IPCC排放因子法探究CO2排放量

杜 赟

(貴州工業職業技術學院， 貴陽 550008)

IPCC排放因子法探究CO2排放量

杜 赟

(貴州工業職業技術學院， 貴陽 550008)

本課題收集了浙江省和貴州省2005—2012年的化石能源消耗量相關數據，運用IPCC排放因子法計算了兩省的CO2排放情況，并結合兩省經濟數據，考查了單位GDPCO2排放量。結果顯示，兩省CO2排放量均為線性增長趨勢，而兩省的單位GDPCO2排放量卻逐漸降低。說明隨著經濟的發展，生產技術的改革，效率的提高，化石能源的消耗逐步邁入了可持續發展的道路。綜合看來，浙江省經濟的發展要優于貴州省，這不僅體現在經濟總量遠遠高于貴州省，而且其單位GDPCO2排放量低于貴州省。另外，貴州省經濟狀況雖然落后，但是從其不斷上升的GDP總量和不斷下降的單位GDPCO2排放量可知，其經濟發展處于不斷進步階段。貴州省在可持續經濟發展道路上取得的成績是毋庸置疑的，繼續提升的空間也是巨大的。

化石能源；GDP；IPCC排放因子法；CO2排放；可持續發展

氣候變暖已成為全世界最關心的環境問題。它不僅嚴重破壞自然生態環境，也給人類社會的發展造成了巨大而深遠的影響。據科學研究表明，這些影響包括冰川消融、海平面上升、極端氣候災害，空氣污染、物種滅絕和糧食減產等[1-3]。1992年聯合國出臺了《聯合國氣候變化框架公約》，確立了發達國家與發展中國家在應對全球氣候變化過程中“共同但有區別的責任”原則[4]。1997年通過的《京都議定書》更加明確了發達國家在2008—2012年間的具體減排目標[5]。另外，政府間氣候變化專門委員會(IPCC)編制的《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》為不同國家、不同地區、不同行業的溫室氣體排放量計算提供了詳細的技術指導[6]。

溫室氣體包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟烴(HFCs)、全氟碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)、三氟化氮(NF3)、五氟化硫(SF5)、三氟化碳(CF3)和鹵化醚(如C4F9OC2H5, CHF2OCF2OC2F4OCHF2, CHF2OCF2OCHF2)。其中，CO2是全球范圍內排放量最大的溫室氣體，它主要來源于化石能源燃燒，工業過程和產品使用，農業，林業及其他土地利用。全球CO2排放量占溫室氣體總量的75%[6]。而能源部門是溫室氣體排放清單中的重要部門，在發達國家，其貢獻一般占CO2排放量的90%以上[6]。

中國是發展中國家，沒有承擔《京都議定書》規定的減排目標[5]。但是作為全球最大的經濟發展體，面對日益嚴峻的全球性氣候變化，中國應積極應對，轉變經濟發展模式，調整產業結構，深化技術改革，加強環境保護，為應對全球氣候變化貢獻積極力量。我國也明確提出了“綠色發展，建設資源節約型，環境友好型社會”的發展新思路[7]。

本課題選取了我國經濟較為發達的浙江省和經濟較為落后的貴州省作為研究對象，考查了從2005—2012年間兩省化石能源消耗情況，并根據IPCC推薦的排放因子法計算了兩省化石能源消耗排放的CO2量。由計算結果可知，兩省因能源消耗排放的CO2均呈直線增長趨勢，說明隨著經濟的發展，CO2排放量也隨之增加。另外，兩省的單位GDP

CO2排放量隨時間的推移不斷下降，說明通過革新生產技術，提高生產效率，優化產業結構等手段，兩省的經濟都逐步體現了環保節能的理念。特別提出的是，浙江省雖然在CO2排放總量上高于貴州省，但是單位GDP CO2排放量卻遠遠低于貴州。這說明，浙江省經濟發展的優越性不僅體現在較高的經濟總量上，也體現于它在滿足經濟發展需求的同時，對溫室氣體較小的貢獻作用上。

