楊桂才 張 峰

1. 銅陵學(xué)院建筑工程學(xué)院 安徽 銅陵 244000

2. 祥源文化旅游研究院有限公司 上海 201100

當(dāng)前控碳、減碳成為世界關(guān)注的焦點(diǎn)。習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出，中國將于2030年二氧化碳排放力爭達(dá)到峰值這一莊嚴(yán)承諾。資源枯竭型城市相對于普通城市，具有能源結(jié)構(gòu)單一、利用率低等特點(diǎn)，在“碳達(dá)峰”背景下面臨能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源消費(fèi)制約等問題，如不能正確處理，將會嚴(yán)重限制資源枯竭型城市經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展。

1 文獻(xiàn)綜述

我國學(xué)者對國家尺度和省域尺度碳排放測算和能源消費(fèi)進(jìn)行了深入研究。方琦等從我國能源消費(fèi)總量與結(jié)構(gòu)出發(fā)，對我國“2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和”目標(biāo)下的碳排放量進(jìn)行了預(yù)測[1]。王少劍等結(jié)合多情景分析等方法，動態(tài)模擬2021～2035年珠江三角洲城市群的碳排放量并分析了2006～2035年碳排放的演化路徑、碳達(dá)峰與碳減排潛力，豐富了后新冠肺炎疫情時期城市碳排放的相關(guān)情景研究[2]。朱法華等通過對比中國與主要發(fā)達(dá)國家的能源消費(fèi)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、碳排放情況，預(yù)測中國碳達(dá)峰時的能源消費(fèi)量及能源結(jié)構(gòu)，提出減碳路徑，探討碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展對策[3]。

朱琳以土地資源為載體，多角度探討資源枯竭城市轉(zhuǎn)型發(fā)展的可持續(xù)性。通過多角度多方位對資源枯竭城市轉(zhuǎn)型做出了一系列客觀評價[4]。李憲海等研究了銅陵市轉(zhuǎn)型的主要路徑，即資源型產(chǎn)業(yè)多元化延伸、非資源型產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級、深化循環(huán)經(jīng)濟(jì)，以及不同轉(zhuǎn)型路徑產(chǎn)生的效果；提出了協(xié)調(diào)穩(wěn)固替代產(chǎn)業(yè)、提升工業(yè)產(chǎn)品層次、拓展原材料供應(yīng)渠道等鞏固區(qū)域經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型成果的建議[5]。

綜上所述，目前碳排放測算和能源消費(fèi)的研究主要聚焦于國家和省域尺度，對于資源枯竭型城市能源消耗碳達(dá)峰預(yù)測研究大多數(shù)都處于起步階段，且多為資源枯竭型城市的轉(zhuǎn)型問題與能源消耗對碳排放量影響因素的研究，資源枯竭型城市的能源消耗對碳達(dá)峰預(yù)測研究尚有一定空缺。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

研究所涉及的不同類型能源消費(fèi)數(shù)據(jù)來自于2006—2017年《銅陵市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》。

2.2 碳排放核算方法

社會活動產(chǎn)生的二氧化碳90%以上是由于含碳能源消費(fèi)導(dǎo)致[6]，所以本文將采用區(qū)域能源消費(fèi)碳排放總量替代區(qū)域碳排放總量的核算方法。城市能源消費(fèi)碳排放總量等于城市各類型能源消費(fèi)總量乘以不同類型能源的碳排放系數(shù)之和。城市各類型能源主要包括煤炭、石油、天然氣及電力。

計(jì)算公式如下：

公式中，P表示能源發(fā)熱量，Cj表示電力二氧化碳排放量，C表示二氧化碳排放量，θ表示能源所占百分比，δ表示能源消費(fèi)量，φ表示碳排放系數(shù)(φ4表示電力的碳排放系數(shù)），ω表示能源平均地位發(fā)熱量（ω1表示煤炭的平均低位發(fā)熱量）。其中5.83是指1kg煤炭產(chǎn)生的二氧化碳量約等于5.83kw·h電力產(chǎn)生的二氧化碳排放量。

