二氧化碳排放现状

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二氧化碳排放现状范文第1篇

关键词：二氧化碳；减排成本；减排技术；减排对策

一、我国二氧化碳排放基本状况分析

随着经济发展，温室效应不断加剧，已严重影响到了人类的生存与发展。二氧化碳是最主要的温室气体，对温室效应的作用可达66%。大部分的温室气体与人类活动有关，特别是进入工业化后，温室气体的浓度急速上升。

1.我国二氧化碳排放的总体特征

我国能源主要是石油、煤炭等化石燃料，这类能源是二氧化碳的主要能源。而且，由于我国是上升期的发展中国家，经济的快速增长，能源消耗大，导致我国二氧化碳排放量很大。我国在上个世纪80年代以前二氧化碳排放量相对较小，在21世纪之前，二氧化碳的排放量增速缓慢。从2003年开始，随着我国经济的迅猛发展，二氧化碳的排放量迅猛的增长，增长率达到了13%。在2010年，我国成为世界上二氧化碳排放量最大的国家，超过了美国。

欧盟的碳排放量一直居高不下，美国的碳排放量也一直是处于稳定的高水平状态。中国与日本的碳排放量从1980年到2007年都出现增长，日本增量较小，中国增量较大，总体碳排放量超过了美国。发达国家，已度过了工业化初期高耗能的时期，碳排放量趋于稳定并缓慢减少。中国由于经济的发展，碳排放量大增，减排任务极重。而且由于技术的不到位，强制性减排会造成很大的经济代价。

2.我国不同地区及不同行业碳排放量的现状

我国不同省区二氧化碳排放量有很大的差异。2007年，绝对碳排放量最多的省份是山东，最少的省份是海南；碳排放量增长速度最快的是宁夏和内蒙古，最少的黑龙江。从分布区域看，东部地区二氧化碳排

放量占到了全国排放量的一半，而且增长最快，达到9.8%；中部地区占到26.72%，增长率分别为8.85%；西部相对最少，增长率为7.45%；从行业分布来看，工业碳排放量占到全国的70%以上，高耗能行业碳排放量增长了一倍。其中有色金属冶炼及压延加工业碳排放增长最快。电力碳排放系数总体呈下降趋势。

二、温室气体减排成本分析

减排成本是一个关键制约因素，发展中国家短期内无法通过技术进步实现减排目标，只能是通过限制、关闭高排放部门来实现，这就需付出巨大的经济代价。

1.减排成本的基本概述

对二氧化碳减排成本可以从不同视角、层次对二氧化碳的减排成本的定义和估算。总体来说，可以从宏观层面和微观层面进行界定。

从微观角度，二氧化碳减排成本是指一个国家或地区为了实现减排目标而直接投入的技术和资金。从宏观角度，二氧化碳减排成本是指一个国家或地区为了实现减排目标采取措施从而对宏观经济造成的影响，即通过强制性减排造成的国家GDP损失。这种损失主要是因为在短期内无法依靠技术进步而达到减排目标，只能通过限制高耗能企业的发展来减少二氧化碳排放量，这样抑制了经济的发展，付出很大的经济代价。本文主要从宏观角度分析，还涉及到边际减排成本，边际减排成本是指每减少一单位二氧化碳排放量所引起的GDP的减少量。

2.我国二氧化碳减排成本分析

经济发展与减少二氧化碳排放量存在的一种矛盾的关系，如何做出一个适当的权衡非常重要。通过考察中国经济发展和二氧化碳排放量之间的关系，运用投入产出分析及多目标规划理论，建立了中国宏观经济成本估算模型。通过对模型的求解，对其结果的分析，建立了下图。

从表中我们可以看出二氧化碳排放量与潜在GDP之间的关系，从而对中国减排宏观经济成本做出粗略的计算。不同的二氧化碳排放量对应不同的GDP值，当二氧化碳的排放量最大时，GDP值也最大。当GDP值为最大值35.30万亿元时，二氧化碳排放量也达到最大值97.01吨。从另一方面，也可以看出，对二氧化碳的限制将以降低GDP的增长率为代价。通过对上图数据的计算分析得出下表。

从表中可以看出，当二氧化碳减排的力度越大，减排的宏观经济代价就越大，GDP的年增长率就会越低，二氧化碳的宏观经济成本就越高，而且在不同的减排力度下，成本的上升幅度也不同。在

减排量在4.42亿吨到7.59亿吨的区间内，减排量每增加1%，宏观经济成本就上升0.20%；在7.59到9.84这个区间内，减排量每增加1%，宏观经济成本就上升0.46%。同时也可以看出，碳强度降低的弹性较小。二氧化碳减排对我国经济的影响十分显著，我国2010年二氧化碳减排的宏观经济成本约为3100―4024元/吨二氧化碳。

然而由于温室效应的消极影响越来越大，国际对中国温室气体减排的要求越来越高，中国目前必需节能减排，由于技术的不到位只能强制性减排，造成了很大的经济损失。如表2中所示为二氧化碳浓度稳定在650ppmv，550ppmv，450ppmv情景下对我国经济的影响。

可以看出在450ppmv稳定情景下，发展中国家在2010年减排，会出现经济损失。减排率越大经济损失就越大。所以大规模的二氧化碳减排会对我国经济带来巨大的损失，对二氧化碳浓度要求越低，我国的经济损失就越大。如图中所示在450ppmv情景下，2100年损失可达到4.8%，在650情景下损失就小的多；有长期准备的减排其损失要小于突然快速减排；技术是实现减排的核心。

