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【关键词】钢铁业 隐含碳 减排对策
一、中国钢铁业隐含碳排放现状
钢铁行业是我国国民经济的支柱产业,也是工业领域的龙头企业,素来被称为“工业的粮食”,但同时它也是我国能源消费和碳排放大户,它的发展是建立在巨大的化石能源消耗基础上的,并且伴随大量的二氧化碳的排放。自从1996年以来,我国钢产量已连续十多年位居世界第一。2010年我国钢铁产量首次突破6亿吨,约为6.37亿吨,2011年约为6.85亿吨,约比上年增长了7.5,2012年约为7.23亿吨,到2013年我国钢产量达到7.79亿吨,占全球粗钢产量的48.5%。2014年我国粗钢产量82269.8万吨,占全球粗钢产量的49.5%,同比增长0.9%,创历史新高,增幅为2001年以来最低,,比2013年下降0.2个百分点。2015年,全国生产生铁69141.51万吨,同比下降3.45%,生产粗钢80382.26万吨,同比下降2.33%,生产钢材112349.52万吨,同比增长0.56%;平均日产粗钢220.23万吨。随着钢铁产量的增加,二氧化碳的排放趋势也不曾减弱。在我国,钢铁行业二氧化碳的排放量仅次于电力系统和建材行业,居全国第三位。自改革开放以来,中国每年的二氧化碳排放总量都在增加,其中钢铁业二氧化碳排放所占比重甚高,从2002年开始,每年钢铁业排放的二氧化碳数量达5亿吨以上,根据IPCC碳排放系数估算,2009年二氧化碳排放量约为8.5亿吨,2010年碳排放量约为9.01亿吨,约占全球的12%左右,2011年约为9.64亿吨,而2012年碳排放量达到了10十亿吨以上,约为10.02亿吨,2013年约为10.53亿吨。从2012年开始,中国已成为全球第一大碳排放国家,碳排放量约占全球的29%。目前全球每年增加碳排放的65%来自中国。从钢铁业最近几年的碳排放数据可以看出,每年的碳排放总量都在增加,且增加幅度相差不大,这说明我国钢铁行业的碳减排措施仍未达到预期的功效。降低钢铁业二氧化碳的排放,是中国钢铁行业所面临的一个重大问题,这也是我国钢铁冶金业的重要目标之一,是国民经济实现低碳发展、走可持续发展之路的必严要求。
二、中国钢铁业隐含碳排放源头分析
(一)矿床开采过程中碳排放
我国矿床的开采方式有两种:露天开采和地下开采。目前主要采用露天开采方式。在露天开采工艺中,主要的碳排放源自采掘和运输设备以及爆破技术器材。露天开采的主要作业方式有间断式、连续式、半连续式。在这三种作业方式中,采掘和运输所用设备不同,但其在使用过程中或多或少产生碳排放。另外,岩石炸药、铵油炸药等也相继在露天开采爆破技术上得到应用,这些炸药爆破过程中产生的粉尘、含碳、硫等污染性气体,使得矿床周围环境恶化。在地下开采工艺中,主要的碳排放源自采矿方法、凿岩装运两个方面。在这些地下采矿方法中,大多用到爆破技术,其可能产生的碳排放不言而喻。而在凿岩装运上,设备的机械化是其产生碳污染的主要原因。
(二)选别作业中产生的碳气体
开采出来的铁矿石经粉碎后进入选别作业,使其中有用的矿物和脉石分离,或使各种有用矿物彼此分离。在选别方式中,主要有两大类,即物理选和化学选。其中物理选包括拣选、重选、电选、浮选、磁选。在物理选方式中,电选、磁选会需要电力支撑,对电的消耗,会间接产生碳排放。而在化学选中经常要用到萃取剂、浸取剂等使之与矿石发生化学反应,在反应过程中会产生二氧化碳。
(三)产品运输途中产生的碳
这里所指的产品是指钢铁冶炼所需的所有材料以及成型钢材产品。钢铁冶炼不仅需要铁矿石原料还需要燃料,在钢铁厂冶炼之前,这些材料都需要从各地运往冶炼厂,路途有远有近,因钢铁厂的位置而定。另外,在钢铁厂冶炼出各种钢铁产品后,会将其运往所需地方,不论运输工具是汽车或是游轮等等,在运输过程中交通工具排放的尾气中含有二氧化碳气体,这增加了温室效应。钢铁工业是资源密集型产业,钢铁企业每生产1吨钢,厂内运输量将高达5吨。钢铁企业物流实现方式主要包括铁路、公路、水路、辊道、行车、台车和皮带运输等。其中,公路运输占比通常在20%以上,部分中小企业公路运输的占比超过70%。公路运输产生的扬尘,重载货运卡车排放的尾气都会造成污染,一些厂区内,道路路面未硬化处理、散落的物料未及时清理,运输造成的污染更加严重。对于燃料煤炭来说,随着我国煤炭产业主要产区的西移,商品煤的平均运输距离已超过580km,并还在逐渐延长,随着新疆自治区煤炭的大量外运,商品煤运输距离还在加大。
(四)进入高炉冶炼以前所产生的碳排放
铁矿石并不是运往钢铁冶炼厂后就可直接进入高炉冶炼,在此之前还需进行两部分作业。一是进行炼焦煤焦化,二是铁矿石烧结球团。在对炼焦煤焦化前,要对原煤进行清洗,原煤作为燃料,相比较氢气 、天然气、 液化石油气等,污染是最严重的。它含碳、硫、磷等燃烧后生成有污染气体的元素,直接作为燃料供应进行燃烧,产生的危害特别大。提前进行原煤清洗,可以消除部分污染物,能够更清洁高效使用。原煤先集中进行洗选洁净化和均质化后,留下灰分、硫分等污染物,再分散供应市场。此后再进行炼焦,而炼焦释放的污染物也是焦化厂区污染和大气污染的重要来源。在焦化过程中产生的碳颗粒、一氧化碳、二氧化碳等扩散到周围环境中,造成污染。
(五)炼钢、连铸、轧钢过程中碳排放
进入高炉流程以后,主要是炼钢、连铸、轧钢过程,在这些过程中产生的碳污染主要是由于电力的使用所间接引起。钢铁业高炉流程以后主要靠火电厂供电来进行作业,而在我国,84%的火力发电燃烧煤炭,燃煤污染物排放严重,大量粉尘、碳、硫等气体。
三、中国钢铁业低碳策略