1 研究方法

1.1 研究省份

浙江省位于我國東南沿海長江三角洲南翼，面積10.55萬km2，常住人口5 477萬(2012年統計)[8]。優越的地理條件，使浙江素有“魚米之鄉”之稱，是我國經濟最活躍的省份之一。它在以國有經濟為主導地位的條件下，充分發揮民營經濟的作用，形成了具有鮮明特色的“浙江經濟”。貴州省位于我國西南云貴高原，面積17.62 km2，人口數為3 484萬(2012年統計)[8]，全省80%地形為山地，生態環境良好，氣候宜人，但經濟欠發達，是全國公認的貧困省份。兩省歷年GDP數據見表1、圖1。

圖1 兩省GDP變化曲線

表1 兩省GDP (2005—2012) 億元

數據來源：《中國能源統計年鑒》(2006—2013)

選擇這兩個省份作為研究對象的具體原因是兩者面積相當，但經濟發展情況差異較大。在經濟發展與生態環境保護雙重標準的指導下，兩省都根據自身特點，制定了與本身相適應的經濟發展規劃。2011年3月，國務院正式批復《浙江海洋經濟發展示范區規劃》，成立我國第一個海洋經濟示范區。示范區覆蓋杭州，寧波，溫州，臺州，舟山，嘉興，紹興七個城市，它將以浙江省豐富的海洋資源為發展基礎，大力建設港口大宗物流平臺，發展海洋新興產業和建設海洋生態園區[9]。同時，在貴陽舉辦的“生態文明貴陽國際論壇”成為了國內唯一以生態文明為主題的國家級國際性論壇。論壇圍繞生態文明領域的前瞻性、趨勢性問題進行探討，交流低碳發展、循環發展、綠色發展的實踐經驗，展示發展成果，推廣典型案例。此項研究希望通過對比，探討兩省的可持續發展潛力和未來經濟發展模式的可行性。

1.2 能源數據

能源數據來源于2006—2013年《中國能源統計年鑒》(以下簡稱“年鑒”)。根據“年鑒”中對能源消費量的定義，它包括原煤，原油及其制品，天然氣和電力的消費總量。由于原煤和原油及其制品種類的多樣性和成分的復雜性，為簡化計算，數據只考查了煤炭消費總量(包括洗精煤，型煤)，焦炭消費總量，油品消費總量(包括原油，汽油，煤油，柴油)，天然氣消費總量和電力消費總量5項內容(表2、3)。而沒有按照IPCC推薦的明細考查各具體類型燃料的消費量。另外，在我國現階段生產力發展水平下，電力主要由火電和水電構成。由于水電沒有CO2排放，只有火電存在CO2排放，故電力消費量由火電生產量代替。依據IPCC推薦的排放因子法計算出這5種燃料消耗量對應的CO2排放量，最后求和得出兩省每年能源消耗排放的總CO2量。

表2 浙江省化石能源消耗情況 (2005—2012)

表3 貴州省化石能源消耗情況 (2005—2012)

1.3 排放因子法

排放因子法是IPCC推薦的CO2計算方法。其基本計算思想是把有關人類活動發生程度的信息(稱作“活動數據”或“AD”)與量化單位活動的排放量或清除量的系數結合起來。這些系數稱作“排放因子”(EF)。因此，基本的方程是：

排放量=AD×EF

IPCC推薦的計算方法有三個層級，第一層級為基于燃料的排放量，因為所有燃燒源的排放估算可以根據燃燒的燃料數量(通常來自國家能源統計)以及平均排放因子。對于CO2，排放因子主要取決于燃料的碳含量，而燃燒條件(燃燒效率、在礦渣和爐灰等物中的碳殘留)相對不重要。因此，CO2排放可以基于燃燒的燃料總量和燃料中平均碳含量進行估算。排放因子采用IPCC數據庫中推薦的缺省因子。第二層級采用國家特定生產技術水平條件下，特定燃料在特定燃燒條件下的排放因子代替缺省因子。它能夠更為真實的反應排放源的CO2排放情況。第三層級為最高層級，它是詳細排放模式測量，屬于工廠級數據。它能夠對非CO2溫室氣體作更好的估算，但也需要做更為細致的監測工作[6]。

采用IPCC推薦的第一層級計算方法，既缺省因子計算方法。首先，IPCC根據能源的發熱量對能源消耗量做出轉換，將質量單位轉化為能量單位，轉化因子即實現了每種燃料的能源單位轉化(表4)。另外，IPCC認為CO2的排放量與燃料的含碳量有關。它假設在燃燒過程中，燃料中的碳100% 被氧化為CO2。不難看出，含碳量高的燃料排放的CO2氣體也相應較高。排放因子即將能源化的燃料轉化為對應的CO2排放量。因此，CO2計算公式可以表示為：

