惠州市工業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系分析

覃小玲 周艷芳

（惠州市惠陽區(qū)污染防治中心，廣東惠州 516200）

1 引言

為持續(xù)推進(jìn)經(jīng)濟(jì)綠色低碳發(fā)展，廣東省于2017年5 月印發(fā)了《廣東省“十三五”控制溫室氣體排放工作實(shí)施方案》（粵府〔2017〕59 號），提出到2020 年單位GDP CO2排放比2015 年下降20.5%、碳排放總量得到有效控制的目標(biāo)。目前，碳排放主要聚焦于碳排放量測算、碳排放時(shí)空分析、碳排放因素分解、碳排放與能源及經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系等方面研究［1］。碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系分析常用方法為環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）、Tapio 脫鉤分析、OECD 脫鉤分析、關(guān)聯(lián)分析。EKC 反映的是環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的一種長期變化趨勢，OECD 脫鉤分析對基期選擇較敏感，Tapio脫鉤分析在基期選擇上相對不敏感，為碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系研究的主流方法，在較多行業(yè)和地區(qū)中得到廣泛應(yīng)用［2-3］。孫葉飛等［4］結(jié)合Tapio 脫鉤指數(shù)、Kaya 恒等式及LMDI 因素分解，分析了我國1996—2014 年期間能源消費(fèi)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長脫鉤關(guān)系及驅(qū)動因素，指出未來進(jìn)一步脫鉤的主要驅(qū)動力來自能源結(jié)構(gòu)因素和人口因素。劉博文等［5］運(yùn)用LMDI 分解法和Tapio 脫鉤指數(shù)法分析了我國1996—2015 年期間區(qū)域產(chǎn)業(yè)增長和CO2排放的脫鉤彈性及脫鉤努力程度，表明未來我國實(shí)現(xiàn)脫鉤的重要方向?yàn)楫a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。王君華等［6］采用Tapio 脫鉤模型測算了2000—2011 年間中國工業(yè)全部行業(yè)以及分要素密集度行業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長與CO2排放之間的脫鉤關(guān)系及程度，提出中國新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展是減少碳排放、促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與碳排放脫鉤的根本途徑。肖宏偉等［7］利用Tapio 脫鉤模型探究了我國“十五”和“十一五”兩個時(shí)期工業(yè)碳排放與工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長之間的脫鉤彈性，表明要切斷工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與碳排放之間的聯(lián)系，需要提高石油和天然氣開采業(yè)、制造業(yè)、電煤水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)及高碳排放行業(yè)的節(jié)能減排力度。杭維等［8］探索了湖北省2000—2012 年工業(yè)產(chǎn)值和碳排放的EKC 曲線類型和脫鉤指數(shù)，指出該期間湖北省工業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間主要表現(xiàn)為高水平的相對低碳發(fā)展趨勢。

脫鉤是指阻斷生態(tài)環(huán)境壓力與經(jīng)濟(jì)增長績效間的紐帶聯(lián)系，反映經(jīng)濟(jì)增長與物質(zhì)消耗不同步變化的實(shí)質(zhì)。目前，我國利用脫鉤模型進(jìn)行實(shí)證分析較多，主要集中于國家層面、省級層面、區(qū)域?qū)用妫鞘袑用娴难芯肯鄬^少，并且城市層面工業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面的探究較缺乏，而針對惠州市方面的研究尚未見報(bào)道。因此，本研究以惠州市為對象，對工業(yè)源化石燃料燃燒排放的溫室氣體進(jìn)行核算，并分析工業(yè)源碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展間的關(guān)系，為該市環(huán)境研究者和管理者制定溫室氣體控制方案或節(jié)能減排策略提供科學(xué)參考和決策依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 研究對象

本文以2009—2018 年為研究年份，以惠州市工業(yè)部門為研究對象，主要工業(yè)行業(yè)包括電力及熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、紡織業(yè)、紡織服裝及服飾業(yè)、造紙及紙制品業(yè)、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、橡膠和塑料制品業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)等。碳排放類別包括CO2，CH4，N2O 等3 種溫室氣體。

2.2 碳排放估算方法

碳排放測算常用方法學(xué)主要有IPCC 國家溫室氣體清單指南［9］、ICLEI 溫室氣體排放方法學(xué)議定書［10］、省級溫室氣體清單編制指南［11］，根據(jù)研究對象，本研究參考IPCC（2006）清單指南測算碳排放量。鑒于碳排放主要來自于傳統(tǒng)化石燃料燃燒，本文選擇原煤、煤制品、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣、其他石油制品等能源進(jìn)行核算。碳排放計(jì)算公式如下：

