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中图分类号:X32 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)28-0146-01
引言
二氧化碳气体的排放是全球关注的重大环境问题,他直接导致了全球气候的变暖,严重影响着地球的环境,破坏生态平衡。为了应对全球变暖的问题,我国在2009年的常务委员会中结合当前我国二氧化碳的排放状况,给出了未来的排放指标。指标要求在2020年的时候总排放量要比2009年下降40%。这就要求各地政府要充分做好优化二氧化碳排放的工作,实现二氧化碳的排放目标。根据调查显示,我国在1952年到2011年间,制造企业的增长速度由原来的19%增加到40%上升了21个百分点。制造企业是我国最大的能源消耗企业,因此要想降低二氧化碳的排放就必须控制好我国制造业能源消耗量。根据2008年的ipcc的第5次评估报告显示,我国的二氧化碳排放主要是由于化工燃料的燃烧,根据调查显示,我国的化石燃料燃烧所产生的二氧化碳排放量达到全国总排放量的90%多。
一、 研究方法与数据来源
本篇文章是用“转换份额分析”(Shift--shareAnalysis)的模式对制造业二氧化碳的排放数据进行分解。
根据以上的公式我们可以看出影响制造业二氧化碳排放指标变化的因素主要可以分为7个。(1)技术进步因素。它主要是反映了制造业个行业的能源消耗变化对制造业二氧化碳排放量的影响。这种影响主要是基于制造业的产品工艺的不同。所以制造业应该努力提高自己产品的生产工艺,开发研究新的产品,让单位产品在能源消耗上发生变化,这样就能做到节能减排的效果。(2)行业结构的变化。它主要是反应制造业各个行业的产品结构对二氧化碳排放强度的影响。这种影响主要是外部环境以及内部生产调整的影响。(3)能源结构效应。他主要是指制造业中由于生产使用的能源变化对二氧化碳排放的影响。(4)技术进步与行业结构相互影响的作用。是指由于技术的进步和产业结构的变动对二氧化碳排放强度的影响。(5)技术与能源结构的效应。我国制造产业的的技术不断改进和能源结构的不断调整对二氧化碳排放产生的影响。(6)行业结构与能源的相互效应。制造业行业结构的变动与能源变动的综合变动对二氧化碳排放的影响。(7)技术进步,行业结构与能源结构的相互作用。主要是针对这三者的结合对制造业二氧化碳排放的影响。
二、制造业二氧化碳排放强度变动总体效应分析
在1999到2009年这十年之间,技术的进步是影响二氧化碳排放强度的最大影响因素。接着是行业结构的变动,能源消耗的减少等因素。通过历年数据的分析我们不难看出各种因素影响对二氧化碳排放的影响比值,其实技术的进步使得二氧化碳的排放量减少了24%左右,行业结构的变动让二氧化碳减少19%左右,能源消耗的减少使得二氧化的排放量减少了10%左右。由此可见技术的创新和生产工艺的改良对制造业二氧化碳的排放量影响最大。由于制造行业中一般都是以煤炭作为主要的能源,因而能源结构的{整对制造业二氧化碳的排放影响也是极为重要的。
三、行业数据分析
在制造业各个行业的数据分析中我们不难看出对制造业技术进步影响最大的是金属的冶炼及锻压行业,技术进步与改良让整个行业中的二氧化碳排放量减少了30%多。紧着是非金属的矿物质制品和化学原料及化学制品企业,由于技术的改良和创新让二氧化碳的排放量减少了20%多。其原因是这些行业的产品创新和技术工艺的水平发展比较快,使得能源的消耗大量减少。还有一些行业的技术进步比较缓慢。如通信设备,计算机,纺织业,皮毛加工制造业以及木材的加工制造业等等,这些产业的技术进步对能源的消耗影响不大。所以这些行业的技术进步对整个行业中的二氧化碳排放强度影响较小。
在行业结构效应中,对制造业影响最大的是石油化工,炼焦,以及核燃料的加工。他们平均让二氧化碳的排放强度减少了42%。其次是化学原料及化工制品企业,他们的行业结构调整让二氧化碳的排放强度减少了33%。这些行业的结构调整使得二氧化碳的排放强度减少。但是制作行业中别的产业的行业调整对二氧化碳强度的排放影响甚微。甚至有些行业的调整没有让二氧化碳的排放强度减少却还在增加。比如黑色金属的冶炼及压延,交通运输设备的制造企业,医药制造企业,专用设备的制造企业等。由于这些行业的产出比重增加的速度大大超过了能源消耗的下降速度,所以对制造业二氧化碳的排放强度没有起到积极的影响。
结论
气候变暖是如今世界最为关注的问题之一,减少二氧化碳的排放,缩短气候变暖的程度已经变得刻不容缓。我国制造业是关系国民经济发展的支柱产业。由于我国的各种原因导致很多高能耗,高污染的企业技术得不到改善。根据本文的研究发现经济的增长和能源的消耗对制造企业的影响最大。
为了贯彻落实我国节能减排的政策,降低二氧化碳的排放强度,需要从二个方面入手,一方面要切实做好节能减排的具体措施。另一方面要密切关注整个制造行业的减排效果。在减排的手段方面要促进制造业的技术改进,让企业在优化生产技术的同时节约能源的消耗,以实现减排的目的。具体产业的变动对二氧化碳的排放影响比较小,还存在着很大的改良空间。可以多促进绿色制造,新兴制造业,大力开发可持续能源与再生能源。
参考文献
[1]李晶. 产业政策对产业结构变迁、二氧化碳排放的影响[D].山东大学,2014.
关键词:
低碳经济;煤化工产业;若干问题
由于煤化工产业的主要原料是煤炭,所以生产过程中会产生大量的二氧化碳,不仅会加重温室效应,还会对低碳经济的发展造成严重影响。所以必须要控制煤化工产业的二氧化碳排放量,并采取措施对排放的二氧化碳进行处理,以达到减缓温室效应的目的。
1低碳经济及其特征
1.1低碳经济
低碳经济是指以可持续发展为核心,通过各种方式来减少对碳含量较高能源的使用,从而达到减少温室气体的排放量,实现社会经济发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。低碳经济是目前国际上普遍认同的经济发展模式,对于资源逐渐枯竭,环境条件逐渐恶化的现状,发展低碳经济能使其得到有效的缓解。
1.2特征
1.2.1低能耗。
低碳经济要求以减少能源的使用实现经济的发展,所以提高能源的使用效率,减少能源消耗是其特点。
1.2.2低排放。
低碳经济对污染物的排放要求较高,所有破坏环境的排放物都必须得到控制。
1.2.3绿色能源。
在低碳经济中,要求选择对环境无害的太阳能、风能等可再生绿色资源。
1.2.4针对所有温室气体。
从名称上可以看出低碳经济是针对温室气体的经济模式,其中不仅包含了二氧化碳,还包含其他引起温室效应的气体。
2煤化工在低碳经济中的重要性
煤化工产业会排放大量的二氧化碳,违背了低碳经济的根本原则,所以煤化工产业一直为社会所诟病。而实际上我国二氧化碳排放量的前三个行业是火电、冶金、建材,煤化工产业的碳排放量排在第四,但人们针对的却是煤化工行业的二氧化碳排放。主要是因为我国的电能主要来自火力发电,短时间内不可能改变这种情况;而冶金行业是为了满足社会发展的需要,必须进行生产;建材在我国社会的重要性更是不言而喻,也是不可能在短时间内改变的。排放量前三的行业都无法改变,所以排在第四的煤化工产业成为被针对的对象。对于低碳经济而言,我国的各行业中目前能改变的是煤化工产业,所以煤化工产业在低碳经济中占有绝对的主导作用。
3排放二氧化碳的危害
3.1温室效应导致海平面上升
温室效应会导致南北两极和高山的冰雪融化速度加快,海平面会因此而升高。对于沿海的低海拔城市,海平面升高会导致低洼地区被淹没、土地盐碱化加重、海水倒灌等。目前,一些国家和地区已经出现沿海低洼地区被淹没的情况,人们可以通过土壤回填来缓解这个问题。但是,随着温室气体排放量的增加,温室效应将会越来越严重,简单的填海工程将失去作用。
3.2温室效应导致气候带移动
对于地势较高的内陆地区,温室效应带来的影响目前并不明显。但随着时间的推移,温室效应将会导致气候带向高纬度地区移动,高纬度地区的降水会因此而改变。气候的变化会引起动植物的生存环境变化,一些动植物可能会因此而灭绝,人们的生产养殖也会受到影响。
4节能降耗
节能降耗是减少二氧化碳排放量的有效措施,能从根本上解决二氧化碳的排放问题。目前,各国都采取了相应的措施来减少经济发展中的二氧化碳排放量,主要是通过提高能源的利用率来减少资源的使用。对于我国而言,国家从宏观上制定了可持续发展战略方针,并出台各种规定用于控制二氧化碳的排放量。但从长远来看,我国必须加快能源使用的转型,大力发展太阳能、风能、地热等绿色能源的使用,尽快脱离对煤炭的依赖。对于煤化工产业,需要研发先进技术,提高煤炭的使用率,对生产过程中的废弃物进行回收利用等。
5处理二氧化碳
5.1埋存
对于工业上产生的二氧化碳,可以将其进行深埋处理。对于我国而言,地下埋存目前还没有被证实安全可靠,是一种有待研究的埋存方式。海底埋存是实现二氧化碳大规模长期埋存的理想方式,但海底埋存需要先进的技术和大量的资金投入,目前不能大规模开展。
5.2设施农业吸碳
可以将工业生产排放的二氧化碳用于大棚种植,利用植物的光合作用吸收二氧化碳。这种方式是实现低碳经济的最佳办法,目前已有一些地区开始实施。随着设施农业的发展,这种方式势必会成为消除二氧化碳的主要方式。
5.3植树造林
目前大气中含有的二氧化碳主要是森林和绿地在吸收,但随着人口的增加和人们对木材的需求量增大,森林遭到严重破坏。对于通过植树来吸收二氧化碳的方式,由于其成本较大而难以实施,所以需要长时间开展。
6结语
对于社会的可持续发展,低碳经济是最好的经济发展方式。但目前的实际情况是无法立即实现低碳经济,所以需要长时间坚持低碳经济的发展模式。
作者:刘永泽 单位:云南能源职业技术学院
参考文献:
据统计,2013年中国超过美国成为世界第一大货物贸易国,同时也向大气中排放了100亿吨二氧化碳,占全球总排放量近1/3,人均碳排量超过欧盟。在被许多国家诟病的同时,中国政府也在为减少碳排放不懈的努力。中国船级社的《内河船舶能效设计指数(EEDI)评估指南》中船舶能效的评估,即是以碳排放量作为批判船舶能效等级的依据。可以预测未来以碳排放为指标的船舶碳排放政策将会出台。如何减少碳排放,提高燃油利用率,正成为航运企业关注的焦点。
内河船舶柴油机燃油供给系统
内河船舶的主机供油系统大致可以分为三种方式。第一种方式是通过设置在燃油单元上的三通转换阀将轻重柴油输送到主机中,与大部分海船的供油模式相同。第二种方式是轻柴油不经过燃油单元,直接进入主机的进油总管,只有重柴油经过燃油单元再进入主机系统。第三种方式是船舶仅使用轻柴油,供油系统比较简单,是通过高置油箱,利用重力作用将燃油送入喷油泵。内河船舶中使用第三种方式的最多,因为内河船舶吨位普遍较小,其耗电量和蒸汽消耗量都很少,没有设置锅炉或加热系统,增设锅炉及加热系统不仅增加了设备管理负担而且增加了成本。
