煤炭資源型城市能源消費碳排放足跡變化與生態分析
——以煙臺市為例

邊希春 煙臺市環境監控中心

1 研究區域概況分析

煙臺市系山東省所轄地級市，處于中國華東地區、山東半島東北部，是我國重要的經濟和文化中心城市，也是黃金、滑石、鉬等70 余種礦產以及大量煤炭資源、天然氣資源的供給城市。受國家碳中和、碳達峰等低碳環保戰略發展計劃開展的影響，煙臺市也開展了新舊動能轉換戰略，積極培育新型產業，為全社會的發展提供有力支持。但由于煙臺市人口較多，且對煤炭、天然氣等資源的依賴性較高、年度消耗量較大，故此其碳排放量也更為突出。隨著有關政策的頒布，煙臺市近年來的碳排放足跡變化雖較為明顯，但還需借助科學的手段對其進行進一步的研究。

2 研究方法

IPCC 組 織（Intergovernmental Panel on Climate Change，即聯合國政府間氣候變化專門委員會）第4 次評估報告中提出，將CO2當量規定為統一度量區域環境整體性溫室效益的基本單位。現階段，適用于區域碳足跡的測算方案主要有生命周期評價法、投入產出法、生態足跡法等。考慮到煙臺市的碳排放特征，本次研究選擇使用生態足跡法對相關內容進行分析與評價。而所謂碳足跡指標，便是指區域范圍或某一行業消耗因化石能源所釋放CO2的總體排放量所需要的森林吸收面積，即區域碳排放量與森林面積的轉換系數比值。這一過程的模型如式（1）所示。

式中CF—指碳排放足跡；Ci—指區域范圍內第i 類能源的整體碳排放量；i—區域范圍內的不同的能源類型；F—指森林面積轉換系數（基于世界自然基金會提供數據，本文確定F=6.49t/hm2）。

結合式（1），碳排放的計算模型如式（2）所示。

式中Qi—第i 類能源所對應的碳排放系數，數據來源于IPCC 組織提供的碳排放計算指南缺省換算值；Pi—第i 種能源所對應按標準煤計算消費量，即折標準煤系數。

對Qi、Pi兩種能源數據進行整理后，得到如表1所示的碳排放系數以及能源折標準煤系數。

表1 碳排放系數以及能源折標準煤系數

3 數據來源

本次研究，以煙臺市2010 ～2019 年的各項能源消費數據，以及人口基數、GDP 數、森林資源面積等數據為主要研究資料。相關數據皆以煙臺市歷年統計年鑒，以及山東省統計年鑒為基礎，在經過本文簡單的數據分析與計算后得到。

4 煙臺市能源消費結構分析

4.1 能源消費結構分析

受社會經濟的快速發展以及煙臺市工業化、城鎮化進程的加快影響，煙臺市2010 ～2019 年全市總能源消費量呈現出了持續上升的趨勢。2010 年，煙臺市的總能源消費量為15.919萬tce，到2019 年已增長至21.753萬tce，10 年間年均增長量為18.6135 萬tce。其中，在2012 年度以及2013 年度，煙臺市總能源消費量的漲幅較大，考慮是受到煙臺市自2013 年起電熱生產與供應行業能源消耗量劇增所影響。10 年內，煙臺市的煤炭能源以及天然氣消費占比都呈現出了不斷上升的趨勢，但兩者相比較之下，天然氣能源消費量的長勢更為迅猛，年均增長量高達157.21%；石油資源的消費量則呈現出不斷下降的趨勢。10 年間，煙臺市整體化石資源的消費占比由2010 年的91.841%下降至2019 年的88.860%，盡管消費占比逐漸下降，但仍處于主體地位。

4.2 人均碳排放足跡分析

依照碳排放足跡計算方案，對煙臺市2010 ～2019年基于化石燃料消費的人均碳足跡進行分析與計算，詳細數據如表2 所示。煙臺市在此10 年間的人均總碳足跡從2010年的0.667hm2/人漲至2019年的0.870hm2/人。在2012 ～2013 年度出現了比較強烈的波動，該變化與煙臺市總能源消費量的變化趨勢基本一致。

表2 2010～2019 年煙臺市人均碳足跡變化（hm2/人）

由表2 可知，煤炭燃燒多產生的CO2不僅對煙臺市人均碳足跡的變化有所影響，同時也對10 年間煙臺市總碳足跡的變化有所影響；天然氣人均碳足跡在10 年間基本是隨著總消費量的增加而增加，但基于天然氣的清潔能源屬性，使其所造成的CO2總量較低，因此，天然氣方面人均碳足跡的上升幅度較低；石油人均碳足跡在10 年內的個別年度雖然有所波動，但是總體呈現出了不斷下降的趨勢。結合近年來山東省對污染治理工作的重視程度，考慮近年陸續推出的控制措施或是使該指標不斷下降的原因。

5 碳排放足跡生態壓力分析

碳足跡生態壓力（簡稱“EPICF”），是指區域范圍內因人類活動所造成廢物排放與能源損耗周邊生態系統造成的壓力值。基于碳排放足跡生態壓力評價該區域生態環境的安全性，即代表消耗能源所導致人類社會向自然環境所排放CO2所造成的影響，這一數值的計算模型如式（3）所示。

式中Cfi—區域范圍內第i 類能源的人均碳排放足跡；S—同意范文誒人均森林面積。

結合式（3）對上述數據進行計算，得出如表3 所示的2010～2019年煙臺市碳足跡生態壓力與強度。由表3可知，煙臺市10 年間的碳足跡生態壓力由2010 年的7.856上升為2019 年的11.278，年均漲至將近0.3。

表3 2010～2019 年煙臺市碳足跡生態壓力與強度

結合上文所述內容可以推斷，2010 ～2012 年，因煙臺市政府對植樹造林工作的大力支持，其碳足跡生態壓力有所下降；2012 ～2014 年，受能源損耗量增加以及造林工作效率下降的影響，該階段碳足跡生態壓力呈現出波動式上升趨勢；2014 年后，煙臺市整體的碳足跡生態壓力呈現出波動式上升趨勢，證明該市的森林資源吸收CO2的能力已經無法追及CO2的增長量。

6 結論與建議

基于能源消費結構進行分析，2010 ～2019 年間，煙臺市能源消耗量整體呈現出不斷上升的趨勢，其中化石能源的消費占比有所下降，于2019 年已經減少至87%左右。10 年間，煤炭資源仍屬于煙臺市的主要消耗資源，這一情況是該市長期受以煤炭資源為主要能源供應市場需求的必然結果，但以天然氣為典型代表的清潔能源的消費占比有所提升。對此，建議煙臺市發揮地方優勢，加快開展海上風電、生物質發電等清潔能源，盡量降低煤炭等化石能源消費比重。

煙臺市人均能源消費碳排放足跡呈現逐年上升的趨勢，建議結合當地實際需求，推進電子信息、智能制造等產業的發展，同時落實高端化工產業基地的建設與生產，盡快完成能源、產業結構調整戰略。

2014 年以后，煙臺市整體的碳足跡生態壓力呈現出波動式上升趨勢，現有的森林資源吸收效率已經無法追及CO2的增長量，建議深耕植樹造林等工作，在發展經濟的同時盡量降低污染物的排放，以此緩解該市生態系統壓力。