式中，E 為溫室氣體排放量，t；i 為不同部門；j 為燃料類型；AC 為燃料j 消費(fèi)量，t 或億m3；NCVj為燃料j低位熱值，TJ/Gg 或TJ/1011m3；EF 為溫室氣體排放因子，kg/TJ；10-6為單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。

式中的燃料消費(fèi)量數(shù)據(jù)主要通過統(tǒng)計(jì)年鑒獲取，凈熱值來自中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒，排放因子主要來自IPCC 指南、省級清單指南及《廣東省企業(yè)（單位）二氧化碳排放信息報(bào)告指南（2018 年修訂）》［12］。根據(jù)IPCC第四次評估報(bào)告（AR4）［13］全球增溫潛勢（GWP）數(shù)據(jù)，以100 年影響尺度計(jì)，以CO2為基準(zhǔn)，將CO2，CH4，N2O 排放量統(tǒng)一以CO2排放當(dāng)量（CO2e）表示，并加和得到溫室氣體排放總量。

2.3 脫鉤指數(shù)研究方法

近年來Tapio 脫鉤常用于經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放之間的關(guān)系研究，其克服了計(jì)量綱變化的影響，脫鉤指數(shù)計(jì)算公式如下：

式中，DI 為工業(yè)碳排放與增加值的脫鉤指數(shù)，無量綱；%△C 和%△GDP 分別為工業(yè)碳排放和增加值在一段時(shí)期的增長率，%；C0和GDP0分別為計(jì)算起始期的工業(yè)碳排放與增加值，萬元；Ct和GDPt分別為計(jì)算末期的工業(yè)碳排放與增加值，萬元。參照孫葉飛等［4］、杭維等［8］的研究，根據(jù)不同的工業(yè)碳排放與增加值劃分8 種不同的脫鉤狀態(tài)，見表1。其中，工業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長最佳狀態(tài)為強(qiáng)脫鉤，即經(jīng)濟(jì)正增長的同時(shí)碳排放下降，最不理想狀態(tài)與此正好相反。

表1 工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與碳排放脫鉤狀態(tài)分析模型

3.2 工業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢

由圖2 可看出，惠州市工業(yè)碳排放在2009—2018 年間呈上升趨勢，排放量為3 875.9 萬—7 224.9 萬t，其中2009—2012 年間惠州市工業(yè)碳排放出現(xiàn)了較大增長。該期間惠州市工業(yè)增加值總體為增加趨勢，由2009 年的576.6 億元增長到2018年的1 731.6 億元，漲幅較大，其中2014 年后工業(yè)增加值漲幅趨緩。

圖2 惠州市工業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系

3 結(jié)果與討論

3.1 分燃料類型碳排放

根據(jù)碳排放估算方法，測算了惠州市工業(yè)部門2009—2018 年不同燃料類型碳排放量，見圖1。由圖1可看出，各年原油碳排放量為2 140.9 萬—4 322.8 萬t，占比不低于47%，這主要與惠州市經(jīng)濟(jì)支柱石化行業(yè)消費(fèi)大量原油有關(guān)。由于經(jīng)濟(jì)危機(jī)后國家采取刺激性措施逐步恢復(fù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電熱生產(chǎn)供應(yīng)增加，“十二五”和“十三五”期間原煤碳排放占比較“十一五”末期明顯增加。天然氣作為清潔能源，在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中具有較重要作用，其排放占比不可忽略，為6%～9%。

圖1 2009—2018 年惠州市工業(yè)源分燃料類型碳排放

碳排放強(qiáng)度指單位工業(yè)增加值增長導(dǎo)致的CO2排放量，用于衡量經(jīng)濟(jì)增長與碳排放增長間的關(guān)系。若工業(yè)增加值增長的同時(shí)，碳強(qiáng)度下降，則說明實(shí)現(xiàn)了低碳發(fā)展模式［7］。2009—2018 年惠州市工業(yè)碳排放強(qiáng)度見表2。由表2 可知，惠州市2009—2018 年工業(yè)碳排放強(qiáng)度總體呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，由2009 年的6.72 t/萬元降至2018 年的4.17 t/萬元，這主要與當(dāng)?shù)毓I(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平及能源利用效率提高有關(guān)。

