上海市節能減排的環境效益及二氧化碳削減對策研究

1 研究內容

本文通過借鑒國內外能源環境狀況、節能減排進展和應對氣候變化措施基礎上，結合上海經濟和社會發展形勢，分析上海能源現狀及面臨的壓力，以期探討實施節能減排可能對能源安全、環境改善、溫室氣體減排所帶來的效益。

內容主要包括：

1）國內外節能減排進程及應對氣候變化的措施調研；

2）上海市能耗現狀及能源流通圖；

3）上海市常規污染物及CO2排放現狀測算；

4）常規大氣污染物的減排潛力分析；

5）上海市CO2減排潛力分析；

6）節能減排的對策建議。

2 研究方法和技術路線

2.1 大氣污染物排放計算方法

上海市主要大氣排放源包括了發電供熱燃燒排放，工業鍋爐、工業窯爐等生產過程的燃燒排放以及工藝過程排放，還包括了商業、民用燃料燃燒排放，以及道路揚塵、涂料使用、服裝干洗、畜禽養殖、氮肥施用等面源無組織排放，由于排放方式、工藝類型、燃料品種等污染物產生過程存在差異，需要分別確定各類污染排放源的排放系數，主要通過現場實測、物料衡算、相關研究的直接引用等方法獲得。

機動車污染物排放測算主要根據上海市機動車特點以及已有的研究基礎，選擇國際機動車排放模 型 （International Vehicle Emission Model，IVEM）進行計算。該模型可通過當地車輛活動水平調查，更為有效地計算機動車污染物排放清單。

根據上海市車種分布，將機動車輛類型分為8類，包括輕型客車、輕型貨車、出租車、重型客車、公交巴士、重型貨車、摩托車以及助動車。對于各類車輛，IVE模型中都根據燃料類型、燃料噴射方式、車重分類、排放控制技術以及行駛里程進行了詳細劃分，這部分資料是根據上海市停車場或公交、貨運公司實地調查所得。此外，模型在排放量計算過程中分別考慮了各種行駛工況下的發動機比功率、環境參數、油品參數等因素。其基本公式如下：

式中，Qt[]表示某種技術的機動車實際排放因子；Bt[]表示該種技術機動車的基本排放因子；K(1)t[]……K(x)t[]分別指影響機動車排放因子的各類參數校正系數，如環境溫度、濕度、海拔、汽柴油質量、發動機比功率、空調開閉等。公交巴士、重型貨車、輕型貨車等部分車型排放因子的模型計算結果進一步根據道路實測排放結果進行校正。

根據上海市各區域、各道路分車型的行駛里程，結合上述計算所得的各車型排放因子，可計算得到上海市道路機動車污染物的排放量，計算方法見如下公式。其中，各車型在區域和道路類型上的行駛里程根據現狀年的交通流量統計所得。

式中，Qv為某車型污染物排放量；EFv,i為某車型在某類道路上的排放因子，Dv,i,j為某車型在某區域、某類道路上的行駛里程。

2.2 碳排放計算方法

能源消費產生的CO2排放量估算方法如下式所示：

其中，E代表能源活動所產生的CO2排放總量，單位：t；i代表部門；m代表燃料類型；A表示燃料消耗量，單位：Mt(Mm3)；NCV表示燃料的低位熱值，單位：TJ/Mt(Mm3)；C表示碳排放系數，單位：tC/TJ；O表示燃燒氧化率，本研究均采用IPCC的默認值100%。

非能源活動CO2排放源主要包括水泥生產、平板玻璃生產和脫硫工藝過程中所產生的CO2排放量。非燃料燃燒產生的CO2排放量估算根據下式計算：

其中，E代表非能源活動過程所產生的CO2排放總量，單位：t；i表示工藝類型，如水泥生產、玻璃生產或脫硫過程；A表示活動水平，如水泥熟料、玻璃產量，單位：t；EF表示CO2排放系數，單位：tCO2/t 產量。

2.3 大氣污染物排放預測

大氣污染物排放預測的技術路線如圖1所示，即首先根據社會經濟、人口增長等驅動因素，預測上海市各行業能源需求，在此基礎上根據各行業領域所對應的大氣污染源，假定單位能耗排放水平不變，對不同情景下各類污染源大氣污染物排放進行預測，最終得到上海市未來大氣污染物排放預測結果。