因此，在设定限排目标时应充分考虑到二氧化碳减排对我国宏观经济的影响程度，根据实际的潜力和承受力确定合理目标。减排要依靠长期的技术进步，短期内碳排放强度下降的空间弹性不塌，因此不宜把目标设的太高。

参考文献：

[1]范英.温室气体减排的成本、路径与政策研究[M].科学出版社，2011（7）：112-152

二氧化碳排放现状范文第2篇

二氧化碳从七公里外的神华煤制油生产线上被分离出来，提纯、液化后，由低温液化槽车运至封存点，通过注入井注入地下深处，封存千年以上。到现在为止，这个项目封存的二氧化碳已经超过万吨。

“神华集团带了个好头”，中国工程院院士倪维斗认为，如果中国要效仿国际推行CCS，可以从煤化工产业开始，“先易后难”。

相对于燃煤电厂，煤化工排放二氧化碳纯度高、易捕集。然而现实的尴尬在于，捕集之后怎么办？择地封存成本高，市场化利用则规模太小。目前的现状是，绝大多数煤化工企业产生的二氧化碳都通过烟囱直接排放到空中。

神华领跑

神华CCS示范项目是中国首个、亚洲规模最大的二氧化碳捕集与封存项目。神华煤制油化工厂排放出来的二氧化碳，捕集后进一步提纯到99%以上，压缩成液态，被装入槽车，然后运至七公里外的咸水层封存地，加压加温，变成超临界状态，然后打入地下。

事实上，神华CCS示范项目在二氧化碳捕集环节具有先天优势。负责监测神华CCS项目运行的北京低碳清洁能源所高级工程师王宝冬告诉记者，“神华煤制油项目采用低温甲醇工艺，在净化气体过程中分离二氧化碳，纯度大约在80-90%，这比电厂捕集二氧化碳要好的多。”

燃煤电厂使用空气助燃，最终排放出来的烟气中二氧化碳占比不到15%，70%以上是氮气。目前燃煤电厂捕集二氧化碳主要有两种方法，一种是富氧燃烧，采用纯氧作氧化剂，排放二氧化碳浓度可达80%以上；一种是燃烧后捕集，无须改造动力发电系统，直接从排放烟气中回收二氧化碳。

“氧气从哪里来，还是要从空气中分离出来，空气分离设备价格昂贵，用起来还需要大量能耗”，倪维斗认为电厂捕集二氧化碳成本太高，“要是采取后一种方法，大约会降低电厂12%的效率。最终要获取同样电力，反而要烧更多的煤”。

倪维斗告诉记者，目前国际上CCS概念炒的很热，国内燃煤电厂跃跃欲试，但CCS需要较大的成本投入，如果一定要做，可以从煤化工二氧化碳开始，先易后难。“煤化工排放的二氧化碳纯度更高，相对燃煤电厂捕集要容易的多”。

对于煤化工而言，不仅仅是煤制油，也包括煤制天然气、煤制乙烯等，二氧化碳浓度普遍可以达到80%以上。煤科总院煤化工分院副院长陈亚飞解释说，现代煤化工以纯氧为氧化剂，在高压下发生反应，其排放出来的二氧化碳浓度比电厂，体积也更小，捕集要容易的多。

二氧化碳容易“捕集”为煤化工减排提供了成本优势。王宝冬介绍说，整个CCS流程中，捕集花费最高，能耗最大。一般说来，CCS捕集成本约占75%，运输成本约占15%，封存成本占10%。就神华CCS项目而言，著名的非营利性机构气候组织认为，该项目中二氧化碳作为煤制油过程的副产品存在，基本不因为捕集二氧化碳消耗能源和产生成本，在捕集成本方面享有巨大的优势。

规模化悖论

尽管捕集带来成本优势，但CCS项目目前在国内还只神华一家。而神华CCS项目，目前注入二氧化碳总量也不过区区万吨左右，还不到神华煤制油项目二氧化碳排放量的1%。该项目远景目标为100万吨，大约可处理神华煤制油项目二氧化碳排放量三分之一。

对于绝大多数煤化工企业来说，处理二氧化碳并不在考虑范围之内，仅有少数企业有二氧化碳市场销售的零星利用。

CCS技术目前还不成熟。王宝冬认为，长期安全性和可靠性是二氧化碳地质封存技术发展的主要障碍。无论哪种地质构造，要作为二氧化碳封存的地点，都需要有封闭性良好的盖层，以避免二氧化碳的泄漏。往地下注入二氧化碳的期间和注入后，都需要持续监测二氧化碳是否泄漏，以及注入后对周围生态环境的影响。

目前神华CCS项目在注入井周围打入了监测井，用来监测千米以下底层中二氧化碳的活动状况。“超临界状态二氧化碳在地下遇到高压力会变成液态，会像水一样，在地下间隙中流动”，王宝冬说，目前神华CCS项目利用计算机模拟，结合地质、温度、压力、二氧化碳注入量等参数，对二氧化碳的动向进行预测。“但如果遭遇地震二氧化碳会不会跑出来，监测要持续多长时间，这在国际上也没一个定论”。

