中國資源型城市CO2排放比較研究

馮相昭+蔡博峰+王敏+王金南+曹麗斌

摘要 城市，特別是資源型城市，作為踐行國家應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略行動的重要主體，在綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型以及生態(tài)文明建設(shè)進程中正面臨諸多現(xiàn)實挑戰(zhàn)。資源型城市能否實現(xiàn)低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型，關(guān)乎我國在國際社會上承諾的中長期碳減排目標能否最終實現(xiàn)。為此，本研究基于中國高空間分辨率網(wǎng)格數(shù)據(jù)（CHRED），綜合運用DPSIR（驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)）、分類比較研究和情景分析等方法，對我國126個資源型城市的CO2排放特征進行了系統(tǒng)分析，揭示了這些城市在能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面面臨的諸多挑戰(zhàn)，分析了這些城市未來碳排放趨勢和碳減排潛力。研究結(jié)果顯示：在正常達峰情景下，2030年126個資源型城市將以72.65億t的CO2排放量達峰，約占當年全國CO2排放總量的60%；在提前達峰情景下，資源型城市將在2025年以53.78億t的CO2排放量達峰，約占當年全國CO2排放總量的45%左右。最后，針對我國資源型城市的綠色低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型以及碳排放達峰管理提出幾點建議：一是加強能源統(tǒng)計工作，促進資源型城市碳排放信息化管理平臺建設(shè)；二是加強體制機制建設(shè)，健全資源型城市綠色低碳轉(zhuǎn)型制度體系；三是改善以煤炭等化石燃料為主導的能源消費結(jié)構(gòu)，提高清潔燃料利用的比重；四是加快綠色低碳技術(shù)發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級和碳排放強度明顯下降。

關(guān)鍵詞 資源型城市；CO2排放；DPSIR分析；低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型

中圖分類號 X196

文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2017）02-0005-05 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2017.02.002

城市是能源消耗和溫室氣體排放的主要貢獻者，同時也是開展碳減排行動和實施低碳發(fā)展戰(zhàn)略的重要主體。IPCC第五次評估報告及相關(guān)研究表明，城市經(jīng)濟總量約占全球GDP的80%，其能源消耗量約占全球能耗總量的67%—76%，所產(chǎn)生的CO2排放量占全球排放總量的71%—76%[1]。我國也不例外。城市，特別是資源型城市，作為踐行國家應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略行動的重要主體，在綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型以及生態(tài)文明建設(shè)進程中正面臨諸多現(xiàn)實挑戰(zhàn)。依據(jù)國務(wù)院發(fā)布的《全國資源型城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃（2013—2020年）》，城市可劃分為資源型城市和非資源型城市，其中資源型城市是以本地區(qū)礦產(chǎn)、森林等自然資源開采、加工為主導產(chǎn)業(yè)的城市。我國現(xiàn)有262個資源型城市，其中包括邯鄲、邢臺、大同、長治等126個地級市，而烏海、阜新、撫順、遼源等24個資源型城市更是被列為資源衰退型城市。資源型城市作為我國重要的能源資源戰(zhàn)略保障基地，與其他非資源型城市相比，面臨著更為嚴峻的現(xiàn)實挑戰(zhàn)，即高度依賴化石燃料、重污染工業(yè)產(chǎn)能過剩、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)培育不足、大氣環(huán)境質(zhì)量惡化和溫室氣體減排等多重挑戰(zhàn)。

我國中長期碳減排目標能否最終實現(xiàn)，資源型城市的低碳轉(zhuǎn)型是關(guān)鍵。2015年6月30日，中國政府向聯(lián)合國氣候變化框架公約秘書處提交了國家自主貢獻（INDC）文件，提出了我國的CO2排放將在2030年左右達到峰值并爭取盡早達峰，2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放比2005年下降60%—65%，非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右等目標[2]。基于中國高空間分辨率網(wǎng)格數(shù)據(jù)（CHRED）的測算結(jié)果表明，2012年126個地級資源型城市工業(yè)能源消費約占全國的45.7%，CO2排放約占全國的42.7%，而其GDP僅占全國的24.4%。此外，目前我國36個低碳試點城市中，資源型城市僅有11個，即吉林、金昌、延安、晉城、廣元、池州、贛州、景德鎮(zhèn)、南平、大興安嶺和呼倫貝爾。

鑒于此，本研究擬采用基于中國高空間分辨率網(wǎng)格數(shù)據(jù)（CHRED），開展資源型城市CO2排放比較研究，旨在探討我國資源型城市的綠色低碳轉(zhuǎn)型路徑，提出促進綠色低碳發(fā)展以及CO2排放提前達峰的相關(guān)對策建議。

1 研究方法與數(shù)據(jù)