煤炭、石油、天然氣及電力的碳排放系數(shù)，其中煤炭和石油以原煤和汽油作為取值依據(jù)，其中參數(shù)參考張保留等[7-9]研究中的數(shù)值（表1）。由于不同年份發(fā)電的能源結(jié)構(gòu)有差異，導(dǎo)致每年的電力碳排放系數(shù)不同，本文在計(jì)算電力碳排放時，從2006年到2017年按照個年份的碳排放系數(shù)來逐年計(jì)算電力的碳排放量，其中參數(shù)參考王燁等[9-10]研究中的數(shù)值（表1）。（表2）。

表1 化石能源碳排放/［104t/104t(以CO2計(jì))］[7-9]

表2 不同年份電力碳排放系數(shù)/［kg/(kW·h)］[9-10]

3 銅陵市能源消費(fèi)總量及結(jié)構(gòu)

研究表明，銅陵市能源消費(fèi)總量呈上升趨勢，2006-2017年，能源消費(fèi)總量由2006年的587.2×104t(以標(biāo)煤計(jì))增至2017年的1643.6×104t(以標(biāo)煤計(jì))，增長了3倍左右。其中，煤炭作為主要消費(fèi)能源，且每年的消費(fèi)量逐年上升，電力、天然氣的消費(fèi)量同樣呈上升趨勢，石油的消費(fèi)量呈下降趨勢（圖1）。

在能源消費(fèi)組成中，煤炭消費(fèi)量在2006-2017年呈上升狀態(tài)，占比一直在90%左右，石油消費(fèi)呈下降狀態(tài)；電力消費(fèi)逐漸上升，且占比也越來越高；天然氣消費(fèi)總體也是呈上升狀態(tài)，但總體占比很小，到2017年也僅僅只有0.6%左右。

4 銅陵市碳排放及碳達(dá)峰分析

4.1 銅陵市碳排放核算

通過核算，銅陵市碳排放情況如下（圖2），在2006-2017年碳排量整體呈上升狀態(tài)，由2006年的441.0×104t上升至2017年的1217.1×104t，總體上翻了1.5倍左右。在碳排放來源構(gòu)成中，90%都由煤炭和電力碳排放作為主要來源，石油的碳排放占比一直在減少，2006-2017年天然氣碳排放量逐漸上升，但在2017年其占比也僅為0.2%左右。

4.2 銅陵市碳達(dá)峰預(yù)測分析

2006-2017年，銅陵市碳排放總量主要呈上升趨勢（圖3）。以2006-2017年銅陵市碳排放量進(jìn)行預(yù)測，在此期間銅陵市二氧化碳年均排放增長率為14%左右，若未來仍以此增速計(jì)算，銅陵市在2030年碳達(dá)峰值約為6163.9×104t；

本文模擬基準(zhǔn)情景、政策規(guī)劃情景、優(yōu)化政策情景三種情景對其進(jìn)行分析。

（1）基準(zhǔn)情景。這里根據(jù)銅陵市206-2017年能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的各能源消耗變量的年平均增長率計(jì)算平均值，其中煤炭年均增幅約0.01%，石油年均降幅約0.08%，天然氣年均增幅約0.05%，電力年均增幅約0.02%，煤炭、石油、天然氣及電力以2017年為基準(zhǔn)對未來能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測。

（2）政策規(guī)劃情景。在基準(zhǔn)情景的基礎(chǔ)上，結(jié)合銅陵市能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃以及國家能源發(fā)展長期規(guī)劃，鑒于國家提出非化石能源占比在2030年占比在25%以上，所以對于電力年均增幅設(shè)為1.36%；同時對煤炭消費(fèi)做出限制，煤炭占比年均降幅為1%～2%；石油占比年均降幅為0.02%；天然氣消費(fèi)占比年均增幅為0.5%～0.7%。以此幅度進(jìn)行計(jì)算。