碳排放的计算
现代船舶的主柴油机及发电用柴油机所用燃料主要为柴油。为节省开支,船运企业通常使用重柴油作为主机的主要燃料,由于黏度大,在冬天或较寒冷的条件下,会使用锅炉等产生的蒸汽使重油产生足够的流动性。发电机一般使用轻柴油作为燃料。随着技术的进步及环保意识的增强,现在已有船舶使用LNG与柴油混合燃料的动力设备,但船舶上应用较少,以后可能会越来越多。不管是重柴油或是轻柴油,它们的含碳量都是固定的,与氧气燃烧产生二氧化碳。其产生的二氧化碳量与其消耗的燃料量成正比关系。所以,要计算碳排放量,只要通过燃油消耗量乘以一个比例系数即可得出,这个比例系数被称作二氧化碳排放因子。当然,存在燃油与氧气的不充分燃烧情况,我们暂且不考虑此因素。因此,认为燃料燃烧与燃烧过程无关,仅与燃料中碳的含量有关。根据上述定义,二氧化碳的排放因子可以通过下式表述:
二氧化碳排放因子=燃料含碳量×氧化率×44/12 (1)
其中燃料碳含量=燃料平均碳含量/燃料的平均发热量。下表为常见燃料碳含量的缺省值。
表1 常见燃料碳含量的缺省值
燃料类型 潜在排碳系数 氧化率 二氧化碳排放因子
汽油 18.9 98 18.5
柴油 20.2 98 19.8
燃料油 21 98 20.6
计算燃料氧化后转化为二氧化碳的方法有很多种,下面仅介绍一种有代表性的。该计算公式根据上述说明的,基于燃料的消耗量和二氧化碳的排放因子得出:
二氧化碳排放量=∑(燃料消耗量×二氧化碳排放因子) (2)
其中燃料消耗量中的燃料可以是柴油、汽油或其它燃料(如液化石油气);二氧化碳排放因子与燃料含碳量和氧化率有关。
由(1)、(2)两式综合可以得出燃料燃烧时碳排放量的计算公式:
二氧化碳排放量=(44×燃油消耗量×燃油含碳量×碳的氧化率)/12
目前船舶上大多使用柴油,即重柴油或是轻柴油,下面只论述柴油的二氧化碳排放量。燃油的含碳量近似认为与市场所售的燃油种类有关。由于船舶到港或驶离码头等情况时,柴油机会变负荷,加上柴油机的老化和燃油黏度的变化,都会使柴油机的喷油泵雾化效果变差,反应到公式中即是碳的氧化率变化。在理论计算中,一般认为燃油中的碳全部转化为二氧化碳,即碳的氧化率取1。所以,理论计算得出二氧化碳排放量的值通常都会比实际测得的值稍大,此类理论计算与实际测得值相比稍大的结果在相关资料中也可以看出。
内河船舶减排优化方案
1、影响碳排放的因素
通过上述讨论,船舶的碳排放只与燃油的消耗量有关。出于节约成本和环保的考虑,内河船舶要减少二氧化碳的排放,就要减少船舶的油耗。内河船舶油耗增加的因素主要有:
1.1浅水效应
当船舶在浅水区时,船体受到阻力增加,使船舶能耗增加,在同样航速下比在深水航道要燃烧更多的燃料。设船舶在直流航道深水区受到的阻力为R,船舶在浅水航道受的阻力为RS,则有如下关系:RS=KS・R 。其中KS为船舶阻力换算系数,其表达式为:
式中h为航道水深;T为船舶吃水;V为船舶实际航速。
1.2狭窄航道
船舶行驶在狭窄航道中时,船舶的两弦距岸距离变短,船体与水流之间的摩擦随之增加。另外狭窄航道容易产生拥水现象,进而增加船舶的额外阻力。设船舶在深水航道中受到阻力为R,相同航速下狭窄水道船舶受到的阻力为:RN=KN・R,式中RN为狭窄航道阻力,KN为阻力换算系数。KN表达式为:
式中为船舶方形系数;n为航道过水断面系数(航道过水断面与船舶横向中剖面入水面积之比)。
1.3弯曲航道
当船舶驶过弯曲的航道时,如果偏至航道一侧会产生岸推、岸吸现象,船舶会受到额外的阻力。该附加阻力的大小与船舶在航道中的位置和速度有关,公式为:Rb=Kb・R
式中Rb为船舶在弯曲的航道中受到的阻力;Kb为阻力换算系数(Kb>1,Kb与弯道半径和V2有关);R为船舶在深水航道中受到的阻力。
2、碳排放的减排措施
通过上述,得知船舶二氧化碳的排放不仅与柴油机的燃烧效率、选用的燃料有关,还与船舶的使用有关,如船舶在狭窄水道、浅水效应、弯道引起船舶阻力增加均会增加船舶的油耗,进而增加二氧化碳的排放。
弯曲航道引起的阻力增加,不仅与船速有关,还与弯道半径有关。船舶在驶过弯道时,除了降低速度外,还应采取以下措施降低阻力:
2.1顺流过弯
船舶顺流通过弯曲航道时,应使船舶保持在航道的中线位置上,根据弯道的弯势及水流速度,以较低的航速和较小的舵角平缓转向,尽量保持船舶迹线与水流方向一致。
2.2顶流过弯
在船舶顶流过弯道的时候,船舶应靠近凹岸一侧航行,根据水流速度的大小,调整合适的舵角,顺着凹岸侧转弯的弯势连续平滑转向,尽可能的让船首尾的连线与水流方向一致。
随着工业化进程的加快,各种因素导致大气中的二氧化碳含量大幅度增加,引起温室效应。如何减少碳排放量成为当今科学研究的一个重要课题。碳捕集和封存(Carbon Capture and Storage,以下简称CCS)就是基于目前的时代背景产生的,用来解决碳排放量问题的一项技术。尽管CCS技术能有效地封存过多的二氧化碳,对于缓解温室效应具有很好的前景,但是由于各种经济、政策以及其他的一些原因,CCS技术目前乃至将来几十年都面临着巨大的挑战。
1 推广CCS技术的必要性
二氧化碳对于人类的生活和生产至关重要。它能够阻挡太阳的热量逸散进太空,使地球温度基本恒定,让动植物得以生存。然而近几年来,人类的工业化进程显著地提高了大气中二氧化碳中的含量。从碳排放的角度来看,工业生产如炼油、制钢、发电等,每天都向大气层释放出大量的二氧化碳。人们在日常生活中的碳排量也是罪魁祸首之一。小汽车、船舶、航天飞机以及家用设备等排放出的二氧化碳也显著增加。从碳吸收的角度来看,全球植被面积有减无增,地球吸收和调节大气中二氧化碳含量的能力也有所下降。种种因素都导致全球大气层中二氧化碳含量持续攀升,从而引发温室效应。温室效应将使大气升温,大气和海洋循环发生改变,影响人们的正常生活[1]。
据统计,在2010年碳排放量达到了历史性的最高值。国际能源机构IEA(International Energy Agency)最近报告说按照这种趋势下去,到2100年的时候全球温度将升高超过3.5℃[2]。解决或者说缓和这个问题的方法大概可以分为两种:一是找到清洁的能源,二是让生产出的二氧化碳更少地进入大气层中。
对于前者,相比于目前大量、廉价而且易于获得的化石燃料,清洁能源的市场占有率仍旧十分有限,化石燃料的主导地位在未来几十年不会有太大的变化。按照全球碳捕集与封存研究所(Global CCS Institute)提供的数据,全球能源需求在未来20年将增长40%,石油、天然气等化石燃料的燃烧将继续向大气排放出大量的二氧化碳,温室效应将愈发严重。
对于后者,许多地区和国家已经采取了一些地方政策来减少工业中的碳排放,有的是自愿性、义务性的,也有的是通过商业贸易的形式来执行。近年来人们推出了新的思路,那就是CCS技术。它是一种将工业生产中的二氧化碳捕获、集中起来,再通过管道或者其他设备运移到一个适合封存的地质场所,把二氧化碳长期储存起来的一项新技术。尽管二氧化碳早在几十年前就因为各种原因被注入地下(如石油工业中通过向储层注入二氧化碳来提高原油的采收率等),长期地将二氧化碳封存起来还是一个新概念。据估计,到2050年,在工业生产中CCS每年可以减少40亿吨的二氧化碳,约为2050年所需减少的二氧化碳的9%,数量相当可观。但是为实现这个目标,20%到40%的生产设备需要配有CCS技术[3]。由此我们可以预见CCS技术必须得到充分的重视和推广。
2 CCS技术的基本原理
一般来说,CCS技术主要包括三个环节:捕集,运输和储存。具体来说,首先是将动力工厂或者各种来源的二氧化碳通过某种方法捕获起来,然后将其压缩、运输到某个地点,注入地下,利于该处的上覆岩层来封隔二氧化碳,阻止二氧化碳向上逸散。随后,再利用一些监测设备以确保二氧化碳被安全、永久地封存起来。在一个适宜的地质场所,如较深的咸水层、报废的油气藏或者是不再开采的煤层等,二氧化碳可以被安全封存达百万年之久[4]。据美国能源部估计,大概有36000亿吨的二氧化碳可以被储存在地下(指美国和加拿大境内)。相比于世界上每年排放大约130亿吨的二氧化碳,CCS技术对于减少二氧化碳具有很广阔的应用前景。
在捕集二氧化碳的环节中,常用的三种方式有燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧捕集。捕集方式的选择按照不同的生产过程而定。例如对于水泥厂排放的二氧化碳常采用燃烧后捕集,而对于钢铁生产过程排放的二氧化碳则采用富氧燃烧捕集。由于实际操作中捕集到的二氧化碳往往不纯,其中或多或少地含有其他气体,所以捕集二氧化碳之后还需要对它进行进一步的分离处理。可采用某些溶剂来吸收杂质或者是用半透膜等方法进行气体的分离。
在二氧化碳运输环节,首先将二氧化碳压缩成液态,然后通过卡车或者火车来将其运输到目的地。由于二氧化碳的运输量巨大,考虑到运输的安全性和经济性,现在普遍采用管道来运输。
最后一个环节是将二氧化碳注入到一个多孔的地下岩层中,深度往往在800米甚至更深。在这个深度,二氧化碳受到高温高压的作用以浓稠状的液态形式存在,密度相当于水的50%到80%之间。在这种较低的密度条件下,由于浮力的作用二氧化碳将向上运移,驱替地层原始孔隙中的液体。这也就是注入二氧化碳以提高石油采收率的基本原理。
3 推广CCS技术的挑战
CCS技术能否实施很大程度上基于整个项目周期的风险评估,包括从选址、设计、建造,到监测、报告、报废等。风险评估时一个很重要的因素就是解决法律和经济上的责任,解决这些责任如何被合理地分配给各个群体。这种风险性和不确定性包括商业层面、法律层面、以及技术层面等。理解这些风险是制定决策的前提条件。
商业层面上,一个企业或者说国家在推广CCS技术时,如果能有效地发挥市场运行的机制,把二氧化碳作为一种商品来进行销售和购买,吸引投资和回馈收益,则可以激活和调动人们科学研发的积极性,提高CCS技术在人们心中的认可程度等。如果一种商品只有买进,而不见具体的产出,或者产出极小,那么它也就失去了作为一种商品对于投资者的吸引力,勉强推广CCS技术的企业也会面临很大的风险。
法律层面上,合理和具体的法律法规是规避高风险(如推广CCS技术)的基础。模棱两可的建议和号召无法吸引投资者真正行动起来自主研发CCS技术,而只有明文条款如国家支持、政府补贴等,才能给有心运行CCS技术的企业以物质和精神上的保障。
技术层面上,由于二氧化碳大部分是从工厂的废气中收集来的,各种杂质掺混,使得分离和捕集二氧化碳的成本十分高昂。而且由于捕集来的二氧化碳需要长期地封存在地下,它的安全性也需要技术上的保障。
