基于IPCC法的物流業(yè)碳足跡測算實證分析

張?zhí)m怡，郭小燕，史本杰

(福建農(nóng)林大學(xué) 交通與土木工程學(xué)院，福建 福州 350002)

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基于IPCC法的物流業(yè)碳足跡測算實證分析

張?zhí)m怡，郭小燕，史本杰

(福建農(nóng)林大學(xué) 交通與土木工程學(xué)院，福建 福州 350002)

物流業(yè)作為最大的碳排放源之一其所產(chǎn)生的碳排放問題在國際上引起重視。IPCC法對碳足跡的測算具有普遍性和科學(xué)性，將碳足跡的理念和計算方法運用于物流企業(yè)，結(jié)果表明福建省物流業(yè)碳足跡呈現(xiàn)上升趨勢，能源消費結(jié)構(gòu)以高碳能源為主，物流業(yè)碳足跡隨GDP的上升而增加。研究旨在為測算物流業(yè)碳排放提供參考，提高產(chǎn)業(yè)的碳排放效率，即加快經(jīng)濟增速而不增加碳排放量，加速低碳經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

物流工程；能源消費量；碳足跡分析法；碳足跡總量

經(jīng)濟發(fā)展和人口增長需要消耗大量資源，資源的過度開發(fā)和利用導(dǎo)致了環(huán)境問題的出現(xiàn)，人類發(fā)展過程現(xiàn)階段面臨著經(jīng)濟、人口、資源、環(huán)境協(xié)同發(fā)展的困境。其中氣候變化是突出的環(huán)境問題，國際氣候變化專門委員會(IPCC)在2007的第四次全球氣候評估報告中指出氣候變化90%是由于以CO2為代表的溫室氣體的排放。[1]1992年在里約熱內(nèi)盧舉行的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會通過的《氣候變化框架公約》，之后的《京都議定書》，以及2015年11月在巴黎召開的第21次《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方大會，都在為降低以CO2為首的溫室氣體排放而努力。2011年中國《省級溫室氣體編制指南》出臺后，各省紛紛制定具體的規(guī)劃，福建省人民政府于2013年印發(fā)《福建省“十二五”控制溫室氣體排放實施方案》，方案的目標是到2015年全省單位地區(qū)生產(chǎn)總值CO2排放比2010 年下降17.5%，2015年中國提出到2030年單位GDP的CO2排放比2005年下降60%～65%的目標。[2]

各國政府對CO2排放問題高度關(guān)注，學(xué)術(shù)界也致力CO2的核算及減排問題。隨著2006年《IPCC國家溫室氣體清單指南》的發(fā)行，IPCC法在英美等多個國家得到了廣泛應(yīng)用。物流業(yè)屬于交通運輸行業(yè)，交通運輸行業(yè)每年對大氣污染物排放的貢獻率達23%，其中排放的CO2占污染物排放總量的80%以上。[3]本文利用IPCC法對福建省物流業(yè)碳足跡進行測算，以期對物流業(yè)碳足跡進行跟蹤，為物流企業(yè)制定本企業(yè)降低CO2排放提供依據(jù)，對政府制定具體的減排提供一定參考，使經(jīng)濟效益和節(jié)能減排協(xié)同發(fā)展。

1 物流業(yè)碳足跡測算原理與模型

1.1 物流業(yè)碳足跡測算原理。

本文利用IPCC法測算物流業(yè)的碳足跡，將各類能源換算成標準煤之后，再將其熱能產(chǎn)生的CO2量進行換算，目的是為了從生命周期角度衡量物流過程直接和間接的CO2排放量，[4]物流業(yè)的碳排放大部分來源于運輸、倉儲以及設(shè)備生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，其中倉儲環(huán)節(jié)碳排放來源于裝卸搬運、配送、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。物流業(yè)主要環(huán)節(jié)運作消耗的能源類型(表1)：運輸貫穿現(xiàn)代物流的各項環(huán)節(jié)，碳排放最嚴重；倉儲環(huán)節(jié)的碳排放量主要產(chǎn)生于裝卸搬運和配送環(huán)節(jié)，配送環(huán)節(jié)由于路徑規(guī)劃不科學(xué)、運輸速度不合理等原因易產(chǎn)生嚴重的能源浪費；設(shè)備運作、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及設(shè)備生產(chǎn)主要消耗電能，屬于非直接碳排放。

