发布时间:2024-04-10 14:41:03
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇二氧化碳排放现状,期待它们能激发您的灵感。
中国二氧化碳排放量于2006年超过美国,位居世界第一,而且近几年来中国的二氧化碳排放量持续增加,2012年全年排放量达到8106.43百万吨。中国曾承诺将采取有效措施减少二氧化碳排放,并于2030年前停止增加二氧化碳的排放量。在实施减排任务同时对中国二氧化碳排放现状及影响因素有一个细致的了解是十分有必要的。
一、中国二氧化碳排放来源
化石能源的消耗是造成二氧化碳排放的重要原因,中国经济自改革开放以来迅猛发展,其中第二产业1978年至2015年的平均比重达到45%,第二产业的能源消耗总量占到总能源消耗量的80%以上,由此推断,第二产业,尤其是工业部门是二氧化碳排放的重要来源。
在第二产业内部,不同细分行业的二氧化碳排放量存在差异,排在前五位的分别是电力、热力的生产和供应业,石油加工、炼焦及核燃料加工业,黑色金属冶炼及压延业,非金属矿物制品业和化学原料及化学制品制造业,分别占到40.1%、24.2%、7.3%、6.7%和6%。
农业活动的二氧化碳排放量占全国二氧化碳排放总量比例较低,而且农业生态系统在相当大的程度上能够减少因人类活动造成的二氧化碳排放。但是,中国大规模的砍伐树林、毁坏良田、破坏湿地等活动使农业生态系统的吸碳能力大幅度下降。
二、二氧化碳排放现状
2000年至2012年,中国全国的二氧化碳排放总量从5389百万吨增长至16572百万吨,具体来看,2000年二氧化碳排放量排在前五的省市区分别为辽宁、广东、河北、山东和山西,到2012年二氧化碳排放总量排在前五的则分别为山东、江苏、广东、河北和内蒙古,虽然排序发生了一些变化,但排在前五位的省市占比加总基本保持在35%左右,这说明我国二氧化碳排放的集中度基本保持不变。2000年至2012年中国全国的二氧化碳平均年增长幅度达到为9.81%,其中,海南、宁夏、内蒙古、陕西、青海、山东、广西、新疆、福建、云南、江苏、湖南、浙江和河南大于全国的二氧化碳平均增长速度,因此,这些地区的减排任务严峻。海南、宁夏两地的增长速度大一部分原因在于其基数小,但若不引起重视,这两地的二氧化碳排放量将超过其他地区。此外,值得注意的是内蒙古2012年的二氧化碳排放量已经位居第五,若仍然保持目前的增长速度,势必会成为中国最大的二氧化碳排放地区。
从地区来看,2000年中国东部、中部和西部的二氧化碳排放量分别为2633百万吨、1757百万吨和999百万吨,比重分别为48.87%、32.60%和18.53%;2012年中国东部、中部和西部的二氧化碳排放量分别为7733百万吨、5340百万吨和3500百万吨,比重分别为46.66%、32.22%和21.12%。2000年至2012年,虽然三大地区对二氧化碳排放量的贡献度排序依然为东部、中部和西部,但是东部的贡献度明显下降,中部基本保持不变,而西部的贡献度明显上升。东部、中部、西部和全国的二氧化碳排放量年平均增速为9.39%、9.71%、11.01%、9.81%,西部地区的增速明显高于其他两个地区和全国平均水平。
三、二氧化碳排放因素分析
人口、经济增长、技术水平是影响二氧化碳排放的主要因素。
人口增长会通过两种方式影响二氧化碳的排放:一是人口数量的增加会使得对能源的消费增加,进而导致二氧化碳排放量的增加;二是人口的增加可能会导致森林、湿地、草原等生态系统的破坏,减少其二氧化碳的吸收能力,间接造成二氧化碳排放量的增加。
经济增长影响二氧化碳排放主要通过三种途径:规模效应、结构效应和技术效应。规模效应对二氧化碳排放有促进作用,而结构效应和技术效应对二氧化碳排放有抑制作用。在经济增长初期,经济的增长主要依靠扩大生产规模,即扩要劳动力、资本、自然资源等生产要素投入量来保持经济的快速增长,这会造成二氧化碳排放量的大量增加。随着经济的增长,经济结构发生改变,过去高污染的工业经济开始转向清洁的技术型、服务型经济,结构效应对二氧化碳排放的抑制作用开始显现。另外,经济增长带来的技术进步也进一步抑制了二氧化碳的排放。总结来说,二氧化碳排放与经济增长之间存在一个“倒U”型的关系,即二氧化碳排放量在初期随着经济的增长而增加,当经济发展达到一个临界点后,二氧化碳排放量随经济增长而开始减少,这就是库兹涅茨曲线。
技术水平可以通过三大主要途径影响二氧化碳的排放。第一,技术水平的提高可以实现节能产品的生产和应用,这将减少化石能源的使用量,进而减少二氧化碳的排放量;第二,技术水平的提高可增加对可再生清洁能源的利用,降低对化石能源的依赖程度;第三,随着技术水平的不断提高,人类社会的经济发展模式发生改变,从以能源为要素投入的经济增长方式逐渐过渡到以资本为要素投入的经济发展方式。
四、结语
目前中国二氧化碳排放情况依然严峻,西部地区是未来二氧化碳减排应该着重注意的区域。在实行二氧化碳减排工作时,要充分认识到人口、经济增长以及技术水平对其的影响作用,将他们纳入一个统一的工作框架,制定一系列有效措施,以此实现在2030年前停止增加二氧化碳排放量的目标。
参考文献:
[1] 韩玉军,陆D. 经济增长与环境的关系――基于对CO_2环境库兹涅茨曲线的实证研究[J]. 经济理论与经济管理,2009.