所以现有的挑战是严峻的。我国CCS科技研发方面,“十一五”期间在973、863、支撑计划的部署以及相关国际科技合作项目的支持下,国内有关高校、研究院所、企业围绕CCUS开展了基础理论研究、技术研发和一些中小规模工程示范[5]。但在目前的条件下,较高的成本使其在国内外的应用受到了限制[6]。就现有碳捕获技术而言,捕获一吨二氧化碳最高成本400英镑(642.4美元),成本过高,不适用于大规模商业生产。据路透社报道,全球碳捕集与封存研究所在其本年度关于全球碳捕集与封存部署情况的报告中警告说,根据目前的投资水平和监管不确定性来看,从现有的16个项目激增至130个项目的目标是不可能实现的。该研究所预计,其年度报告中确定的59个项目中,届时可能只有51个能投入运行,而有些项目则不太可能实施[7]。推广CCS技术还有很长的路要走。
4 推广CCS技术的一些建议
如果没有行之有效的措施,到2050年二氧化碳的排放总量将翻倍甚至更多。即使CCS技术对于减少碳排放具有极大的潜力,但如果没有政府和相关机构对CCS技术的认可和支持,CCS技术也不可能得到充分发展[8]。目前我国科技部了CCS发展技术路线图,但主要还是从技术研发角度,还没有考虑到政策支持、资金支持、公众参与等措施。
所以针对目前存在的问题,现有以下几点建议:
其一,政府可以通过减免税收等手段确保应用CCS的工程项目有足够的资金。许多生产单元如生物工程、炼油厂、水泥厂等在采用CCS 技术之前,往往综合考虑各种经济因素,如果资金不足,就算这种技术如何减排、如何保护环境,也不可能付诸于生产实践中。
其二,政府应鼓励科研人员更加重视CCS技术的研发,使这项技术更加成熟可行。技术的成熟一方面可以捕获更多的二氧化碳,另一方面还可以节约成本,是CCS长足发展的基础。同时,如果将天然气加工厂、煤气厂等捕获的二氧化碳用于油藏之中的话,还可以作为提高原油采收率的原料之一,实现废物的二次利用。
其三,政府对于CCS技术的宣传还应加大。目前CCS的应用所引起的重视还不够,尽管CCS的应用前景已经得到了广泛认证,人们对CCS技术的研究仍集中于动力单元。如果人们想达到预期的减排目标,CCS应当被用于更多的领域、更多的国家和地区;应当让更多的人意识到CCS技术的广阔前景,使得有关企业更快地掌握和实施CCS技术,推动CCS的广泛发展。许多示范工程已经具备一定的竞争力,并开始执行HSE标准(Health, Safety and Environment)。这些示范工程可能对建立合理的节能标准以及增加社会的认可度有一定的帮助。
5 结语
总的来说,CCS技术的发展有赖于各项技术的协同进步,有赖于企业和政府对其的肯定和支持。在技术方面,通过改进技术从而降低捕集、运输和封存的费用,例如深入研究各种物理、化学的吸附效率,减少捕集成本。在政策和环境方面,用支持性的法律法规吸引更多的企业来研发和运用CCS技术。只有这样,已推行CCS技术的企业才能获得充足的资金来长期投资、不断研究,未推行的企业也会逐渐投身于CCS技术的推广中来,从而有效地降低大气中二氧化碳含量,遏制温室效应的加剧。
参考文献
[1] IPCC, 2005: IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. Prepared by Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Metz, B., O. Davidson, H. C. de Coninck, M. Loos, and L. A. Meyer (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 442 pp
[2] Carbon Capture and Storage: Bring Carbon Capture and Storage to Market. SBC Energy Institute, 2012: http:/// sbcinstitute.aspx
[3] Technology roadmap-Carbon capture and storage in industrial applications. OECD/ International Energy Agency and United Nations Industrial Development Organization, 2011.
[4] Global CCS Institute website: http://
关键词 二氧化碳排放;人均GDP;库兹涅茨曲线
【作者简介】周塔尔才让,西北民族大学硕士研究生,研究方向:制度经济。
一、引言
改革开放近30年来,中国经济发展经历了长时间的高速增长。在经济高速增长的同时,环境问题也日趋严峻,其中最引人瞩目的是温室气体二氧化碳的排放问题。多家国际环境监测与预测机构的数据显示,中国从2006年开始成为全球二氧化碳排放量最大的国家,占全球二氧化碳排放量的1/4 左右,人均二氧化碳排放超过全球平均水平。
二氧化碳作为一种温室气体,过量的排放对于整个地球的生态系统稳定有着严重的威胁。为应对全球气候变暖带来的后果,1997年12月,在日本京都召开的由联合国气候变化框架公约参加国举行的三次会议签署了《京都议定书》,目的在于将大气中的温室气体含量稳定在一个适当的水平,进而防止剧烈的气候改变对人类造成伤害,并对全球二氧化碳排放总量做了规划,确定了各主要国家的责任与减排目标。中国作为二氧化碳排放量最大的国家,在未来的发展中必将面临由于生态环境带来的国际环境约束,因此,中国在未来的经济增长过程中,关于二氧化碳排放量的问题是值得关注的。
二、环境库兹涅茨曲线
库兹涅茨曲线是用来描述人均收入与分配公平程度之间关系的一种假设,最先由经济学家库兹涅茨提出。他认为分配公平程度随着经济增长呈现出先增后降的趋势,即在坐标轴上显示为倒“U”型的曲线。环境库兹涅茨曲线假说认为,环境污染程度与经济发展之间同样存在一种随着经济增长环境污染程度先上升后下降的趋势。对于这一假说,学术界研究结论不一。支持者认为,由于经济增长过程中的技术替代、贫困减少以及市场机制中产权的清晰界定会对环境污染物的排放起到抑制作用,一些实证分析结果也证明了某些环境污染物与经济增长之间确实存在这样一种倒“U”型的趋势。另外一些学者认为,环境库兹涅茨曲线将收入作为外生变量具有内在缺陷,而且在低收入阶段环境恶化严重的条件下,经济是难以持续高水平发展的,也难以达到环境改善的转折点,在这一观点背后同样有相关的实证分析,表明环境污染与经济增长之间并不一定会出现倒“U” 型的趋势, 也会出现“N” 型、正“U”型、单边递增型曲线等等趋势。这些研究除了理论上的差别之外,还由于选择了不同的研究阶段或者不同的地区以及不同的污染物排放等,造成了结论上的差别。
本文在研究中将二氧化碳的排放作为研究的重点是考虑到了全球气候变暖的因素以及由此造成的中国区域性气候反常的威胁。另外,中国目前二氧化碳的排放在全球受到瞩目也是本研究选择其作为重点的原因。关于二氧化碳的环境库兹涅茨曲线,在一些以发达国家为研究对象的文献中,研究结果显示二氧化碳排放与经济发展之间存在环境库兹涅茨曲线假说中的倒“U” 型关系,而以中国或者中国的某些省份、地区作为研究对象的文献中,由于文献之间选取变量不一、研究区间的差别以及使用研究方法的不同,得到的结论并不一致。本文在借鉴前人研究方法的同时,选取区别于已有文献中的变量与阶段,试图通过实证分析来验证中国的经济发展与二氧化碳排放之间是否存在所谓的库兹涅茨曲线假说中的“拐点”。
三、模型选取与变量说明
(一) 模型的选取
首先,在做实证分析之前要考虑中国的经济发展与二氧化碳排放之间是否存在假说中的库兹涅茨曲线拐点。文章在研究中假设存在库兹涅茨拐点,即中国的经济发展与二氧化碳排放之间存在倒“U”型的趋势,也就是假设该模型的方程是一元二次方程,而且方程的二次项为负数。在已有的相关研究中,一般将污染物排放量作为被解释变量,而在选择解释变量的时候,不同的文献有不同的选择,有用人口规模的,也有用经济发展状况的等等。本文针对研究的主题,在模型中将人均二氧化碳排放量作为被解释变量,另外选取Shafik (1992) 使用的人均国内生产总值作为解释变量的二次方程形式,并取对数使模型的方程线性化,表达式如下:
LnCO2 = α + β1LnINC + β2(LnINC)2 (1)
其中,式(1) 中的CO2 表示二氧化碳排放指标,用人均二氧化碳排放量来衡量; INC 表示经济发展水平,用人均实际GDP来衡量;对各变量取对数是为了在分析中使模型线性化。
(二) 变量说明与相关数据的处理
首先,关于人均二氧化碳排放量指标的衡量。许多文献在研究中常使用世界银行公布的各国二氧化碳排放量作为指标,由于世界银行公布的相关数据的时间区间较短,很难涵盖我国改革开放30多年来的发展阶段,本文在研究中使用中国改革开放以来历年的能源消费总量作为主要指标。在中国统计年鉴中,能源消费结构包括煤炭、石油、天然气以及核能、风能等清洁能源,年鉴中的能源消费总量指标使用了按照物理学中的相关能源之间的替代关系而转换成的标准煤消费量来衡量,由此可以通过物理学相关公式换算成二氧化碳排放量,然后除以人口规模获得人均二氧化碳排放量。根据中国工业生产常用的标准煤燃烧系数以及现有技术条件下工业锅炉的效率,经过计算可以折算出1吨标准煤可以产生大约2.62 吨二氧化碳。通过查阅1978~2013年的中国统计年鉴,可以得到相关原始数据,经过折算可得到历年的二氧化碳排放情况,如图1所示。
其次,关于经济发展水平指标的确定。本文采取文献中常用的人均国内生产总值作为衡量标准,将历年的名义GDP 通过以1978 年为基期的GDP 平减指数折算为以1978 年为基期的实际GDP,然后与历年的人口规模相比得到历年的人均实际GDP。对1978~2013 年中国统计年鉴的原始数据处理后可得到如图2所示的结果。
(三) 实证分析与结果说明
根据模型(1) 的说明对上述数据取对数,然后使用eviews5.0 计量软件对数据进行回归处理,结果如下:
LnCO2 = 2.010 - 0.802LnINC + 0.091(LnINC)2(2)
(2.53)(-3.67) (6.10)R = 0.99 R2 = 0.98
根据回归结果可知,方程拟合度较高,各参数的检验以及模型的总体检验都可以通过,即该模型解释变量与被解释变量之间存在函数关系。另外,通过对回归结果的分析可以看出,二次项系数为正数,说明该方程并不是如模型假设那样的倒“U”型曲线,而是正“U”型曲线,显然与环境库兹涅茨曲线的相关假设不符。但是这一结果与另一些相关文献的实证研究结果相同,都验证了环境污染与经济增长之间并不一定存在环境库兹涅茨曲线假说中所描述的倒“U”型曲线,而有可能是正“U”型的结果。如图3所示。
