2003
—2012年內蒙古工業(yè)行業(yè)能源消費CO2排放研究

烏日娜，張繼權，董振華，哈　斯

(東北師范大學環(huán)境學院自然災害研究所，吉林 長春 130117)

2003
—2012年內蒙古工業(yè)行業(yè)能源消費CO2排放研究

烏日娜，張繼權，董振華，哈斯

(東北師范大學環(huán)境學院自然災害研究所，吉林 長春 130117)

[摘要]采用聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC，2006年)頒布的CO2排放指南中的計算公式和CO2排放系數(shù)缺省值，計算了內蒙古2003—2012年工業(yè)行業(yè)能源消費CO2的排放情況.結果表明：內蒙古能源消費總量由2003年的0.532 0億t(標準煤)增長到2012年的1.410 6億t(標準煤)，平均年增長率為11.44%；由能源消費產生的CO2排放總量由2003年的1.340 0億t增長到2012年的5.134 1億t.在各類能源消費CO2排放量中2003年煤炭的CO2排放量最大，占總CO2排放量的86%，而2012年天然氣的CO2排放量最大，占總CO2排放量的99%；CO2排放強度總體上呈現(xiàn)下降的趨勢.通過相關性分析得出CO2排放量與人口、人均GDP和能源強度呈現(xiàn)高度相關性.因此，應該采取控制人口數(shù)量、降低能源強度和提高能源利用效率等措施來降低CO2排放量.

[關鍵詞]CO2排放；工業(yè)行業(yè)；能源消費；內蒙古

氣候變暖居于全球十大環(huán)境問題之首，已經(jīng)得到了國際社會的廣泛關注.目前有相當多的學者認為，溫室氣體特別是CO2濃度的劇增，引起了氣候變暖[1].聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第四次報告得出結論，認為人類活動引起的大規(guī)模能源消費導致的大氣中CO2含量迅速升高很可能是引起全球氣候變化的最主要原因，這種可能性在90%以上[2].我國目前溫室氣體排放量占世界的10%[3]，處于世界第二位，并有可能在2010—2020年取代美國成為世界上最大的溫室氣體排放國，其中能源消費的快速增長對碳排放的增加起著決定性的作用[4].因此，開展能源消費CO2排放效應研究對于了解CO2排放機理、制定CO2排放政策具有重要意義，也引起了國內外學者極大的關注.

目前，能源消費CO2排放以及影響CO2排放因素的探討和研究諸多，在碳排放總量的測算和對比方面，Simone Gingrich 等(2011)[5]運用Kaya恒等式對奧地利與捷克斯洛伐克在1930—2000年的碳排量進行了測算；在CO2排放的影響因素分析方面，B.W.ANG等(1998)[6]運用對數(shù)平均Divisia指數(shù)(LMDI)分解法研究了工業(yè)部門CO2的排放情況，結果表明，在1985—1990年期間工業(yè)部門能源消耗的強度變化對CO2排放有較大的抑制作用.縱觀國內外關于CO2排放量測算及CO2排放影響因素的研究發(fā)現(xiàn)，全國層面的研究較多，對于更小尺度的研究較少；缺少對CO2排放結構、強度以及影響因素等多方面系統(tǒng)研究的案例.因此本文選擇了內蒙古自治區(qū)101個縣級市，以其工業(yè)行業(yè)能源消費CO2排放量為研究對象，對內蒙古自治區(qū)的CO2排放結構、強度以及影響因素等多方面進行了系統(tǒng)研究，以為自治區(qū)走低碳經(jīng)濟的發(fā)展道路提供實際性的依據(jù).