[2]李国志. 基于技术进步的中国低碳经济研究[D]南京:南京航空航天大学,2011.
1.1评价体系构建
由于低碳经济其实质就是以较少的能源消耗获取较大的经济和环境效益,为了剔除规模差异对各地区CO2排放水平的影响和检验经济整体活动对CO2排放的影响,在评价一个地区和省市低碳水平时,必须要兼顾经济效益(GDP)和环境(CO2净排放量)协调发展。为了研究问题方便,本文将29个省市分成华北、东北、华东、中南、西南、西北六大区域。华北包含北京、天津、河北、山西、内蒙古5个省、市、自治区;东北包含辽宁、吉林、黑龙江3个省;华东包含上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东7个省、市;中南包含河南、湖北、湖南、广东、广西、海南6个省、自治区;西南包含重庆、四川、贵州、云南4个省、市;西北包含陕西、甘肃、青海、宁夏4个省、自治区。根据美国经济学家巴拉萨(Balassa)于1965年提出的显示性比较优势指数(RevealedComparativeAdvantageIndex,简称RCA指数)的测算原理[14],本文选择人均CO2净排放和单位GDP的CO2净排放等指标构建CO2净排放显示性比较优势指数测算模型,该模型包括2个部分。
1.2数据来源和处理
数据来源本文数据来自《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》。按照国家统计局对“能源消费总量(×104t标准煤)”定义的阐述,系指一定时期内,全国各行业和居民生活消费的各种能源的总和。包括原煤和原油及其制品、天然气、电力。因此,本文在计算各省(市、自治区)CO2排放量过程中可以直接将各省(市、自治区)能源消费总量乘以该省(市、自治区)煤转化成CO2的折算系数(指1t标准煤燃烧释放的CO2数量(t),不需要提供石油、电力等折算系系数。而不同年份、不同省份标准煤转化成CO2折算系数的数值是通过中国“十二五”各地区单位国内生产总值CO2排放下降(%)指标和各地区单位国内生产总值能源消耗下降(%)指标两者相除,首先得到“十二五”各地区每年单位能耗CO2下降指标,并由此计算得出“十二五”各地区每年单位能耗CO2下降相对于全国平均指标的水平,将此作为因变量,年份作为自变量,采用外推模型[17]得到2005~2010年各因变量数值,即2005~2010年各地区每年单位能耗CO2下降相对于全国平均指标的相对水平。然后根据《中国统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》[16]计算出2005~2010年各年全国平均单位能耗CO2排放量,并将该数值乘以上步骤计算得到的当年各地区单位能耗CO2下降指标相对全国平均指标的相对水平,即可得到2005~2010年各地区标准煤转换成CO2的折算系数。2005~2010年各个区域人均和单位GDPCO2净排放量的RECj,n、AECYj,n、RECi、AECYi等数值分别通过公式(1~6)计算得出。
2CO2净排放空间格局及演变
2.1区域CO2净排放空间格局及演变
区域人均CO2净排放格局及演变图1给出了2005~2010年六大区域人均CO2净排放显示性比较优势指数变化趋势。可以看出:2010年人均CO2净排放量显示性比较优势指数从大到小依次为华北、东北、西北、华东、中南、西南。整体上呈现北高南低,且态势十分明显。其原因是北方地区多为资源型省份和重工业基地,其高耗能产业较多,能源利用效率偏低,技术水平相对落后。还可以看出:华北和东北地区2005~2010年人均CO2净排放一直高于全国平均水平;而中南部地区、西南地区一直低于全国平均水平;华东地区在2007年以前高于全国水平,而2007年后低于全国水平;西北地区2009年以前低于全国水平,2009年开始高于全国水平。此外,还可以看出整个中南部地区人均CO2排放量相对全国维持2.1.2区域单位GDP的CO2净排放格局及演变单位GDP的CO2净排放量是每单位经济产出所释放的CO2量,反映了一个地区经济发展对CO2净排放的贡献程度。图2给出了2005~2010年六大区域单位GDP的CO2净排放显示性比较优势指数变化趋势。从AECYj,n的数值可知:当AECYj,n>1,说明该地区单位GDP的CO2净排放量高于全国平均水平;1>AECYj,n>0则说明低于全国平均水平。中南和华东一直低于全国平均水平,说明2个区域在处理经济增长和环境保护方面做得较好,在同样经济增长情况下,能最大限度降低对环境的污染。而西北、华北、东北、西南地区一直高于全国平均水平,其中西北地区最高,表明该地区碳排放强度(单位GDP的CO2排放量)最大,需采取节能减排措施,在保证经济增长的同时,大力降低CO2排放量。从该图还可以反映:中南地区虽然碳排放强度低于全国平均水平,但是2005~2010年出现增长的势头,如不加强控制,很可能在未来也处于高碳排放的行列。
2.2省域CO2净排放空间格局及演变
