论文部分内容阅读
内容提要：本文基于国家碳排放强度降低的目标需求，对高排放强度省区2010-2020碳排放情景进行了分析。选取甘肃省为研究案例，分析了2005-2010年碳排放的基本状况和碳排放强度降低原因，根据不同的经济发展速度、能源强度和减排目标设定了6种不同的2010—2020年碳排放情景，并就2020年40%～45%减排目标与北京、上海、宁夏、内蒙古、山西、全国平均水平进行了比较，结果表明：在2020年实现碳排放强度降低40%～45%目标下的6种发展情景中，2020年，甘肃省人均碳排放量为11.26tCO2～14.73 tCO2/人；能源强度为1.383吨标煤/万元～1.529吨标煤/万元，相对2005年降低32.28%～38.76%。
关键词：甘肃省；碳排放量；碳排放强度；减排目标；情景分析
中图分类号：X511 文献标识码：A 文章编号：1003-4161(2012)01-0101-04
碳减排是减缓气候变化的核心问题 ［1-3］。2009年哥本哈根气候变化会议之前，我国自主承诺到2020年我国碳排放强度在2005年基础上降低40%～45%［4］。作为发展中大国，我国社会和经济发展需求迫切，且产业结构和能源结构短期内难以大幅度调整，2020减排目标的推出，意味着我国将付出艰辛的努力，各省区也将承担分解的减排指标。
情景分析方法是目前国内外进行碳收支与碳排放分析预测的重要方法。 Timo Karjalainen［5］等应用情景分析方法预测了2050年欧洲森林管理和气候变化对碳收支情况的影响状况。加利福尼亚州环境保护署［6］根据不同的科技水平对2020年交通能源方面的碳减排情况进行了情景分析。有关我国2020年碳排放情景的分析研究多有开展，如：周伟等［9］根据MARKAL-MACRO 和Keyfitz 模型，设定了能源消费的3 种情景：基准情景、能源结构优化情景、气候变化约束情景，并分别测算了CO2排放量；林伯强等［10］预测分析了我国2020年碳排放总量和能源结构变化情况，并分析了不同排放情景对宏观经济的影响。
本文将重点对以甘肃省为代表的我国高排放强度省区在2020减排目标下的碳排放情景进行分析。
一、数据来源与计算方法
碳排放来源于化石能源消费、工业和农业等多个领域。考虑到当前国内外碳排放评价对象主要以能源消费排放量为主，本文在进行甘肃省碳排放现状评估和2020年前的排放情景分析时，重点以能源活动的碳排放为主。
本文所使用的计算数据主要来源于中国能源统计年鉴2006—2010［11］，甘肃统计年鉴2005—2010［12］。评估方法参照政府间气候变化专门委员会（IPCC）评估方法指南，部分计算系数根据我国标准进行了调整。
二、甘肃省二氧化碳排放现状
2005年甘肃省二氧化碳排放量为10 217.84万吨，2010年增长至13 405.72万吨，年均增长率达5.58%。其中来自化石燃料燃烧的排放量占主要部分，多年平均占88.38%（表1）。 “十一五”期间，甘肃省2005年单位GDP能源强度为2.258吨标煤/万元，2010年为1.808吨标煤/万元，同比2005年降低19.94%，年均降低4.35%。
2005-2010年，甘肃省人均二氧化碳排放量（图2）由3.94吨/人增长至5.05吨/人，年均增长率5.09%。在国家“十一五”20%能源强度目标的约束下，甘肃省与全国其他省区一样，碳排放强度也实现了较大幅度的降低，由2005年的5.28 tCO2/万元降低至2010年的4.11 tCO2/万元，5年间降低了22.24%，年均降幅4.91%。
三、甘肃省碳排放强度降低的驱动因素分析
甘肃省2010年二氧化碳排放强度在2005年基础上实现22.24%的减排幅度，与可再生能源使用规模持续扩大、节能减排技术开发等带来的能源结构和能源效率优化密切相关（图1，图2）。
四、甘肃省2015、2020年二氧化碳排放情景分析
（一）二氧化碳排放总量趋势
2010年，甘肃省的碳排放总量为13 405.72万吨，根据我国“十二五”关于能源的规划以及甘肃省的具体情况，假设甘肃省2015年能源强度降低10%，计算得出2015年甘肃省二氧化碳排放总量为26 667.67万吨，年均增长 14.75%。2005—2010年期间甘肃省GDP总量年均增长10.98%，假设甘肃省2015—2020年GDP增长速率逐步降低为年均8%，如要完成国家规定的碳排放强度降低40%的目标，则2020年二氧化碳的排放量为34 933.19万吨；如果碳排放强度降低45%，那么2020年二氧化碳的排放量为32 022.09万吨。如果甘肃省2015—2020年GDP增长速率进一步加快为12%，如要完成国家规定的碳排放强度降低40%的目标，二氧化碳的排放量为41 899.57万吨；如果碳排放强度降低45%，二氧化碳的排放量为38 407.94万吨。如果甘肃省2015—2020年GDP按年均12%增长，能源强度在2015年的基础上继续降低10%，则2020年的碳排放总量 为40 123.11万吨；如果能源强度降低15%，则2020年的碳排放总量为37 894.05万吨。
