基于IPCC法的物流业碳足迹测算实证分析

张兰怡，郭小燕，史本杰

(福建农林大学 交通与土木工程学院，福建 福州 350002)



基于IPCC法的物流业碳足迹测算实证分析

张兰怡，郭小燕，史本杰

(福建农林大学 交通与土木工程学院，福建 福州 350002)

物流业作为最大的碳排放源之一其所产生的碳排放问题在国际上引起重视。IPCC法对碳足迹的测算具有普遍性和科学性，将碳足迹的理念和计算方法运用于物流企业，结果表明福建省物流业碳足迹呈现上升趋势，能源消费结构以高碳能源为主，物流业碳足迹随GDP的上升而增加。研究旨在为测算物流业碳排放提供参考，提高产业的碳排放效率，即加快经济增速而不增加碳排放量，加速低碳经济可持续发展。

物流工程；能源消费量；碳足迹分析法；碳足迹总量

经济发展和人口增长需要消耗大量资源，资源的过度开发和利用导致了环境问题的出现，人类发展过程现阶段面临着经济、人口、资源、环境协同发展的困境。其中气候变化是突出的环境问题，国际气候变化专门委员会(IPCC)在2007的第四次全球气候评估报告中指出气候变化90%是由于以CO2为代表的温室气体的排放。[1]1992年在里约热内卢举行的联合国环境与发展大会通过的《气候变化框架公约》，之后的《京都议定书》，以及2015年11月在巴黎召开的第21次《联合国气候变化框架公约》缔约方大会，都在为降低以CO2为首的温室气体排放而努力。2011年中国《省级温室气体编制指南》出台后，各省纷纷制定具体的规划，福建省人民政府于2013年印发《福建省“十二五”控制温室气体排放实施方案》，方案的目标是到2015年全省单位地区生产总值CO2排放比2010 年下降17.5%，2015年中国提出到2030年单位GDP的CO2排放比2005年下降60%～65%的目标。[2]

各国政府对CO2排放问题高度关注，学术界也致力CO2的核算及减排问题。随着2006年《IPCC国家温室气体清单指南》的发行，IPCC法在英美等多个国家得到了广泛应用。物流业属于交通运输行业，交通运输行业每年对大气污染物排放的贡献率达23%，其中排放的CO2占污染物排放总量的80%以上。[3]本文利用IPCC法对福建省物流业碳足迹进行测算，以期对物流业碳足迹进行跟踪，为物流企业制定本企业降低CO2排放提供依据，对政府制定具体的减排提供一定参考，使经济效益和节能减排协同发展。

1 物流业碳足迹测算原理与模型

1.1 物流业碳足迹测算原理。

本文利用IPCC法测算物流业的碳足迹，将各类能源换算成标准煤之后，再将其热能产生的CO2量进行换算，目的是为了从生命周期角度衡量物流过程直接和间接的CO2排放量，[4]物流业的碳排放大部分来源于运输、仓储以及设备生产等环节，其中仓储环节碳排放来源于装卸搬运、配送、基础设施建设。物流业主要环节运作消耗的能源类型(表1)：运输贯穿现代物流的各项环节，碳排放最严重；仓储环节的碳排放量主要产生于装卸搬运和配送环节，配送环节由于路径规划不科学、运输速度不合理等原因易产生严重的能源浪费；设备运作、基础设施建设及设备生产主要消耗电能，属于非直接碳排放。

表1 物流业主要环节运作消耗能源类型

物流活动的能源消耗所产生的碳排放足迹分为直接碳足迹和间接碳足迹(表1)，其中直接碳足迹为消耗原煤、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、天然气产生的CO2排放量；间接碳足迹为物流业消耗电能所产生的CO2排放量。

1.2 模型分析。

1.2.1 物流业碳足迹测算模型。

物流业年度碳足迹总量测算模型为：

CFP=CFPa+CFPb

(1)

式中：CFP为物流业碳足迹总量，单位104t；CFPa为物流活动过程中产生的直接碳足迹，单位104t；CFPb为物流活动中产生的间接碳足迹，单位104t。

(2)

