北京市碳排放清單研究與核算
當(dāng)前，我國(guó)正處于快速的城市化、工業(yè)化進(jìn)程中，經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)與環(huán)境約束之間的矛盾也愈發(fā)尖銳，加上溫室氣體減排指標(biāo)帶來的外部壓力，使得中國(guó)必須轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，走低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展道路。城市是低碳發(fā)展的主要執(zhí)行單元，積極推進(jìn)低碳城市建設(shè)，不僅符合全球“低碳化”的發(fā)展趨勢(shì)，也是落實(shí)國(guó)家提出的溫室氣體減排目標(biāo)的必然要求。早在2008年初，建設(shè)部就與WWF(世界自然基金會(huì))聯(lián)合推出“低碳城市”模式，并在上海和保定兩市進(jìn)行相關(guān)試點(diǎn)。后來，北京、河北、上海、江蘇、浙江、廣東、山東、四川等省市也紛紛推出低碳城市建設(shè)規(guī)劃。
北京作為首都，也是我國(guó)城市環(huán)境規(guī)劃的重點(diǎn)區(qū)域，其城市環(huán)境在我國(guó)環(huán)境改革中具有十分重要的戰(zhàn)略地位。所以，核算北京的碳排放清單、探索北京這一城市的低碳發(fā)展模式對(duì)于全國(guó)都有著十分重要的示范意義。
1碳源分析
碳源(CarbonSource)指造成溫室氣體排放的任何過程或活動(dòng)，其數(shù)量用二氧化碳當(dāng)量CO2e表示。本研究中，城市區(qū)域核算時(shí)，主要考慮化石燃料燃燒和逸散過程、工業(yè)過程、農(nóng)牧業(yè)過程以及廢棄物處置四大過程產(chǎn)生的CO2、CH4、N2O這3種溫室氣體。并且按照中國(guó)氣象局提供的CH4以及N2O當(dāng)量換算方法將這兩種氣體換算為CO2氣體進(jìn)行計(jì)算。
能源過程包含一次能源的消費(fèi)以及生產(chǎn)過程中燃料的逸散過程中帶來的的排放。工業(yè)生產(chǎn)過程選擇計(jì)算水泥生產(chǎn)以及鋼鐵生產(chǎn)過程中的所產(chǎn)生的二氧化碳排放。農(nóng)業(yè)則側(cè)重于畜牧業(yè)當(dāng)中，動(dòng)物反芻以及腸道發(fā)酵過程還有的動(dòng)物糞便中甲烷排放。廢棄物處理過程分為廢水處理以及固體廢棄物處理，固體廢棄物處理細(xì)分生活固體廢棄物和工業(yè)固體廢棄物。碳匯核算時(shí)利用《2006年國(guó)家溫室氣體清單指南》當(dāng)中提供的分類方法分類并計(jì)算。
2核算方法
根據(jù)編制的北京市溫室氣體排放清單，本研究采用IPCC國(guó)家溫室氣體核算方法，分析北京市2000-2011年溫室氣體排放結(jié)構(gòu)與變化量。溫室氣體的排放核算主要包括能源活動(dòng)、工業(yè)活動(dòng)、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、廢棄物處理以及林業(yè)、濕地過程溫室氣體排放的估算，具體核算方法如下：能源燃燒的溫室氣體排放核算主要根據(jù)《2006IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》(下文稱《06指南》)中推薦的缺省方法一。其中化石燃料燃燒產(chǎn)生的溫室氣體包括燃燒過程排放的CO2和火力發(fā)電過程排放的N2O，此外，還對(duì)生燃燒CH4排放和燃料溢散過程CH4排放進(jìn)行了估算。工業(yè)過程中非化石燃料燃燒引起的排放，主要來自水泥、鋼鐵生產(chǎn)過程的化學(xué)反應(yīng)。水泥的生產(chǎn)過程碳排放量是最大的，因此，本研究中主要考慮水泥生產(chǎn)過程碳酸鈣的分解產(chǎn)生的溫室氣體，溫室氣體種類此處主要考慮CO2的排放。根據(jù)中國(guó)氣候變化國(guó)別研究組提供的方法進(jìn)行計(jì)算。