低碳城市能源需求與碳排放情景的關(guān)聯(lián)研討
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1、低碳城市能源需求與碳排放情景的關(guān)聯(lián)研討 摘要以應(yīng)對(duì)氣候變化和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)為大背景,在分析中國(guó)城市能源需求和碳排放現(xiàn)狀與發(fā)展瓶頸的基礎(chǔ)上,探討了低碳城市未來(lái)可能的發(fā)展路徑問(wèn)題。選擇河南省濟(jì)源市作為研究開(kāi)展的案例城市,借助情景分析法和"脫鉤";概念模型,展示了濟(jì)源市在能源和碳排放約束條件下,到2030年不同情景的低碳發(fā)展圖景。認(rèn)為:第一,從需求角度來(lái)看,能源需求總量在基準(zhǔn)情景、低碳情景和強(qiáng)化低碳情景下均呈增長(zhǎng)趨勢(shì),由于驅(qū)動(dòng)因素的作用差異,基準(zhǔn)情景下能源需求量最大,強(qiáng)化低碳情景下最??;第二,從消費(fèi)角度來(lái)講,人均能源消費(fèi)量在不同情景下的變化趨勢(shì)各有特點(diǎn),其中低碳情景下可能在2020年前后出現(xiàn)拐點(diǎn),此
2、時(shí)人均能源消費(fèi)量約為16.9 tce/人,絕對(duì)值仍然較高;第三,從不同情景下減排潛力來(lái)看,低碳情景和強(qiáng)化低碳情景下仍具有較大的減排空間,例如2020年低碳情景下可能減排約741萬(wàn)t,強(qiáng)化低碳情景下約可減排1 790萬(wàn)t?;趯?duì)城市未來(lái)能源需求和碳排放的情景分析結(jié)果,給出了城市低碳發(fā)展的結(jié)論和政策建議:一是濟(jì)源市的能源需求若保持現(xiàn)有高速增長(zhǎng)趨勢(shì)是不可取的,低碳情景下和強(qiáng)化低碳情景下能源需求總量和增速有明顯改善;二是盡管在最嚴(yán)格的情景下,濟(jì)源市的人均能耗預(yù)測(cè)值仍然高于國(guó)際國(guó)內(nèi)其他城市的預(yù)測(cè),但由于其資源稟賦、產(chǎn)業(yè)定位等問(wèn)題,要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)仍存在著一定的挑戰(zhàn);三是濟(jì)源市的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)依靠工業(yè)生產(chǎn)拉動(dòng),對(duì)
3、于工業(yè)占比為絕對(duì)主導(dǎo)的這類(lèi)城市而言,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)和減排潛力釋放應(yīng)在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)格局的升級(jí)改造上。 關(guān)鍵詞低碳經(jīng)濟(jì);IPAT模型;脫鉤理論;情景分析 中圖分類(lèi)號(hào)F124.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1002-2104(2015)07-0048-08doi:103969/jissn1002-2104201507007 中國(guó)實(shí)現(xiàn)了幾十年來(lái)經(jīng)濟(jì)的連續(xù)高速增長(zhǎng),已經(jīng)出現(xiàn)了資源供需緊張和環(huán)境負(fù)荷嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,同時(shí)仍處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程當(dāng)中,加之"富煤貧油少氣";的資源稟賦特征和能源利用結(jié)構(gòu),低碳的發(fā)展道路成為必然。城市承載了各項(xiàng)生產(chǎn)和生活活動(dòng),造成對(duì)化石燃料的大量消耗和CO2等溫室氣體
4、的主要排放,理應(yīng)成為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要平臺(tái)和關(guān)鍵區(qū)域,城市未來(lái)的發(fā)展面臨著能源需求的巨大壓力和碳排放的嚴(yán)格限制,因此必須要有適當(dāng)?shù)囊?guī)劃引導(dǎo)并能夠?qū)崟r(shí)對(duì)照檢查【1】。在對(duì)低碳城市未來(lái)能源需求和碳排放的相關(guān)研究中,情景分析法是一種常用的分析方法,通過(guò)構(gòu)建不同的發(fā)展目標(biāo),經(jīng)過(guò)嚴(yán)格推理,預(yù)測(cè)未來(lái)情形和向未來(lái)發(fā)展的過(guò)程。本文研究選擇河南省濟(jì)源市作為案例城市,考慮到其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征、能源消費(fèi)特點(diǎn)、環(huán)境負(fù)荷現(xiàn)狀等情況,對(duì)于研究城市的低碳轉(zhuǎn)型具有較強(qiáng)的代表性,旨在通過(guò)預(yù)測(cè)濟(jì)源市未來(lái)不同的能源需求和碳排放發(fā)展趨勢(shì),對(duì)城市的低碳發(fā)展之路提供借鑒和參考,為有效地評(píng)價(jià)指導(dǎo)碳減排實(shí)踐工作提供科學(xué)的理論依據(jù)和支持,將對(duì)低碳