2.2.1省域人均CO2净排放格局本文将RECi>2的省(市、自治区)定义为人均CO2净排放强度区。2>RECi>1,为人均CO2净排放中度区。1>RECi>0属于人均CO2净排放低度区。根据计算结果,宁夏、内蒙古属于人均CO2净排放超强区;江西、海南、云南、广西、安徽等省属于人均CO2净排放低度区,其它省(市、自治区)属于中度区。2005~2010年期间,北京、黑龙江、上海3个省市排名分别下降了5位以上,表明3个省市在人均CO2净排放上下降幅度较大,而陕西、重庆2个省市排名上升了5位以上,表明该地区人均CO2净排放加剧,政府应充分重视,及时采取行政等手段进行干预。
2.2.2省份单位GDP的CO2净排放本文将AECYi>2的省(市、自治区)定义为单位GDPCO2净排放强度区。2>AECY>1定义为单位GDP二氧化碳净排放中度区,1>AECY>0定义为单位GDP的CO2净排放低度区。可见,宁夏、贵州、山西等一直属于单位GDP的CO2净排放超强区。北京、天津、黑龙江、上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、广东、广西、云南一直属于单位GDP的CO2净排放低度区。吉林省2010年相对2005年下降了6位,说明该省单位GDP的CO2排放量下降趋势明显。而海南上升了5位,表明该省碳排放强度增高态势明显,在经济增长的同时要大力减少CO2排放。
3结论与展望
第一,本文在充分考虑了各地区森林等对CO2净吸收和不同年份,不同省市由于省市低碳技术等发展不均衡造成单位标准煤排放CO2数量有所差异的基础上,对全国六大区域和全国29个省市对中国2005~2010年各区域和各省人均和单位GDP的CO2净排放量进行了更为精准的计算,更加清楚地分析了中国CO2净排放时空演变特性。
第二,本文将经济学中显示性比较优势理论引进地理学的空间分析中,并与变异系数分析方法相结合,更为直观的分析了各区域和各省市的CO2净排放现状和时空差异性。
第三,2005~2010年,华北和东北地区人均CO2净排放一直较高,而中南、西南地区一直较低,区域差距逐渐缩小;中南和华东单位GDPCO2排放量一直较低,而西北、华北、东北、西南地区一直较高,西北地区最高。2007年以后各区域差异出现明显缩小态势;宁夏、内蒙古属于人均CO2净排放超强区;江西、海南、云南、广西、安徽等省属于低度区。北京、黑龙江、上海3个省市下降幅度较大,而陕西、重庆2省市上升加剧;省际间差异呈现“震荡”,但总体略呈减小态势;宁夏、贵州、山西等省一直属于单位GDP的CO2排放超强区。北京、天津、黑龙江、上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、广东、广西、云南一直属于低度区。吉林下降趋势明显,而海南增高态势明显。2007年以后各省差异缩小。
尽管将显示性比较优势理论和变异系数分析方法的结合能够较好的揭示中国CO2净排放的时空格局演化特征,但是由于文章能够选取的时间序列并不是很长,仅从2005~2010年,还需要进一步研究。
关键词:化工行业;二氧化碳;两阶段核算模型;减排潜力;
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。
4结语
[关键词]旅游业;能源需求;二氧化碳排放;研究进展
[中图分类号]F59
[文献标识码]A
[文章编号]1002-5006(2013)07-0064-09
引言
旅游业作为世界第一大经济产业,每年国际旅游的人数约占全球总人口的1/6,如此庞大规模的人口“迁徙”对气候、环境造成了实质性的影响,引起相关国际机构和学界的广泛关注。第一届全球气候变化与旅游国际会议后,联合国政府间气候变化委员会(IPcc)、世界气象组织(uNwM0)、世界旅游组织(uNwTO)等国际组织及其他研究机构达成共识:旅游业是能源消费的主要领域之一和温室气体排放的主要来源之一。旅游业能源需求和二氧化碳排放成为近5年来旅游研究的热点。我国该方面研究起步较晚,2008年“旅游业节能减排”字样首次出现在政府文件中,目前仍处于探索性研究阶段。本文系统地对国内外旅游业能源需求和二氧化碳排放研究进行了回顾,以期通过国内外研究进展的对比分析,为下一阶段我国旅游业能源需求和二氧化碳排放研究提供思路,为我国旅游业节能减排工作提供科学借鉴与参考。
1、国外旅游业能源需求与二氧化碳排放研究进展
旅游业能源需求与二氧化碳排放问题的实质是旅游环境影响以及气候变化与旅游相互影响问题的延伸,国外该方面研究开展得很早,可追溯到20世纪中叶。通过对国外相关研究文献的整理与分析,国外研究主要集中在旅游业能源需求与二氧化碳排放的结构与途径,旅游业能源需求与二氧化碳排放量的定量测算、预测及旅游业节能减排措施等4个方面。其中,旅游业能源需求与二氧化碳排放量的测算是研究的重点。
1.1 旅游业能源需求与二氧化碳排放的途径与结构
