中国二氧化碳排放现状与减排建议

■ 张君宇/宋 猛/刘伯恩

（中国自然资源经济研究院，北京 101149）

0 引言

温室效应导致全球变暖、冰川融化、海平面上升等一系列自然环境问题，而大量的二氧化碳排放是温室效应产生的主要原因。中国作为二氧化碳排放大国，积极履行大国责任，全力推进碳减排。2020年，习近平主席在联合国大会一般性辩论上提出：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。推进生态保护和高质量发展，实现“双碳”目标，需要对中国二氧化碳排放现状进行剖析，总结二氧化碳排放特点，明确减排工作的重点领域，为制定有针对性的减排政策奠定基础。

关于中国二氧化碳排放的研究，主要集中在区域层面二氧化碳排放研究、行业层面二氧化碳排放研究、二氧化碳排放影响因素和二氧化碳减排路径分析等方面。综合来看，2000—2015年中国30个省份的二氧化碳排放呈现高高集聚和低高集聚的特点，高高集聚集中在辽宁、河北、山东、山西、江苏等省份，低高集聚的省份有北京市和天津市[1]。从中国行业部门的终端能源消费二氧化碳排放量来看，1994—2017年，第三产业的二氧化碳排放量增长率最高，第二产业中的工业部门决定着我国终端能源消费二氧化碳排放量的变化趋势[2]。张全斌设定了9种二氧化碳减排情景，通过情景分析法来预测2021—2060年二氧化碳排放量和排放强度，得到能源强度每5年下降15%、无碳能源占比年均增长1.2%是最佳的减排路径[3]。对二氧化碳排放影响因素的研究较多。赵哲通过研究经济增长和二氧化碳排放的影响关系，得到经济增长是二氧化碳排放量增加的一个刺激因素，但通过清洁能源使用、产业机构优化等方式能够抵消经济增长对二氧化碳排放量带来的正向影响[4]。张馨研究发现，人口规模、人均GDP、能源强度、城市化水平对能源消费二氧化碳排放产生正向驱动作用，产业结构对能源消费二氧化碳排放产生负向驱动作用[5]。

已有文献的研究范围从单个省份到跨省域层面、从单个行业到多部门均有涉及，研究方法不断优化，选取变量不尽相同。但数据大多是2015年之前的数据，反映现状力度不够。由于电力、热力消费过程中不产生二氧化碳排放，往往容易被忽视。因此，本文基于能源消费二氧化碳排放量，核算2018年各省份、行业的二氧化碳排放量，并进行对比分析和影响因素分析，将电力、热力考虑到行业分析中，从而为现阶段合理制定低碳减排政策、计划提供依据和参考。

1 二氧化碳排放量核算方法

1.1 数据来源

二氧化碳排放主要源于化石能源消费，本文仅考虑能源消费造成的二氧化碳排放情况。分析空间特征时，选取2018年30个省份的能源消费产生的二氧化碳作为分析对象，因数据可得性所限，分析对象中不包括西藏自治区，以及香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾地区。分析行业特征时，选取2018年农林牧渔业、工业、建筑业、交通运输仓储和邮政业、批发零售住宿餐饮业和居民消费等六类终端消费行业的能源消费二氧化碳排放量作为研究对象；考虑到能源平衡表中终端消费不包含加工转换行业的能源消费与产出，即工业终端消费行业不包括火力发电和供热，为了体现这两个行业能源消费产生的二氧化碳排放情况，将火力发电业、供热业两类加工转换行业纳入行业比较中。本文中的能源消费数据来自《2019年中国能源统计年鉴》，居民消费支出、人口等社会经济数据来自《2019年中国统计年鉴》，投入产出数据来自《2018年中国投入产出表》，各类能源的发热值、单位热值含碳量等参数计算依据《低碳发展及省级温室气体清单编制》和《省级温室气体清单编制指南（试行）》。

1.2 核算方法

核算二氧化碳排放量采用《2006年IPCC国家温室气体清单指南》中的估算方法，依据能源平衡表中的能源分类，选取煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气等8种能源，分别计算各类能源消费的二氧化碳排放量，加总得到二氧化碳排放量，计算公式如下：

