覃小玲

(中山大學(xué) 新華學(xué)院，廣東 東莞 523133)

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廣州市居民生活能源消費(fèi)碳排放核算研究

覃小玲

(中山大學(xué) 新華學(xué)院，廣東 東莞 523133)

摘要：根據(jù)國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《省級(jí)溫室氣體排放清單編制指南》中化石燃料燃燒活動(dòng)的部門(mén)核算方法，以收集到的廣州市活動(dòng)水平數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，估算了廣州市2005～2014年居民生活能源消費(fèi)CO2排放量。結(jié)果表明：廣州市家庭碳排放由2005年的686.2×104 t上升至2014年的1891.1×104 t，年均增長(zhǎng)率達(dá)15.4 %。同時(shí)，將部門(mén)方法與參考方法的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩種方法核算結(jié)果的相對(duì)偏差在20%范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：廣州；生活能源消費(fèi)；碳排放

1引言

盡管頒布了一系列關(guān)于溫室氣體減排的多邊制度和國(guó)家政策，但相對(duì)于1970～2000年人為溫室氣體年均1.3 %的排放增長(zhǎng)率，2000～2010年年均增長(zhǎng)率上升為2.2 %，以致2010年人為溫室氣體排放量達(dá)490億tCO2當(dāng)量[1]。全球CO2濃度的增加主要是由于化石燃料的使用，并且全球溫度的升高很可能是由于人為溫室氣體濃度增加所導(dǎo)致[2]。因此，控制人為溫室氣體排放是減緩氣候變化的重要一環(huán)。居民生活消費(fèi)碳排放作為城市碳排放一個(gè)不可忽視的組成部分，在歐美國(guó)家，生活消費(fèi)碳排放占城市碳排放總量的30 %～40 %[3]；在英國(guó)，倫敦市家庭碳排放是最大的排放源，占倫敦總排放量的38 %[4]，并且英國(guó)城鎮(zhèn)居民碳排放明顯高于農(nóng)村居民[5]；在我國(guó)，城鄉(xiāng)居民生活能源碳排放呈上升趨勢(shì)，1995～2010年年均排放增長(zhǎng)率達(dá)8.0 %[6]。而隨著城市化水平和人居生活水平的提高，居民生活消費(fèi)相關(guān)的排放量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢(shì)[7]。因此，居民生活能源消費(fèi)碳排放研究對(duì)溫室氣體減排具有重要意義。

居民生活碳排放核算研究，在國(guó)家層面上，主要集中于碳排放在一定時(shí)期內(nèi)的變化趨勢(shì)、變化特征、影響因素及人均排放等方面的研究[8～11]，也有部分研究單獨(dú)針對(duì)農(nóng)村居民生活消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放[12～13]。在區(qū)域?qū)用嫔?，主要在生活消費(fèi)直接碳排放、間接碳排放、空間自相關(guān)性、城鄉(xiāng)碳排放差異等方面進(jìn)行了相關(guān)分析。而在城市層面上，北京、南京、上海、天津、開(kāi)封、德州、昆明、廈門(mén)等城市展開(kāi)了相關(guān)探索[14～26]，其研究需要的能耗數(shù)據(jù)來(lái)自統(tǒng)計(jì)年鑒或?qū)嵉貑?wèn)卷調(diào)查，核算方法主要包括模型法和碳排放系數(shù)法。

廣州作為中國(guó)南方第一大城市，初步建成具有較強(qiáng)全球輻射力的國(guó)際商貿(mào)中心和我國(guó)南方對(duì)外政治、經(jīng)濟(jì)、文化交流的核心門(mén)戶。廣州市在居民生活消費(fèi)碳核算的研究較為缺乏，主要集中在影響因素[27]、排放特征[28]、空間差異[29]等方面，大多采用政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)(IPCC)提供的缺省方法與排放系數(shù)，對(duì)于采用適用于我國(guó)碳排放估算方法的研究較少，且在不確定性分析上較為鮮見(jiàn)。因此，結(jié)合我國(guó)省級(jí)碳排放核算的部門(mén)方法和參考方法指南，對(duì)廣州市2005～2014年居民生活碳排放進(jìn)行測(cè)算、分析與驗(yàn)證，具有一定理論研究意義，研究結(jié)果不僅可引導(dǎo)居民走向低碳消費(fèi)生活模式，也可以為廣州市低碳城市建設(shè)和相關(guān)決策提供一定理論依據(jù)。