厘清旅游业能源需求与二氧化碳排放途径是旅游业减缓温室气体排放工作的首要前提。由于旅游业产业关联性高、产业链长,旅游活动灵活多样,旅游业能源需求与二氧化碳排放途径复杂且多元。尽管如此,国外相关研究较为一致地认为旅游业能源需求与二氧化碳排放主要集中在旅游交通(特别是国际长途旅游飞行)和在目的地为游客提供舒适的设施等。由于国家发展水平和旅游业发展阶段不同,各国旅游业能耗需求与二氧化碳排放的途径和比例结构有所差异,但旅游交通始终是各国旅游业能源需求与排放的重头(表1)。旅游业所需的能源主要来自化石燃料中的石油。2006年,石油提供了全球40%的能源需求和90%的交通需求;未来15年,因交通和旅游业发展,石油占全球能源的比例将达60%。约曼等(Yeoman,et al.)在分析了全球经济、石油替代能源生产及全球可持续发展需求等形势后,认为随着石油供应量的衰减及价格上涨,长期来看,将对苏格兰旅游业产生颠覆式的影响。而在发展中国家的乡村地区,生物质特别是木材是主要的能源来源。尼泊尔安那波那保护区的住宿业每年要消耗掉3600吨薪材和近47.5万升煤油。联合国环境署和经合组织共同推出的一份最新报告显示,在旅游业导致的二氧化碳排放中,航空占40%,汽车占32%,住宿占21%,剩下的7%分别被旅游活动(4%)和其他交通方式(3%)所排放。世界旅游组织研究报告显示,2005年全球旅游交通和住宿业的二氧化碳排放总量分别为1192百万吨和284百万吨,占旅游业二氧化碳排放总量的比重分别约为63%和15%;其中,航空二氧化碳排放量为640百万吨,占旅游交通排放的53.69%。高斯林(Gtissling)从能源需求、土地利用与覆被变化、物种多样性等5个方面研究了全球旅游业的环境影响,结果表明,2001年全球旅游业因交通产生的耗能约为13223皮焦,占总能耗的94%;排放二氧化碳当量为1263百万吨,占总排放的90.28%。住宿业能耗为508皮焦,占总能耗的3.5%;排放二氧化碳当量80.5百万吨,占总排放的5.75%。剩下的为旅游活动所消耗和排放。贝肯等(Becken,et al.)用实证研究法对新西兰旅游吸引物和旅游活动的能源消耗模式进行研究,发现旅游交通能耗占总能耗的65%~73%。
1.2 旅游业能源需求与二氧化碳排放的定量测算
旅游业能源需求与二氧化碳排放量的定量测算是最基础但又最核心的研究内容,是旅游业应对气候变化、制定节能减排措施的科学基础与前提。旅游业的能源需求与排放涉及众多行业和部门,包含直接和间接的能耗与排放,加上旅游业统计数据缺乏这一现实,旅游业能源需求与二氧化碳排放的定量测算是一个世界性的难题,是该领域研究的重点。
1.2.1 测算方法
从全球来看,目前尚没有系统的关于旅游业能源消耗和二氧化碳排放量估算的方法。文献研究显示,目前最常用测算方法主要有两种(表2),一种是借用全球气候变化和可持续发展研究领域常用的碳足迹法(carbonfootprint approach)和生态足迹法(ecological footprint approach);另一种是“自下而上法(bottom-up approach)”,即直接计算旅游业各环节的能耗与排放,最终求得整个产业的能耗与排放数据。
(1)碳足迹是指企业机构、活动、产品或个人通过交通运输、食品生产和消费以及各类生产过程等引起的温室气体排放的集合。从其定义不难看出,碳足迹法是对生产和消费全过程、直接和间接排放碳当量的追踪,甚至不考虑碳发生的区域。澳大利亚资源能源旅游部从生产和消费两个方面,运用碳足迹法估算了澳大利亚旅游业的温室气体排放。结果表明,2003~2004年间,澳大利亚旅游业碳足迹为1.15亿吨。洛克等(Loke,et al.)利用碳足迹法研究了夏威夷能源需求与旅客数量急剧增加以及旅游者国别多样化的关系,发现旅游者能耗占夏威夷总能耗的比重平均为60%;且国外游客比例越大,能耗需求也越大。
(2)生态足迹是指维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的以及能够吸纳人类所排放的废物、具有生态生产力的地域面积。旅游生态足迹即指维持旅游活动所需要的以及能够吸纳因旅游而排放的废物、具有生态生产力的地域面积,其实质是一定区域内旅游活动对生态影响的一种定量测度。亨特(Hunter)认为,生态足迹法对理解旅游的环境影响具有实际意义,并且将被作为一项重要的旅游可持续发展的环境指标广泛采用。罗伯特等(Roberto,et al.)采用生态足迹法,结合兰萨罗特岛旅行推断模型,计算兰萨罗特岛公路旅游交通使用量及其对未来旅游业发展的影响。研究结果表明,兰萨罗特岛上的旅游交通主要是依赖于私家车,在接下来的10年里,公路旅游交通量还将持续增长,并达到饱和,兰萨罗特岛旅游交通在旅游生态足迹中所占的比重将会增大。
(3)“自下而上”法是从到达目的地游客的数据分析人手,向上逐级统计能耗与排放量。这种方法有两个特点,一是逻辑算法简单,但实际操作难度很大,既要求研究区域旅游业统计资料完备,同时还需要海量的实地调研数据;二是遗漏大部分旅游业间接的能耗与排放,导致估算结果总体偏小。但尽管如此,在实际研究工作中,自下而上法被采用得最多。前述的几项关于全球旅游业能耗与排放的估算研究,其思路都暗含着自下而上法的运算逻辑。贝肯等采用“自下而上”法分析新西兰南岛西部海岸旅游者不同行为引致的能源消耗。研究结果表明,国际游客的能源消费总量是新西兰国内游客的4倍。霍伊特等(Howitt,et al.)采用“自下而上”法发现2007年单次往返于新西兰的国际邮轮游客碳排放量范围为250~2200克/人·公里,每位旅客在邮轮上的住宿所需的平均能耗约为1600百万焦/晚,比陆地上的一般酒店能耗要高出12倍。
