陜西省溫室氣體排放清單研究

郝　麗，孫　嫻，張文靜，陳建文

(陜西省氣候中心，西安　710014)

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陜西省溫室氣體排放清單研究

郝麗，孫嫻，張文靜，陳建文

(陜西省氣候中心，西安710014)

摘要：采用IPCC指南推薦的碳排放計算方法，將省級溫室氣體排放源分為能源活動、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、廢棄物等5個單元，全面測算了2005—2013年陜西省溫室氣體排放清單。結(jié)果表明：2005—2013年，陜西省溫室氣體排放總量和人均碳排放量逐年增長且有加速趨勢，而溫室氣體吸收總量卻增長緩慢，凈溫室氣體排放量增長趨勢顯著，單位GDP碳排放量呈波動下降趨勢；能源部門的溫室氣體排放量占總排放比例最大，為78.42%～83.36%；工業(yè)過程、農(nóng)業(yè)、廢棄物處理排放所占比例分別為9.57%～14.78%、3.11%～9.02%、1.25%～1.98%；林業(yè)部門表現(xiàn)為碳匯，約9%的CO2排放被森林吸收。

關(guān)鍵詞：溫室氣體；排放清單；陜西

溫室氣體排放導(dǎo)致的全球變暖問題，引起了各界人士的廣泛關(guān)注[1]，由此可能產(chǎn)生嚴重的自然環(huán)境和社會問題。我國政府高度重視氣候變化問題，2007年國務(wù)院頒布了《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》，2009年11月國務(wù)院常務(wù)會議研究決定“到2020年我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，作為約束性指標(biāo)納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中長期規(guī)劃，并制定相應(yīng)的國內(nèi)統(tǒng)計、監(jiān)測、考核辦法”[2]。編制溫室氣體清單不僅是《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方的基本要求，也是應(yīng)對氣候變化的一項基礎(chǔ)性工作，通過清單編制可以識別出主要溫室氣體及其主要排放源，并摸清各部門排放現(xiàn)狀，預(yù)測未來減緩潛力，從而有利于制定國家和地區(qū)控制溫室氣體排放的政策。

陜西省位于我國中西結(jié)合部，境內(nèi)自然資源豐富，是我國西部重要的能源化工基地之一。2010年陜西省被確定為國家“五省八市”低碳經(jīng)濟試點地區(qū)，同時也是國家首批省級溫室氣體清單編制的7個試點地區(qū)之一，陜西省“十二五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃中提出二氧化碳排放強度下降17%的目標(biāo)。當(dāng)前有關(guān)陜西碳排放的研究較少，主要集中在陜西省能源領(lǐng)域碳排放[3]、低碳政策研究以及森林碳儲量[4]等三方面研究，而有關(guān)陜西工業(yè)、農(nóng)業(yè)及廢棄物領(lǐng)域溫室氣體排放的研究較少。因此，本文以陜西省為研究對象，考慮能源消費和非能源消費不同部門、不同類別的溫室氣體排放，根據(jù)《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》[5]提供的碳排放計算方法，測算了2005—2013年陜西省碳排放總量，通過對能源活動、工業(yè)生產(chǎn)過程、農(nóng)業(yè)、土地利用變化和林業(yè)、廢棄物處理等5個單元的碳排放進行研究，得出陜西省碳排放特征，分析省級溫室氣體清單的編制方法，以期為制定陜西省溫室氣體減排方案提供依據(jù)。

1研究范圍、方法和數(shù)據(jù)來源

陜西省溫室氣體清單的范圍主要包括能源活動、工業(yè)生產(chǎn)過程、農(nóng)業(yè)、土地利用變化和林業(yè)、廢棄物處理5個領(lǐng)域，涉及的溫室氣體有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)。各部門及次級部門溫室氣體排放源見表1。