1.1 研究方法

本研究主要運用DPSIR（驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)）模型、分類比較研究與情景分析等方法，分析我國資源型城市的碳排放影響因素、排放特征以及未來排放趨勢。其中DPSIR（驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)）模型目前在環(huán)境經(jīng)濟領(lǐng)域研究中應(yīng)用廣泛，它的雛形是由OECD（經(jīng)濟合作及發(fā)展組織）提出的“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”（PSR）模型框架，聯(lián)合國在此基礎(chǔ)上將其發(fā)展成“驅(qū)動力-狀態(tài)-響應(yīng)”（DSR）模型框架，而歐洲環(huán)境署綜合以上兩種模型，最終提出DPSIR概念框架模型[3]。在DPSIR模型中，“驅(qū)動力”是造成環(huán)境變化的潛在原因[3-4]，主要通過描述城市社會經(jīng)濟發(fā)展趨勢、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及城鎮(zhèn)化進程的宏觀指標來反映，如本研究中選擇GDP總量、人均GDP和第二產(chǎn)業(yè)占比等指標；“壓力”是指人類活動對自然資源環(huán)境的影響[3]，如可選擇單位工業(yè)增加值能耗指標表征資源能源利用壓力[6]；“狀態(tài)”是指環(huán)境在上述壓力下所處的狀況[5]，主要表現(xiàn)為區(qū)域的資源消費狀況和環(huán)境污染水平，可通過單位GDP碳排放強度、單位面積碳排放強度以及人均碳排放等指標綜合反映[7-8]；“影響”是指系統(tǒng)所處狀態(tài)對環(huán)境及社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的影響[5]，本研究根據(jù)數(shù)據(jù)可得性，選用了反映碳排放績效水平的碳生產(chǎn)率指標加以表征；“響應(yīng)”表明人類在應(yīng)對環(huán)境的各種影響時采取的對策和制定的積極政策，為簡化分析，這里主要考慮是否參與國內(nèi)低碳城市試點或低碳交通試點等政策措施選項。基于此，本研究構(gòu)建了資源型城市碳排放評價指標體系（見表1），指標體系分為三層：目標層、準則層和指標層[7]，其中準則層體現(xiàn)了DPSIR的分析邏輯。指標屬性則分為正向和逆向兩大類，其中正向表示所對應(yīng)指標數(shù)值越大，碳排放越大；逆向則表示指標數(shù)值越大，碳減排潛力越大或碳減排效果越好。

分類比較研究以126個地級資源型城市碳排放特征分析為基礎(chǔ)，比較的對象主要包括全國非資源性城市、國內(nèi)低碳標桿城市和11個開展低碳試點的資源型城市三類，重點分析的指標包括單位工業(yè)增加值能耗強度、萬元GDP碳排放強度、人均碳排放量以及單位面積碳排放強度。

此外，本研究還運用情景分析方法，通過設(shè)置不同減排情景，結(jié)合我國自主國家承諾目標、相關(guān)強化低碳行動以及運用趨勢外推方法所做的宏觀經(jīng)濟預測，開展資源型城市的減排潛力以及排放達峰分析。

1.2 數(shù)據(jù)

本研究采用基于中國高空間分辨率網(wǎng)格數(shù)據(jù)（CHRED）建立的中國地級市CO2排放清單數(shù)據(jù)，詳見本期“中國城市CO2排放數(shù)據(jù)集研究”。非地級市（地級行政單位）數(shù)據(jù)來自CHRED和輔助數(shù)據(jù)計算所得，涵蓋340個地級行政單位（含濟源等4個省直管縣級市），數(shù)據(jù)年份為2012年。

2 結(jié)果與分析

2.1 DPSIR結(jié)果分析

我國資源型城市碳排放綜合評價結(jié)果如表2所示。

驅(qū)動力分析：從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)看，資源型城市第二產(chǎn)業(yè)占比平均為53.9%，資源衰退型城市為56.7%，其中新疆克拉瑪依市、青海海西蒙古族藏族自治州、黑龍江大慶市、四川攀枝花市、甘肅金昌市五個城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)最重，以煤炭石油開采、火電、鋼鐵、建材等高能耗高排放行業(yè)為主導，

第二產(chǎn)業(yè)占比分別高達88%、81.4%、80.9%、75.9%和75.8%，明顯高于全國340個城市的平均水平（50%）。

壓力分析：從單位工業(yè)增加值能耗平均水平來看，資源型城市和資源衰退型城市則分別為5.21 t標準煤/萬元和6.84 t標準煤/萬元，相當于全國平均水平的1.41倍和1.85倍，其中七臺河、畢節(jié)、石嘴山、平?jīng)?、運城5個城市工業(yè)能耗強度最高。