CFPb=Ge*le

(3)

式中：Ge为年耗电量，单位104MW· h；le为电力的CO2排放因子，单位t· (MW·h)-1。

1.2.2 各类能源对物流业碳足迹总量的贡献率。

(4)

1.2.3 单位货物周转量碳足迹模型。

物流业运输载体主要为货车，货车消耗燃料产生大量的CFPa，电力消耗较小不考虑。则单位货物周转量碳足迹模型为：

CFPh=CFPa/H

(5)

式中：CFPh为单位货物周转量碳足迹，单位kg·(104t·km)-1；H为货物周转量，单位104t·km。

2 研究应用与结果分析

2.1 福建省物流业概况。

根据中国发改委数据，2012年福建省物流总额41798.01亿元(2013年之后尚未更新)，按可比价格计算，比上年增长13.2%；在运输方面，完成货物周转量3871.45亿吨公里，超过2000年4倍。随着物流业等新兴产业带动的经济快速发展，2000—2012年福建省物流业能源消耗总量呈增长趋势(图1)，2012年能源消耗达到886.28万吨，而2000年时仅为223.94万吨，增加了662.34万吨，年均增长率为24.65%。这主要是由于福建省经济规模的持续扩张，社会各行业对物流的需求逐渐增加，而物流业运作环节所消耗的燃料以煤、油品类等高碳能源为主，增加了CO2等温室气体的排放。在物流业总量与效益不断提升、交通运输及货运能力显著提高的同时，物流业“高消耗、高投入、高排放”的运作模式，不可避免地引起能源过度消耗、资源浪费、环境污染等问题。因此，福建省物流业迫切需要采取低碳减排政策，实现可持续发展战略。

图1 2000～2012年福建省物流业能源消耗总量

数据来源：历年《福建省统计年鉴》，中国统计出版社

2.2 数据来源。

(1)物流业各燃料消耗主要由运输、仓储等环节造成，故物流业能耗相关数据从《中国能源统计年鉴》中 “交通运输、仓储和邮政业”获取相关数据进行近似替代测算。

(2)对物流业碳足迹测算的时间跨度为2000年至2012年。根据《中国能源统计年鉴》获得各种燃料CO2排放系数(表2)，系数由《省级温室气体清单编制指南》《综合能耗通则》中经过各燃料的低位发热值、碳氧化率换算而来的值。其中电力CO2系数取自《中国区域电网基准线排放因子》，福建省(属华东区域)其加权平均值OM为0.8095tCO2/MWh。

(3)物流业运输周转量数据来自历年《福建省统计年鉴》的交通运输货物周转量。

表2 部分能源CO2排放系数

2.3 结果分析。

2.3.1 碳足迹总量分析。

将数据来源中物流业各类数据代入物流业碳足迹模型中，按照CO2排放系数(表2)进行换算，测算出2000年至2012 年福建省物流业碳足迹情况(表3，图2)。

表3 福建省物流业各类能源消耗碳足迹

图2 福建省物流业碳足迹总量及增长率

各类燃料能源CO2排放系数不变的情况下，2000年至2012年福建省物流业碳足迹总量呈增长趋势(表3)。由2000年的415.82万吨上升至2012年的1723.39万吨，年均增长率为13.03%。相对碳足迹总量的持续上升，碳足迹

增长率变化较大。2000年至2004年碳足迹增长率上下波动主要是这期间燃料能源消耗量增减所致，2005年由于柴油消耗的大幅下降，碳足迹增速达最低值-1.85%；但在2008年柴油消耗出现剧增，使得碳足迹增长速率达到峰值33.42%；2009年以后碳足迹增长率缓慢下降，主要原因在于政府对能源消耗进行调控，能源消费量增长速度减缓。

