前言:中文期刊网精心挑选了减少二氧化碳排放方法范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
减少二氧化碳排放方法范文1
部分碳酸饮料中添加的二氧化碳,来自一项目前备受关注的技术――碳捕集和封存,这项新技术事关人类面临的重大挑战――“全球气候变暖”,该技术对减少温室气体排放具有深远的意义,将为人类减缓气候变暖带来希望。
碳捕集与封存(简称CCS)是指将大型发电厂、钢铁厂、化工厂等排放源产生的二氧化碳收集起来,用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。它包括二氧化碳捕集、运输以及封存三个环节,可以使单位发电碳排放减少85%至90%。
捕集二氧化碳可达食用程度
“北京已有比较成熟的碳捕集技术,现在许多碳酸饮料里的二氧化碳都是从北京高碑店热电厂试验示范装置中生产的,纯度非常高,大家可以放心喝。”西安热工研究院北京分院二氧化碳控制与减排研究所黄斌博士表示。
黄斌说,从高碑店热电厂二氧化碳捕集试验装置里捕集出的二氧化碳,精制以后可以达到食用的程度,就是99.9%至99.99%的程度,截至2009年春节,二氧化碳捕集系统运行稳定,销售食品级二氧化碳已超过800万吨。
如何科学利用二氧化碳
要减少一种物质对人类的危害,最好的办法就是科学利用。
目前全球二氧化碳工业利用量大约是每年1至1.5亿吨。美国是世界上最大的二氧化碳生产国和消费国,生产能力每年约1000万吨。中国有二氧化碳生产企业100家左右,生产能力是每年200至250万吨,而一个几十万千瓦的燃煤电厂,一年能捕获二氧化碳100至200万吨,同目前中国企业生产的二氧化碳的总量是差不多的。黄斌说,“目前人类对二氧化碳的消费量是非常有限的,因此人类面临的一个问题是,由于过度地使用化石原料造成了二氧化碳过多,而人类无法消费多出的庞大的那部分,所以造成了一系列气候和生态问题。”
彻底做法是把多余二氧化碳封存
如何处置多出来的二氧化碳,一个“异想天开”的解决方案出台了:把人类排放的二氧化碳气体捕捉并集中起来,深埋于海底或地下,彻底解决因温室气体而引发的全球气候变暖威胁。
“地质封存、深海封存将成为被捕获后的二氧化碳主要去向。”黄斌博士说,二氧化碳被捕获后,必须对其进行安全、长期地封存,才能最终完成控制二氧化碳进入大气的工作。地质封存被普遍认为是未来主流的封存方式,其原理是将捕获到的二氧化碳用管道输送到地下深处长期或永久性“填埋”在地质中。
深海封存是指把二氧化碳注入深海中以进行长时间的存储,大部分二氧化碳在深海中将与大气隔离若干世纪,目前深海封存在全世界还未被真正采用,也未开展试点示范,仍处于研究阶段。
二氧化碳封存面临的科学疑问是,将巨量的二氧化碳储存到地下或深海,是否有可能逃逸出去?对此黄斌解释说,令人乐观的是二氧化碳并不需要被永久封存,封存的时间只要保证自然界中碳循环将大气中的二氧化碳降到工业化之前的水平即可,“只要二氧化碳的封存可以在几千年内防止严重泄漏,届时碳循环就可以解决这个问题,从目前来看,人类的科技发展应该可以做到。”
碳捕集和封存技术将力挽狂澜
中国科学院院士、中科院地学部原主任孙枢指出,碳捕集和封存是一种实现全球温室气体低排放的关键技术。“减排”除了节约能源、利用清洁能源和清洁燃烧技术外,重要的途径是二氧化碳的捕集和埋存。随着工业化进程和经济社会的发展,燃烧化石燃料所导致的空气污染和温室效应,已严重地威胁着人类赖以生存的地球环境,全球气候变暖是各国可持续发展面临的共同挑战,解决方法是寻求成本低且有效的方案来减少二氧化碳的排放。
孙枢院士认为,目前二氧化碳的工业分离、管道运输、地质封存和工业利用等方面已经形成成熟的市场,这使二氧化碳捕集与封存技术有可能力挽狂澜,成为减少温室气体排放的有效措施。
北半球永冻土储有1.5万亿吨碳
一个国际研究小组日前公布研究报告称,北半球永冻土层中冷冻碳的储量可能超过1.5万亿吨,是此前估计的两倍左右。
研究人员表示,这些冷冻碳主要分布在北极以及加拿大、哈萨克斯坦、蒙古国、俄罗斯、美国、格陵兰等国家和地区,储量约为目前大气中碳含量的两倍。一旦气温升高导致永冻土层开始融化,大气中两种温室气体――二氧化碳和甲烷的含量将急剧增多,从而进一步加速全球变暖。
研究人员预计,这些永冻土层中的碳在本世纪全球气候变化过程中将产生重要作用。
减少二氧化碳排放方法范文2
关键词 增氧设备;合理利用;二氧化碳排放;减排效果;节能效益
中图分类号 S969.32+1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)21-0195-02
2001年,政府间气候变化专门委员会(IPCC)首次提出并评估了不同升温情况下气候变化“五个关切理由(综合影响指标)”的风险水平,证明了温室气体导致了全球气候变暖[1]。2012年我国CO2排放总量为89.5亿t,占全球排放总量的28.3%[2]。农业温室气体排放占中国温室气体排放总量的17%[3],根据《中国渔业年鉴2013》的统计数据[4],2012年我国渔业经济总产值达17 321.88亿元,占当年国民生产总值(GDP)的3.3%,可想而知其产生的CO2排放量是不可忽视的。
我国每年渔业生产领域总能源消耗为1 754万t标准煤,其中水产捕捞、养殖和加工所占的比重分别为66%、21%和13%[5]。淡水和海水池塘增氧设备耗电量在养殖中所占比率高达53.7%[6]。2009年国家正式出台增氧机列入农机补贴系列,加速了增氧机的推广与使用。
增氧设备的合理利用和正确配置可以达到节能减排的效果,但一直以来没有对使用增氧设备带来的温室气体排放进行评估,在一定程度上影响和制约了渔业节能管理、技术推广和科学研究的有效进行。评估我国水产养殖中增氧设备温室气体排放的现状,正确使用和合理配置增氧设备,可以为渔业节能工作提供数据支持,在一定程度上也可以为行业管理部门的决策提供参考。
1 研究方法
1.1 基本思路
随着我国渔业生产现代化程度的不断提高,水产养殖中养殖设备的利用越来越多,渔业生产的能源消耗主要来自捕捞和养殖行业,徐 皓等[6]对渔业能耗的分类测算表明,我国渔业生产能源消耗折合标准煤1 935.2万t,其中养殖占到近20%。
本文对2012年增氧设备排放的CO2量进行估算,然后结合相关研究结果对合理利用增氧设备进行分析,探讨增氧设备合理利用与配置对节能所做出的贡献,利用Oak Ridge National Laboratory(ORNL)[7]提出的CO2排放量的计算方法对CO2减排量进行估算和分析。并在此基础上,对增氧设备的CO2排放强度进行计算,从而评估目前我国增氧设备的能效。
1.2 计算方法
1.2.1 CO2排放量的计算公式:
QC=QE×FC×C×ξ(1)
公式(1)中[7]:QC为碳量(t);QE为有效氧化分数,为0.982;FC为每吨标煤含碳量,为0.732 57;C为耗煤量;ξ为1 kW・h电折算为0.356 kg标煤[8]。
Q■=QC×ω(2)
式(2)中:Q■为CO2释放量;ω为碳换算CO2常数,为3.67(以CO2的碳含量为27.27%计算)。