通过对回归后方程的分析可知,方程为正“U”型曲线,曲线的拐点发生在人均实际GDP大约为90 元(取对数后大约为4.5) 的时候,1978年的人均实际GDP 为379 元(取对数后为5.9),即图3 中Ln (INC) =5.9 的时候,即模型所假设存在的拐点发生在1978年之前,因此从模型的实证分析可以得出如下结论:自改革开放以来(即1978 年后),中国的二氧化碳排放与经济增长之间一直是一种单边递增的函数关系。
四、结论
(一) 实证分析结果的理论解释
对于假设中的环境库兹涅茨曲线是否是倒“U”型曲线的研究本来就存在争议,大多数支持者的实证分析结果数据和经验源于发达国家,而对于发展中国家的研究,由于早期关于环境污染方面的数据缺失以及不同污染物与经济增长存在的不同关系等原因而存在争议。因此,一些学者对于库兹涅茨曲线的普遍性提出了质疑,一方面是针对不同研究主体而言的,不同的国家地区,污染数据采集的时间段不同都会出现不同的结果;另一方面,即使上述研究主体与时间段相同,不同的污染物也会出现不同的曲线。因此,单纯依靠发达国家的发展经验而将环境库兹涅茨曲线假说作为一种普遍性的理论是有待进一步研究的。与已有的文献以及相关研究成果相比较,本文的实证分析结果验证并解释了中国改革开放以来,二氧化碳排放与经济增长之间存在着一种单边递增的函数关系,在一定程度上可以说明倒“U”型的环境库兹涅茨曲线假说并不具有普遍适用性。
(二) 实际意义
全民参与
阿什顿海斯村约有1000名居民。也许是出于好奇,也许是出于热情,或是受到免费美酒的诱惑,大批村民加入了环保行动。
英国《卫报》报道说,为了达到二氧化碳“零排放”的目的,村民们首先计划从减少该村二氧化碳排放量做起,包括在家中或者驾驶汽车过程中使用可再生能源、提高做事的工作效率。
然后,村民们打算在村里种植大批树木,吸收空气中的二氧化碳,通过这种手段“冲销”该村剩余的二氧化碳排放量。
活动发起者加里・查诺克说,“每个人都在谈论,看老天的份上,我们应该为环保做点什么。我们不是这方面的专家,只是试着采取行动,看看可以达到什么效果。”
环保行动一开始,就得到了村民的大力支持:他们换上节能灯泡,减少家用电器使用,降低供暖设施温度,相互搭车去电影院,有6户家庭甚至还安装上太阳电池板加热做饭。
节能还成为村民们茶余饭后谈论的热点话题,村民们边喝啤酒,边交流节能技巧。当地学校也在考虑指派教室管理员负责在无人时及时关闭电灯和电脑。
艾莉森・安布罗斯说:“我已经做了一切能够做的,比如不再使用转筒式干燥机,关闭守夜灯和充电器,甚至在让孩子关灯时都大吼大叫。”
竞相效仿
尽管阿什顿海斯村正在朝着英国首个“二氧化碳零排放村”努力,但它不是惟一倡导环保措施的村子。
《卫报》说,小至单个街道,大至部分城市,英国许多社区都在制定环保计划减少温室气体排放量,为防止全球变暖和气候变化加剧出自己的一份力。
报道说,当英国政界人士还在为规定使用节能灯泡、制定汽车尾气排放标准和批准使用可再生能源而犹豫不决时,民众已经开始安装太阳能和风能装置、共用汽车、关闭电暖炉和咖啡机。
除此以外,各地一些环保组织还参与其中,就如何开展“绿色”生活为居民提供建议。其中较有影响力的地区组织是“二氧化碳定量排放行动小组”,小组成员分布于伦敦西部的奇西克市、约克市、利兹市和格拉斯哥市。他们认为,应该对二氧化碳排放量设定限额,并对过量排放者罚款,所得款项用于建立节能基金。
东英吉利亚大学还发起“社区减排计划”,旨在到2025年将二氧化碳排放量减少60%。
星星之火
未来几周,来自切斯特大学学院的学生将收集有关信息,分析阿什顿海斯村环保行动取得的成效。活动另一发起人、大学讲师罗伊・亚历山大博士说,现在评价环保活动是否取得成效还为时过早。
尽管阿什顿海斯村等地区大力采取环保措施,削减碳排放量,但这种小规模行动能够产生的总体效果不能让人感到乐观。仅仅依靠1000人的努力,或者说几个城市的努力,其二氧化碳排放量和全国相比不过是沧海一粟。
不过,人们希望通过这种行动能够促使英国政府在减排问题上作出更加果敢的决定,比如完全禁止使用高耗能灯泡、对高耗能汽车收税和新建输电线路等。
作者简介:顾佰和(1987-),男(满族),辽宁丹东市人,中国科学院科技政策与管理科学研究所,博士研究生,研究方向:绿色低碳发展战略与政策分析.
1引言
化工行业是经济社会发展的支柱产业,同时也是耗能和温室气体排放大户。国际石油和化工联合会的统计数据显示,2005年世界二氧化碳排放量约为460亿吨,其中化学工业的二氧化碳排放为33亿吨,约占7.1%[1]。中国是世界上最大的化工制品国之一。其中合成氨、电石、硫酸、氮肥和磷肥的产量均排名世界第一[2]。2000年到2010年,中国的化工行业工业产值增长迅速,其中几种主要化工制品例如:乙烯、电石、烧碱、硫酸、甲醇、硝酸等产品的产量在此期间增长了50%以上。2000-2010年化学原料及化学制品制造业能源消费量逐年上升,年均增长8.86%[3],占全社会能源消费总量的比重基本保持在10%左右。
我国化工行业产品结构不合理,高消耗、粗加工、低附加值产品的比重偏高,精细化率偏低。美国、西欧和日本等发达国家和地区的化工行业精细化率已经达到60%~70%,而目前我国化工行业的精细化率不到40%。且我国化工行业工艺技术落后,高耗能基础原材料产品的平均能耗比国际先进水平要高20%左右,因此我国化工行业存在较大的节能减排空间[4]。那么我国化工行业到底有多大的减排潜力,如何预测化工行业的温室气体减排潜力成为决策者和研究人员关注的焦点之一。
国内外学者围绕行业温室气体减排潜力评估展开了一系列研究,但研究集中于钢铁行业[5-6]、电力行业[7-8]、交通行业[9-10]、水泥行业[11-12]等产品结构较为单一的行业。而由于化工行业的产品种类繁多,且工艺流程各不相同,目前对于化工行业的温室气体减排潜力研究,从研究对象上主要集中于少数几种产品和部分工艺流程。Zhou[13]等全面细致的核算了中国合成氨生产带来的二氧化碳排放和未来的减排潜力,并据此提出了促进减排的政策措施。Neelis[14]等学者从能量守恒的角度研究了西欧和新西兰化工行业的68种主要工艺流程理论上的节能潜力。IEA[15-16]在八国集团的工作框架下,评估了化学和石油工业中49个工艺流程应用最佳实践技术(BestPracticeTechnology)短期内所带来的能效改善潜力。Patel[17]针对化学中间体和塑料等有机化学品给出了累积能源需求和累积二氧化碳排放量的核算流程和核算结果。
就关注的减排影响要素而言,主要涉及技术和成本两方面。技术层面上,Park[18]等通过调查五种节能减排的新技术,使用混合的SD-LEAP模型评估了韩国石油炼制行业的二氧化碳减排潜力;Zhu[19]从技术进步的视角采用情景分析方法从整个行业的层面研究了中国化工行业的二氧化碳减排潜力,并提出一系列促进化工行业碳减排的措施;卢春喜[20]重点概述了气-固环流技术在石油炼制领域中的研究与应用进展;王文堂[21]分析了目前化工企业节能技术进步所遇到的障碍,并对促进企业采取节能减排技术提出建议。成本方面,Ren[22]等对蒸汽裂解制烯烃和甲烷制烯烃两种方式的节能和碳减排成本进行了对比;戴文智等[23]将环境成本作为石油化工企业蒸汽动力系统运行总成本的一部分,构建了混合整数非线性规划(MINLP)模型,优化了多周期运行的石油化工企业蒸汽动力系统;高重密等[24]从综合效益角度出发提出了化工行业实施碳减排的相关建议以及化工园区实施碳减排的管理模式;何伟等[25]设计了节能绩效-减排绩效关系图及节能绩效、减排绩效与经济效益协调关系三角图。
在研究方法上,通过对以上文献的归纳,不难发现情景分析已成为行业温室气体减排潜力的主流分析框架。已有的国内外大部分相关研究都采用情景分析方法[5-12,13,18,19]。情景分析方法是在对经济、产业或技术的重大演变提出各种关键假设的基础上,通过对未来详细地、严密地推理和描述来构想未来各种可能的方案[26]。相比弹性系数法、趋势外推法、灰色预测法等传统的定量预测方法,情景分析法以多种假定情景为基础,强调定性与定量分析相结合。情景分析法在进行预测时,不仅可根据预测对象的内在产生机理从定量方法上进行推理与归纳,还可对各不确定因素(自变量)的几种典型的可能情况采取人为决策,从而更为合理地模拟现实。因此,情景分析法更加适用于影响因素众多、未来具有高度不确定性的问题的分析。此外,情景分析法与传统预测法还有一点显著不同。传统预测法试图勾绘被预测对象未来的最可能发生状况,以及这种可能程度的大小。而情景分析法采取的是一种多路径式的预测方式,研究各种假设条件下的被预测对象未来可能出现何种情况。在情景分析中,各种假设条件不一定会自然出现,但通过这样的分析,可帮助人们了解若要被研究对象出现某种结果需要采取哪些措施以及需要何种外部环境。
综观国内外学者的研究,有以下特点:从研究对象上来说,更多侧重于化工行业产品层面二氧化碳减排潜力的研究,而鲜有从行业整体层面的研究;从研究要素上来说,一般只考虑单一要素对二氧化碳减排的贡献,鲜有综合考虑化工行业内部结构调整、技术进步、政策变动等多因素的研究。鉴于此,本文结合化工行业的产品结构特点构建了一套化工行业二氧化碳减排潜力综合分析模型:首先结合化工行业产品种类繁多的特点,分别从行业和产品视角构建了一种两阶段二氧化碳排放核算模型;在此基础上,综合考虑化工行业的发展规模、结构调整、技术进步等因素,建立了化工行业二氧化碳减排潜力的情景分析方法,探索不同情景下化工行业的减排潜力和路径。最后运用该方法以中国西部唯一的直辖市、国家首批低碳试点城市———重庆市的化工行业为例进行应用分析。最后提出了我国化工行业低碳转型的对策建议。
2模型与分析方法
2.1核算边界
化工行业的二氧化碳排放包括两部分:一部分是由燃料燃烧产生的排放,另外一部分是工业过程和产品使用产生的排放。其中燃料燃烧产生的排放又分为化石燃料产生的直接排放以及电力、热力消耗产生的间接排放,为了体现化工行业对区域二氧化碳减排的贡献,本文将电力和热力消耗产生的间接排放也计算在内。此外,一些化工产品在生产活动中是吸碳的,例如尿素的生产,这部分被吸收的二氧化碳需要在计算中扣除。
2.2化工行业二氧化碳排放两阶段核算模型
为了能够得到化工行业全行业的二氧化碳排放量,同时能够综合考虑多种因素探索其二氧化碳减排潜力,本文针对化工行业特点构建了一种两阶段二氧化碳排放核算模型。模型中的主要参数名称及其含义见表1。
2.2.1基于全行业视角的核算方法