5、城市的預(yù)測(cè)情景作為全社會(huì)努力可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),提升和增加公眾對(duì)于低碳城市的理解和期望,應(yīng)用到城市建設(shè)實(shí)踐中,提出可操作的對(duì)策建議,保障城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,同時(shí)積極應(yīng)對(duì)氣候變化的影響,在全社會(huì)各部門(mén)形成低碳的生產(chǎn)方式和生活理念。 1情景分析的方法學(xué)介紹 1.1基本框架 情景分析法在能源資源環(huán)境戰(zhàn)略規(guī)劃、政策分析以及決策管理支持等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,其實(shí)質(zhì)是構(gòu)建了一套中長(zhǎng)期戰(zhàn)略預(yù)測(cè)的框架,基于現(xiàn)實(shí)情況或可預(yù)見(jiàn)到的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),預(yù)測(cè)未來(lái)情形和發(fā)展過(guò)程的一系列方案?;谇榫胺治龇ㄔ谀茉葱枨蟆⒊鞘邪l(fā)展規(guī)劃以及生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)變化等領(lǐng)域的研究應(yīng)用,比較多的做法是通過(guò)預(yù)測(cè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、政策執(zhí)行以及技術(shù)升級(jí)等
6、參數(shù)變化導(dǎo)致的未來(lái)不同情景,從而模擬分析各個(gè)情景下有區(qū)別的能源需求和低碳發(fā)展趨勢(shì)路徑。應(yīng)用情景分析法的優(yōu)勢(shì)在于提供了多種可能的發(fā)展預(yù)測(cè)結(jié)果,尤其在進(jìn)行中長(zhǎng)期的戰(zhàn)略規(guī)劃預(yù)測(cè)時(shí)面對(duì)的不確定性較大,使政策制定者或管理者有效避免過(guò)高或過(guò)低的決策,從而選擇正面因素最大而負(fù)面因素最小的發(fā)展方向和路徑。本文在預(yù)測(cè)低碳城市未來(lái)發(fā)展的能源需求和碳排放時(shí),綜合應(yīng)用情景分析和計(jì)量分析的方法,基于IPAT模型構(gòu)建適用于研究對(duì)象的分析框架,有效結(jié)合了定量分析和定性分析的特點(diǎn)。以相對(duì)易于把握的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、能源需求與碳排放約束目標(biāo)為基礎(chǔ),預(yù)測(cè)案例城市可能的低碳發(fā)展路徑,通過(guò)對(duì)比現(xiàn)狀與預(yù)測(cè)值尋找城市低碳發(fā)展的潛力所在,從而提供
7、政策建議、決策參考與行動(dòng)計(jì)劃。 1.2.1IPAT理論模型 20世紀(jì)70年代美國(guó)生態(tài)學(xué)家埃里奇(Ehrlich)提出了表征經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)環(huán)境影響的IPAT關(guān)系式,用人口(P)、富裕度(A)和技術(shù)水平(T)3個(gè)因素來(lái)反映環(huán)境受到的影響,其關(guān)系式用這3個(gè)因素表達(dá)為【1】: I=PxAxT(1) 若將該關(guān)系式(1)中I看作碳排放對(duì)環(huán)境的影響,那么整個(gè)關(guān)系式就是關(guān)于碳排放的IPAT方程,在這里碳排放受到人口、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和技術(shù)水平的綜合作用。本文以碳排放的IPAT模型為基礎(chǔ),引入"脫鉤";的概念,分析經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、能源需求和碳排放之間的關(guān)系,I表示碳排放的環(huán)境負(fù)荷,P表示人口總量,A用人均
8、GDP來(lái)表征,T為單位GDP的碳排放量,即碳排放強(qiáng)度。 將關(guān)系式(1)進(jìn)行分解,關(guān)于碳排放的IPAT模型可以表達(dá)為關(guān)系式(2)的變化形式。式中,Ct表示t期城市的碳排放總量,Pt表示t期年末總?cè)丝跀?shù),At表示t期人均GDP水平,E表示能源消費(fèi)總量,(E/GDP)t表征的是t期能源強(qiáng)度,∑ni=1Ei/E表示第i類(lèi)能源占能源消費(fèi)總量的比例即能源結(jié)構(gòu),Ki是第i類(lèi)能源的碳排放系數(shù)。 Ct=PtxAtx(E/GDP)tx(∑ni=1Ei/E)xKi(2) 將t期與基期城市的碳排放負(fù)荷情況相比,假設(shè)人口年增長(zhǎng)率是α,人均GDP年均增長(zhǎng)率為β,能耗