1.2.2 CO2排放强度的计算公式。CO2排放强度指的是单位GDP的CO2排放量,该指标反映的是能源利用效率,可以很好地引导各国提高能源利用效率,向低碳经济转型。其计算公式如下[9]:
二氧化碳排放强度=■(3)
2 结果与分析
2.1 2012年我国增氧设备CO2排放总量
根据《中国渔业统计年鉴2013》提供的数据:2012年池塘养殖面积为809万hm2,其中淡水及海水池塘养殖面积分别为591万hm2和218万hm2,单位面积年耗电量分别为9 837.66(kW・h)/hm2和46 875.00(kW・h)/hm2[10]。淡水和海水池塘养殖中增氧设备耗电占总耗电比分别为53.7%和63.2%[6],由此推算出我国淡水和海水池塘养殖中增氧设备的单位面积年耗电分别为5 282.82(kW・h)/hm2和29 625.00(kW・h)/hm2。由此可见,池塘养殖增氧设备效能的提高对池塘养殖的发展有着重要作用。
由公式(1)、(2)计算可以得到2012年我国水产养殖增氧设备的单位面积CO2排放量和排放总量(表1)。
我国2012年水产养殖中池塘养殖增氧设备的CO2排放总量为10 461.83万t,我国2012年全国CO2排放总量为89.5亿t。可计算得到,我国池塘养殖增氧设备的CO2排放量占我国CO2排放总量的1.17%。
2.2 增氧设备合理选用与配置的节能效益
2.2.1 增氧设备的正确选用的CO2减排估算。叶轮增氧机具有增氧、曝气和搅拌水体等功能,也是水产养殖取得高产高效的必备装备之一,它能将整池水体维持在一个合理的溶氧浓度和温度[11]。叶轮式增氧机的市场占有率为65%[12],那么保守估计叶轮增氧机占所有增氧设备所带来的CO2排放量的65%,那么2012年我国池塘养殖使用叶轮式增氧机产生的CO2排放量为6 800.19万t。
前期研究通过对3 kW叶轮式增氧机、1.5 kW水车式增氧机、1.1 kW射流式增氧机及2.2 kW曝气式增氧机在自然状态下的增氧能力及效果进行研究比较。由研究结果可知,3 kW叶轮式增氧机可使距增氧机10.0、1.5 m深处水体溶解氧增速约0.86 mg/(L・h),单位功率增氧值0.287 mg/(L・h)。而在相同试验条件下,1.1 kW射流式增氧机的单位功率增氧值为0.436 mg/(L・h),是叶轮式增氧机的1.5倍之多。利用公式(1)、(2)计算可知在达到相同的增氧量的条件下,若用射流式增氧机取代叶轮式增氧机,2012年叶轮式增氧机产生的二氧化碳可以减少2 323.92万t,相当于当年增氧设备排放二氧化碳的22.21%。
由此看来,叶轮式增氧机的增氧能效还有很大的提升空间。用射流式增氧机来取代或部分取代叶轮式增氧机,可以有效实现能源的高效利用。
2.2.2 增氧设备的合理配置的CO2减排估算。顾兆俊等[13]通过研究在日照条件下养殖池塘表层水和底层水溶氧量的变化差异,分别使用叶轮式增氧机和耕水机进行了水体溶解氧的调控试验,并对这2种养殖机械的调控效果和经济效益进行了比较,结果表明:在白天日照条件下,在0.46 hm2的养殖池塘中,3 kW叶轮式增氧机开启2.0~2.5 h与开启60 W耕水机8~9 h后效果相当。
为使水环境保持理想的状态,完成晴朗白天(6:00―18:00)池塘增氧目的,3 kW的叶轮式增氧机需要工作6 h。而达到同等增氧量可以用60 W的耕水机工作替代,即将耕水机与增氧机结合使用,在白天开启耕水机,晚间使用增氧机。以每年池塘有200 d需要增氧,其中140 d为晴天来计算,用该方法结合增氧,达到相同的增氧效果,池塘年节约的电量达2 419.2(kW・h)/hm2,利用公式(1)、(2)计算可知该电量相当于4.5 t二氧化碳排放量。
按目前叶轮式增氧机使用率占总的增设备65%计算,设使用增氧机的养殖面积为80%,若将耕水机与叶轮式增氧机结合使用替代叶轮增氧机的单独使用,2012年池塘养殖增氧设备排放的二氧化碳可减少2 061.17万t。占我国2012年水产养殖中池塘养殖增氧设备的二氧化碳排放总量的19.70%。
由此看来,根据各类养殖机械的功能特点,适时、合理、经济地使用养殖机械进行水体环境的调控,不仅能促进各类鱼类生长,提高养殖经济效益的有效措施,而且能显示出明显的环境优越性。
2.3 二氧化碳排放强度
从排放量来看,虽然水产养殖增氧设备带来的二氧化碳排放量占我国二氧化碳排放总量的比例仅为1.17%,但排放总量并不能很好地反映出我国水产养殖业的二氧化碳排放情况,更加合理的指标是二氧化碳的排放强度。2012年美国的全国GDP为15 6760亿美元,全年二氧化碳排放量为52.7亿 t,利用公式(3)可知其二氧化碳排放强度为0.34 kg/美元。
根据《中国渔业年鉴2013》提供的数据,我国2012年海水和淡水养殖生产总产值(GDP)为17 321.88亿元,淡水养殖产值为4 194.82亿元。
由公式(3)可得,2012年我国池塘养殖增氧设备的二氧化碳排放强度=10 461.83×10 000×1 000/4 194.82×108÷6.285 5=1.57 kg/美元(以2012年1美元=6.285 5元人民币计算),为美国二氧化碳排放强度的4.62倍。
从排放强度来看,我国池塘养殖增氧设备由于技术和设备的能源消费强度大,致使我国水产养殖增氧设备的二氧化碳排放强度相对较高。据相关数据显示,2010年在全国池塘养殖中增氧机械的总配套功率达18亿 kW之多,且由于养殖控制技术落后,导致能耗损失达40%,是二氧化碳排放强度高的原因之一。这也说明,我国水产养殖业产值的增加更大程度上依赖于能源的消耗,而不是技术的进步。
3 结论与讨论
3.1 结论
(1)仅从达到相同增氧效果方面考虑,若用射流式增氧机取代叶轮式增氧机,那么2012年叶轮式增氧机产生的6 800.19万t二氧化碳可以减少为4 476.27万t,减排量为2 323.92万t,相当于当年增氧设备排放二氧化碳的22.21%。
(2)若要达到相同的增氧效果,将耕水机与叶轮式增氧机结合使用,即在白天开启耕水机,晚间使用增氧机,相比单独使用叶轮式增氧机,2012年池塘养殖增氧设备排放的(下转第199页)
(上接第196页)
二氧化碳可减少2 061.17万t。占我国2012年水产养殖中池塘养殖增氧设备的二氧化碳排放总量的19.70%。
(3)我国池塘养殖增氧设备的二氧化碳排放强度为1.57 kg/美元,是美国二氧化碳排放强度的4.62倍。
3.2 本研究不足之处
(1)造成增氧设备二氧化碳排放强度高的主要原因包括:渔民对增氧机的合理使用和正确配置认识不够。
(2)目前对增氧机合理配置的研究不多,在养殖过程中为减少排放,多种增氧机结合使用的情况并不多见。
本文的局限性在于仅仅从理论上得出不同增氧机结合使用达到相同增氧效果达到减排目的,而增氧设备的实际使用要受到多种因素影响,包括养殖对象、场所,以及增氧量、时间等。为达到保护环境、节约能源的目的,针对不同养殖需要,有针对性地研究多种增氧设备结合使用应提上日程[13]。
4 参考文献
[1] 徐文彬.了解气候变化风险 推动灾害风险管理――解读IPCC第五次评估第二工作组报告[N].中国气象报,2014-5-22(3).
[2] 中国碳排放交易网.2012年全球的二氧化碳排放量创历史新高[EB/OL].[2013-07-03].http:///.
