陕西省温室气体排放清单研究

郝　丽，孙　娴，张文静，陈建文

(陕西省气候中心，西安　710014)



陕西省温室气体排放清单研究

郝丽，孙娴，张文静，陈建文

(陕西省气候中心，西安710014)

摘要：采用IPCC指南推荐的碳排放计算方法，将省级温室气体排放源分为能源活动、工业生产、农业、林业、废弃物等5个单元，全面测算了2005—2013年陕西省温室气体排放清单。结果表明：2005—2013年，陕西省温室气体排放总量和人均碳排放量逐年增长且有加速趋势，而温室气体吸收总量却增长缓慢，净温室气体排放量增长趋势显著，单位GDP碳排放量呈波动下降趋势；能源部门的温室气体排放量占总排放比例最大，为78.42%～83.36%；工业过程、农业、废弃物处理排放所占比例分别为9.57%～14.78%、3.11%～9.02%、1.25%～1.98%；林业部门表现为碳汇，约9%的CO2排放被森林吸收。

关键词：温室气体；排放清单；陕西

温室气体排放导致的全球变暖问题，引起了各界人士的广泛关注[1]，由此可能产生严重的自然环境和社会问题。我国政府高度重视气候变化问题，2007年国务院颁布了《中国应对气候变化国家方案》，2009年11月国务院常务会议研究决定“到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，并制定相应的国内统计、监测、考核办法”[2]。编制温室气体清单不仅是《联合国气候变化框架公约》缔约方的基本要求，也是应对气候变化的一项基础性工作，通过清单编制可以识别出主要温室气体及其主要排放源，并摸清各部门排放现状，预测未来减缓潜力，从而有利于制定国家和地区控制温室气体排放的政策。

陕西省位于我国中西结合部，境内自然资源丰富，是我国西部重要的能源化工基地之一。2010年陕西省被确定为国家“五省八市”低碳经济试点地区，同时也是国家首批省级温室气体清单编制的7个试点地区之一，陕西省“十二五”循环经济发展规划中提出二氧化碳排放强度下降17%的目标。当前有关陕西碳排放的研究较少，主要集中在陕西省能源领域碳排放[3]、低碳政策研究以及森林碳储量[4]等三方面研究，而有关陕西工业、农业及废弃物领域温室气体排放的研究较少。因此，本文以陕西省为研究对象，考虑能源消费和非能源消费不同部门、不同类别的温室气体排放，根据《2006年IPCC国家温室气体清单指南》[5]提供的碳排放计算方法，测算了2005—2013年陕西省碳排放总量，通过对能源活动、工业生产过程、农业、土地利用变化和林业、废弃物处理等5个单元的碳排放进行研究，得出陕西省碳排放特征，分析省级温室气体清单的编制方法，以期为制定陕西省温室气体减排方案提供依据。

1研究范围、方法和数据来源

陕西省温室气体清单的范围主要包括能源活动、工业生产过程、农业、土地利用变化和林业、废弃物处理5个领域，涉及的温室气体有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)。各部门及次级部门温室气体排放源见表1。

表1　温室气体排放源

本文采用《2006年IPCC国家温室气体清单指南》和《省级温室气体清单编制指南》[6]提供的温室气体清单编制方法(具体公式略)。清单编制所涉及的部门多，数据量大，由于我国没有健全的数据统计体系，造成大量基础数据缺失，故活动水平收集采用“自上而下”与“自下而上”的方法，优先使用统计数据，其次使用行业和部门数据，最后采用企业调研与专家估算数据。各部门活动水平数据主要来源于2006—2014年的《中国能源统计年鉴》、《陕西统计年鉴》、《中国城市建设年鉴》等，部分来源于陕西省统计局、林业局、工信厅、环保厅及行业协会提供的行业数据。排放因子均采用《2006年IPCC国家温室气体清单指南》和《省级温室气体清单编制指南》的推荐值。

2陕西省碳排放研究

2.1碳排放总量、分布及强度

2005—2013年间，陕西省温室气体排放总量(见图1)逐年增长且有加速趋势，而温室气体吸收总量却增长缓慢，净温室气体排放量增长趋势显著。其中2005—2008年为陕西省净温室气体排放量的平稳增长时期，增幅为30.82%。而2009—2013年陕西省温室气体排放量从22 356.86万t迅速增加到38 382.7万t，增幅高达1.07倍。从能源活动、工业生产、农业、林业、废弃物处理五大领域的排放情况来看，能源活动是陕西省温室气体排放量的最大来源，占历年总排放量的78.42%～83.36%；工业生产过程的排放量位居其次，占总排放量的9.57%～14.78%；农业活动是陕西省温室气体排放量的第三来源，占3.11%～9.02%；废弃物温室气体排放量极为微弱，不足2%；林业表现为碳汇功能，从2005年的1 916.07万t增加为2013年的2 285.04万t，增幅为19.26%，每年约有9%的CO2排放被林业吸收。从三种温室气体的构成比例看(以CO2当量计算)，CO2、CH4和N2O分别占温室气体的89.02%～95.61%、2.37%～6.44%、2.01%～4.55%，可见温室气体排放以CO2为主。

