區域碳排放峰值測算若干問題思考：以北京市為例

楊秀　付琳　丁丁

摘要形成經濟發展和政策目標相協調的城市化發展模式，推動一部分城市率先達峰，是實現中國2030年左右達到排放峰值的關鍵。而對于城市來說，測算和研究溫室氣體排放峰值，其主要意義在于通過測算，設定一個科學合理的排放目標，幫助地方政府結合當地的發展現狀和趨勢，理清思路，以出臺對應的配套政策，形成倒逼機制，促使其更快實現經濟發展方式的轉變，實現低碳發展。目前，在城市層面，溫室氣體排放量和排放峰值測算方面尚沒有統一的方法，在計算方法、計算范疇、選取數據來源和數據處理上也存在不同做法。文章分析了城市層面能源活動相關的CO2排放峰值的測算方法，基于KAYA分解方法，在溫室氣體排放測算的人口、人均GDP、GDP能耗強度、能源碳強度等參數的內涵和取值進行了探討，并對排放峰值測算的幾個相關問題進行了討論，提出測算CO2排放峰值應考察一次能耗而不是終端能耗，使用常住人口數據而不是戶籍人口，根據不變價GDP進行測算。在考慮電力、熱力等二次能源的調入調出問題時，應本著“以在當地發生的物理排放源為基準，且應核算與當地GDP相對應的溫室氣體排放量”原則，區別測算。以北京市為例，以2011年為基年測算排放峰值，討論了基本參數的發展趨勢，并討論了排放峰值的不確定性。經測算，北京的CO2排放總量峰值可于2019年出現，達到1.65億tCO2。最后，討論了實現排放峰值的主要措施。

關鍵詞溫室氣體；排放峰值；低碳發展；低碳城市

中圖分類號X22文獻標識碼A

文章編號1002-2104（2015）10-0039-06

doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.10.006

城市是人類文明發展的重要標志，能夠在應對氣候變化中發揮積極的作用。城市是溫室氣體的主要排放源，70%的碳排放來自城市，中國在未來10-15年將經歷人類歷史上最大的城市化進程。目前城市溫室氣體排放測算尚沒有統一的方法，本文對城市溫室氣體排放和峰值測算方法進行探討，并以北京市為例，采用KAYA分解法，對區域溫室氣體排放量的計算和排放峰值測算的過程予以說明。由于能源消耗相關的CO2排放占一個地區溫室氣體排放總量的80%以上，是控制溫室氣體排放的核心，除特別說明外，本文提到的排放測算方法和數據，僅指能源消費相關的CO2排放。

1區域碳排放峰值的測算方法

1.1碳排放峰值的影響因素及測算方法

CO2排放總量可以根據煤、石油、天然氣等不同種類能源的使用量和排放因子直接計算，即：

CO2=ΣKiEi（1）

其中，Ki表示不同種類能源的排放因子，Ei表示不同種類能源的使用量。

然而，由于碳排放峰值為對未來一段時期的測算，很難對各種能源種類的消耗數量進行預測或設定，而考慮較多的指標是人口、經濟、社會等方面的活動情況，并據此對CO2排放進行考察。

根據KAYA公式可對CO2排放量分解為三個主要驅動因素：GDP、單位GDP的一次能源消費量（GDP能耗）和單位能源的CO2排放量（能源碳強度），其中后兩項乘積為單位GDP碳排放強度，即：

CO2排放總量 = GDP×（CO2/GDP）

=GDP×（能耗/GDP）×（CO2/能耗）

=人口×（GDP/人口）×（能耗/GDP）×（CO2/能耗）（2）

由此，CO2排放總量可分解為人口、人均GDP、GDP能耗強度和能源碳強度的乘積。這四個參數分別代表了一個地區與低碳發展相關的社會、經濟、能源的現狀。

測算未來排放狀況也是通過KAYA分解，以某一年為基年（一般選擇2005年或2010年），預測未來一段時期內的人口、人均GDP、GDP能耗強度和能源碳強度這四個參數取值，從而對當地的排放狀況作逐年計算。結合未來的發展規劃和路徑安排，通過控制輸入參數的取值，調整逐年的排放數據結果，可在某一目標年份實現CO2排放總量或人均排放峰值的測算。

