復旦大學能源研究中心 黃 建 李曉明 祝君良

0 前言

氣候變化是當今世界經(jīng)濟面臨的重大挑戰(zhàn)和國際社會關注的焦點，隨之而產生的低碳發(fā)展問題亦成為國際談判的中心議題之一。我國自2007年發(fā)布《中國應對氣候變化國家方案》以來，已采取了一系列應對氣候變化和減緩溫室氣體排放的國家和地方行動。2012年初，我國進一步?jīng)Q定在北京、天津、上海、重慶、深圳、廣東、湖北等省市開展碳排放權交易試點工作，以逐步建立國內碳排放交易市場，以較低成本實現(xiàn)2020年中國控制溫室氣體排放行動目標。試點工作主要目的是在交易機制、交易規(guī)則和核算體系等方面進行技術和機制的創(chuàng)新探索，為最終在全國建立統(tǒng)一的碳市場，找到“既適合國情、又簡單適用”的市場體系。其中，溫室氣體排放核算體系是制定排放交易規(guī)則、實施排放交易機制的前提和基礎，需選擇、創(chuàng)新適合中國國情的溫室氣體排放核算體系。

溫室氣體排放核算體系是指用于核算一定時期內人為產生的溫室氣體排放量的原則、方法和規(guī)范等。根據(jù)核算范圍的不同，可以分成國家層面的溫室氣體排放核算體系（即國家溫室氣體排放清單指南）、區(qū)域和城市層面的溫室氣體排放核算體系（包括省級溫室氣體排放清單指南、城市溫室氣體排放清單指南等）、行業(yè)層面的溫室氣體排放核算體系、企業(yè)層面的溫室氣體排放核算體系以及產品全生命周期流程的溫室氣體排放核算體系[1][2][3][4]等。各種溫室氣體排放核算體系服務于不同的減緩和控制政策要求，如國家層面的溫室氣體排放核算體系一般用于幫助中央政府更清晰地了解溫室氣體排放源和排放量，以確定減排溫室氣體的重點領域和關鍵環(huán)節(jié)；區(qū)域和城市層面的溫室氣體排放核算體系一般可以幫助地方政府開展類似工作。

行業(yè)溫室氣體排放核算體系，能夠充分、詳細把握行業(yè)溫室氣體排放現(xiàn)狀，能夠為確定行業(yè)之間和行業(yè)內溫室氣體排放限額提供重要基礎，有利于進一步制定交易規(guī)則、實施交易機制。在我國，建立行業(yè)溫室氣體排放核算體系，必須面對兩個不可避免的事實：第一，我國統(tǒng)計核算制度與國際通行體制之間存在差別。國際上核算溫室氣體排放一般采取以排放源為劃分行業(yè)或部門的依據(jù)，而在我國，采取排放源歸屬法人所在的行業(yè)或部門為劃分依據(jù)，這種區(qū)別可能導致部分行業(yè)排放量被高估，另外一部分行業(yè)排放量被低估，直接影響排放限額的分配；第二，我國能源統(tǒng)計體系薄弱?；茉慈紵菧厥覛怏w排放的最主要來源，能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)將直接影響溫室氣體排放核算結果。以我國煤炭統(tǒng)計為例，2005年和2008年我國煤炭產量和消費量官方數(shù)據(jù)進行過兩次重要調整，直接影響前期相關分析結果[5]。

因此，有必要分析和借鑒國際上先行國家的相關經(jīng)驗，為合理確定我國行業(yè)溫室氣體排放核算體系提供一定參考。美國是世界上第二大溫室氣體排放國，其用能結構與我國有相似之處，美國電力行業(yè)是用能最多、溫室氣體排放最大的行業(yè)；另外，美國還是世界上較早實施區(qū)域碳排放交易制度的國家，為此也確定了較為成熟的溫室氣體強制報告制度。本文將詳細介紹美國電力行業(yè)的用能現(xiàn)狀與溫室氣體排放現(xiàn)狀、電力行業(yè)溫室氣體排放核算方法和過程、溫室氣體強制報告制度等，為進一步探索我國行業(yè)溫室氣體排放核算體系提供他山之石。