1研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1數(shù)據(jù)來源

本研究采用的數(shù)據(jù)均來自《內蒙古自治區(qū)統(tǒng)計年鑒》(2003—2012)[7].在計算能源消費CO2排放量時采用能源平衡表中的終端消費量(標準量)，不計加工轉換過程、運輸和輸配中損失能源的CO2排放；電力和熱力的CO2排放是按火力發(fā)電和供熱投放的能源計算，不再計算能源終端消費部門熱力和電力的CO2排放量.由于無法收集到完整時間段的各類能源終端消費數(shù)據(jù)，因此選用了覆蓋研究時間段的幾類主要能源，包括原煤、焦炭、原油、汽油、柴油、燃料油和液化石油氣.由于這些能源占終端能源消費總量的比例較高，可以認為近似等于終端能源消費的總量.

1.2研究方法

本文采用聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會頒布的《IPCC 2006國家溫室氣體清單》指南中的缺省CO2排放系數(shù)所推薦的公式計算能源消費CO2排放，即

CO2總排放量=能源終端消費量×CO2排放系數(shù).

具體計算公式為[2]

C=E×Fi.

式中：C為CO2排放量(萬t)； Fi為CO2排放系數(shù)，i為能源類型；E為能源終端消耗量(萬t).計算結果見表1.

表1　各類能源折算標準煤系數(shù)和CO2排放系數(shù)

2結果與分析

2.1內蒙古自治區(qū)CO2排放現(xiàn)狀分析

2.1.1工業(yè)行業(yè)能源消費量總量分析

如圖1所示，內蒙古自治區(qū)工業(yè)行業(yè)能源消費總量逐年增長，由2003年的0.532 0億t(標準煤)增加到2012年的1.410 6億t(標準煤)，平均年增長率達到11.44%，其中以2003年增速最快，增長率達到了11.45%.進入21世紀以來內蒙古自治區(qū)經(jīng)濟尤其是工業(yè)的快速發(fā)展，對能源需求量隨之增加，因此帶來的溫室氣體的排放尤其是CO2的排放量越來越多.

能源消費彈性系數(shù)用于表示能源消費增長速度和一個國家或者一個地區(qū)經(jīng)濟增長速率的比例關系，發(fā)展中國家在發(fā)展初期，能源效率較低，所以其能源消費彈性系數(shù)往往超過或接近1[8].

圖1　內蒙古2003—2012年能源消費總量

圖2　內蒙古工業(yè)行業(yè)能源消費彈性系數(shù)變化趨勢(2003—2012)

由圖2可見，近10年來內蒙古工業(yè)行業(yè)能源彈性系數(shù)呈波動性增長，其中只有在2009—2010年期間和2012年，能源消費彈性系數(shù)大于1，2003和2008年彈性系數(shù)均小于1，意味著這幾年能源消費的增長速度小于經(jīng)濟的增長速度，但這并不能證明內蒙古以較低的能源投資獲得了較高的經(jīng)濟增長.2008年，彈性系數(shù)開始超過1，2008年、2009年和2012三年能源消費彈性系數(shù)繼續(xù)上升，分別達到1.09，1.84和2.40，產業(yè)結構變動明顯推動了能源消費的增長，表明能源消耗過快反而經(jīng)濟增長滯后，即能源消費增長率超過了經(jīng)濟增長率[9].自2003年以來，隨著全區(qū)節(jié)能降耗力度的加大以及能效的提高，經(jīng)濟增長快于能源需求增長速度，能源消費彈性系數(shù)曲線呈下降趨勢，彈性系數(shù)開始小于1，2011年下降到0.55，但仍比2003年高0.17；而2012年能源消費彈性系數(shù)達到2.40，說明能源消費對經(jīng)濟的增長影響越來越大，并且經(jīng)濟增長對能源消費的依賴度也隨之提高.

2.1.2工業(yè)行業(yè)能源消費利用效率現(xiàn)狀

能源消費強度是指國民經(jīng)濟在生產中的單位能耗水平，通常表達為生產單位國內生產總值所消耗的能源量，反映了生產和消費過程中能源的利用效率，是衡量經(jīng)濟增長質量的重要指標之一.能源消費是經(jīng)濟發(fā)展的基礎，沒有一定量的能源消費就談不上經(jīng)濟的發(fā)展.我國實現(xiàn)節(jié)約型社會，其重點就是必須要節(jié)約能源，而節(jié)約能源的重中之重就是提高能源利用效率[8].

