惠州市工業碳排放與經濟發展關系分析

覃小玲 周艷芳

（惠州市惠陽區污染防治中心，廣東惠州 516200）

1 引言

為持續推進經濟綠色低碳發展，廣東省于2017年5 月印發了《廣東省“十三五”控制溫室氣體排放工作實施方案》（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。目前，碳排放主要聚焦于碳排放量測算、碳排放時空分析、碳排放因素分解、碳排放與能源及經濟發展關系等方面研究［1］。碳排放與經濟發展關系分析常用方法為環境庫茲涅茨曲線（EKC）、Tapio 脫鉤分析、OECD 脫鉤分析、關聯分析。EKC 反映的是環境質量與經濟發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，為碳排放與經濟發展關系研究的主流方法，在較多行業和地區中得到廣泛應用［2-3］。孫葉飛等［4］結合Tapio 脫鉤指數、Kaya 恒等式及LMDI 因素分解，分析了我國1996—2014 年期間能源消費碳排放與經濟增長脫鉤關系及驅動因素，指出未來進一步脫鉤的主要驅動力來自能源結構因素和人口因素。劉博文等［5］運用LMDI 分解法和Tapio 脫鉤指數法分析了我國1996—2015 年期間區域產業增長和CO2排放的脫鉤彈性及脫鉤努力程度，表明未來我國實現脫鉤的重要方向為產業結構和能源結構調整。王君華等［6］采用Tapio 脫鉤模型測算了2000—2011 年間中國工業全部行業以及分要素密集度行業的經濟增長與CO2排放之間的脫鉤關系及程度，提出中國新能源產業的快速發展是減少碳排放、促進工業經濟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”兩個時期工業碳排放與工業經濟增長之間的脫鉤彈性，表明要切斷工業經濟增長與碳排放之間的聯系，需要提高石油和天然氣開采業、制造業、電煤水生產供應業及高碳排放行業的節能減排力度。杭維等［8］探索了湖北省2000—2012 年工業產值和碳排放的EKC 曲線類型和脫鉤指數，指出該期間湖北省工業碳排放與經濟發展之間主要表現為高水平的相對低碳發展趨勢。

脫鉤是指阻斷生態環境壓力與經濟增長績效間的紐帶聯系，反映經濟增長與物質消耗不同步變化的實質。目前，我國利用脫鉤模型進行實證分析較多，主要集中于國家層面、省級層面、區域層面，城市層面的研究相對較少，并且城市層面工業碳排放與經濟發展方面的探究較缺乏，而針對惠州市方面的研究尚未見報道。因此，本研究以惠州市為對象，對工業源化石燃料燃燒排放的溫室氣體進行核算，并分析工業源碳排放與經濟發展間的關系，為該市環境研究者和管理者制定溫室氣體控制方案或節能減排策略提供科學參考和決策依據。

2 材料與方法

2.1 研究對象

本文以2009—2018 年為研究年份，以惠州市工業部門為研究對象，主要工業行業包括電力及熱力的生產和供應業、紡織業、紡織服裝及服飾業、造紙及紙制品業、石油加工、煉焦及核燃料加工業、化學原料及化學制品制造業、橡膠和塑料制品業、非金屬礦物制品業、計算機、通信和其他電子設備制造業等。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議定書［10］、省級溫室氣體清單編制指南［11］，根據研究對象，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行核算。碳排放計算公式如下：

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為單位轉換系數。

式中的燃料消費量數據主要通過統計年鑒獲取，凈熱值來自中國能源統計年鑒，排放因子主要來自IPCC 指南、省級清單指南及《廣東省企業（單位）二氧化碳排放信息報告指南（2018 年修訂）》［12］。根據IPCC第四次評估報告（AR4）［13］全球增溫潛勢（GWP）數據，以100 年影響尺度計，以CO2為基準，將CO2，CH4，N2O 排放量統一以CO2排放當量（CO2e）表示，并加和得到溫室氣體排放總量。