行业视角核算方法主要针对化工行业二氧化碳排放的历史和现状。本文所研究的化工行业包括国民经济行业分类中的化学原料及化学制品制造业、化学纤维制造业和橡胶制品业。化工行业是终端能源消费部门,通过能源平衡表,可以得到化工行业分能源品种的能源消耗量,根据2006年IPCC国家温室气体清单指南推荐的方法二,化工行业由燃料燃烧引起的二氧化碳排放量为:
部分产品在工业过程和产品使用中会产生二氧化碳排放,这部分排放量为:
此外,一些产品在生产过程中会吸收二氧化碳,被吸收的二氧化碳量为:
因此,基于行业视角核算的化工行业温室气体排放量为:
表1主要参数名称及其含义下载原表
表1主要参数名称及其含义
2.2.2基于产品视角的核算方法
化工行业产品种类虽多,但能耗相对集中在少数几种高耗能产品上,2007年,合成氨、乙烯、烧碱、纯碱、电石、甲醇这6种高耗能产品的能源消耗量占中国化工行业的54%[19]。现有的化工行业节能减排政策大部分集中在几种主要的高耗能产品上,因此从产品层面探讨化工行业的二氧化碳排放核算更具有现实意义。本文建立一种基于产品视角的核算方法来预测化工行业未来的二氧化碳排放。首先将化工行业由燃料燃烧引起的二氧化碳排放分为高耗能产品和其他产品两部分。某种高耗能产品的二氧化碳排放量为:
其中EMi为第i种高耗能产品单位产品的二氧化碳排放量,计算方法见式(6):
由于除主要耗能产品外的其他产品种类多,单个产品的能源消耗量不大,能源利用效率数据难以获得,所以难以从单位产品能耗的角度对这部分产品的二氧化碳排放进行核算,本文将这部分产品作为一个整体来考虑,引入单位产值的二氧化碳排放来解决这一问题。其他产品合计的二氧化碳排放量为:
工业过程和产品使用排放以及产品对二氧化碳的吸收同基于行业视角的核算方法。
因此,基于产品视角核算的化工行业温室气体排放量为:
2.3减排潜力情景分析模型
2.3.1减排潜力的定义
潜力就是存在于事物内部尚未显露出来的能力和力量。而减排潜力即存在于某一温室气体排放主体内尚未发掘的减排能力。为了能够量化表达,本文将减排潜力进一步定义为某一温室气体排放主体通过努力可以实现的减排量。
本文所关注的是化工行业未来的二氧化碳减排潜力,这里为化工行业设置多种不同的发展情景。不同情景下的行业内部结构、技术水平、所面临的宏观和微观政策各不相同,相应的会得到不同的二氧化碳排放路径。其中一种情景称之为BAU(BusinessAsUsual)情景,也叫照常发展情景,该情景下化工行业现有的能源消费和经济发展趋势与当前的发展趋势基本保持一致,沿用既有的节能减排政策和措施,不特别采取针对气候变化的对策。其他情景中化工行业分别针对气候变化做不同程度的努力。所谓化工行业的二氧化碳减排潜力,针对关注的指标不同,有两类不同的含义。一是绝对二氧化碳减排潜力,即目标年份中其他各情景的二氧化碳排放量相比BAU情景的减少量;二是相对二氧化碳减排潜力,即目标年份的二氧化碳排放强度相比基准年份降低的百分比。
通过同一年份各情景与BAU情景二氧化碳排放总量的横向比较,以及同一情景不同年份间二氧化碳排放强度的纵向比较,便可分别得到化工行业的绝对和相对二氧化碳减排潜力。
2.3.2情景分析模型
根据减排潜力的定义,y年份化工行业的绝对二氧化碳减排潜力为:
其中CEyBAU为y年份化工行业BAU情景的二氧化碳排放总量,CEly为y年份化工行业情景l下的二氧化碳排放总量。
相对二氧化碳减排潜力是针对二氧化碳排放强度设置的指标,化工行业的二氧化碳排放强度为:
,其中V为化工行业的工业增加值。由此可以得到,y年份化工行业的相对二氧化碳减排潜力为:
其中,为基准年化工行业的二氧化碳排放强度,CEIly为y年份化工行业在情景l下的二氧化碳排放强度。
3案例分析
3.1对象描述
本文应用上述模型方法以重庆市化工行业为例展开分析。化工行业是重庆市重要的支柱产业之一。2011年重庆市化工行业实现工业总产值902亿元,占重庆市工业总产值的比重达到7.6%。重庆市缺煤少油,但天然气资源丰富,重庆市是国内门类最齐全、产品最多,综合技术水平最高的天然气化工生产基地。但重庆市化工行业部分产品的工艺技术路线落后,产品结构有待调整优化。2009年重庆市化工行业的精细化率仅约20%,低于全国的30%-40%的平均水平,更低于发达国家的60%-70%的水平。
根据重庆市化工行业发展现状和趋势,本文选取了合成氨、烧碱、纯碱、甲醇、石油加工、乙烯和钛白粉这七种产品作为重庆市化工行业的主要耗能产品。其中,2005年合成氨、烧碱、纯碱、甲醇和钛白粉这五种产品合计的二氧化碳排放占化工行业总体排放的46.5%,而石油加工、乙烯将是重庆市化工行业“十二五”期间重点发展的石油化工产业链中的上游产品。本文利用前文所述的化工行业二氧化碳减排潜力分析模型,分析了重庆市化工行业分别到2015年和2020年的二氧化碳排放变化情况,并通过不同情景间的比较得到其减排潜力。
3.2情景设置
化工行业的能源消耗和二氧化碳排放主要由以下几方面因素决定:产业发展规模,产业内部结构,高耗能产品的产量,技术结构的调整,产品的技术进步率等。本文根据以上这些因素为重庆市化工行业设计了三个发展情景。
在这三种情景中,重庆化工行业未来经济发展变化的基本趋势保持一致。2005—2011年重庆市化学工业总产值年均增长29.5%,未来重庆化工行业将继续保持比较高的经济增长速度。根据《重庆市化工行业三年振兴规划》,到2015年重庆市化工行业总产值将达到2000亿元。由此本文设定2011-2015年重庆市化学工业总产值的年均增长率为23.0%,2015-2020年年均增长率降低到20.0%。与此不同的是,为了支持这种经济的发展需求,三种情景分别设定了不同的能源消费增长和利用模式,具体描述如下。
表2情景定性描述表下载原表
表2情景定性描述表
3.3数据来源及处理过程
重庆市化工行业总产值和增加值现状数据来自《重庆市统计年鉴》(2005-2012),化工行业未来总产值数据来自《重庆市化工行业三年振兴规划》;行业内部结构现状数据来自《重庆市化工行业统计公报》(2005-2010);化工行业分能源品种能源消耗量数据来自《中国能源统计年鉴》(2005-2012);各主要耗能产品产量数据来自《重庆市统计年鉴》(2005-2012);各主要高耗能产品综合能耗参照《中国化学工业年鉴》、《中国低碳发展报告2011~2012》、高耗能产品能耗限额标准(由国家标准化管理委员会制定和颁布)和《能效及可再生能源项目融资指导手册(2008)》,各主要高耗能产品未来所采用的工艺比例和能源消耗参考《2050中国能源和碳排放报告》中的设置,不同的情景将设置不同的技术参数;各种一次能源的二氧化碳排放因子以及各主要耗能产品工业过程与产品使用的排放因子均来自《省级温室气体清单编制指南》,电力的二氧化碳排放因子参考中国国家发改委每年公布的“中国区域电网基准线排放因子的公告”,蒸汽的二氧化碳排放因子通过重庆市的能源平衡表间接计算得到,单位尿素吸收的二氧化碳量用尿素的碳含量(12/60)乘以二氧化碳与碳的转换因子(44/12)得到。主要耗能产品的单价参照中国化工产品网的报价。
3.4结果分析
3.4.1绝对减排潜力
(1)行业总体排放情况
通过模拟计算,重庆市化工行业未来的二氧化碳排放量如下图1所示。
图1重庆化工行业各情景二氧化碳排放总量
图1重庆化工行业各情景二氧化碳排放总量下载原图
随着石油化工的引进,未来重庆化工行业将进入一个飞速发展的阶段。三个情景的二氧化碳排放总量都呈明显的上升趋势,但由于所采取的结构调整和技术改进措施不同,二氧化碳排放总量上升的幅度有所不同。
BAU情景中,由于精细化工比例不高,到2020年只为45%,技术进步率有限,二氧化碳排放上升幅度最大。2015年和2020年的二氧化碳排放量分别为2005年的7.5和13.3倍。
节能情景中,化工行业的精细化工比例相比BAU情景有所提高,到2020年达到50%,工艺设备的技术进步也更显著。2015和2020年二氧化碳排放总量比BAU情景分别低492万吨和1338万吨。
低碳情景中,化工行业的精细化比例进一步提高,到2020年达到55%左右,主要耗能产品的技术水平达到或接近国际先进水平。2015年和2020年二氧化碳排放总量比BAU情景分别低985万吨和2644万吨。
(2)主要耗能产品排放情况
2005年,合成氨、烧碱、纯碱、甲醇和钛白粉这五种主要耗能产品合计的二氧化碳排放量占重庆市化工行业总体二氧化碳排放的46.5%。未来由于化工行业产品结构的调整,高能耗产品产出占化工行业的比例越来越低,加上化工行业工艺技术的改善,尤其对主要耗能产品进行的技术改造,使得主要耗能产品的二氧化碳排放量在重庆化工行业二氧化碳排放总量中所占的比重越来越低,见下图2:
图2八种主要耗能产品合计二氧化碳排放占化工行业总体比重
图2八种主要耗能产品合计二氧化碳排放占化工行业总体比重下载原图
BAU情景中,2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重为29.7%,到2020年降低到18.4%。
节能情景中,2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重降至26.2%,到2020年进一步降低到16.7%。
低碳情景中,2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重为22.0%,到2020年进一步降低到15.2%。
虽然未来各情景主要耗能产品的二氧化碳排放占化工行业总体的比重有所下降,但仍在化工行业中占有重要的地位,未来在进行产品结构调整的同时,主要耗能产品的节能减排仍将是化工行业实现二氧化碳减排的重要方面。
3.4.2相对减排潜力
(1)行业总体相对减排潜力
重庆市化工行业未来的二氧化碳排放强度(万元GDP二氧化碳排放量)如下图3所示。
图3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度
图3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度下载原图
与排放总量显著上升形成鲜明对比的是,重庆化工行业的二氧化碳排放强度下降明显。原因在于重庆化工行业在未来十年将进入一个飞速发展的阶段,2020年重庆化工行业的增加值相比2005年将增加30倍。而由于对高耗能产品规模的控制,精细化工比例的大幅提高,化工行业内部结构得到不断优化;同时由于化工行业的能效水平不断提高,到2020年逐步接近或达到国际先进水平,使得三个情景中,2020年重庆化工行业的二氧化碳排放总量相比2005年分别只增加了13.3、11.6和9.9倍。从而导致三个情景化工行业的二氧化碳排放强度均有较大幅度的下降。各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低幅度见下表3。