表1 物流業(yè)主要環(huán)節(jié)運作消耗能源類型

物流活動的能源消耗所產(chǎn)生的碳排放足跡分為直接碳足跡和間接碳足跡(表1)，其中直接碳足跡為消耗原煤、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣產(chǎn)生的CO2排放量；間接碳足跡為物流業(yè)消耗電能所產(chǎn)生的CO2排放量。

1.2 模型分析。

1.2.1 物流業(yè)碳足跡測算模型。

物流業(yè)年度碳足跡總量測算模型為：

CFP=CFPa+CFPb

(1)

式中：CFP為物流業(yè)碳足跡總量，單位104t；CFPa為物流活動過程中產(chǎn)生的直接碳足跡，單位104t；CFPb為物流活動中產(chǎn)生的間接碳足跡，單位104t。

(2)

CFPb=Ge*le

(3)

式中：Ge為年耗電量，單位104MW· h；le為電力的CO2排放因子，單位t· (MW·h)-1。

1.2.2 各類能源對物流業(yè)碳足跡總量的貢獻率。

(4)

1.2.3 單位貨物周轉(zhuǎn)量碳足跡模型。

物流業(yè)運輸載體主要為貨車，貨車消耗燃料產(chǎn)生大量的CFPa，電力消耗較小不考慮。則單位貨物周轉(zhuǎn)量碳足跡模型為：

CFPh=CFPa/H

(5)

式中：CFPh為單位貨物周轉(zhuǎn)量碳足跡，單位kg·(104t·km)-1；H為貨物周轉(zhuǎn)量，單位104t·km。

2 研究應(yīng)用與結(jié)果分析

2.1 福建省物流業(yè)概況。

根據(jù)中國發(fā)改委數(shù)據(jù)，2012年福建省物流總額41798.01億元(2013年之后尚未更新)，按可比價格計算，比上年增長13.2%；在運輸方面，完成貨物周轉(zhuǎn)量3871.45億噸公里，超過2000年4倍。隨著物流業(yè)等新興產(chǎn)業(yè)帶動的經(jīng)濟快速發(fā)展，2000—2012年福建省物流業(yè)能源消耗總量呈增長趨勢(圖1)，2012年能源消耗達到886.28萬噸，而2000年時僅為223.94萬噸，增加了662.34萬噸，年均增長率為24.65%。這主要是由于福建省經(jīng)濟規(guī)模的持續(xù)擴張，社會各行業(yè)對物流的需求逐漸增加，而物流業(yè)運作環(huán)節(jié)所消耗的燃料以煤、油品類等高碳能源為主，增加了CO2等溫室氣體的排放。在物流業(yè)總量與效益不斷提升、交通運輸及貨運能力顯著提高的同時，物流業(yè)“高消耗、高投入、高排放”的運作模式，不可避免地引起能源過度消耗、資源浪費、環(huán)境污染等問題。因此，福建省物流業(yè)迫切需要采取低碳減排政策，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

圖1 2000～2012年福建省物流業(yè)能源消耗總量

數(shù)據(jù)來源：歷年《福建省統(tǒng)計年鑒》，中國統(tǒng)計出版社

2.2 數(shù)據(jù)來源。

(1)物流業(yè)各燃料消耗主要由運輸、倉儲等環(huán)節(jié)造成，故物流業(yè)能耗相關(guān)數(shù)據(jù)從《中國能源統(tǒng)計年鑒》中 “交通運輸、倉儲和郵政業(yè)”獲取相關(guān)數(shù)據(jù)進行近似替代測算。