(一)引进低碳采矿设备和技术
随着矿业开采规模的扩大,对采矿设备的要求也越加严格。然而不管是露天采矿还是地下采矿,其采矿过程中,因其设备或是技术因素,二氧化碳的排放不可避免,对周围环境造成污染成为惯例。因此,引进低碳采矿设备和技术成为绿色采矿的一个新途径。国外露天采矿设备逐渐大型化、自动化、智能化。我们可以引进国外的先进设备,如大吨位矿用电动轮汽车、电铲斗容、低孔径牙轮钻机钻孔,露天矿大型设备单机载计算机实时监控等等。对于地下采矿设备,实现装备的无轨化、液压化、自动化、微型化、系列化、标准化、通用化。
(二)多采用拣选、重选、浮选方式,减少电选、磁选和化学选使用
为了减少碳排放,在选别作业中应多采用拣选、重选、浮选方式,而相应减少电选、磁选和化学选。拣选方式主要是用于丢除废石,它包括手选和机械拣选。手选是人工拣选,消耗劳动量大,效率低。在这里主要建议采用机械拣选,可以采用光拣选、电性拣选和磁性拣等。重选主要是利用矿石在介质中颗粒比重的不同进行选别,它可以在其他选别方式使用之前对矿石进行预选。这种选别方式成本低、污染少,适合贫矿、细矿的拣选。浮选通常指泡沫浮选,它是指利用各种矿物原料颗粒表面对水的润湿性(疏水性或亲水性)的差异进行选别。它能用于选别各种矿物原料,适用性强,污染小。对于电选、磁选方式,在处理量小颗粒物时,应该尽量少用。化学选分离效果好,成本高,污染大,应努力研制生物化学法,以降低成本减少污染。
(三)优化钢铁工业布局,减少产品运输量
我国钢铁工业总的布局特点是,大型钢铁厂比较接近原料、燃料产地或沿海消费区,中小型钢铁企业布局比较分散,广泛分布于全国各地【5】。由于煤炭和铁矿石是钢铁行业生产的两大必备原料,钢铁业冶炼厂的建设也与这两种原料的产地息息相关。我国重点钢铁企业的布局,按其离原料、燃料产地及消费地区的关系,大致可分为5种类型:及靠近铁矿石基地又靠近煤炭基地,如本刚、攀钢等;靠近铁矿石基地,如鞍钢、马钢等,靠近煤炭基地,如太钢、唐钢、抚钢等;位于交通枢纽,接近消费中心,如首钢、武钢等;远离原料产地,位于消费中心,如上海宝钢、天津各钢厂等。从这五种类型中可以看出,我国大部分钢铁企业选址存在不足,无法兼顾原料、燃料产地和消费地区,造成了大量的时间浪费在运输途中,产生了大量运输废气。又原材料运输占总运输量的73~83,故应将钢铁企业的地址选在靠近原料产地,减少运输路程,即可以降低物流成本又可以减少碳排放。
(四)积极研发“非涉碳”冶金技术
铁矿石从开采到最终轧制成各类钢材产品,需要的不仅仅是原铁矿石,还需要多种辅助材料,煤、焦、水、电、气等。例如在烧结过程中,需要将矿粉、溶剂、燃料按一定比例进行烧结,焦粉、煤粉这些含碳物质的使用,经过燃烧发生化学反应会产生碳气体污染环境。因此在冶炼过程中,尽量减少碳材料的使用,可以减少碳排放,积极研发“非涉碳”冶金技术也就成了钢铁业冶金技术发展的新方向,使用清洁能源冶金可以有效控制碳排放。清洁能源运行可与含碳能源共同运行,也可组成独立制度运行,独立运行的清洁能源钢铁生产系统一般具有高速反应与运行的特征,它可以进行多次能源的高效转化和运行,与含碳能源共同运行可减少二氧化碳排放外,基本上无二氧化碳排放。例如利用风能冶金、太阳能冶金等,完全不涉及碳材料的使用和产生碳的化学反应,从根本上杜绝了二氧化碳的产生。
(五)积极采用清洁能源发电,减少煤炭源电的使用
在钢铁的整个生产过程中,对电力的使用不可避免,而且耗电量大。一般钢铁企业所使用的电力大多来源煤炭发电,这从间接上增加了化石能源的消耗,增加了二氧化碳的排放。因此要想减少碳排放,也可以从减少使用煤炭发电这一点出发,使用清洁能源发电,减少碳排放。目前,清洁能源的种类很多,有太阳能、风能等。对于钢铁企业来说,使用太阳能、生物质能发电较为有利。太阳能能源丰富,免费试用,不需运输,无污染。而生物质能是化废为宝,在冶金过程中产生的工业废弃物,可以利用其中的有机废弃物来发电反过来供钢铁的冶炼。这样即可以减少煤炭的使用,减少二氧化碳的排放,也可以为钢铁业减少冶炼成本。
在清洁能源研究与应用方面,氢还原研究早已开始,如日本焦炉煤气重整后制成高氢含量的煤气输入高炉,加速还原铁矿石等;欧洲也开始利用太阳能进行高温炉研究;韩国POSCO研究院还开展核能制氢氢还原的前沿研究等。鞍钢鲅鱼圈从风能发电供生活用电供轧钢用电供冶炼用电的研究正逐步按计划进行。多家高校、研究院开展氢冶金实验研究。另外,除了使用清洁能源发电外,在钢铁的生产过程中还可以有效利用转炉蒸汽、轧钢加热炉蒸汽和烧结余热等进行发电,确保能源高效回收综合利用。
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(一)碳排放权制度和碳税制度的理论基础与争议情况