9、強(qiáng)度下降比率為,代表能源技術(shù)進(jìn)步程度,用δ表征能源結(jié)構(gòu)的變化率。此外,能源的碳排放系數(shù)Ki是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的常數(shù),除非有重大技術(shù)變革發(fā)生,否則一般不會(huì)發(fā)生變化【1】。模型的t期與基期各因素關(guān)系如下: Pt=P0x(1+α)(3) At=A0x(1+β)(4) (E/GDP)t=(E/GDP)0x(1-)(5) ∑ni=1Ei/E=∑ni=1Ei/Ex(1-δ)(6) 因此,城市t期與基期碳排放負(fù)荷的變化情況就可以表述為: Ct=C0xt(7) 1.2.2"脫鉤";概念模型 按照環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲
10、線(xiàn)假說(shuō)(EKC)的理論,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的過(guò)程伴隨著資源消耗和環(huán)境影響負(fù)荷,在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí),與之相關(guān)的資源消耗、環(huán)境負(fù)荷的發(fā)展?fàn)顟B(tài),可以用"脫鉤";理論進(jìn)行測(cè)度,即對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源消耗、廢棄物排放的關(guān)系進(jìn)行一個(gè)定量化的表達(dá)。因此發(fā)展的"脫鉤";與否,可以作為環(huán)境發(fā)展和環(huán)境政策的重要評(píng)估依據(jù),這里采用人均GDP增長(zhǎng)率和碳排放變化率來(lái)表征經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境負(fù)荷之間的依賴(lài)程度: 脫鉤程度=CO2排放增長(zhǎng)率/人均GDP增長(zhǎng)率 (8) 以脫鉤程度的概念模型式(8)為基礎(chǔ),可以將經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境負(fù)荷之間的不同關(guān)系表征如下:脫鉤程度>1,說(shuō)明CO2增長(zhǎng)速度大于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度,CO2排放量增加顯著,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)直接
11、依賴(lài)于資源能源的消耗,處于發(fā)展的未脫鉤階段;脫鉤程度≤1,說(shuō)明CO2增長(zhǎng)速度小于或與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度保持一致,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)并不是完全來(lái)源于資源消耗,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源資源消耗處于脫鉤階段。 1.2.3情景的設(shè)置依據(jù) 依據(jù)關(guān)系式(7)中關(guān)于城市碳排放變化情況的關(guān)系,結(jié)合"脫鉤";概念模型可以得到以下3點(diǎn)結(jié)論,作為城市未來(lái)低碳發(fā)展情景設(shè)置的基本依據(jù): ?。?+α)x(1+β)x(1-)x(1-δ)>1,Ct>C0;表明未來(lái)第t年的碳排放總量大于基期,環(huán)境負(fù)荷增加,人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)致的碳排放量的增加程度大于能源技術(shù)進(jìn)步和結(jié)構(gòu)調(diào)整所帶來(lái)的碳排放量的下降,
12、按照脫鉤理論的思想,該情況下未能實(shí)現(xiàn)碳排放的脫鉤; ?。?+α)x(1+β)x(1-)x(1-δ)=1,Ct=C0;表明未來(lái)第t年的碳排放總量與基期相等,人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源技術(shù)進(jìn)步、結(jié)構(gòu)調(diào)整所帶來(lái)的碳排放的增減量正好抵消,即保障了經(jīng)濟(jì)社會(huì)增長(zhǎng)的同時(shí),沒(méi)有造成碳排放的增加,實(shí)現(xiàn)了碳排放的脫鉤; ?。?+α)x(1+β)x(1-)x(1-δ)<1,Ct 2濟(jì)源市低碳發(fā)展的情景分析 濟(jì)源市位于河南省西北部,是溝通晉豫兩省的重要交通樞紐,煤、鐵、銅等礦產(chǎn)資源豐富,其中已探明的煤炭?jī)?chǔ)量達(dá)2.85億t。受資源稟賦和發(fā)
13、展定位等因素的影響,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)主要依靠第二產(chǎn)業(yè)拉動(dòng),多年發(fā)展形成了以能源化工、機(jī)械制造、黑色金屬冶煉、有色金屬冶煉以及新型建材等行業(yè)為主體的工業(yè)體系,2012年底dyLw.nET三產(chǎn)結(jié)構(gòu)比重為4.5∶75.6∶19.9,是典型的工業(yè)主導(dǎo)型城市,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理。終端能源消費(fèi)中工業(yè)部門(mén)占了絕對(duì)比重,產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)煤炭類(lèi)資源能源依賴(lài)度很高,2012年末,煤炭、石油、天然氣消費(fèi)在一次能源消費(fèi)中占比分別為85%、1%,7%。工業(yè)部門(mén)中鋼鐵、鉛鋅冶煉以及水泥行業(yè)碳排放最多,受重化工業(yè)發(fā)展的影響,成為中原經(jīng)濟(jì)區(qū)重要的能源基地和原材料基地,濟(jì)源市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征和能源結(jié)構(gòu)特征決定了其未來(lái)低碳轉(zhuǎn)型面臨著較大的挑戰(zhàn)。