由圖3可知，2003—2012年間內蒙古自治區(qū)工業(yè)行業(yè)能源消費強度不斷下降，從2003年的2.42萬t/億元降至2012年的1.42萬t/億元.其中2002—2010年工業(yè)行業(yè)能源消費強度快速下降，2010—2012年工業(yè)行業(yè)能源消費強度下降速率較為緩慢.工業(yè)行業(yè)能源消費強度的下降主要是由于工業(yè)能源利用效率的提高，全區(qū)加快了對那些高碳、高污染、高排放行業(yè)的淘汰進度，同時加大了對行業(yè)節(jié)能技術的改造力度和節(jié)能管理.

圖3　內蒙古工業(yè)行業(yè)能源消費強度變化趨勢(2003—2012年)

圖4　2003—2012年內蒙古工業(yè)行業(yè)能源消費CO2排放總量變化趨勢

2.1.3CO2排放總量特征分析

2003—2012年，內蒙古工業(yè)行業(yè)能源消費的CO2排放量整體上呈上升趨勢，從2003年的1.340 0億t增長到2012年的5.134 1億t，10年間增長了2.83倍，年均增長率為16.08%.2003—2010年CO2排放量大致以平緩的速度增長，年均增長率為16.58%，整體上能源消費總量、國內生產總值和CO2排放量呈正比例關系，這也證實了在經(jīng)濟快速發(fā)展的帶動下對能源的需求也會隨之增加從而導致CO2的排放量增多(見圖4).

2.1.4工業(yè)行業(yè)能源消費CO2排放強度分析

CO2排放強度是指單位GDP的CO2排放量，它是評價CO2排放水平的一個關鍵指標，它受經(jīng)濟發(fā)展水平、產業(yè)結構、能源結構等多種因素的影響[10].如果一國或一個地區(qū)在經(jīng)濟增長的同時，每單位國民生產總值或地區(qū)生產總值所帶來的CO2排放量在下降，那么說明該國或該地區(qū)就實現(xiàn)了一個低碳的發(fā)展模式[8].在一定能源利用結構前提下，CO2排放量和經(jīng)濟發(fā)展關系為：經(jīng)濟發(fā)展的規(guī)模越大，CO2排放量也就隨之越多.但是通過節(jié)能提高生產效率，調整產業(yè)結構，如由能源高消費產業(yè)向能源低消費產業(yè)，或者由工業(yè)向服務業(yè)調整，也可以保證CO2排放量不隨經(jīng)濟的增長而增加，亦即適用于倒U形的環(huán)境庫茲涅茨曲線.但從全區(qū)的實際情況來看，尚未出現(xiàn)到達環(huán)境庫茲涅茨曲線拐點的跡象.

圖5　2003—2012年內蒙古工業(yè)各行業(yè)能源消費CO2排放強度

從圖5顯示的億元GDP CO2排放量的變化情況來看，內蒙古億元GDP CO2排放水平則呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，從2003年的6.92萬t/億元減少至2012年的2.34萬t/億元，而在2010—2011年則表現(xiàn)為增長的趨勢，這說明內蒙古自治區(qū)通過一系列的節(jié)能減排措施，在一定程度上降低了工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展對高能耗行業(yè)的依賴性，有效提高了工業(yè)行業(yè)的能源利用效率.

