殷騰飛

【摘? 要】碳排放量估算是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要前提，準確摸底基于省級視角的碳排放情況對于調(diào)整能源政策具有重要意義。論文采用國際通行的碳排放因子估算法對陜西省能源消費碳排放進行估算，結果顯示，陜西省能源消費碳排放量總體較大，但呈現(xiàn)出增長率下降的趨勢。

【關鍵詞】碳排放;能源消費;排放因子

【中圖分類號】X24?【文獻標志碼】A?【文章編號】1673-1069（2022）05-0132-03

1 引言

我國明確提出，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。作為世界煤炭生產(chǎn)和消費大國，我國2021年原煤產(chǎn)量40.7億噸，同比增長4.7%，以煤為主的能源結構使我國面臨嚴峻的碳減排形勢。陜西省是我國能源大省，原煤產(chǎn)量穩(wěn)居全國第三位。2021年，陜西省按規(guī)模以上工業(yè)口徑統(tǒng)計的原煤產(chǎn)量為7億噸，原油產(chǎn)量為2 552.76萬噸，天然氣產(chǎn)量為294.13億立方米，分別同比增長2.7%、0.9%、7%。全省規(guī)模以上工業(yè)能源消費同比增長8.1%，其中，石油、煤炭及其他燃料加工業(yè)，黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)，化學原料和化學制品制造業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)，電力、熱力生產(chǎn)和供應業(yè)這六大高耗能行業(yè)能源消費占比為87%。全省全社會累計用電1 966.34億千瓦時，同比增長13%。全省規(guī)模以上工業(yè)煤炭消費基本持平，同比增長0.5%。在以化石能源為主的模式下，陜西省實現(xiàn)“雙碳”目標面臨巨大的碳減排壓力。準確摸底能源大省的碳排放情況，對于穩(wěn)步推進能源產(chǎn)業(yè)調(diào)整、實現(xiàn)碳達峰碳中和目標具有重要意義。

2 國內(nèi)外研究動態(tài)梳理

2.1 國外研究動態(tài)

碳排放核算是對某個產(chǎn)品的生產(chǎn)過程或某個項目的運營過程中產(chǎn)生的二氧化碳和其他溫室氣體進行分析，并計算出總的排放量。早在1988年，世界氣象組織和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署便開始探索推進碳排放研究與實踐。1992年，聯(lián)合國大會通過《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，以應對全球氣候變暖的不利影響。1996年，IPCC首次發(fā)布《國家溫室氣體清單指南》，把碳排放源分為能源、工業(yè)過程、溶劑及其他產(chǎn)品、土地利用和林地、農(nóng)業(yè)、廢棄物共6個部門，每個部門再細分為不同項目。直到2006年，IPCC對排放清單進行更新和修正，發(fā)布了《IPCC國家溫室氣體清單指南》（2006），把碳排放源分為能源、工業(yè)過程和產(chǎn)品使用、農(nóng)業(yè)林業(yè)和其他土地使用、廢棄物共4個部門，并在后續(xù)的修訂中進一步明確了核算方法。IPCC提出的這種排放因子法是目前廣泛使用的一種碳排放核算方法，通過先確定排放源和對應的排放系數(shù)，然后以二者的乘積估算碳排放量。國外學者Abushammala等[1]、Kaewmai等[2]、Gupta等[3]、Park等[4]、Hashim等[5]分別采用IPCC排放因子法對馬來西亞垃圾填埋場、泰國棕櫚油廠、廢水處理、農(nóng)田部門、能源工業(yè)的碳排放量進行估算。排放因子法能夠較好地適應工業(yè)部門對碳排放的粗略估計，但是，由于燃料類型、燃燒技術、生產(chǎn)工藝條件、設備維護質量等因素的差異，該方法針對行業(yè)的碳排放核算具有很大的不確定性。Annadanam和Kota[6]對于排放因子法進行了改進，在對印度東北部鐵路碳排放進行估算的過程中加入了機車年齡、功率和機車類型等因素，開發(fā)了一套自下而上的鐵路碳排放清單，結果發(fā)現(xiàn)估算值比自上而下的方法估算值低。鑒于排放因子法的缺陷，也有學者利用物料守恒法進行碳排放核算，F(xiàn)oka等[7]利用物料守恒法對圣彼得堡聚集區(qū)的甲烷排放進行估算，這種方法是基于燃料投入的視角，通過質量守恒定律來核算碳排放量，能夠考慮到生產(chǎn)設備之間的特性及差異。此外，有學者運用直接檢測法，通過安裝煙氣檢測儀來檢測碳排放量[8，9]，應用該方法測量的數(shù)據(jù)較為準確，但是投入資源較多，適用性不強。

