熊麗君 唐 浩 孟 浩 周 浩 黃宇馳 趙杰紅
(1.上海市環(huán)境科學研究院,上海 200233;2.上海市閔行區(qū)環(huán)境保護局,上海 201100;3.上海師范大學生命與環(huán)境科學學院,上海 200234)
低碳經(jīng)濟由于其低能耗、低排放和高效能、高效益的特征,已成為突破資源環(huán)境制約,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的選擇。目前,“低碳”發(fā)展模式在世界范圍內(nèi)得到普遍認同,中國政府明確提出“到2020年要比2005年碳排放強度降低40% -45%”的目標[1],閔行區(qū)“十二五”規(guī)劃綱要中也提出建設(shè)低碳宜居生態(tài)城區(qū)的目標[2]。
閔行區(qū)地處上海中心城區(qū)西南,是上海重要的工業(yè)基地、科技創(chuàng)業(yè)區(qū)、現(xiàn)代居住區(qū)和區(qū)域性商業(yè)、物流中心。2010年全區(qū)生產(chǎn)總值1 364.37億元,占上海市GDP比重8.1%[3]。未來閔行區(qū)要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,將面臨更大的資源、能源與環(huán)境壓力。本文通過研究閔行區(qū)工業(yè)、民用、交通運輸?shù)奶寂欧?,提出閔行區(qū)滿足國家要求的碳排放控制目標,為政府制定相關(guān)政策提供數(shù)據(jù)支撐和借鑒。
碳排放與能源消費關(guān)系密切,閔行區(qū)能源消耗主要集中在工業(yè)、民用和交通領(lǐng)域。建筑業(yè)能耗呈上升態(tài)勢,但由于目前其統(tǒng)計數(shù)據(jù)尚未完善,本文研究的碳排放暫不包括建筑業(yè)。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源自《閔行區(qū)環(huán)境統(tǒng)計年報》和《閔行區(qū)統(tǒng)計年鑒》,測算系數(shù)參照《聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)計算指南》[4]和《綜合能耗計算通則(GBT2589 -2008)》[5]。
閔行區(qū)工業(yè)能源消耗類型為煤制品、天然氣、各種油制品等,其中電廠能源消耗量最大。2009年電廠能源消耗占規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)一次能源消耗的57%。閔行區(qū)發(fā)電量除供本區(qū)使用外,部分供給區(qū)外,因此在計算閔行區(qū)實際碳排放時,扣除供給外區(qū)電力部分。根據(jù)統(tǒng)計年鑒,區(qū)內(nèi)用電量占全區(qū)用電總量的60%,扣除40%供往外區(qū)用電所產(chǎn)生的碳排放量,2005-2009年閔行區(qū)工業(yè)實際碳排放量見圖1。從圖中可以看出,電廠排放CO2是區(qū)域CO2排放的主要來源,近5年來基本在50%以上。
交通運輸業(yè)包括客運和貨運兩個方面,碳排放根據(jù)平均油耗[6]、碳排放等系數(shù)折算而得,公式見(1)和(2)。
其中,E表示能耗;N表示車輛數(shù);S表示日均行駛里程;V表示百公里油耗;T表示碳排放量;ρ表示燃料密度;
NCV表示燃料凈熱值;C表示碳排放系數(shù);其中碳排放系
圖1 2005-2009年閔行區(qū)工業(yè)實際碳排放量
數(shù)取值見表1,根據(jù)此參數(shù)計算的交通碳排放量見表2。