但相对技术原因，成本更为重要。神华CCS项目首期处理二氧化碳规模为10万吨/年，预计投资2.1亿元，但目前并不产生经济效益。事实上，早在该项目奠基之日，神华煤制油化工有限公司党委书记林长平就对媒体坦言：神华CCS暂时看不到直接的经济效益，神华更看重技术的可靠性和可行性。这是神华作为国有骨干企业自觉承担起的社会责任。

但对于其他煤化工企业而言，不能不考虑到CCS所增加的成本。王宝冬认为，CCS本身并不创造价值，注入二氧化碳越多，耗资越大，其他企业自然没有动力。

而市场化利用二氧化碳则受到规模的局限。申银万国分析师王华在其2011年底的一份研报中指出，目前我国的二氧化碳需求量约在260-300万吨，这对于数以亿吨计算的二氧化碳排放量来说，微不足道。

油田注压采油目前仅占二氧化碳市场5%，但未来前景巨大。仅依据1998年化工部公布的数据，中国枯竭油田中仍有38亿桶原油储量，其中0.8 亿立方米可用二氧化碳气驱强化采集，如果按照苏北油田每注1吨二氧化碳增产2.38吨石油标准，粗略估算，油田注压采油所需二样市场可达3000多万吨。

但把这一技术与煤化工排放的二氧化碳结合起来仍有困难。王宝冬介绍说，二氧化碳源与油田相距太远便不具备现实可行性。一般而言，运输距离超过300公里，利用二氧化碳来驱油从经济性、安全性方面来讲都不划算。此外，煤化工产业多为煤炭企业，与石油行业之间壁垒森严，也阻碍了煤化工企业利用二氧化碳驱油的发展。

排放压力

现实在二氧化碳排放上的“无为而治”，却难以阻遏煤化工的发展热潮。陈亚飞告诉记者，目前通过审批、实际开工的煤化工项目并不多，二氧化碳排放总量并不严重，但规划中的煤化工项目很多，“截止到2020年的规划，煤化工项目大概有上百个，产能更是天文数字”。

中银国际在最近的一份报告中指出，国务院明确强调“稳增长”之后，发改委项目审批加速放行，预计近期将有大批新型煤化工项目获得路条。

该报告估算，“十二五”期间通过审批的新型煤化工投资规模约在5500亿-7000亿元人民币，其中涉及煤制天然气约550-650亿立方米，煤制油700-900万吨，煤制烯烃（不含烯烃下游加工）360-660万吨。

事实上，这一报告趋于保守。仅就新疆一地，据其“十二五”规划，截至目前，新疆正在建设和进行前期工作的煤制天然气项目有30多个，年产能力超过1500亿立方米，如果产能全部释放，年消耗煤炭近4亿吨。

为保证“疆气东送”， 中石油、中石化承诺在新疆新建7条天然气外输管道，逐步将千亿方的煤制气输送到东中部市场，据公开资料，一旦规划管道建成，加上已建管道，煤制天然气输送能力将超过1400亿立方米/年。

不仅新疆，包括陕西等煤炭大省纷纷上马各自煤化工项目。中国石化工业联合会公布的2011年上半年行业经济运行数据显示，全国在建和拟建的煤制油项目产能多达4000万吨，煤制烯烃产能达2800万吨，煤制天然气产能接近1500亿立方米，煤制乙二醇产能超过500万吨。

这样的发展势头，给节能减排带来了巨大压力。陈亚飞告诉记者，一吨煤去掉水分、灰分，碳含量约占75%，根据碳和氧的原子比，一吨碳大约会产生3吨多的二氧化碳，考虑到45%左转换成化工品，剩余65%二氧化碳被排放出去。根据这一算法，仅就新疆十二五规划中的煤制天然气产量，其二氧化碳排放量就将达到近5亿吨。

二氧化碳排放现状范文第3篇

Abstract： This article mainly investigates some technologies about carbon dioxide， just like carbon dioxide concentration， desulfurization by physical or chemical method before getting into the coke oven， high temperature hydrogenation desulfurization process in coking and the final desulfurization in coal gas for the sulfur recovery. This article focuses on the desulfurization in the process of Coking.

关键词： 焦煤入炉前脱硫；碳化过程加氢脱硫；回收煤气脱硫

Key words： desulfurization before getting into the coke oven；hydrogenation desulfurization in carbonization；recovery gas desulfurization

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）07-0293-02

0 引言

目前世界上约85%的商业能源需求都是靠化石燃料来满足，要想迅速抛开化石燃料而不影响全球经济发展恐怕是不可能的，目前已经认识到化石燃料燃烧所排放的二氧化碳，可以通过富集和地质储存（CCS）而大大减少。本文主要从化石燃料利用的角度来阐述一下二氧化碳的减排、富集和储存技术的研究进展，发展现状和前景。

1 二氧化碳的减排

《京都议定书》大致从三个方面来促进二氧化碳的减排：一是应对全球变暖的政治策略，二是二氧化碳税和排放权交易，三是清洁发展机制（CDM）。对二氧化碳为主的温室气体减排技术的研究，目前主要分为源头控制和后续处理，包括减少温室气体排放技术、增加碳汇技术（陆地生态系统碳汇、海洋碳汇等），以及碳捕获和封存技术。国外研究人员提出了“稳定楔”理论，即15种减缓气候变化的温室气体减排技术，目的是在2050年前将全球大气中CO2的浓度保持在500mL/m3。要达到该目标至少需要综合运用15种技术中的任意7种。15种减排技术综合归纳起来主要有以下5种：