農(nóng)業(yè)活動(dòng)中溫室氣體來源主要包括反芻動(dòng)物消化道和動(dòng)物糞便管理過程的CH4排放，以及農(nóng)田及動(dòng)物糞便施用過程中N2O的排放。本研究中主要考慮反芻動(dòng)物消化道、水稻田的CH4排放，采用的方法包括《06指南》推薦的方法一。固體廢棄物處置過程中CH4的排放主要考慮四個(gè)方面：城市生活固體廢棄物處置、工業(yè)固體廢棄物處理、城市生活污水和工業(yè)生產(chǎn)廢水。其中生活污水和工業(yè)廢水的核算方法主要根據(jù)《06指南》推薦的方法一;由于國(guó)內(nèi)主要以填埋作為廢棄物處理方式，城市生活和工業(yè)固體廢棄物CH4排放的估算主要計(jì)算的是廢棄物填埋過程的溫室氣體CH4的排放。
3溫室氣體排放現(xiàn)狀分析
根據(jù)如上所述方法，計(jì)算得到北京市1997-2008年溫室氣體排放量，北京市的碳排放量一直呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，由2000年的9.543*107(二氧化碳當(dāng)量)上升到2011年的13.514*107(二氧化碳當(dāng)量)。增長(zhǎng)速度自2004年之后有所放緩，這正與北京市2004年開始放緩工業(yè)發(fā)展進(jìn)程、工廠外遷，并且大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)有關(guān)。另外，在2000-2011年間，北京市煤炭消費(fèi)的碳排放呈先增后減的趨勢(shì)，石油消費(fèi)的碳排放在2006年出現(xiàn)一次劇增，這與2006年汽車市場(chǎng)轉(zhuǎn)暖、銷量上升有一定關(guān)系。天然氣的產(chǎn)量則一直保持平穩(wěn)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。廢棄物碳排放量在2005年出現(xiàn)小幅上升的波動(dòng)，在其他年份則保持持平。農(nóng)牧業(yè)過程溫室氣體排放量略微下降。碳匯吸收CO2能力比較穩(wěn)定，未出現(xiàn)較大波動(dòng)。
我們利用《06指南》里的方法對(duì)北京一次能源消費(fèi)過程中產(chǎn)生CO2的量進(jìn)行了核算，得出結(jié)論，目前煤炭消費(fèi)產(chǎn)生的CO2的量居于第一位，占到一次能源消費(fèi)總量的53.45%，其次是石油和天然氣，分別占了總一次能源消費(fèi)總量的32.82%、13.73%。一次能源消費(fèi)產(chǎn)生的排放量在北京市二氧化碳排放總量中占到44.37%，排第一位。這反映了目前煤炭消費(fèi)所帶來的CO2排放量占了北京地區(qū)的溫室氣體CO2排放當(dāng)量的絕大部分。正反映了我國(guó)目前以煤炭消費(fèi)為主的一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，以及煤炭在作為我國(guó)能源的基石的同時(shí)，也帶來了大量的溫室氣體排放。
自2008年開始，北京天然氣的消費(fèi)量快速上升，目前已經(jīng)是北京市能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中不可或缺的一部分，與此同時(shí)，目前北京市排放溫室氣體的CO2當(dāng)量占總體的排放量的11.28%。
工業(yè)過程當(dāng)中分為兩部分，即水泥生產(chǎn)和鋼鐵生產(chǎn)。截至2011年底，北京市統(tǒng)計(jì)規(guī)模以上的水泥企業(yè)24家，水泥年產(chǎn)量911.5萬噸。而水泥生產(chǎn)帶來的溫室氣體的排放量隨著水泥產(chǎn)量的走勢(shì)呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)。2000-2006年期間，北京市水泥生產(chǎn)的CO2排放量呈上升趨勢(shì)，自2006年往后則一路下降。鋼鐵工業(yè)的CO2排放量自2000年來先增后減，2007年達(dá)最高值15.14*104噸之后,隨著奧運(yùn)會(huì)的臨近,北京市區(qū)內(nèi)大量的大型鋼鐵企業(yè)遷出,從而使得鋼鐵的溫室氣體排放量下降。但總的來說，鋼鐵企業(yè)的排放量在溫室氣體排放總量中所占的比重并不大。