1 美國發(fā)電燃料消費構成及其相關溫室氣體排放

1.1 美國發(fā)電燃料消費狀況

長期以來，天然氣和煤炭一直是美國最重要的發(fā)電燃料，2010年兩者裝機容量之和接近美國電力裝機總量的70%，其中，燃氣裝機容量為40702.8萬kW，占美國電力裝機總量的39.2%；燃煤裝機容量為31680萬kW，占美國電力裝機總量的30.5%。參見圖1。

從發(fā)電量來看，由于煤炭、核能年發(fā)電小時數(shù)更長，因此其發(fā)電量更高，燃燒煤炭發(fā)電量甚至超過燃燒天然氣發(fā)電量。煤炭、核能、天然氣發(fā)電量占2010年發(fā)電總量的比重接近90%。其中，燃煤發(fā)電量達到18472.90億kWh，占全年發(fā)電總量的44.8%；天然氣、核能發(fā)電量為9876.97億kWh和8069.68億kWh，分別占全年發(fā)電總量的23.9%和19.6%。

1.2 美國電力行業(yè)溫室氣體排放狀況

美國電力行業(yè)是燃燒化石能源的最重要行業(yè)，主要排放二氧化碳，是美國二氧化碳排放的最大來源，遠遠超過其他工業(yè)部門的排放水平。根據(jù)美國環(huán)境保護署（EPA）和美國能源部能源信息署（EIA）發(fā)布的美國溫室氣體排放相關數(shù)據(jù)，2010年全美電力行業(yè)共排放23.89億t二氧化碳，占工業(yè)部門二氧化碳排放總量的72.7%，參見圖2。

2010年電力行業(yè)二氧化碳排放量與2009年相比有所增加，但相比2000～2008年的平均水平有所下降。

從二氧化碳排放的能源構成來看，煤、天然氣和燃料油是排放的主要來源，其中煤炭相關的二氧化碳排放占比最高。2010年燃煤發(fā)電排放的二氧化碳量達到18.74億t，占電力相關二氧化碳排放總量的比重高達78.4%，如表1所示。

圖2 2010年美國各工業(yè)部門二氧化碳排放量

表1 2000-2010年美國電力行業(yè)二氧化碳排放構成 （單位：百萬噸）

從上述數(shù)據(jù)中可以看出，2009年、2010年燃煤——以及其他化石能源，如燃料油——所產生的二氧化碳排放相比之前有較大幅度的下降。在2000年燃料油發(fā)電的二氧化碳排放量達到1.08億t，占當年總排放量的4.4%；而到2010年，燃料油相關排放量已降至0.39億t，僅占總排放量的1.6%。2010年燃煤排放的二氧化碳量與2000年相比也減少了6%。而天然氣的二氧化碳排放量則從2000年的3.64億t增加到2010年的4.62億t。

結合美國電力行業(yè)能源構成情況，我們可以看出，煤炭雖然不是美國電力行業(yè)裝機容量最大的燃料品種，但卻是發(fā)電量最大的燃料品種，也是二氧化碳排放量最大的燃料品種，其排放比例遠遠高于燃煤電力裝機容量和燃煤發(fā)電量比例。通過計算2006年至2010年各燃料品種每生產單位電量所排放的二氧化碳量平均值，可以發(fā)現(xiàn)，燃料油的二氧化碳排放強度最大，平均每生產1M kWh電量會排放1047.4t二氧化碳，其次是煤炭，為1009.8t，天然氣二氧化碳排放強度最小，不到燃料油和煤炭的50%，如圖3所示。從這個角度來看，天然氣是比煤和燃料油要更清潔的發(fā)電燃料，是電力低碳化發(fā)展的重點方向之一。