同時,根據(jù)上海市發(fā)布的綜合交通調(diào)查成果[9-10],2008年全市機動車CO2排放量1 388萬t,其中,社會客車占42%,出租汽車占15%,公共汽(電)車占13%,貨車占30%。閔行區(qū)人口約占全市1/10,按此比例估算碳排放約130萬t左右,與表1計算結(jié)果差距較大。這是由于統(tǒng)計年鑒未給出出租車、私家車、摩托車輛的統(tǒng)計數(shù)據(jù),導致計算結(jié)果不符合實際情況。因此,本文根據(jù)上海市綜合交通調(diào)查成果(2008年)的碳排放數(shù)據(jù)重新測算閔行區(qū)碳排放量。其中社會客車、出租汽車、公共汽(電)車使用情況與人口數(shù)量有關(guān),碳排放量根據(jù)上海市與閔行區(qū)的人口比值進行測算;貨車使用情況與當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展情況有關(guān),碳排放量根據(jù)上海市與閔行區(qū)的GDP比值測算。閔行區(qū)其他4年的交通碳排放量根據(jù)其GDP和人口比值插值計算,結(jié)果見表3。
閔行區(qū)居民及商業(yè)能源消耗類型主要有三種:天然氣、人工煤氣和液化氣。根據(jù)閔行區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展統(tǒng)計公報及統(tǒng)計年鑒等相關(guān)數(shù)據(jù),2005-2009年閔行區(qū)居民生活碳排放見表4,其中天然氣的碳排放量最高,歷年約占到總量90%左右,其次為液化氣。
表1 碳排放測算系數(shù)
表2 2005-2009年閔行區(qū)交通運輸業(yè)碳(CO2)排放情況
表3 2005-2009年閔行區(qū)交通運輸業(yè)碳排放(CO2)測算(萬t)
表4 2005-2009年閔行區(qū)民用能源消耗及碳(CO2)排放情況
將工業(yè)、交通、民用碳排放量計算值匯總,計算碳排放強度,分別見圖2、圖3。從圖中可以看出,碳排放量與碳排放強度變化趨勢相同,2007年相對較大,2008年又有回落,2009年略有上漲。工業(yè)碳排放量占總排放量的87%以上,交通運輸與民用碳排放量所占比例較低。
碳排放與工業(yè)耗能、GDP和人口增長有關(guān),本文先根據(jù)閔行區(qū)規(guī)劃目標,對這3個基礎(chǔ)因子進行預測,進而預測工業(yè)、民用、交通領(lǐng)域的碳排放量。
根據(jù)《閔行區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,GDP預期年均增長8%,2020年常住人口目標控制在250萬以內(nèi),2015年綜合能耗將比2010年下降15%,綜合能耗平均每年下降3%。同時,結(jié)合閔行區(qū)未來發(fā)展趨勢,將“十三五”期間GDP預期年增長率設(shè)定為6%,人口基準年以閔行區(qū)2009年常住人口[12]進行預測。三個因子預測值見表5。
表5 閔行區(qū)關(guān)鍵年份GDP、人口、工業(yè)能耗預測表
工業(yè)碳排放與工業(yè)能源消耗呈線性關(guān)系,根據(jù)2005-2009年能源消耗與CO2實際排放數(shù)據(jù),擬合兩者之間關(guān)系曲線:Y=3.6339*X-1325.8,相關(guān)系數(shù)R2=0.9719,根據(jù)此曲線,關(guān)鍵年份工業(yè)碳排放預測結(jié)果見表6。
表6 閔行區(qū)關(guān)鍵年份碳排放預測 萬t
居民及商業(yè)碳排放中,天然氣、人工煤氣和液化氣三種能源與GDP相關(guān)性較好,與人口相關(guān)性較差,這與生活水平的提高關(guān)系密切。天然氣與液化氣隨著GDP的增長呈上升趨勢,而人工煤氣呈下降趨勢,與天然氣替代有關(guān)。分別擬合這三種能源與GDP的曲線,預測關(guān)鍵年份三種能源的消耗量,計算民用碳排放量,見表7。
社會客車、出租汽車、公共汽(電)車的使用頻率與人口增長有關(guān),貨車使用頻率與GDP增長有關(guān),分別擬合曲線,預測關(guān)鍵年份三種能源的消耗量,計算交通碳排放量,見表8。
將工業(yè)、民用、交通運輸碳排放的預測結(jié)果匯總,見表9??梢钥闯觯S著經(jīng)濟的發(fā)展,工業(yè)、居民商業(yè)、交通碳排放量一直呈上升趨勢,與2009年相比,2020年工業(yè)碳排放增加1 017.74萬t,居民商業(yè)碳排放增加122.20萬t,交通碳排放增加78.12萬t。從碳排放強度來看,2020年比2009年下降26.5%,與2005年相比,碳排放強度下降36.7%,不能滿足國家制定的碳減排40%-50%目標。
