我国二氧化碳排放的区域分析

书书书　第３０卷　第３期２０１０年５月第　四　纪　研　究ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹ　ＳＣＩＥＮＣＥＳＶｏｌ．３０，　Ｎｏ．３Ｍａｙ，２０１０ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１７４１０．２０１０．０３．０３文章编号　　１００１－７４１０（２０１０）０３－４６６－０７我国二氧化碳排放的区域分析曲建升①②　王　琴②　陈发虎②　曾静静①　张志强①　李　燕②（①中国科学院国家科学图书馆兰州分馆，中国科学院资源环境科学信息中心，兰州　７３００００；②兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室，兰州　７３００００）摘要　　利用我国能源统计数据，对我国及各省区的ＣＯ２排放总量、排放强度、人均排放量和排放密度进行了计算。通过分析发现我国ＣＯ２排放具有较为明显的东西部差异，总体表现为东部发达省区排放总量大、排放强度低、人均排放多、排放密度高的特点，而中西部尤其是西部地区则表现出相反的特征。在分析我国ＣＯ２排放区域特征的基础上，分析出现以上地域差异的主要原因，并针对区域减排行动可能存在的问题进行了探讨，提出以省区为单位，降低排放强度可以取得实际的、可跟踪的减排效果，但需要考虑到全国各省区在功能定位、减排成本、资源环境条件等方面的差别，以及建立基于技术与资金合作的联合减排机制的可行性和障碍等因素。主题词　　气候变化　温室气体　ＣＯ２　节能减排　中国中图分类号　　　Ｐ４６７　　　　文献标识码　　Ａ　　第一作者简介：曲建升　男　３７岁　副研究员　气候政策分析专业　Ｅｍａｉｌ：ｊｓｑｕ＠ｌｚｂａｃｃｎ　国家自然科学基金项目（批准号：４０８０１２３２）、中国科学院知识创新工程重要方向项目（批准号：ＫＺＣＸ２－ＹＷ－５０１）和国家科技支撑计划项目（批准号：２００７ＢＡＣ０３Ａ１１－０５）联合资助　　２００９－１２－１７收稿，２０１０－０１－２２收修改稿　１）由于数据统计口径的差别，本文未对台湾省、澳门和香港特别行政区进行评估分析；西藏的能源消费较低，且数据统计不完全，本文以“０”对待基于对人类活动导致的以二氧化碳（ＣＯ２）为主的温室气体的排放是目前所观测到的全球变暖的主要原因的认识［１］，国际社会自２０世纪９０年代开始对温室气体减排给予了格外关注，一系列的国际行动框架逐步建立。在最近几年，全球温室气体减排行动更是如火如荼地开展。由于碳减排义务的分配关系到历史责任和公平发展，因而也是一个国际政治的热点议题［２～４］。我国作为发展中大国，民生改善和发展的需求迫切，二氧化碳排放增长迅速，在国际碳排放格局中占有重要位置，因此备受国际各方关注［５，６］。在现阶段，我国不承担量化的碳减排义务，但从优化能源结构和产业结构，实现科学、可持续发展的角度，持续降低经济社会发展的能源成本和碳排放强度将是我国当前和下一阶段发展的基本需求和重要任务。我国已经在生态重建、可再生能源开发、节能减排等方面取得了显著成效［７］，面向２０２０年的自主减排、生物固碳和非化石能源发展目标也已经确立。但由于各个地区情况的不同，在过去的减排贡献上存在着一定的差别，在未来的节能减排责任分担上也应区别对待［８］。本文评估和分析了各省区在碳排放量、排放强度、人均排放量和排放密度等方面的区域差异，可以为我国确定低成本、高效率、区域协调的节能减排框架提供参考。１　数据来源和计算方法本文在筛选比较温室气体排放评价指标［９］的基础上，选取政府间气候变化专门委员会（ＩＰＣＣ）的参考方法（根据我国实际，对个别参数进行了适应性调整）［１０～１３］（参见书书书表１），利用《中国能源统计年鉴》［１４］和《中国统计年鉴》［１５］的数据，对我国１９８０～２００６及各省区２００６年ＣＯ２的排放总量、排放强度、人均排放量和排放密度等指标进行了估算和比较分析书书书１）。以评估能源表观消费量为基础的参考方法是联合国气候变化框架公约（ＵＮＦＣＣＣ）、ＩＰＣＣ和经合组织国际能源署（ＩＥＡ／ＯＥＣＤ）评估二氧化碳排放量的推荐和最常用的方法之一［６，１３，１６］。