2.1.5工業(yè)分行業(yè)能源消費CO2排放特征分析

從表2可以看出，工業(yè)的39個行業(yè)2003—2012年CO2排放總量均呈現(xiàn)遞增趨勢.但是不同行業(yè)之間CO2排放還具有較大的差異.電力、熱力生產和供應業(yè)，煤炭開采和洗選業(yè)，石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)，黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)是內蒙古自治區(qū)排前4的CO2排放量最高的行業(yè)，而且這4個行業(yè)增加幅度最大.這主要是因為電力、熱力生產和供應業(yè)對于能源的需求量較大，因為內蒙古自治區(qū)70%的電力來自煤炭發(fā)電，水電所占比重過小；熱力生產中天然氣所占比重也不高，從而隨之產生的CO2排放量也逐年增長.其次，內蒙古自治區(qū)主要的經(jīng)濟發(fā)展是高度依賴煤礦開采，而且煤炭的CO2排放系數(shù)是最高的.最后，內蒙古自治區(qū)的主要支柱產業(yè)是制造業(yè)，是為其他行業(yè)提供基本材料的比較基礎性行業(yè)，政府部門會大力扶持，所以產業(yè)規(guī)模會迅速擴大，并致使其GDP也是工業(yè)行業(yè)中最高的，因此CO2排放量也隨之增長.

表2　內蒙古2003-2012年各工業(yè)分行業(yè)能源消費CO2排放量　萬t

續(xù)表2　萬t

2.2工業(yè)行業(yè)能源消費的CO2排放結構分析

區(qū)域能源消費的CO2排放量取決于能源消費總量和能源消費結構，而能源消費結構一般受到地區(qū)資源稟賦、經(jīng)濟發(fā)展水平、產業(yè)結構、能源利用效率以及地區(qū)對國家的能源保障地位等因素的影響[11].能源消費結構是能源消費中各種能源所占的比例，其差異在某種程度上決定了能源消費碳排放的高低[12].

由表3可知，2003—2012年間，除了燃料油、煤油和原油的CO2排放量呈遞減形勢外，煤炭、焦炭、汽油和天然氣的CO2排放量呈遞增趨勢；能源類型主要以煤炭和焦炭為主，而且煤炭所占比例較高，清潔能源、低碳能源所占比例明顯偏低，尤其是天然氣.這說明了內蒙古自治區(qū)能源消費結構是以“重煤”為主，煤炭和石油為主的能源消費結構基本保持未變.因此在未來的能源消費結構調整中，應該加大低碳能源所占的比例，同時尋找清潔能源來代替煤炭和石油類產品，這也是內蒙古自治區(qū)逐步實現(xiàn)節(jié)能減排的主要途徑.

表3　內蒙古2003-2012年工業(yè)行業(yè)各類能源CO2排放量　萬t

2.3工業(yè)行業(yè)能源消費的CO2排放量影響因素分析

眾所周知，工業(yè)行業(yè)能源消費CO2排放量與經(jīng)濟發(fā)展水平有著密切的關系.本文選取代表經(jīng)濟、人口發(fā)展的人均GDP、能源消費強度和常住人口等因素探討能源消費工業(yè)行業(yè)CO2排放量的影響因素，因此，利用SPSS統(tǒng)計軟件對能源消費CO2排放量與人均GDP、人口和能源消費強度之間進行相關性分析，結果見表4.

由表4的相關分析可見，內蒙古工業(yè)行業(yè)能源消費的CO2排放量與人均GDP之間有著正相關的增長關系，且相關性極高.說明經(jīng)濟的快速發(fā)展對能源消費CO2排放量的增長有著巨大的推動作用.同時，人口與能源消費CO2排放量呈顯著正相關，說明隨著內蒙古人口數(shù)量的增加會導致更多的能源需求，工業(yè)行業(yè)能源消費CO2排放量也會隨之增加；能源消費強度與工業(yè)行業(yè)能源消費CO2排放量呈現(xiàn)負相關，說明能源消費強度的下降抑制了CO2排放量的增加，通過降低能源消費強度可以降低CO2的排放量.