式中：Cdi为能源消费二氧化碳排放量；i为能源类型；Ei为第i种能源的消费量；NCVi为第i种能源的发热量；CCi为第i种能源的单位热值含碳量；COFi为第i种能源的碳氧化比例，通常该值为1，表示完全氧化。

居民消费二氧化碳排放分为直接消费二氧化碳排放和间接消费二氧化碳排放。居民直接消费二氧化碳排放是指居民对能源商品直接购买和消费，从而产生的二氧化碳排放，该排放量通过公式（1）计算得到。居民间接消费二氧化碳排放是指在国民日常生活消费中，因对非能源商品或服务的消费而间接发生能耗，从而产生的二氧化碳排放[6]。居民日常生活消费主要包括食品烟酒、衣着、交通通信、医疗保健、生活用品及服务、教育文化娱乐、居住、其他用品及服务等 8类（n=8）。居民间接消费二氧化碳排放量通过投入产出法进行计算，具体计算采用公式（2）和公式（3）。

式中：Cin为居民间接消费二氧化碳排放量；F为直接二氧化碳排放强度，即单位产出的能源消耗二氧化碳排放量，是一个1×n的矩阵；A为直接消耗系数矩阵。

式中：aij为直接消耗系数，即生产经营过程中第j产品（或产业）部门的单位总产出直接消耗的第i产品部门货物或服务的价值量；xij为第j产品（或产业）部门生产经营中直接消耗的第i产品（或产业）部门的货物或服务的价值量；Xj为第j产品（或产业）部门的总产出。

2 中国二氧化碳排放现状

2.1 中国二氧化碳排放总量分析

自2005年起，中国二氧化碳排放总量（含LUCF）位居世界第一，2018年二氧化碳排放量达到96.63亿吨，远高于其他国家，是美国的2倍、俄罗斯的9.2倍。中国二氧化碳排放量总体变化趋势：在2004年前快速增长，2004年后增速波动式回落，2011年以后增速保持在6%以下，2014—2015年出现了负增长现象，2016年之后再次较快增长。（参见图1）

图1 2001—2018年部分国家碳排放量

中国二氧化碳排放存在人均排放偏低、单位经济排放强度大、能源排放占比高等特点，具体如下：

(1)人均二氧化碳排放相对较低。2018年中国人均二氧化碳排放量为6.94吨/人，相较于所罗门群岛的70.12吨/人、科威特21.62吨/人、加拿大16.45吨/人、美国14.54吨/人，中国的人均二氧化碳排放量相对较小。

(2)单位GDP二氧化碳排放偏高。2018年中国单位GDP二氧化碳排放量为695.47吨/百万美元，普遍高于发达国家单位GDP二氧化碳排放量，也高于世界各国单位GDP二氧化碳排放平均水平（图2）。从历年发展趋势上来看，中国单位GDP二氧化碳排放长期处于下降状态，个别年份略有波动，但未影响总体下降趋势，2019年中国单位GDP二氧化碳排放比2018年降低4.1%，2020年中国单位GDP二氧化碳排放已比2015年下降18.8%，超额完成“十三五”下降18%的目标。

图2 2018年世界单位GDP二氧化碳排放比较

(3)能源活动是二氧化碳排放的重要来源。全球能源互联网发展合作组织发布的《中国2030年前碳达峰研究报告》[7]显示，2019年中国能源活动二氧化碳排放约98亿吨，占全社会二氧化碳排放（不含LULUCF）比重约87%。从能源品种看，燃煤发电和供热排放占能源活动二氧化碳排放比重的44%，煤炭终端燃烧排放占比为35%，石油排放占比为15%，天然气排放占比为6%。从能源活动领域看，能源生产与转换、工业、交通运输、建筑领域的碳排放占能源活动二氧化碳排放比重分别为47%、36%、9%、8%，其中工业领域的钢铁、建材和化工三大高耗能产业占比分别达到17%、8%和6%。