排放量=能源消耗量×轉換因子×排放因子

由公式計算出各省所列能源清單的CO2排放量，然后加合，得到該省CO2排放量。特別提出，火電生產過程中CO2的計算是將火電生產量按0.122 9 kg/kw·h時折合為標煤量，然后通過標煤量計算CO2排放量。另外，本課題也研究了各省單位GDP CO2碳排放量以及GDP-CO2擬合曲線，將CO2與經濟數據結合，更加體現出經濟發展是否滿足可持續發展的需求。

表4 IPCC推薦的CO2轉換因子和排放因子

2 研究結果與討論

研究結果顯示，浙江和貴州兩省在2005—2012年間，由能源消費產生的CO2排放量均呈直線上升趨勢如圖2所示。浙江省CO2最大排放量為2011年的939 104.87千t，2012年排放量出現小幅度回落，最小排放量為2005年的509 923.56千t。而貴州省的排放量在8年中一直呈現出穩定的增長趨勢，最小值出現在2005年，為319 940.66千t，最大值出現在2012年，為527 819.98千t。兩省的單位GDP CO2排放量曲線均呈下降趨勢(圖3)，浙江省單位GDP CO2排放量變化區間為2.62～3.80 t/元，變化范圍較小。而貴州省的單位GDP CO2排放量變化范圍較大，從2005年的15.97 t/元下降為2012年的7.70 t/元。擬合兩省從2005—2012年的地區生產總值(GDP)可知，CO2排放量曲線與各省經濟發展曲線體現出對數關系(圖4、5)。

圖2 兩省CO2排放量曲線

圖3 兩省單位GDP CO2排放量

圖4 浙江省CO2與GDP擬合曲線

圖5 貴州省CO2與GDP擬合曲線

2.1 對結果的討論

由研究結果可知，兩省的CO2排放量在研究時間段內均呈增長趨勢，并且與GDP呈對數增長關系。這說明兩省經濟的發展很大程度上依賴于化石能源的消耗。然而，化石能源雖然能有效地推動經濟的發展，但其不可再生的特性，以及在燃燒過程中排放的大量溫室氣體和顆粒污染物都制約了未來它在促進經濟發展中作用的發揮。面對這樣的實際情況，兩省都依據自身特點，制定了切實可行的發展方案。浙江省積極發展海洋經濟，大力發展核能、風能、潮汐能等清潔能源。另外，大力提升第三產業在全省經濟中的地位，淘汰一批高污染高能耗的產業。貴州省在能源利用方面，推動農村秸稈、稻草以及動物糞便等生物質能的技術轉換，以及水力發電在農村地區的推廣利用。同時，它也是聯合國清潔發展機制(CDM)的項目目的地。

雖然浙江省每年排放的CO2總量遠遠高于貴州省，但其單位GDP CO2排放量卻遠遠小于貴州。這說明，浙江省經濟發展的優越性不僅體現在生產力的先進性，生產技術的發達程度，經濟模式的靈活性以及政府政策的適宜性上，而且也體現于它在滿足經濟發展需求的同時，對溫室氣體較小的貢獻作用上。而貴州省想要擺脫經濟落后的帽子，不僅僅要追求總體經濟的穩定增長，也要積極轉變發展模式，進行技術革新，發展綠色經濟，縮短與發達省份在可持續發展道路上的差距。浙江省提出了發展海洋經濟的戰略規劃，大力發展海洋服務業，清潔能源和海洋生態示范區。而貴州省一直致力于生態文明城市的建設，近年來，利用貴州優良的氣候條件和環境資源，大力發展生態旅游、大數據產業等高附加值的行業，是貴州省經濟積極轉型的表現。

兩省的比較是相對而言的。也就是說，并沒有一個可供校核的國際標準或是國內標準來判定這樣的CO2排放量與經濟關系就是綠色的、環保的、可持續的。這也是研究結果所具有的局限性。