表1　溫室氣體排放源

本文采用《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》和《省級溫室氣體清單編制指南》[6]提供的溫室氣體清單編制方法(具體公式略)。清單編制所涉及的部門多，數(shù)據(jù)量大，由于我國沒有健全的數(shù)據(jù)統(tǒng)計體系，造成大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺失，故活動水平收集采用“自上而下”與“自下而上”的方法，優(yōu)先使用統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其次使用行業(yè)和部門數(shù)據(jù)，最后采用企業(yè)調(diào)研與專家估算數(shù)據(jù)。各部門活動水平數(shù)據(jù)主要來源于2006—2014年的《中國能源統(tǒng)計年鑒》、《陜西統(tǒng)計年鑒》、《中國城市建設(shè)年鑒》等，部分來源于陜西省統(tǒng)計局、林業(yè)局、工信廳、環(huán)保廳及行業(yè)協(xié)會提供的行業(yè)數(shù)據(jù)。排放因子均采用《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》和《省級溫室氣體清單編制指南》的推薦值。

2陜西省碳排放研究

2.1碳排放總量、分布及強度

2005—2013年間，陜西省溫室氣體排放總量(見圖1)逐年增長且有加速趨勢，而溫室氣體吸收總量卻增長緩慢，凈溫室氣體排放量增長趨勢顯著。其中2005—2008年為陜西省凈溫室氣體排放量的平穩(wěn)增長時期，增幅為30.82%。而2009—2013年陜西省溫室氣體排放量從22 356.86萬t迅速增加到38 382.7萬t，增幅高達1.07倍。從能源活動、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、廢棄物處理五大領(lǐng)域的排放情況來看，能源活動是陜西省溫室氣體排放量的最大來源，占歷年總排放量的78.42%～83.36%；工業(yè)生產(chǎn)過程的排放量位居其次，占總排放量的9.57%～14.78%；農(nóng)業(yè)活動是陜西省溫室氣體排放量的第三來源，占3.11%～9.02%；廢棄物溫室氣體排放量極為微弱，不足2%；林業(yè)表現(xiàn)為碳匯功能，從2005年的1 916.07萬t增加為2013年的2 285.04萬t，增幅為19.26%，每年約有9%的CO2排放被林業(yè)吸收。從三種溫室氣體的構(gòu)成比例看(以CO2當(dāng)量計算)，CO2、CH4和N2O分別占溫室氣體的89.02%～95.61%、2.37%～6.44%、2.01%～4.55%，可見溫室氣體排放以CO2為主。

圖1　陜西省溫室氣體排放總量及各單元貢獻

從表2中發(fā)現(xiàn)，2005—2013年，陜西省溫室氣體排放量、人均碳排放量與GDP保持同步上升趨勢，而單位GDP能耗和單位GDP碳排放量呈下降趨勢。陜西省能源強度和碳排放強度由2005年的1.50 tce/萬元(tce為1噸標(biāo)準煤當(dāng)量，是按標(biāo)準煤的熱值計算各種能源量的換算指標(biāo))和3.82 t/萬元下降為2013年的0.74 tce/萬元和2.39 t/萬元，即9 a期間萬元GDP能耗和萬元GDP碳排放強度降低了50.71%和37.43%，這表明陜西省能源利用效率提高，節(jié)能減排工作初見成效。盡管如此，可以看到在這9 a期間GDP上漲了近3倍，能耗和碳排放強度下降率遠遠小于GDP的增長率，何建坤研究認為：碳排放強度的下降率大于GDP的增長率時才能實現(xiàn)CO2的絕對減排[7]。因而，陜西省目前并沒有實現(xiàn)CO2的絕對減排，陜西省能源利用效率有待進一步提高。

表2　陜西省2005—2013年碳排放強度

2.2能源部門排放

由圖2可見，在能源活動引起的CO2排放中，能源生產(chǎn)與加工轉(zhuǎn)換是能源部門溫室氣體最大的排放源，其排放量占能源部門排放量的47%～53%，并且其排放量呈高速增長趨勢。這主要是由于此部門中的公用電力與熱力部門的溫室氣體排放量較大，其排放占能源部門碳排放的38%～45%。由于陜西省電力結(jié)構(gòu)以火電發(fā)電為主，而火電企業(yè)中絕大部分利用煤炭發(fā)電，與石油和天然氣相比煤炭的碳排放系數(shù)最高，因此在電力消費居高不下的狀態(tài)下，需要降低供電煤耗，優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)，減少碳排放。工業(yè)和建筑業(yè)是第二大排放源，占能源部門溫室氣體排放的23%～37%，其排放量呈高速增長趨勢。兩者排放量之和占能源部門總排放量的76%～85%，是陜西省溫室氣體的主要貢獻源。此外，交通運輸和居民生活也是能源部門的溫室氣體排放的重要組成部分，兩者分別占能源部門總排放量的9%和6%左右，農(nóng)、林、牧、漁業(yè)產(chǎn)生的溫室氣體最小，不足能源部門總排放的1%。