2.2 中国二氧化碳排放空间特征

将30个省份2018年的二氧化碳排放总量从大到小排序，前三位的省份为山东、山西、河北，分别为13.46亿吨、8.55亿吨和8.52亿吨；后三位的省份为北京、海南、青海，分别为1.18亿吨、0.72亿吨和0.55亿吨（图3）。山东、山西、河北的二氧化碳排放主要来源于煤炭和原油的使用。考虑到人口因素，人均二氧化碳排放量从大到小排序，前三位的省份为宁夏、内蒙古、山西，排放量远远超过其他省份，分别为34.31吨/人、30.89吨/人、23.00吨/人；排序在后三位的省份为重庆、湖南、四川，排放量分别为4.36吨/人、4.07吨/人、3.43吨/人。考虑到经济因素，30个省份中共有14个省份的单位GDP二氧化碳排放量大于全国水平，其中北方省份占85.71%。按照数值从大到小排序，排名前三位的省份为宁夏、山西、内蒙古，排放量分别为637.15克/元、508.56克/元、452.78克/元，分别是全国单位GDP二氧化碳排放量的5.11倍、4.08倍、3.63倍；后三位的省份为重庆、广东、北京，排放量分别为66.40克/元、65.29克/元、38.78克/元。（参见图4）

图3 2018年30个省份二氧化碳排放量

图4 2018年30个省份人均二氧化碳排放量和单位GDP二氧化碳排放量

2.3 中国二氧化碳排放行业特征

分行业来看，火力发电业和工业是中国二氧化碳排放的重要领域。2018年，中国火力发电业二氧化碳排放为31.98亿吨，其中97.24%是通过煤炭燃烧产生；工业二氧化碳排放为25.10亿吨，其中煤炭和焦炭燃烧产生的二氧化碳量占92.13%。可见，这两个行业对煤炭、焦炭能源依赖度过高。交通运输、仓储和邮政业的二氧化碳排放不容忽视，2018年该领域二氧化碳排放量为7.67亿吨，主要源于大量使用汽油、煤油和柴油等能源。交通工具是出行和物流的载体，城市化使得对交通运输的需求迅速增长，若不对这一领域的二氧化碳排放进行控制，其可能会成为下一个二氧化碳排放主要领域。

居民直接消费产生的二氧化碳排放量相比而言并不高，2018年的排放量为3.50亿吨。但结合居民间接消费产生的二氧化碳排放量来看，居民消费产生的二氧化碳排放在二氧化碳排放总量中的占比并不低，2018年居民直接和间接消费二氧化碳排放占比为27.92%。在居民间接消费二氧化碳排放中，居住类的二氧化碳排放量最大，占居民间接消费二氧化碳排放的48.06%。居住类的居民间接消费二氧化碳排放量大的原因在于电力和热力成为居民主要的耗能方式，随着科技的发展和人民生活水平的提高，家用电器、电子产品、暖气等产品的种类增多且普及率增大，居民对煤炭等资源的直接消耗减少，对电力、热力的使用增大，使得间接能源消费产生的二氧化碳排放量随之增大。除此以外，交通通信、食品烟酒和教育文化娱乐等居民间接消费二氧化碳排放量相对较高，占比分别为13.67%、12.38%和10.19%。交通通信和教育文化娱乐的居民间接消费二氧化碳排放量高，主要由于这两个领域的单位产出所带来的二氧化碳排放量较高；食品烟酒的二氧化碳排放强度并不高，其居民间接消费二氧化碳排放量高是因为消费支出大：食品烟酒是8类消费中金额最高的一类，其消费金额是其余7类消费额均值的1.2～12倍。（参见图5）

