2005～2009年我国省域排放特征研究，本文主要内容关键词为：特征论文,我国论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
为推动国际社会应对气候变暖的温室气体减排谈判，作为一个负责任的大国，我国政府在2009年宣布了自愿减排目标，即到2020年单位GDP二氧化碳排放量在2005年的基础上下降40%～45%。要实现这一目标需要各省(市、自治区)分担碳减排指标。然而，我国各省(市、自治区)的经济发展水平、能源结构、能源利用效率、二氧化碳排放量和排放强度等均存在较大差异。要实现我国的碳减排目标，需要在科学分析各省(市、自治区)二氧化碳排放的特征及其区域差异、碳排放强度与经济发展水平、产业结构、能源结构等关系的基础上，制定科学的省域碳减排目标和减排配额。这样既不影响全国的经济发展，又保证各省(市、自治区)经济发展的相对公平性，也可为碳减排潜力预测提供分析基础，为制定科学的减排策略提供决策依据。
伴随国际碳减排外交和国内节能减排政策制定的需要，我国学者近年来逐渐开展了对我国各省(市、自治区)碳排放特征的研究。王铮等[1]通过将全国总排放量按照能源消费量分摊到各省(市、自治区)的方法，对1995～2006年各省能源消费导致的碳排放进行了核算，并对平均碳排放系数、总排放量、人均排放量、单位GDP排放量进行了对比分析。徐大丰[2]利用能源碳排放系数法，估算了我国东、中、西部三大区域碳排放总量和三大区域分行业的碳排放总量。岳超等[3]采用与王铮等类似的计算方法，计算了1995～2007年各省(市、自治区)年均碳排放量、人均碳排放量及碳排放强度，并且从东、中、西三大区域的角度进行了比较分析。杜官印等[4]采用能源碳排放系数法测算了1997～2007年各省化石能源的碳排放量和碳排放强度。刘占成等[5]对国内区域碳排放研究进行了评述，分析了目前碳排放测算存在差异的原因，并利用政府间气候变化专门委员会(IPCC)的计算方法测算并分析了1990～2008年间各省(市、自治区)及东、中、西部的能源和水泥的碳排放总量、人均排放量、碳排放强度等重要指标。彭觅等[6]采用能源碳排放系数法测算了1998～2007年30个省份的能源消耗、工业产业、交通和生活方面的碳排放总量和碳排放强度的空间差异和变动情况。曲建升等[7]采用IPCC的计算方法测算并比较了2006年各省(市、自治区)的
排放总量、排放强度、人均排放量和排放密度。
总体而言，上述研究在完成碳排放计算以后，一般按照东、中、西部的大区域划分方式进行区域碳排放差异的对比分析，并据此提出减排对策。这种基于大区域的划分方式虽然也能体现我国碳排放的总体特征，但实际上并未具体考量各省域的经济发展水平、产业结构、能源结构等因素与碳排放特征之间的关系，得到的结果也就不可避免地失之笼统，无法清晰地体现同一大区域内的省际碳排放差异，从而难以为更具针对性的省(市、自治区)减排政策的制定提供科学依据。而在方法上，普遍采用的能源碳排放系数法和能源消费量分摊法，虽然较IPCC的方法更简单、易操作，但计算结果的准确性则相对较差，例如彭觅等[6]采用的能源碳排放系数法和岳超等[3]采用的能源消费量分摊法计算的我国2005年二氧化碳排放量均为17×
t左右，曲建升等[7]采用IPCC的方法计算的结果则接近50×t，而后者更接近于国际机构(如国际能源署(IEA)和美国能源信息署(EIA)等)的计算结果。
基于上述考虑，本文将采取国际公认的IPCC推荐的方法，计算2005～2009年各省域的碳排放量并分析其排放特点，同时将碳排放量与经济发展、产业结构、能源消耗等影响因素结合起来进行省域碳排放特征的分析，根据碳排放特征划分特定的排放类群，为省域减排政策的制定提供决策参考。
1 数据来源与计算方法
1.1 数据来源
本文采用的化石燃料消费数据来源于2006～2010年的《中国能源统计年鉴》，化石燃料类型主要包括：原煤、洗精煤、其他洗煤、型煤、焦炭、其他焦化产品、煤焦油；原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、石脑油、沥青、润滑油、炼厂干气、其他石油制品；天然气。各类化石燃料的热量转换系数和碳排放因子(表1)主要来源于国家发展和改革委员会能源研究所2007年出版的《中国温室气体清单研究》，部分来源于IPCC 1996年出版的《1996年IPCC国家温室气体清单指南修订版》(以下简称指南)[8]。国内生产总值和各地区生产总值以及人口数据来源于2006～2010年的《中国统计年鉴》。