14、 2.1情景構(gòu)建 情景分析的邊界為濟(jì)源市的行政區(qū)劃邊界,主要涉及到城市的能源需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面,采用的數(shù)據(jù)來(lái)源于歷年的《河南省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《濟(jì)源市統(tǒng)計(jì)年鑒》、濟(jì)源市能源平衡表和各有關(guān)單位部門(mén)的基礎(chǔ)能源統(tǒng)計(jì)資料等。研究選擇2010年為基期,2015年、2020年、2025年和2030年為目標(biāo)期,由于在這些時(shí)間點(diǎn)上的相關(guān)規(guī)劃資料較為完整,對(duì)于情景分析參數(shù)設(shè)置具有一定的指導(dǎo)意義。參考國(guó)家能源需求和碳排放發(fā)展的背景、前提和要求,同時(shí)結(jié)合河南省和濟(jì)源市對(duì)于低碳建設(shè)發(fā)展的相關(guān)政策法規(guī)、規(guī)劃實(shí)施條件,以及對(duì)未來(lái)能源需求和碳排放可能出現(xiàn)的情況做出假設(shè),依據(jù)IPAT模型設(shè)置了城市未來(lái)發(fā)展的3種情景:
15、 ?。?)基準(zhǔn)情景(Business as Usual,BaU):按照城市近年來(lái)慣有的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、人口發(fā)展規(guī)模、城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的進(jìn)程,以及資源消耗和能源需求的現(xiàn)狀,以經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)作為最主要的驅(qū)動(dòng)因素,不采取任何應(yīng)對(duì)氣候變化的對(duì)策和措施,保持慣性發(fā)展帶來(lái)的能源需求和碳排放水平的情景。結(jié)合城市的未來(lái)發(fā)展定位和目標(biāo),顯示該情景下城市的資源能源保障和生態(tài)環(huán)境影響。一般說(shuō)來(lái),基準(zhǔn)情景是能源需求和碳排放水平最高的情景。 (2)低碳情景(Low Carbon,LC):在基準(zhǔn)情景的基礎(chǔ)上,考慮城市當(dāng)前的節(jié)能減排、針對(duì)氣候變化的相關(guān)政策法規(guī)、行動(dòng)計(jì)劃及干預(yù)措施等,采取能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和提高能效的技術(shù)手段,一
16、方面保證經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),另一方面落實(shí)現(xiàn)有的節(jié)能減排政策措施并延續(xù)下去,其目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,是未來(lái)有可能發(fā)生的能源需求與碳排放的情景。通過(guò)制定和嚴(yán)格實(shí)施應(yīng)對(duì)氣候變化的政策,并將其有所延續(xù),促進(jìn)低碳技術(shù)進(jìn)步,人們的生活方式和消費(fèi)模式也有一定程度上的改善,這種情景下的未來(lái)可能的發(fā)展模式定義為低碳情景。 (3)強(qiáng)化低碳情景(Enhanced Low Carbon,ELC):在低碳情景的基礎(chǔ)上,綜合考慮國(guó)際成熟經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)城市的減排愿景,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式有所改變,人們的消費(fèi)理念發(fā)生變化,更加重視低碳生活的自覺(jué)行為,低碳技術(shù)發(fā)展成熟,主要耗能行業(yè)減排成本大幅下降,能源結(jié)
17、構(gòu)更加優(yōu)化,能耗需求控制更嚴(yán)格和穩(wěn)定,各項(xiàng)政策措施行動(dòng)計(jì)劃的規(guī)范性和執(zhí)行力更強(qiáng)。在強(qiáng)化低碳情景下,采用了能源需求控制和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的技術(shù)手段措施,濟(jì)源市碳排放總量到2020年前基本穩(wěn)定,并在2020年達(dá)到峰值,之后實(shí)現(xiàn)總量的下降,達(dá)到經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放的脫鉤狀態(tài)。 2.2參數(shù)設(shè)置 對(duì)濟(jì)源市在基準(zhǔn)情景(BaU)、低碳情景(LC)和強(qiáng)化低碳情景(ELC)下的人口、人均GDP、能源強(qiáng)度和能源結(jié)構(gòu)等參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè),各參數(shù)的變化情況分別用α、β、和δ來(lái)表征(表1),并得到各參數(shù)的實(shí)際變量值(表2)。對(duì)各參數(shù)在不同情景下的趨勢(shì)預(yù)測(cè)分別依據(jù): ?。?)人口參數(shù)。綜合考