图5 不同领域居民间接消费能源二氧化碳排放占比

3 二氧化碳排放影响因素分析

3.1 能源消费结构

能源活动是二氧化碳排放的主要来源，能源消费结构会直接影响二氧化碳排放，通过优化能源结构，能够对减少二氧化碳排放起到推动作用。随着“十二五”能源规划开启能源结构调整，中国煤炭消费减少，清洁能源消费增加，二氧化碳排放量增速下降。北京市作为二氧化碳排放总量和单位GDP二氧化碳排放量均处于较低水平的城市，2015年实现核心区基本“无煤化”，2017年成为全国最先全部实施清洁能源发电的城市，2018年实现全市基本无燃煤锅炉，平原地区基本“无煤化”[8]，2019年煤炭消费仅占能源消费总量的1.81%，天然气、一次电力消费占能源消费总量的34.01%、0.67%。北京冬季供热主要依靠天然气，近几年可再生能源供热也得到了快速发展[9]。一系列能源结构低碳化进展，使北京2020年碳强度比2015年下降20%以上，超额完成“十三五”规划目标[10]。

目前中国能源消费结构和能源消费总量尚不合理。中国一次能源消费总量庞大，2019年中国的一次能源消费为141.7艾焦耳（EJ），是美国的1.5倍、日本的7.6倍，占亚太地区的55.02%[11]。能源消费结构中，煤炭消费占比大，中国历年煤炭消费量占能源消费总量的比重均超过了50%。2019年中国一次能源生产总量为39.7亿吨标准煤，其中原煤占比达68.6%；2020年我国能源消费总量为49.8亿吨标准煤，其中煤炭消费量占比56.8%。这说明中国还有继续优化能源消费的空间，而经济发展需要和生态文明建设，是能源结构优化调整的动力源。未来低碳政策的实施，将推动居民自发性选择低碳能源，也会持续推动低碳技术创新与推广，从而进一步推动能源结构优化，这对降低二氧化碳排放会产生较大影响。

3.2 资源禀赋

由地区二氧化碳排放情况可知，山西省、内蒙古自治区、宁夏回族自治区的人均二氧化碳排放和单位GDP二氧化碳排放均位居全国前列，其中山西省和内蒙古自治区的二氧化碳排放分别排在全国第二和第四位。这三个省份均为煤炭资源较丰富地区，煤炭资源开发利用强度较大，也由此发展了一大批高耗能产业。宁夏回族自治区的煤炭产量从2000年的1580万吨增长至2017年的9000万吨，增长了约5倍，为宁夏回族自治区经济发展提供了85%的一次能源[12]。山西省2019年煤炭消费总量约3.5亿吨，其经济发展与煤炭消费联系紧密，煤炭、焦化、钢铁、有色、电力、化工、建材等7个行业对全省经济贡献比重在28%左右[13]，煤炭、焦炭产生的二氧化碳占全省95.26%。内蒙古自治区是中国最大的煤炭省份，中国五大露天煤矿其中有四座在其域内，2019年全区煤炭产量达10.9亿吨，占全国总产量的29.1%，发电量达5495.08亿千瓦时，位居全国第二[14]。近年来，内蒙古自治区依托煤炭资源发展了一大批煤电、煤化工、钢铁等高耗能产业，造成二氧化碳排放高速增长。

3.3 产业结构

工业是能源消费的主要产业，也是排放二氧化碳的主要产业，工业能源消费产生的二氧化碳排放量占能源消费二氧化碳排放总量的70%以上[2]。根据地区二氧化碳排放情况，山东省和河北省的二氧化碳排放总量较高，这与当地的产业结构特点息息相关。山东省域内工业门类齐全，机械、化工、轻工、纺织、建材、医药等工业在全国位居前列[15]，对煤炭和原油使用规模较大，因此煤炭消费和原油消费产生的二氧化碳排放量较大，分别占全省排放总量的47.64%和31.48%。钢铁业是河北省工业中的主要行业，存在产能过剩、体量大等问题，钢铁连续17年产量位居全国第一[16]，煤炭、焦炭产生的二氧化碳占全省排放总量的86.27%。再看二氧化碳排放控制较好的北京市，其产业结构以第三产业为主，2015年第三产业GDP占比超过80%，2019年第三产业GDP占比为83.52%。相关研究表明，产业结构的调整升级能够显著降低碳排放水平[17]。因此，通过优化产业结构推动二氧化碳减排，对中国实现“双碳”目标具有重要作用。