(2)對物流業(yè)碳足跡測算的時間跨度為2000年至2012年。根據(jù)《中國能源統(tǒng)計年鑒》獲得各種燃料CO2排放系數(shù)(表2)，系數(shù)由《省級溫室氣體清單編制指南》《綜合能耗通則》中經(jīng)過各燃料的低位發(fā)熱值、碳氧化率換算而來的值。其中電力CO2系數(shù)取自《中國區(qū)域電網(wǎng)基準線排放因子》，福建省(屬華東區(qū)域)其加權(quán)平均值OM為0.8095tCO2/MWh。

(3)物流業(yè)運輸周轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來自歷年《福建省統(tǒng)計年鑒》的交通運輸貨物周轉(zhuǎn)量。

表2 部分能源CO2排放系數(shù)

2.3 結(jié)果分析。

2.3.1 碳足跡總量分析。

將數(shù)據(jù)來源中物流業(yè)各類數(shù)據(jù)代入物流業(yè)碳足跡模型中，按照CO2排放系數(shù)(表2)進行換算，測算出2000年至2012 年福建省物流業(yè)碳足跡情況(表3，圖2)。

表3 福建省物流業(yè)各類能源消耗碳足跡

圖2 福建省物流業(yè)碳足跡總量及增長率

各類燃料能源CO2排放系數(shù)不變的情況下，2000年至2012年福建省物流業(yè)碳足跡總量呈增長趨勢(表3)。由2000年的415.82萬噸上升至2012年的1723.39萬噸，年均增長率為13.03%。相對碳足跡總量的持續(xù)上升，碳足跡

增長率變化較大。2000年至2004年碳足跡增長率上下波動主要是這期間燃料能源消耗量增減所致，2005年由于柴油消耗的大幅下降，碳足跡增速達最低值-1.85%；但在2008年柴油消耗出現(xiàn)劇增，使得碳足跡增長速率達到峰值33.42%；2009年以后碳足跡增長率緩慢下降，主要原因在于政府對能源消耗進行調(diào)控，能源消費量增長速度減緩。

2.3.2 不同能源碳足跡分析。

根據(jù)總量及模型(4)得各類能源對物流業(yè)碳足跡總量的貢獻率見表4。13年來由終端燃料能源產(chǎn)生的直接碳足跡由408.71萬噸上升到2012年的1706.70萬噸，總貢獻率占總量的98.90%；而電力產(chǎn)生的間接碳足跡貢獻率僅占物流業(yè)碳足跡總量的1.10%，其原因是柴油等燃料構(gòu)成的終端能源年消耗量大，電能消耗相對很少。

表4 各類能源消耗對物流業(yè)碳足跡的平均貢獻率

圖3 不同能源消費碳足跡結(jié)構(gòu)變化

從能源消費結(jié)構(gòu)來分析碳足跡變化(圖3)，柴油對物流業(yè)碳足跡的平均貢獻率超過一半，達到56.28%。柴油消耗自2000年到2006年經(jīng)政策引導(dǎo)呈現(xiàn)下降趨勢，2007年因汽油消耗降低，在其他能源消耗未提高的情況下，為保證物流業(yè)的有序發(fā)展，柴油的消耗出現(xiàn)了回升，2008年到2012年隨著燃料油消耗增多，柴油的消耗降低并進入平穩(wěn)的階段。同理，汽油消耗總體變化平緩，在2004年因柴油消耗突降，在其他能源消耗未提高的情況下，汽油消耗出現(xiàn)了回升，2005年到2008年隨著煤油、燃料油消耗的增多，汽油消耗逐漸降低并進入平緩變化階段。燃料油至2004年投入使用，2006年到2009年因其產(chǎn)生的碳排放較柴油、汽油少，污染物較清潔得到了推廣，消費比例從0.03上升到0.21，2010年后趨于平緩。其他如煤油、天然氣、液化石油氣等能源變化呈現(xiàn)平緩趨勢。可見，福建省物流業(yè)能源消耗以柴油、汽油等高碳能源為主，清潔能源利用率還很低。總體來看，福建省政府在2009年到2012年期間對物流業(yè)碳排放進行有效控制，各個能源碳足跡消耗量結(jié)構(gòu)比例相對穩(wěn)定。