[3] 董红敏,李玉娥,陶秀萍,等.中国农业源温室气体排放与减排技术对策[J].农业工程学报,2008,24(10):269-273.
[4] 农业部渔业局.中国渔业年鉴2013[M].北京:中国农业出版社,2013:3.
[5] 徐皓,张祝利,张建华,等.我国渔业节能减排研究与发展建议[J].水产学报,2011(3):472-480.
[6] 徐皓,刘晃,张建华,等.我国渔业能源消耗测算[J].中国水产,2007(11):75-76.
[7] MARLAND G,BODEN T A,GRIFFIN R C,et al.Estimates of CO2 emissions from fossil fuel burning and cement manufacturing:Based on the United Nationals energy statistics and the U.S.bureau of mines cement manufacturing data[M].Oak Ridge,Tennessee:Carbon Dioxide Information Analysis Center,Oak Ridge National Laboratory,1989.
[8] 赵翰森,李慧.高价能源促进电力行业高效节能[C]//2009中国能源发展报告.北京:社会科学文献出版社,2009:123-161.
[9] 何建坤,张希良.与限控CO2排放有关的若干指标分析[J].中国人口资源与环境,2004,14(1):23-26.
[10] 车轩,刘晃,吴娟,等.我国主要水产养殖模式能耗调查研究[J].渔业现代化,2010,37(2):9-13.
[11] 江山.水产养殖中如何正确使用增氧机[J].水产养殖,2010(6):24.
减少二氧化碳排放方法范文3
关键词:化工行业;二氧化碳;两阶段核算模型;减排潜力;
作者简介:顾佰和(1987-),男(满族),辽宁丹东市人,中国科学院科技政策与管理科学研究所,博士研究生,研究方向:绿色低碳发展战略与政策分析.
1引言
化工行业是经济社会发展的支柱产业,同时也是耗能和温室气体排放大户。国际石油和化工联合会的统计数据显示,2005年世界二氧化碳排放量约为460亿吨,其中化学工业的二氧化碳排放为33亿吨,约占7.1%[1]。中国是世界上最大的化工制品国之一。其中合成氨、电石、硫酸、氮肥和磷肥的产量均排名世界第一[2]。2000年到2010年,中国的化工行业工业产值增长迅速,其中几种主要化工制品例如:乙烯、电石、烧碱、硫酸、甲醇、硝酸等产品的产量在此期间增长了50%以上。2000-2010年化学原料及化学制品制造业能源消费量逐年上升,年均增长8.86%[3],占全社会能源消费总量的比重基本保持在10%左右。
我国化工行业产品结构不合理,高消耗、粗加工、低附加值产品的比重偏高,精细化率偏低。美国、西欧和日本等发达国家和地区的化工行业精细化率已经达到60%~70%,而目前我国化工行业的精细化率不到40%。且我国化工行业工艺技术落后,高耗能基础原材料产品的平均能耗比国际先进水平要高20%左右,因此我国化工行业存在较大的节能减排空间[4]。那么我国化工行业到底有多大的减排潜力,如何预测化工行业的温室气体减排潜力成为决策者和研究人员关注的焦点之一。
国内外学者围绕行业温室气体减排潜力评估展开了一系列研究,但研究集中于钢铁行业[5-6]、电力行业[7-8]、交通行业[9-10]、水泥行业[11-12]等产品结构较为单一的行业。而由于化工行业的产品种类繁多,且工艺流程各不相同,目前对于化工行业的温室气体减排潜力研究,从研究对象上主要集中于少数几种产品和部分工艺流程。Zhou[13]等全面细致的核算了中国合成氨生产带来的二氧化碳排放和未来的减排潜力,并据此提出了促进减排的政策措施。Neelis[14]等学者从能量守恒的角度研究了西欧和新西兰化工行业的68种主要工艺流程理论上的节能潜力。IEA[15-16]在八国集团的工作框架下,评估了化学和石油工业中49个工艺流程应用最佳实践技术(BestPracticeTechnology)短期内所带来的能效改善潜力。Patel[17]针对化学中间体和塑料等有机化学品给出了累积能源需求和累积二氧化碳排放量的核算流程和核算结果。
就关注的减排影响要素而言,主要涉及技术和成本两方面。技术层面上,Park[18]等通过调查五种节能减排的新技术,使用混合的SD-LEAP模型评估了韩国石油炼制行业的二氧化碳减排潜力;Zhu[19]从技术进步的视角采用情景分析方法从整个行业的层面研究了中国化工行业的二氧化碳减排潜力,并提出一系列促进化工行业碳减排的措施;卢春喜[20]重点概述了气-固环流技术在石油炼制领域中的研究与应用进展;王文堂[21]分析了目前化工企业节能技术进步所遇到的障碍,并对促进企业采取节能减排技术提出建议。成本方面,Ren[22]等对蒸汽裂解制烯烃和甲烷制烯烃两种方式的节能和碳减排成本进行了对比;戴文智等[23]将环境成本作为石油化工企业蒸汽动力系统运行总成本的一部分,构建了混合整数非线性规划(MINLP)模型,优化了多周期运行的石油化工企业蒸汽动力系统;高重密等[24]从综合效益角度出发提出了化工行业实施碳减排的相关建议以及化工园区实施碳减排的管理模式;何伟等[25]设计了节能绩效-减排绩效关系图及节能绩效、减排绩效与经济效益协调关系三角图。
在研究方法上,通过对以上文献的归纳,不难发现情景分析已成为行业温室气体减排潜力的主流分析框架。已有的国内外大部分相关研究都采用情景分析方法[5-12,13,18,19]。情景分析方法是在对经济、产业或技术的重大演变提出各种关键假设的基础上,通过对未来详细地、严密地推理和描述来构想未来各种可能的方案[26]。相比弹性系数法、趋势外推法、灰色预测法等传统的定量预测方法,情景分析法以多种假定情景为基础,强调定性与定量分析相结合。情景分析法在进行预测时,不仅可根据预测对象的内在产生机理从定量方法上进行推理与归纳,还可对各不确定因素(自变量)的几种典型的可能情况采取人为决策,从而更为合理地模拟现实。因此,情景分析法更加适用于影响因素众多、未来具有高度不确定性的问题的分析。此外,情景分析法与传统预测法还有一点显著不同。传统预测法试图勾绘被预测对象未来的最可能发生状况,以及这种可能程度的大小。而情景分析法采取的是一种多路径式的预测方式,研究各种假设条件下的被预测对象未来可能出现何种情况。在情景分析中,各种假设条件不一定会自然出现,但通过这样的分析,可帮助人们了解若要被研究对象出现某种结果需要采取哪些措施以及需要何种外部环境。
综观国内外学者的研究,有以下特点:从研究对象上来说,更多侧重于化工行业产品层面二氧化碳减排潜力的研究,而鲜有从行业整体层面的研究;从研究要素上来说,一般只考虑单一要素对二氧化碳减排的贡献,鲜有综合考虑化工行业内部结构调整、技术进步、政策变动等多因素的研究。鉴于此,本文结合化工行业的产品结构特点构建了一套化工行业二氧化碳减排潜力综合分析模型:首先结合化工行业产品种类繁多的特点,分别从行业和产品视角构建了一种两阶段二氧化碳排放核算模型;在此基础上,综合考虑化工行业的发展规模、结构调整、技术进步等因素,建立了化工行业二氧化碳减排潜力的情景分析方法,探索不同情景下化工行业的减排潜力和路径。最后运用该方法以中国西部唯一的直辖市、国家首批低碳试点城市———重庆市的化工行业为例进行应用分析。最后提出了我国化工行业低碳转型的对策建议。
2模型与分析方法
2.1核算边界
化工行业的二氧化碳排放包括两部分:一部分是由燃料燃烧产生的排放,另外一部分是工业过程和产品使用产生的排放。其中燃料燃烧产生的排放又分为化石燃料产生的直接排放以及电力、热力消耗产生的间接排放,为了体现化工行业对区域二氧化碳减排的贡献,本文将电力和热力消耗产生的间接排放也计算在内。此外,一些化工产品在生产活动中是吸碳的,例如尿素的生产,这部分被吸收的二氧化碳需要在计算中扣除。
2.2化工行业二氧化碳排放两阶段核算模型
为了能够得到化工行业全行业的二氧化碳排放量,同时能够综合考虑多种因素探索其二氧化碳减排潜力,本文针对化工行业特点构建了一种两阶段二氧化碳排放核算模型。模型中的主要参数名称及其含义见表1。
2.2.1基于全行业视角的核算方法
