朱嬋瓔，王讓會

（南京信息工程大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京210044）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，溫室氣體的濃度明顯增加，導(dǎo)致全球氣候變暖，為了控制這種局面，專家們提出了低碳發(fā)展經(jīng)濟(jì)、低碳生活等理念，碳排放等問題日趨成為近年來國內(nèi)外生態(tài)學(xué)研究的新的熱點領(lǐng)域．國內(nèi)許多學(xué)者應(yīng)用了不同的方法計算了中國碳排放量及其變化特征［1－5］、而更多的學(xué)者則將能源消費的問題與碳排放結(jié)合研究［6－11］．近年來許多國家的研究都表明由家庭消費帶來的能源消費及溫室氣體排放比例越來越不容忽視［12－15］．總體來說，在大多數(shù)學(xué)者的研究內(nèi)容中，具體分析各行業(yè)的碳排放特征居多，而對于各能源的具體排放變化則分析較少．本研究基于能源消費統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析了江蘇省能源消費碳排放的特征，其中在時間序列上具體分析各行業(yè)的碳排放特征以及時間序列上各能源的碳排放特征．

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1．1 數(shù)據(jù)來源 本研究涉及到的能源主要為一次消費能源，包括原煤、焦炭、汽油、柴油、煤油、天然氣等．?dāng)?shù)據(jù)主要來源于《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國能源統(tǒng)計年鑒》、《江蘇省統(tǒng)計年鑒》以及《IPCC溫室氣體評估報告之各能源排放系數(shù)》［16］．

1．2 研究方法 能源消費碳排放量采用：

其中，C為碳排放總量，104t；Ei為能源i消費量，按標(biāo)準(zhǔn)煤計，104tce；Qi為能源i碳排放系數(shù)，（104t）／（104tce）；i為能源種類，取8類（表1）．

表1 各能源碳排放系數(shù)

2 結(jié)果與分析

2．1 江蘇省能源消費結(jié)構(gòu)分析 從表2可以看出，隨著近幾年來江蘇省經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，2002－2010年主要的能源消費以煤炭、原油、焦炭為主，其次是柴油、汽油、燃料油、煤油和天然氣．煤炭是鋼鐵、水泥及其他工業(yè)、制造業(yè)生產(chǎn)的重要燃料，所以在總能源消費中占主導(dǎo)地位，其能源消費總量從2002年的96．09Mtce到2010年的25．77Mtce，增長了2．7倍，年平均增長率為14．8%，其中2005年能源消費總量增長最快，高達(dá)26%，這說明，社會發(fā)展、經(jīng)濟(jì)增長是以能源消費為前提的，自2002年金融危機(jī)以后，隨著各個國家經(jīng)濟(jì)情況的逐漸好轉(zhuǎn)以及受國內(nèi)各種宏觀調(diào)控政策的影響，一大批高耗能設(shè)施與高耗能工業(yè)項目集中上位，從而使得能源消費量隨時間序列逐漸增加．

表2 2002－2010年主要能源消費情況

其中時間序列上面各能源消費結(jié)構(gòu)變化很大．從表2可以看出，雖然各能源都有逐年增加，但是在主要的能源消費中，煤炭消費量占能源消費總量的比重從2002年的72%下降到2010年的64%，2006年以前煤炭消費量平均約占總能源消費量的70．5%，而到2010年其平均比重減少為66．7%，原油消費量占能源消費總量的比重從2002年的21%下降到2010年的17%，而焦炭消費量占能源消費總量的比重從2002年的4%上升到2010年的10%，這說明，自2002年江蘇省的高爐煉鐵、機(jī)械鑄造、電石生產(chǎn)、加工鐵合金、化肥化工制氣和高科技高附加值產(chǎn)業(yè)等正逐步發(fā)展起來．而次要的能源消費（除了天然氣）所占的比重都有所下降，其中值得一提的是天然氣消費量占能源消費總量的比重從2002年的0．1%上升到2010年的3%，這主要源于國家實施的“西氣東輸”計劃，此計劃對于調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)環(huán)境狀況改善具有重大意義．研究表明［17］，天然氣平均能源利用效率比煤炭高30%，120億m3天然氣相當(dāng)于9Mtce，每年可以減少大氣污物排放量二氧化硫13．5萬t、氮氧化物15．3萬t、粉塵27萬t．