1.2 计算方法
本文选取IPCC指南中的参考方法作为温室气体排放的评估方法，计算我国各省(市、自治区，由于西藏的统计数据不全，所以未进行计算，港澳台地区缺少资料，也未计算)2005～2009年化石燃料消费所产生的排放量。计算公式如下：
2 省域排放基本特征
2.1 省域排放总量
排放总量指标是比较分析其他指标的基础，它反映了一个地区排放的整体情况。图1展示了2005～2009年各省(市、自治区)的排放总量及变化情况(从分析结果看，山西和海南出现异常，以下各图同。海南2005年排放量为负值，主要是因为在该年，其原油等能源的表观消费量较小，而天然气出口量很大，为213.44×
，导致所有能源的表观消费量为负；而山西省在2008年排放量急剧增加，主要是因为在该年，其原煤产量不但显著增加，而且还进口了8800×
原煤，库存量也有所增加，从而导致原煤的表观消费量是2007年的2倍多，使得排放量显著增加)。从图1中可以看出以下规律：30个省区过去5a的排放总量均呈增长趋势。对各省(市、自治区)横向比较，东部沿海等发达地区以及内蒙古、河南、湖北、湖南等中部地区的排放总量较大，而且其增长速度也较快，以内蒙古为例，5a间其平均增长速度达到了16.9%。西部地区(除了四川、陕西等省份)的排放总量整体而言相对较低。4个直辖市的排放总量较低，除北京外其他3个直辖市的排放增长速度较快，重庆的平均年增长速度达到16.1%。
2.2 人均排放量
人均排放量体现了一个国家或区域人民生活水平的高低以及对有限排放空间的占有程度[9]。从我国各省(市、自治区)2005～2009年的人均排放量来看(图2)，各省(市、自治区)差异较大，5a的平均人均排放量变化范围在0.38～14.78 t之间。除北京市的人均排放量呈下降趋势外，其余各省(市、自治区)的人均排放量均呈上升趋势，其中四川、重庆、内蒙古、安徽等省区的人均排放量快速增长，其年均增长率超过了10%。但总体而言，经济发展较快及经济发达省区的人均排放量较高，如内蒙古、宁夏、上海、天津、辽宁等省区。
图1 2005～2009年省域排放总量
Fig.1 Total emission from 2005 to 2009 by province
图2 2005～2009年省域人均排放量
Fig.2 emission per capita from 2005 to 2009 by province
2.3 排放强度
排放强度是指单位GDP的排放量，它是评价碳排放水平的一个关键指标，它受经济发展水平、产业结构、能源结构等多种因素的影响[10]。排放强度指标随着经济增长和技术进步而下降。这里以2005年的GDP值为不变价，计算出各省(市、自治区)2005～2009年的排放强度，并按其平均值进行排序，如图3所示。整体而言，中西部省份的排放强度较高，5a平均值一般在2.00～8.98 t/10[4]元之间，东部发达省份的排放强度较低，一般在0.07～3.91 t/10[4]元之间；大部分省区的排放强度呈逐年下降趋势，并且整体上中东部省份下降得较快，如河南5 a间平均下降了约10.16%，西部省份下降得较慢，而且青海、新疆、重庆的排放强度略有上升。
图3 2005～2009年省域排放强度
Fig.3 emission intensity from 2005 to 2009 by province
图4 2005～2009年省域综合能源排放系数
Fig.4 Integrated energy emission factor from 2005 to 2009 by province
2.4 综合能源排放系数
本文的综合能源排放系数指标用排放总量与各类能源消耗总量的比值来表示，它反映了一个国家或地区特定能源结构下单位综合能源消耗所产生的排放量。将2005～2009年综合能源排放系数按其平均值进行排序，如图4所示。整体而言，经济发达省区的排放系数较低，欠发达省区的排放系数较高，平均排放系数最高的陕西省(2.89)约是最低省份海南省(0.11)的26倍。从2005～2009年的变化趋势来看，大部分省区(18个省区)的排放系数在降低，海南是降幅最大的省份，年均降低17.8%；其次是河南，年均降低5.78%。其余12个省份的排放系数在缓慢增长，增长最快的是山西省，年均增长3倍多；其次是重庆市，年均增长6.33%。