2.2 對研究方法的討論

IPCC推薦的排放因子計算法，是目前國際上計算CO2排放量普遍采用的方法。基于我國在能源消耗CO2排放因子數據的研究領域的空白，本課題采用的所有排放因子都源于IPCC推薦的缺省值。這給研究結果帶來了一定程度的不確定性。換言之，IPCC推薦的排放因子是否適用于我國國情仍有待研究。但是針對于我國特定的排放因子尚未有成形的數據可以使用，國內研究在此領域也相對處于空白狀況，這也是此研究遇到的困難之一。另外，文章中將一次能源類型簡化為煤炭、焦炭、油品、天然氣和電力五種類型，而沒有按照IPCC推薦的能源明細進行計算，這也給計算結果的準確程度帶來了影響。

3 結論與建議

(1) 浙江省和貴州省從2005—2012年間化石能源消耗排放的CO2量均為增長趨勢，說明隨著化石能源消耗量的增加，CO2排放量也隨之增大。在很大程度上，經濟發展仍然以化石能源作為主要支撐。

(2) 浙江省單位GDP CO2排放量遠遠小于貴州。綜合來說，浙江省經濟的發展要優于貴州省。它不僅經濟總量遠遠高于貴州省，而且在滿足經濟發展需求的同時，它對溫室氣體貢獻作用相對較小。

(3) 貴州省雖然經濟的綜合性劣于浙江省，但是在研究時段內，其單位GDP CO2排放量由2005年的15.97 t/元下降為2012年的7.70t/元，取得的進步是巨大的。希望在“生態文明貴陽國際論壇”的大力引導下，更多地考慮如何打造經濟發展與生態環境保護的雙贏局面，實現可持續發展。

本文僅以我國不同省份作為研究對象來探究CO2排放量與經濟發展的關系。未來的研究可以著眼于更寬闊的參考背景——以發達資本主義國家作為參比，找出我國不同經濟狀況省份與發達國家的差距。例如，2014年貴州省進一步明確了建設生態文明示范城市的大方向后，將瑞士作為其生態文明發展借鑒學習的榜樣。那么，差距何在？借鑒學習不僅僅是生搬硬套，而應該建立在科學分析的基礎之上，找出差距，希望將來的研究能將這一點考慮進去。另外，未來的分析能夠更深入的探討缺省排放因子和數據合并過程給結果帶來的不確定性。因為，它們的可信程度直接影響結果的真實性。

[1] 張志強，曲建升，曾靜靜.溫室氣體排放評價指標及定量分析[J].地理學報，2008(7):693-702.

[2] 劉冒明，傅國斌.全球溫室效應的影響及對策[J].云南地理環境研究，1990(2):48-55.

[3] Greenhouse E, Jennifer A D，Stacy C et al.Encyclopedia of Biodiversity (Second Edition)[M].2013.

[4] 聯合國《聯合國氣候變化框架公約》，1992.

[5] 聯合國《京都議定書》，1998.

[6] Simon E, Leandro B, Kyoto M,et al.《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南 第二卷 能源》[C].2006.

[7] 國家發展與改革委員會.《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》[S].北京：人民出版社，2011.

[8] 國家統計局能源統計司.《中國能源統計年鑒》[S].北京：中國統計出版社，2006-2013.

[9] 浙江省發展與改革委員會.《浙江海洋經濟發展示范區規劃》[S].杭州：2011.

CO2emission of Zhejiang and Guizhou province by the method of emission factor (IPCC) from 2005 to 2012

Du Yun

(Guizhou Industry Polytechnic College, Guiyang 550008, China)

this research explored the CO2emissions from fossil fuels in Zhejiang and Guizhou province within the time period from 2005 to 2012 by IPCC emission factor method. In addition, CO2/GDP was also investigated to discuss the relationship between CO2emission and economic development. The outcomes showed, CO2emissions from the two areas have been increasing linearly over the past 8 years. However, CO2/GDP displayed descending trends in the two provinces. This indicates that, with technical innovation and efficiency improvement, fossil fuels consumption is on its way to sustainable development. Generally speaking, the economic status of Zhejiang is much better than that of Guizhou. This is not only reflected on its higher economic volume, but also due to its lower CO2/GDP. In addition, Guizhou has also made great progress in its sustainable economic development, reflected by its rising GDP and decreasing CO2/GDP during this period. However, huge space for its further improvement still remains in terms of sustainable development.

primary energy; GDP; IPCC emission factor; CO2emission; sustainable development

2015-04-23； 2015-05-10修回

杜赟，女，1984年生，碩士研究生，研究方向：可持續發展、生態環境保護以及環境策略分析。E-mail： yun_du@live.cn

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