18、慮政策因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人口增長(zhǎng)的影響,以及在一定技術(shù)水平下,資源環(huán)境承載力對(duì)人口規(guī)模的制約,參考人口歷史自然增長(zhǎng)率和相關(guān)規(guī)劃,確定預(yù)測(cè)期內(nèi)戶(hù)籍人口自然增長(zhǎng)率,鑒于濟(jì)源市建設(shè)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)、引進(jìn)高等院校和中心城社區(qū)建設(shè)等,結(jié)合現(xiàn)有規(guī)劃及已有預(yù)測(cè)研究結(jié)果,確定人口機(jī)械增長(zhǎng)率和常住人口綜合增長(zhǎng)率,經(jīng)綜合分析后得到年末常住人口數(shù)量預(yù)測(cè)。具體說(shuō)來(lái),預(yù)計(jì)2012-2015年人口機(jī)械增長(zhǎng)率為15‰,2015-2030人口機(jī)械增長(zhǎng)率為11‰,2011-2015年常住人口綜合增長(zhǎng)率為21‰,2015-2030年常住人口綜合增長(zhǎng)率為17‰,綜合分析后得到年末
19、常住人口數(shù)量預(yù)測(cè)。 ?。?)經(jīng)濟(jì)參數(shù)。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)情況對(duì)于能源需求和碳排放影響重大,本文對(duì)濟(jì)源市未來(lái)GDP增長(zhǎng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè),主要依據(jù)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和城市對(duì)于自身經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì),綜合考慮其資源稟賦特征和產(chǎn)業(yè)定位特點(diǎn),以及未來(lái)可能實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度規(guī)模和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分布特征來(lái)設(shè)置,這里采用實(shí)際GDP并以20dyLw.nET10年作為判斷基準(zhǔn)。具體說(shuō)來(lái),對(duì)于中國(guó)經(jīng)濟(jì)增速的判斷,一般認(rèn)為在2040年前后將完成工業(yè)化進(jìn)程,根據(jù)國(guó)際同類(lèi)型發(fā)展階段城市的歷史規(guī)律,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)在未來(lái)20年內(nèi)仍將保持較高的速度,即到2020年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值比2010年翻一番,在2030年之前仍保持工業(yè)化階段較快的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),表現(xiàn)
20、出工業(yè)生產(chǎn)拉動(dòng)GDP增長(zhǎng)的趨勢(shì)。因此預(yù)計(jì)基準(zhǔn)情景下"十二五";期間GDP年均增速將達(dá)到14%左右,到2030年以前經(jīng)濟(jì)增速保持在12%的速度;低碳情景下2010-2020年間GDP將保持8.38%的增長(zhǎng)速度,2020-2030年間將會(huì)降低至7.11%;強(qiáng)化低碳情景下參考國(guó)內(nèi)資源型城市低碳發(fā)展的經(jīng)濟(jì)增速和既定目標(biāo)要求,將2010-2020年間GDP將保持5.5%的增長(zhǎng)速度,2020-2030年間將會(huì)降低至4.5%。 ?。?)能源消耗參數(shù)。能耗強(qiáng)度和碳排放強(qiáng)度指標(biāo)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的約束性指標(biāo),對(duì)于能源消耗的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí),主要考慮未來(lái)城市能源強(qiáng)度的可能發(fā)展預(yù)期,結(jié)合國(guó)家《"十二五";控
21、制溫室氣體排放工作方案》對(duì)于河南省的能耗下降目標(biāo)和《濟(jì)源低碳試點(diǎn)城市實(shí)施方案》中對(duì)濟(jì)源市能耗強(qiáng)度下降的量化目標(biāo)綜合設(shè)置。 由表2可見(jiàn),與2012年年末常住人口數(shù)量相比,到2030年年末預(yù)計(jì)將新增28萬(wàn)人,是2012年人口數(shù)量的1.4倍,若其他影響因素不變,僅人口數(shù)量的增加也將導(dǎo)致城市能源需求量和碳排放的增長(zhǎng)。關(guān)于城市人口增加導(dǎo)致碳排放更大增長(zhǎng)的研究已經(jīng)有很多,一般認(rèn)為人口規(guī)模對(duì)于城市碳排放而言是主要的影響因素,人口作為城市最主要的生產(chǎn)者和消費(fèi)者,數(shù)量與碳排放呈較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系,伴隨著人口向城市集中,碳排放量也將有所增長(zhǎng)。 經(jīng)濟(jì)發(fā)展表現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),"十一五";時(shí)期GDP的年均增