①提高能源效率和加强管理。表现在提高燃料的使用效能、减少车辆的使用、降低建筑耗能、提高发电厂效能等方面；②燃料使用的转换，以及CO2的捕获与封存。以天然气取代煤作燃料、捕获并储存发电厂CO2。③核能发电。用核能技术替代燃煤发电的技术。④可再生能源及燃料。如风能、太阳能、可再生燃料（生物质能）。⑤对CO2的吸收。森林和耕地对CO2的吸收作用。

国际能源局（IEA）指出，通过提高能效和增加可再生能源生产来减少CO2排放的潜力仍是有限的。CCS在10～20年内是可大大减少CO2排放有潜力的技术。因此，减少全球CO2排放的策略必须将以下几种组合采用：提高能效；更多地生产可再生能源；较多地实施CCS。减少CO2排放几大策略的潜力如图1所示。

因此，CO2的捕获和封存技术是当前该领域研究的热点，被认为是最具应用前景的温室气体减排技术之一。下面就主要介绍一下CCS的研究现状和进展。

2 二氧化碳的富集

目前，电厂和其他工业生产燃烧生成的二氧化碳主要以烟气的形式排出，烟气中二氧化碳的浓度在4-14%（V/V）左右，从原理上来说，这些烟气可以通过压缩至10MPa以上而被储存起来，从而减少二氧化碳的排放，但如此大的烟气量造成存储源的浪费，同时压缩烟气的能量消耗巨大，因此生产利于运输和储存的高纯度的二氧化碳就有利可图，这个过程被称为二氧化碳的富集。二氧化碳的富集与储存对于大型固定的排放源来说是最实用的，它所需求的支持运输网络的相关设施最简单并且构建起来最经济。化石燃料燃烧工厂的二氧化碳富集一般有四种工艺路线：

①燃烧后富集；②燃烧前富集；③在燃料氧化燃烧过程中富集；④化学链燃烧技术。

2.1 燃烧后富集 燃烧后富集是从化石燃料燃烧后的含有NOx和SO2的烟气中分离出二氧化碳的过程。图2是燃烧后富集CO2的工艺流程示意图。

由图可知，燃烧后富集是从燃料燃烧产生的烟气（CO2、NOx、SO2）中分离CO2，目前首选的技术是用化学溶剂（通常是用胺，如乙醇胺MEA）对烟气进行洗涤，化学溶剂与二氧化碳发生化学反应后形成一种化合物，然后对溶剂进行加热，化合物分解，分离出高纯度的CO2，同时达到化学溶剂再生的目的。

2.2 燃烧前富集 燃烧前富集是指，燃料与氧气或空气亦或水蒸气发生反应产生主要成分是一氧化碳和氢气的混合气体，这个过程被称为气化、部分氧化或重整。一氧化碳和氢气的混合气体通过催化转化也即水煤气变换反应使一氧化碳与水反应生成二氧化碳和氢气，然后二氧化碳被分离出来，氢气则作为燃气轮机联合循环系统的燃料，如整体煤气化联合循环系统（IGCC）。图3是燃烧前富集CO2的工艺流程示意图。

该工艺可以用于从天然气、石油或煤为燃料的系统，但是以石油和煤作燃料时，需要加装去除硫化物、氮氧化物和颗粒物等杂质的设备。和燃烧后分离相比，燃烧前分离需要处理的气体较少，所处理气体压力较高，二氧化碳浓度较大，这就减小了二氧化碳分离设备的尺寸，从而降低了投资成本。

显然，燃烧前富集工艺需要从根本上改变原有电厂设计的变化，但大多数燃烧前二氧化碳富集技术已经在制氨厂和其他工业过程中得到了证实，并且这些技术正在美国的Great Plains Synfuels电厂应用。另外对于一些不需要富集二氧化碳的电厂来说，此工艺还可以用来制造氢气，如采用IGCC的电厂。

在燃烧前富集工艺中生产的氢气可以作为燃料电池的替代燃料，虽然目前来说燃料电池和燃气轮机相比不具竞争力，但是从长远来看，随着化石燃料的减少，特别是对于小型发电厂和运输业而言，燃料电池的优势是不言而喻的。

对于燃烧前二氧化碳富集工艺，通过新技术的开发，节约成本和提高能源效率的空间是巨大的。

2.3 富氧燃烧富集 富氧燃烧富集二氧化碳是指，燃料在氧气和二氧化碳的混合气体中燃烧，而不是在空气中燃烧，因而产生的是一种富含二氧化碳的烟气。通常，氧气由空气分离装置提供，氧气和二氧化碳混合气体通过将部分烟气回流到燃烧室里生成。图4是在燃料氧化燃烧过程中富集CO2的工艺流程示意图。

该工艺燃烧炉使用氧气和二氧化碳混合气的目的是为了控制火焰温度，如果燃烧发生在纯氧中，火焰温度就会过高，不易控制，很可能会超出燃烧炉所承受的最高温度，但如果在燃烧炉里回流部分含有高浓度二氧化碳的烟气，就可以控制燃烧炉的温度，改善燃烧速度，从而提高热效率。这样产生的烟气富含二氧化碳，并且不含氮氧化物，部分回流到燃烧室，大部分被除去硫化物和颗粒物杂质后二氧化碳的浓度可接近90%，这样就不需要对其进行分离就可以直接进行压缩储存或运输。

