四川大學(xué) 伍永杰
能源在一個(gè)國(guó)家發(fā)展中占有最高地位,也是限制一個(gè)地區(qū)發(fā)展水平的關(guān)鍵指標(biāo)。當(dāng)前,隨著我國(guó)能源消耗不斷加大,能源短缺問(wèn)題以及隨之產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境污染也越來(lái)越多,人們對(duì)其的關(guān)注度也越來(lái)越高。目前,人們對(duì)于能源方面規(guī)劃以及影響評(píng)價(jià)的相關(guān)研究甚多,但多集中在技術(shù)方面,而能源足跡作為由生態(tài)足跡理論引申的一個(gè)新的概念,用科學(xué)、定量的計(jì)算方式,計(jì)算并評(píng)估了區(qū)域能源足跡與可持續(xù)力,對(duì)化石能源領(lǐng)域的相關(guān)規(guī)劃與預(yù)測(cè)評(píng)估具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。
重慶市是中國(guó)的老工業(yè)基地之一,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),工業(yè)農(nóng)業(yè)水平較高,是西南地區(qū)最大的經(jīng)濟(jì)中心城市。近年來(lái),重慶市加快推動(dòng)高污染、高耗能工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),取得了一定的效果。但由于重慶部分區(qū)縣對(duì)重工業(yè)產(chǎn)業(yè)依賴(lài)較大,強(qiáng)行停產(chǎn)、搬遷或者轉(zhuǎn)型存在困難,因此這部分重工業(yè)產(chǎn)業(yè)將在未來(lái)一段時(shí)間持續(xù)存在。
以“生產(chǎn)性土地面積”的概念來(lái)計(jì)算并擬合復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),通過(guò)調(diào)整各種計(jì)算因子折算出的面積大小就是生態(tài)足跡。通過(guò)該模型計(jì)算出的能源消耗量就是能源生態(tài)足跡。一般來(lái)說(shuō),區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)可以由生態(tài)足跡需求和系統(tǒng)承載力的差值關(guān)系來(lái)評(píng)估。若生態(tài)承載力大于生態(tài)足跡,則區(qū)域供給大于需求,此時(shí)的供需發(fā)展相對(duì)平衡,評(píng)估該區(qū)域具有可持續(xù)發(fā)展力,并且區(qū)域具有擴(kuò)充機(jī)會(huì)。若生態(tài)承載力大于生態(tài)足跡,則區(qū)域需求大于供給,此時(shí)的供需發(fā)展不平衡,區(qū)域處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài),只能靠從外界獲取資源以平衡資源缺口。在實(shí)際計(jì)算中,一般按照類(lèi)別對(duì)各類(lèi)能源品分類(lèi)別計(jì)算其消費(fèi)產(chǎn)生的均衡足跡,最后將所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行累和處理,即為能源消耗足跡。計(jì)算方式如下:
式中,ef為種土地的人均能源足跡;
r為能源均衡因子,一般取1.41;
Ci為i類(lèi)物品消費(fèi)項(xiàng)目的人均消費(fèi)量;
Yi為第i類(lèi)物品消費(fèi)項(xiàng)目的在化石能源地的年均產(chǎn)量。
利用上述公式,可以計(jì)算得到均衡能源足跡。
生態(tài)承載力即環(huán)境對(duì)于人類(lèi)活動(dòng)所需要的資源的供給能力,在生態(tài)足跡模型中,由各類(lèi)型生產(chǎn)性土地承載力的和來(lái)表征地區(qū)總生態(tài)承載力。按土地生產(chǎn)類(lèi)型,將生產(chǎn)性土地分為六大類(lèi),耕地、草地、林地、水域、建筑用地、化石能源地。將地區(qū)內(nèi)所有類(lèi)型的生產(chǎn)性土地折算為人均占有面積,在產(chǎn)量因子與均衡因子的調(diào)整下,便可以進(jìn)行數(shù)字上的累和運(yùn)算,得到總生態(tài)承載力,計(jì)算公式如下:
式中,ec為人均生態(tài)承載力;
為aj類(lèi)生產(chǎn)性土地的人均占有面積;
為aj類(lèi)土地類(lèi)型的土地均衡因子;
為aj類(lèi)土地類(lèi)型的土地生產(chǎn)因子。
生態(tài)足跡和生態(tài)承載力具有時(shí)空性,因此,選用2017年重慶市各項(xiàng)數(shù)據(jù)作為指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。所用數(shù)據(jù)取自《重慶統(tǒng)計(jì)年鑒》[1]。
