深圳市某地凈碳排放分析及目標評估

摘 要：當前，溫室效應問題引發人類關注，低碳發展在國際上逐漸得到普及。凈碳排放是在考慮森林碳匯那部分后實際排入環境中的碳排放量。分析深圳市某地凈碳排放量，了解到實際碳排放與森林碳匯情況，根據變量變化情況評估是否能到達該地區“十二五”規劃目標。

關鍵詞：凈碳；碳匯；分析；評估

中圖分類號：X24 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2014）02-0201-02

引言

碳循環復雜而周密，保證了生物圈乃至整個地球的平衡發展[1]。但是，考慮人類大規模的經濟發展作用，碳平衡就會被打破，排入環境中的二氧化碳大于自然植被的匯集速度，因而產生溫室效應。

凈碳排放量則是考慮了森林植被的碳匯作用，排除了技術因素減少與收集的那部分碳后，排放到自然環境系統中的二氧化碳量，能很好反映出一個地區的碳排放水平和森林碳匯能力。

深圳市是我國第一批低碳試點城市，目前低碳發展已取得了一定成效，其中，深圳某地是深圳市的低碳規劃地區之一，嘗試在社區、街道、企業實現低碳化。該地區“十二五”規劃中提到，到2015年GDP達到480億元、萬元GDPCO2排放量降低12%[2]。所以，有需要先了解該地區凈碳排放趨勢，從系統參數的變化判斷出目標實現情況，從而為該地區低碳發展提出政策性建議。

一、研究方法

（一）系統動力學

系統動力學是由福瑞斯特教授在1958年提出的一種研究和解決復雜動態反饋性系統問題的仿真方法[3]。一開始只是為了分析生產和庫存管理等企業問題，后來被運用到其他系統研究當中。系統動力學分析問題的原理是在系統行為與內在機制間相互緊密的依賴關系的基礎上，透過構建數學模型與操弄，從而獲得信息反饋，逐步發掘出產生變化形態的因、果關系。這里運用汪應洛主編的《系統工程》第四版的系統動力一章的方法來建模分析[4]。

（二） 軟件

這里使用Vensim PLE軟件，即系統仿真軟件來構建與分析深圳某地凈碳排放。Vensim PLE可利用圖示化編程建立模型，并能進行真實性檢驗，以判斷模型的合理性和真實性，從而調整結構或參數，它還對模型提供多種分析方法。

（三）數據來源

查詢深圳某地政府在線網2010—2012年《深圳某地統計年報》、2010—2012年《深圳某地國民經濟與社會發展統計公報》相應數據。模型以2010年數據為基準值。

二、系統動力學模型構建

（一） 系統結構分析

簡單分析，凈碳排放系統包括碳增加與碳削減兩方面。其中，碳增加主要體現為人口不斷增多的社會經濟發展下，人類生產生活消耗各種化石能源量增加，從而增加了碳排放量；碳削減一方面體現為森林的碳匯，另一方面為通過提高技術減少排放及收集的作用。

可以認為，凈碳排放系統結構包含人口數量、能源消耗量、經濟發展、自然植被幾大部分。其中，能源消耗可看做是經濟發展和人口數量增加共同的結果，而森林碳匯和節能減碳技術能削減能源使用，減少碳排放量。

（二） 參數方程構建

根據對深圳某地凈碳系統結構分析，圍繞碳增加和碳減少兩部分，以2010年為基準，構建模型參數方程，見公式（1）—（8）所示。

R=GDP×c （1）

式中，R為GDP的增長速度，萬元；c為GDP增長率，取該地區“十二五”規劃平均每年增長率10%；GDP基準值為2 820 166萬元。

h=PE×d （2）

式中，h為單位GDP能耗遞減速度，噸標煤/萬元；分析2010—2012年萬元GDP能耗的變化情況，計算出平均遞減速率，取d值為2.5%；PE為單位GDP能耗，初始值為0.55噸標煤/萬元。

energy=GDP×PE （3）

式中，energy為能源消耗量，噸標煤。

carbon emission=energy×0.67×3.67 （4）

式中，carbon emission為碳排放量，根據一噸標煤含0.67噸碳，一噸碳燃燒排放出3.67噸二氧化碳的國際常用計算方式；另外，carbon emission=in，其中in為排入環境中的碳量。

i=5×51×10-5GDP/100 （5）

式中，i表示每年經濟投資森林的面積，根據近年深圳某地園林綠地面積變化，算出平均每年的變化量，再換算成資金投入量，最后算出占GDP的比例；另外，i=f，f為森林面積的變化速度，公頃。