行业视角核算方法主要针对化工行业二氧化碳排放的历史和现状。本文所研究的化工行业包括国民经济行业分类中的化学原料及化学制品制造业、化学纤维制造业和橡胶制品业。化工行业是终端能源消费部门,通过能源平衡表,可以得到化工行业分能源品种的能源消耗量,根据2006年IPCC国家温室气体清单指南推荐的方法二,化工行业由燃料燃烧引起的二氧化碳排放量为:
部分产品在工业过程和产品使用中会产生二氧化碳排放,这部分排放量为:
此外,一些产品在生产过程中会吸收二氧化碳,被吸收的二氧化碳量为:
因此,基于行业视角核算的化工行业温室气体排放量为:
表1主要参数名称及其含义下载原表
表1主要参数名称及其含义
2.2.2基于产品视角的核算方法
化工行业产品种类虽多,但能耗相对集中在少数几种高耗能产品上,2007年,合成氨、乙烯、烧碱、纯碱、电石、甲醇这6种高耗能产品的能源消耗量占中国化工行业的54%[19]。现有的化工行业节能减排政策大部分集中在几种主要的高耗能产品上,因此从产品层面探讨化工行业的二氧化碳排放核算更具有现实意义。本文建立一种基于产品视角的核算方法来预测化工行业未来的二氧化碳排放。首先将化工行业由燃料燃烧引起的二氧化碳排放分为高耗能产品和其他产品两部分。某种高耗能产品的二氧化碳排放量为:
其中EMi为第i种高耗能产品单位产品的二氧化碳排放量,计算方法见式(6):
由于除主要耗能产品外的其他产品种类多,单个产品的能源消耗量不大,能源利用效率数据难以获得,所以难以从单位产品能耗的角度对这部分产品的二氧化碳排放进行核算,本文将这部分产品作为一个整体来考虑,引入单位产值的二氧化碳排放来解决这一问题。其他产品合计的二氧化碳排放量为:
工业过程和产品使用排放以及产品对二氧化碳的吸收同基于行业视角的核算方法。
因此,基于产品视角核算的化工行业温室气体排放量为:
2.3减排潜力情景分析模型
2.3.1减排潜力的定义
潜力就是存在于事物内部尚未显露出来的能力和力量。而减排潜力即存在于某一温室气体排放主体内尚未发掘的减排能力。为了能够量化表达,本文将减排潜力进一步定义为某一温室气体排放主体通过努力可以实现的减排量。
本文所关注的是化工行业未来的二氧化碳减排潜力,这里为化工行业设置多种不同的发展情景。不同情景下的行业内部结构、技术水平、所面临的宏观和微观政策各不相同,相应的会得到不同的二氧化碳排放路径。其中一种情景称之为BAU(BusinessAsUsual)情景,也叫照常发展情景,该情景下化工行业现有的能源消费和经济发展趋势与当前的发展趋势基本保持一致,沿用既有的节能减排政策和措施,不特别采取针对气候变化的对策。其他情景中化工行业分别针对气候变化做不同程度的努力。所谓化工行业的二氧化碳减排潜力,针对关注的指标不同,有两类不同的含义。一是绝对二氧化碳减排潜力,即目标年份中其他各情景的二氧化碳排放量相比BAU情景的减少量;二是相对二氧化碳减排潜力,即目标年份的二氧化碳排放强度相比基准年份降低的百分比。
通过同一年份各情景与BAU情景二氧化碳排放总量的横向比较,以及同一情景不同年份间二氧化碳排放强度的纵向比较,便可分别得到化工行业的绝对和相对二氧化碳减排潜力。
2.3.2情景分析模型
根据减排潜力的定义,y年份化工行业的绝对二氧化碳减排潜力为:
其中CEyBAU为y年份化工行业BAU情景的二氧化碳排放总量,CEly为y年份化工行业情景l下的二氧化碳排放总量。
相对二氧化碳减排潜力是针对二氧化碳排放强度设置的指标,化工行业的二氧化碳排放强度为:
,其中V为化工行业的工业增加值。由此可以得到,y年份化工行业的相对二氧化碳减排潜力为:
其中,为基准年化工行业的二氧化碳排放强度,CEIly为y年份化工行业在情景l下的二氧化碳排放强度。
3案例分析
3.1对象描述
本文应用上述模型方法以重庆市化工行业为例展开分析。化工行业是重庆市重要的支柱产业之一。2011年重庆市化工行业实现工业总产值902亿元,占重庆市工业总产值的比重达到7.6%。重庆市缺煤少油,但天然气资源丰富,重庆市是国内门类最齐全、产品最多,综合技术水平最高的天然气化工生产基地。但重庆市化工行业部分产品的工艺技术路线落后,产品结构有待调整优化。2009年重庆市化工行业的精细化率仅约20%,低于全国的30%-40%的平均水平,更低于发达国家的60%-70%的水平。
根据重庆市化工行业发展现状和趋势,本文选取了合成氨、烧碱、纯碱、甲醇、石油加工、乙烯和钛白粉这七种产品作为重庆市化工行业的主要耗能产品。其中,2005年合成氨、烧碱、纯碱、甲醇和钛白粉这五种产品合计的二氧化碳排放占化工行业总体排放的46.5%,而石油加工、乙烯将是重庆市化工行业“十二五”期间重点发展的石油化工产业链中的上游产品。本文利用前文所述的化工行业二氧化碳减排潜力分析模型,分析了重庆市化工行业分别到2015年和2020年的二氧化碳排放变化情况,并通过不同情景间的比较得到其减排潜力。
3.2情景设置
化工行业的能源消耗和二氧化碳排放主要由以下几方面因素决定:产业发展规模,产业内部结构,高耗能产品的产量,技术结构的调整,产品的技术进步率等。本文根据以上这些因素为重庆市化工行业设计了三个发展情景。
在这三种情景中,重庆化工行业未来经济发展变化的基本趋势保持一致。2005—2011年重庆市化学工业总产值年均增长29.5%,未来重庆化工行业将继续保持比较高的经济增长速度。根据《重庆市化工行业三年振兴规划》,到2015年重庆市化工行业总产值将达到2000亿元。由此本文设定2011-2015年重庆市化学工业总产值的年均增长率为23.0%,2015-2020年年均增长率降低到20.0%。与此不同的是,为了支持这种经济的发展需求,三种情景分别设定了不同的能源消费增长和利用模式,具体描述如下。
表2情景定性描述表下载原表
表2情景定性描述表
3.3数据来源及处理过程
重庆市化工行业总产值和增加值现状数据来自《重庆市统计年鉴》(2005-2012),化工行业未来总产值数据来自《重庆市化工行业三年振兴规划》;行业内部结构现状数据来自《重庆市化工行业统计公报》(2005-2010);化工行业分能源品种能源消耗量数据来自《中国能源统计年鉴》(2005-2012);各主要耗能产品产量数据来自《重庆市统计年鉴》(2005-2012);各主要高耗能产品综合能耗参照《中国化学工业年鉴》、《中国低碳发展报告2011~2012》、高耗能产品能耗限额标准(由国家标准化管理委员会制定和颁布)和《能效及可再生能源项目融资指导手册(2008)》,各主要高耗能产品未来所采用的工艺比例和能源消耗参考《2050中国能源和碳排放报告》中的设置,不同的情景将设置不同的技术参数;各种一次能源的二氧化碳排放因子以及各主要耗能产品工业过程与产品使用的排放因子均来自《省级温室气体清单编制指南》,电力的二氧化碳排放因子参考中国国家发改委每年公布的“中国区域电网基准线排放因子的公告”,蒸汽的二氧化碳排放因子通过重庆市的能源平衡表间接计算得到,单位尿素吸收的二氧化碳量用尿素的碳含量(12/60)乘以二氧化碳与碳的转换因子(44/12)得到。主要耗能产品的单价参照中国化工产品网的报价。
3.4结果分析
3.4.1绝对减排潜力
(1)行业总体排放情况
通过模拟计算,重庆市化工行业未来的二氧化碳排放量如下图1所示。
图1重庆化工行业各情景二氧化碳排放总量
图1重庆化工行业各情景二氧化碳排放总量下载原图
随着石油化工的引进,未来重庆化工行业将进入一个飞速发展的阶段。三个情景的二氧化碳排放总量都呈明显的上升趋势,但由于所采取的结构调整和技术改进措施不同,二氧化碳排放总量上升的幅度有所不同。
BAU情景中,由于精细化工比例不高,到2020年只为45%,技术进步率有限,二氧化碳排放上升幅度最大。2015年和2020年的二氧化碳排放量分别为2005年的7.5和13.3倍。
节能情景中,化工行业的精细化工比例相比BAU情景有所提高,到2020年达到50%,工艺设备的技术进步也更显著。2015和2020年二氧化碳排放总量比BAU情景分别低492万吨和1338万吨。
低碳情景中,化工行业的精细化比例进一步提高,到2020年达到55%左右,主要耗能产品的技术水平达到或接近国际先进水平。2015年和2020年二氧化碳排放总量比BAU情景分别低985万吨和2644万吨。
(2)主要耗能产品排放情况