表3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低百分比下载原表
表3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低百分比
(2)主要耗能产品相对减排潜力
随着节能减排技术的不断改进和推广,未来重庆市化工行业各主要耗能产品的单位二氧化碳排放量将不断降低,由于篇幅有限,本文仅以合成氨为例进行分析。
重庆市合成氨均以天然气为原料,2005年重庆市大型天然气制合成氨的比重仅为3.8%。单位合成氨二氧化碳排放量为3.0吨。若扣除末端尿素固碳量,则2005年单位合成氨二氧化碳排放量为2.7吨。未来由于大型天然气制合成氨所占比重越来越高,使得重庆市未来单位合成氨二氧化碳排放显著降低,见下图4和图5。
图4单位合成氨二氧化碳排放量
图4单位合成氨二氧化碳排放量下载原图
图5单位合成氨二氧化碳净排放量(去除尿素固碳)
图5单位合成氨二氧化碳净排放量(去除尿素固碳)下载原图
BAU情景中,2015年大型天然气制合成氨的比重达到50%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的6.7%,单位合成氨二氧化碳排放降低到2.2吨;2020年大型天然气制合成氨的比重达到80%,合成氨二氧化碳排放只占化工行业总排放量的3.8%,单位合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.8吨。
节能情景中,2015年大型天然气制合成氨的比重达到60%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的5.3%,单位合成氨二氧化碳排放降低到2.0吨;2020年大型天然气制合成氨的比重达到90%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的2.9%,单位合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.6吨。若扣除末端尿素固碳量,2015年和2020年重庆市合成氨的二氧化碳排放量分别可减少117.3万吨和146.7万吨,单位合成氨二氧化碳排放分别降低到1.1吨和0.7吨。
低碳情景中,2015年大型天然气制合成氨的比重达到70%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的3.8%,单位合成氨二氧化碳排放降低到1.8吨;2020年大型天然气制合成氨的比重将达到100%,合成氨二氧化碳排放总量仅占化工行业总排放的2.3%,吨合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.5吨。
中图分类号TQ53文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0112-01
目前,众多国家包括美国、日本、欧洲等国家都在积极研究煤化工产业中的节能减排技术,从而降低二氧化碳的排放,突破煤化工产业的高碳困扰,从而更好的保护环境,做到可持续发展。我国也在积极研究煤化工产业中的新兴技术来解决煤化工产业中产生大量二氧化碳排放的问题。
1煤化工产业中的二氧化碳的排放
二氧化碳是常见以及化工产业中向大气排放的主要温室气体之一。因为大量的温室气体进入大气中会导致全球的气候变暖,从而地球的自然环境及人们生产活动带来严重的影响。而我国是煤炭资源非常丰富的国家之一,我们可探测的煤炭储存量超过了1万亿吨,因此作为我国主要的资源利用产业,煤化工产业的发展是我国化工产业发展的重点及关键产业。
但是在发展煤化工产业的过程中必然面临二氧化碳的排放问题。我们从煤炭及石油元素的够成上可以看出:煤中氢原子及碳原子的比在0.2-1.0之间,石油中氢原子与碳原子的比在1.6-2.0之间。在煤化工产业的生产过程中,用煤来代替石油生产出石化工产品会由于氢原子与碳原子比调整等原因,向外排放过量的一氧化碳及二氧化碳。
在煤直接液化、间接液化、煤制烯烃等煤化工生产过程中也面临这二氧化碳排放等问题。
首先,煤直接液化过程中,把固态煤在高压高温下与氢气进行反应,让煤炭直接转化成液体油。在反应的过程中,煤中的氧与反应环境中的氢气结合,产出二氧化碳(据估算,煤炭直接液化中每吨液化粗油的二氧化碳排放量约为2.2 t)。其次,间接煤液化中二氧化碳的排放则是经过三个大步骤:煤的气化、煤的合成、煤的精炼。在这三个过程中,煤的气化和合成中会排放出一定量的二氧化碳(据估算,煤间接液化过程每吨液化产品的二氧化碳的排放量约为3.4 t)。
在煤制烯烃的过程中二氧化碳的排放量估算,若根据每吨中间产品甲醇进行计算约为2.2 t,若根据每吨最终产品烯烃进行计算约为6.2 t。根据我国煤化工产业的工艺对其平均二氧化碳的排放量进行估算:煤化工产业中因生产以上煤化工产品将会排放出超过2亿多t的二氧化碳。所以,煤化工产业中将排放出大量的二氧化碳造成较为严重的环境压力。
2煤化工产业中节能减排技术
从对煤化工产业中二氧化碳的排放我们可以看出,由于煤化工生产的单元及工艺比较复杂多样,必须重视加强对整个煤化工产业的效益分析,提高科技节能的意识及技术,不断地降低煤化工产业过程中的生产消耗,促进煤炭资源的绿色深加工产业的发展,减少温室气体的排放量。以下简要介绍几种煤化工产业中的节能减排技术。
1)开发大规模气化技术。煤气化生产技术一种煤炭综合利用率较高及洁净煤水平较高的重要节能技术。同时,煤气化技术被广泛应用于现代煤化工、煤造油等重要煤化工产业之中。但是,大规模的气能技术的开发,需要继续以高效生产、经济、环保为目标深入开展进一步的研究以确保在气化过程中技术的可靠性与稳定性。现代煤气化技术的发展趋势是:气化压力朝高压化发展、气化炉向大型气炉发展、气化温度向高温化发展,以此不断提高煤炭有机物的充气化程度,减少温室气体的排放及降低对环境的污染。
2)多联产系统的运用。运用多联产系统可能集成各类资源进行综合运用,充分考虑资源、能量及环境等各种因素。例如,采用新型双气头多联产系统,将富一氧化碳的气化煤气充分燃烧,从而替代富氢的焦炉煤气。通过对多联产系统的应用,若采用新型的双气头多联产系统不仅可以产生较好的经济效益还能大大减少二氧化碳的排放。同时节约了水及煤炭资源。与传统的生产工艺相比,多联产系统的运用能够有效的实现二氧化碳减排的节能目标。
3)煤与焦炉、高炉气制和二甲醚大型化技术的应用。众所之知,甲醇可以应用于在多个领域,包括天然气、焦炉煤气等。由于,煤变油的过程对于煤质的要求较为严格,但是对于高硫、高灰劣质煤等不能应用与煤变油的过程,但是却可以作为甲醇的生产原料。通过焦炉煤气制备甲醇,可以有效的改善环境提高对资源的利用率。
3总结
综上,煤化工产业的可持续发展必须大力提高对节能减排技术的应用。从而,大大减少煤化工产业的发展对环境的污染。同时,结合煤化工生产的实际,坚持科学发展观、坚持走可持续发展的道路,不断引进国内外等先进的节能技术并应用于生产发展循环经济,做好煤化工产业中的节能减排工作,促进煤资源的深加工及相关产业的发展。
我国“十一五”规划纲要中强调“发展煤化工,建设煤炭液化示范工程,促进煤炭深度加工”。通过纲要的要求,发展煤化工产业要充分利用我国多煤少油的能源结构,通过节能减排及洁净煤技术,集中处理在煤化工产业中排放的二氧化碳及污染物的排放,缓解国内对进口原油的依赖程度。
出口商品碳排放量;碳排放强度;宁波;减排
中图分类号:F2
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2012)07-0070-03
碳关税是指对进口的排放密集型产品、高耗能产品征收特别的二氧化碳排放关税。近年来,各国以保护环境为由,力主对高耗能进口商品征收“碳关税”。限制碳排放正成为发达国家新的“绿色壁垒”。2009年6月26日,美国众议院通过气候法案,规定从2020年起开始实施“碳关税”,对包括中国在内的不实施碳减排限额国家进口的排放密集型产品征收特别的二氧化碳排放关税。法国则提出将对那些在环保立法方面不及欧盟严格的国家的进口产品征收巨额碳关税。
随着国际环境问题的日益严峻,WTO在环境和贸易问题的立场上也发生了微妙的变化,征收碳关税即将成为一种趋势。而从我国对外贸易结构来看,出口产品以劳动密集型和能源密集型产品为主,高耗能和高碳排放的商品占了主导地位。而提出开征碳关税的欧美等发达国家又是我国的主要市场,因此,我国的对外贸易即将面临碳关税壁垒的压力。在此情形下,有必要对出口商品的碳排放量进行研究,制订相应的减排措施,以降低出口成本,这无论在理论上,还是在实践上都具有重要意义。
基于这个目的,本文以全国外贸百强列第七位的宁波为数据样本,测算该地区主要出口商品的碳排放量,并分析如何减少出口商品的二氧化碳排放量的对策措施。
1 宁波主要出口商品碳排放量计算结果及分析
碳排放主要与能源消耗相关,是化石能源燃烧的副产品。根据世界资源研究所的标准,碳排放量主要指煤炭、石油、天然气等能源消耗所排放的二氧化碳当量。目前我国并未对碳排放量进行监测,因此很多数据均通过对能源消耗而计算得来。
本文采用美国橡树岭国家实验室(ORNL)提出的方法计算出口商品的化石燃料(主要指煤炭、石油、天然气等能源)燃烧释放的CO2量。
燃煤的碳释放量=耗煤量×0.982×0.73257
上式中:0.982为有效氧化分数;0.73257为每吨标准煤的含碳量。
在获得相同热能情况下,燃油的碳释放量=燃油折算成的标准煤当量×0.982×0.73257×0.813(燃油释放CO2量/燃煤释放CO2量);
在获得相同热能情况下,燃气的碳释放量=燃气折算成的标准煤当量×0.982×0.73257×0.561(天然气释放CO2量/燃煤释放CO2量)。
在采用上述方法计算碳排放量过程中,仍存在一些技术上的问题,针对以上问题,本文作了如下处理:
针对宁波对外出口商品数据,笔者撷取了出口量前20位商品(前20位商品占总出口产品的比例高达50.4%),本文数据中,能源消费量、历年全市及各县(市)、区规模以上工业企业总产值源自宁波统计年鉴2006-2011年的数据,出口商品数据源自宁波外经贸局。出口商品所属行业的划分则根据质检总局对国民经济行业分类与代码来进行统计。
要计算宁波主要出口商品的碳排放量,可先将宁波主要出口商品进行分行业归类,然后,根据ORNL的方法对分行业的化石燃料燃烧释放二氧化碳量进行计算,以上结果得到各行业的二氧化碳排放总量,与各行业工业产值的比值就是行业碳排放强度(碳排放强度是指单位国内生产总值的二氧化碳排放量),与每个行业占行业出口生产总值的比例相乘,就可以得到各行业出口的二氧化碳排放量所占比例。