碳排放权制度将排放温室气体确定为一种量化权利,通过权利总量控制、初始分配与转让交易推动温室气体减排;碳税制度根据化石能源的碳含量或者二氧化碳排放量征税,以降低化石能源消耗,减少二氧化碳排放。二者的理论渊源,可分别追溯至科斯定理与庇古定理。环境经济学理论认为,经济活动的负外部性是环境问题的重要成因,即经济活动对环境造成负面影响,而这种负面影响又没有体现在产品或服务的市场价格之中,致使市场机制无法解决环境污染问题造成“市场失灵”[4]。如何将负外部性内部化,存在科斯思想与庇古思想的路径之争。科斯思想是通过交易方式解决经济活动负外部性的策略。科斯认为,将负外部性的活动权利化,使其明晰与可交易,市场可对这种权利作出恰当配置,从而解决负外部性问题[5]。基于科斯思想,碳排放权制度的作用机理得以展现:首先确定一定时期与地域内允许排放的温室气体总量,然后将其分割为若干份配额,分配给相关企业。配额代表量化的温室气体排放权利,若企业实际排放的温室气体量少于其配额所允许排放的量,多余的配额可出售;若企业实际排放温室气体量超出其配额,则必须购买相应配额冲抵超排部分。通过总量控制形成的减排压力和排放交易形成的利益诱导,可有效刺激企业实施温室气体减排[6]。1997年,《京都议定书》确立“排放权交易”“清洁发展机制”“联合履行”3种灵活履约机制,碳排放权交易作为一种温室气体减排手段首次在国际法层面得到认同①。欧盟2003年通过第2003/87/EC号指令决定设立碳排放权交易体系,作为实现减排承诺的主要方式。庇古思想通过税收方式解决经济活动负外部性。企业在生产过程中排放温室气体导致气候变化,恶果由全社会共同承受。若政府根据温室气体排放量或与之相关的化石能源碳含量征税,使气候变化方面的社会成本由作为污染者的企业负担,企业基于降低自身成本的经济利益考量,将采取有效措施控制温室气体排放;同时,所征税金可用于支持节能减排技术的研发与应用,抑制负外部性,激励正外部性,实现环境保护[7]。1990年,芬兰在世界范围内率先立法征收碳税,随后瑞典、荷兰、挪威、丹麦等国效仿[8]。有意见认为碳排放权制度与碳税制度是相互替代关系,在温室气体减排领域,只能二选一。在美国,有学者主张采用碳税减排[9],另有学者的观点相反[10]。立法者犹疑不决,在第110届国会,就有Lieberman-Warner法案(S.2191)、Waxman法案(H.R.1590)等数个立法草案要求设立碳排放权制度,Stark-McDermott法案(H.R.2069)、Larson法案(H.R.3416)则要求采用碳税制度[11]。中国学界在此问题上的观点亦是针锋相对,碳排放权制度与碳税制度各有学者支持[12]。也有意见认为碳排放权制度与碳税制度可在温室气体减排领域协同适用。持这一意见的学者内部,有不同的观点:对同一排放源,碳排放权制度和碳税制度可重叠适用,二者并行不悖①;碳排放权制度和碳税制度各有作用空间,不同类型的排放源应受不同制度规制[13]。中国作为世界上最大的温室气体排放国,面临减排重任,认真对待碳排放权制度与碳税制度的关系论争具有重要意义。
(二)碳排放权制度与碳税制度的应然关系
从1990年芬兰引入碳税至今已20余年,从2005年欧盟开始实施碳排放权交易至今也已9年。结合理论与实践,在经济激励型制度内部,碳排放权制度与碳税制度不是相互替代关系,二者可在温室气体减排领域协同适用;但碳排放权制度与碳税制度各有其适用范围,二者不宜针对同一排放源重叠适用。原因在于碳排放权制度与碳税制度各有其优劣,优势互补,可最大程度地发挥减排的激励效果。
1.对大型温室气体排放源采用碳排放权制度
第一,碳排放权制度能够更有效地实现温室气体减排目标。碳排放权制度与碳税制度的作用原理相异,前者是通过总量控制确保减排目标实现,再由市场决定碳排放的价格,后者则是通过碳税税率确定碳排放的价格,再由市场决定减排效果如何。碳税如欲产生理想的环境效果,其税率之高必须足以使企业采取温室气体减排行动,同时又不致过分影响经济发展。在实践中,由于受信息不对称等因素制约,政府事先很难恰当地确定碳税税率,碳税的减排成效具有不确定性。征收碳税虽然可以取得减排效果,但减排成效不能充分实现。如丹麦原本计划通过征收碳税在1990年碳排放水平的基准上减排21%,实际却增长6.3%[8];挪威1991年开始征收碳税并将之作为减排的主要手段,但1990年至1999年碳排放量不降反增19%[14]。碳排放权制度因实行温室气体排放总量控制,减排效果事先确定。如实施碳排放权交易的欧盟2009年在1990年排放水平上实现减排17.4%,在2008年的排放水平上减排7.1%[15]。《联合国气候变化框架公约》强调要把大气中的温室气体浓度稳定在一个安全的水平,这一目标意味着到2050年世界碳排放量须比目前降低至少50%[16]。显然,碳排放权交易制度更有助于目标的实现。
第二,碳排放权制度有助于降低减排的社会总成本。企业之间的减排成本具有差异性,如生产技术集约的企业通过技术改良进行减排的空间较小,相对生产技术粗放的企业其减排成本较高。在碳排放权制度下,减排成本高的企业可通过购买碳排放权的方式实现由减排成本低的企业替代其进行减排,从而使减排的社会总成本最小化。美国曾以排放权交易的方式推行二氧化硫减排,结果不仅超额完成减排目标,而且相对命令控制型手段,每年节省成本至少10亿美元[17]。碳税因为无法交易,不具有降低社会减排总成本作用。
第三,碳排放权制度更有利于实现温室气体减排的国际合作。气候变化是全球问题。《联合国气候变化框架公约》将控制温室气体排放确立为共同责任。碳排放权制度可为各国协作实施减排提供可靠的制度平台,欧盟碳排放权交易体系即为区域内各国合作进行温室气体减排的范例。征收碳税涉及各国国家,难以进行合作。