2005年,合成氨、烧碱、纯碱、甲醇和钛白粉这五种主要耗能产品合计的二氧化碳排放量占重庆市化工行业总体二氧化碳排放的46.5%。未来由于化工行业产品结构的调整,高能耗产品产出占化工行业的比例越来越低,加上化工行业工艺技术的改善,尤其对主要耗能产品进行的技术改造,使得主要耗能产品的二氧化碳排放量在重庆化工行业二氧化碳排放总量中所占的比重越来越低,见下图2:
图2八种主要耗能产品合计二氧化碳排放占化工行业总体比重
图2八种主要耗能产品合计二氧化碳排放占化工行业总体比重下载原图
BAU情景中,2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重为29.7%,到2020年降低到18.4%。
节能情景中,2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重降至26.2%,到2020年进一步降低到16.7%。
低碳情景中,2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重为22.0%,到2020年进一步降低到15.2%。
虽然未来各情景主要耗能产品的二氧化碳排放占化工行业总体的比重有所下降,但仍在化工行业中占有重要的地位,未来在进行产品结构调整的同时,主要耗能产品的节能减排仍将是化工行业实现二氧化碳减排的重要方面。
3.4.2相对减排潜力
(1)行业总体相对减排潜力
重庆市化工行业未来的二氧化碳排放强度(万元GDP二氧化碳排放量)如下图3所示。
图3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度
图3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度下载原图
与排放总量显著上升形成鲜明对比的是,重庆化工行业的二氧化碳排放强度下降明显。原因在于重庆化工行业在未来十年将进入一个飞速发展的阶段,2020年重庆化工行业的增加值相比2005年将增加30倍。而由于对高耗能产品规模的控制,精细化工比例的大幅提高,化工行业内部结构得到不断优化;同时由于化工行业的能效水平不断提高,到2020年逐步接近或达到国际先进水平,使得三个情景中,2020年重庆化工行业的二氧化碳排放总量相比2005年分别只增加了13.3、11.6和9.9倍。从而导致三个情景化工行业的二氧化碳排放强度均有较大幅度的下降。各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低幅度见下表3。
表3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低百分比下载原表
表3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低百分比
(2)主要耗能产品相对减排潜力
随着节能减排技术的不断改进和推广,未来重庆市化工行业各主要耗能产品的单位二氧化碳排放量将不断降低,由于篇幅有限,本文仅以合成氨为例进行分析。
重庆市合成氨均以天然气为原料,2005年重庆市大型天然气制合成氨的比重仅为3.8%。单位合成氨二氧化碳排放量为3.0吨。若扣除末端尿素固碳量,则2005年单位合成氨二氧化碳排放量为2.7吨。未来由于大型天然气制合成氨所占比重越来越高,使得重庆市未来单位合成氨二氧化碳排放显著降低,见下图4和图5。
图4单位合成氨二氧化碳排放量
图4单位合成氨二氧化碳排放量下载原图
图5单位合成氨二氧化碳净排放量(去除尿素固碳)
图5单位合成氨二氧化碳净排放量(去除尿素固碳)下载原图
BAU情景中,2015年大型天然气制合成氨的比重达到50%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的6.7%,单位合成氨二氧化碳排放降低到2.2吨;2020年大型天然气制合成氨的比重达到80%,合成氨二氧化碳排放只占化工行业总排放量的3.8%,单位合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.8吨。
节能情景中,2015年大型天然气制合成氨的比重达到60%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的5.3%,单位合成氨二氧化碳排放降低到2.0吨;2020年大型天然气制合成氨的比重达到90%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的2.9%,单位合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.6吨。若扣除末端尿素固碳量,2015年和2020年重庆市合成氨的二氧化碳排放量分别可减少117.3万吨和146.7万吨,单位合成氨二氧化碳排放分别降低到1.1吨和0.7吨。
低碳情景中,2015年大型天然气制合成氨的比重达到70%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的3.8%,单位合成氨二氧化碳排放降低到1.8吨;2020年大型天然气制合成氨的比重将达到100%,合成氨二氧化碳排放总量仅占化工行业总排放的2.3%,吨合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.5吨。
4结语
减少二氧化碳排放方法范文4
关键词:SML指数;CO2排放绩效;技术进步;技术效率
中图分类号:F205 文献标识码:A 文章编号:1003-5192(2012)02-0057-05
Spatial Difference and Causes Research on Continuous Total FactorCO2 Emission Performance in China――Based on Sequential Malmquist-Luenberger Index Analysis
YOU Jian-xin1, CHEN Zhen1, ZHANG Ling-hong1, MA Jun-jie2
(1.School of Economics and Management, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2.School of Law, Tongji University, Shanghai 200092, China)
Abstract:Based on the literature, SML(Sequential Malmquist-Luenberger)Index is adopted to estimate the continuous CO2 emission performance of provinces in China from 1998 to 2009. And, the regional difference of this performance and the influential factors are analyzed. As the research results, we found that: The increase of CO2 emission performance of provinces in China are all contributed by technical change; Regarding the influential factors to the CO2 emission performance, R&D professionals, regional economic development, industrial structure all offers a significant positive effect, while energy intensity, energy structure both presents a significant negative effect, and the intensity of R&D plays an insignificant influence as indirect moderating effect.