以上假设涉及6个情景，具体参见表3。
（二）人均排放量趋势
2010年人均排放量为5.05 tCO2/人，2015、2020年各种情景下的人均排放量如表3所示。假设2010—2015年间甘肃省能源强度降低10%，甘肃省2015年人均二氧化碳为9.71tCO2/人，年均增长14%。如图3所示：情景3（2015—2020 GDP 12% 增速，2020年碳排放强度降低40%）下，2020年人均二氧化碳排放量最大，此情景下2015—2020年人均二氧化碳年均增长8.70%。情景2（2015—2020 GDP 8% 增速，2020年碳排放强度降低45%）下，2020年人均二氧化碳排放量最小，此情景下2015-2020年人均二氧化碳年均增长3.01%。
(三)碳排放强度趋势
2010碳排放强度为4.11 tCO2/万元，2015年根据前面的假设计算得出碳排放强度为3.56 tCO2/万元，相比2005年碳排放强度降低32.7%。如果2015—2020年期间保持GDP增长速度12%，能源强度降低15%，即表3和图4中情景5，则其所对应的2020年的能源强度为1.383吨标煤/万元，相比2005年降低38.76%，碳排放强度为2.87tCO2/万元，相比2005年碳排放强度降低45.74%，此情景下2020年碳排放强度下降最大；如果2015-2020年期间能源强度降低10%（情景6），则2020年能源强度相比2005年降低35.15%，碳排放强度为3.04 tCO2/万元，相比2005年碳排放强度降低42.54%。
图4中，情景1、3为碳排放强度降低40%目标的情况，情景2、4为碳排放强度降低45%目标的情况。
五、2020年主要省份40%、45%目标下的碳排放强度比较
在2005年基础上，按照国家40%、45%目标按省份实施均等减排幅度，选取北京、上海、内蒙古、山西、宁夏与甘肃省进行横向比较，结果如表4、图5所示。甘肃省碳排放强度高于全国平均水平，2020年碳排放强度降低45%后将与2005年的全国平均水平持平。北京、上海等发达省市的碳排放强度一直低于全国平均水平；宁夏、山西、内蒙古属于高碳排放强度省区，且能源多依赖煤炭等高排放值的化石能源。甘肃省碳排放强度在高排放省区处于中等位置。
六、结论
本研究以甘肃省为例，分析了高排放区的排放现状：2005—2010年甘肃省碳排放总量年均增长率为5.58%。2005—2010年5年间碳排放强度降低了22.24%，碳排放强度的降低主要来自于煤炭消耗在总体能源消耗中的降低以及单位GDP能耗的降低。
根据甘肃省2010—2020年间的GDP和单位GDP能耗的多种发展趋势，并结合我国40%～45%的碳排放强度目标，设定了6种碳排放情景，综合分析6种情景发现，到2020年，甘肃省人均碳排放量为11.26tCO2～14.73 tCO2/人，能源强度为1.383吨标煤/万元～1.529吨标煤/万元，能源强度相对2005年降低32.28%～38.76%。碳排放强度降低幅度为40%～45.74%，其中，当2015—2020年GDP增速12%，能源强度降低15%时碳排放强度降低幅度最大，达45.74%。
2005—2010年碳排放强度降低的经验，以及2020年排放情景分析表明，要实现2020年碳排放强度降低40%～45%的目标，需要重视可再生能源的开发工作，继续加大风能、太阳能等零碳能源的贡献比例，持续推进产能结构优化和节能减排工作，从而降低化石能源在能源消费总量的比重和单位GDP的能耗，这是实现碳排放强度的根本性的工作。
基金项目：中国科学院战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”（XDA05140100）与甘肃省清洁发展机制项目创新团队联合资助。
参考文献：
［1］朱永彬, 王铮, 庞丽等. 基于经济模拟的中国能源消费与碳排放高峰预测［J］. 地理学报, 2009, 64(8): 935-944.