2.4 碳排放預測方法

為探討上海市未來能源消費和CO2排放趨勢，本研究采用國際通用的情景分析方法研究未來能源發展和CO2排放狀況。本報告所設置的情景包括高經濟發展情景和參考情景。高經濟發展情景設想上海市經濟增長速度仍然維持目前狀況，由于未來的經濟增長速度十分難以預料，如果實際增長遠高于“十一五”規劃數據，那么能源需求以及CO2排放將變得更高。通過該情景，我們試圖尋找到上海市未來能源消費和CO2排放的上限。參考情景綜合考慮了國家出臺的能源政策和相關法律、法規以及上海市已經出臺的地方措施，目的是了解上海市的CO2排放基準。各情景的能源需求和CO2排放基線測算方法如圖2所示。

3 研究結論

1）上海經濟社會發展取得了長足進步，但仍面臨許多亟待解決的能源問題和挑戰。到2006年末，上海市GDP已連續十六年保持兩位數增長。能源建設為經濟和社會發展提供了有力的支撐。經過多年的努力，能源結構和產業結構調整取得了顯著成就，能源強度不斷降低，三產比重逐漸升高，人民生活水平不斷改善。但是，由于能源需求十分旺盛，能源供應安全性依然嚴峻，能源強度與國外相比差距明顯，終端煤炭消耗量依然較高，工業在產業結構中仍占有較高的比重，能源壓力依然存在。

2）上海常規大氣污染問題得到持續改善，但灰霾和臭氧等二次污染問題日益凸現，給社會經濟帶來了巨大壓力。上海采取了積極有效的措施淘汰高能耗、高污染、低效益的生產工藝流程和企業，加強煙塵控制，先后實施煙控區、無黑煙區、基本無燃煤區、兩控區、二氧化硫排放總量控制、跨世紀綠色工程、清潔生產等技術與管理措施，使得全市SO2和TSP濃度逐年下降，常規大氣污染問題得到持續改善。然而，上海的大氣正由傳統的和單一的煤煙型污染，向多物種共存、多物質相互影響、相互交織的復合型大氣污染轉變，上海已基本形成冬春灰霾、春夏秋臭氧以及春夏灰霾和臭氧并存的大氣污染格局，復合型大氣污染形成機制的復雜性和治理難度給社會經濟的可持續發展造成了巨大壓力。

3）大氣污染物排放源量大面廣，全市污染物排放量十分顯著，以化石燃料燃燒為主的工業和交通是主要污染源。2006年上海全市人為源SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、VOC年排放總量分別達到52.3、59.9、132.5、21.9、12.4 及37.7萬噸。電廠、工業鍋爐、工業窯爐等重點污染源是SO2和NOx的主要排放源，分別占SO2和NOx排放總量的86%和76%；機動車排放分別占NOx、CO、PM10、PM2.5和VOC總排放量的14%、45%、6%、9%和25%，已經成為上海市大氣污染的重要來源；揚塵對本市顆粒物污染的貢獻也相當明顯，分別占PM10和PM2.5排放總量的24%和7%；以鋼鐵冶金、石油化工、水泥玻璃建材以及有色金屬冶煉等工業行業為代表的工業企業在生產過程中的排放分別占CO、PM10、PM2.5和VOC總排放量的18%、44%、56%和51% 。

4）現有工業布局和產業結構對常規大氣污染物的排放具有明顯決定作用，深化產業結構調整必將對大氣污染物排放控制具有積極的作用。上海市已成功地對SO2和NOx等常規污染物排放貢獻較大的電廠及工業點源進行了優化布局和調整，使其主要分布在城市周邊地區，減輕了對市中心環境空氣質量的直接影響。但是工業區污染物排放依然嚴重，深化產業結構調整，降低工業比重，增加三產比重，大力發展先進制造業，必將對控制大氣污染物排放起到積極的作用。

5）重工業仍然是上海市的重點產業之一，以這些企業為主的工業區已經成為本市大氣污染排放的主要集中地。以寶鋼為代表的重型鋼鐵生產企業，以及以金山石化、高橋石化為代表的大型重化工企業仍然在全市經濟發展進程中起著相當重要的作用。但是同時，以這些企業為主的工業區已經成為本市大氣污染排放的主要集中地，對本市環境空氣質量具有非常顯著的影響，如何重新審視和探索上海市產業結構與環境質量的協調發展道路，應是新形勢下上海市經濟發展與環境保護共同努力的方向。