圖2　陜西省能源部門溫室氣體排放量

2005—2013年陜西省工業(yè)能源溫室氣體排放呈現(xiàn)遞增趨勢，年均遞增率達13.36%。重工業(yè)制造為陜西省工業(yè)能源中最大的溫室氣體排放貢獻行業(yè)，其次是電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，兩者分別占工業(yè)源溫室氣體總排放量的45%和40%左右。由圖3可見，碳排放量排名前6位的行業(yè)依次為電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、鋼鐵、化工、建材、石油天然氣開采與加工業(yè)和有色金屬，6個行業(yè)CO2排放量占工業(yè)能源CO2排放量的比例呈上升趨勢，從2005年的75.09%

圖3　2005—2013年陜西省高碳行業(yè)溫室氣體排放量

上升為2013年的87.88%。同時，這6個行業(yè)的CO2排放量逐年增長，又以鋼鐵、建材增長幅度更為明顯，年均增長速度分別為28.47%和16.48%。

2.3工業(yè)過程碳排放

2005—2013年工業(yè)生產(chǎn)過程溫室氣體排放快速增長，8 a間增長2.7倍，年均增長17.79%。水泥生產(chǎn)過程是工業(yè)生產(chǎn)過程部門最大的溫室氣體排放源，其排放量占工業(yè)生產(chǎn)部門排放量的45%～57.68%。其次是鋼鐵生產(chǎn)過程，其排放量占工業(yè)生產(chǎn)部門排放量的29.74%～46.24%，兩者排放量之和占工業(yè)生產(chǎn)部門排放量的87.42%～93.64%，是工業(yè)生產(chǎn)部門溫室氣體排放的主要貢獻源。

圖4　2005—2013年陜西省工業(yè)生產(chǎn)過程溫室氣體排放量

2.4農(nóng)業(yè)部門溫室氣體排放

由圖5可見，2005—2013年農(nóng)業(yè)部門溫室氣體排放量呈波動下降趨勢，年均下降比例為2.4%，CO2當(dāng)量由1 528.96萬t下降至1 264.81萬t，下降了17.28%。同時發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)溫室氣體排放結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化，2005年CH4、N2O對溫室氣體的貢獻率分別為50.87%和49.13%，N2O在2007年轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)溫室氣體排放的最大貢獻者，2013年CH4和N2O對溫室氣體的貢獻率轉(zhuǎn)變?yōu)?7.04%和62.96%。這主要是由于動物腸道發(fā)酵和動物糞便管理CH4排放量的減少，兩者對溫室氣體排放量降低貢獻率分別為79.41%和19.24%，進一步分析發(fā)現(xiàn)，兩者排放量的下降是由于陜西省動物存欄量的急劇下降，動物存欄量由2005年的10 118萬頭下降至2013年的8 406萬頭，下降率達16.92%。

農(nóng)用地N2O排放是農(nóng)業(yè)溫室氣體的最大排放源，其次是動物腸道發(fā)酵CH4排放，兩者是農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的主要來源，占農(nóng)業(yè)排放的80%左右。農(nóng)用地N2O排放呈緩慢上升趨勢，康濤研究[8]認為，N2O排放增大是由于化肥使用強度過大和使用效率過低引起。因而，農(nóng)業(yè)應(yīng)實施精確施肥以降低化肥使用強度，提高畜禽糞便資源化利用率等方面來減少溫室氣體排放。