［2］刘慧, 成升魁, 张雷. 人类经济活动影响碳排放的国际研究动态［J］. 地理科学进展, 2002, 21(5): 420-429.
［3］张雷. 中国一次能源消费的碳排放区域格局变化［J］. 地理研究, 2006, 25(1): 1-9.
［4］李红强，王礼茂，中国低碳能源发展潜力及对国家减排贡献的初步研究［J］，第四纪研究，2010,30（3）：473-480.
［5］Timo Karjalainen, Ari Pussinen, Jari Liski, Gert-Jan Nabuurs, Thies Eggers, Tuija Lapvetel inen, Terhi Kaipainen, Scenario analysis of the impacts of forest management and climate change on the European forest sector carbon budget［J］, Forest Policy and Economics, 2003,5(2): 141-155.
［6］Farrell, Alexander E., Sperling, Dan, A Low-Carbon Fuel Standard for California, Part 1: Technical Analysis［R］, 2007.
［7］W. A. Kurz, M. J. Apps, An analysis of future carbon budgets of Canadian boreal forests［J］, Water, Air, & Soil Pollution, 1995, 82: 321-331.
［8］Tao Wang, Jim Watson, Scenario analysis of China’s emissions pathways in the 21st century for low carbon transition［J］, Energy Policy, 2010, 38(7): 3537-3546.
［9］周伟，米红，中国能源消费排放的CO2测算［J］，中国环境科学，2010,30(8): 1142-1148.
［10］林伯强，姚昕，刘希颖，节能和碳排放约束下的中国能源结构战略调整［J］，中国社会科学，2010,1:58-71.
［11］中华人民共和国国家统计局编．中国能源统计年鉴．北京：统计出版社，2006～2010.
［12］中华人民共和国国家统计局编．甘肃年鉴．北京：中国统计出版社，2006～2010.
［作者简介］李燕（1987-），女，陕西凤翔人，硕士研究生，主要从事气候变化与环境政策研究;曲建升（1973-），男，山东莱阳人，研究员，主要从事气候变化战略研究。
［收稿日期］2011-10-15
责编：启方；校对：林月
关键词：甘肃省；碳排放量；碳排放强度；减排目标；情景分析
中图分类号：X511 文献标识码：A 文章编号：1003-4161(2012)01-0101-04
碳减排是减缓气候变化的核心问题 ［1-3］。2009年哥本哈根气候变化会议之前，我国自主承诺到2020年我国碳排放强度在2005年基础上降低40%～45%［4］。作为发展中大国，我国社会和经济发展需求迫切，且产业结构和能源结构短期内难以大幅度调整，2020减排目标的推出，意味着我国将付出艰辛的努力，各省区也将承担分解的减排指标。
情景分析方法是目前国内外进行碳收支与碳排放分析预测的重要方法。 Timo Karjalainen［5］等应用情景分析方法预测了2050年欧洲森林管理和气候变化对碳收支情况的影响状况。加利福尼亚州环境保护署［6］根据不同的科技水平对2020年交通能源方面的碳减排情况进行了情景分析。有关我国2020年碳排放情景的分析研究多有开展，如：周伟等［9］根据MARKAL-MACRO 和Keyfitz 模型，设定了能源消费的3 种情景：基准情景、能源结构优化情景、气候变化约束情景，并分别测算了CO2排放量；林伯强等［10］预测分析了我国2020年碳排放总量和能源结构变化情况，并分析了不同排放情景对宏观经济的影响。
本文将重点对以甘肃省为代表的我国高排放强度省区在2020减排目标下的碳排放情景进行分析。
一、数据来源与计算方法
碳排放来源于化石能源消费、工业和农业等多个领域。考虑到当前国内外碳排放评价对象主要以能源消费排放量为主，本文在进行甘肃省碳排放现状评估和2020年前的排放情景分析时，重点以能源活动的碳排放为主。
本文所使用的计算数据主要来源于中国能源统计年鉴2006—2010［11］，甘肃统计年鉴2005—2010［12］。评估方法参照政府间气候变化专门委员会（IPCC）评估方法指南，部分计算系数根据我国标准进行了调整。