2.3.3 單位貨物周轉(zhuǎn)量碳足跡與單耗的分析。

將物流業(yè)貨物周轉(zhuǎn)量代入模型(5)得單位貨物周轉(zhuǎn)量碳足跡，結(jié)果與單位能源消耗量的變化趨勢一致(圖4)。在2000年至2009年，政府對物流業(yè)能源消耗控制力度不夠，單位貨物周轉(zhuǎn)量碳足跡變化不穩(wěn)定，在2009年到2012年碳足跡消費量緩慢下降，2012年碳足跡值降至0.54kg·(104t·km)-1。這說明福建省越來越重視低碳減排，單位貨物周轉(zhuǎn)量碳足跡和單位能源消耗量相對穩(wěn)定，碳排放得到一定的控制。

圖4 福建省物流業(yè)單位貨物周轉(zhuǎn)量碳足跡與單位消耗量的比較

運用線性回歸分析單位貨物周轉(zhuǎn)量碳足跡與單位消耗量之間的關(guān)系(圖5)。回歸擬合優(yōu)度R2為0.997，表示模型擬合優(yōu)度非常高，具有統(tǒng)計意義，單位貨物周轉(zhuǎn)量碳足跡和單位能源消耗量成正比例關(guān)系。

圖5 單位貨物周轉(zhuǎn)量碳足跡與單位消耗量之間的關(guān)系

2.3.4 物流行業(yè)碳足跡量與經(jīng)濟關(guān)系的初步分析。

福建省出臺《關(guān)于推進現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展行動方案(2012-2015)》，為了實現(xiàn)至2015年福建省物流業(yè)增加值超過2100億元，占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重達到8%左右，占服務(wù)業(yè)比重達到20%以上的發(fā)展目標。說明物流業(yè)與區(qū)域經(jīng)濟增長兩者之間存在明顯的相關(guān)關(guān)系。[5]福建省要實現(xiàn)低碳控制策略，必須注重物流業(yè)的碳排放問題。

將福建省物流業(yè)GDP與物流業(yè)碳足跡總量進行相關(guān)性分析及顯著性檢驗(圖6)，其中物流業(yè)GDP取自《福建省統(tǒng)計年鑒》中“交通運輸、倉儲和郵政業(yè)”增加值的數(shù)據(jù)，以1997年為基期，剔除了通貨膨脹因素得到(表5)。

表5 福建省物流業(yè)GDP

圖6 福建省物流業(yè)碳足跡與物流GDP之間的關(guān)系

圖6顯示，福建省物流業(yè)碳足跡與物流GDP之間的模型回歸擬合優(yōu)度R2大于0.928，表明碳足跡與物流業(yè)GDP之間的線性關(guān)系明顯，即福建省物流業(yè)碳足跡量隨著GDP上升而增加，隨著經(jīng)濟發(fā)展，物流業(yè)產(chǎn)生的CO2越多。

將碳足跡總量除以物流GDP得碳足跡強度(圖7)，2000-2012年物流業(yè)碳足跡強度整體上呈下降趨勢，2002年到2005年、2007年到2009年略有反彈，2007年福建省物流業(yè)碳足跡強度最小。2009年至2012年碳足跡強度開始下降。福建省物流業(yè)GDP呈現(xiàn)逐年遞增趨勢，碳足跡強度卻沒有隨之上升，在2009年到2012年間，隨著物流業(yè)GDP的上升，碳足跡強度出現(xiàn)逐年下降，說明政府干預(yù)起到了重要作用。