此外，北京地區(qū)并沒有進(jìn)行水稻的種植活動(dòng)，而北京地區(qū)主要的農(nóng)作物生產(chǎn)比如小麥、玉米、大豆的種植并沒有二氧化碳排放的產(chǎn)生，農(nóng)作物部分的溫室氣體排放可以忽略不計(jì)。北京市濕地的溫室氣體的排放則較為平穩(wěn)，目前北京的濕地總面積為3.436萬公頃，占北京轄區(qū)面積的1.93%，其中大部分為人工濕地，占濕地總面積的85.5%。每年排放出甲烷氣體的二氧化碳當(dāng)量為11.3*104噸。
在2011年，一次能源消費(fèi)和發(fā)電過程的碳排放量占到總量的85.489%，可以說是最主要的兩大碳源。在工業(yè)過程中，2011年的水泥生產(chǎn)過程碳排放量占到工業(yè)過程總量的95%以上，而鋼鐵生產(chǎn)過程僅占到5%左右，可以說是微乎其微的。
自2009年以來，北京市節(jié)能降耗工作取得了一定實(shí)效，能源消費(fèi)彈性系數(shù)和能源強(qiáng)度不斷下降，導(dǎo)致碳排放強(qiáng)度不斷降低。因此，在北京市未來發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的過程中應(yīng)繼續(xù)圍繞國(guó)家2020年單位GDP的碳排放比2005年減少40%-50%的目標(biāo)，設(shè)定相應(yīng)的碳強(qiáng)度減排目標(biāo)。
4結(jié)論與建議
本文從定量的角度入手，制定城市溫室氣體排放清單，掌握了溫室氣體排放結(jié)構(gòu)，并采用溫室氣體排放清單方法核算北京城市區(qū)域?qū)用鏈厥覛怏w排放現(xiàn)狀，確定北京市碳排放水平。
在本文中，溫室氣體排放的核算不僅僅限于CO2核算，還包括N2O和CH4的排放;除了主要能源活動(dòng)和工業(yè)過程以外，還核算了廢棄物處置過程、農(nóng)業(yè)過程、畜牧業(yè)過程、濕地過程的溫室氣體排放，在核算氣體的種類以及來源角度都進(jìn)行了一定程度擴(kuò)充，對(duì)于北京市節(jié)能減排政策的制定以及環(huán)境問題解決的研究都具有一定的意義。
根據(jù)北京市2000-2011年溫室氣體排放的變化情況，可以明確北京市未來發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的工作重點(diǎn)，做到減少碳源排放和增加碳匯面積并重。“十二五”期間政策建議主要有:
1.改善能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展清潔能源，尤其是天然氣、核電、水電、風(fēng)電和太陽能，逐步擴(kuò)大清潔能源在能源消費(fèi)中的比例，從而減少一次能源尤其是煤炭燃燒產(chǎn)生的溫室氣體排放量。
2.減少工業(yè)過程溫室氣體排放，尤其是控制六大高耗能產(chǎn)業(yè)的排放，限期淘汰落后產(chǎn)能和高能耗生產(chǎn)設(shè)備，提高行業(yè)準(zhǔn)入門檻;加強(qiáng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)，大力發(fā)展信息、生物材料、新能源等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，逐步替代傳統(tǒng)重化工業(yè)，從而減少第二產(chǎn)業(yè)尤其是工業(yè)生產(chǎn)的溫室氣體排放量;推進(jìn)重點(diǎn)企業(yè)的燃煤鍋爐改造以及重點(diǎn)節(jié)能工程的節(jié)能降耗工作，降低單位產(chǎn)品的能耗。
3.依托北京原有林業(yè)資源優(yōu)勢(shì)，通過造林和再造林，加強(qiáng)森林管理等措施增強(qiáng)森林碳匯。
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