2.2 國內(nèi)研究動態(tài)

國內(nèi)研究能源產(chǎn)業(yè)碳排放核算主要關注3個環(huán)節(jié)：一是煤炭生產(chǎn)利用過程的碳排放核算。利用IPCC確定的碳排放核算方法估算煤炭開采運輸和利用過程中的碳排放[10]，其中，露天煤礦的碳排放因子主要分為燃油、炸藥、逸散、自燃和電力，在此基礎上建立了基于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的露天煤礦碳排放核算模型[11]。二是煤炭深加工過程的碳排放核算。孟春江[12]研究以煤為主要原料生產(chǎn)清潔燃料和基礎化工原料過程中的碳排放核算，結合國內(nèi)煤化工企業(yè)的生產(chǎn)工藝，提出國內(nèi)煤化工企業(yè)的溫室氣體核算方法。三是煤炭消耗過程的碳排放核算。已有學者構建了從煤炭開采、加工、運輸?shù)浇K端發(fā)電等覆蓋煤電產(chǎn)業(yè)鏈的碳排放核算模型[13]，另外，有專門針對我國燃煤電廠的碳排放核算模型，包括直接檢測法、物料平衡法、IPCC因子分析法、投入產(chǎn)出模型法，涵蓋鍋爐煤燃燒、濕法脫硫和外購電力等方面。

3 碳排放核算方法概述

碳排放通常是指生產(chǎn)單位在消耗化石能源過程中排放的溫室氣體的總稱，其中二氧化碳的比重最大?？茖W界普遍認同，二氧化碳是導致溫室效應和全球變暖的主要原因，圍繞節(jié)能降耗的相關研究多集中在提高能源利用效率、降低碳排放，從而減輕化石能源消耗對環(huán)境的影響。準確估算碳排放量是開展節(jié)能降耗的必要前提，目前，碳排放核算的主要方法有排放因子法、物料守恒法和實際測量法。排放因子法是IPCC和國際碳排放核算的主要方法，具有很好的適用性和操作性，可以選取排放因子法計算陜西省能源消費碳排放。排放因子法的計算公式為：

借鑒相關的研究方法，將化石能源消費量作為核算指標，選取原煤、原油、天然氣等作為碳排放源，不同能源的二氧化碳排放系數(shù)見表1。

4 陜西能源消費情況與碳排放源分析

4.1 陜西能源消費情況

《陜西統(tǒng)計年鑒》顯示，官方可查的能源消費數(shù)據(jù)包括能源消費總量、能源消費結構及比例，能源消費種類分為原煤、原油、天然氣、一次電力及其他能源，針對碳排放源主要分析化石能源，因此，陜西化石能源消費包括原煤、原油、天然氣3種。這3種化石能源消費量數(shù)據(jù)來自《陜西統(tǒng)計年鑒2001-2021》，其中，2000-2010年的統(tǒng)計年鑒并未公布各能源的消費量絕對值，因此，對應的數(shù)據(jù)由能源消費總量與消費結構比例計算而得。原煤、原油、天然氣的消費量數(shù)據(jù)和碳排放結果見表2。

4.2 陜西碳排放源對比分析

陜西碳排放源主要包括原煤、原油、天然氣，這3種能源的消費趨勢如圖1所示，可以看出總體呈現(xiàn)3個特征：第一，原煤消費量持續(xù)走高。2000-2020年，陜西碳排放源主要來自原煤消耗，原煤消費量由2000年的1 865.76萬噸標準煤一直上升到2020年的10 168.92萬噸標準煤，表明煤炭在陜西能源體系中處在絕對的主力地位。第二，天然氣對石油的替代效應逐漸顯現(xiàn)。陜西石油的消費量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，陜西天然氣的消費量一直在穩(wěn)步攀升，從2016年開始陜西天然氣的消費量就超過了石油的消費量，表明天然氣對石油形成了替代效應。第三，原煤消費量遠遠高于原油、天然氣的消費量。陜西能源消費結構過度依賴煤炭資源，3種化石能源的消費量差距有進一步擴大的趨勢。