表4　人均GDP、常住人口和能源消費強度與CO2排放量的相關性分析

3結論與討論

本文以2003—2012年內蒙古自治區(qū)工業(yè)行業(yè)能源消費量及經(jīng)濟社會發(fā)展相關數(shù)據(jù)為基礎，依據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC，2006)頒布的CO2排放指南中的計算公式和CO2排放系數(shù)缺省值對內蒙古自治區(qū)能源消費CO2排放量進行了估算，在此基礎上系統(tǒng)分析了內蒙古自治區(qū)的CO2排放總量、排放結構、排放強度變化以及CO2排放影響因素.2003—2012年總體上工業(yè)行業(yè)一次能源消費總量呈現(xiàn)增長趨勢，全區(qū)能源消費年均增長率為11.44%；煤炭在內蒙古能源消費構成中占絕對優(yōu)勢，石油是內蒙古消費的第二大能源，內蒙古工業(yè)行業(yè)能源消費強度不斷下降，年均下降0.24%；2003—2012年能源消費CO2排放量整體上呈上升趨勢；經(jīng)濟發(fā)展效應對全區(qū)能源消費CO2排放量增加的影響效應最大，是內蒙古自治區(qū)CO2排放增長的主導因素.

由于研究區(qū)相關基礎資料的局限性及能力、時間和條件等因素的不足，本研究還是最基本、初步的，尚需做進一步的深入研究.本文對工業(yè)行業(yè)能源消費CO2排放量的估算方法是基于碳排放系數(shù)法，用此方法估算的結果有可能產生誤差，因此，在今后的研究工作中首先要對溫室氣體估算方法進行系統(tǒng)研究；其次，本文在選擇能源類型時局限于統(tǒng)計年鑒，能源類型方面不夠全面，所以本文對能源消費排放的CO2排放總量上會存在一定的偏差；此外，工業(yè)行業(yè)的CO2排放只是整個碳循環(huán)系統(tǒng)的一部分，在接下來的研究工作中應開展更加深入和細致的分析，以為內蒙古自治區(qū)制定CO2減排策略，發(fā)展低碳經(jīng)濟，走綠色節(jié)能道路提供科學依據(jù).

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(責任編輯：方林)

The research of energy consumption carbon dioxide emission in Inner Mongolia’s industrial sector during 2003 to 2012

Wrina，ZHANG Ji-quan，DONG Zhen-hua，Hasi

(School of Environment，Institute of Natural Disaster Research，Northeast Normal University，Changchun 130117，China)

Abstract:The carbon dioxide emission of energy consumption，especially caused by the industrial sector energy consumption is the major source of greenhouse gases.The research of industrial sector carbon dioxide emissions will be the basis of understanding and developing of low carbon economy in Inner Mongolia.Using the calculation methodology and carbon emission coefficients based on the IPCC(2006)，the amount of carbon dioxide emissions due to industrial sector energy consumption in Inner Mongolia were calculated from 2003 to 2012.The results showed the industrial sector energy consumption increased continuously，from 0.532 0×108 t in 2003 to 1.410 6×108 t in 2012，the average annual rate is 11.44%.The carbon dioxide emissions due to energy consumption increased continuously，from 1.340 0×108 t in 2003 to 5.134 1×108 t in 2012.The coal carbon dioxide emissions is the largest among all kinds of energy consumption in 2003 and accounted for 86%.but the natural gas carbon dioxide emissions is the largest among all kinds of energy consumption in 2012 and accounted for 99%.The carbon dioxide emission intensity has decreasing trends in analyzed years.The correlation analysis of carbon dioxide emissions with population，per capita GDP and energy intensity which is appear to be highly correlation.Therefore，we should reduce dioxide emissions through control the population quantity，reduce the energy intensity and improve the energy efficiency.

Keywords:carbon dioxide emission； industrial sector； energy consumption； Inner Mongolia

[文章編號]1000-1832(2016)02-0141-07

[收稿日期]2015-01-12

[基金項目]國家“十二五”科技支撐計劃資助項目(2013BAK05B02).

[作者簡介]烏日娜(1988—)，女，博士研究生，主要從事自然災害風險評估與應急管理研究；通訊作者：張繼權(1965—)，男，博士，教授，博士研究生導師，主要從事區(qū)域災害與生態(tài)環(huán)境風險評價、預警與應急管理研究.

[中圖分類號]X 511[學科代碼]610·2010

[文獻標志碼]A

[DOI]10.16163/j.cnki.22-1123/n.2016.02.029