（3）優(yōu)化政策情景。在政策規(guī)劃情景的基礎(chǔ)上，積極落實(shí)全民低碳經(jīng)濟(jì)意識，使銅陵市的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，假設(shè)電力消費(fèi)不變，石油消費(fèi)不變，進(jìn)一步降低煤炭消費(fèi)占比，提升天然氣消費(fèi)占比，預(yù)設(shè)煤炭消費(fèi)占比年均降幅為2%～3%；天然氣消費(fèi)占比年均增幅為1%～1.5%。

模擬結(jié)果為：

基準(zhǔn)情景：在此情境下，銅陵市碳排放量處于上升趨勢，到2030年其峰值量為4119.7×104t；其中化石能源的碳排放量降低，非化石能源（電力）的碳排放量上升。

政策規(guī)劃情景：相對于基準(zhǔn)情景，在政策規(guī)劃的影響下，碳排放量將在2029年達(dá)到最大，其峰值約為3913.7×104t；而在2030年其碳排放量下降至3910.1×104t。此時煤炭占比下降至65.99%，而電力占比上升至25.04%。

優(yōu)化政策情景：對比政策規(guī)劃情景，優(yōu)化后的碳達(dá)峰時間有所提前，在2027年達(dá)到最大峰值3832.3×104t；而在2030年其碳排放量下降至3809.7×104t，此時煤炭占比為58.71%、天然氣占比為16.22%（見圖4）。

4.3 結(jié)果討論

綜上所述，在三種能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)情景模擬下，其中在基準(zhǔn)情景下，從2018-2030年其碳排放量都是處于上升的趨勢，而政策和優(yōu)化情景下，都是在2030年之前達(dá)到峰值。

5 結(jié)論與對策

5.1 研究結(jié)論

（1）銅陵市在2006-2017年能源費(fèi)量整體呈上升狀態(tài)。其中，碳排放量由2006年的1345.4×104t，上升到2017年的3653.5×104t。從2006-2017年的能源消費(fèi)數(shù)據(jù)中，煤炭消費(fèi)一直占主要地位，由于近些年對于化石能源消費(fèi)的控制，電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)占比呈上升趨勢，由2006年的7.15%，上升至2017年的7.36%。而石油消費(fèi)則呈下降趨勢；天然氣消費(fèi)雖有所上升但占比依舊很少，由2006年不到0.1%，到2017年的0.62%。

（2）從情景模擬的結(jié)果來看，若以2006-2017年的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行達(dá)碳峰預(yù)測，那么直至2030年也不會出現(xiàn)峰值；要想提前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，還需要繼續(xù)優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，對各類能源進(jìn)行合理使用和消費(fèi)，同時為實(shí)現(xiàn)“碳中和”這一目標(biāo)與要求做鋪墊。

5.2 對策建議

（1）擁有明確目標(biāo)，發(fā)掘潛能。由于銅陵市屬于資源枯竭型城市，許多能源不可再生，因此需對能源的利用達(dá)到最大化，提高其利用效率，避免不必要的損失與能耗；可積極推進(jìn)新能源建設(shè)如氫能、氨能等發(fā)電可減少二氧化碳的排放。

（2）推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，定位清晰。隨著能源的不斷消費(fèi)，資源枯竭型城市終將面臨轉(zhuǎn)型。銅陵市經(jīng)濟(jì)發(fā)展相較于之前是有所下降的，面臨社會經(jīng)濟(jì)的高度發(fā)展，不得不做出改變，現(xiàn)階段在綠色節(jié)能、低碳環(huán)保的前提下，可大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)，并不斷優(yōu)化和改進(jìn)其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，走可持續(xù)發(fā)展道路。

（3）加大政策改革，構(gòu)建體系。盡管銅陵市近幾年頒布落實(shí)了許多減排政策，但僅僅對于不可再生資源的限制使用，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要加大對可再生能源的開發(fā)和使用，在政策改革上多多扶持，逐漸構(gòu)建出一個全新的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)體系。

（4）普及低碳生活，節(jié)能減排。將綠色節(jié)能、低碳環(huán)保的思想融入到群眾生活里，例如從日常的出行活動、住宅的節(jié)能改造及能源的循環(huán)利用等，一點(diǎn)一滴，養(yǎng)成低碳生活的好習(xí)慣，為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”這一目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。