这种工艺的优点在于不用任何除NOx的设备，还可以省去分离二氧化碳的设备和能耗，并且由于燃烧炉里氧气的浓度较空气燃烧来说高得多，这就可以大大减小燃烧炉的规模，进而后续如脱硫等工段的设备也相应减小，这样就更进一步减少了设备投资。由于不需要对二氧化碳进行分离，就大大降低了分离二氧化碳带来的能量消耗，节约了成本。

2.4 化学链燃烧技术富集 一些新的工艺方案试图避开在上述工艺中使用空气分离装置，因为它的能量需求大。化学链燃烧技术利用金属氧化反应来分离氧气，随着后来金属氧化物的减少，为化石燃料燃烧提供了所需的氧气。该技术把传统的燃烧分解为两个气固化学反应，燃料与空气不直接接触，是一种无火焰的燃烧方式。

该系统含有两个反应器：空气反应器和燃料反应器。在燃料反应器内金属氧化物与燃料气体发生还原反应并吸收热量，一般使用天然气、氢气等作为燃料气体。其反应式为：

（m+4n）MeO+2CnHm+ΔHred（m+4n）Me+mH2O+2nCO2 （1）

在燃料反应器内被还原的金属颗粒回到空气反应器并与空气中的氧气发生氧化反应放出热量，其反应式为：

Me+O2MeO+ΔHox （2）

式（1）与式（2）相加即为传统燃烧反应

CnHm+O2nCO2+m/2H2O+ΔH （3）

通常情形下，反应（1）吸收热量，反应（2）放出热量，这两部分热量的代数和即为反应（3）中的ΔH，即燃料进行传统燃烧时放出的热量。但是由于该种燃烧形式把一步化学反应转变成了两步化学反应来完成，实现了能量的梯级利用，提高了能源利用率。特别是，从燃料反应器内排出的二氧化碳和水蒸气可以直接通入冷凝器被冷却，在不需要额外消耗能量的情况下，把水蒸气冷凝成液态水，分离出高浓度的二氧化碳，便于进行下一步对二氧化碳的回收和处理。另外在燃烧过程中，燃料不与氧气直接接触，避免了燃料型NOx的生成。当燃烧温度低于1500℃时，热力型NOx生成极少，而空气侧反应温度较低，因而可以控制热力型NOx的生成。

化学链燃烧技术仍处于研究阶段，目前主要采用热重分析仪、流化床和固定床进行探索性研究，作为氧载体的金属物质主要有Fe、Ni、Co、Mn、Cu、Cd等。

3 二氧化碳的分离技术

上述的四种工艺路线都包括从气流中分离二氧化碳，目前有四种主要的二氧化碳分离方法[1-3]，选择哪一种方法取决于要富集的二氧化碳的状态（压力、浓度和量），这四种二氧化碳的分离方法分别是：吸收分离法；吸附分离法；膜分离法。

参考文献：

[1]裴克毅，孙绍增，黄丽坤.全球变暖与二氧化碳减排[J].节能技术，2005，23（03）：239-243.

二氧化碳排放现状范文第4篇

关键词： 道路运输;STRIPAT模型;多元回归;ARMA模型

Abstract: 1980 - 2008, road transport energy consumption grew at an average annual rate of 7.7%, is 1.32 times the energy consumption of the average growth rate of the whole society, how to promote the road transportation of low carbon development has become the focus of attention in the context of climate change. This paper is based on the STRIPAT model, predicting model is constructed of carbon dioxide emissions in road transport, and the key factor model of per capita GDP and unit volume energy consumption indicators were predicted, and obtain the forecast 2015 road transport emissions of carbon dioxide, provides a quantitative method for road transport two carbon dioxide emission prediction.

Keywords: road transport; STRIPAT model; multiple regression; ARMA model

中图分类号：U48

1.引言

气候变化已经成为当今国际社会普遍关注的全球性问题。交通部门已经成为全球石油消耗最大和增长最快的部门。根据国际能源署（IEA）的计算，2007年全球交通部门排放66.23亿t CO2，是1990年（45.74亿t）的1.4 倍，占能源活动CO2 排放的23%，2030年预计会比2007 年增长41%，达到93亿t[1]。根据1994年《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》显示，1994年中国交通业CO2排放量1.66亿吨，占全社会当年CO2排放总量的6.2%[2]，中国从1994年到2007年，交通领域的二氧化碳排放增长了160%，高于中国这一时期能源活动总排放118%。

交通运输业分为道路运输、铁路运输、水路运输和航空运输，其中中国道路运输的温室气体排放占交通运输业温室气体排放的比例达到70%以上。另据统计，机动车尾气排放已成为城市大气的主要污染源，目前在我国一些大城市中机动车污染物排放占大气污染物的比重在60%左右。由此可见未来道路运输业的节能减排工作刻不容缓，所以，对道路运输业的二氧化碳排放现状、二氧化碳排放预测的研究显得尤为重要。

2.基于STRIPAT的道路运输二氧化碳排放的多元回归模型

1971年，Ehrlich和Holden首次提出IPAT模型，来反映人口对环境压力的影响。IPAT模型的方程式为：I=P*A*T（其中，I代表人类行为对环境造成的影响，A代表人均GDP，T代表技术对环境的影响水平）。2003年，York等在“IPAT”模型的基础上，建立了STIRPAT（stochastic impacts by regression on population, affluence, and technology）模型，即：