圖3 天然氣、煤炭、燃料油發(fā)電相關CO2的排放強度（kg/kWh）

1.3 電力行業(yè)溫室氣體排放核算的現(xiàn)實意義

基于上述美國電力行業(yè)二氧化碳排放的核算結果，我們可以考慮從以下幾個方面入手來分析美國電力行業(yè)二氧化碳的減排潛力：

1）從能源總量控制角度，減少燃煤、燃油或燃氣發(fā)電能夠實現(xiàn)的二氧化碳減排量；

2）從能源替代角度，以增加燃氣發(fā)電或可再生能源發(fā)電比例，來替代燃煤和燃油發(fā)電，從而能夠實現(xiàn)的二氧化碳減排量。

通過類似方法可確定其他各行業(yè)的溫室氣體減排潛力，政府相關部門即可以據(jù)此對溫室氣體排放總量進行控制，對各行業(yè)的溫室氣體排放限額進行分配，具有一定的科學性、公平性和可操作性。

2 美國溫室氣體強制性報告制度

為了進一步了解電力行業(yè)內各企業(yè)的溫室氣體排放狀況，將碳排放交易限額分配到企業(yè)主體上。2009年，美國環(huán)境保護署出臺了《溫室氣體強制型報告制度》，旨在建立一個強制性的、自下而上的根據(jù)排放源報告的溫室氣體報告制度，以掌握相關企業(yè)、相關設備的具體排放情況[6]。

2.1 總體要求

具體而言，該報告制度規(guī)定了需要進行報告的溫室氣體有：二氧化碳、甲烷、氧化亞氮和氟化物。該報告制度共涵蓋31個工業(yè)部門和種類，大約10,000個排放源，如電廠、鍋爐、垃圾填埋場、燃料供應商、煉油廠、制造業(yè)等。報告者須在2010年1月1日開始采集數(shù)據(jù)，2011年3月31日進行第一次報告，之后須每年遞交一次報告；若設備連續(xù)三年或五年排放的溫室氣體量少于一定門檻，或者需要進行上報的設備停止運作時，則可以停止遞交報告。

通過溫室氣體強制報告制度對數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)質量保障等方面進行標準化規(guī)定，美國環(huán)境保護署可以獲得更為細化、相對精確的溫室氣體排放數(shù)據(jù)，從而為企業(yè)或排放主體參與碳排放交易市場提供更好支持。

2.2 核算主體細化到設備

從核算主體來看，美國環(huán)境保護署在進行碳排放核算時，精確到每一個用能設備。根據(jù)環(huán)境保護署發(fā)布的2010年溫室氣體排放報告中，電力行業(yè)報告的設備共有1562個，這些設備不僅包括電力企業(yè)控制的發(fā)電設備，而且還包括工業(yè)部門、商業(yè)部門等其它部門用于發(fā)電的設備。這些設備共排放23.89億t二氧化碳。

2.3 排放量核算方法

電力企業(yè)碳排放量一方面可直接通過監(jiān)測設備來獲得，根據(jù)美國2010年溫室氣體排放報告所述，約有42%的發(fā)電設備是利用監(jiān)測設備不間斷地進行監(jiān)測，從而獲得相關溫室氣體排放量。

在無法通過直接監(jiān)測獲得排放量數(shù)據(jù)的情況下，一般利用其它已測得的數(shù)據(jù)通過間接方法計算出來，基本原理是將電力企業(yè)消耗燃料的活動水平數(shù)據(jù)乘以相應的碳排放因子。在《2006年IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change,政府間氣候變化小組）國家溫室氣體清單指南》修訂版[1]（下稱《指南》）里，電力行業(yè)屬于固定源燃燒中主要電能生產子類，由此《指南》針對固定源燃燒溫室氣體排放量測算提供了3種不同層級的方法：

方法1：

其中溫室氣體排放燃料是分燃料類型的溫室氣體排放量；燃料消耗燃料是燃料的消耗量；排放因子燃料是分燃料類型的溫室氣體缺省排放因子，并且假設碳燃燒氧化因子為1。

方法1的計算需要燃料的消費量數(shù)據(jù)以及缺省排放因子，不過IPCC提供的缺省排放因子可能并不代表特定國家的排放水平，因此使用方法1可能造成很大的誤差。