第四,碳排放权制度能够获得更广泛的社会认同。碳税制度建立在企业承受不利益之上,企业被动缴纳碳税而不能直接从中受益,对征收碳税难免有所抵触。在碳排放权制度下,企业如能超额减排,多余的配额可以出售谋利。在碳排放权制度实施之初,往往实行权利免费取得,企业减排成本较低。相较于碳税,企业更青睐碳排放权制度。从民众角度而言,增加新的税种普遍受到抵制,征收碳税亦不例外。碳税的征收将增加能源生产成本,能源生产商通过涨价方式将新增成本转嫁至消费者,最终由民众为征收碳税“埋单”。实行碳排放权制度所导致的生产成本增加最终也由民众负担,但没有税收之名,来自民众反对声小,政治阻力相应也较小。越来越多的国家计划或已经引入碳排放权制度,实施碳税制度的国家也积极向碳排放权制度靠拢。韩国计划2015年引入碳排放权交易制度[18],挪威在2008年时将未受碳税规制的行业纳入了欧盟碳排放权交易体系[7],澳大利亚计划在2015年将碳税制度转换为碳排放权制度[19]。既然碳排放权制度和碳税制度适用于大型温室气体排放源减排不存在理论上的障碍,能否对大型温室气体排放源重叠适用此两种制度?2012年《气候变化应对法》(征求意见稿)第12条规定有碳排放权制度,要求企事业单位获取碳排放配额,排放温室气体不得超过配额数量,节余的配额可以上市交易;第13条规定国家实行征收碳税制度。起草者对二者关系的认识,体现在第13条第3款:“超过核定豁免排放配额排放且不能通过企业内部减增挂钩、市场交易手段取得不足的排放配额的企事业单位,除了依法缴纳碳税外,还应当就不足的排放配额向当地发展与改革部门缴纳温室气体排放配额费。”根据该款规定,同一企业若超额排放,不仅要缴纳碳税,还要缴纳温室气体排放配额费。换言之,同一企业不仅受到碳税制度的规制,还受到碳排放权制度的规制,碳排放权制度与碳税制度可针对同一排放源重叠适用。此种处理方式值得商榷。首先,从实践情况看,对某一碳排放企业单独适用碳排放权制度,只要制度本身设计合理,就足以产生良好的减排效果,无须碳排放权制度与碳税制度双管齐下,重叠适用的必要性不足,可谓“无益”。其次,在重叠适用的情况下,企业若选择从市场中购买碳排放权达到排放要求,还须另行承担缴纳碳税的成本;若选择通过改进生产技术减排,则不仅不需要从市场中购买碳排放权,还可以减少缴纳碳税的数额。如此一来,企业宁愿花费更多的成本改进生产技术减排,也不愿从市场中购买碳排放权,造成碳排放权需求的萎缩。缺乏需求,活跃的碳排放权市场不可能建立,碳排放权制度减少社会减排总成本的功能也无从谈起。从历史实践看,为解决因二氧化硫排放导致的酸雨问题,财政部、原国家环保总局曾实施《排污权有偿使用和排污交易试点实施方案》,在电力行业试行排放权制度,试图通过二氧化硫排放权交易的方式实现减排。试点未取得预期效果,原因之一是电力企业购买排放权后仍不能豁免缴纳排污费(类似于碳税),企业宁愿治理污染也不愿从市场中购买排放权,实际上形成了排放权“零需求”局面。电力企业普遍惜售排放权,又几乎形成了排放权“零供给”局面[13]。
此外,在重叠适用的情况下,企业既要为碳税付费,又要为碳排放配额付费,增加了经济成本,对经济发展冲击未免过大。综观各国立法例,没有对同一排放源重叠适用碳排放权制度与碳税制度的先例。采用碳排放权制度的欧盟虽允许各成员国采用碳税措施,但明确规定碳税只适用于碳排放权交易未能覆盖的设施①;征收碳税的挪威加入欧盟碳排放权交易体系,参与交易的只是碳税所没有覆盖的行业。中国企业承担碳税与碳排放权双重成本,减损中国产品在国际贸易中的价格优势,可谓“有害”。总之,对大型温室气体排放源应适用碳排放权制度减排,且不宜碳排放权制度与碳税制度重叠适用。即使从便于操作等角度考虑对大型排放源暂时采用碳税制度减排,也应在条件成熟时逐步转换为碳排放权制度,并且在转换完成后不再继续对大型排放源征收碳税。
2.对中小型温室气体排放源适用碳税制度
相对于碳税制度,碳排放权制度具有明显优势,但也存在局限,主要是机制设计复杂,运作成本较高碳排放权制度的运行过程可分为碳排放权总量控制、初始分配和转让交易3个环节,每一环节的成本均不低廉。美国以排放权交易的方式成功实现二氧化硫减排,其经验之一就在于要求所有受管制实体安装污染物排放连续监测系统,确保能够真实记录企业的排放数据[20]。对企业温室气体排放的监测、报告和核证,须耗费人力、财力和物力。因为碳排放权交易运作成本高昂,为确保制度效率,在确定碳排放权制度的覆盖范围时只能“抓大放小”,即只将温室气体排放量大的大型企业纳入管制范围。如欧盟第2003/87/EC号指令设定参与碳排放权交易的门槛条件,要求纳入交易范围的燃烧装置功率在20MW以上,造纸工厂的日产能超过20吨②,等等。对于碳排放权制度所不能覆盖的中小型排放源,若不对其碳排放加以任何管制,一方面可能造成企业之间不公平,违背平等原则;另一方面众多中小型排放源碳排放积少成多,不能确保取得减排①§25740ofCaliforniaPublicResourcesCode(2011)。效果。碳税根据排放源的化石能源消耗量或二氧化碳排放量征收,并借助既有税收征管体系施行,机制运作简单、成本相对低廉。因此,对碳排放权制度所不能涵盖的中小型排放源,可通过征收碳税使之承担碳排放成本。例如,为数众多的机动车是二氧化碳的重要排放来源,但因其性质所限难以纳入碳排放权交易。实践中,欧盟成员国西班牙和卢森堡于2009年开始征收机动车碳税[21]。
二、碳排放权制度、碳税制度与低碳标准制度之关系
(一)低碳标准制度的理论与实践
低碳标准是在综合考虑科学、经济、技术、社会、生态等因素的基础上,经由法定程序确定并以技术要求与量值规定为主要内容,以减少温室气体排放为主要目的的环境标准,是技术性的环境法律规范。国家通过制定与实施低碳标准,对管制对象在生产、生活中的碳排放提出量化限制或技术要求,并以法律责任保障这些量化限制或技术要求得到遵守,从而产生碳减排效果。这一过程的实质,是科予管制对象减排的法律义务,以义务主体履行法律义务的方式达到法律调整目标。低碳标准如欲取得实效,法律责任的合理设置不可或缺。在传统环境治理中,环境标准所属的命令控制型手段曾长期居于主导地位。即使在碳排放权与碳税等经济激励型制度兴起之后,低碳标准仍不丧失其意义,因为相对于碳税制度中存在合理确定税率、碳排放权制度中存在合理进行总量控制等复杂疑难问题,低碳标准有更多简便易行之处。实践中,欧盟与美国在温室气体减排方面都采用有低碳标准,如欧盟要求轻型机动车生产企业出产的小客车在2015年前达到行驶每千米排放不超过135gCO2的标准(135gCO2/km),到2020年进一步降低至行驶每千米不超过95g(95gCO2/km)[22];美国加利福尼亚州为实现2050年在1990年碳排放水平上减排80%的目标,设定了可再生能源比例标准(renewableportfoliostandard),要求到2020年受管制设施利用替代能源量占其能源总量的33%①。