圖5　2005—2013年陜西省農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量

2.5林業(yè)溫室氣體碳吸收

由圖6可見，陜西省溫室氣體吸收能力從2005年的1 906.07萬t增加到2013年的2 285.04萬t，9年增長了368.97萬t，增幅為19.26%，表明陜西省溫室氣體吸收能力取得了較大提高。馬琪[9]、曹揚[10]等研究發(fā)現(xiàn)：陜西省森林碳儲量的水平分布總體呈現(xiàn)陜南秦巴山區(qū)高、陜北黃土高原、關(guān)中平原低的狀況。全省森林平均碳密度為30.919 t/hm2，小于全國平均值41.0 t/hm2，根據(jù)已有研究可知，造成陜西省森林碳密度較低的主要原因是中、幼齡林碳貯存密度較小，但是其所占面積過大。因此，陜西省應(yīng)采取分區(qū)森林經(jīng)營與管理措施，既需要對現(xiàn)有林地科學(xué)撫育提高森林質(zhì)量，也需要通過造林再造林，增加森林覆蓋面積，提高森林碳儲量，使陜西省森林在全球碳匯中發(fā)揮重要作用。

圖6　2005—2013年陜西省森林溫室氣體吸收量

2.6廢棄物處理溫室氣體排放

由圖7可見，2005—2013年廢棄物部門溫室氣體排放量呈波動上升趨勢，CO2當(dāng)量由335.88萬t上升至523.09萬t，上升了55.74%。固體廢棄物填埋處理是廢棄物部門最大的排放源，占廢棄物部門排放量的66.11%～75.44%；其次是工業(yè)廢水處理CH4排放，占廢棄物部門排放量的14.15%～21.87%；廢水處理N2O排放和生活污水CH4排放也是廢棄物部門溫室氣體重要排放源，兩者分別占廢棄物部門排放量的5.8%和5.2%左右；廢棄物焚燒處理CO2排放所占比例微乎其微，占0.8%左右。

圖7　2005—2013年陜西省廢棄物處理溫室氣體排放量

3結(jié)論

通過對能源活動、工業(yè)生產(chǎn)過程、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、廢棄物處理5個部門的碳排放的測算和分析，得出以下結(jié)論。

(1) 2005—2013年，陜西省溫室氣體排放總量逐年增長且有加速趨勢，而溫室氣體吸收總量卻增長緩慢，凈溫室氣體排放量增長趨勢顯著。能源活動是陜西省溫室氣體排放量的最大來源，占歷年總排放量的78.42%～83.36%；工業(yè)生產(chǎn)過程的排放量位居其次，占總排放量的9.57%～14.78%；農(nóng)業(yè)活動是陜西省溫室氣體排放量的第三來源，占3.11%～9.02%；廢棄物溫室氣體排放量極為微弱，不足2%；林業(yè)表現(xiàn)為碳匯功能，每年約有9%的CO2排放被林業(yè)吸收。

(2)能源生產(chǎn)與加工轉(zhuǎn)換是能源部門溫室氣體最大的排放源，工業(yè)和建筑業(yè)是第二大排放源，兩者排放量之和占能源部門總排放量的76%～85%，是陜西省溫室氣體的主要貢獻源。碳排放量排名前6位的行業(yè)依次為電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、鋼鐵、化工、建材、石油天然氣開采與加工業(yè)和有色金屬，6個行業(yè)CO2排放量約占工業(yè)能源CO2排放量的80%。

(3)水泥和鋼鐵生產(chǎn)過程是工業(yè)生產(chǎn)部門溫室氣體排放的主要貢獻源，兩者排放量之和占工業(yè)生產(chǎn)部門排放量的87.42%～93.64%。

(4)農(nóng)用地N2O排放和動物腸道發(fā)酵CH4排放，是農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的主要來源，占農(nóng)業(yè)排放的80%左右。

(5)固體廢棄物填埋處理和工業(yè)廢水處理CH4排放，是廢棄物部門溫室氣體的主要貢獻源，兩者之和占廢棄物部門排放量的88%左右。

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中圖分類號：X322；X51

文獻標(biāo)識碼：A

基金項目：中國清潔發(fā)展機制基金贈款項目(2012055)；中國清潔發(fā)展機制基金贈款項目(2013006)

作者簡介：郝麗(1982—)，女，漢，內(nèi)蒙巴盟人，碩士，工程師，從事氣候變化及研究。

收稿日期：2015-10-21

文章編號：1006-4354(2016)02-0005-05

郝麗，孫嫻，張文靜，等.陜西省溫室氣體排放清單研究[J].陜西氣象，2016(2)：5-9.