1.2對基本參數的討論

1.2.1人口

表示一個地區的人群規模大小，包括該地區的城鎮和農村人口，其發展變化與人口自然增長率和人員流動情況相關。近年來我國人口自然增長率穩定在0.5%以下，但城鎮化、工業化過程造成全國的人員流動性較大，各地區的人口增長速度相差較大。例如，相關統計公報顯示，2014年天津市人口增速高達3.0%，同期全國人口增速約為0.52%，而吉林省、遼寧省和黑龍江省，人口增速不足0.1%。因此峰值測算中需結合所考察地區的具體情況預測未來的人口發展變化情況。

1.2.2人均GDP

表征了當地的經濟發展水平。相關統計公報顯示，2014年，我國人均GDP為4.65萬元，約合7 500美元，已進入“中等收入國家”行列。但是地區間發展很不平衡，位于發達地區的上海、深圳超過了人均15萬元，而云南、貴州等省人均GDP不到5萬元。

人均GDP由基年GDP、GDP增速和人口數據計算獲得。其中GDP增速可根據所考察地區的“十二五”規劃和中長期規劃預測。我國“十二五”規劃綱要提出2011-2015年GDP年均增長7%，而地方的“十二五”規劃綱要中提出的GDP增速全部高于全國水平，希望延續“十一五”高速增長的目標，但呈現出明顯的“西高東低”的特點。2012年國家將“十二五”能源消費總量控制目標調整為40億t標準煤，在單位GDP能耗下降16%的目標下，要求全國平均的GDP增速也需隨之下調，約為8%。在能源和環境的約束下，經濟發展長期維持8%甚至更高的年均增長有現實難度。

1.2.3GDP能耗強度

單位國內生產總值能源消耗，即生產單位GDP所消耗的能源，與產業結構、能源效率有關。2012年我國的GDP能耗強度為0.697 tce/萬元，遠遠高于發達國家水平，甚至高于發達國家約30年前，人均GDP為1萬美元左右時的水平。國務院2011年12月頒布的《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》規定了各地區的GDP能耗強度下降指標，下降幅度根據各地區的現有基礎，要求在10%-18%之間。

1.2.4能源碳強度

指單位能源消耗所對應的CO2排放量，與能源結構和能源利用效率有關。一個地區的能源清潔化程度越高，能源碳強度越低?？筛鶕疾斓貐^的一次能源消耗總量中，不同能源種類、消耗量和排放因子進行測算，遵循以下公式：

Intensity=（ΣEi×EFi）/ΣEi（3）

其中，Intensity表示能源碳強度，單位為tCO2/tce，Ei表示不同能源種類的一次能耗量（包括煤及相關制品、油及相關制品、燃氣，已上網的可再生能源發電量），單位為萬tce，EFi表示第i種能源品種的排放因子，單位為kgCO2/kgce。排放因子由各種能源品種的低位發熱量、含碳量及燃燒氧化率確定，應優先使用當地實際數據，如果當地數據無法獲得時，可采用《IPCC 2006年國家溫室氣體排放清單指南》推薦的排放因子[1]。本研究采用較為簡化的排放因子（單位：kgCO2/kgce）：煤炭，2.64；油品，2.08；天然氣，1.63。

1.3對幾個相關問題的討論

1.3.1終端能耗和一次能耗

地區能源活動相關的CO2排放大多指物理排放，即考察某一地區應考慮所有本地CO2排放固定源（電力和熱力鍋爐、工業窯爐、工業鍋爐、戶用爐灶等）和移動源（燃油和燃氣交通工具）消費的能源而直接排放的CO2，包括煤炭、原油、天然氣等能源的消費。目前，我國能源平衡表中的終端能源消費指的是一次能源消費量扣除一次能源加工、轉換、輸送損失（火力發電損失，供熱損失、選煤、石油加工、煉焦損失，輸電損失等）后的能源消費數量[2]。因此計算能源活動相關的CO2采用地區的一次能耗而不是終端能耗。

由于地區實際存在較大的調入或調出電量，終端能源消費和一次能源消費的差別往往不僅限于上述的一次能源加工、轉換和輸送損失。根據北京統計年鑒2012測算，北京2011年的終端能源消費總量為6 671.01萬tce，而扣除了加工轉換損失和調入電力、熱力后的一次能源消費量為5 064.01萬tce，二者的構成及簡要關系見圖1。測算能源活動的CO2排放應根據一次能耗計算，可分別按原煤及煤制品、原油及油制品、天然氣的消耗數量和排放因子相乘獲得。