(1)2006-2010年宁波工业分行业碳排放强度的计算及结果分析。
碳排放这一指标主要是用来衡量一国经济同碳排放量之间的关系,如果一国在经济增长的同时,每单位国民生产总值所带来的二氧化碳排放量在下降,即碳排放强度在下降,那么说明该国就实现了一个低碳的发展模式。宁波主要出口商品分行业二氧化碳排放总量(见表1),与其工业产值的比值就是其碳排放强度(见表2)。
从表2可以看出,宁波各个行业碳排放强度呈现不断下降趋势。其中,2010年纺织服装与鞋帽制造业、纺织业、塑料制品业、电气机械及器材制造业、交通运输设备制造业的碳排放强度仅为2006年的百分之五十左右,有色金属冶炼及压延加工业和金属制品业仅为2006年的百分之三十,通信设备、计算机及其他电子设备制造业甚至达到了2006年的百分之二十。这与我国近几年来控制高耗能、高排放行业过快增长并提高相关产品的排放标准政策有关,比如2006年起,我国就提高了服装业污水的排放标准以及对企业清洁生产水平的审核;各种装备制造业也纷纷制定了行业的绿色标准。但也有部份行业碳排放强度五年来并未下降,如黑色金属冶炼及压延加工业、家具制造业、文教体育用品制造业、皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业等。其中家具制造业的碳排放强度下降幅度小是因为国家对家具制造业及文教体育用品制造业等的排放标准实施较晚,自2011年起,这几个行业的主要污染物排放标准才有所提高;而黑色金属冶炼及压延加工业属于资源性产品的开采和压延,碳排放强度大于1,多年来没有下降,说明宁波对资源的开采过程中,对能源效率和结构问题关注不够,没在在资源开采的技术上有所突破,未能切实降低碳排放强度。
(2)主要出口商品分行业碳排放量所占比例计算及结果分析。
宁波主要出口商品分行业的二氧化碳排放总量,与每个行业占行业出口生产总值的比例(见表3)相乘,就可以推出各行业出口的二氧化碳排放量所占比例(见表4)。
根据表4,可以看出纺织业、纺织服装与鞋帽制造业、黑色金属压延制造业、造纸这四大行业所占比例最高,这四大行业对应的出口商品为:纺织纱线与织物及制品、服装及衣着附件、钢材、纸及纸板(未切成形的)。2006年到2010年,这几个行业二氧化碳排放占总碳排放量的比例高达40%,这与其行业的特性是密切相关的。以碳排放量比例排位第一的纺织业为例,纺织业位列国家“十一五”统计的10个高耗能工业部门的第一位,作为纺织工业重要部分的化纤行业则高度依赖石油资源,而且化纤行业还面临着高能耗、重污染的问题;就排位第二的纺织服装业而言,服装从原材料的制作到其自身的生产、运输、使用以及废弃后的处理,在其生命周期内的每一个环节均会排放出一定的二氧化碳以及消耗大量的能源;排位第三的黑色金属压延制造业所占出口比例并不高,在出口前二十种主要商品中排名末位,但因其在生产过程中,需要消耗大量的原煤、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气,折合而成的标准煤高出其他行业好几倍,因此碳排放量高居不下;排位第四的造纸业是国家七大“三高”产业之一,资源、能源消耗高,需消耗大量的原煤、汽油、柴油、燃料油,污染严重,能耗效率低下。
2 结论与启示
本文根据宁波主要出口商品所属行业的能源消费量、工业产值和出口比例,计算出主要出口商品分行业的碳排放强度及碳排放量所占比例,结果发现:
从整体规模上看,二氧化碳排放规模并无下降的趋势。部份行业如交通运输设备制造业碳排放强度虽有一定程度的下降,但由于出口量的攀升,出口中的二氧化碳排放规模没有太大变化。而部份行业如纺织业、交通运输、文教体育用品制造业、专用设备制造业、皮革/毛皮/羽毛(绒)及其制品业、造纸及纸制品业的二氧化碳排放规模及碳排放强度均呈现平稳变化的态势。从出口商品结构来看,资源密集型的黑色金属压延制造业碳排放强度及出口规模多年来没有下降,二氧化碳排放量所占比例较高;劳动密集型的纺织业碳排放强度虽有所下降,但由于其出口规模略有所扩大,耗费能源没有明显下降,因此使得二氧化碳排放量所占比例一直为21%多,没有明显的下降趋势;技术密集型的电气机械及器材制造业或通信设备、计算机及其他电子设备制造业等本身碳排放强度较低,二氧化碳排放量较小,其碳排放量在出口行业中所占比例较低,对宁波出口商品整体减排所起的作用并不明显。
可以预见,随着全球减排意识的普及,碳关税未来将成为影响宁波出口商品的新绿色贸易壁垒。此外,我国的“十二五”规划提出到2020年,单位GDP二氧化碳排放(即碳排放强度)需比2005年下降40%-45%的目标,并将指标分解到各省市,纳入各省市的发展规划并作为约束性目标的要求。总体上来讲,“低碳”贸易势在必行,我们应及早制定相应的出口减排措施,增强出口产品的竞争力。
以宁波为例,需筛选出碳排放量高的行业进行重点减排,根据对表4主要出口商品分行业碳排放量所占比例的分析,当前宁波需对纺织业、纺织服装与鞋帽制造业、黑色金属压延制造业、造纸这四大重点碳排放行业进行减排。
首先是纺织业及纺织服装业。这两个行业出口比例与碳排放量所占比例均排前两位。在此可将宁波的纺织、服装业与同是我国纺织服装制造业最发达的深圳作比较。根据深圳统计年鉴的数据,深圳2009年、2010年服装业的碳排放强度分别为0.13、0.11,低于宁波。究其原因,深圳很早就对服装业进行转型升级,从低端的加工组装制造环节,不断地向价值链的两端(研发、设计、销售)升级,打造出了多个自主品牌,这样可以达到合理分配资源、降低成本的目的。另外,深圳服装企业致力技术创新以降低碳排放。如深圳的利华成衣集团花费百万资金改造纺织设备,改进工艺,推动了低碳纺织品的生产,如此循环利用节省下来的资金达280万元,远高出花费的资金。而宁波服装虽然出口量巨大,却仍以贴牌加工为主,自主品牌出口的交货值只占出口额的1%。贴牌加工模式实质上是生产发达国家外包的高能耗、高污染产品,这种对资源高强度、高密集化的使用将会大大提高纺织服装企业的出口成本,增加出口商品的碳排放量。
针对这二行业采取的措施如下:第一,从服装的面料入手,纺织及服装业所用面料主要是化学纤维,化学纤维的碳排放量极大,可尽量使用丝绸、棉麻等天然纤维等面料进行生产,并鼓励环保型、低能耗面料等新型面料的开发;第二,对纺织业的产品及设备进行技术创新。采用提高加工效率、降低消耗、节约染化料、改善生态环境的新工艺,生产批量小、个性化、附加值高的产品,提高出口产品的附加值。开发新型工艺设备和改造落后高能耗设备,当前纺织设备的热效率低,消耗能源量大,改造之后,不但可以增强产品出口的优势,还能节省能源与原料的消耗,以适应国外市场更高的进入标准;第三,加快产业升级和制度创新。将宁波纺织服装业从“贴牌生产”向原创设计、自创品牌、创立名牌转变,逐步调整升级为高设计含量、高附加值的创意型产业。第四,注重配套环节的节能减排。除了在生产过程中关注原料、工艺及设备,还要考虑其他环节如运输历程中的环境污染问题,即推行服装低能耗、低排放运输方式,在包装、运输、装卸、仓储等环节,充分考虑环境污染问题,使运输资源得到最大限度的优化。
其次,黑色金属压延制造业。针对这一行业的措施措施如下:一方面,注重技改投入,加快新产品研发,产品的开发以品种质量、节能降耗、环境保护为重点,研究能够增加载重量、节能,并减少二氧化碳排放量的轻型高强度钢材。钢材品种的改造提升有助于推进产品优化升级,增强钢材出口的优势;另一方面,钢铁产业为高能耗、高污染行业,出口的钢材碳排放量高,需调控钢铁制造产业规模,禁止盲目扩大产能,支持以提升质量、节省能源、改善工艺等为目的而扩建的钢铁项目,所有投资项目必须以淘汰落后产能为前提,以技术改造、产品升级为由;加强减排核查,加强对企业执行产品质量标准、能耗限额标准的监督检查,按期淘汰有关政策明确需淘汰的设备。
最后,造纸业。针对造纸业的措施如下:一方面,选择可再生木材原料。木材和纸产品是可再生和可循环使用的产品,使用林木原材料可以扩大生物质能源的使用,减少对化石燃料的依赖,减少二氧化碳的排放。着重发展新型生物经济和循环经济,采用全新技术对农业剩余物进行综合利用以制浆造纸。努力发展木浆、废纸浆等纤维原料,减少节能环保难度较大的草类原料比重;另一方面,选择可再生的燃料。在造纸的过程中,化石的燃烧会产生大量的二氧化碳,而农村、林地的剩余木材、加工剩余木材、产品废材及循环利用材以及制浆造纸业等所产生的废弃物等产品是可循环的生物质能源。可循环原料及燃料的使用可大大降低隐含在造纸业当中的碳排放量。
以上是针对碳排放量占出口比例较大的一些重点行业提出的减排措施。要想降低宁波出口商品的碳排放量,还可以鼓励有条件的出口企业申请相关产品的碳标签,即核算出商品从原料采购、运输、生产到销售过程中产生的温室气体排放量(碳足迹),用数据标示出来,以标签的形式告知消费者,从而影响消费决定,引导消费者选择较低碳足迹的环境友好产品,最终提高出口产品的竞争力,走低碳环保、可持续发展之路。对企业来说,引入碳标签,量化碳排放指标,并计算每个生产零部件、每个生产过程的碳排放数据,生产成本肯定会上升,但从长远来看,产品的低碳化实际上是成本的降低,利润的增加和国际市场占有率的上升。
另外,优化出口商品结构对降低出口商品的碳排放也有一定的作用。如技术密集型的电气机械及器材制造业或通信设备、计算机及其他电子设备制造业等本身碳排放强度较低,二氧化碳排放量较小,大力发展技术密集型的行业,增加其出口的比重,努力降低劳动密集型及资源密集型等占碳排放量比例较大的产品出口比重,是降低碳排放,避开碳关税的有效途径。
总之,只有顺应低碳经济发展模式,不断提升科技创新能力,抢先一步实现出口商品的低碳化,才能更好地应对国外低碳贸易壁垒,对外贸易才能在低碳时代获得更大的发展空间。
参考文献
关掉电脑――
屏幕保护程序不等于环境保护程序。美国能源部的数据显示,家庭中75%的用电都耗在使电视、电脑和音响等保持待机状态上。平均一台台式电脑(不包括显示器)每天耗电60瓦~250瓦。如果一台电脑每天使用4小时,其他时间关闭,那么每年能为你节省70美元,且能减少83%的二氧化碳排放量,即每年63 kg二氧化碳。
呵护热水器――
提高家庭用热效率,方法非常简单,比如给你家热水器一个温暖的“拥抱”――包一层隔热毯,成本只需几十元钱,但可以使你家每年减少约113 kg的二氧化碳排放量。
大多数热水器使用5年后,内部隔热性能会变差,损耗热量,浪费能源。所以,摸一下热水器表面,如果能感觉到温热,就给它穿件“外套”吧。
出行篇
让工作地点离家近一点――
开车上班,浪费时间也浪费能源。看来,惟一的解决办法就是把家搬到办公室隔壁。可要是让办公室离你家近一点呢?