2核算方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1居民生活消費(fèi)碳排放的界定

碳排放指溫室氣體的排放，本研究?jī)H考慮CO2排放。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界對(duì)家庭碳排放進(jìn)行了一系列研究，但對(duì)于家庭碳排放的研究?jī)?nèi)容與邊界尚未形成共識(shí)[30]?；谇叭搜芯縖10，14，20，21，30]，居民生活碳排放包括直接排放和間接排放，直接排放指以照明、制冷、供暖、炊事、出行等為目的而直接消費(fèi)能源而產(chǎn)生的碳排放，直接排放又可分為住房和交通兩個(gè)部分[31]；間接排放來(lái)源于非能源商品和服務(wù)在全生命周期中所消耗的能源。本研究基于廣州市可獲取的數(shù)據(jù)，僅考慮與住房相關(guān)的直接能源消費(fèi)碳排放，其能源消費(fèi)類(lèi)型分為一次能源和二次能源，主要包括煤炭、液化石油氣(LPG)、煤氣、天然氣和電力。

2.2居民生活碳排放核算方法

本研究居民生活碳排放估算方法主要以國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《省級(jí)溫室氣體排放清單編制指南(試行)》[32]為方法學(xué)指導(dǎo)，采用部門(mén)方法與參考方法相結(jié)合。部門(mén)方法是一種自下而上(bottom-up)需要依據(jù)行業(yè)、技術(shù)、燃燒條件及燃料屬性等確定排放因子，且計(jì)算精度相對(duì)較高、不確定性程度相對(duì)較低的方法[33]。而參考方法是一種自上而下(top-down)相對(duì)較易獲取統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和計(jì)算的方法，一般用于部門(mén)方法的驗(yàn)證和交叉檢查[33]。將兩種計(jì)算方法得出的碳排放量結(jié)果進(jìn)行比較，若出現(xiàn)明顯差異，則說(shuō)明核算過(guò)程采用的能源消費(fèi)量、低位熱值量、含碳量及氧化率等數(shù)據(jù)可能存在問(wèn)題。部門(mén)方法計(jì)算公式如下：

(1)

公式(1)中，ADi表示居民生活分品種能源消費(fèi)量，TJ或kW·h，化石燃料消費(fèi)量由化石燃料消費(fèi)的實(shí)物量與低位發(fā)熱值確定；EFi為居民生活部門(mén)分品種能源的CO2排放因子，kg/TJ或kg/kW·h，化石燃料排放因子基于各種化石燃料品種的含碳量及主要燃燒設(shè)備的碳氧化率確定，電力排放因子根據(jù)不同年份不同區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子確定；i表示能源類(lèi)型。參考方法計(jì)算公式如下：

憂生活消費(fèi)碳排放量=AD×EF

(2)

公式(2)中，AD表示居民生活能源消費(fèi)總量，kg標(biāo)準(zhǔn)煤；EF表示居民生活部門(mén)CO2排放因子，kg/ kg標(biāo)準(zhǔn)煤。

2.3數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究數(shù)據(jù)包括2005～2014年廣州市居民生活消費(fèi)分品種能源量及相應(yīng)的低位熱值量、含碳量與氧化率。其中，分品種能源量來(lái)自廣州統(tǒng)計(jì)年鑒[34]和廣州統(tǒng)計(jì)信息網(wǎng)中的年度報(bào)表[35]，低位熱值取自《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒2014》[36]，含碳量和氧化率均取自《省級(jí)溫室氣體排放清單編制指南(試行)》[32]，具體數(shù)值見(jiàn)表1。