1.3.2二次能源的調入調出

核算一個地區的能源消費時經常會遇到電力、熱力的

調入和調出問題，有三種情況：無二次能源的調入和調出、調入的二次能源和調出的二次能源?？傮w而言，按IPCC國家清單和省級溫室氣體清單指南，對一個地區溫室氣體排放峰值測算的基本原則是以在當地發生的物理排放源為基準，且應核算與當地GDP相對應的溫室氣體排放量。針對這三種情況，具體的核算方法是：

情況一：無二次能源的調入和調出，直接計算當地生產和消費電力、熱力的一次能源消耗。

情況二：調入的二次能源。以2011年的北京市為例，雖然調入的熱力和電力生產過程對應的GDP并未計入北京市，但調入的熱力和電力用于北京市的生產生活各個方面，對北京市的GDP有貢獻，因此其對應的排放還是應計入北京市的溫室氣體排放中。而且，如果調入的二次能源可以不計入當地排放，那么“減少本地電力和熱力生產，改為調入二次能源”成為了降低溫室氣體排放的措施，從國家控制溫室氣體排放的全局來看，這顯然是不科學的。所以測算北京市溫室氣體排放總量時，應計算一次能源（5 064萬tce）燃燒的直接排放，加上調入熱力（82萬tce）和調入電力（1 769萬tce）對應的排放。二次能源的排放因子應盡量根據實際情況確定，如果實際排放因子不易得，可根據當年的全國區域電網基準線排放因子獲取。

情況三：調出的二次能源。由于發電廠產生的生產總值也計入了當地的GDP統計，在測算溫室氣體排放總量時仍應計算該部分電量所對應的排放。例如，陜西省2010年從西北電網調入電量164.68億kWh，調出電量260億kWh，凈調出電量為95.32億kWh（數據來源：2011年陜西省統計年鑒）。因此，計算陜西省的溫室氣體排放時，應將調入和調出電量所對應的排放分別計算，同時計入。

1.3.3戶籍人口和常住人口

戶籍人口是指在某地的公安戶籍管理機關登記了常住戶口的人，不管其是否外出，也不管外出時間長短，只要在某地注冊有常住戶口，則為該地區的戶籍人口。常住人口指實際經常居住在某地區半年以上的人口。我國的統計年鑒中1981年以后的各地區人口數據指的是常住人口。目前我國人口流動性很大，各地區的戶籍人口和常住人口數據常存在較大差別。例如北京2011年底的戶籍人口數為1 277.9萬人，而常住人口數為2 018.6萬人，二者相差58%（數據來源：北京統計年鑒2012）。由于溫室氣體排放與當地的社會、經濟和能源等活動息息相關，因此測算排放數據時應使用常住人口，而不是戶籍人口。

1.3.4不變價GDP和現價GDP

地區生產總值（地區GDP）代表的經濟因素是測算排放數據的重要輸入參數。GDP指某地區所有常住單位在一定時期內生產活動的最終成果，受價格變化和物量變化兩大因素影響。不變價GDP是把按當期價格計算年的地區生產總值換算成按某個固定期（基期）價格計算年的價值，從而使兩個不同時期的價值進行比較時，能夠剔除價格變化的影響，以反映物量變化，反映生產活動的成果的實際變動。由于能源消耗的碳排放與實際經濟活動及其成果相關，而不是考慮了價格變化后的經濟總量直接相關，考慮逐年的GDP能耗強度變化時，應以不變價GDP為依據。常用的方法是以某一年（例如2010年）為基期，根據地區的國民經濟和社會發展規劃情況，設定未來一段時期的逐年經濟增長率，從而獲得相對于基期的不變價GDP數據，以測算單位GDP能耗情況。

2以北京為例的區域排放峰值測算

北京市提出爭取在2020年前后達到碳排放峰值，為其他地區的控制溫室氣體排放工作積累經驗。通過對北京市CO2排放和峰值測算相關參數取值以及結果的討論，說明能源相關的CO2計算方法以及峰值測算的主要相關考慮。