这种概念称作“最近交换”。如果一家公司在地铁线路覆盖区域内有多家分支机构,这种概念就能非常好地运用并发挥作用。美国华盛顿州西雅图市的软件开发工程师吉恩・马林斯设计了一个项目,帮助公司把工作地点靠近员工居所,大量节省上下班路上花费的时间。
对员工而言,能够逃离上下班高峰期的拥堵是公司给予的最好奖赏。一样的报酬,一样的工作,谁不愿意少花点时间在路上?
选乘公交车――
交通产生的二氧化碳占美国二氧化碳排放量30%以上,减少此类排放量的最好办法之一是:乘坐公交车。美国公共交通联合会称,公共交通每年节省约63.6亿升天然气,这意味着能减少150万吨二氧化碳排放量。
网上支付账单――
为避免在发薪日开车去银行,排放不必要的二氧化碳,要求雇主直接将薪水划到你的账户上。
在网上进行银行业务和账单操作,不仅能够挽救树木,还能减少运输纸质文件所耗能源。根据贾夫林战略研究机构的估算,如果每户美国家庭都用网络支付账单,那每年将减少16亿吨纸张消耗和210万吨温室气体排放。那网上支付的安全问题呢?不必担心。忽略那些引诱你说出个人信息的邮件,提防那些未经授权的机构发来的账单,你的信用卡账户就能处于较安全的状态。
衣食篇
解下领带――
2005年夏天日本商界可谓“凉爽”。白领纷纷脱下他们标志性的深蓝色职业装,换上领子敞开的浅色衣服。这是日本政府为节约能源所作的一部分努力。那年夏天,政府办公室的温度一直保持在28℃。
整个夏天,日本因此减少排放二氧化碳7.9万吨。
挂根晾衣绳――
洗衣时用温水,而不要用热水;尽可能选用高效洗衣机,因为一台新洗衣机耗费的能量是旧洗衣机的1/4。衣服洗净后,挂在晾衣绳上自然晾干,不要放进烘干机里。这样,你总共可减少90%的二氧化碳排放量。
居住篇
栽种竹类植物――
竹类植物的生长速度很快,与蔷薇科植物比,它能吸收更多的二氧化碳。如果可能,在院子里种一片竹子,在家里养一些竹类花卉,都可以很好地发挥竹类作为碳化物吸收器的功能。
打开一扇窗――
一个美国人每年制造约25吨二氧化碳,这些二氧化碳大部分来自家庭。怎样减少这个数字?有一些简单有效的方法:打开一扇窗户,取代室内空调;夏天使用空调时,温度稍微调高几度,冬天则低几度;开空调时把门窗堵严;墙壁和天花板都作隔热处理;等洗碗机装满后再启动;安装流量小的淋浴花洒……这样,等到年底,你的房子将仅排放1814.4 kg二氧化碳。
生活篇
换上节能灯――
家庭中最受宠的节能高手,非紧凑型荧光灯(CFL)莫属。这种小型日光灯诞生于20世纪90年代中期,虽然价格比普通白炽灯泡贵3倍~5倍,但耗电量只有后者的1/4,而且使用寿命一般可达数年。此外,紧凑型荧光灯还有一个优点 :它在打开的瞬间不会频闪。
拒绝使用塑料袋――
超市的塑料购物袋,最后一般都作为垃圾用掩埋法处理。每年全球要消耗超过5000亿个塑料袋,其中只有不到3%可回收。减少塑料袋污染的办法就是,以布袋或者可分解植物原料制成的袋子取代塑料袋。下次去杂货店的时候,别忘记带袋子。
Abstract:
he advantage of Low carbon cities, compared with the traditional urbanis toreduce carbon emissions.So the evaluation standard of carbon emissions shoud be part of thecity planning.This articleis from the necessity of carbon emissions assessment to calculate the city carbon emissions and discusses the targets land use patternto the city's lower carbon emissionsbased on calculation of carbon emissions ,at the beginning of theurban planning accurately.
Key words:low carbon;Land Use;City planning;Low Carbon City
中图分类号:TU984文献标识码:A 文章编号:
1. 排放量评估应是城市规划的基础
低碳城市的终极目标就是减少碳排放。评估城市土地利用模式对温室气体排放的具体影响,对城市的碳排放量进行有效合理的计算,研究城市在产业、建筑、交通、土地利用、等方面的碳排放水平,制定相应的减排策略,是发展低碳经济、是制定低碳城市发展目标的基础。
1.1 碳排放量评估应作为低碳城市规划设计的第一步
精确计算城市碳排放的水平应作为城市规划的起点加入到城市规划设计过程当中。只有正确的把握城市碳排放的情况,才能明确城市的低碳化发展方向,才能制定相应有效的减排措施。这种碳排放量的评估实质上是对城市规划方案的碳排放情境的预测分析。正式这种预测分析的提前完成是今后制定一系列减排政策的依据。
1.2 碳排放量评估有利于城市低碳减排目标的制定
近年来随着低碳城市理论的发展,碳排放量情境评估分析已经逐渐被世界各国所接受和应用。IEA的《全球能源展望》、能源与环境政策研究中心的《中国能源报告(2008):碳排放研究》、国家发改委能源研究所的《中国2050年低碳发展情境研究》,分别基于投入产出、IPAC模型等方法,对我国中长期的碳排放水平进行情境分析。《全球能源展望》基准情境下二氧化碳排放量从2005年的50亿吨增
长到2030年的110亿吨;《中国能源报告》的结论则认为2005年和2030年的碳排放量为25.19亿吨和31.47亿吨(折算成二氧化碳排放量分别为92亿吨和115亿吨),与IEA参考情境下的碳排放量相近;《中国2050年低碳发展情境研究》得出中国碳排放总量于2040年达到最高值。
2 土地利用的碳排放量计算及相互关系
2.1 城市土地利用二氧化碳排放量计算
在建设低碳化城市的过程中最基本的碳排放量指的是在城市和生产消费过程中向大气排放的二氧化碳的量,该量的基本公式为:
城市二氧化碳排放量=二氧化碳排放总量-二氧化碳吸收总量
其中,二氧化碳排放总量=能源消费带来的二氧化碳排放量+工业产品生产的二氧化碳排放量+垃圾排放二氧化碳总量+农业二氧化碳排放总量+其他。
二氧化碳吸收总量主要是指“林地吸收二氧化碳总量”
2.2 城市土地利用与碳排放量的相互关系
土地利用是指农田、森林、草地、湿地、建设用地之间的相互变化。通常来说,城市土地利用的碳排放量,一般计算林地、草地的碳吸收量及农业的碳排放量与碳吸收量,其他如建设用地的碳排放量在能源排放总计算。对于城市来说农业用地有限,因此不是计算的重点。
森林每生长一立方米木材大约可以吸收1.83吨二氧化碳、释放1.62吨氧气,而破坏和认为减少森林面积就会大大降低森林碳汇功能,从而导致碳排放量的增加,而森林被转变为农业用地后的十年,土壤的有机碳平均下降30.3%。
3 减少碳排放的土地利用规划策略
3.1 土地混合利用
土地混合利用实质上是指该地块在功能上的多样化布局和使用,不同功能的混合可以有效是缩短交通距离,降低城市的运行压力。土地混合使用应在控规编制阶段所确定的土地使用性质。应具有控规的法定效力。作为规划结果的土地混合使用,应在同一个地块有超过两类以上使用性质的建筑。因此在引导混合用地配置上提出一下几点。
3.2 通过土地利用变化直接减少碳排放
可通过一下几种土地的直接利用来降低碳排放
(1)减少地面硬质铺地。地面土壤中的生态系统和通气透水可有效的吸收城市中的二氧化碳。大面积的硬质铺地隔绝了土壤与空气的接触从而降低了这种土壤的自然功能。
(2)推广绿色建筑。绿色建筑可在使用周期内最大程度上节约能源的消耗是未来建筑的发展趋势。
(3)基础建设低碳化。城乡基础建设过程中,应改变小汽车为主导的交通模式,以运输量大,能源消耗低,方便快捷的交通系统为主导,如轨道交通和公共交通,以非机动车为辅助的交通模式来有效的降低碳排放。
3.3 增加碳汇直接减少碳排放
国内外研究早已证实成长中的树能从大气中吸收并固定二氧化碳,而砍伐树木后退化的土壤会向大气排放二氧化碳及其他温室气体。利用不同数据、卫星遥感数据、观测资料对1981-2000年间中国大陆植被分析结论包括:在此期间中国年均砍伐树木的总碳汇为0.096~0.106PgC/a(1P=10 15 ),其中森林年均碳汇最高为(0.075 PgC/a),其次为灌木丛(0.014~0.024 PgC/a),最低为草地(0.007 PgC/a)。而全球森林植被的碳储存量为每公顷71.5吨;因此增加森林面积,增加碳汇是最直接有效的减少碳排放的策略。
4 结语
低碳城市是未来城市的发展趋势而碳排放评估对城市的发展将起到长期结构性作用,我国正处于大规模城市建设和新一轮的空间结构调整期,应尽快确立碳评价标准体系和评估系统,并由此形成可持续发展的城市规划体系。
参考文献
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