22、速達(dá)到14.8%,人均GDP比"十五";末翻了一番以上。基準(zhǔn)情景下假設(shè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)保持慣性發(fā)展的趨勢(shì),地區(qū)發(fā)展GDP仍然主要依靠第二產(chǎn)業(yè)拉動(dòng),未來(lái)城市投資、消費(fèi)以及資源產(chǎn)品的輸入輸出仍將保持一定的增長(zhǎng)規(guī)模和速度,再加上產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位為制造業(yè)、加工業(yè)等重工業(yè)行業(yè),因此綜合考慮濟(jì)源市和河南省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)規(guī)劃,以及已有研究對(duì)于其未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度進(jìn)行判斷;低碳情景和強(qiáng)化低碳情景下主要集中在第二產(chǎn)業(yè)占比較大的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,低碳情景下經(jīng)濟(jì)增速較基準(zhǔn)情景有一定下降,強(qiáng)化低碳情景下假設(shè)對(duì)第二產(chǎn)業(yè)的發(fā)展實(shí)行非常嚴(yán)格的管制措施,主動(dòng)淘汰能耗高、排放大的行業(yè),經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)主要依靠第三產(chǎn)業(yè)完成,因此可以預(yù)見(jiàn)的是,減排措施必然
23、會(huì)影響到城市的經(jīng)濟(jì)增速,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,對(duì)于城市整體的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,技術(shù)水平提高,以及資源環(huán)境社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展是有益的。 對(duì)于能源消耗的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí),主要考慮未來(lái)城市能源強(qiáng)度的可能發(fā)展預(yù)期,"十一五";期間濟(jì)源市單位GDP能耗由2.64 tce/萬(wàn)元降低到2.03 tce/萬(wàn)元,能耗強(qiáng)度仍高于河南省平均水平?;鶞?zhǔn)情景下僅考慮按照以往慣性發(fā)展所帶來(lái)的影響,參照同類(lèi)型城市對(duì)于能耗強(qiáng)度下降的相關(guān)預(yù)測(cè)和規(guī)劃來(lái)設(shè)置參數(shù);低碳情景的設(shè)定較基準(zhǔn)情景更嚴(yán)格,主要是依據(jù)濟(jì)源市目前的能源相關(guān)規(guī)劃及低碳行動(dòng)計(jì)劃,通過(guò)發(fā)展非化石能源,風(fēng)力發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電等新能源示范工程實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,20
24、15年單位GDP能耗比2010年降低17%,按照2005年價(jià)格計(jì)算將下降到1.69 tce/萬(wàn)元,2020年單位GDP能耗比2010年降低30%,比2015年降13%,達(dá)到1.42 tce/萬(wàn)元;強(qiáng)化低碳情景相較于低碳情景的能耗強(qiáng)度下降幅度更大,就預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)看,2020年達(dá)到排放拐點(diǎn)時(shí)的能耗強(qiáng)度約為1.36 tce/萬(wàn)元,屆時(shí)碳排放強(qiáng)度將達(dá)到3.32 t/萬(wàn)元。 3結(jié)果分析 3.1能源需求總量 能源需求總量在基準(zhǔn)情景、低碳情景和強(qiáng)化低碳情景下,到2030年之前均處于持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),其中,基準(zhǔn)情景下需求總量最大,低碳情景下總量和增長(zhǎng)幅度都要小于基準(zhǔn)情景且增速逐漸放緩,強(qiáng)化低碳情