2.3.2 不同能源碳足迹分析。

根据总量及模型(4)得各类能源对物流业碳足迹总量的贡献率见表4。13年来由终端燃料能源产生的直接碳足迹由408.71万吨上升到2012年的1706.70万吨，总贡献率占总量的98.90%；而电力产生的间接碳足迹贡献率仅占物流业碳足迹总量的1.10%，其原因是柴油等燃料构成的终端能源年消耗量大，电能消耗相对很少。

表4 各类能源消耗对物流业碳足迹的平均贡献率

图3 不同能源消费碳足迹结构变化

从能源消费结构来分析碳足迹变化(图3)，柴油对物流业碳足迹的平均贡献率超过一半，达到56.28%。柴油消耗自2000年到2006年经政策引导呈现下降趋势，2007年因汽油消耗降低，在其他能源消耗未提高的情况下，为保证物流业的有序发展，柴油的消耗出现了回升，2008年到2012年随着燃料油消耗增多，柴油的消耗降低并进入平稳的阶段。同理，汽油消耗总体变化平缓，在2004年因柴油消耗突降，在其他能源消耗未提高的情况下，汽油消耗出现了回升，2005年到2008年随着煤油、燃料油消耗的增多，汽油消耗逐渐降低并进入平缓变化阶段。燃料油至2004年投入使用，2006年到2009年因其产生的碳排放较柴油、汽油少，污染物较清洁得到了推广，消费比例从0.03上升到0.21，2010年后趋于平缓。其他如煤油、天然气、液化石油气等能源变化呈现平缓趋势。可见，福建省物流业能源消耗以柴油、汽油等高碳能源为主，清洁能源利用率还很低。总体来看，福建省政府在2009年到2012年期间对物流业碳排放进行有效控制，各个能源碳足迹消耗量结构比例相对稳定。

2.3.3 单位货物周转量碳足迹与单耗的分析。

将物流业货物周转量代入模型(5)得单位货物周转量碳足迹，结果与单位能源消耗量的变化趋势一致(图4)。在2000年至2009年，政府对物流业能源消耗控制力度不够，单位货物周转量碳足迹变化不稳定，在2009年到2012年碳足迹消费量缓慢下降，2012年碳足迹值降至0.54kg·(104t·km)-1。这说明福建省越来越重视低碳减排，单位货物周转量碳足迹和单位能源消耗量相对稳定，碳排放得到一定的控制。

图4 福建省物流业单位货物周转量碳足迹与单位消耗量的比较

运用线性回归分析单位货物周转量碳足迹与单位消耗量之间的关系(图5)。回归拟合优度R2为0.997，表示模型拟合优度非常高，具有统计意义，单位货物周转量碳足迹和单位能源消耗量成正比例关系。

图5 单位货物周转量碳足迹与单位消耗量之间的关系

2.3.4 物流行业碳足迹量与经济关系的初步分析。

福建省出台《关于推进现代物流业发展行动方案(2012-2015)》，为了实现至2015年福建省物流业增加值超过2100亿元，占地区生产总值的比重达到8%左右，占服务业比重达到20%以上的发展目标。说明物流业与区域经济增长两者之间存在明显的相关关系。[5]福建省要实现低碳控制策略，必须注重物流业的碳排放问题。

将福建省物流业GDP与物流业碳足迹总量进行相关性分析及显著性检验(图6)，其中物流业GDP取自《福建省统计年鉴》中“交通运输、仓储和邮政业”增加值的数据，以1997年为基期，剔除了通货膨胀因素得到(表5)。

表5 福建省物流业GDP

图6 福建省物流业碳足迹与物流GDP之间的关系

图6显示，福建省物流业碳足迹与物流GDP之间的模型回归拟合优度R2大于0.928，表明碳足迹与物流业GDP之间的线性关系明显，即福建省物流业碳足迹量随着GDP上升而增加，随着经济发展，物流业产生的CO2越多。