3 省域排放特征类群分析
对省域排放特征进行类群划分，有利于对不同的地区提出有针对性的碳减排政策。相关研究表明[3,11～15]，经济发展水平、能源消费结构以及产业结构是影响碳排放强度的3个重要因素。因此，依据这3个要素，利用2009年的数据，以计算的30个省区的排放强度平均值(即2.84 t/
元)为标准，高于2.84 t/元的为高排放省份，低于2.84 t/元的为低排放省份，根据划分标准进行两两组合，从而对省域排放特征进行类群分析。
3.1 基于人均GDP的省域排放类群分析
3.1.1 分析方法
经济发展与排放之间存在着一定的线性关系，而人均GDP是反映经济发展水平的重要指标之一。因此，以人均GDP代表经济发展水平，对省域碳排放特征进行类群分析。
按照世界银行2009年对全世界国家和地区经济实力的划分标准及类别，我国除上海迈入高收入地区外，其余省份均处于中低收入标准中，因此，以世界银行的标准不能较准确地反映我国各省(市、自治区)间的经济差距。因此，结合我国的实际情况，以人均GDP最高省区上海市和最低省区贵州省之间差值的1/3(即3.32×元)和2/3(即5.61×元)为标准划分为3类，低于3.32×元的为低收入省份，高于5.61×元的为高收入省份，介于3.32×～5.61×元之间的为中等收入省份。
3.1.2 省域排放类群划分
基于人均GDP，可以将省域排放类群划分为5类：高排放中等收入省份、高排放低收入省份、低排放高收入省份、低排放中等收入省份、低排放低收入省份，详见图5。
图5 基于人均GDP与排放强度的省域排放特征类群划分
Fig.5 Provincial groups of emission characteristics based on GDP per capita and emission intensity
(1)高排放低收入省份
包括宁夏、贵州、山西、新疆、青海、甘肃、陕西、云南、河北和吉林10个省份。这些省份大多位于中西部地区，以西部省区居多，经济发展相对落后，并且基本都是能源或者矿产资源大省，资源型产业是这些省份重要的支柱产业，高碳经济特征明显。
(2)高排放中等收入省份
包括内蒙古和辽宁2个省份。内蒙古和辽宁两省近年来经济发展速度较快，“发展排放”特征显著，2005～2009年的人均GDP平均增速分别达到17.81%和13.27%。内蒙古是我国的能源资源大省和重要的能源化工基地，高碳行业比重偏高，规模以上工业中能源、冶金、化工等高碳排放行业约占2/3。辽宁在国家重振东北老工业基地的战略方针指引下，工业生产快速增长，规模不断扩大，在工业产业结构中，石化、冶金、电力等耗能产业比重较大。
(3)低排放低收入省份
包括安徽、江西、广西、四川、湖北、湖南、重庆、海南、黑龙江和河南10个省份。这些省份大部分位于中部地区，尽管其经济发展水平相对于东部地区要落后，经济发展仍然依靠第二产业尤其是重工业的发展，但是其生产工艺和技术水平相对于第一类省份要高，能源利用效率也较高，因此，其排放强度相对较低。
(4)低排放中等收入省份
包括山东、江苏、浙江、广东和福建5个省份。这5个省份都是我国经济水平比较发达的省份。由于这些省份正在发生经济结构转型，大力发展第三产业，逐渐摆脱了对高耗能、高排放产业的高度依赖。
(5)低排放高收入省份
包括天津、北京和上海3个直辖市。这3个直辖市是我国经济最发达的3个地区，北京和上海的支柱产业是以现代服务业为主的第三产业，耗能少；天津尽管仍是以第二产业为主，但工业技术水平较高，“低消耗、低排放”的工业产业相对较多，非化石能源比重较高。
3.2 基于产业结构的省域排放类群分析
3.2.1 分析方法
工业化革命以来，排放量迅速增加，这主要是由工业发展消耗大量化石能源所致。相关研究表明[14,16]，第二产业比重同碳排放强度之间存在正相关关系，即第二产业比重越高，排放强度越大。因此，根据第二产业的比重来划分省域排放类群。
以第二产业比重最高的河南省和最低的北京市之间差值的1/3(即34.5%)和2/3(即45.5%)为标准划分为3类，第二产业比重低于34.5%的为产业结构合理省份，高于45.5%的为产业结构欠合理省份，介于34.5%～45.5%之间的为产业结构较合理省份。