表2 2009—2018 年惠州市工業(yè)碳排放強(qiáng)度 t/萬元

3.3 脫鉤分析

基于Tapio 脫鉤模型，結(jié)合惠州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消費(fèi)實(shí)際，構(gòu)建惠州市工業(yè)碳排放與工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤模型。2010—2018 年期間惠州市工業(yè)碳排放變化率、工業(yè)增加值變化率及脫鉤指數(shù)如圖3所示?？傮w而言，惠州市工業(yè)碳排放變化率、工業(yè)增加值變化率及脫鉤指數(shù)在2010—2018 年均波動較大。具體而言，碳排放變化率在2010 年最大，而后呈現(xiàn)下降趨勢，更在2013 年、2014 年、2016 年出現(xiàn)負(fù)增長?；葜菔泄I(yè)增加值變化率在2010 年最大，而后呈現(xiàn)下降趨勢，2014—2017 年相對穩(wěn)定，而2018年出現(xiàn)負(fù)增長。從脫鉤指數(shù)看，惠州市的工業(yè)增長和碳排放關(guān)系在2010 年為增長連結(jié)狀態(tài)，2012 年和2017 年為擴(kuò)張性負(fù)脫鉤，2011 年、2013—2016 年為脫鉤狀態(tài)，上述年份均為低碳發(fā)展?fàn)顟B(tài)，說明惠州市在“十二五”及“十三五”期間所采取的節(jié)能減排、清潔能源、清潔生產(chǎn)、綠色產(chǎn)業(yè)等措施具有積極成效，一定程度上實(shí)現(xiàn)了工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長和碳排放間依賴度的持續(xù)降低；而2018 年為強(qiáng)負(fù)脫鉤，這與當(dāng)年規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)較大面積出現(xiàn)減產(chǎn)且減產(chǎn)企業(yè)主要集中在低能耗高產(chǎn)值的電子信息產(chǎn)業(yè)有關(guān)。

圖3 2010—2018 年惠州市工業(yè)增加值和工業(yè)碳排放變化率及脫鉤指數(shù)

3.4 不確定性分析

由于能源消費(fèi)活動水平數(shù)據(jù)和排放因子信息在獲取過程中存在統(tǒng)計(jì)誤差、試驗(yàn)誤差及估算方法的局限性，造成碳排放核算結(jié)果的不確定性。考慮到缺乏進(jìn)行定量不確定性分析所需求的數(shù)據(jù)及工具，本研究對工業(yè)源碳排放結(jié)果的不確定性進(jìn)行定性分析。碳排放估算中，電廠與工業(yè)源溫室氣體排放不確定性主要來自采用IPCC 的缺省排放因子，可能與惠州市的實(shí)際情況存在一定差異。同時(shí)，在工業(yè)源部門中，受制于數(shù)據(jù)的可得性，僅考慮原煤、原油、汽油、煤油、柴油、天然氣、液化石油氣、燃料油等12 種化石燃料的直接消費(fèi)，且未考慮電力、熱力消費(fèi)導(dǎo)致的溫室氣體間接排放，由此可能會造成溫室氣體排放量的低估。盡可能采用國內(nèi)實(shí)測或本地化排放因子，考慮更全面的化石燃料類別以及電熱消費(fèi)相關(guān)的間接排放是今后研究改進(jìn)的方向。

4 結(jié)論與建議

（1）惠州市2009—2018 年間工業(yè)源原油碳排放占工業(yè)總排放比例不低于47%，天然氣占比為6%～9%，原煤占比在“十二五”和“十三五”期間比“十一五”末期明顯升高。

（2）核算期間，惠州市工業(yè)碳排放呈先升高后降低趨勢，排放量為3 875.9 萬—7 224.9 萬t，碳排放強(qiáng)度呈逐漸下降趨勢，由2009 年的6.72 t//萬元降至2018 年的4.17 t/萬元。

（3）惠州市工業(yè)碳排放變化率、工業(yè)增加值變化率及脫鉤指數(shù)在核算期間波動較大，2011 年、2013—2016 年為脫鉤狀態(tài)，而2018 年受低能耗高產(chǎn)值電子信息產(chǎn)業(yè)較大面積減產(chǎn)的影響處于強(qiáng)負(fù)脫鉤狀態(tài)。

（4）為了持續(xù)推進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長，促進(jìn)碳排放下降，建議優(yōu)化提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展電子信息、先進(jìn)裝備制造、精細(xì)化工、現(xiàn)代旅游等產(chǎn)業(yè)；優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，加大發(fā)展核電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目，提高電力、天然氣消費(fèi)占比；實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造與創(chuàng)新，抓好低碳產(chǎn)業(yè)園、電廠超低排放改造、鍋爐改氣、熱電聯(lián)產(chǎn)等項(xiàng)目。