(二)碳排放权制度与低碳标准制度的应然关系
碳排放权制度与低碳标准制度各有其适用范围,对于同一排放源,不能同时适用。
1.在无法适用碳排放权制度
减排的领域,可适用低碳标准制度。温室气体减排可从多个领域着手,而碳排放权制度因机制设计复杂,适用范围有限。碳排放权制度要求精确统计排放源的碳排放量,在某些领域这一要求的实现或者不可能或者不经济。例如,数量庞大的居民建筑消耗能源是大量温室气体排放的最终来源,若对建筑朝向、太阳辐射、建筑材料等因素进行综合考虑,设计出低能耗建筑,无疑有助于减少温室气体排放。这一目标,通过碳排放权交易显然难以实现,通过要求居民建筑的设计和建造必须符合一定节能标准的方式则易于达到。低碳标准的适用领域广泛,对碳排放权制度无法覆盖的领域,可通过低碳标准制度减排。2012年《气候变化应对法》(征求意见稿)第42条规定交通工具应当符合温度控制标准、节能标准、燃油标准和温室气体减排标准;第43条规定城镇新建住宅应当符合国家和地方新建建筑节能标准。
2.在适用碳排放权制度
减排的领域,不应再适用低碳标准制度。根据碳排放权交易实现减排的作用原理,在实施碳排放权制度时,企业可基于成本收益的考量,自主决定是通过自行减排的方式还是从市场中购买碳排放权的方式达到排放要求,自主决定是采取此种措施减排还是彼种措施减排。易言之,碳排放权制度不要求所有企业一律减排,企业具有自主选择的灵活性,可以采用此种方式减排也可采用彼种方式减排,只要企业的碳排放总量不超出其配额拥有量即可。碳排放权制度所具有的降低社会减排总成本的功能,正是建立在企业可根据自身实际情况自由选择低成本的措施达到碳排放要求的基础之上。在低碳标准制度下,所有企业不论减排成本高低,一律被强制要求达到某种碳排放标准,或者符合某种技术要求,企业没有自主选择决定的空间。对某企业适用低碳标准制度,该企业就不能自由选择减排与否与减排方式,从而有碍碳排放权制度发挥作用。由此可见,碳排放权制度的柔性与低碳标准制度的刚性具有内在的冲突,对同一排放源二者不能同时适用,否则低碳标准制度将会给碳排放权制度的实施造成羁绊。这一点已经为中国与美国曾经开展的二氧化硫排放权交易实践所证明。中国《两控区酸雨和二氧化硫污染防治设施“十五”计划》要求137个老火电厂全部完成脱硫设施建设[13]。强制要求电力企业安装脱硫设施减排,与排放权制度下企业可自行决定不减排而从市场购买排放权达到排放要求以及可自主选择减排方式的机理明显相悖。在制度设计上未尊重排放权制度,又怎能期待其在实践中发挥作用?美国以排放权交易的方式取得二氧化硫减排成功,就在于尊重了电力企业对减排与否与减排方式的选择权,没有以命令控制型措施干扰排放权交易制度的灵活性和成本效率性[23]。2012年《气候变化应对法》(征求意见稿)对碳排放权制度与低碳标准制度关系的处理,集中体现在总则部分第13条第1款:“国家对能源开采和利用实行总量控制制度。企事业单位利用能源不得低于国家或者地方规定的低碳标准,排放温室气体不得超过规定的配额。”根据规定,企事业单位同时适用低碳标准与碳排放权制度。如此规定之下,碳排放权交易难以顺畅运行,其实施效果亦难保障。《气候变化应对法》应合理界定碳排放权制度与低碳标准制度各自的作用范围。一旦决定对某一行业采用碳排放权制度减排,就应当尊重碳排放权制度的作用机理,让低碳标准制度退出该领域。
(三)碳税制度与低碳标准制度的应然关系
碳排放权制度与低碳标准制度不能针对同一排放源重叠适用,不影响碳税制度与低碳标准制度重叠适用。碳税制度的作用机理与碳排放权制度相异,其实施不要求赋予企业选择权,因此与低碳标准制度不相冲突。如果确有必要,碳税制度与低碳标准制度可针对同一排放源重叠适用。如对机动车按照单位里程的二氧化碳排放量征收碳税,并不妨碍对该机动车适用碳排放标准。碳税通过经济诱导的方式促使公众减少对机动车的使用,有助于降低温室气体排放量;碳排放标准对机动车的温室气体排放效率进行最低程度地控制,亦有助于温室气体减排,二者并行不悖。实践中,欧盟对轻型机动车制定碳排放标准,部分成员国如西班牙、卢森堡、葡萄牙等同时又对机动车征收碳税。2012年《气候变化应对法》(征求意见稿)第69条规定“凡是购买或者消费煤炭、石油、天然气、酒精等燃料或者电力的,都应当缴纳碳税”,结合第42条对交通工具适用低碳标准等其他规定可推知,起草者认同碳税制度与低碳标准制度可对同一排放源重叠适用。碳税与低碳标准可重叠适用,不意味着应当重叠适用。对某一排放源是否二者重叠适用,需视具体情况斟酌。
三、结语
经济增长通常是指一个国家或地区在一定时期内,由于生产要素投入的增加或效率的提高等原因,经济规模在数量上的扩大,即商品和劳务产出量的增加。其衡量指标有国内生产总值、国民收入等总量指标。近20年是中国经济增长最快的时期。根据经验数据测算,中国经济年平均增长速度为9·4%[3]。从表1可以看出,中国GDP增长水平总体高于发达国家和其他发展中国家。这一时期,中国碳排放总量也呈现较快增长的态势。从可以看出,1980—1997年间中国经济增长的快速时期,碳排放量增长也很快,到1997年后才逐渐降低。