这一方法较好地控制了能源消费的“入口”和“出口”，抛除了未在本地消费的化石能源（包括一次能源和二次能源），可以更准确地反映当地产生的碳排放量，在国际碳排放评估中得到较广泛的应用。其计算方法参见公式（１）和（２），书书书表１列出了公式中的计算系数。　３期曲建升等：我国二氧化碳排放的区域分析表１　各类能源的热量转化系数、碳排放因子和碳氧化系数Ｔａｂｌｅ１　Ｈｅａｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆａｃｔｏｒｓ，ｃａｒｂｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｆａｃｔｏｒｓａｎｄｃａｒｂｏｎｏｘｉｄａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｆｏｓｓｉｌｆｕｅｌｓ燃料类型能源转换系数碳排放系数氧化系数／固碳率液体燃料一次燃料原油４２６２２００００９８二次燃料汽油４４８０１８９００９８煤油４４６７１９５５０９８柴油４３３３２０２００９８燃料油４０１９２１１００９８液化石油气４７３１１７２００９８石脑油４５０１２００００８０沥青４０１９２２００１００润滑剂４０１９２００００５０其他石油制品４０１９２００００９８固体燃料一次燃料原煤２０５２２４７４０９０二次燃料洗精煤２０５２２４７４０９０其他洗煤２０５２２４７４０９０型煤２０５２２４７４０９０焦炭２８２０２９５００９７煤焦油２８００２２０００７５气体燃料天然气４８００１５３００９９书书书　　数据来源于文献［６，１２，１３］ＥＣＯ２＝[∑（（Ａｉ×ｅｉ×ｃｉ）×１０－３－Ｓｉ）×ｏｉ×４４]１２（１）　　公式（１）中：ＥＣＯ２为某个国家或地区某年化石燃料燃烧产生的ＣＯ２排放总量；Ａｉ为某种类型化石燃料当年的表观消费量；ｅｉ为某种化石燃料的热量转化系数（热值，单位ＴＪ／１０３ｔ），即将燃料原始单位（表观消耗量）转换成通用热量单位（ＴＪ或其他热量单位）的转换系数；ｃｉ为某燃料的平均碳含量，即碳排放因子（燃料含碳量）；Ｓｉ为非燃料使用的化石燃料的固碳量；ｏｉ为燃料的碳氧化系数。需要指出的是，参考方法中的能源消费量为表观消费量，其计算公式为：Ａｉ＝Ｏｉ＋Ｉｉ－Ｅｉ－Ｂｉ－Ｒｉ（２）　　公式（２）中：Ａｉ表示当年某种化石燃料的表观消费量；Ｏｉ表示一次能源的年产量；Ｉｉ表示燃料的进口量；Ｅｉ表示燃料的出口量；Ｂｉ表示从事国际运输的飞机和船只的舱体燃料量；Ｒｉ表示燃料储备变化量，年终库存减年初库存，增加为正值，减少为负值。２　我国ＣＯ２排放的区域特征２１　我国ＣＯ２排放的总体趋势　　ＣＯ２排放与社会经济发展水平有着密切的联系。作为发展中大国，我国在ＣＯ２排放总量上居于高位，但我国的人均排放量总体低于世界平均水平，历史累计人均排放量更低。但由于我国发展水平和产业国际分工等方面的差异，我国的排放强度（单位ＧＤＰ排放量）要高于世界平均水平。这些排放特征反映了我国经济总量大、高能耗产业比重大、人口众多但生活水平相对较低等发展中国家的事实［４，７～９］。书书书图１显示了１９８０～２００６年间我国ＣＯ２排放总量与ＧＤＰ增长的关系，从中可以看出，２６年间我国经济总量增长了近４７倍，而ＣＯ２排放总量则增加了不到３７倍，而且我国经济增长对ＣＯ２排放的依赖程度逐步降低；书书书图２的排放强度曲线很好地反映了我国ＣＯ２排放强度快速降低的事实，而随着经济的发展和人民生活的改善，人均ＣＯ２排放持续增长，特别是２００１年以来，增长尤为迅速。图１　１９８０～２００６年我国ＣＯ２排放总量与ＧＤＰ增长的关系Ｆｉｇ１　ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｏｔａｌＣＯ２ｅｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＧＤＰｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｎＣｈｉｎａｄｕｒｉｎｇ１９８０～２００６图２　１９８０～２００６年我国的ＣＯ２人均排放量与排放强度Ｆｉｇ．