1.2.2 测算内容
据文献整理研究,当前国外旅游业能源需求与二氧化碳排放的定量测算主要包含两方面内容。一是对总量的定量测算。高斯林估算2001年全球旅游业共消耗能源14080皮焦,排放二氧化碳当量1399百万吨。皮特尔斯等(Peeters,et al.)的测算表明旅游业导致了全球4.4%的二氧化碳排放。世界旅游组织和其他相关机构的一份联合报告指出,2005年全球旅游业排放的二氧化碳约占全球二氧化碳排放总量的5%,该排放量所造成的影响,大约可以达到全球温室效应的14%。江南等(Konan,et al.)的测算显示,夏威夷旅游业的能源消耗占全州总能耗的60%。澳大利亚资源能源旅游部估算2004年澳大利亚旅游温室气体直接排放为470万吨,间接排放为2810万吨。尼泊尔(Nepal)测算了尼泊尔安那波那保护区乡村旅游的能源消耗,结果表明住宿业每年约消耗3600吨薪材和47.5万升煤油。二是对一些关键参数的定量测算,如交通工具、住宿方式、旅游活动的单位旅游能耗和排放强度。相关研究较多,并注意到了国别之间的差异。比如乘飞机旅行单位能耗为2.0百万焦/人·公里,排放二氧化碳396克/人·公里;乘汽车旅行单位能耗为1.8百万焦/人·公里,排放二氧化碳132克/人·公里;新西兰酒店单位能耗为155百万焦/床·晚,马略卡岛为51百万焦/床·晚,桑给巴尔为256百万焦/床·晚;新西兰直升机滑雪单位能耗1300百万焦/游客,潜水800百万焦/游客,博物馆参观10百万焦/游客;往返于新西兰国际邮轮旅游者平均碳排放为390克/人·公里等。
1.3 旅游业能源需求与二氧化碳排放的预测及情景分析
研究旅游业能源需求与二氧化碳排放是为了把握未来的趋势与动态,因此,许多专家学者对其预测及情景分析作了研究,以期能够为有针对性的节能减排措施提供具体可靠的科学依据。世界旅游组织研究报告预测,以2005年为基准,在2035年以前,来自旅游业的二氧化碳排放将以2.5%的年均速度增长;其中住宿业二氧化碳排放的年均增速为3.2%。而皮特尔斯等的预计比世界旅游组织的预计高0.7个百分点,即2035年之前全球旅游业二氧化碳排放将以每年3.2%的增长率增加。杜波依斯等(Dubois,et al.)用敏感度分析法,以2000年为基准,预计按照当前旅游业增长趋势,到2050年法国旅游休闲业温室气体排放将增加90%。
1.4 旅游业节能减排的措施研究
节能减排措施是旅游业能源需求与二氧化碳排放的最终落脚点。从国外研究进展看,目前已基本形成体系化的节能减排措施。世界旅游组织从旅游行业角度分别就政府、旅游企业及旅游者提出了比较系统的节能减排政策措施,同时还对交通、建筑、装备制造等相关领域的节能减排提出了具体对策及技术途径。理查德(Richard)利用仿真模型分析碳税对国际旅游的影响,指出如果全球按1000美元/吨征收碳税,则乘飞机的国际旅游将减少0.8%,相对应可减排二氧化碳0.9%。贝肯等研究表明,坐落在世界遗产拉明顿国家公园的生态客栈采取绿色全球21环境认证计划,成功认证后,每年能耗大幅减低,二氧化碳排放每年减少189吨,节约15000澳元。除了政策或有关技术手段外,旅游者行为方式的选择也是旅游业节能减排的重要方面。贝肯等研究发现,无论在国际旅游者还是国内旅游者能耗账单中,交通始终占据主导地位,因此改变旅行方式能够有效影响旅游者的能源需求。巴克利(Buckley)认为,“慢旅游”是一种有效的降低碳排放的旅游方式,它是指反对乘坐飞机等快速交通工具的旅游,更重视游的过程,强调旅游的过程和目的地同样重要。“慢旅游”必将发展成为一种未来旅游的流行方式。
2、我国旅游业能源需求与二氧化碳排放研究进展
我国旅游业能源需求与二氧化碳排放研究起步较晚,目前仍处于探索性研究阶段。文献资料研究表明,国内研究主要集中在旅游业能源需求与二氧化碳排放量的测算和旅游业节能减排的对策措施方面。
2.1 旅游业能源需求与二氧化碳排放的测算研究
我国旅游业能源需求与二氧化碳排放的测算研究涉及全国、省域/地区及产品层面。全国层面,石培华等首次系统地估算了全国旅游业的能耗与排放,结果表明,2008年我国旅游业消耗能源为428.3皮焦,排放二氧化碳51.34百万吨L25 2。省域/地区层面,陶玉国等估算了2009年江苏省旅游业直接的能耗和二氧化碳排放量,分别为32.56皮焦和3.7百万吨,占江苏能源总消耗量和碳排放总量的比例分别为0.53%和0.56%,旅游交通、住宿业和旅游活动占旅游能耗的比例分别为70.91%、17.32%和11.76%。章锦河等分别对四川省九寨沟、鄂西、湖南和江西等地旅游生态足迹、碳足迹进行了测算。另外,郭等(Kuo,et al.)对我国台湾地区澎湖列岛旅游业能耗与二氧化碳排放进行了测算,结果表明,每年澎湖列岛旅游业消耗能源795.96百万焦,排放二氧化碳5.05千克;其中,旅游交通能耗4.95×108百万焦,排放二氧化碳3.38×108克,住宿业能耗为1.17×108百万焦,排放二氧化碳8.56×108克,旅游活动耗能1.24×108百万焦,排放二氧化碳7.71×108克。林(Lin)对台湾地区垦丁等5个国家公园旅游交通的二氧化碳排放进行了研究,结果表明,近8年旅游交通的二氧化碳排放量在增加,5个国家公园平均每年排放二氧化碳16.1万吨。产品层面,等以云南旅游市场最具代表性的香格里拉“八日游”系列产品为例,从生态足迹角度对该线路产品的生态效率进行了计算和分析。