I=aPbAcTde（1）

其中，I代表二氧化碳排放量；P代表人口；A代表人均财富；T代表技术；a、b、c、d为参数，e为残差。该模型的一大特点是经过简单的取对运算后，即可化为线性方程，即：

lnI=a+blnP+clnA+dlnT+e （2）

世界汽车发展的经验表明，各国人均汽车保有量的水平和其增长情况与各国的经济发展阶段密切相关。因此可以用人均GDP（A）、人口数（P）代表车辆保有量的变化情况；车辆的年均行驶里程与运输周转量存在一定的相关关系，因此经济活动的能源效率（T）选取单位周转量能耗指标；

LnI=alnP+blnA+clnT+e（3）

其中，I代表道路运输业目标年份二氧化碳排放量；

P代表目标年的人口；

A代表目标年人均GDP；

T代表道路运输业目标年的单位周转量能耗；

2.1道路运输二氧化碳排放量的核算

目前针对道路运输业温室气体排放核算的方法主要是是基于联合国政府间气候变化专门委员会IPCC在2006年的《国家温室气体清单指南》提供的方法进行核算。

（4）

其中：= CO2的排放量（kg）

=销售燃料（TJ）

=排放因子（kg/TJ），等同于燃料含碳量乘以44/12

α=燃料类型（如汽油、柴油、天然气等）

2.2 回归模型的构建

2.2.1 数据来源

道路运输二氧化碳排放量I来源于第二章采用“自上而下”的方法计算所得，目标年人口数量P，目标年人均GDPA的数据直接来源于《中国统计年鉴》，技术进步率d来源于《国民经济和社会发展五年规划纲要》，单位周转量能耗T是由能耗除以换算周转量得到的，能耗直接来源于中国统计年鉴，换算周转量是将客运周转量乘以一定比例加上货运周转量得到的，客运、货运周转量的数值来源于中国统计年鉴。

2.2.2回归模型的构建及检验

利用Eviews对数据进行回归，得到线性回归模型如下：

LOG(I) = 4.03543220521*LOG(P) + 0.788351768814*LOG(A) + 0.180818079998*LOG(T) - 44.581740072

（1）模型的经济意义检验

模型的估计结果说明，在假定其他条件不变的情况下，当人口每增加1万人时，二氧化碳排放量增加约4万吨；在假定其他条件不变的情况下，当人均GDP增加1元时，二氧化碳排放量增加约0.8万吨；在假定其他条件不变的情况下，当单位周转量能耗增加1万吨标煤/亿吨公里时，二氧化碳排放量增加约0.2万吨。这与理论分析和经验判断相一致。

（2）模型的统计意义检验

R2=0.9852，修正的可决系数为，这说明模型对样本的拟合很好。

（3）回归方程的显著性检验（F检验）

针对，给定显著性水平，在F分布表查出自由度为k-1=3和n-k=7的临界值，回归结果F=155.5009，由于大于临界值，应拒绝原假设，说明回归方程显著，即“人口”、“人均GDP”、“单位周转量能耗”变量联合起来确实对“道路运输二氧化碳排放量”有显著影响。

（4）回归参数的显著性检验（t检验）

给定显著性水平，查t分布表得自由度为n-k=7临界值，由图3-1的数据可得，与参数对应的t统计量分别为0.46、2.06、2.54、-0.44，“人均GDP”和“单位周转量能耗”变量的绝对值大于临界值，拒绝原假设，而常数项、人口数的绝对值小于临界值，说明在其他解释变量不变的情况下，“人均GDP”和“单位能耗周转量”对被解释变量“道路运输二氧化碳排放量”有显著影响。

2.2.3回归模型的修正

（1）多重共线性

利用Eviews软件构建各自变量的相关系数矩阵，各解释变量相互之间的相关关系系数较高，证实确实存在严重的多重共线性。利用逐步回归法消除多重共线性，先分别作I对P、A、T的回归，以R2最大者为基础，再采用逐步回归法确定模型的自变量。最后的结果如下：

（2）异方差性

利用White检验可以看出nR2的伴随概率大于0.05，应接受不存在异方差的原假设，表明模型不存在异方差。

（3）序列相关性

DW检验，观测回归结果中的DW统计量，查DW分布表，DW=1.976782，非常接近于2，并且dU=1.604

（4）模型的确定

综合以上分析，最后模型估计的结果为：

LnI=0.9611lnA + 0.1998lnT + 1.2977 R2=0.9848，DW=1.9768

（0.0000） （0.0064） （0.0351）

方程总体显著，解释变量对被解释变量的影响显著，拟合优度较高。可决系数R2=0.9848，说明这两个变量能解释二氧化碳排放量98.48%的变动，模型解释能力较强。

（5）模型的验证

将2011年的数据带入模型进行验证，通过回归模型的运算可得2011年道路运输碳排放量约为66962万吨，而根据“自上而下”的方法计算所得的道路运输2011年二氧化碳排放量为64722.61万吨，误差约为3.5%，在5%之内，由此可知模型的运算准确度较高，可以用于未来道路运输二氧化碳排放量的预测。

3.道路运输二氧化碳排放预测

3.1人均GDP的预测

（1）数据的收集和处理

利用ARMA模型对人均GDP进行预测，首先查找中国统计年鉴的1970-2010年的人均GDP数值，分析历年变化趋势检验是否存在波动性。经过对数据取对数并进行一阶差分后，可以验证数列属于平稳数列。