二、甘肃省二氧化碳排放现状
2005年甘肃省二氧化碳排放量为10 217.84万吨，2010年增长至13 405.72万吨，年均增长率达5.58%。其中来自化石燃料燃烧的排放量占主要部分，多年平均占88.38%（表1）。 “十一五”期间，甘肃省2005年单位GDP能源强度为2.258吨标煤/万元，2010年为1.808吨标煤/万元，同比2005年降低19.94%，年均降低4.35%。
2005-2010年，甘肃省人均二氧化碳排放量（图2）由3.94吨/人增长至5.05吨/人，年均增长率5.09%。在国家“十一五”20%能源强度目标的约束下，甘肃省与全国其他省区一样，碳排放强度也实现了较大幅度的降低，由2005年的5.28 tCO2/万元降低至2010年的4.11 tCO2/万元，5年间降低了22.24%，年均降幅4.91%。
三、甘肃省碳排放强度降低的驱动因素分析
甘肃省2010年二氧化碳排放强度在2005年基础上实现22.24%的减排幅度，与可再生能源使用规模持续扩大、节能减排技术开发等带来的能源结构和能源效率优化密切相关（图1，图2）。
四、甘肃省2015、2020年二氧化碳排放情景分析
（一）二氧化碳排放总量趋势
2010年，甘肃省的碳排放总量为13 405.72万吨，根据我国“十二五”关于能源的规划以及甘肃省的具体情况，假设甘肃省2015年能源强度降低10%，计算得出2015年甘肃省二氧化碳排放总量为26 667.67万吨，年均增长 14.75%。2005—2010年期间甘肃省GDP总量年均增长10.98%，假设甘肃省2015—2020年GDP增长速率逐步降低为年均8%，如要完成国家规定的碳排放强度降低40%的目标，则2020年二氧化碳的排放量为34 933.19万吨；如果碳排放强度降低45%，那么2020年二氧化碳的排放量为32 022.09万吨。如果甘肃省2015—2020年GDP增长速率进一步加快为12%，如要完成国家规定的碳排放强度降低40%的目标，二氧化碳的排放量为41 899.57万吨；如果碳排放强度降低45%，二氧化碳的排放量为38 407.94万吨。如果甘肃省2015—2020年GDP按年均12%增长，能源强度在2015年的基础上继续降低10%，则2020年的碳排放总量 为40 123.11万吨；如果能源强度降低15%，则2020年的碳排放总量为37 894.05万吨。
以上假设涉及6个情景，具体参见表3。
（二）人均排放量趋势
2010年人均排放量为5.05 tCO2/人，2015、2020年各种情景下的人均排放量如表3所示。假设2010—2015年间甘肃省能源强度降低10%，甘肃省2015年人均二氧化碳为9.71tCO2/人，年均增长14%。如图3所示：情景3（2015—2020 GDP 12% 增速，2020年碳排放强度降低40%）下，2020年人均二氧化碳排放量最大，此情景下2015—2020年人均二氧化碳年均增长8.70%。情景2（2015—2020 GDP 8% 增速，2020年碳排放强度降低45%）下，2020年人均二氧化碳排放量最小，此情景下2015-2020年人均二氧化碳年均增长3.01%。
(三)碳排放强度趋势
2010碳排放强度为4.11 tCO2/万元，2015年根据前面的假设计算得出碳排放强度为3.56 tCO2/万元，相比2005年碳排放强度降低32.7%。如果2015—2020年期间保持GDP增长速度12%，能源强度降低15%，即表3和图4中情景5，则其所对应的2020年的能源强度为1.383吨标煤/万元，相比2005年降低38.76%，碳排放强度为2.87tCO2/万元，相比2005年碳排放强度降低45.74%，此情景下2020年碳排放强度下降最大；如果2015-2020年期间能源强度降低10%（情景6），则2020年能源强度相比2005年降低35.15%，碳排放强度为3.04 tCO2/万元，相比2005年碳排放强度降低42.54%。
图4中，情景1、3为碳排放强度降低40%目标的情况，情景2、4为碳排放强度降低45%目标的情况。
五、2020年主要省份40%、45%目标下的碳排放强度比较
在2005年基础上，按照国家40%、45%目标按省份实施均等减排幅度，选取北京、上海、内蒙古、山西、宁夏与甘肃省进行横向比较，结果如表4、图5所示。甘肃省碳排放强度高于全国平均水平，2020年碳排放强度降低45%后将与2005年的全国平均水平持平。北京、上海等发达省市的碳排放强度一直低于全国平均水平；宁夏、山西、内蒙古属于高碳排放强度省区，且能源多依赖煤炭等高排放值的化石能源。甘肃省碳排放强度在高排放省区处于中等位置。