4.3 陜西能源消費碳排放趨勢分析

陜西能源消費碳排放趨勢如圖2所示。首先，從碳排放總量來看，2000-2020年，陜西能源消費碳排放量總體上呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，碳排放量由2000年的5 064.6 t增長到2020年的21 899.67 t，碳排放量的持續(xù)走高主要受化石能源消費量增長的影響。其次，從碳排放的增長率來看，盡管陜西能源消費碳排放總量較高，但是相對增長率在逐年下降，2000-2014年，陜西能源消費的碳排放量增長率快速回落，碳排放增長率由2001年的17%下降到2014年的5.3%，2015年之后碳排放增長率基本穩(wěn)定在1%左右，這表明陜西積極推進節(jié)能減排政策并取得階段性成效，碳排放量逐漸趨于平穩(wěn)。2020年，受經(jīng)濟外部環(huán)境和疫情影響，碳排放量環(huán)比減少0.7%。碳排放增長逐步放緩，推進能源消費端節(jié)能降耗是陜西繼續(xù)降低能源消費產(chǎn)生的碳排放的重要途徑，表明在能源消費總量穩(wěn)定的前提下，可以實現(xiàn)對碳排放的有效控制。

5 陜西能源消費碳減排的對策

結合陜西能源消費現(xiàn)狀，本文提出陜西能源消費碳減排的對策：①持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構。陜西省產(chǎn)業(yè)結構以第二產(chǎn)業(yè)為主，2021年全省生產(chǎn)總值約2.98萬億元，其中第一產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)比重分別為8.1%、46.3%，第三產(chǎn)業(yè)比重為45.6%。同期全國產(chǎn)業(yè)結構中第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)比重分別為39.4%、53.3%，顯而易見，陜西省第二產(chǎn)業(yè)比重比全國第二產(chǎn)業(yè)比重高6.9個百分點。第二產(chǎn)業(yè)對能源消耗的依賴度較高，為降低陜西能源消費的碳排放，需從根本上降低第二產(chǎn)業(yè)的比重，逐步淘汰經(jīng)濟效益差、能源消耗高、社會價值低的高耗能項目，并推動第二產(chǎn)業(yè)與第三產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展，實現(xiàn)整體碳排放的下降。②深入推進能源消費結構調(diào)整。目前，陜西省能源消耗主要依賴化石能源，這導致碳排放量居高不下，為逐步降低煤炭消費比重，對標國家2025年非化石能源消費比例20%的目標，積極發(fā)展風電、太陽能電、水電和其他可再生能源，梯度推進清潔能源對化石能源的替代，構建穩(wěn)定、安全、可持續(xù)的現(xiàn)代能源供給體系。③促進能源全產(chǎn)業(yè)鏈碳減排。陜西省是我國煤炭、石油、天然氣等化石能源的主產(chǎn)地，尤其是煤炭產(chǎn)量位居全國第三，除供應本省能源消費外，還有大量的煤炭資源輸送到東南沿海地區(qū)，在煤炭運輸、加工過程中也會產(chǎn)生碳排放。在煤炭運輸過程中，可通過噴灑抑塵劑降低煤塵散逸，同時，可防止運輸過程的質量損失。④穩(wěn)妥推動高耗能行業(yè)用能轉變。陜西能源消耗主要流向石油、煤炭及其他燃料加工業(yè)，化學原料和化學制品制造業(yè)等高耗能產(chǎn)業(yè)，2021年，陜西省六大高耗能行業(yè)能源消耗同比增長10.8%。因此，為實現(xiàn)碳減排的目標，必須推動高耗能行業(yè)的低碳轉型，督促高耗能企業(yè)實施技術改造，降低能源消耗，以更大的決心和力度推動重點行業(yè)節(jié)能降碳，提高能源利用效率。

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