（2）ARMA模型定阶及确定

利用R2和AIC的值确定ARMA模型的阶数，可以看出人均GDP模型的ARMA阶数为（2,3）。由此得到ARMA预测模型如下：

（3）ARMA模型验证

利用2011年的数据对模型的准确度进行验证，得2011年人均GDP值为34650元，而2011年的真实人均GDP为35181元，与真实值的误差为1.5%，误差控制在5%之内，由此可知利用该模型预测未来2013――2015年人均GDP的值是可信的。

（4）未来人均GDP的预测

利用Eviews软件的forecast模块对未来2013――2015年的人均GDP进行预测，具体结果如下：

表1 人均GDP预测结果

3.2单位周转量能耗预测

根据交通运输部《公路水路交通节能减排“十二五”规划》[28]中公路运输十二五节能主要指标可以得到：2015年与2005年相比，营运车辆单位运输周转量能耗下降10%，其中营运客车、营运货车分别下降6%和12%。

3.3道路运输二氧化碳排放预测

根据以上道路运输二氧化碳排放宏观回归模型的构建，并且对未来2015年影响道路运输二氧化碳排放的关键因子：人均GDP、单位周转量能耗进行了预测，由此代入道路运输二氧化碳宏观回归模型中可以得出2015年道路运输二氧化碳排放量为75489.7万吨。

二氧化碳排放现状范文第5篇

关键词：国民经济和社会发展规划、低碳城市建设、碳排放弹性系数

中图分类号： TU984 文献标识码： A

过去几年，中国经济发展主要体现传统粗放型、以高投入及高消耗为标志的发展模式，消耗了大量的自然资源。2009年国务院常务会议提出控制温室气体排放行动目标，即到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放量下降40%~50%，作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划的指示。随着控制温室气体排放行动的开展，越来越多省级、市级的国民经济和社会发展规划提出建设低碳城市的战略目标。低碳城市是指经济增长与二氧化碳排放趋于脱钩的城市发展模式[1]，有两种表现形式：一种是二氧化碳排放随经济增长表现为负增长的绝对脱钩发展模式，另一种是二氧化碳排放仍是正增长，但排放的速率低于经济增长的相对脱钩模式。规划环评中如何界定规划方案可以促进低碳战略目标的实现，将成为亟待研究的课题。

目前大多数学者的研究多集中在低碳对策方面[2]。郑少露等学者[3-5]也提出基于低碳理念的指标体系的构建，综合评价规划的环境合理性。以碳排放量及排放强度为分析对象、以分析经济增长与二氧化碳排放的脱钩程度[1]为评价终点的研究较少。本文探讨量化碳排放量等低碳指标，多角度分析规划发展路径低碳建设效果的方法。

1、低碳城市发展评价技术路线

以经济基础和现状节能技术水平为依据，通过仔细分析相关规划中的宏观调控政策和建设方案，明确低碳建设的潜力和空间，设定不同发展情景。通过资料收集与分析，确定各级能耗效率指标计算能源消耗量（标煤量），结合能源现状消耗结构和能源结构调整方案，计算各情景的各种能源实际消耗量。以发改委公布的CO2与能源转换系数预测CO2排放量，计算碳排放强度、碳排放弹性系数等指标，判断规划低碳城市建设目标的可达性。

图1低碳城市发展评价技术路线

2、研究方法及评价指标

2.1 分析方法

统计分析：通过统计年鉴、能源统计数据等资料，确定现能源统计单元的能源利用效率，即第一产业、第二产业（各行业）、第三产业以及生活消费的能耗效率，配合实地调研进行横向对比分析以及趋势分析，识别能耗高的原因及节能潜力，确定规划期末的节能目标。

情景分析：解析各规划拟实施的重大项目及政策，采用主成因分析法识别可低碳发展的主要路径，利用情景分析法设定惯性发展情景（即基准情景）、低碳建设单一路径发展情景（节能减排情景、产业结构调整情景、能源结构调整情景）以及低碳综合发展情景下的各项分析指标。

2.2 计算方法

能源消费总量的预测模型：；其中和为第一产业和第三产业生产总值；为一产和三产的能源消耗强度；为第二产业各行业的工业总产值；为各行业能源消耗强度；为行业数；为人口数；为人均民用耗能值。

能源转化方法：；其中为不同类型能源使用量，系数为不同类型能源碳排放强度，为能源种类数。

碳排放弹性系数法：运用弹性系数作为低碳城市的评价指标基于脱钩理论基础上的现实应用[1]。碳排放弹性系数=1时为当前惯性发展，低碳建设效果为0；碳排放弹性系数=0时为绝对脱钩情景；碳排放弹性系数大于0小于1时为相对脱钩情景，数值越小脱钩程度越大，说明低碳建设效果越好。

2.3 评价指标选择

根据评价方法，使用如下指标进行预测(见表1)。各能源CO2排放强度见表2。

表1 低碳城市发展评价指标列表

表2各能源二氧化碳排放系数

3、应用案例

本研究对象为某地级市“十二五”国民经济与社会发展规划。该市目前经济基础相对薄弱，正从工业化初期逐步进入以原材料工业为重心的工业化中期阶段，并伴随加工装配工业和高新技术产业的协调发展。该阶段对资源、环境更大量的消耗可能会使得环境制约趋于明显。