2.3 脫鉤指數研究方法

近年來Tapio 脫鉤常用于經濟發展與碳排放之間的關系研究，其克服了計量綱變化的影響，脫鉤指數計算公式如下：

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

表1 工業經濟增長與碳排放脫鉤狀態分析模型

3.2 工業碳排放與經濟發展趨勢

由圖2 可看出，惠州市工業碳排放在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 年間惠州市工業碳排放出現了較大增長。該期間惠州市工業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 年后工業增加值漲幅趨緩。

圖2 惠州市工業碳排放與經濟發展關系

3 結果與討論

3.1 分燃料類型碳排放

根據碳排放估算方法，測算了惠州市工業部門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%，這主要與惠州市經濟支柱石化行業消費大量原油有關。由于經濟危機后國家采取刺激性措施逐步恢復經濟發展，電熱生產供應增加，“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，在能源結構調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 年惠州市工業源分燃料類型碳排放

碳排放強度指單位工業增加值增長導致的CO2排放量，用于衡量經濟增長與碳排放增長間的關系。若工業增加值增長的同時，碳強度下降，則說明實現了低碳發展模式［7］。2009—2018 年惠州市工業碳排放強度見表2。由表2 可知，惠州市2009—2018 年工業碳排放強度總體呈現逐漸下降趨勢，由2009 年的6.72 t/萬元降至2018 年的4.17 t/萬元，這主要與當地工業生產技術水平及能源利用效率提高有關。

表2 2009—2018 年惠州市工業碳排放強度 t/萬元

3.3 脫鉤分析

基于Tapio 脫鉤模型，結合惠州市經濟發展與能源消費實際，構建惠州市工業碳排放與工業經濟增長的脫鉤模型。2010—2018 年期間惠州市工業碳排放變化率、工業增加值變化率及脫鉤指數如圖3所示。總體而言，惠州市工業碳排放變化率、工業增加值變化率及脫鉤指數在2010—2018 年均波動較大。具體而言，碳排放變化率在2010 年最大，而后呈現下降趨勢，更在2013 年、2014 年、2016 年出現負增長。惠州市工業增加值變化率在2010 年最大，而后呈現下降趨勢，2014—2017 年相對穩定，而2018年出現負增長。從脫鉤指數看，惠州市的工業增長和碳排放關系在2010 年為增長連結狀態，2012 年和2017 年為擴張性負脫鉤，2011 年、2013—2016 年為脫鉤狀態，上述年份均為低碳發展狀態，說明惠州市在“十二五”及“十三五”期間所采取的節能減排、清潔能源、清潔生產、綠色產業等措施具有積極成效，一定程度上實現了工業經濟增長和碳排放間依賴度的持續降低；而2018 年為強負脫鉤，這與當年規模以上工業企業較大面積出現減產且減產企業主要集中在低能耗高產值的電子信息產業有關。

圖3 2010—2018 年惠州市工業增加值和工業碳排放變化率及脫鉤指數

3.4 不確定性分析

由于能源消費活動水平數據和排放因子信息在獲取過程中存在統計誤差、試驗誤差及估算方法的局限性，造成碳排放核算結果的不確定性。考慮到缺乏進行定量不確定性分析所需求的數據及工具，本研究對工業源碳排放結果的不確定性進行定性分析。碳排放估算中，電廠與工業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，可能與惠州市的實際情況存在一定差異。同時，在工業源部門中，受制于數據的可得性，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，且未考慮電力、熱力消費導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。盡可能采用國內實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相關的間接排放是今后研究改進的方向。

4 結論與建議

（1）惠州市2009—2018 年間工業源原油碳排放占工業總排放比例不低于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）惠州市工業碳排放變化率、工業增加值變化率及脫鉤指數在核算期間波動較大，2011 年、2013—2016 年為脫鉤狀態，而2018 年受低能耗高產值電子信息產業較大面積減產的影響處于強負脫鉤狀態。

（4）為了持續推進工業經濟增長，促進碳排放下降，建議優化提升產業結構，發展電子信息、先進裝備制造、精細化工、現代旅游等產業；優化能源結構，加大發展核電、風電、光伏發電、垃圾焚燒發電項目，提高電力、天然氣消費占比；實施節能技術改造與創新，抓好低碳產業園、電廠超低排放改造、鍋爐改氣、熱電聯產等項目。