2．2 各年碳排放總量分析 由公式1及表1和表2可得出江蘇省各年碳排放總量變化趨勢（圖1），隨著江蘇省社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，碳排放增長與工業(yè)化和城市化進(jìn)程中的能源消費結(jié)構(gòu)的演變密不可分．從圖中可以看出，從2002－2010年各年碳排放總量總體呈現(xiàn)增加趨勢，年均增長12．5%．其中2005年碳排放量為2002年的2．1倍，增加趨勢明顯．自2006以來，江蘇省碳排放總量增加趨勢有所緩和，主要是因為在此期間，國家“十一五”規(guī)劃的實施，政府采取了一系列有力措施，淘汰落后產(chǎn)能、實施重點節(jié)能工程等，不斷提高能源利用效率，降低能耗強(qiáng)度，演進(jìn)了能源結(jié)構(gòu)，從而使得碳排放總量上升速度有所下降．

圖1 2002－2010年碳排放總量變化特征

2．3 碳排放量與碳排放強(qiáng)度及國民生產(chǎn)總值的關(guān)系 碳排放強(qiáng)度是指單位國內(nèi)生產(chǎn)總值增長產(chǎn)生的碳排放量，即碳排放量與GDP的比值［17］．根據(jù)2002－2010年碳排放總量及各年全省生產(chǎn)總值可以計算出：

碳排放總量增加是由于能源消費量的增加所致，由表3可以看出，碳排放總量與GDP都隨著時間序列呈現(xiàn)出增長趨勢，2002年以來能源消費碳排放總量增長顯著，但能源消費碳排放總量增長速率12．5%小于GDP的增長速率18．6%，這一現(xiàn)象特別表現(xiàn)在2005年以后，衡量單位GDP碳排放量的指標(biāo)（即碳排放強(qiáng)度）在2005年之前變化緩慢，而之后由于能源消費碳排放總量增長速率7．5%，遠(yuǎn)小于GDP的增長速率17．6%，從而導(dǎo)致各年碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)以年均5．2%幅度的下降趨勢，這主要是由于相關(guān)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和能源利用率提高所引起的．就一個地區(qū)的發(fā)展歷程而言，碳排放強(qiáng)度可以反映其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時對減緩氣候變化的貢獻(xiàn)，碳排放強(qiáng)度下降率可反映能源利用和相應(yīng)碳排放的經(jīng)濟(jì)效益提高程度［18］．何建坤等［17］認(rèn)為，碳排放強(qiáng)度的下降率大于國內(nèi)生產(chǎn)總值的增長率時才能實現(xiàn)碳的絕對減排，經(jīng)比較可知江蘇省經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，還未實現(xiàn)CO2絕對減排．

表3 2002－2010年碳排放總量、碳排放強(qiáng)度及GDP的變化

2．4 2002－2010年第一產(chǎn)業(yè)各能源消費碳排放特征 江蘇省第一產(chǎn)業(yè)主要的碳排放來自原煤和柴油的消費，其中柴油的碳排放量由2002年的50．83萬t增長到2010年的1．45Mt，年均增長率為98%，在第一產(chǎn)業(yè)中碳排放量所占的比重較大；而原煤的碳排放量2002－2004年減少了21%，2004－2006年又有了約同幅度的增加與減少，2006年后其碳排放量則保持在約47．67萬t，一直到2010年才回落到38．29萬t，總體呈現(xiàn)出下降趨勢；其次是汽油的消費，其碳排放量2006年之前一直呈現(xiàn)增長趨勢，年均增長率為13．4%，之后出現(xiàn)波動式增長的特征，到2010年增長到10．21萬t左右；煤油的碳排放量相對較少，整體呈現(xiàn)波動式減少的特征．