3.2.2 省域排放类群划分
根据第二产业比重，可以将省域排放类群划分为5类：高排放产业结构较合理省份、高排放产业结构欠合理省份、低排放产业结构合理省份、低排放产业结构较合理省份、低排放产业结构欠合理省份，详见图6。
(1)高排放产业结构欠合理省份
包括宁夏、内蒙古、山西、河北、青海、陕西、辽宁和吉林8个省份。这些省份都是能源和矿产资源大省，第二产业比重大(除吉林和宁夏外都超过50%)，像辽宁和吉林更是典型的重工业省份，产业结构具有畸重性、资源性的特点，产业关联度相对较低，产业链不完善，加工深度和综合利用程度低，产品附加值低。
(2)高排放产业结构较合理省份
包括贵州、新疆、云南和甘肃4个省份。这4个省份都位于西部地区，尽管其第二产业占有相当的比例，但优势不明显，并且与第一类省份相比，其第一产业和第三产业产值所占比重较高，例如贵州的第三产业产值比重仅次于北京和上海，但是其工业化水平低，工业以高耗能产业为主。
图6 基于产业结构与排放强度的省域排放特征类群划分
Fig.6 Provincial groups of emission characteristics based on industrial structure and emission intensity
(3)低排放产业结构欠合理省份
包括黑龙江、安徽、湖北、四川、福建、广东、天津、重庆、山东、河南、江苏、江西和浙江13个省份。这些省份大部分位于中东部地区，尽管同样是第二产业比重较大的省份，但是其能源资源型重工业所占比重相对较小，而且能源利用技术和工业技术水平相对较高，因此，在经济发展水平相对较高的情况下，其碳排放强度相对较低。
(4)低排放产业结构较合理省份
包括湖南、广西和上海3个省份。在上海，尽管第二产业仍占有一定的比重(39.9%)，但是第三产业的比重(59.3%)远大于第二产业，而且第一产业比重非常小，仅为0.8%，第二产业又以高新技术产业为主，因此其碳排放强度较低；湖南和广西的碳排放强度较低是因为其第一产业比重较大，分别为15.1%和18.8%。
(5)低排放产业结构合理省份
包括北京和海南两个省份。北京第三产业比较发达，信息服务业、金融服务、流通服务等现代服务业已成为其经济发展的主导产业，第三产业的比重已达到75.5%，这使其在产生高经济效益的同时排放较少的碳。海南的发展主要是以第三产业即旅游业为主，其次是第一产业，第二产业比重相对较低。
3.3 基于能源消费结构的省域排放类群分析
3.3.1 分析方法
由于目前能源消费产生的碳排放量中，大部分来源于煤炭，因此，以煤炭消费量占能源消费总量的比重为依据来进行类群的划分。
以煤炭消费比重最高的省区山西省和最低的省区海南省之间差值的1/3(即37.5%)和2/3(即60.3%)为标准划分为3类，煤炭消费比重低于37.5%的为能源消费结构合理省份，高于60.3%的为能源消费结构欠合理省份，介于37.5%～60.3%之间的为能源结构较合理省份。
3.3.2 省域排放类群划分
根据能源消费结构，将省域排放类群划分为5类：高排放能源结构欠合理省份、高排放能源结构较合理省份、低排放能源结构欠合理省份、低排放能源结构较合理省份、低排放能源结构合理省份(详见图7)，具体如下。
(1)高排放能源结构欠合理省份
包括宁夏、内蒙古、贵州、山西、河北和云南6个省份。这些省份要么是煤炭大省，如山西、内蒙古；要么是矿产资源大省，如贵州、云南。这些省份能源利用效率不高，高度依赖煤炭，结构不合理，煤炭消费占能源消费总量的比重超过了70%。
图7 基于能源消费结构与排放强度的省域排放特征类群划分
Fig.7 Provincial groups of emission characteristics based on energy consumption structure and emission intensity
(2)高排放能源结构较合理省份
包括新疆、青海、甘肃、辽宁、陕西和吉林6个省份。这6个省份中有4个位于西北地区，这些省份第二产业不发达且能源利用效率较低；吉林和辽宁位于东北老工业基地，辽宁的三大行业电力、钢铁和水泥都是高耗能行业，吉林省是以煤炭为主要能源消费品种的省份，而且在其产业结构中，重工业比重较大，工业耗能水平高。