在方法2中，《指南》使用特定國家的溫室氣體排放因子來代替IPCC缺省排放因子進行計算，這樣計算出來的溫室氣體排放量要比方法1精確。特定國家的排放因子則可以通過實測不同國家燃料性質的數(shù)據(jù)進行制定。

而在方法3中，認為溫室氣體的排放量還需要考慮技術和設備層面的因素，即：燃燒技術、運作條件、控制技術、維護的質量和用于燃料燃燒的設備年齡等。

由于需要考慮更多的因素，方法3需要更為詳細的數(shù)據(jù)支持，但可以最大程度地保證計算結果的精確性，測算出來的排放量要比方法1和2都要精確。

2006年美國向聯(lián)合國氣候變化公約遞交《1990-2004年美國溫室氣體排放清單》[7]，該清單即按照《指南》編寫。其中固定燃燒源的二氧化碳排放量計算步驟為：

1）按照燃料類型和部門確定總的燃料消耗量，每年總的燃料消耗量數(shù)據(jù)用終端部門消耗量數(shù)據(jù)、主要燃料類型以及次級燃料種類的消耗量數(shù)據(jù)進行加總得出，消耗量數(shù)據(jù)直接從美國能源部能源信息署的部門燃料統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫中獲得；

2）確定燃料中的碳含量，碳含量數(shù)據(jù)以美國地理勘察從1973年到1989年共對6588種煤的碳含量測定數(shù)據(jù)為基礎，使用燃料的總碳含量是用燃料的消費量乘以每種燃料的含碳率計算得出。

3 結語

本文以美國電力行業(yè)為例，探討行業(yè)溫室氣體核算體系的構成、方法和意義，為我國相關省市建立溫室氣體排放核算體系，從而為進一步制定排放交易規(guī)則、實施排放交易機制提供重要參考。

基于美國電力行業(yè)二氧化碳排放的分析，我們可以分別從能源總量控制角度和能源替代角度來確定電力行業(yè)二氧化碳減排潛力。通過類似方法可確定其他各行業(yè)的溫室氣體減排潛力，政府相關部門即可據(jù)此對溫室氣體排放總量進行控制，對各行業(yè)溫室氣體排放限額進行分配，具有一定的科學性、公平性和可操作性。

通過美國電力企業(yè)和排放主體溫室氣體排放核算和報告制度的分析，我們可以看出與統(tǒng)計調查相比，排放報告制度更具有可行性和可操作性，大大減少了統(tǒng)計部門的相關投入。但這需要建立在企業(yè)共同參與的基礎上，一方面，需要建立一套強制性排放報告制度，保證企業(yè)或排放主體具有足夠的動力參與到溫室氣體排放報告活動中；另一方面，應建立適合中國國情的、簡單易于操作的溫室氣體排放核算方法，使得企業(yè)能夠以較小的成本和代價開展相關工作，提高企業(yè)積極性。

[1]IPCC. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories [R].Cambridge:Cambridge University Press,2006.IPCC.2006年IPCC國家溫室氣體清單指南

[2]ISO14064-1.組織層次上對溫室氣體排放和清除量的量化和報告的規(guī)范及指南.2006

[3]WBCSD,WRI.溫室氣體議定書企業(yè)核算與報告準則(修訂本).2004.

[4]國家發(fā)展和改革委員會能源研究所,國家氣候變化對策協(xié)調小組辦公室.中國溫室氣體清單研究[M].北京:中國環(huán)境科學出版社,2007.

[5]黃建.煤炭清單與減排政策研究 [D].上海：復旦大學,2012.

[6]董文福，劉泓汐，王秀琴，勞月娥，殷培紅.美國溫室氣體強制報告制度綜述 [J].中國環(huán)境監(jiān)測，2011,27（2）

[7]EPA.Inventoryof U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks:1990-2004[R].2008