六、结论
本研究以甘肃省为例，分析了高排放区的排放现状：2005—2010年甘肃省碳排放总量年均增长率为5.58%。2005—2010年5年间碳排放强度降低了22.24%，碳排放强度的降低主要来自于煤炭消耗在总体能源消耗中的降低以及单位GDP能耗的降低。
根据甘肃省2010—2020年间的GDP和单位GDP能耗的多种发展趋势，并结合我国40%～45%的碳排放强度目标，设定了6种碳排放情景，综合分析6种情景发现，到2020年，甘肃省人均碳排放量为11.26tCO2～14.73 tCO2/人，能源强度为1.383吨标煤/万元～1.529吨标煤/万元，能源强度相对2005年降低32.28%～38.76%。碳排放强度降低幅度为40%～45.74%，其中，当2015—2020年GDP增速12%，能源强度降低15%时碳排放强度降低幅度最大，达45.74%。
2005—2010年碳排放强度降低的经验，以及2020年排放情景分析表明，要实现2020年碳排放强度降低40%～45%的目标，需要重视可再生能源的开发工作，继续加大风能、太阳能等零碳能源的贡献比例，持续推进产能结构优化和节能减排工作，从而降低化石能源在能源消费总量的比重和单位GDP的能耗，这是实现碳排放强度的根本性的工作。
基金项目：中国科学院战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”（XDA05140100）与甘肃省清洁发展机制项目创新团队联合资助。
参考文献：
［1］朱永彬, 王铮, 庞丽等. 基于经济模拟的中国能源消费与碳排放高峰预测［J］. 地理学报, 2009, 64(8): 935-944.
［2］刘慧, 成升魁, 张雷. 人类经济活动影响碳排放的国际研究动态［J］. 地理科学进展, 2002, 21(5): 420-429.
［3］张雷. 中国一次能源消费的碳排放区域格局变化［J］. 地理研究, 2006, 25(1): 1-9.
［4］李红强，王礼茂，中国低碳能源发展潜力及对国家减排贡献的初步研究［J］，第四纪研究，2010,30（3）：473-480.
［5］Timo Karjalainen, Ari Pussinen, Jari Liski, Gert-Jan Nabuurs, Thies Eggers, Tuija Lapvetel inen, Terhi Kaipainen, Scenario analysis of the impacts of forest management and climate change on the European forest sector carbon budget［J］, Forest Policy and Economics, 2003,5(2): 141-155.
［6］Farrell, Alexander E., Sperling, Dan, A Low-Carbon Fuel Standard for California, Part 1: Technical Analysis［R］, 2007.
［7］W. A. Kurz, M. J. Apps, An analysis of future carbon budgets of Canadian boreal forests［J］, Water, Air, & Soil Pollution, 1995, 82: 321-331.
［8］Tao Wang, Jim Watson, Scenario analysis of China’s emissions pathways in the 21st century for low carbon transition［J］, Energy Policy, 2010, 38(7): 3537-3546.
［9］周伟，米红，中国能源消费排放的CO2测算［J］，中国环境科学，2010,30(8): 1142-1148.
［10］林伯强，姚昕，刘希颖，节能和碳排放约束下的中国能源结构战略调整［J］，中国社会科学，2010,1:58-71.
［11］中华人民共和国国家统计局编．中国能源统计年鉴．北京：统计出版社，2006～2010.
［12］中华人民共和国国家统计局编．甘肃年鉴．北京：中国统计出版社，2006～2010.
［作者简介］李燕（1987-），女，陕西凤翔人，硕士研究生，主要从事气候变化与环境政策研究;曲建升（1973-），男，山东莱阳人，研究员，主要从事气候变化战略研究。
［收稿日期］2011-10-15
责编：启方；校对：林月