北京市碳排放清单研究与核算

　　当前，我国正处于快速的城市化、工业化进程中，经济高速增长与环境约束之间的矛盾也愈发尖锐，加上温室气体减排指标带来的外部压力，使得中国必须转变经济增长方式，走低碳经济的发展道路。城市是低碳发展的主要执行单元，积极推进低碳城市建设，不仅符合全球“低碳化”的发展趋势，也是落实国家提出的温室气体减排目标的必然要求。早在2008 年初，建设部就与 WWF( 世界自然基金会) 联合推出“低碳城市”模式，并在上海和保定两市进行相关试点。后来，北京、河北、上海、江苏、浙江、广东、山东、四川等省市也纷纷推出低碳城市建设规划。

　　北京作为首都，也是我国城市环境规划的重点区域，其城市环境在我国环境改革中具有十分重要的战略地位。所以，核算北京的碳排放清单、探索北京这一城市的低碳发展模式对于全国都有着十分重要的示范意义。

　　1 碳源分析

　　碳源( Carbon Source) 指造成温室气体排放的任何过程或活动，其数量用二氧化碳当量 CO₂e 表示。本研究中，城市区域核算时，主要考虑化石燃料燃烧和逸散过程、工业过程 、农牧业过程以及废弃物处置四大过程产生的 CO₂、CH₄、N₂O 这 3 种温室气体。并且按照中国气象局提供的CH₄以及N₂O当量换算方法将这两种气体换算为CO₂气体进行计算。

　　能源过程包含一次能源的消费以及生产过程中燃料的逸散过程中带来的的排放。工业生产过程选择计算水泥生产以及钢铁生产过程中的所产生的二氧化碳排放。农业则侧重于畜牧业当中，动物反刍以及肠道发酵过程还有的动物粪便中甲烷排放。废弃物处理过程分为废水处理以及固体废弃物处理，固体废弃物处理细分生活固体废弃物和工业固体废弃物。碳汇核算时利用《2006年国家温室气体清单指南》当中提供的分类方法分类并计算。

　　２ 核算方法

　　根据编制的北京市温室气体排放清单，本研究采用IPCC 国家温室气体核算方法，分析北京市2000-2011年温室气体排放结构与变化量。温室气体的排放核算主要包括能源活动、工业活动、农业活动、废弃物处理以及林业、湿地过程温室气体排放的估算，具体核算方法如下：能源燃烧的温室气体排放核算主要根据《2006 IPCC国家温室气体清单指南》（下文称《06指南》）中推荐的缺省方法一。其中化石燃料燃烧产生的温室气体包括燃烧过程排放的 CO₂和火力发电过程排放的 N₂O，此外，还对生燃烧 CH₄排放和燃料溢散过程 CH₄排放进行了估算。工业过程中非化石燃料燃烧引起的排放，主要来自水泥、钢铁生产过程的化学反应。水泥的生产过程碳排放量是最大的，因此，本研究中主要考虑水泥生产过程碳酸钙的分解产生的温室气体，温室气体种类此处主要考虑CO₂的排放。根据中国气候变化国别研究组提供的方法进行计算。农业活动中温室气体来源主要包括反刍动物消化道和动物粪便管理过程的CH₄排放，以及农田及动物粪便施用过程中 N₂O 的排放。本研究中主要考虑反刍动物消化道、水稻田的 CH₄排放，采用的方法包括《06指南》推荐的方法一。固体废弃物处置过程中 CH₄的排放主要考虑四个方面：城市生活固体废弃物处置、工业固体废弃物处理、城市生活污水和工业生产废水。其中生活污水和工业废水的核算方法主要根据《06 指南》推荐的方法一；由于国内主要以填埋作为废弃物处理方式，城市生活和工业固体废弃物 CH₄排放的估算主要计算的是废弃物填埋过程的温室气体 CH₄的排放。

　　3 温室气体排放现状分析

　　根据如上所述方法，计算得到北京市 1997-2008年温室气体排放量，北京市的碳排放量一直呈现出上升的趋势，由2000年的9.543*107（二氧化碳当量）上升到2011年的13.514*107（二氧化碳当量）。增长速度自2004年之后有所放缓，这正与北京市2004年开始放缓工业发展进程、工厂外迁，并且大力发展第三产业有关。另外，在2000-2011年间，北京市煤炭消费的碳排放呈先增后减的趋势，石油消费的碳排放在2006年出现一次剧增，这与2006年汽车市场转暖、销量上升有一定关系。天然气的产量则一直保持平稳增长的态势。废弃物碳排放量在2005年出现小幅上升的波动，在其他年份则保持持平。农牧业过程温室气体排放量略微下降。碳汇吸收CO₂能力比较稳定，未出现较大波动。