2.2 旅游业节能减排的对策与措施
国内旅游业节能减排工作实践最早从要素部门开始,从生态景区、循环景区到绿色饭店、绿色交通。对策与措施的研究紧跟实践步伐,并最终拓展至旅游城市(圈)、全行业。章锦河以九寨沟和黄山两个国内知名的生态型景区为例,以旅游废弃物为手段定量测度旅游业能源需求与排放对生态的影响,认为合理控制游客规模、缩短旅行距离、减少乘飞机出游等是旅游业节能减排和建设生态型景区的有效举措。王辉等提出要借鉴台湾坪林地区的措施,给每个海岛型景区设置一个“碳减量计数器”,以此增强游客节能降耗意识并约束自身的旅游行为方式,从而有效降低旅游活动的能耗与排放。李萍就酒店行业的节能减排,从发展理念、能源管理、引导消费观到政策和制度保障提出了一系列具体的对策与建议。林研究了1999~2006年台湾地区5个国家公园旅游交通的二氧化碳排放,提出政府可以通过提升管理效率,运用价格杠杆等降低碳排放,同时通过就近旅游、提高交通荷载、使用清洁能源及其他技术措施来降低旅游二氧化碳排放。蔡萌等从低碳旅游发展导则、低碳旅游设施、低碳旅游吸引物、低碳旅游体验环境和低碳旅游消费方式等5个方面构建了低碳旅游城市模型,提出规范发展、互动发展、示范发展等城市旅游低碳发展的战略举措。万幼清认为武汉城市圈旅游业节能减排需要提升绿化措施、优化绿地布局、加强水域生态保护。石培华等系统整理了旅游业各要素、各领域节能减排的技术手段、运行模式和制度安排。
近3年来,作为旅游业节能减排实现方式的低碳旅游,成为旅游学术界的研究热点。在中国知网,以“低碳旅游”为主题或关键词检索,共得到有效文献297篇。文献数量统计表明,2011年共发表137篇,占全部文献的46.13%;2010年和2012年各79篇,各占26.60%;2009年仅有2篇,占0.67%。而近300篇文献中,仅有17篇(5.72%)发表在核心期刊,一定程度上表明研究的深度有限。研究内容主要集中在概念、内涵及特征研究,低碳旅游发展案例介绍,发展模式及实现的路径、建议等。
3、国内外研究总结与对比
3.1 总结
整体而言,国外旅游业能源需求与二氧化碳排放研究主要在3个方面取得了进展:1)识别了旅游业能耗、排放的重点领域及结构;在旅游业能源消耗与二氧化碳排放的定量估算研究与情景分析方面形成初步结论。2)对各类型交通方式、住宿方式及旅游活动的单位能耗和二氧化碳排放等关键性参数有了一般性的认识,并识别了明显的国别、地区及不同部门之间的差异。3)基本形成体系化的节能减排政策措施。但是,国外研究同时存在3个方面不足之处:1)虽然形成一些标志性成果,但总量不多,还没有系统化和规模化的研究积淀;对旅游交通、住宿及旅游活动方式等单个领域和环节的实证研究多,地区性、全行业的系统研究较少。2)多是基于部分国家/地区的调查数据和经验数据进行估算,尚没有系统的估算方法和情景分析法。3)多以旅游发达国家或经济发达国家为对象,针对发展中国家研究较少。
而从国内研究进展来看,主要有4个特征:1)起步晚,绝大多数研究是2009年之后开展的,且研究总量有限。2)现有的旅游业能耗及二氧化碳排放量的现状估算研究更多地是参照国外已有研究的架构及经验数据进行的,其中涉及的关键性数据如不同交通方式的能耗及排放参数等都是通过文献研究得到的经验数据,对我国的针对性和有效性不足。3)旅游业能源需求与二氧化碳排放的预测和情景分析至今仍是空白。4)旅游业节能减排对策与措施研究的科学支撑不足,宏观对策多,具体的、有针对性的举措少。
3.2 对比分析
主要从旅游业能源需求与二氧化碳排放的结构与途径,旅游业能源需求与二氧化碳排放量的定量测算、预测及旅游业节能减排措施等4个方面进行对比分析(见表3)。
在旅游业能源需求与二氧化碳排放的结构与途径研究上,国内外总体上是一致的,即重点都在旅游交通和住宿两方面,但总量和结构有区别。总量上,从全球来看,旅游业能耗及排放占全球的比重在5%左右,而我国则不到1%,无论是全国层面还是省域层面。结构上,国外旅游交通能耗及排放明显高于国内,旅游活动则相反,国内要高于国外,住宿业能耗及排放水平比较接近,可能和我国住宿业从学习国外而开端有关。定量测算方法上,国内几乎完全借鉴国外研究方法,没有开发出适合我国旅游业特色的方法;定量测算的广度国内外比较接近,但深度上国外明显深于国内。预测方面国内目前仍是空白。对策与措施方面,国外已基本形成体系化、宏观与微观相结合的对策措施,国内对策体系尚未形成,以宏观对策居多。
4、研究启示与展望
结合国外研究进展,针对国内研究现状,未来国内旅游业能源需求与二氧化碳排放研究应重点关注以下3个方面内容:
4.1 加强旅游交通和住宿等重点领域能源需求与排放的定量实证研究
总体来看,我国旅游业能源需求与排放的研究存在现状不清、总量不明的问题;旅游交通能耗与排放情况完全空白,住宿业仅粗线条掌握全国四星级以上酒店的水电气等能源消耗数据。因此,要加强旅游业特别是交通和住宿重点领域能耗与排放的定量测算;根据我国旅游业实际,对不同类型旅游交通方式、住宿业态、旅游活动单位能耗/排放强度等关键参数开展针对性定量实证研究;开展各种工程技术手段方面的节能降耗效率与能力的实证研究。
