精煤、原油、焦炭组成，如表1 所示，由此六项能源构成的碳排放量占总排放量的84%以上。仅原煤一项产生的碳排放量占总排放的一半以上，虽然原煤消费产生的碳排放量绝对量在增加，但所占比率逐年下降。其次，柴油消费的排放量位居第二，所占比率先下降后上升。而汽油、洗精煤、原油、焦炭的排放量所占比率五年间的位置交替变动，其中汽油、洗精煤和原油变动幅度略大，而焦炭的排放量所占比率较稳定。

4 黑龙江省实施碳减排的对策分析

4.1 减少投入冗余，提高能源效率

黑龙江省是典型的资源型省份，一油四煤的能源产业是全省经济发展的擎天之柱，传统的能源结构在短时间内难以改变，因此提高能源效率迫在眉睫。通过构建CRS 及VRS 的DEA 模型，利用DEAP2.1 软件，对中国2009年各省的能源效率进行了分析。能源技术效率为纯技术效率与规模效率之积，并且针对能源技术无效的地区，短期内可以通过减少投入而到达生产前沿，而长期可以通过调整规模达到规模经济。测算结果如下：纯技术效率为0.492，规模效率为0.849。测算结果表明黑龙江省能源技术无效是由纯技术无效和规模无效共同导致的，即在生产过程中存在大量投入冗余及没有处在生产规模最优点。并且纯技术无效占据首要原因，纯技术无效导致的能源使用效率低下，也就是说在生产过程中大部分能源都被浪费掉，导致大量投入冗余。对于黑龙江而言，在不增加产出的前提下，由纯技术无效导致的节能潜力共计可减少约4 788 万t 的煤投入、1 253 万t 的油品投入，15 亿m3的天然气投入，即通过减少53%的煤、71%的油品、53%的天然气，亦可达到原有的产出水平，通过投入指标的调整，短期内可以迅速到达生产前沿面。

表2 2006～2010年主要能源消费产生的碳排放所占百分比/%Table 2 The percentage of main energy consumption on carbon emission from 2006 to 2010

4.2 重点开展火电行业的节能减排工作

黑龙江省正处于工业化、城镇化加速发展阶段，与此同时，电力需求逐渐增长。目前黑龙江省主要是依靠火力发电，而火力发电对原煤的巨大需求是导致碳排放居高不下的首要原因，例如，2010年黑龙江省火力发电部门碳排放总量为7 640 万t，而由原煤消费导致的碳排放为7 353 万t。因此，为了落实电力行业的节能减排，关键在于制度变化：（1）淘汰电力行业落后生产能力仍需完善新建项目与污染减排、淘汰落后产能相衔接的审批制度，坚决落实等量淘汰（置换）或减量淘汰（置换）制度；（2）对电力行业实行主要污染物排放总量控制，完善对电力企业清洁生产审核和评估验收机制，将清洁生产审核作为核算污染物减排量的重要依据，从而提升清洁生产水平。

4.3 注重抓好重点工业行业的节能减排工作

第二产业是碳排放的重灾区，尤其是重工业。依据工业行业分类，工业可以分为43 个行业。2010年黑龙江省排在前十四的工业行业的排放总量占据工业碳排放量的90%以上，分别为石油加工、炼焦及核燃料加工业；煤炭开采和洗选业；医药制造业；化学原料及化学制品制造业；电力、热力的生产及供应业；黑色金属冶炼及压延加工业；造纸及纸制品业；燃气生产和供应业；农副产品加工业；专用设备制造业；交通运输设备制造业；通用设备制造业、食品制造业；木材加工及木竹藤棕草制品业。其中排名前两名的石油加工、炼焦及核燃料加工业和煤炭开采及洗选业两个行业的碳排放总量占据工业碳排放总量的50%，因此，工业行业减排目标应逐步落实在以上十四个行业，而首要减排的行业为石油加工、炼焦及核燃料加工业和煤炭开采及洗选业两个行业。

综述所述，随着黑龙江省工业化的不断推进和城市化步伐的加快，在短时间内能源结构仍以煤炭为主，因此提高能源使用效率迫在眉睫，除此之外重点做好电力部门和工业重点行业的节能减排工作，加快资源节约型和环境友好型社会发展，为建设小康社会保障环境安全。

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