表4 2002－2010年第一產(chǎn)業(yè)各能源消費碳排放數(shù)據(jù) 104t

2．5 2002－2010年第二產(chǎn)業(yè)各能源消費碳排放特征

2．5．1 工業(yè)中各能源消費碳排放特征 工業(yè)生產(chǎn)部門能源消耗的持續(xù)增長是我國能源消耗總量增長的主要驅(qū)動因子．原煤、焦炭在我省工業(yè)能源消費中所占比重最大，是工業(yè)部門中熱和動力、鋼鐵、水泥及其他工業(yè)和制造業(yè)生產(chǎn)的重要燃料．工業(yè)中各能源結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以各能源碳排量的大小差異甚大．原煤的碳排放量最大，在2008年之前年均以9．66%的速度增加，之后略有回落，2010年原煤的碳排放量與2007年持平，這主要是由于部分行業(yè)技術(shù)改進(jìn)的結(jié)果，如三峽工程建成后，電力的原煤消費減少，其中一部分由水利發(fā)電所代替；焦炭的碳排放量排在次席，從2002年的3．89Mt增長到2010年的22．76Mt，年均增長30．8%，這主要源于鋼鐵、機(jī)械等重工業(yè)的產(chǎn)量有明顯增加；洗精煤的碳排放量總體呈上升趨勢，2010年比2002年總體增加了17．63%；而其他洗煤的碳排量自2005以后逐漸減少趨于25萬t左右．

燃料油和柴油的碳排放量排高于原油和汽油的碳排放量，燃料油的碳排放量2004年之后由1．5 Mt減少到2010年的65萬t；柴油2004年的排放量比2002年的增加了1．52%，到2007年底一直維持在72萬t左右，而之后其排放量出現(xiàn)波動式減少的特征．在汽油、原油、煤油碳排放中，汽油2003年的排放量比2002年增長了29．8%，而自2003年之后則一直維持在26萬t左右浮動變化；原油由2002年14．48萬t減少到2010年的5．97萬t，減少了大約1／2．43；煤油的碳排放也呈平穩(wěn)小幅度變化趨勢，到2010年底上述兩者的碳排放量都有所減少．

隨著能源結(jié)構(gòu)的演變，工業(yè)中各種氣體能源的碳排放量也有不同程度的變化，其中其他煤氣在所有氣體能源碳排放中的比重最大，并且以年均5．73%的速度增加，但到2010年由于能源結(jié)構(gòu)的變換，被其他能源所代替，其消費量突然減少，從而導(dǎo)致其他煤氣的碳排放量也急劇減少；其次是煉廠干氣和液化石油氣，煉廠干氣這幾年的碳排放量呈波動增加趨勢；液化石油氣的碳排放量總體呈現(xiàn)減少的特征；天然氣碳排放量自2004年之后以年均85．33%的速度增長，增長速度最快，這正好反映了江蘇省能源消費結(jié)構(gòu)里天然氣、煉廠干氣這類優(yōu)質(zhì)能源逐漸受到青睞的狀況，也證實了江蘇省優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)政策的有效性．

表5 2002－2010年工業(yè)各能源消費碳排放數(shù)據(jù) 104t

2．5．2 建筑業(yè)中各能源消費碳排放特征 在建筑業(yè)中柴油的碳排放量所占比重最大，特別是2005年后隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活水平顯著提高，購房的人越來越多，促進(jìn)了建筑業(yè)的發(fā)展，使得柴油的碳排放增長明顯，由2005年的5．9萬t增長至2010年的22．57萬t，年均增長了33．34%；而原油碳排放量近幾年增長速度比較緩慢；汽油及其他能源的碳排放量在建筑業(yè)中稍有所減少，這可能是由于先進(jìn)技術(shù)以及器械的引進(jìn)，提高了能源的利用效率．