圖7 碳足跡強度分析

3 結(jié)論與討論

200 0年至2012年福建省物流企業(yè)能源消費碳足跡總量總體呈增長趨勢，隨著物流業(yè)在運輸倉儲過程中對能源需求總量增長，能源消費量增加導(dǎo)致碳足跡增加是必然趨勢。上述各項數(shù)據(jù)分析顯示：2009年以前，碳足跡排放及物流業(yè)能源結(jié)構(gòu)在政府調(diào)控初期，缺乏明確的控制，出現(xiàn)忽高忽低的變化；而在2009年至2012年期間，由于政府出臺的相關(guān)減排政策對物流業(yè)能源消耗管控力度的加強及落實，碳足跡各項指標出現(xiàn)平穩(wěn)下降趨勢。低碳減排是一項長期而艱難的工作，碳足跡的控制需要多邊共同執(zhí)行，福建省要實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展低碳化，仍需在物流企業(yè)中挖掘碳減排潛力，號召物流企業(yè)共同減排，以達到福建省碳減排目標。讓物流企業(yè)在利潤和碳減排中尋求最佳平衡點，既不用為了減排舍棄企業(yè)利益，也不用為了企業(yè)利益鋌而走險濫用能源。本文僅在福建省物流業(yè)碳足跡總量、能源消費結(jié)構(gòu)以及單位周轉(zhuǎn)量碳足跡等方面進行分析，初步探討經(jīng)濟發(fā)展對物流業(yè)碳足跡的影響，未來研究方向仍需綜合考慮多方面影響因素。

[1]郭暉，劉秀銘，郭雪蓮，等．大氣CO2濃度變化與全球氣候變化關(guān)系初步探討[J].亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報，2013(2)：13-19.

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[3]靳東林，魏佳佳，武勝男，等．論我國新能源汽車行業(yè)的產(chǎn)業(yè)分析[J].中國科技博覽，2015(34)：307.

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Class No.:F570.6 Document Mark：A

(責(zé)任編輯：蔡雪嵐)

Empirical Analysis of the Carbon Footprint of Logistics Industry Based on IPCC

Zhang Lanyi，Guo Xiaoyan，Shi Benjie

(School of Transportation and Civil Engineering, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002，China)

As one of the biggest sources of carbon emissions, the logistics industry produced heavily carbon emissions aroused the attention of the world. There is universality and scientific for the IPCC method that can use for the calculation of carbon footprint, the model of carbon footprint of logistics industry, the idea and the method can be useful for the logistics enterprise in calculating the carbon footprint, and data is used to measure the total amount of Fujian Province logistics enterprise carbon footprint from 2000 to 2012, together with unit of goods turnover carbon footprint. The result shows that the Fujian Province logistics industry carbon footprint with a rising trend, high carbon energy dominated energy structure, and the carbon footprint of logistics industry in proportional to the GDP. Among the energy consumption of logistics industry, economic development and carbon emissions, the paper aims to provide a reference for measuring the logistics industry carbon emissions and improve the efficiency of industrial carbon emissions, which accelerates economic growth without increasing carbon emissions, accelerate low carbon economy and sustainable development.

logistics engineering; energy consumption; carbon footprint analysis method; the total carbon footprint

張?zhí)m怡，博士，講師，福建農(nóng)林大學(xué)交通與土木工程學(xué)院。研究方向：交通運輸規(guī)劃與管理。

福建省教育廳科技項目(編號：JB14005)；福建省社會科學(xué)規(guī)劃項目青年項目(編號：FJ2015C148)；福建農(nóng)林大學(xué)青年基金(編號：2013xjj25)；福建農(nóng)林大學(xué)高水平大學(xué)建設(shè)項目(編號：113-612014018)。

F570.6

A

1672-6758(2016)11-0088-5