　　我们利用《06指南》里的方法对北京一次能源消费过程中产生CO2的量进行了核算，得出结论，目前煤炭消费产生的CO₂的量居于第一位，占到一次能源消费总量的53.45%，其次是石油和天然气，分别占了总一次能源消费总量的32.82%、13.73%。一次能源消费产生的排放量在北京市二氧化碳排放总量中占到44.37%，排第一位。这反映了目前煤炭消费所带来的CO₂排放量占了北京地区的温室气体CO₂排放当量的绝大部分。正反映了我国目前以煤炭消费为主的一次能源消费结构，以及煤炭在作为我国能源的基石的同时，也带来了大量的温室气体排放。

　　自2008年开始，北京天然气的消费量快速上升，目前已经是北京市能源消费结构中不可或缺的一部分，与此同时，目前北京市排放温室气体的CO₂当量占总体的排放量的11.28%。

　　工业过程当中分为两部分，即水泥生产和钢铁生产。截至2011年底，北京市统计规模以上的水泥企业24家，水泥年产量911.5万吨。而水泥生产带来的温室气体的排放量随着水泥产量的走势呈现先增后减的趋势。2000-2006年期间，北京市水泥生产的CO₂排放量呈上升趋势，自2006年往后则一路下降。钢铁工业的CO₂排放量自2000年来先增后减，2007年达最高值15.14*104吨之后,随着奥运会的临近,北京市区内大量的大型钢铁企业迁出,从而使得钢铁的温室气体排放量下降。但总的来说，钢铁企业的排放量在温室气体排放总量中所占的比重并不大。

　　此外，北京地区并没有进行水稻的种植活动，而北京地区主要的农作物生产比如小麦、玉米、大豆的种植并没有二氧化碳排放的产生，农作物部分的温室气体排放可以忽略不计。北京市湿地的温室气体的排放则较为平稳，目前北京的湿地总面积为3.436万公顷，占北京辖区面积的1.93%，其中大部分为人工湿地，占湿地总面积的85.5%。每年排放出甲烷气体的二氧化碳当量为11.3*104吨。

　　在2011年，一次能源消费和发电过程的碳排放量占到总量的85.489%，可以说是最主要的两大碳源。在工业过程中，2011年的水泥生产过程碳排放量占到工业过程总量的95%以上，而钢铁生产过程仅占到5%左右，可以说是微乎其微的。

　　自2009年以来，北京市节能降耗工作取得了一定实效，能源消费弹性系数和能源强度不断下降，导致碳排放强度不断降低。因此，在北京市未来发展低碳经济的过程中应继续围绕国家2020年单位GDP的碳排放比2005年减少40%-50%的目标，设定相应的碳强度减排目标。

　　4 结论与建议

　　本文从定量的角度入手，制定城市温室气体排放清单，掌握了温室气体排放结构，并采用温室气体排放清单方法核算北京城市区域层面温室气体排放现状，确定北京市碳排放水平。

　　在本文中，温室气体排放的核算不仅仅限于CO₂核算，还包括N₂O和CH₄的排放; 除了主要能源活动和工业过程以外，还核算了废弃物处置过程、农业过程、畜牧业过程、湿地过程的温室气体排放，在核算气体的种类以及来源角度都进行了一定程度扩充，对于北京市节能减排政策的制定以及环境问题解决的研究都具有一定的意义。

　　根据北京市2000-2011年温室气体排放的变化情况，可以明确北京市未来发展低碳经济的工作重点，做到减少碳源排放和增加碳汇面积并重。“十二五”期间政策建议主要有: 

　　1.改善能源结构，大力发展清洁能源，尤其是天然气、核电、水电、风电和太阳能，逐步扩大清洁能源在能源消费中的比例，从而减少一次能源尤其是煤炭燃烧产生的温室气体排放量。

　　2.减少工业过程温室气体排放，尤其是控制六大高耗能产业的排放，限期淘汰落后产能和高能耗生产设备，提高行业准入门槛; 加强高新技术产业园区建设，大力发展信息、生物材料、新能源等高新技术产业，逐步替代传统重化工业，从而减少第二产业尤其是工业生产的温室气体排放量; 推进重点企业的燃煤锅炉改造以及重点节能工程的节能降耗工作，降低单位产品的能耗。

　　3.依托北京原有林业资源优势，通过造林和再造林，加强森林管理等措施增强森林碳汇。

　　（作者单位：中国石油大学（北京）工商管理学院）