表6 2002－2010年建筑業(yè)各能源消費碳排放數(shù)據(jù) 104t

2．6 2002－2010年第三產(chǎn)業(yè)各能源消費碳排放特征

2．6．1 批發(fā)和零售貿(mào)易及餐飲業(yè)中各能源消費碳排放特征 在批發(fā)和零售貿(mào)易及餐飲業(yè)中原煤的碳排放比重最大，2004年后由于此行業(yè)迅猛發(fā)展，大大增加了能源利用，造成碳排放量急劇增加，導(dǎo)致2005年碳排放量達(dá)到最高的42．33萬t，并帶來了一定的負(fù)效應(yīng)，為達(dá)到節(jié)能減排的目的，提高能源利用率，采用優(yōu)質(zhì)能源代替之后，原煤的碳排放在2010年回落到18．90萬t，但仍然遠(yuǎn)高于其他能源的碳排放量；柴油的碳排放量呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，到2010年減少到0．37萬t，與2002年相比減少了1／21．2；汽油碳排放量總體呈現(xiàn)波動式減少的特征；煤油的碳排放量隨著時間序列的變化呈現(xiàn)出急速減少的特征，由2002年的1．15萬t減少到2003年的0．09萬t，減少了1／12．7，2003年之后其碳排量減少速度有所減緩．在氣體能源中，液化石油氣作為新型燃料，由于其熱值高、無煙塵、無炭渣，操作使用方便，已廣泛地進(jìn)入人們的生活領(lǐng)域，所以自2006年以后其消費量迅速增加，從而導(dǎo)致其碳排放量也急劇增加，到了2010年由于能源結(jié)構(gòu)的改變，又比2009年能源碳排放減少了50%，總體來說，液化石油氣的碳排量要高于天然氣的3至5倍．

表7 2002－2010年批發(fā)和零售貿(mào)易及餐飲業(yè)各能源消費碳排放數(shù)據(jù) 104t

2．6．2 交通運輸、倉儲及郵電通訊業(yè)中各能源消費碳排放特征 交通運輸、倉儲及郵電通訊業(yè)中，汽油和柴油是主要碳排放源，這兩種能源的碳排放量一直呈現(xiàn)增加的趨勢，到2010年兩者的碳排放量都達(dá)到了2．2Mt以上，與2002年相比分別增加了2．1、3．2倍；原煤、燃料油和煤油的碳排放量近幾年都未超出40萬t，原煤碳排放量分兩個階段變化，2002－2005年呈現(xiàn)出波動式增加的趨勢，2005－2010年則呈現(xiàn)出以年均減少率為6．9%的速度緩慢減少的特征；燃料油碳排放量總體呈現(xiàn)出波動式增加的特征，2003－2005年先以42．8%的速度增長到13．98萬t，之后以16%的速度增長到2005年的16．21萬t，在2006年其碳排放量急劇減少，自2007年之后又以20．6%的速度增長；煤油的碳排放量一直呈現(xiàn)快速增長趨勢，2003年碳排放量4．95萬t，比2002年增長了246．5倍，之后則以年均增長率為22．8%的速度持續(xù)增加．在氣體能源方面，天然氣和液化石油氣的碳排放量自2007年之后迅猛增長，這說明自“十一五”規(guī)劃以后，為了更好地保護(hù)環(huán)境，節(jié)能減排，碳排放量少的新能源、優(yōu)質(zhì)能源正在逐漸為人們所利用，慢慢代替了傳統(tǒng)的能源利用．

表8 2002－2010年交通運輸、倉儲及郵電通訊業(yè)各能源消費碳排放數(shù)據(jù) 104t

2．7 2002－2010年生活消費中各能源消費碳排放特征 生活消費中原煤和汽油的碳排放比重最大，近幾年中原煤碳排放量主要呈現(xiàn)減少趨勢；由于2006年之后人民生活水平有所提高，為了出行方便對私家車的購買需求也大大增加，汽油以年均23．5%呈現(xiàn)大幅度增加的特征；在氣體能源方面，液化石油氣的碳排放比重最大，年均碳排放量約為69．67萬t，遠(yuǎn)高于其他氣體能源；天然氣的排放量也由于傳統(tǒng)能源逐漸被新型能源所代替及能源結(jié)構(gòu)的改變而大大增加，到2010年其排放量高于2003年約48．5倍，這說明以天然氣代替煤，用于采暖，發(fā)電等，是緩解能源緊缺、降低燃煤發(fā)電比例，減少環(huán)境污染等的有效途徑．