forest=f （6）

式中，forest為森林面積，初始值為4 798.5公頃；根據2010年該地區規劃建設用地22.03公頃，用幅員面積72.63公頃減去建設用地面積，得到最大的園林建設面積為50.6公頃。

out=forest×365 （7）

式中，out為森林碳匯量，噸碳；公式根據每公頃森林每天吸收1噸二氧化碳的計算方法得到。

net carbon=in-out （8）

式中，net carbon為凈碳排放累計量，噸碳，由排放環境中的碳量減去森林碳匯的量得到。

（三）系統動力學模型構建

運用Vensim ple系統動力學軟件，根據凈碳系統結構分析結果及參數方程，構建出深圳某地凈碳排放系統動力學模型，如圖1所示。

三、凈碳排放量分析

（一） 區域凈碳排放量計算

點擊net carbon水平變量運行，可得出凈碳排放累積變化情況。為了算出當年的凈碳排放量，我們可以分別運行in與out速度變量，然后作差得到。通過計算，得到當年凈碳排放變化情況，如圖2所示。

從圖2可知，在擁有廣大森林面積的鹽田區，每年的凈碳排放量還是會逐年上升，2015年約比2010年增加2倍。整體呈指數變化曲線，相似度為0.997。這和該地區大面積而且短期較穩定的森林資源有關，加上經濟發展速度的提高，因此，凈碳排放量也會增加。

（二） 園林綠地碳匯潛力分析

運行out得到園林綠地2010—2020年的碳匯情況，如圖3所示。從圖3可見，增幅并不大，當園林綠地面積從2010年的4 798.5公頃增長到2015年的4 808.35公頃，森林碳匯從1 751 450tCO2增加到1 755 050tCO2，只增加了0.2%。這與該地區本身森林覆蓋率很大的實際有關，森林面積不可能每年還以大幅度的速度增長，但森林的碳匯功能一旦形成，就會一直起作用，該地區的森林碳匯功能十分可觀。

四、目標評估

根據深圳某地“十二五”規劃，到2015年，單位GDP二氧化碳排放排放量比2010年降低12%，GDP達到480億元。

（一）GDP目標評估

運行GDP，得出2010—2020年該地區GDP的變化情況，如圖4所示。從圖4可知，GDP從2010年的2 820 170萬元增加到2015年的4 970 100萬元。達到了該地區“十二五”規劃的480億元的目標，預計到2020年GDP達到8 759 010萬元。可以得到，如果GDP增長率按照年均10%的速度增長，能達到“十二五”規劃的目標。

（二）單位GDP碳排放量目標評估

通過運行模型的in速度變量，即總碳排放量，根據每年GDP的值，換算出單位GDP碳排放量，如圖5所示。

從圖5中可看出，到2015年單位GDP碳排放量為1.191 588tCO2/萬元，比2010年的1.352 394tCO2/萬元下降13.5%，達到了深圳某地“十二五”規劃的目標值12%。這也表明，如果按照2010—2012年數據分析的以每年單位GDP碳排放下降2.5%的速度改造，能達到預期目的。

五、結論與建議

我們知道，深圳市某地園林綠地面積大，森林覆蓋率達到67%左右，在考慮建設用地的需求上，森林面積較穩定，因此，碳匯也比較穩定。通過對深圳市某地凈碳排放分析，凈碳排放量隨之總碳排放量的增加逐年上升，到2015年，凈碳排放量約為2010年的兩倍。另外，GDP以年均10%的增長速度，萬元GDP二氧化碳以年均下降2.5%的速度，能完成“十二五”規劃的GDP達到480億元、萬元GDP二氧化碳下降12%的目標。

建議：（1）建成區的綠地建設。根據該地區氣候實際，在建成區廣種喬木、灌木等高碳匯能力樹種。（2）節能技術與措施。發揮節能研發機構的作用，推廣節能技術，加強交流，配合優惠政策措施，動員轄區內盡可能多的力量，降低區域總能耗，從而降低單位GDP的CO2量。（3）控制好GDP增長率。這需要政府相關部門，加強與完善能源及其他方面統計工作，掌握好轄區的實際動態，按照新型經濟發展目標，控制好GDP增長率。

參考文獻：

[1] 魯豐先，王喜，秦耀辰.低碳發展研究的理論基礎[J].中國人口.資源與環境，2012，22（9）：8-14.

[2] 深圳市鹽田區政府.《深圳市鹽田區國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》，2011，http：//www.yantian.gov.cn/cn/a/2011/

g18/a120966_240804.shtml.

[3] 孫燁.系統動力學在環境保護中的應用[J].安徽農業科學，2012，40（2）：4185-4187.

[4] 汪應洛.系統工程[M].北京：機械工業出版社，2010：122-123，125.

[責任編輯 高惠琦]