6）城區機動車污染及VOC等非常規大氣污染物的排放應逐漸得到重視。在市中心傳統工業污染基本得到控制以后，機動車污染物排放以及生活民用過程中產生的VOC等非常規污染物排放逐漸成為市區的主要污染源。工業企業、道路交通、生活民用對VOC的排放分別占據了較大的比例，由于市中心建筑密度相當高，因此，由于建筑涂料使用以及道路機動車排放所產生的VOC也使上海市中心排放強度相對高于其他區域，應通過積極有效的政策措施逐步重視并加強這類污染源的污染控制。

7）隨著經濟的快速發展，能源消費量持續增加，二氧化碳排放量顯著升高，對全球變暖的影響日益顯著。1990到2005年間，全市由能源活動所產生的CO2排放量逐年遞增，1990年全市CO2排放量僅為0.78億噸，到2005年增加到1.72億噸，增加了1.20倍。其中，能源加工轉換部門的CO2排放增加尤為明顯，從0.33億噸增長到0.77億噸，增加了1.30倍。2006年，上海市CO2排放總量為1.84億噸。其中，能源活動CO2排放量為1.80億噸，包括水泥生產、玻璃生產和脫硫工藝在內的非能源活動排放CO20.03億噸。各部門能源活動所產生的CO2排放總量當中，能源加工轉換占43%，工業排放占29%，交通部門排放占18%。

8）化石燃料燃燒是導致CO2排放的主要原因，不斷優化能源結構、提高能源效率勢在必行。隨著各品種能源消耗量的上升，其對應的CO2排放量也不斷增加。煤炭所帶來的CO2排放量由1995年的0.84億噸上升到2006年的1.11億噸，增加了32.14%。油品所帶來的CO2排放量由1995年的0.23噸上升到2006年的0.64億噸，增加了1.78倍。天然氣排放的CO2由1995年的0億噸上升到2006年的0.05億噸。近年來，隨著能源結構的不斷調整，煤炭所排放的CO2比重不斷下降，由1995年的78.76%下降到2006年的61.46%，而天然氣則由1995年的0.00%上升到2006年的3.01%。調整能源結構，增加可再生能源在一次能源中的比例，提高能源利用效率，將大幅減少本市CO2排放。

9）工業和交通運輸是CO2的主要排放源之一，加快產業結構和行業結構調整必將有效控制CO2排放增量。能源加工轉換和工業部門是CO2的排放大戶，其次為交通運輸和民用。隨著產業結構不斷調整，工業部門所排放的CO2在排放總量中的比重持續下降，由1990年的41%下降到2006年的30%。能源加工轉換的排放比重始終維持在40%左右。隨著交通運輸量的持續加大，交通運輸所排放的CO2比重持續上升，由1990年的7%上升到2006年的18%。2006年鋼鐵行業所排放的CO2占工業排放總量的57%，其次為基礎化工和制造業，分別占14%和10%。因此，加快產業結構調整、限制高耗能行業的發展，必將有效控制CO2排放。

10）本市人均CO2排放量不具任何優勢，不僅高于全國和世界平均水平，也高于國外發達城市。以常住人口計，2006年上海市人均CO2排放量為10.02噸/人，是世界平均水平的2.5倍，是中國平均水平的2.7倍。高于紐約、倫敦、東京等發達城市，也高于曼谷等發展中城市。由此可見，上海市的經濟發展仍然相對比較粗放，所帶來的CO2排放也十分巨大。

11）如果延續目前粗放式經濟增長方式，能源需求、大氣污染物及CO2排放量將大幅攀升。未來隨著人口的增加，城市化進程的加快，以及國民經濟的增長，上海市能源消費量將持續增加，在高經濟增長情景下，假設上海市政府的政策從2007年起保持不變，那么到2010、2020年，上海市能源需求總量將分別達到1億和3.05億噸標煤。到2010年，上海市SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、VOC 年排放總量分別達到84.8、97.4、217.5、33.1、19.8和61.3萬噸，分別比2006年增加了62%、62%、59%、37%、51%和59% ；到2020年，SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、VOC年排 放總量分別 達 到199.3、229.9、506.8、72.1、45.2和136.4 萬噸。能源消費產生的CO2排放量將逐年上升。到2010年、2020年全市CO2排放量將分別達到2.86和6.36億噸，分別是2006年的1.6和3.5倍。