在計(jì)算時(shí),需考慮兩種能源足跡的產(chǎn)生,然后進(jìn)行累加運(yùn)算。一般來(lái)說(shuō),將能源生態(tài)足跡的產(chǎn)生分為兩類(lèi)。第一,能源消費(fèi)足跡,指各企業(yè)或者工廠消耗掉的各種能源足跡。第二,交通能源足跡,指由于貨運(yùn)或者客運(yùn)交通耗能而產(chǎn)生的能源足跡。
1.能源消費(fèi)足跡計(jì)算
根據(jù)情況,將能源消費(fèi)足跡選用不同類(lèi)型能源消費(fèi)品作為指標(biāo)計(jì)算,按照折算系數(shù)折算將不同類(lèi)型能源品消耗量折算為能量消耗。計(jì)算結(jié)果如表1所示。
表1 重慶市能源消費(fèi)足跡表
2.交通能源足跡計(jì)算
根據(jù)重慶市具體情況,將交通能源足跡分為交通貨運(yùn)足跡和交通客運(yùn)足跡,兩種足跡有不同的折算方式。貨運(yùn)交通是指由于貨物運(yùn)輸?shù)哪芰肯亩a(chǎn)生的生態(tài)足跡,其計(jì)算方式是以柴油為基準(zhǔn),通過(guò)相應(yīng)的能耗率——單位周轉(zhuǎn)量所消耗的柴油量為0.458t/(104tkm),計(jì)算出能量消耗,再由世界能源地平均產(chǎn)出率93GJ/hm2,將其折算為能源地生態(tài)足跡。
客運(yùn)交通是指由于載客運(yùn)輸?shù)哪芰肯亩a(chǎn)生的生態(tài)足跡。張秀媛[2]等計(jì)算出中國(guó)平均單位旅客周轉(zhuǎn)量的能耗率約為7.21g標(biāo)準(zhǔn)煤。利用此能耗率,同樣可以將客運(yùn)周轉(zhuǎn)量折算為相應(yīng)的能源地生態(tài)足跡。由以上兩部分便可計(jì)算出完整的交通賬戶(hù)足跡。計(jì)算結(jié)果如表2所示。
表2 重慶市交通能源足跡表
3.重慶市能源生態(tài)足跡總計(jì)
將折算后的三種均衡能源足跡進(jìn)行累加,匯總能源生態(tài)足跡,如表3所示。
表3 重慶市能源生態(tài)足跡總計(jì)表
通過(guò)計(jì)算,重慶市年能源生態(tài)足跡總計(jì)為1.2635hm2。
生態(tài)承載力計(jì)算,均衡因子和產(chǎn)量因子的選取應(yīng)該適宜,并且符合當(dāng)?shù)厍闆r。均衡因子采用劉某承的計(jì)算結(jié)果,產(chǎn)量因子根據(jù)重慶市的實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。均衡因子和產(chǎn)量因子結(jié)果表4所示。
表4 不同類(lèi)型土地折算因子表
在計(jì)算人均承載力時(shí),應(yīng)預(yù)先留出12%的土地面積用以保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)多樣性。因此,在考慮到保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)和生物的多樣性后,人均生態(tài)承載力計(jì)算結(jié)果如表5所示。
表5 重慶市2017年人均生態(tài)承載力
通過(guò)上文計(jì)算,重慶市年能源生態(tài)足跡大小為1.093hm2,而生態(tài)承載力大小為0.414hm2。由以上數(shù)據(jù)分析可知,重慶市能源系統(tǒng)處于較高的生態(tài)赤字下,人均生態(tài)赤字達(dá)0.679hm2,可持續(xù)發(fā)展力不佳。分析原因如下:第一,重慶重工業(yè)企業(yè)多而密集,且相關(guān)高能耗、高污染企業(yè)較多,需要消耗大量自然資源;第二,重慶市工業(yè)分布不合理,渝西地區(qū)、渝東南地區(qū)重工企業(yè)過(guò)多,這也導(dǎo)致相關(guān)產(chǎn)品運(yùn)輸存在一定程度的交通損耗,使得重慶市能源赤字進(jìn)一步惡化;第三,目前重慶市第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為遲緩,對(duì)能源依賴(lài)性過(guò)強(qiáng)。
要改善重慶市能源生態(tài)赤字的現(xiàn)狀,建議從以下幾個(gè)方面入手,減少能源足跡:(1)改進(jìn)能源利用結(jié)構(gòu),提高利用率,促使重工業(yè)轉(zhuǎn)型,并出臺(tái)相關(guān)政策,使得中大型重工業(yè)遠(yuǎn)離城區(qū),引導(dǎo)其向人口較為稀少的郊區(qū)移址。(2)降低貨運(yùn)交通能耗,倡導(dǎo)使用新能源貨運(yùn)交通設(shè)備,降低新能源交通設(shè)備出售價(jià)格。(3)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展性。