狀態(tài)分析：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)過重，加上能源消費過度依賴煤炭、石油等化石燃料，直接導致了資源型城市的碳排放強度和人均碳排放明顯高于全國平均水平。以單位GDP碳排放強度為例，資源型城市和資源衰退型城市分別為3.43 tCO2/萬元、4.54 tCO2/萬元，而全國340個城市平均碳排放強度僅為2.41 tCO2/萬元。

影響分析：從經(jīng)濟發(fā)展的碳排放績效來看，全國城市的平均碳生產(chǎn)率為0.74萬元/ tCO2，是資源型城市平均水平的1.6倍。

響應(yīng)分析：從低碳城市試點情況來看，參與試點的城市不足全國城市總數(shù)的11%，而在126個資源型城市中，參與低碳試點的僅有11個，其中資源衰退型城市僅有景德鎮(zhèn)市。

2.2 分類比較研究結(jié)果

從上面討論可以看出，資源型城市整體的能耗水平、碳排放強度等指標遜于國內(nèi)城市的平均水平，與國內(nèi)低碳試點城市相比，差距更加明顯。就低碳城市而言，2012年低碳城市單位工業(yè)增加值平均能耗為2.99 t標準煤/萬元，僅相當于資源型城市平均水平的57.5%；單位GDP碳排放強度為1.96 tCO2/萬元，相當于資源型城市平均水平的57.2%；人均碳排放為10.48 tCO2，分別相當于資源型城市和資源衰退型城市的73.5%和50%。以低碳試點績效較好的城市——深圳為例，2012年其單位工業(yè)增加值平均能耗、單位GDP碳排放強度以及人均碳排放分別為 0.16 t標準煤/萬元、0.15 tCO2/萬元和1.85 tCO2，遠遠好于資源型城市平均水平。

即使是資源城市，若其能以“低碳轉(zhuǎn)型”為發(fā)展方向，積極踐行低碳發(fā)展策略，則可挖掘極大的減碳空間，如圖1所示。參與低碳試點城市試點的11個資源型城市中，延安、贛州、南平、廣元、景德鎮(zhèn)和大興安嶺地區(qū)等6個資源型城市的單位GDP碳排放強度低于全國平均水平，7個城市優(yōu)于全國資源型城市平均水平。從涵蓋的范圍來看，本研究分析的340個地級行政單位中，資源型城市占比為37%；在126個資源型城市中，第二產(chǎn)業(yè)占比超過50%的城市有82個，占全部資源型城市總數(shù)的65%；在第二產(chǎn)業(yè)占比超過50%的82個資源型城市中，單位GDP碳排放強度高于全國水平2.41 tCO2/萬元的城市有51個，占比為62%（見圖2）。由此看來，這51個城市未來具有很大的CO2減排潛力，應(yīng)著力推進這些城市的產(chǎn)業(yè)升級改造、能源結(jié)構(gòu)改善以及低碳發(fā)展體制機制等工作，這些城市包括七臺河、石嘴山、烏海、銅川、淮北、撫順、棗莊等煤炭資源型城市，且大多數(shù)也是資源衰退型城市。

2.3 情景分析結(jié)果

為分析資源型城市的碳潛力以及排放達峰路徑，本研究構(gòu)建了基準情景、正常達峰和提前達峰三種情景，其中基準情景假設(shè)沒有額外的碳排放約束，資源型城市的碳排放強度凍結(jié)在2012年基年水平，2013—2015年、2016—2020年、2021—2025年、2026—2030年GDP平均增速分別為8%、7%、6.7%和6.2%：正常達峰情景是指資源型城市采取一系列能源結(jié)構(gòu)改善措施、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、發(fā)展低碳交通等措施，保證到2030年單位GDP碳排放強度在2012年基礎(chǔ)上下降50%，GDP平均增速與基準情景假設(shè)相同；提前達峰情景假設(shè)資源型城市采取強化的碳減排措施，保證碳排放達峰時間由2030年提前至2025年，其他條件與正常達峰情景相同。

情景分析的結(jié)果如圖3所示?？梢钥闯?，基準情景下，2030年資源型城市的排放高達145億tCO2，由于中國承諾將在2030年左右提前達峰，且全國的CO2排放峰值可能保持在120億t左右，所以基準情景肯定不會發(fā)生。比較而言，正常達峰情景下，2030年資源型城市GDP總量約占全國的34%，同時將以72.65億t的CO2排放量達峰，約占當年全國CO2排放總量的60%。在提前達峰情景下，資源型城市將在2025年以53.78億t的CO2排放量達峰，約占當年全國CO2排放總量的45%左右，屆時資源型城市GDP總量約占全國的32%。