将碳足迹总量除以物流GDP得碳足迹强度(图7)，2000-2012年物流业碳足迹强度整体上呈下降趋势，2002年到2005年、2007年到2009年略有反弹，2007年福建省物流业碳足迹强度最小。2009年至2012年碳足迹强度开始下降。福建省物流业GDP呈现逐年递增趋势，碳足迹强度却没有随之上升，在2009年到2012年间，随着物流业GDP的上升，碳足迹强度出现逐年下降，说明政府干预起到了重要作用。

图7 碳足迹强度分析

3 结论与讨论

200 0年至2012年福建省物流企业能源消费碳足迹总量总体呈增长趋势，随着物流业在运输仓储过程中对能源需求总量增长，能源消费量增加导致碳足迹增加是必然趋势。上述各项数据分析显示：2009年以前，碳足迹排放及物流业能源结构在政府调控初期，缺乏明确的控制，出现忽高忽低的变化；而在2009年至2012年期间，由于政府出台的相关减排政策对物流业能源消耗管控力度的加强及落实，碳足迹各项指标出现平稳下降趋势。低碳减排是一项长期而艰难的工作，碳足迹的控制需要多边共同执行，福建省要实现经济发展低碳化，仍需在物流企业中挖掘碳减排潜力，号召物流企业共同减排，以达到福建省碳减排目标。让物流企业在利润和碳减排中寻求最佳平衡点，既不用为了减排舍弃企业利益，也不用为了企业利益铤而走险滥用能源。本文仅在福建省物流业碳足迹总量、能源消费结构以及单位周转量碳足迹等方面进行分析，初步探讨经济发展对物流业碳足迹的影响，未来研究方向仍需综合考虑多方面影响因素。

[1]郭晖，刘秀铭，郭雪莲，等．大气CO2浓度变化与全球气候变化关系初步探讨[J].亚热带资源与环境学报，2013(2)：13-19.

[2]白卫国，庄贵阳，朱守先．中国城市温室气体清单研究进展与展望[J].中国人口资源与环境，2013(1)：63-68.

[3]靳东林，魏佳佳，武胜男，等．论我国新能源汽车行业的产业分析[J].中国科技博览，2015(34)：307.

[4]Sun Q, Zhang W-m，Li P-z，Tang X-d. Machining Process Classification Based on Carbon Footprint Analysis [J].Journal of Donghua University (English Edition), 2014(3):262-265.

[5]郭敏．论物流产业与区域经济的协调发展[J].经贸实践，2015(13)：333.

Class No.:F570.6 Document Mark：A

(责任编辑：蔡雪岚)

Empirical Analysis of the Carbon Footprint of Logistics Industry Based on IPCC

Zhang Lanyi，Guo Xiaoyan，Shi Benjie

(School of Transportation and Civil Engineering, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002，China)

As one of the biggest sources of carbon emissions, the logistics industry produced heavily carbon emissions aroused the attention of the world. There is universality and scientific for the IPCC method that can use for the calculation of carbon footprint, the model of carbon footprint of logistics industry, the idea and the method can be useful for the logistics enterprise in calculating the carbon footprint, and data is used to measure the total amount of Fujian Province logistics enterprise carbon footprint from 2000 to 2012, together with unit of goods turnover carbon footprint. The result shows that the Fujian Province logistics industry carbon footprint with a rising trend, high carbon energy dominated energy structure, and the carbon footprint of logistics industry in proportional to the GDP. Among the energy consumption of logistics industry, economic development and carbon emissions, the paper aims to provide a reference for measuring the logistics industry carbon emissions and improve the efficiency of industrial carbon emissions, which accelerates economic growth without increasing carbon emissions, accelerate low carbon economy and sustainable development.

logistics engineering; energy consumption; carbon footprint analysis method; the total carbon footprint

张兰怡，博士，讲师，福建农林大学交通与土木工程学院。研究方向：交通运输规划与管理。

福建省教育厅科技项目(编号：JB14005)；福建省社会科学规划项目青年项目(编号：FJ2015C148)；福建农林大学青年基金(编号：2013xjj25)；福建农林大学高水平大学建设项目(编号：113-612014018)。

F570.6

A

1672-6758(2016)11-0088-5