4.2 加强旅游业能源需求与排放的预测分析和情景研究
旅游业能耗与排放的科学实质是人类活动对全球环境变化的影响,也是国际全球环境变化人文因素计划(IHDP)的重点研究内容之一。旅游业能耗/排放的预测与情景研究是衡量旅游活动对全球环境变化影响的重要前提,同时也是旅游业减缓和响应全球环境变化的科学依据。因此,必须强化对未来旅游业能源与排放不同情景的模拟研究与分析,为科学应对和减缓气候变化对旅游业的影响、制定适应措施提供科学依据。
作为世界上最大的发展中国家,我国政府在2009年12月的哥本哈根国际气候会议上对全世界作出郑重承诺:到2020年我国单位国内生产总值的二氧化碳排放量比2005年下降40%~50%.而作为世界上最大的碳排放国家,我国的碳减排目标任重而道远.当前,全球都在积极推行“低碳经济”,各国都在努力实现“绿色生产”,力求减少碳排放量.我国政府在“十二五”规划中提出节能减排的约束性目标,即单位国内生产总值能耗要降低16%,而二氧化碳排放要降低17%,主要污染物的排放总量要求减少8%到10%,同时把该目标进一步分解到全国各地区,要求各地区务必坚持绿色、低碳的新型发展理念,把节能减排作为贯彻落实科学发展观、加快经济发展方式转变的一个重要出发点,发展资源节约型、环境友好型的生产消费模式,进而增强自身的可持续发展能力.一直以来,二氧化碳排放问题作为全球变暖背景下的一个新标识,是国内外众多学者密切关注的重点.由于我国存在严重的区域经济发展不平衡和地区资源禀赋差异,中国各省市地区的碳排放也存在显著差异.要想制定出科学合理且有针对性的节能减排政策,就必须很好地把握中国各省市的碳排放情况,因此有必要对各省市碳排放量进行全面系统的测算.然而,截止目前,我国无论是国家层面的还是省级层面都没有直接公布二氧化碳排放量的官方统计数据,国内外学者的测算研究都是基于对能源消费量的测算.那么,我国各省份二氧化碳排放量到底有多少,哪些因素对二氧化碳的排放产生影响?这些相关影响因素对二氧化碳排放的影响程度又是如何呢?这些问题的解决与否关系到我国节能减排政策制定的科学与否,也关系到低碳战略实施成效的显著与否.节能减排工作的顺利开展,是我国经济社会保持可持续发展的关键.本文参照IPCC(2006)以及国家气候变化对策协调小组办公室[3]和国家发改委能源研究所(2007)[4]的方法,运用相关方法对各省市地区的碳排放量数据进行估算,比较详细估算了我国30个省市(直辖市、自治区)1997—2011年的二氧化碳排放量.
2各地区碳排放量的测算
考虑到二氧化碳排放的来源比较广泛,除了化石能源燃烧外,在水泥、石灰、电石、钢铁等工业生产过程中,由于物理和化学反应的发生,也会有二氧化碳的排放,而在所有工业生产过程排放的二氧化碳中,水泥大约占56.8%,石灰大约占33.7%,而电石、钢铁生产所占不足10%.为了进一步增强估算的全面性和准确性,本文不仅估算了化石能源燃烧所产生的二氧化碳排放量,同时也估算了水泥生产过程产生的二氧化碳排放量.另外,为精确起见,本文进一步将化石能源消费细分为煤炭消费、焦炭消费、石油消费、天然气消费,其中石油消费则更进一步细分为汽油、煤油、柴油、燃料油四类.所有化石能源消费数据都来自于历年《中国能源统计年鉴》.水泥生产数据来自于国泰安金融数据库.水泥生产过程产生的二氧化碳排放量具体计算公式如下:CC=Q×EFcement.(2)其中CC表示水泥生产过程中二氧化碳排放总量,Q表示水泥生产总量,而EFcement则是水泥生产的二氧化碳排放系数.本文估算水泥生产的二氧化碳排放量时,仅仅计算了化学反应产生的二氧化碳排放量,而没有包含水泥生产过程中燃烧化石燃料而造成的二氧化碳排放量.表1列出了各类排放源的CO2排放系数.经过一系列准确计算,可以得到我国30个省市地区1997—2011年二氧化碳排放量的估计值.由表2的二氧化碳排放量估算值可以看出我国各省市地区碳排放量基本都呈现上升趋势,地区差异比较明显.为了更好的体现我国二氧化碳排放的地区差异性,将我国30个省(市、区)按照经济发展水平和其地理位置划分为三大区域,包括东部地区、中部地区以及西部地区.具体来讲,东部地区包括北京、河北、天津、辽宁、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东和海南这11个省(市);中部地区主要包括黑龙江、吉林、山西、湖北、河南、湖南、安徽和江西这8个省份;西部地区则包括内蒙古、广西、云南、贵州、四川、陕西、重庆、青海、宁夏、新疆、甘肃、(由于缺乏数据较多,未估算其二氧化碳排放量)这12个省(市、区).表3显示我国三大区域的碳排放量.表3的数据反映了我国及东中西部三大区域碳排放量情况.从总体上来看,1997—2011年我国的二氧化碳排放量呈现持续增长的趋势,从1997年的336565.69万吨增长至2011年的1066359.01万吨,增长幅度达到729793.32万吨,短短15年间排放量大约增长了2.17倍.