Key words:SML index; CO2 emission performance; technical change; technical efficiency
1 引言
全球气候变化是当今社会最严峻的问题之一。随着世界经济社会的不断发展,温室气体(以CO2为主)排放持续上升,环境气候问题凸现,从科学角度出发,必须大幅度减少全球二氧化碳排放。经济增长与碳减排之间的矛盾日趋尖锐。但是,中国目前仍是一个发展中的国家,在确保经济稳步发展的同时如何实现2020年碳排放强度相比2005年减少40%~45%的减排目标是摆在面前的又一难题,根本出路只有大力发展低碳经济,有效提高能源使用效率和二氧化碳排放绩效。因此,科学精确地评估我国二氧化碳排放绩效现状,深入分析我国二氧化碳排放的历史、空间差异,是挖掘其主要影响因素的首要条件,是进一步开展各类减排活动和制定各种政策的基础。
迄今为止,国内外对碳排放绩效的研究尚仍处于起步阶段,从要素投入角度可以将现有研究划分为单要素碳排放绩效研究和全要素碳排放绩效研究。Ramanathan认为应该从整体的角度,将所有相关的变量,如经济活动、能源消耗和CO2排放放在一起构建绩效评价指数更为合适[1],即“全要素”的思想。环境DEA技术即Malmquist-Luenberger指数被广泛应用于评价的全要素环境绩效和二氧化碳绩效。Chung et al.首次将 Malmquist-Luenberger 技术应用到宏观层面[2],随后, Kortelainen运用ML技术估算了欧盟20个国家的动态环境绩效(CO2)[3];Zhou et al.首次将CO2排放绩效作为一个独立于环境绩效的概念进行研究,通过运用ML指数估算了1997~2004年期间18个国家动态的CO2排放绩效[4];陈诗一通过构建动态(节能减排) 行为分析模型对我国工业节能减排损失和收益进行了预测[5];王群伟等应用Zhou et al.的环境DEA方法对中国二氧化碳排放绩效进行评估并分析了区域差异和其影响因素[6];王兵等运用SBM方向性距离函数和ML指数测度了考虑资源环境因素下中国1998~2007年30个省份的环境效率、环境全要素生产率及其成分[7];刘明磊等运用非参数距离函数方法对能源消费结构约束下的我国省级地区碳排放绩效水平和二氧化碳边际减排成本进行了研究[8]。
综上文献,在测度全要素环境绩效和二氧化碳排放绩效时都是运用了基于方向性距离函数的Malmquist指数或ML指数,在计算距离函数时均以当期观测值来构造生产边界,每一年的投入和产出是被割裂开的,是一种割裂的非连续的绩效测算方法。一般来说,在宏观经济视角下技术总是进步的,至少维持在原有水平不会倒退,传统的ML指数计算方法通常会得出长期的技术退步[9]。为了防止出现技术退步这一缺陷,本文通过借鉴Donghyun and Almas[10]序列DEA的思想,基于省际面板数据,运用SML指数方法对我国1999~2009年各省市二氧化碳排放绩效指数进行估算,同时降解为技术进步指数和技术效率指数进行深入分析,根据结果讨论其空间差异并通过运用面板数据模型探索其差异形成的主要成因。
2 变量、数据及方法
2.1 变量选取与数据处理
假设投入指标为资本(K)、劳动力(L)和能源(E),产出指标为期望产出地区生产总值(y)和非期望产出二氧化碳(b),则生产过程可描述为
P(K,L,E)={(y,b)∶(K,L,E;y,b)∈T}(1)
样本及数据选取考虑实证的需要和数据的可得性,观测区间为1999~2009年面板数据,由于和海南数据缺失过多将其剔出,而计算资本存量时重庆与四川一起方便统计,故样本为中国28个省市自治区。资本存量计算是在单豪杰[11]基础上根据其资本存量计算方法测算补充了2008~2009年数据。劳动力是各地区年初、年末就业人数的算术平均值。能源投入是分别将各地区消耗的煤炭、石油、天然气根据各自能源标准煤折算系数统一换算为标准煤加总。各省市GDP是根据各省区市GDP平减指数将名义GDP转化为以1952=100 的价格。CO2分别将煤炭、石油、天然气换算成标准煤,借鉴徐国泉[12]碳排放折算系数再分别将其转换为后加总。相关数据来源于《中国统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》。投入产出数据描述性统计见表1。
在具体测算过程中,已有研究均是通过运用方向距离函数对期望产出和非期望产出进行主观处理,如Zhou et al.[4]和王群伟[6]采用了基于二氧化碳为导向的方向距离函数,而刘明磊等是通过将方向向量定义为g(gy,gb)=(0,-b),表示假设在保持经济产量不变的前提下,通过减少碳排放总量的增长率使评价达到有效,然而,我国目前的状况是经济在增长的同时碳排放量在增加,但是,主观上我们希望的是不断提高期望产出GDP增长率,同时尽可能减少非期望产出CO2排放量的增长率,因此,本文采用直接产出距离函数,即将DDF定义为D(x,y,b)=max{(1+β)y,(1-β)b∈P(x)},表示寻求经济产值增长率最大化的同时使得二氧化碳排放量增长率尽可能减少。旧经济模式是高增长、高消耗、高排放的模式,低碳经济是追求保证经济增长过程中尽可能地减少碳排放量的低碳、高增长的发展模式。而基于直接方向距离函数的SML指数正是主观上反映了经济增长的质量,期望实现真正的高效、环保的低碳经济发展模式。Zhou et al.认为这种方法可以用来估算某一个特定时期的各区域二氧化碳排放绩效[4],即为全要素生产率框架下的二氧化碳排放绩效。
3 中国省际全要素碳排放绩效测算及结果分析
SML计算方法与传统的ML测算方法相同,可以测算出我国各省市碳排放绩效指数(SMLCPI)并分解为技术进步指数(STE)和效率变化指数(SEF),由于篇幅所限,详细技术可参见Chung et al.[2]和Donghyun and Almas[10]的文章。
3.1 我国CO2排放绩效总体趋势分析
从全国平均来看,SML指数估算CO2排放绩效指数、技术进步指数、效率变化指数总体平均值为1.00732、1.008874、0.998511,表明1999~2009年中国二氧化碳排放绩效增长率为0.732%,技术进步率为0.8874%,效率变化率为-0.149%;总体碳绩效平均值大于1,说明近10年来,我国碳排放绩效总体上是不断提高的;效率变化指数平均值小于1,说明随时间推移各省市之间追赶效应在弱化,经济差距在拉大;技术进步指数平均值大于1,显示技术进步是我国各地区碳排放绩效增长的主要动力。计算结果总体变化趋势如图1所示。
从图1可见,绩效降低的年份只有2004、2005年,与王群伟等[6]估算结果2003~2005碳排放绩效都有所下降不同,此处2003年技术进步规避了效率降低带来的负面效应,碳排放绩效总体有所提高,2004、2005年二氧化碳排放绩效总体下降的主要原因是技术效率的降低。究其原因可能是因为“十一五规划”中后期显示出过度重工业化特征,特别是2003 年后,我国的重化工业化趋势再度显现,中国的能耗和排放再次大幅增长[13]。
3.2 我国各省市碳排放绩效空间差异分析
根据估算结果,为了方便分析,将我国各省市大致分成三类。
第一类,碳排放绩效大于1,且主要是由于技术进步和效率提高的共同作用,如北京、天津、山西、黑龙江、上海、安徽、湖北、湖南、广西、包含重庆在内的四川、贵州;第二类,碳排放绩效大于1,但主要原因是技术进步的作用抵消掉了效率降低的影响而使得碳排放绩效提升,如河北、内蒙古、吉林、江苏、浙江、山东、广东、陕西和甘肃;第三类,碳排放绩效小于1,如辽宁、河南、云南,但是三者成因各不相同,辽宁主要是技术进步指数降低导致,河南绩效降低是效率降低的影响大于技术进步的作用,而云南则是由于技术退步和效率降低共同导致。
从各省市变化情况来看,多数省份效率较低,可能存在只重视技术进步这一硬性因素而忽视了影响效率变化的管理机制等软性因素所造成的,因此,接下来将以SML指数运算结果对各省份碳排放差异进行分析。
4 中国省际全要素碳排放绩效空间差异成因分析
通过运用SML指数方法估算了我国各省市二氧化碳排放绩效(SMLCPI),从时间和空间两个纬度对其进行了深入分析,但是,我们更想知道导致其差异的主要原因有哪些。如上所述,省际间的技术进步对碳排放绩效贡献影响很大,众所周知,R&D投入是衡量技术进步水平的关键指标,而本国的R&D投入是一种受商业或国家利益驱使的广义上的人力资本投资[14],在本文特指R&D人员RD和R&D强度RG。除此之外,综合考虑前人的研究,考虑二氧化碳排放的主要影响因素,选取经济发展、能源强度、产业结构和能源结构四个指标,因此,分别从技术进步水平、经济发展水平、能源强度和结构因素四个方面六个指标对我国省际二氧化碳排放绩效差异的成因进行考察诠释。在此基础上选取我国各省市1999~2009数据构建了我国二氧化碳排放绩效影响因素研究的面板模型(3),表3给出了计量模型相关变量的数据来源与处理方法。