表1　不同燃料類(lèi)型的低位熱值、含碳量和氧化率

注：*為原煤、洗精煤和洗中煤的平均值； *單位為kJ/m3。

電力消費(fèi)過(guò)程沒(méi)有直接CO2排放，廣州市的電力并非全部來(lái)自火電，對(duì)于非火電部分排放要進(jìn)行相應(yīng)扣減，2007～2014年南方區(qū)域電網(wǎng)電力的CO2排放因子來(lái)自中國(guó)清潔發(fā)展機(jī)制網(wǎng)[37]，2005～2006年排放因子由于不可獲取而根據(jù)2007～2014年數(shù)據(jù)進(jìn)行推算。2005～2007年標(biāo)準(zhǔn)煤排放因子來(lái)自胡初枝等[38]，2008年及后的標(biāo)準(zhǔn)煤排放因子取自馮蕊等[22]。

3結(jié)果分析

3.1分年份居民生活消費(fèi)碳排放

圖1為廣州市2005～2014年居民生活能源消費(fèi)CO2排放量，整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，由2005年的686.2×104t上升至2014年的1891.1×104t，年均增長(zhǎng)率達(dá)15.4 %。同期廣州市人均可支配收入由2005年的1.8萬(wàn)元增加到2014年的4.6萬(wàn)元，年均增長(zhǎng)率為10.8 %[35]，居民生活消費(fèi)碳排放的持續(xù)上升與居民收入水平的增加可能存在一定關(guān)系[28]。圖1中還顯示了2009-2010年廣州市居民生活碳排放量猛然上升趨勢(shì)，由2009年的828.6×104t上升至2010年的1663.9×104t，這主要與2010年廣州市居民生活電力消費(fèi)的大量增加有關(guān)。

3.2分能源品種居民生活消費(fèi)碳排放

圖1　廣州市2005～2014居民生活碳排放總量

圖2為廣州市2005～2014年分能源品種居民生活消費(fèi)CO2排放量。由圖可知，首先，電力對(duì)居民生活碳排放的貢獻(xiàn)最大，高達(dá)73.9 %～85.9 %，這可能是因?yàn)榭照{(diào)、電磁爐、微波爐、電熱水器等多種類(lèi)大功率家用電器逐漸進(jìn)入家庭，導(dǎo)致電力消耗量也逐年上升，家庭用電量是影響居民生活消費(fèi)CO2排放的主導(dǎo)因素[19]。其次，天然氣的碳排放量與煤氣的碳排放量此起彼伏，這可能與管道煤氣和更清潔的管道天然氣的循序推進(jìn)有關(guān)。再者，由于炊事燃煤的使用量逐年下降，由2005年的12.9×104t降至2014年的0.3×104t，并且居民環(huán)保意識(shí)的增加和政府對(duì)使用潔凈能源的鼓勵(lì)，使得2007年后煤炭CO2排放量不足0.1 %。

圖2　廣州市2005～2014年居民生活分能源品種CO2排放量

3.3參考方法核算結(jié)果

利用參考方法估算廣州市居民生活消費(fèi)碳排放量，2005～2014年其總量整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，由2005年的809.1×104t上升到2014年的2082.0×104t，年均增長(zhǎng)率為11.4 %。由表2可知，兩種計(jì)算方法計(jì)算的碳排放量在2005～2014年均存在不同程度的相對(duì)偏差，但基本控制在20 %的可接受范圍內(nèi)，并無(wú)顯著差異。造成計(jì)算結(jié)果差異的原因主要有兩個(gè)方面，一方面，二者采用的能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不相同，部門(mén)方法采用的是分品種能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，參考方法直接采用居民生活總能源消費(fèi)數(shù)據(jù)。另一方面，二者采用的排放因子亦有區(qū)別，前者采用分能源品種由碳含量與氧化率所確定的排放因子，后者則直接采用IPCC提供的缺省值。

4不確定性分析

在獲取活動(dòng)水平數(shù)據(jù)和排放因子的過(guò)程中由于存在統(tǒng)計(jì)誤差、試驗(yàn)誤差或估算方法的局限性，因此會(huì)造成碳排放結(jié)果的不確定性[39]。不確定性分析是構(gòu)成一個(gè)完整碳排放核算過(guò)程的重要環(huán)節(jié)。不確定性分析方法包括定性分析法、半定量分析法和定量分析法。由于本研究缺乏采用定量分析法需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此對(duì)廣州市居民生活碳排放結(jié)果進(jìn)行定性不確定性分析。