由图1可以明显看出,在1997—2002年我国二氧化碳排放量处于缓慢增长的阶段,这个阶段我国的二氧化碳排放量年均增长为3.48%.这个阶段产生的原因主要是受亚洲金融危机影响,我国出口贸易缩减,这在一定程度上减少了二氧化碳的排放.从2003年起,亚洲各国陆续走出金融危机的泥潭,我国经济发展加速,但由于我国高投入、高消耗、高污染的粗放型经济增长方式,使得我国这一阶段的二氧化碳排放量处于快速增长期,2003—2007年我国二氧化碳排放量增速达到13.70%.之后我国二氧化碳排放量增速有所下降,2008—2011年增速为9.37%.虽然增长率依旧不低,但是相比于2003—2007年还是呈现下降趋势.这说明我国意识到能源环境的重要性,开始探寻低碳经济路径,为实现绿色生产付出努力.特别是在2008年10月29日我国公布的《中国应对气候变化的政策行动》白皮书,郑重声明了我国应对气候变化问题的积极态度和相关行动,更是明晰了我国未来低碳发展路径.从表3东中西部三大区域碳排放量情况可以明显看出,我国的碳排放区域差异性是比较显著的.总体来讲,我国二氧化碳排放量呈现由东到西依次递减的规律,东部地区碳排放量最多,中部地区次之,西部地区碳排放量最少.东部地区的二氧化碳排放在绝对量上大大超过中西两大区域.从图2可以看到,这三大区域二氧化碳排放均呈现逐年增长的趋势,且其增长规律均与全国二氧化碳排放量一样,可以分为三个阶段:从1997—2002年三大区域的二氧化碳排放量有升有降,总体来说处于缓慢增长阶段;从2003—2007年,三大区域的二氧化碳排放量均呈现不同程度的增长,整体处于快速增长阶段;从2008—2011年,三大区域的二氧化碳排放量处于增速下降阶段.图2是我国1997—2011年30个省市地区二氧化碳排放量均值的降序排列图.其中,二氧化碳排放量均值位于全国二氧化碳排放均值的省市地区有:山东、河北、江西、江苏、河南、广东、辽宁、内蒙古、浙江、四川和湖北.排名靠前的前五个省份是山东、河北、江西、江苏和河南,分别占我国二氧化碳排放总量均值的8.71%、8.00%、7.68%、6.21%和5.95%.我国的主要二氧化碳排放大省均为传统工业,能源消费以煤炭为主.二氧化碳排放量排名靠后的五个省份分别是天津、甘肃、宁夏、青海和海南,分别占我国二氧化碳排放总量均值的1.46%、1.44%、0.98%、0.40%和0.30%.图3是我国1997—2011年各省碳排放年均增长率的降序排列图.可以看到,二氧化碳排放年均增长率排名前五的省份是宁夏、内蒙古、海南、福建和山东,其中宁夏二氧化碳排放的年均增长率达到15.36%.宁夏出现较高二氧化碳排放速度的原因与其快速的经济增长密切相关,1997年宁夏的国内生产总值为210.92亿元,2011年为2102.21亿元,增幅达到1891.29,增长了8.97倍.第二产业的产值占国内生产总值的比重由1997年的41.6%增长到了2011年的50.2%,增长了8.6个百分点.快速的经济发展及不合理的产业结构刺激了二氧化碳的高速排放.除了以上二氧化碳排放年均增长率排名靠前的省份外,青海、陕西、广西和新疆的年均增长率也均超过了10%,高于全国8.59%的平均增长水平.排名靠后的五个省份为辽宁、山西、黑龙江、上海和北京,其二氧化碳排放的年均增长率分别为6.47%、6.16%、5.41%、4.32%和1.95%,其中北京二氧化碳排放年均增长率以1.95%位居全国最低.
3我国各省区二氧化碳排放影响因素的实证研究
影响二氧化碳排放的相关因素很多,比如地理因素、经济发展水平、产业结构、产权结构、能源消费结构、对外开放程度、投资水平、制度环境、城市化水平、能源价格等[5-8].考虑到客观条件的限制,在考虑数据可得性基础上,本文构建面板数据模型研究产业结构、出口贸易、能源消费结构、城市化水平、国内生产总值对二氧化碳排放的影响.本文选择的面板数据模型如下:yit=α+Zitβ+ηi+εit.(3)其中,yit是第i个省份第t年人均二氧化碳排放量;α是常数项,β是回归系数;ηi是个体效应,主要用来控制各省份自有的特殊性质,εit是外生解释变量,主要包含国内生产总值(用gdp表示)、能源消费结构、城市化水平、产业结构及出口贸易等因素.其中,能源消费结构以煤炭消费量占能源消费量的比重度量(用energe表示),城市化水平以非农人口占总人口比重度量(用city表示),出口贸易以出口额占GDP的比重度量(用export表示),产业结构以第二产业占GDP的比重度量(用industry表示),同时对所有变量进行了取对数处理.结果显示,该面板回归模型拟合地较好,回归系数具有较高的显著性,其符号方向与现实情况较为符合.产业结构及国内生产总值对二氧化碳排放量的弹性系数较高,说明二氧化碳对产业结构及国内生产总值的变动比较敏感.第二产业占GDP的比重每增加1%,会使二氧化碳排放量增加0.9744%,这说明第二产业与碳排放呈现明显的正相关关系,第二产业是二氧化碳排放的主要驱动因素.经济每增长1%,二氧化碳排放量则会增加0.5812%,这说明经济增长也是碳排放量增多的一个重要因素,二者呈现正相关关系.能源消费结构与出口贸易与碳排放量的弹性系数在1%水平上不显著.
4结论与政策建议