图1　陕西省温室气体排放总量及各单元贡献

从表2中发现，2005—2013年，陕西省温室气体排放量、人均碳排放量与GDP保持同步上升趋势，而单位GDP能耗和单位GDP碳排放量呈下降趋势。陕西省能源强度和碳排放强度由2005年的1.50 tce/万元(tce为1吨标准煤当量，是按标准煤的热值计算各种能源量的换算指标)和3.82 t/万元下降为2013年的0.74 tce/万元和2.39 t/万元，即9 a期间万元GDP能耗和万元GDP碳排放强度降低了50.71%和37.43%，这表明陕西省能源利用效率提高，节能减排工作初见成效。尽管如此，可以看到在这9 a期间GDP上涨了近3倍，能耗和碳排放强度下降率远远小于GDP的增长率，何建坤研究认为：碳排放强度的下降率大于GDP的增长率时才能实现CO2的绝对减排[7]。因而，陕西省目前并没有实现CO2的绝对减排，陕西省能源利用效率有待进一步提高。

表2　陕西省2005—2013年碳排放强度

2.2能源部门排放

由图2可见，在能源活动引起的CO2排放中，能源生产与加工转换是能源部门温室气体最大的排放源，其排放量占能源部门排放量的47%～53%，并且其排放量呈高速增长趋势。这主要是由于此部门中的公用电力与热力部门的温室气体排放量较大，其排放占能源部门碳排放的38%～45%。由于陕西省电力结构以火电发电为主，而火电企业中绝大部分利用煤炭发电，与石油和天然气相比煤炭的碳排放系数最高，因此在电力消费居高不下的状态下，需要降低供电煤耗，优化电力结构，减少碳排放。工业和建筑业是第二大排放源，占能源部门温室气体排放的23%～37%，其排放量呈高速增长趋势。两者排放量之和占能源部门总排放量的76%～85%，是陕西省温室气体的主要贡献源。此外，交通运输和居民生活也是能源部门的温室气体排放的重要组成部分，两者分别占能源部门总排放量的9%和6%左右，农、林、牧、渔业产生的温室气体最小，不足能源部门总排放的1%。

图2　陕西省能源部门温室气体排放量

2005—2013年陕西省工业能源温室气体排放呈现递增趋势，年均递增率达13.36%。重工业制造为陕西省工业能源中最大的温室气体排放贡献行业，其次是电力、热力的生产和供应业，两者分别占工业源温室气体总排放量的45%和40%左右。由图3可见，碳排放量排名前6位的行业依次为电力、热力的生产和供应业、钢铁、化工、建材、石油天然气开采与加工业和有色金属，6个行业CO2排放量占工业能源CO2排放量的比例呈上升趋势，从2005年的75.09%

图3　2005—2013年陕西省高碳行业温室气体排放量

上升为2013年的87.88%。同时，这6个行业的CO2排放量逐年增长，又以钢铁、建材增长幅度更为明显，年均增长速度分别为28.47%和16.48%。

2.3工业过程碳排放

2005—2013年工业生产过程温室气体排放快速增长，8 a间增长2.7倍，年均增长17.79%。水泥生产过程是工业生产过程部门最大的温室气体排放源，其排放量占工业生产部门排放量的45%～57.68%。其次是钢铁生产过程，其排放量占工业生产部门排放量的29.74%～46.24%，两者排放量之和占工业生产部门排放量的87.42%～93.64%，是工业生产部门温室气体排放的主要贡献源。

图4　2005—2013年陕西省工业生产过程温室气体排放量

2.4农业部门温室气体排放

由图5可见，2005—2013年农业部门温室气体排放量呈波动下降趋势，年均下降比例为2.4%，CO2当量由1 528.96万t下降至1 264.81万t，下降了17.28%。同时发现农业温室气体排放结构发生了明显变化，2005年CH4、N2O对温室气体的贡献率分别为50.87%和49.13%，N2O在2007年转变为农业温室气体排放的最大贡献者，2013年CH4和N2O对温室气体的贡献率转变为37.04%和62.96%。这主要是由于动物肠道发酵和动物粪便管理CH4排放量的减少，两者对温室气体排放量降低贡献率分别为79.41%和19.24%，进一步分析发现，两者排放量的下降是由于陕西省动物存栏量的急剧下降，动物存栏量由2005年的10 118万头下降至2013年的8 406万头，下降率达16.92%。

农用地N2O排放是农业温室气体的最大排放源，其次是动物肠道发酵CH4排放，两者是农业温室气体排放的主要来源，占农业排放的80%左右。农用地N2O排放呈缓慢上升趋势，康涛研究[8]认为，N2O排放增大是由于化肥使用强度过大和使用效率过低引起。因而，农业应实施精确施肥以降低化肥使用强度，提高畜禽粪便资源化利用率等方面来减少温室气体排放。