由于碳排放受社会、经济、自然、生态、技术等多方面的影响,因此,通过研究各主要因素对碳排放的影响,可分析未来中国的碳排放趋势,并选择合理的温室气体减排途径。据徐玉高等[3]分析中国1970—1994年间各因素对碳排放的影响,经济增长是中国20多年来碳排放迅速增加的最主要因素,仅此一项引起的碳排放变化占总量的94%以上。采用相关分析方法对中国1980—2000年GDP和碳排放数据进行拟合,结果。可以看出,1980—2000年间中国碳排放量的变化和GDP的增长呈显著相关(R2=0·9581)。在影响经济增长的各因素中,中国经济增长对投资的依赖较大,与其他国家相比,投资在中国经济增长中所占比重较大,这与中国刚进入工业化发展的中期阶段并长期以来实行的重工业发展战略相关。这一方面造成经济增长对投资的依赖增加,投资的增加加快了重工业的发展,引起对能源、交通的需求也增加,碳排放随之增加;其次,由于经济的增长,人均GDP增加,人们的生活质量提高,对碳排放的需求也增加,尤其在一些相对贫困的地区,工业化、城市化刚刚起步,碳排放增加速度很快;最后,由于一些地方片面追求经济增长,造成大片森林被砍伐,环境破坏,使得碳排放量随经济增长而增加。
但是,经济增长到一定阶段会引起技术、制度的变革和经济结构的演进,由此引起的经济发展可能使碳排放量在一定时期减少。张雷[4]研究了国家经济发展对碳排放的影响,结果表明,经济结构多元化发展导致国家能源消费需求增长减缓,而能源消费结构的多元化发展则导致国家碳排放水平下降,两者结构多元化的演进最终促使国家发展完成从高碳燃料为主向低碳为主的转变。因此,为研究中国未来碳排放量随经济增长的变化趋势,需要从经济结构和能源消费结构出发,更深入地分析经济增长各因素对碳排放的影响。
2中国经济增长影响碳排放的原因
2·1经济结构的影响
经济发展包含经济增长,但经济增长不等于经济发展。经济增长着眼于短期经济总量的增长,重视经济增长的效率,而忽视经济增长的质量和增长的可持续性,使得经济增长的效率低下,结果是对资源、环境形成无形的巨大压力。分析中国的经济结构可以发现,尽管改革开放以来中国经济取得高速发展的成就,但经济结构并未取得明显改进,工业所占比重约为40%~50%,服务业(即第三产业)仅占33%,服务业比重低于巴西约20%,并低于发达国家约35%~40%(图4)。因此,中国的经济结构依然是比较低下的。这与中国经济过分依赖投资,并一度强调重工业发展战略不无关系,而重工业的特点决定了中国经济目前仍为外延型和粗放型的增长,说明中国经济增长方式的转变还要走漫长的道路,未来经济的发展对能源和CO2排放的需求还很大。
2·2能源结构的影响
从经济增长必需的能源看,中国以煤为主的能源消费结构并未改变。2001年,煤炭占中国一次能源消费的62%,比世界平均水平24·7%高37·3%,而其他清洁能源如水能、核能、天然气等所占比重不超过11%[5]。计算表明,单位标准煤炭燃烧产生的CO2是等标量石油排放的1·23倍,是等标量天然气排放的1·75倍[3]。由于煤炭所占比重较大,故中国单位能源使用产生的CO2量高于其他国家。从能源利用效率看,虽然中国在过去20年取得了GDP翻两番、能源消费仅翻一番的成就,但单位能源消费所产生的GDP仍低于其他主要国家(表2)。因此,改善能源结构和提高能源利用效率以减少碳排放量,中国都将面临极大的挑战。
2·3经济增长的影响
从前面的分析可以看出,中国经济刚进入工业化中期阶段,如果不转变目前高投入和高消耗的经济增长方式,且继续维持目前的经济增长速度,中国的碳排放量在未来还要持续增长,将在全球气候变化谈判中面临日益严峻的挑战。一般来说,根据库兹涅茨(Kuznets)曲线,经济增长与环境恶化间呈倒“U”型曲线关系(EKC曲线),说明在经济发展初期,环境会伴随着经济增长而不断恶化,经济发展到一定阶段,环境恶化会得到遏止并伴随着经济的进一步发展而好转[6]。但是,温室气体的排放在本质上是人们的生存需要所决定的,且受人们的消费偏好等因素影响,目前中国的经济水平尚处于由温饱向小康过渡的阶段,地区增长不平衡,满足基本发展需求是第一位的,碳排放的需求仍很大,因此,经济增长远没有达到库兹涅茨曲线的阈值点,碳排放还会随经济增长而增加。在分析各国统计数据的基础上,钱振为[7]探讨了能源消费与经济增长的关系,认为在21世纪前20年,中国正处在能源需求增长较快的时期,单位GDP的能源消费难以大幅度下降,提高单位能源产生GDP的空间并不大,说明未来碳排放量还将继续增长。
据Birdsall和Shafik以及Bandyopadhyay等人用更多的时序数据和截面数据估计,人均碳排放与经济增长间的Kuznets曲线关系是很微弱的;或者,人们接受转折点远远高于现实经济发展水平的Kuznets曲线,那么经济发展达到转折点时,人类排放的温室气体已远远超过了生态系统所能承受的水平[3,8,9]。2003年,中国人均GDP为1090美元,仅为世界平均水平的19%,未来中国经济的快速发展仍需要巨大的碳排放空间。尽管1997年后中国碳排放量有所减少,但要达到Kuznets曲线的碳排放量大幅下降的阶段,仍然有一段距离。在不损害经济发展的条件下,GHG(GreenhouseGases,温室气体)排放强度是衡量减排效果的最好方法。GDP的温室气体排放强度指每百万美元国内生产总值(GDP)的温室气体排放量[10]。