２　ＣＯ２ｅｍｉｓｓｉｏｎｐｅｒｃａｐｉｔａａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎＣｈｉｎａｄｕｒｉｎｇ１９８０～２００６２２　我国各省区ＣＯ２排放量的比较分析２２１　各省区的ＣＯ２排放总量　　通过对２０００年后《中国能源统计年鉴》［１４］中各省区的能源消费情况进行对比发现，各省区各年的能源表观消费量增长情况比较一致。本文选取２００６年作为对各省区ＣＯ２排放量进行评估和分析７６４第　　四　　纪　　研　　究２０１０年的基准年。各省区的排放总量受到产业结构、能源结构、能效水平和经济总量等多因素的影响，从全国各省区排放总量分布图来看（书书书图３和书书书图４），排放量总体上由西向东递增，高排放区域主要集中在东部沿海发达地区和内蒙古、河南等少数内陆省份，总体形成内蒙古—河北—辽宁—山东—江苏—浙江的高排放地带（以环渤海区和长三角区为主）和珠三角高排放区。在王铮等［１７］和张雷［１８］开展的研究工作中也指出了类似的分布特征。本文使用基于表观消费量的ＩＰＣＣ参考方法［１２，１３，１６］，在评估山西省等个别能源输出大省的排放量时，会与基于能源直接消费量的计算方案存在一定的差异。２２２　各省区的ＣＯ２排放强度各省区国内生产总值（ＧＤＰ）与碳排放量有着密切联系［９，１７，１８］。本文对各省区碳排放量与其ＧＤＰ的相关性分析也表明，ＧＤＰ高的省区产生较高的ＣＯ２排放量，两者的相关系数ｒ＝０８２，相关性达到９９９％（书书书图３）。为了获得单位ＧＤＰ的ＣＯ２排放强度信息，本文对２００６年中国各省区ＣＯ２的排放强度进行了计算，结果表明（书书书图５）：宁夏、贵州和内蒙古居于高排放强度行列，其中，宁夏的排放强度高达９２１ｔＣＯ２／１０６元ＧＤＰ，而处于低位的海南省的排放强度不足０７４ｔＣＯ２／１０６元ＧＤＰ，宁夏的排放强度为海南的１２５倍。我国整体排放强度的分布趋势总体上表现出西北和西南地区高，而中东部地区低的特征，东南－华南沿海一线的排放强度明显处于全国较低的水平（书书书图６）。排放强度区域的巨大差异主要来自于产业结构、技术水平和能源结构的不同，从这一方面来说，改善高排放强度省区的产业结构和技术水平，降低这些区域的排放强度，可以以更低成本和更有效的方式推动节能减排。２２３　各省区人均ＣＯ２排放量一般意义上来说，在低碳经济格局尚未建立的情况下，人均排放量（排放量／人口数量）的高低直接反映了人民生活水平的高低和不同地区的人口对排放空间的占有程度［８］。通过对２００６年中国各省区人均ＣＯ２排放量的分析发现，内蒙古、宁夏、上海、天津和辽宁的人均排放量居于高位，各省区的人均排放量差距较大，如人均排放最高的内蒙古是海南省人均排放量的１２８５倍。除内蒙古、宁夏等少数省区外，人均排放量仍具有沿海发达地区高于内陆欠发达地区的特点，总体上反映了社会福利和经济水平的差别（书书书图７和书书书图８）。２２４　各省区ＣＯ２排放密度ＣＯ２排放密度反映了我国各省区的单位国土面积排放量之间的差异。本文采用ＣＯ２排放密度指标（排放量／国土面积），计算了２００６年各省区单位国土面积上的ＣＯ２排放情况。计算结果显示：高排放密度区主要分布在环渤海湾、长三角、珠三角等经济高度发达地区，其每平方公里的ＣＯ２排放量均在１８００ｔ之上，上海以２６６３８７７ｔ／ｋｍ２的排放密度遥遥领先于其他各省区，其排放密度是位居第二位的天津市的３２６倍，而西部地区每平方公里的ＣＯ２排放量总体在５００ｔ之下，其中内蒙古、海南、甘肃、新疆、青海和西藏的排放密度平均仅为１５２４４ｔ／ｋｍ２（图９和书书书图１０）。这主要是因为我国东部沿海各省区属于人口稠密、经济发达区，相对于我国西部地区而言，这些省区在较少的土地面积上排放了更多的ＣＯ２。３　二氧化碳排放区域差异的原因分析从以上分析可以发现，我国各省区的碳排放情况互有差异，总体而言东部发达地区在排放总量、人均排放量和排放密度上高于中西部地区，但东部地区的排放强度要低于中西部地区。这些区域特征的出现，主要因为东西部地区在经济总量、产业结构、能源结构、技术水平、人口数量和适宜居住的土地面积等方面存在较为明显的差异：１）东部地区在为国家做出高贡献同时，也排放了更多的ＣＯ２；２）高