此处,对回归模型(3)采用固定效应模型运用一般最小二乘法进行估计,结果显示,调整后R2为0.74816, 拟合度较高。R&D强度对二氧化碳排放绩效影响不显著,表明近阶段研发投入没有显著向能源环境研究领域侧重;R&D人员对二氧化碳排放绩效有很大促进作用,系数为0.190109,且在5%显著水平下显著,表明在很大程度上R&D人员对降低碳排放绩效作用很大,主要原因可能在于R&D人员可以促进技术进步,通过知识溢出提高当地技术水平,从而促进碳排放绩效的提高;经济发展水平对二氧化碳排放绩效亦有正效应,系数为0.020228,且在1%显著水平下显著,即表明经济发展水平越高,相应的碳排放绩效越高;能源强度和能源结构对碳排放绩效呈现负效应,系数分别为-0.024007和-0.052750,且分别在1%和10%显著水平下显著,即表明能源强度越高、煤炭消耗占能源消耗比重越高,相应的二氧化碳排放绩效越低;产业结构对二氧化碳排放绩效影响也是正向效应,系数为0.295127,在1%显著水平下显著,表明产业结构调整对碳排放绩效提高也有显著影响。此外,笔者将R&D强度与其它解释变量做了面板回归检验,R&D强度分别对经济发展水平、能源强度和能源结构影响显著,表明现阶段我国R&D投入是通过不断提高经济发展水平、降低能源强度、优化能源结构来间接促进二氧化碳绩效的提高,呈现间接调节作用。
5 结论及政策建议
通过运用基于直接距离函数的SML指数对1999~2009年我国各省市碳排放绩效进行估算,并将其降解为技术进步指数和效率变化指数,从时间和空间两个纬度对运算结果进行深入分析,进而通过运用面板数据构建了我国碳排放绩效影响因素计量模型挖掘其差异形成的主要原因。
研究结果表明:第一,从总体发展趋势上看,我国1999~2009年二氧化碳排放绩效指数SML平均值大于1,效率变化指数SEF平均值小于1,技术进步指数STE平均值大于1,表明过去10年我国碳排放绩效呈改善趋势,技术进步是我国各省市碳排放绩效增长的主要动力;第二,根据各省市碳排放绩效、技术进步指数和效率变化指数的空间差异将我国各省市大致分成三类进行研究,可以看出我国各省市需要继续强化技术进步外更应该重视软实力研究;第三,我国二氧化碳排放绩效主要影响因素中,R&D人员、经济发展水平、产业结构显示显著正的效应,每增加一个单位将导致二氧化碳的排放绩效分别提高0.190109、0.020228、0.295127个单位;而能源强度、能源结构对碳排放绩效影响呈现逐负效应,每增加一个单位将导致二氧化碳的排放绩效分别降低0.024007和0.052750个单位;此外,R&D强度对二氧化碳影响不显著,但是R&D强度分别对经济发展水平、能源强度和能源结构影响显著,存在间接调节作用。
上述结论对于政策的制定有一定的启示:针对第二类地区,存在效率降低的问题,需要不断提高自身“软”性因素,在未来的发展中应该更加重视鼓励技术效率的提高,不断提高人员素质和管理水平,重视“软”实力的提升;针对第三类地区,仍然要下大力气在技术进步上,技术进步是提高碳排放绩效的关键,此外,也要注重“软”实力的提升。另外,各省市都应该持续加大研发资源投入,在R&D投入方面,将R&D人才的引进作为发展的前提,做好相关配套,要做到引得进、留得住;应该持续不断提高R&D强度,同时在未来的工作中对能源环境领域的R&D投入要有所侧重,不断创新改善能源环境技术,从正面促进二氧化碳排放绩效的提高;应该保证经济稳步增长,迅速转变经济增长方式,注重技术投资,尤其是能源环境技术。不断优化产业结构,提高第三产业的比重,鼓励发展服务业。但是,我们在扩大第三产业比重的同时需要注意提高服务人员的素质,普及低碳理念、增强低碳意识。加快能源结构调整,尽可能降低一次能源的使用率。
参 考 文 献:
[1]Ramanathan R. Combining indicators of energy consumption and CO2 emissions: a cross-country comparison[J]. International Journal of Global Energy Issues, 2002, 17(3): 214-227.
[2]Chung Y H, Fre R, Grosskopf S. Productivity and undesirable outputs: a directional distance function approach[J]. Journal of Environmental Management, 1997, 51(3): 229-240.
[3]Kortelainen M. Dynamic environmental performance analysis: a malmquist index approach[J]. Ecological Economics, 2008, 64(4): 701-715.
[4]Zhou P, Ang B W, Han J Y. Total factor carbon emission performance: a malmquist index analysis[J]. Energy Economics,
2010, 32(1): 194-201.
[5]陈诗一.节能减排与中国工业的双赢发展:2009-2049[J].经济研究,2010,(3):129-143.
[6]王群伟,周鹏,周德群.我国二氧化碳排放绩效的动态变化、区域差异及影响因素[J].中国工业经济,2010,(1):45-54.
[7]王兵,吴延瑞,颜鹏飞.中国区域环境效率与环境全要素生产率增长[J].经济研究,2010,(5):95-109.
[8]刘明磊,朱磊,范英.我国省级碳排放绩效评价及边际减排成本估计:基于非参数距离函数方法[J].中国软科学,2011,(3):106-114.
[9]Shestalova V. Sequential malmquist indices of productivity growth: an application to OECD industrial activities[J]. Journal of Productivity Analysis, 2003,19(2): 211-226.
[10]Donghyun O, Almas H. A sequential malmquist-luenberger productivity index: environmentally sensitive productivity growth considering the progressive nature of technology[J]. Energy Economics, 2010, 32(9): 1345-1355.
[11]单豪杰.中国资本存量K的再估算:1952-2006年[J].数量经济技术经济研究,2008,(10):17-31.
[12]徐国泉,刘则渊,姜照华.中国碳排放的因素分解模型及实证分析:1995-2004[J].中国人口资源与环境,2006,16(6):158-161.
减少二氧化碳排放方法范文5
温室效应导致全球变暖,已是不争的事实。形势真的无法逆转吗?美国《时代》周刊列举50项措施为地球“降温”,其中一些只是举手之劳。
电器篇
关掉电脑――
屏幕保护程序不等于环境保护程序。美国能源部的数据显示,家庭中75%的用电都耗在使电视、电脑和音响等保持待机状态上。平均一台台式电脑(不包括显示器)每天耗电60瓦~250瓦。如果一台电脑每天使用4小时,其他时间关闭,那么每年能为你节省70美元,且能减少83%的二氧化碳排放量,即每年63 kg二氧化碳。
呵护热水器――
提高家庭用热效率,方法非常简单,比如给你家热水器一个温暖的“拥抱”――包一层隔热毯,成本只需几十元钱,但可以使你家每年减少约113 kg的二氧化碳排放量。
大多数热水器使用5年后,内部隔热性能会变差,损耗热量,浪费能源。所以,摸一下热水器表面,如果能感觉到温热,就给它穿件“外套”吧。
出行篇
让工作地点离家近一点――
开车上班,浪费时间也浪费能源。看来,惟一的解决办法就是把家搬到办公室隔壁。可要是让办公室离你家近一点呢?