(3)低排放能源结构欠合理省份
包括重庆、湖南、江西、安徽和河南5个省份。安徽是中部能源大省，在能源结构中煤炭及火力发电的生产和利用占85%左右，但由于大力发展节能技术和循环经济，其单位GDP能耗和二氧化碳排放强度都低于全国平均水平。河南是由传统农业大省发展起来的新兴工业大省，是资源型工业大省，能耗高，但能源效率的提高遏止了碳排放量的增加[17]。重庆、湖南和江西对煤炭的依赖性要低于河南和安徽，比如重庆已经构建了水电、生物质能源、风电、垃圾焚烧发电等多样、安全、清洁、高效的能源供应和消费体系。
(4)低排放能源结构较合理省份
包括天津、浙江、黑龙江、江苏、福建、四川、山东、广西和湖北9个省份。除四川外，这些省份都位于中东部地区，而且属于非能源资源大省，能源结构中对煤炭的依赖程度相对较低。这些省份都积极落实节能减排措施，使其能耗强度和碳排放强度不断下降，其中6个省份在国务院公布的2009年节能目标责任评价考核结果[18]中被评为超额完成等级，其余3个省份被评为完成等级。
(5)低排放能源结构合理省份
包括海南、北京、上海和广东4省份。这4个省份的煤炭消费比重都在35%以下。北京、上海和海南都是以第三产业为主，北京和上海的第三产业都是以具有高附加值的现代服务业为主，海南主要是以旅游业为龙头的现代服务业。广东尽管第二产业比重最大，但其能源强度(2009年为0.684 t标准煤/10[4]元)仅高于北京，表明其能源利用效率较高。
3.4 省域排放特征综合类群划分
根据上述结果，同时考虑各省人均GDP、第二产业比重、能源消费结构(煤炭消费占能源消费总量的比重)与碳排放强度的关系，进行综合类群划分，结果如表2。
从表2可以看出，高收入省份(天津、上海和北京)的碳排放强度低、产业结构和能源利用结构也相对合理。中等收入省份除了内蒙古和辽宁是高碳排放强度省区外，其余省份的碳排放强度相对较低，产业结构仍以第二产业为主，能源利用结构有待优化。低收入省份的情况差异较大，整体而言，西部地区(除了四川和重庆)的碳排放强度较高、第二产业比重较大、能源利用结构单一。西部地区在大力发展经济的同时，降低碳排放强度、优化能源利用结构的任务相当艰巨。中部地区省份尽管碳排放强度较低，但产业结构和能源利用结构仍需改进。
4 结论
(1)本研究利用IPCC的参考方法评估和分析了各省(市、自治区)2005～2009年间的排放量、人均排放量、排放强度和综合能源排放系数，结果表明我国省域排放总体上呈现以下特征：①各省排放总量均呈增长趋势，年平均增长率为7.9%；中东部地区增长相对较快，西部地区增长较慢。这与各省(市、自治区)的经济规模的扩张情况密切相关。②各省间人均排放量差异较大，除北京外，均呈增长态势；整体而言，经济发展较快和经济发达省区的人均排放量较高。③从排放强度来看，中西部省份的排放强度较高，东部发达省份的排放强度较低；大部分省(市、自治区)排放强度呈逐年下降趋势，并且整体上中东部省份下降得较快，西部省份下降得较慢。这与能源利用结构和产业结构密切相关，因此，节能减排政策应考虑各省(市、自治区)的能源利用结构和产业结构特点。④从综合能源排放系数来看，大部分省份的排放系数呈下降趋势，下降省份与增长省份的比例为3∶2；经济发达省区的排放系数较低，欠发达省区的排放系数较高。
(2)依据人均GDP、第二产业比重和能源消费结构与碳排放强度的关系，将各省划分为不同的排放类型。省域碳排放特征类群的分析结果表明，影响省域排放的因素很多。因此，减排的政策、途径、措施等要结合各省(市、自治区)实际，省域减排配额的确定等需要充分考虑经济发展水平、产业结构、能源利用结构等因素。①各省减排配额必须与经济社会发展阶段相结合，对于发展阶段相对滞后的地区，比如西部省份，从发展的公平性考虑，应给予更长的排放时间和更多的排放空间。②各省减排政策必须与经济产业结构相结合，对于第二产业份额比较高的省份给予相对较高的配额，对于第三产业比较高的省份(如海南、北京、上海等)，给予比较严格的排放限制。③各省减排政策必须与能源消费结构相结合，对于高耗煤省份(如河南、内蒙古、宁夏等)，应推动产业结构和能源利用结构的调整，并且提高能源利用效率。
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