中国是世界上单位GDP碳排放强度最高的国家,1990年GDP的CO2排放强度为1·56kg碳/美元,达到世界平均水平0·24kg碳/美元的6·5倍,美国的6倍,日本的16倍[11]。这与中国产业结构和能源结构水平还比较低下不无关系,而中国外延型和粗放型的经济增长方式也是主要原因。但随着经济的增长,技术会得到改进,经济增长依赖于大量投资和能源消耗的现状会得到改善,在改进人们消费偏好的基础上,选择一条低碳发展的路径,经济增长的速度会高于能源消耗的速度,CO2的排放强度总体上会呈现逐渐下降的趋势,由此形成经济持续健康的增长。在1980年到2000年的20年间,中国的能源消费平均年增长率为4·3%,GDP的平均增长率为9·6%,能源消费的增长率远低于GDP的增长率。在此期间,能源消费的CO2排放强度基本未变。因此,1980—2000年,中国GDP的CO2排放强度平均年下降率为5·6%[12]。从这个意义上看,尽管未来中国经济处于较快发展阶段,对能源、交通的需求还很大,但单位GDP的能源消耗减少的空间还比较大。
3结论
按照目前的经济增长和消费模式,中国碳排放量将随经济增长而增加,其中尤以工业增长排放CO2最为显著。根据国际经验,一国经济进入工业化快速发展阶段,城市化进程加快,交通、能源的消费需求增加,碳排放量将很快增长。如果不改变目前的经济增长方式,继续沿着一些发达国家的老路去发展,中国未来的可持续发展将面临巨大挑战。经济增长方式的转变首先要提高经济增长效率和能源利用效益,大力发展资源节约型产业。提高能源利用效率,减少单位GDP所消耗的能源,这是实现经济可持续发展和减少未来碳排放量的首要选择。中国以煤为主的能源结构是单位能源消费碳排放强度大的主要原因,这一方面是中国的自然社会因素造成的,另一方面和中国的能源利用技术落后有关,因此,吸收国内外先进的能源利用和碳减排技术,改进中国的生产和消费方式以减少单位产出的能源消费和碳排放,在中国具有重要的现实意义。
关键字:碳排放交易;初始分配权;比较分析
2012年全球二氧化碳排放总量达356亿吨,碳排放治理日趋严峻。我国“十二五”规划纲要明确指出要逐步建立碳排放交易市场,以降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度。去年开始我国陆续在北京、上海、天津、重庆、湖北、广东和深圳启动了碳交易试点。排放权分配是碳排放交易体系的一个核心问题,研究该问题对深化我国碳排放交易问题的研究具有重要的理论和现实意义。科斯认为,只要明确界定财产所有权,在市场完备情况下,外部性问题所造成的效率损失可以由市场本身解决。但是现实中不存在完全竞争市场,市场不确定性影响厂商行为,排污权的不同分配方式产生不同的公平与效率结果。
国外学者集中于对不同分配方式的比较研究。Cramton(1998)的研究认为免费分配方案导致了效率的损失或降低企业污染控制创新能力,而Sijm等(2006)、、Betz(2010)从社会福利角度分析免费分配方式会引发公平、补偿与行业暴利问题。免费发放并不能完全将企业排放的外部成本内部化,难以反映企业减排的边际成本,而拍卖分配方式更能体现市场机制在资源优化配置中的作用。Betz等(2010)认为有效的拍卖机制产生的早期价格信号反映温室气体减排的社会边际成本,帮助厂商从经济效率视角判断措施应该实施与否,且拍卖带来的公共收入相对于税收而言,经济效率损失较小。国内学者王勤耕等(2000)、赵文会等(2007)、何梦舒(2011)也对碳排放分配机制设计进行相关研究。
碳排放交易初始分配权方式的比较分析
究竟以何种分配方式为主,这个问题值得商榷,本文从五个角度评价不同初始分配方式的优劣。
价格发现功能。免费分配方式会造成价格的扭曲,以历史排放为基础的免费分配配额方式造成高排放企业免费获得了较多配额,可能会在配额的二级市场利用其市场势力抬高配额价格,最终导致消费者为企业免费获得的配额付费。而拍卖分配方式是基于市场机制的配额分配方式,遵循了“污染者付费原则”,可以保证将配额分配给了最看重它的个体,因此其价格发现功能要优于免费分配方式。
减排成本方面。以历史排放或产量为基础的免费分配方式难以反映减排的边际成本,因此有人建议使用可升级的免费分配来克服这一缺陷。但是这种分配方式也不能有效地反映排放的社会成本,因为如果企业知道未来配额分配依赖于当前排放量,当前排放越多,未来配额得到的也就越多,使当前配额价格高于边际减排成本,导致无效市场结果。而在拍卖分配方式下企业支付配额成本,产品价格提高,同样会增加低收入阶层的负担,具有累退性质。但与免费分配不同的是,政府获得了稀缺配额租金,如果政府可以有效地运用这部分收入进行收入循环,都会大大减少排放交易的累退性质,降低减排成本。
创新效应方面。免费分配方式下企业根据历史排放量免费获得了排放配额,主要目的是最大化配额租金。如果企业积极研发低排放技术,低排放技术的应用导致减排成本下降,配额需求量减少,最终配额价格下降,使企业获取的稀缺租金价值减少,因此拥有大量配额的厂商担心配额价值的损失,因此没有激励创新。而有偿分配方式下生产者取得排污权将受到政府的控制和经济利益的制约,技术落后的生产者将不能或难以获得排污权,其生产的规模将受到制约,因此改进技术以减少排污量便成为生产者得以生存和发展的首选途径。
公平性方面。在市场经济体制内,无偿取得排污权类似无偿获得了财富,并且往往剥夺了其它人在同等条件下无偿获得相同财富的机会。对于其它受总量控制制度制约而不能同样无偿获得自己所需的全部排污指标的排污者来说是不公平的。实行有偿取得原则后,排污者取得排污权必须支付相应的代价,它就不会滥占排污权。对公众而言,政府把排污许可的收入用于环境保护和改善,有限的环境容量资源得到合理使用和补偿,这也是公平的。