这种概念称作“最近交换”。如果一家公司在地铁线路覆盖区域内有多家分支机构,这种概念就能非常好地运用并发挥作用。美国华盛顿州西雅图市的软件开发工程师吉恩・马林斯设计了一个项目,帮助公司把工作地点靠近员工居所,大量节省上下班路上花费的时间。
对员工而言,能够逃离上下班高峰期的拥堵是公司给予的最好奖赏。一样的报酬,一样的工作,谁不愿意少花点时间在路上?
选乘公交车――
交通产生的二氧化碳占美国二氧化碳排放量30%以上,减少此类排放量的最好办法之一是:乘坐公交车。美国公共交通联合会称,公共交通每年节省约63.6亿升天然气,这意味着能减少150万吨二氧化碳排放量。
网上支付账单――
为避免在发薪日开车去银行,排放不必要的二氧化碳,要求雇主直接将薪水划到你的账户上。
在网上进行银行业务和账单操作,不仅能够挽救树木,还能减少运输纸质文件所耗能源。根据贾夫林战略研究机构的估算,如果每户美国家庭都用网络支付账单,那每年将减少16亿吨纸张消耗和210万吨温室气体排放。那网上支付的安全问题呢?不必担心。忽略那些引诱你说出个人信息的邮件,提防那些未经授权的机构发来的账单,你的信用卡账户就能处于较安全的状态。
衣食篇
解下领带――
2005年夏天日本商界可谓“凉爽”。白领纷纷脱下他们标志性的深蓝色职业装,换上领子敞开的浅色衣服。这是日本政府为节约能源所作的一部分努力。那年夏天,政府办公室的温度一直保持在28℃。
整个夏天,日本因此减少排放二氧化碳7.9万吨。
挂根晾衣绳――
洗衣时用温水,而不要用热水;尽可能选用高效洗衣机,因为一台新洗衣机耗费的能量是旧洗衣机的1/4。衣服洗净后,挂在晾衣绳上自然晾干,不要放进烘干机里。这样,你总共可减少90%的二氧化碳排放量。
居住篇
栽种竹类植物――
竹类植物的生长速度很快,与蔷薇科植物比,它能吸收更多的二氧化碳。如果可能,在院子里种一片竹子,在家里养一些竹类花卉,都可以很好地发挥竹类作为碳化物吸收器的功能。
打开一扇窗――
一个美国人每年制造约25吨二氧化碳,这些二氧化碳大部分来自家庭。怎样减少这个数字?有一些简单有效的方法:打开一扇窗户,取代室内空调;夏天使用空调时,温度稍微调高几度,冬天则低几度;开空调时把门窗堵严;墙壁和天花板都作隔热处理;等洗碗机装满后再启动;安装流量小的淋浴花洒……这样,等到年底,你的房子将仅排放1814.4 kg二氧化碳。
生活篇
换上节能灯――
家庭中最受宠的节能高手,非紧凑型荧光灯(CFL)莫属。这种小型日光灯诞生于20世纪90年代中期,虽然价格比普通白炽灯泡贵3倍~5倍,但耗电量只有后者的1/4,而且使用寿命一般可达数年。此外,紧凑型荧光灯还有一个优点 :它在打开的瞬间不会频闪。
拒绝使用塑料袋――
超市的塑料购物袋,最后一般都作为垃圾用掩埋法处理。每年全球要消耗超过5000亿个塑料袋,其中只有不到3%可回收。减少塑料袋污染的办法就是,以布袋或者可分解植物原料制成的袋子取代塑料袋。下次去杂货店的时候,别忘记带袋子。
举办绿色婚礼――
减少二氧化碳排放方法范文6
长期以来,碳捕捉与封存技术(carbon capture and storage,CCS)被视为应对全球变暖的一种重要方案,即从工业生产或燃烧化石燃料所产生的气体中分离出二氧化碳,然后注入一定深度的地下岩层中封存。通常选择的封存地点是废弃油气田等,但一些专家担心,这些气体将来还会泄漏回地面,技术安全性有待验证。
与水混合注入地下
为此,美国和欧盟的一些机构从2012年开始在冰岛实施名为“碳固定”的试点项目。冰岛有多座活火山,火山喷发形成的玄武岩广泛存在于地下,这种岩石的钙、镁、铁含量高,可与二氧化碳发生化学反应,生成固态的碳酸盐矿物质。
这个项目由美国哥伦比亚大学、冰岛大学、冰岛雷克雅未克能源公司、英国南安普敦大学等机构联合实施,研究人员先把此前收取的二氧化碳与水混合,然后注入到地下400米至800米深处的玄武岩层中。
科学家希望玄武岩能够储藏及永久矿化大量的气体。在玄武岩中,溶解的二氧化碳能够与钙和镁发生化学反应,并在数十年中形成石灰岩。
一些专家原以为相关化学反应需经过数百年乃至数万年才能完成,但最新研究显示,这一化学反应的速度比此前预测的要快得多。
“我们的研究结果显示,所注入的二氧化碳含量的95%至98%在不到两年的时间内便发生了钙化(即转化为固态碳酸盐),”论文第一作者、南安普敦大学地质工程学副教授于尔格・马特(Juerg M. Matter)在一份声明中说,“这个速度非常令人吃惊。”
缺点是消耗大量水
马特说,固态碳酸盐矿物质没有泄漏风险,因而这种方式可以永久且对环境无害地封存二氧化碳。玄武岩是地球上最常见的岩石类型之一,在世界许多地方的大陆边缘地带广泛存在,因此有潜力用于大量封存二氧化碳。
但专家也表示,用上述方法将二氧化碳注入玄武岩层之前,需先把二氧化碳与水混合,因而所需用水量非常大,封存1吨二氧化碳需要大约25吨水。未来可以探索使用海水来解决这个问题。
“碳固定”是一个小型试点项目,目前冰岛雷克雅未克能源公司正在开展更大规模的试验,把一个从地热发电厂捕捉的近5000吨二氧化碳封存到地下。研究人员认为,这种新型固碳技术将会提高公众对碳捕捉与封存技术的接受度。
背景链接
由于过度使用化石原料产生了过多二氧化碳,而人类无法消费多出的庞大部分,所以造成了一系列气候和生态问题,于是碳捕捉与封存概念应运而生。
碳捕捉与封存技术是指将大型发电厂所产生的二氧化碳收集起来,并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济可行的方法。因此,完成封存仅是成功的一半,科学家和工程师还必须找出如何从工业设施里捕获二氧化碳,并以最节约成本的方式将它们运输到隔离地点。
二氧化碳封存的方法有许多种,一般说来可分为地质封存和海洋封存两类。地质封存一般是将二氧化碳注入地质结构中,这些地质结构可以是油田、气田、咸水层以及无法开采的煤矿等。研究表明,二氧化碳性质稳定,可以在相当长的时间内被封存。若地质封存点经过谨慎地选择、设计与管理,注入其中的气体可以封存1000年以上。海洋封存是指将二氧化碳通过轮船或管道运输到深海海底进行封存。
二氧化碳的捕捉方式主要有三种:燃烧前捕捉、富氧燃烧和燃烧后捕捉。捕捉到的二氧化碳必须运输到合适的地点进行封存,可以使用汽车、火车、轮船以及管道进行运输。而且即使一个碳矿化产业能够启动,要在全球技术水平上建立它,将需要完成一个重建石油工业规模的任务量。
作为一项新的减排技术,碳捕捉与封存技术尚处于研发阶段,并未开始大规模商业推广,在技术上和制度上都存在着许多问题和障碍。在政策法规方面,对于碳捕捉与封存技术的应用,特别是二氧化碳的运输与封存,缺乏明确的监管监测,相关法律法规将会成为严重的阻碍。