表2　部門(mén)方法與參考方法結(jié)果比較

居民生活碳排放與能源消費(fèi)量、低位熱值、含碳量及氧化率等密切相關(guān)。不同統(tǒng)計(jì)口徑的能源消費(fèi)量數(shù)據(jù)可能存在不一致，而活動(dòng)水平的不確定會(huì)導(dǎo)致排放結(jié)果的不確定。煤炭低位熱值與含碳量的選取是根據(jù)不同煤種取平均值得到，這可能與廣州市的實(shí)際情況存在一定差異。對(duì)于生活消費(fèi)部門(mén)，廣州市統(tǒng)計(jì)資料中沒(méi)有相關(guān)能源品種消費(fèi)信息和數(shù)據(jù)的，本研究認(rèn)為沒(méi)有此類(lèi)能源的消耗，因此僅核算了電力、煤炭、LPG、煤氣、天然氣等能源的碳排放，這可能會(huì)造成排放結(jié)果的低估。本研究在LPG、煤氣、天然氣等燃料的CO2排放上采用了IPCC的缺省排放因子，未體現(xiàn)本地化特征，其不確定性相對(duì)較大，而電力排放估算采用中國(guó)區(qū)域電網(wǎng)排放因子，其不確定性相對(duì)較小。此外，本研究考慮了不同燃料類(lèi)型的氧化率，有利于降低估算結(jié)果的不確定性。因此，盡可能采用統(tǒng)一口徑的活動(dòng)數(shù)據(jù)與本地化排放因子，考慮更全面的能源類(lèi)型是今后研究改進(jìn)的方向。

5結(jié)論與建議

(1) 利用部門(mén)方法計(jì)算廣州市居民生活消費(fèi)CO2排放量，由2005年的686.2×104t上升至2014年的1891.1×104t，年均增長(zhǎng)率達(dá)15.4 %，其整體趨于上升，并且電力導(dǎo)致的碳排放在總排放量中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，達(dá)73.9 %～85.9 %。

(2) 比較了部門(mén)方法與參考方法的估算結(jié)果，二者相對(duì)偏差基本在20 %以內(nèi)，CO2排放量計(jì)算結(jié)果相差不顯著。

(3) 為促進(jìn)廣州市低碳城市建設(shè)，建議繼續(xù)更大范圍推進(jìn)潔凈能源的使用和提高更廣大居民的環(huán)保意識(shí)；倡導(dǎo)合理使用大功率家用電器，節(jié)約用電；此外，轉(zhuǎn)變居民生活習(xí)慣和觀念認(rèn)知，引導(dǎo)低碳消費(fèi)模式和生活方式；基于廣州碳排放權(quán)交易所平臺(tái)，采用激勵(lì)手段，將居民生活碳排放納入碳交易體系。

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收稿日期：2016-04-18

作者簡(jiǎn)介：覃小玲(1986—)，女，碩士，助教，主要從事溫室氣體清單及協(xié)同效益方面的教學(xué)與研究工作。

中圖分類(lèi)號(hào)：F062.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944(2016)12-0073-04

Research on Estimation of Carbon Emissions on Household Energy Consumption in Guangzhou

Qin Xiaoling

(XinhuaCollegeofSunYat-senUniversity,Dongguan523133,China)

Abstract:Under the context of addressing global climate change, development of low-carbon city is one key procedure. Based upon the collected activity data,a household CO2 emission inventory between 2005 and 2014 was estimated for Guangzhou with the use of the sector-based method ofGuidelines for Provincial Greenhouse Gas Emission Inventoriesissued by the National Development and Reform Commission. The results showed that the household CO2 emission increased from 6.86 million tons to 18.91 million tons during the past ten years from 2005 to 2014, with an average annual growth rate of 15.4%. Meanwhile, a comparison was made between the estimated emissions by using sector-based method and referenced method. The results indicated that the relative deviations were at the range of 20%.

Key words:Guangzhou; household energy consumption; carbon emissions