12）為促進節能減排，上海市頒布了系列政策措施，這些措施將有助于能源節約、環境保護和經濟社會的可持續發展。上海市樹立了明確的“十一五”節能減排目標，并從各方面積極致力于節能減排目標的實現，包括產業結構、工業結構、能源結構調整；從源頭控制高污染企業；加快實施十大節能重點工程；落實重點領域節能減排任務等，為能源節約、污染物減排做出了積極的貢獻，這些政策導向將有助于能源節約、大氣污染污染物和CO2減排以及經濟社會的可持續發展。

13）現行政策措施導向將顯著降低上海市能源需求，并減少大氣污染物和CO2的排放量。在現有政策的帶動下，上海能源需求將有所控制，到2010、2020年能源需求分別為1.0和1.6億噸標煤，分別比高經濟增長情景節約2913萬噸標煤和1.2億噸標煤。到2010年，上海市SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、VOC 年 排 放 總 量 分 別 為 27.7、70.1、126.6、23.2、13.8 和38.3萬噸，分別比高經濟增長情景削減了67%、28%、42%、27%、28%和38%；到2020 年，SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、VOC年排放總量分別為33.3、82.5、135.7、27.6、15.8和49.9萬噸，分別比高經濟增長情景下降了83%、64%、73%、52%、61% 和63%。同時，CO2排放量大量削減，到2010、2020年全市CO2排放量分別為2.09和3.26億噸，分別比高經濟增長情景減少0.77和3.1億噸。

14）低能耗低排放的低碳經濟發展方式是引領上海未來經濟發展最具成本效益的發展模式。要實現經濟與社會的可持續發展，上海應以更高的目標，在經濟結構轉型期，以高端技術領跑經濟發展，在國內首先開創低能耗和低排放的經濟發展模式，緊緊抓住知識創新和技術創新的主線，以能源優質化為發展戰略，以提高能源技術為手段，采用資源和市場兩頭在外的發展方針，在有限的土地資源上充分發掘人力資源的無限潛力，積極貫徹“節能優先、結構多元、環境友好、保障安全”的發展思路，促進上海社會、經濟、能源、環境的全面協調和持續發展，為提高上海城市綜合競爭力、推進“四個中心”建設提供能源支撐。建設低能耗和低排放的低碳經濟發展模式，實現經濟增長方式的轉變，不僅可以減緩能源供應壓力，而且可以從源頭改善環境質量，具有明顯的低成本效益。

15）“十二五”是上海市實現經濟增長方式轉變的關鍵時期，上海應以科學發展觀統領經濟社會發展全局、著力自主創新、完善體制機制、促進社會和諧的要求，以增強城市國際競爭力為主線，走全面協調可持續發展的道路。把握國際大都市發展規律，激發創造活力、轉變發展模式、創新發展體制。以優先發展現代服務業和先進制造業、優化發展鋼鐵和石化基礎工業為導向，實現經濟增長方式的轉變，以信息化為基礎提升產業能級。

16）建設資源節約型和環境友好型社會將有助于提高資源綜合利用率，但是實施過程將異常艱難。投資拉動的慣性依然十分巨大。建立資源節約型和環境友好型社會指標體系以及提高能源環境投資門檻已經刻不容緩。為此，有必要加強節能宣傳力度，積極鼓勵公眾參與和公眾監督，加快新能源和可再生能源的開發與利用。

17）“十二五”期間，上海要緊緊抓住建設資源節約型和環境友好型社會的主線，加快產業結構和產品結構調整，在變化中求新求高求創意。上海要積極開展國內外合作，充分利用國內外兩種資源、兩個市場，確保經濟持續穩定發展。根據依據《節能法》，把節能優先放在更加凸出的位置，強制淘汰高能耗、高污染、低效益的落后工藝、技術、設備和產品。通過結構節能、技術節能和管理節能，降低能源強度，減少排放。同時加強工業余能回收；大力發展公共交通和軌道交通建立健全公共交通體系強化交通節能；加強建筑節能。最終以低能耗低排放和環境友好型的經濟發展模式領跑中國經濟。