25、景下能源需求dyLw.nET總量和增速較低碳情景更小。究其原因,主要是因?yàn)闈?jì)源市未來(lái)仍處在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)期,不論是城鎮(zhèn)化的進(jìn)一步加速,還是中原經(jīng)濟(jì)區(qū)能源基地的產(chǎn)業(yè)定位,必然刺激能源需求量的供給(圖2)。通過(guò)預(yù)測(cè)可見(jiàn),基準(zhǔn)情景下能源需求總量平穩(wěn)增長(zhǎng),這主要是因?yàn)閷?duì)于該情景下的經(jīng)濟(jì)社會(huì)等驅(qū)動(dòng)因素設(shè)置為慣性增長(zhǎng)所致;低碳情景和強(qiáng)化低碳情景下能源需求總量的增速變化較大,主要是由于對(duì)經(jīng)濟(jì)增速的設(shè)定有所放緩,同時(shí)考慮到技術(shù)進(jìn)步和低碳措施手段的強(qiáng)化執(zhí)行,尤其是能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化,以及清潔能源在一次能源使用中的占比調(diào)整,促使能源需求總量受到限制?! ?.2人均能源消費(fèi)量 人均能源消費(fèi)量是從消費(fèi)角度來(lái)衡量城市能
26、源消耗量的,通過(guò)城市間的橫向比較,或者與國(guó)家平均水平進(jìn)行比較,從而反映出是否達(dá)到低碳城市的要求。通過(guò)對(duì)濟(jì)源市的人均能源消費(fèi)量情景分析可見(jiàn),基準(zhǔn)情景下,人均能源消費(fèi)量保持上升的趨勢(shì),但在2015年后增速略小于前面幾年的增速,較為穩(wěn)定;低碳情景下在未來(lái)幾年仍保持增長(zhǎng),到2020年前后出現(xiàn)拐點(diǎn)開(kāi)始下降;強(qiáng)化低碳情景較低碳情景下降的更多且速度也更快。盡管在人均能源消費(fèi)量最小的強(qiáng)化低碳情景下,濟(jì)源市到2020年的人均能源消費(fèi)量約為11.91 tce/人,仍高于國(guó)際國(guó)內(nèi)一些城市對(duì)于未來(lái)人均能源消費(fèi)量的預(yù)測(cè),但是考慮到其自身的資源稟賦、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及發(fā)展定位等問(wèn)題,要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)仍是具有一定挑戰(zhàn)的。
27、3.3碳排放強(qiáng)度 碳排放強(qiáng)度即表征單位GDP的碳排放量,能源種類(lèi)不同則碳排放強(qiáng)度差異很大,同時(shí)又與能源消費(fèi)量直接相關(guān),反映了技術(shù)水平、能源生產(chǎn)利用效率等,取決于城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、行業(yè)水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素的綜合作用。就情景分析的結(jié)果而言,預(yù)測(cè)碳排放強(qiáng)度在基準(zhǔn)情景、低碳情景和強(qiáng)化低碳情景下均表現(xiàn)為逐年下降的趨勢(shì),碳排放強(qiáng)度的下降將直接影響城市碳排放的總量,同時(shí)也是未來(lái)城市低碳發(fā)展的著力點(diǎn)所在。根據(jù)表3中預(yù)測(cè)結(jié)果可見(jiàn),強(qiáng)化低碳情景下碳排放年均下降率最快,數(shù)值最小,三種情景下2030年的碳排放強(qiáng)度與2015年相比,分別下降了58%、74%和82%。 3.4減排潛力研究 對(duì)城市在未來(lái)的社
28、會(huì)經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、全社會(huì)能源需求和碳排放情況進(jìn)行情景模擬,定量化地給出不同情景下的可能發(fā)展路徑,與基準(zhǔn)情景相比較,低碳情景和強(qiáng)化低碳情景下可能的減排潛力情況如圖4。以2020年減排潛力為例,與基準(zhǔn)情景相比,低碳情景下還有可能減少排放CO2約741萬(wàn)t,強(qiáng)化低碳情景下約可減排1 790萬(wàn)t,可見(jiàn)在嚴(yán)格的應(yīng)對(duì)氣候變化和低碳發(fā)展的政策措施及行動(dòng)計(jì) 劃下,城市碳排放仍具有較大的減排空間。 就低碳情景和強(qiáng)化低碳情景下碳排放狀況與基準(zhǔn)情景的比較可見(jiàn),低碳情景和強(qiáng)化低碳情景下碳排放總量的減少是比較明顯的,在2015、2020、2025和2030年,低碳情景下分別可以減排CO2排放為218萬(wàn)t、7
29、41萬(wàn)t、1 325萬(wàn)t和2 147萬(wàn)t,相比基準(zhǔn)情景下的排放量分別減少了7.15%、17.44%、26.48%和36.95%;強(qiáng)化低碳情景下由于采取了更加嚴(yán)格的減排措施手段,CO2排放總量更大且下降的速度也更快,與基準(zhǔn)情景相比dyLw.nET,總排放量未來(lái)年期分別可以減少729萬(wàn)t、1 790萬(wàn)t、2 514萬(wàn)t和3 599萬(wàn)t,下降率為23.9%、42.14%、50.25%和61.93%(圖5)。 4結(jié)論與對(duì)策 濟(jì)源市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)很大程度上依賴(lài)于第二產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng),經(jīng)歷了作為產(chǎn)品輸出和能源基地的建設(shè)發(fā)展過(guò)程,在長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)累積的背景下,存在資源承載和環(huán)境負(fù)荷的巨大壓力,積累了許多環(huán)境保