表9 2002－2010年生活消費各能源消費碳排放特征 104t

2．8 各產(chǎn)業(yè)能源碳排放量總體特征對比 近幾年各產(chǎn)業(yè)在時間序列上的能源消費碳排放特征如2所示，2002－2010年各行業(yè)碳排放總量逐年增加，2005年之前增長速度較快，年均增長率為22．9%，其后增長速度有所下降，年均增長率為8．7%，到2010年底各行業(yè)碳排放總量達(dá)到220．76Mt，是2002年的2．5倍．其中第一產(chǎn)業(yè)所占總碳排放量比重最小，并且增長速度緩慢；第二產(chǎn)業(yè)由于具有生產(chǎn)的特殊性，在加工生產(chǎn)的同時消耗大量的煤炭等能源從而造成其在總碳排放量中比重最大，年均增長14．9%，由圖可以看出第二產(chǎn)業(yè)能源消費碳排放量還會持續(xù)保持上升趨勢，這是江蘇省達(dá)到節(jié)能低碳所面臨的一個重要問題；第三產(chǎn)業(yè)和生活消費之間總體來說保持水平發(fā)展，年均增長率分別是2．23%和3．4%．

圖2 各產(chǎn)業(yè)能源碳排放特征

3 結(jié)論與討論

1）隨著江蘇省經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展、科技的進(jìn)步及能源結(jié)構(gòu)的演變，基于江蘇省能源消費數(shù)據(jù)的分析，得出2002－2010年江蘇省主要的能源消費以煤炭、原油、焦炭為主，而能源消費總量和能源消費碳排放總量都呈現(xiàn)增加的趨勢，較2002年分別增長了2．7倍和2．5倍，年增長率為14．8%和12．5%．

2）在近幾年各產(chǎn)業(yè)空間的碳排放量中，第二產(chǎn)業(yè)的能源消費是主要的碳排放來源，年均增長率為14．9%，其中，工業(yè)占主導(dǎo)地位，年均碳排放量為51．85Mt；生活消費和第三產(chǎn)業(yè)次之，年均增長率分別是2．23%和3．4%．而在第二產(chǎn)業(yè)中工業(yè)又是重中之重，由于江蘇省近幾年不可避免的要以工業(yè)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，所以這是節(jié)能減排、低碳發(fā)展經(jīng)濟(jì)所面臨的重大問題．在各產(chǎn)業(yè)中，第一產(chǎn)業(yè)碳排放以原煤、柴油為主，第二產(chǎn)業(yè)中原煤是工業(yè)碳排放的主要來源，年均碳排放量為31．15Mt；柴油是建筑業(yè)的碳排放主體．生活消費能源碳排放中，汽油、原煤所占比重最大．而第三產(chǎn)業(yè)中，原煤、柴油仍然是批發(fā)和零售貿(mào)易餐飲業(yè)的碳排放主體，交通運輸、倉儲及郵電通訊業(yè)中，柴油和汽油是主要碳排放源．

3）由于只有碳排放強(qiáng)度的下降率大于國內(nèi)生產(chǎn)總值的增長率時才能實現(xiàn)碳的絕對減排，江蘇省能源碳排放總量增長速率小于GDP的增長速率，導(dǎo)致各年碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)以年均5．2%幅度的下降趨勢，這主要是由于相關(guān)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和能源利用率提高所引起的，更進(jìn)一步表明在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，江蘇省還未實現(xiàn)CO2的絕對減排．

4）對于以工業(yè)為主發(fā)展經(jīng)濟(jì)的江蘇省來說，原煤、柴油、焦炭、汽油等能源一直占有主導(dǎo)地位，而液化石油氣、天然氣以及其他可再生低碳新能源的利用率很低，導(dǎo)致江蘇省CO2排放持續(xù)增長，由此可知，為了減少對化石燃料的依賴，達(dá)到環(huán)境保護(hù)與低碳健康發(fā)展、健康生活的目的，要改變現(xiàn)在的能源消費結(jié)構(gòu)，提高碳排放低的優(yōu)質(zhì)能源與新可再生能源在消費總量中的比重．

5）政府部門應(yīng)該完善節(jié)能低碳體制法規(guī)，盡量減少高耗能機(jī)械與項目的發(fā)展，對現(xiàn)有的高耗能企業(yè)，加快部門能源向低能耗、高效益方向發(fā)展，減少低質(zhì)能源生產(chǎn)所帶來的對環(huán)境的污染程度．引進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)、低耗能產(chǎn)業(yè)，帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展并且引導(dǎo)全民低碳節(jié)能．

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