3 結(jié)論與討論

通過上面討論分析發(fā)現(xiàn)，我國資源型城市具有過于依賴化石能源、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)過重、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展不足等鮮 明特征，這些因素在很大程度上制約了資源型城市綠色低碳戰(zhàn)略的實施以及CO2排放管理工作的有效開展。不過，也應(yīng)注意到機遇與挑戰(zhàn)并存，資源型城市盡管綠色低碳轉(zhuǎn)型形勢嚴峻，但仍存在很大的碳減排空間。特別是51個第二產(chǎn)業(yè)比重超過50%且碳排放強度超過全國平均水平的資源型城市，它們將是中國實現(xiàn)國家自主承諾目標的主力軍，這些城市的提前達峰不僅可以有效緩解中國在國際氣候治理進程中的碳減排壓力，同時也可以為其他廣大發(fā)展中國家探索綠色低碳發(fā)展路徑提供經(jīng)驗借鑒。

具體到我國資源型城市的低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型和達峰路徑選擇，可以著重從以下幾個方面開展工作：

一是加強能源統(tǒng)計工作，促進資源型城市碳排放信息化管理平臺建設(shè)。重視城市能源統(tǒng)計基礎(chǔ)能力建設(shè)和碳排放清單編制工作，加強能源核算和應(yīng)對氣候變化信息化管理平臺建設(shè)，努力構(gòu)建碳認證、碳金融等低碳服務(wù)體系。

二是加強體制機制建設(shè)，健全資源型城市綠色低碳轉(zhuǎn)型制度體系。要盡快構(gòu)建綠色低碳發(fā)展的管理體制和工作機制，推進綠色低碳發(fā)展理念有機地融入當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，借鑒第一批、第二批低碳城市試點經(jīng)驗教訓，鼓勵有條件的資源型城市積極參加第三批國家低碳城市試點，加快制定綠色低碳專項行動方案，為城市全面開展應(yīng)對氣候變化和綠色低碳工作提供有效的制度保障。

三是改善能源結(jié)構(gòu)，提高一次能源消費結(jié)構(gòu)中清潔能源的比重。努力降低對當?shù)刭Y源稟賦較多的煤炭、石油等化石燃料的過度依賴，因地制宜發(fā)展風電、光伏、水電等可再生能源，積極推進煤層氣、天然氣以及非常規(guī)天然氣（頁巖氣）等清潔燃料的開發(fā)利用，同時探索資源型城市能源消費總量控制和煤炭總量控制制度體系建設(shè)。

四是加快綠色低碳技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用，推動產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級和碳排放強度明顯下降。加大綠色低碳技術(shù)的支持力度，加快工業(yè)燃煤鍋爐的清潔化改造，推動資源型城市電力、冶金、建材、煤化工等資源密集型產(chǎn)業(yè)的低碳化改造，積極培育節(jié)能環(huán)保等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，努力提高服務(wù)業(yè)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的比重，以達到單位工業(yè)增加值碳排放強度以及單位GDP碳排放強度顯著降低的目的。

參考文獻（References）

[1]IPCC. Climate change 2014： mitigation of climate change， contribution of working group iii to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change[M]. United Kingdom， Cambridge： Cambridge University Press， 2014.

[2]HE J K. Chinas INDC and nonfossil energy development[J]. Advances in climate change research， 2015（6）：210-215.

[3]邵超峰，鞠美庭.基于DPSIR模型的低碳城市指標體系研究[J]. 生態(tài)經(jīng)濟，2010（10）：95-99.[SHAO Chaofeng， JU Meiting. Study of the index system of lowcarbon cities based on DPSIR Model[J]. Ecological economy， 2010（10）： 95-99.]

[4]JESINGHAUS J. Indicators for decision making[EB/OL]. European commission， 1999. http： //esl. Jrc.it /envind /idm/idme.htm.

[5]SVARSTADA H，PETERSENB L K， et al. Discursive biases of the environmental research framework DPSIR[J].Land use policy， 2008（1）： 116-125.

[6]鄧明君. 湘潭市規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源消耗碳排放分析[J]. 中國人口·資源與環(huán)境，2011，21（1）：64-69.[DENG Mingjun. Analysis on the carbon emission of municipalscale industrial enterprises in Xiangtan City[J]. China population， resources and environment， 2011，21（1）： 64-69.]

[7]朱婧，湯爭爭，劉學敏，等. 基于DPSIR模型的低碳城市發(fā)展評價——以濟源市為例[J]. 城市問題，2012（12）：42-47.[ZHU Jing， TANG Zhengzheng， LIU Xuemin， et al. An assessment study of urban low carbon development based on DPSIR model：taking Jiyuan City as a case[J]. City issues， 2012（12）： 42-47.]

[8]陳飛，諸大建. 低碳城市研究的理論方法與上海實證分析[J]. 城市發(fā)展研究，2009（10）：71-79.[CHEN Fei， ZHU Dajian. Theory of research on lowcarbon city and Shanghai empirical analysis[J]. Urban development studies， 2009（10）： 71-79.]