30、護(hù)的矛盾,經(jīng)濟(jì)發(fā)展依賴(lài)資源,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一,經(jīng)濟(jì)效益低下等問(wèn)題逐漸暴露,加上資源環(huán)境和碳排放的條件約束,決定了其低碳發(fā)展存在著一定的現(xiàn)實(shí)困難。工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)中,城市建設(shè)和人口消費(fèi)的剛性需求造成碳排放的增長(zhǎng),也是無(wú)法回避的問(wèn)題,盡管在低碳技術(shù)方面已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),但是依靠技術(shù)減排和結(jié)構(gòu)減排通常需要較長(zhǎng)的周期,且重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)單位能耗較高的現(xiàn)狀仍然存在。在對(duì)濟(jì)源市能源需求和碳排放預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,最后提出幾點(diǎn)對(duì)策和建議: ?。?)對(duì)于濟(jì)源市這類(lèi)以工業(yè)行業(yè)為主導(dǎo)的城市而言,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整重點(diǎn)在對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)格局的升級(jí)改造上,對(duì)于高碳排放的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型,引導(dǎo)形成產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。結(jié)合國(guó)家
31、培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的大 背景,規(guī)劃引導(dǎo)和政策支持培育符合城市發(fā)展特點(diǎn)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),形成高效節(jié)能環(huán)保的裝備和產(chǎn)品。特別是鼓勵(lì)發(fā)展高附加值的新興產(chǎn)業(yè),將知識(shí)技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),逐步降低高碳排放產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系中的占比。 ?。?)根據(jù)國(guó)家發(fā)布的產(chǎn)業(yè)淘汰目錄,制定淘汰落后產(chǎn)能方案,逐步淘汰落后產(chǎn)能、生產(chǎn)設(shè)備和工藝,重點(diǎn)在運(yùn)行效率低、單位耗能高、碳排放強(qiáng)度大、不符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)企業(yè)。完善淘汰機(jī)制,引導(dǎo)落后產(chǎn)能企業(yè)與新興產(chǎn)業(yè)和特色產(chǎn)業(yè)接軌。比如說(shuō),濟(jì)源市的行業(yè)特點(diǎn),可以探索"鋼鐵深加工廢棄物綜合利用";、"鉛鋅冶煉精深加工廢物綜合利用再生鉛回收";、"煤
32、炭焦炭副產(chǎn)及廢棄物綜合利用";等循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)。 (3)調(diào)整優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),控制能源消費(fèi)總量,推進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域行業(yè)的低碳發(fā)展。在生產(chǎn)領(lǐng)域積極推廣風(fēng)能、dyLw.nET太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⑻烊粴獾惹鍧嵞茉吹暮侠砝?,最大限度地減少煤炭、石油等化石燃料的使用,推進(jìn)行業(yè)減排加強(qiáng)行業(yè)指導(dǎo)、技術(shù)進(jìn)步和監(jiān)督管理,比如說(shuō)水泥、化工、有色金屬等行業(yè)重點(diǎn)在SO2和氮氧化物的治理和低氮燃燒技術(shù)改造。 (編輯:李琪) 參考文獻(xiàn)(References) 【1】中國(guó)科學(xué)院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組.中國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告:探索中國(guó)特色的低碳道路.北京:科學(xué)出版社,2009.. Beijing: Science Press, 2009.] 【2】曾忠祿,張冬梅.不確定環(huán)境下解讀未來(lái)的方法:情景分析法.情報(bào)雜志,2005,(5):14-16.. Journal of Information, 2005,(5): 14-16.]
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