3.4 二氧化碳的省际转移

考虑到能源交易，消耗的电力中除了本省（自治区、直辖市）生产的以外，还包括从省（自治区、直辖市）外调入的电力。有些省（自治区、直辖市）严重依赖外调电力，如2018年，北京市外调电力消费量占全部电力消费的60.7%，上海市、重庆市、广东省外调电力消费占比分别为45.32%、28.63%、27.65%，这些地区的二氧化碳排放水平较低。电力调出较多的省份有内蒙古、云南、四川、山西等，其中不乏有二氧化碳排放水平较高地区。宁夏回族自治区是“西电东送”的主干线[18]，已经向华中、华东、西南、西北地区的十余个省份输送电力。内蒙古自治区和山西省的电力外调量较大，2018年，内蒙古自治区调出电力1746.27亿千瓦时，山西省调出电力1106.17亿千瓦时。并且内蒙古自治区是天然气调出大省和“西气东输”的重要地区，每年为京津冀等地区输送大量的天然气，2018年调出了191.94亿立方米的天然气和62.08万吨的液化天然气。通过消费外调电力，无形中将电力生产带来的二氧化碳排放从调入地区转移到调出地区，增加了电力调出地区的二氧化碳排放，同时避免了电力调入地区本地产生二氧化碳排放。

4 降碳减排建议

进一步优化能源消费结构。通过改变中国以煤炭消费为主的能源结构，降低煤炭使用，积极开发和利用清洁能源，扩大清洁能源的使用领域，提高能源利用效率，降低各类能源二氧化碳排放强度，从而达到降低二氧化碳排放的效果。

推进山西、内蒙古、宁夏等重点地区的减排工作部署。依据不同省份的二氧化碳排放情况，分类施策，从排放总量、人均排放量、单位GDP排放量偏高的地区中分别挑选省份或城市开展改革试点，限制与激励政策并施，加大传统能源产业集聚地区和工业集聚地区的政策扶持力度，鼓励地方积极探索保障经济社会发展需求下的低碳路径。

推进电力、工业、交通等重点领域的低碳减排发展。煤电具有稳定性和成本优势，在电力行业中占据重要地位。电力行业若要实现低碳减排，首要任务是减少煤电发电量，这需要发展和完善电力系统，解决可再生能源发电等重点难点问题，降低发电成本。工业领域需要落实去产能要求，发展工业产品替代品，提高工业产品利用率和工业能效，严格限制高耗能、高排放项目，从而实现减排。交通领域需要通过提高交通工具能效、发展电动交通、鼓励绿色出行等方式实现低碳发展。

发展除碳技术。除碳方式除了植树造林、恢复湿地等自然固碳方式外，还包括CCS技术、直接空气捕获技术等人为技术固碳方式。创新脱碳技术、零碳技术和碳汇技术，探索并推广除碳技术在二氧化碳排放较为集中、规模较大领域的应用，通过科研创新，达到节能减排甚至负排放的效果，为行业发展创造空间。

促进减污减碳协同治理。习近平总书记在主持召开中央财经委员会第九次会议时强调，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局。这要求把绿色低碳纳入制度规则中，纳入顶层设计中，纳入工作开展中，在继续打好污染防治攻坚战同时，健全绿色低碳循环发展体系，建立完善管理措施，加强规范和监管，达到提高环境质量和降低二氧化碳排放双重目标。

完善绿色低碳政策和市场体系。一方面是推进碳排放权交易。研究表明，碳排放权交易政策对城市碳排放强度降低有显著推动作用[19]，对区域的二氧化碳排放量增长有明显的抑制效果[20]，通过碳排放权交易，用市场方法给减碳定价，让“排碳有成本，减碳有收益”[21]。另一方面是完善补偿机制。能源密集型产品省际间交易，存在二氧化碳排放转移情况，控碳政策将产生“碳不公平”问题，需要完善市场机制或补偿机制来解决这一问题。