图5　2005—2013年陕西省农业温室气体排放量

2.5林业温室气体碳吸收

由图6可见，陕西省温室气体吸收能力从2005年的1 906.07万t增加到2013年的2 285.04万t，9年增长了368.97万t，增幅为19.26%，表明陕西省温室气体吸收能力取得了较大提高。马琪[9]、曹扬[10]等研究发现：陕西省森林碳储量的水平分布总体呈现陕南秦巴山区高、陕北黄土高原、关中平原低的状况。全省森林平均碳密度为30.919 t/hm2，小于全国平均值41.0 t/hm2，根据已有研究可知，造成陕西省森林碳密度较低的主要原因是中、幼龄林碳贮存密度较小，但是其所占面积过大。因此，陕西省应采取分区森林经营与管理措施，既需要对现有林地科学抚育提高森林质量，也需要通过造林再造林，增加森林覆盖面积，提高森林碳储量，使陕西省森林在全球碳汇中发挥重要作用。

图6　2005—2013年陕西省森林温室气体吸收量

2.6废弃物处理温室气体排放

由图7可见，2005—2013年废弃物部门温室气体排放量呈波动上升趋势，CO2当量由335.88万t上升至523.09万t，上升了55.74%。固体废弃物填埋处理是废弃物部门最大的排放源，占废弃物部门排放量的66.11%～75.44%；其次是工业废水处理CH4排放，占废弃物部门排放量的14.15%～21.87%；废水处理N2O排放和生活污水CH4排放也是废弃物部门温室气体重要排放源，两者分别占废弃物部门排放量的5.8%和5.2%左右；废弃物焚烧处理CO2排放所占比例微乎其微，占0.8%左右。

图7　2005—2013年陕西省废弃物处理温室气体排放量

3结论

通过对能源活动、工业生产过程、农业、林业、废弃物处理5个部门的碳排放的测算和分析，得出以下结论。

(1) 2005—2013年，陕西省温室气体排放总量逐年增长且有加速趋势，而温室气体吸收总量却增长缓慢，净温室气体排放量增长趋势显著。能源活动是陕西省温室气体排放量的最大来源，占历年总排放量的78.42%～83.36%；工业生产过程的排放量位居其次，占总排放量的9.57%～14.78%；农业活动是陕西省温室气体排放量的第三来源，占3.11%～9.02%；废弃物温室气体排放量极为微弱，不足2%；林业表现为碳汇功能，每年约有9%的CO2排放被林业吸收。

(2)能源生产与加工转换是能源部门温室气体最大的排放源，工业和建筑业是第二大排放源，两者排放量之和占能源部门总排放量的76%～85%，是陕西省温室气体的主要贡献源。碳排放量排名前6位的行业依次为电力、热力的生产和供应业、钢铁、化工、建材、石油天然气开采与加工业和有色金属，6个行业CO2排放量约占工业能源CO2排放量的80%。

(3)水泥和钢铁生产过程是工业生产部门温室气体排放的主要贡献源，两者排放量之和占工业生产部门排放量的87.42%～93.64%。

(4)农用地N2O排放和动物肠道发酵CH4排放，是农业温室气体排放的主要来源，占农业排放的80%左右。

(5)固体废弃物填埋处理和工业废水处理CH4排放，是废弃物部门温室气体的主要贡献源，两者之和占废弃物部门排放量的88%左右。

参考文献：

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[3]杜笑典,戴尔阜,付华.陕西省能源消费碳排放分析及预测[J].首都师范大学学报,2011,32(5)：46-51.

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[5]Intergovernmental Panel on Climate Change. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories [EB/OL]. [2006-07-20]. http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/index.html.

[6]省级温室气体清单编制指南[EB/OL].[2013-02-16]. http://wenku.baidu.com/view/c28d051b52d380eb62946df5.html.

[7]何建坤,刘滨.作为温室气体排放衡量指标的碳排放强度分析[J].清华大学学报：自然科学版,2004,44 (6)： 740-743.

[8]康涛,杨海真,郭茹.崇明县农业温室气体排放核算[J].长江流域资源与环境,2012,21 (S2)：102-108.

[9]马琪,刘康,张慧.陕西省森林植被碳储量及其空间分布[J].资源科学,2012,34(9)：1781-1789.

[10]曹扬,陈云,晋蓓,等.陕西省森林植被碳储量、碳密度及其空间分布格局[J].干旱区资源与环境，2014,28(9)：69-73.

中图分类号：X322；X51

文献标识码：A

基金项目：中国清洁发展机制基金赠款项目(2012055)；中国清洁发展机制基金赠款项目(2013006)

作者简介：郝丽(1982—)，女，汉，内蒙巴盟人，硕士，工程师，从事气候变化及研究。

收稿日期：2015-10-21

文章编号：1006-4354(2016)02-0005-05

郝丽，孙娴，张文静，等.陕西省温室气体排放清单研究[J].陕西气象，2016(2)：5-9.