表7 閔行區(qū)關(guān)鍵年份居民生活碳排放量預測
表8 閔行區(qū)關(guān)鍵年份交通碳排放量預測 萬t
如閔行區(qū)按照目前經(jīng)濟、人口、能源消耗的增長趨勢,將不能達到國家碳減排的要求。以2009年為基準年,要使2020年的碳排放強度比2005年下降40%以上,2020年的碳排放強度應控制在1 153.4t/萬元以下。實現(xiàn)這種目標的方案有兩種,見表10。方案一是控制碳排放量,保持規(guī)劃GDP增長速度不變,每年碳排放強度下降3.24%以上,此時,2015年、2020年碳排放應分別控制在2 726.2萬t,3 094.3 萬t以下,對應碳排放強度分別為1 359.9kg/萬元,1 153.4kg/萬元;方案二是提高GDP,在保持碳排放總量不變的情況下,“十二五”、“十三五”規(guī)劃期間GDP增長速率應分別維持在8.5%、6.6%以上。
表9 閔行區(qū)關(guān)鍵年份碳排放預測
(1)通過引用公開發(fā)布數(shù)據(jù)和比選測算系數(shù),結(jié)合閔行區(qū)實際情況,研究了工業(yè)、交通、民用三個領(lǐng)域的碳排放的計算方法,計算2005-2009年閔行區(qū)工業(yè)、交通、生活碳排放量。發(fā)現(xiàn)碳排放量與碳排放強度變化趨勢相同,2007年相對較大,2008年又有回落,2009年略有上漲。工業(yè)碳排放量占總排放量的87%以上,民用、交通碳排放量占總碳排放量的比例較低。其中,2009年工業(yè)、交通、民用碳排放量分別為 1 837.30 萬t,129.93 萬t,81.49 萬t,總計2 048.72 萬t。
(2)根據(jù)現(xiàn)有規(guī)劃和政策分析,預測關(guān)鍵年份GDP、人口、能源數(shù)據(jù),以此作為碳排放預測基數(shù)。根據(jù)曲線擬合方法,預測了閔行區(qū)2012、2015、2020年的碳排放量,發(fā)現(xiàn)按照現(xiàn)有發(fā)展目標,2020年碳排放強度不能滿足國家制定的碳減排40%-50%要求??赏ㄟ^兩種方案加以改進:一是繼續(xù)削減碳排放總量,每年應削減碳排放強度3.24%以上,這樣2015年、2020年碳排放分別控制在2 726.2 萬t,3 094.3 萬t以下,對應碳排放強度分別為1 359.9kg/萬元,1 153.4kg/萬元。二是提高GDP增長率,即保持碳排放總量不變,“十二五”、“十三五”規(guī)劃期間GDP增長速率應分別維持在8.5%、6.6%以上。
表10 閔行區(qū)碳減排方案
(3)碳排放計算涉及數(shù)據(jù)較多,能源經(jīng)濟基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的缺失往往會導致計算結(jié)果偏差很大,比如本文采用閔行統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)計算的碳排放與上海市調(diào)查的數(shù)據(jù)存在1個數(shù)量級的偏差。隨著碳減排提上日程,建議完善相關(guān)數(shù)據(jù)收集規(guī)范,編制導則,便于全國碳排放量的計算,避免由于計算方法、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)選取不同,出現(xiàn)不同區(qū)域,甚至相同區(qū)域不同人計算產(chǎn)生的結(jié)果無法對比現(xiàn)象。建議政府部門完善數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作和編制碳排放計算導則,以更好了解全國碳排放情況,便于制定碳減排措施。
(編輯:劉照勝)
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