在这样的一个发展阶段，“十二五”规划提出建设低碳发展示范城市的战略目标，着力构建低碳能源体系，全力推动低碳产业发展，积极推广节能建筑，加快构建低碳交通网络，并设定了2015年碳生产力、人均碳排放以及非化石能源占比等低碳指标的预期目标值。本文以解析经济发展特点及规划拟建方案为基础，运用所建技术路线评价“十二五”期末各情景下经济增长与二氧化碳排放之间的脱钩程度，判定规划目标的可达性及规划合理性。

3.1 能源消费及碳排放现状分析

该市2010年万元GDP能耗1.017吨标煤，比2009年全国能耗平均水平高0.111吨标煤，是同期北京市能耗水平的2倍。解析能源消费结构可知化石能源消费仍据主导地位，占总能耗的73%。工业能耗强度为0.795吨标煤/万元工业总产值，是全国的2倍。高能耗行业集中在采选、石油化工、冶金、建材以及电力行业，占整个工业能源消耗的95%左右。节能降耗的工作重点应关注以上五个行业。

采用能源转化方法计算各部门及各行业的CO2排放量（见图2和图3）可知，该市80%的二氧化碳来源于第二产业，其中主要排放大户为建材、化工、冶金、采选及农副食品加工行业。

图2 各部门二氧化碳排放占比图3各行业二氧化碳排放量（单位：万吨）

3.2 低碳控制情景分析

情景一为惯性发展情景，以“十二五”国民经济与社会发展规划拟定的经济人口发展指标为依据，假设能源消耗强度保持不变。情景二通过统计分析近10年各部门能源消耗强度变化趋势以及对比分析周边地区、国内各部门能耗水平，结合“十二五”节能减排综合性方案，确定规划期末可达到的能耗强度下降目标。情景三以经济基础现状以及能耗强度分析为依据，结合“十二五”工业经济发展规划和“十二五”低碳经济发展规划，适当控制高能耗产业的发展速度和规模，能耗强度不变。情景四以“十二五”能源发展规划和清洁能源开发利用工作方案为依据，明确规划期末清洁能源使用及替代方案。情景五综合以上变化因素，全方位采取低碳措施，确定低碳建设的综合发展情景指标。

表3各情景能源消耗情况及CO2排放量

根据设定的经济社会发展规模和各情景的能耗强度值，通过能源消费总量的预测模型以及各部门能源消费结构，估算能源消费总量以及各类能源的需求量。乘以表2排放系数预测二氧化碳排放总量，详见表3。规划按各拟发展情景实施后，二氧化碳排放量均较现状有不同程度的增长。若按照情景一的惯性模式发展能耗量增长43%，二氧化碳排放量将增加近一倍。若按照情景五的低碳建设综合发展模式，则能耗量增加18%，二氧化碳排放量增加幅度也减少至19%。

3.3 低碳建设战略目标可达性分析

3.3.1规划指标分析

“十二五”低碳经济发展规划设定了规划期末碳生产力、人均碳排放量以及非化石能源占比指标的目标值（表4）。情景五各项指标均可达到规划目标值，说明低碳发展示范城市的战略目标可以实现，但需同时开展包括节能减排、产业结构调整、能源结构调整等低碳建设措施。按照情景一、情景二、情景三、情景四的模式发展，均不能满足指标要求。

3.3.2碳排放弹性系数分析

情景一碳排放弹性系数约为1，这与基准情景就是按照现状惯性发展的结论吻合。情景二、情景三碳排放弹性系数小于1且大于0.5，说明分别采取节能减排和产业结构调整措施，二氧化碳排放速率略低于经济增长速度，形成轻度脱钩模式。这符合当地经济从工业化初期进入中期阶段的发展特点。经济基础薄弱且依靠原材料设定产业发展方向，决定了该地区产业结构本身调整力度不大，节能减排空间有限。情景四和情景五碳排放弹性系数小于0.5，说明清洁能源替代化石能源的规划方案在低碳建设中起到决定性作用。以弹性系数法来判断低碳城市建设方案的效果更具准确性和可比性。

表4各情景下低碳建设指标值

3.4评价结果

通过规划指标值法和碳排放弹性系数法分析可知，“十二五”国民经济与社会发展规划中提出的“打造低碳示范城市”的战略目标可行，但以较慢的能源增长和较低的碳排放实现经济高速增长是一大严峻挑战，仅注重单一低碳路径的建设较难实现规划目标。构建完整的低碳发展体系是实现目标的有力保障，其中建立低碳能源体系，加快推进水力发电、风力发电、生物质能利用以及太阳能产业发展，将起到最关键的作用。

4、结论

目前规划环评中的低碳评价工作处于新兴领域，尚无成熟的方法体系，多数规划环评也未开展评价。本文以某市“十二五”国民经济与社会发展规划为例，运用所建方法分析低碳建设战略目标的可行性，分析层次清晰且可操作性强，评价结果符合实际经济和社会发展特点。该技术路线和方法可行有效。

参考文献：

[1] 陈飞. 低碳城市发展与对策措施研究[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2010.

[2] 李奇勇. 战略环评中的福建低碳经济对策研究[J]. 能源与环境.2010.3:9-10.

[3] 郑少露等. 基于低碳循环经济的规划环评指标体系的探讨[J]. 环境科学与技术,2010,33(6):199-204.