可操性方面。在评价初始分配方式的时候也应该考虑初始分配方式的实际操作可能性,相比而言免费分配更加可操作性,从国外碳交易市场中普遍被采用。但是,随着碳交易市场逐渐发展成熟,拍卖分配方式将逐渐取代免费分配方式成为主要的分配方式。
结论及政策建议
通过前文对碳排放交易两种初始分配权方式的比较,发现免费和拍卖方式在不同的阶段各有利弊,应作具体分析。当前国内碳交易试点陆续已在全国七个省市拉开帷幕,我国尚处于碳交易市场体系建设的初级阶段。考虑碳交易机制推行会对宏观经济以及企业经营产生的影响,我国在推行试点工作中应倾向于采用免费分配为主的方式进行,当碳交易市场逐渐建立之后应该转向以拍卖分配方式为主,充分发挥市场价格机制对碳排放权的优化配置功能。
参考文献:
[ 1] 张利飞,彭莹莹. 排污权交易机制研究进展[J]. 经济学动态. 2011年第4期:135-140
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[3 ] Sijm, Neuhoff&Chen (2006),CO2 cost pass-through and windfall profits in the power sector[J]. Climate Policy 6: 49- 72
[ 4] Betz, R.et al(2010) ,Auctioning greenhouse gas emissions permits in Australia[J], Australian Journal of Agricultural and Resource Economics 54(2): 219- 238
[ 5] Betz, R.et al( 2010) ,Auctioning greenhouse gas emissions permits in Australia[J], Australian Journal of Agricultural and Resource Economics 54(2): 219- 238
[6 ] 王勤耕,李宗恺等. 总量控制区域排污权的初始分配方法[J]. 中国环境科学. 2000.20(1):68-72
[ 7] 赵文会等. 初始排污权分配的优化模型[J]. 系统工程. 2007(6):57-61
交通快速机动化发展阶段的到来,势必会对稀缺要素的供给保障产生强烈的冲击。无论是从能源的供给保障还是从碳排放的角度看,发展低碳交通已成为中国政府的不二选择。然而在发展低碳交通之前,对于交通碳排放状况进行分析是至关重要的。如果中国交通碳排放现状已经处于低碳水平的话,那么就没有发展低碳交通的必要。鉴于此,本文对中国交通部门的碳排放总量、各种交通方式的碳排放量和碳排放效率等进行了分析,并与发达国家作了横向比较。
一、中国交通部门的碳排放总量分析
随着我国经济的跨越式增长,中国交通部门的碳排放也呈现出持续增长的趋势。本文根据《2006年ipcc国家温室气体清单指南》的指导方法,运用排放因子法,测算了中国交通部门1991-2009年的二氧化碳排放量(见图1)。碳排放量只需要在二氧化碳排放量的基础上乘上其碳含量(12/44)。二氧化碳排放量测算公式如下:
二氧化碳排放量= ∑ ei × efi (1)
其中e表示燃料消耗量,ef表示燃料的排放因子(见表1),i表示交通燃料的类型。
从图1可以发现,在整个研究时间段内,二氧化碳排放量增速明显,年均增长率为15.6%。从碳排放增长率的角度看,可以分为两个阶段:1991-2002年碳排放增速较为平稳,从1991年的151.6mt提高到2002年的269.8mt,年均增长率为6.5%;2003-2009年碳排放增速加快,从2003年的335.7mt提高到2009年的602.3mt,年均增长率为11.3%。
根据ipcc的燃料碳排放因子,可以发现燃料单位碳排放之间的关系为:煤炭>柴油>煤油>汽油>天然气。从煤炭—柴油—天然气的变动趋势可以看出,中国交通结构调整趋向“低碳化”,但是总体上交通部门还是处于高碳排放的状态。交通领域有着明显的存量效应,高碳技术的机动车比例较高,这在很大程度上决定了中国交通的高碳排放。随着铁路电气化、水路高效化、公路清洁化的发展,交通结构有了明显改善。
二、各种交通方式的碳排放量分析
(一)公路碳排放量分析
公路承担着绝大多数的中短途运输,是占交通碳排放比重最大的子部门。随着经济快速发展,公路运输得到了大力发展。1991-2008年公路部门的客运周转量增加了334%,货运周转量增长了859%,与此相伴随的是公路能耗和碳排放量的快速增长,其中以柴油和汽油消耗最为明显。随着交通领域节能减排的相关政策出台,使用电力、天然气、生物燃料等清洁燃料的机动车比例有所增加。
从全社会交通碳排放角度看,公路碳排放应包括营运性公路运输业的碳排放和非营业性公路运输业的碳排放。2005年我国营业性载货汽车和载客汽车共消费汽油为0.17亿吨,柴油为0.39亿吨,排放二氧化碳分别为50.68mt和122.13mt,占交通碳排放的11.9%和28.6%,单单公路营运性运输的碳排放就占交通碳排放的40.5%。①随着经济增长,非营运性碳排放所占比例会逐年增加。按保守的统计数据估计,全社会公路碳排放占交通碳排放的70~80%。
(二)铁路碳排放量分析
铁路作为现阶段重要的交通方式,承担着中长途的客货运任务。铁路部门通过电气化结构调整,基本上实现了铁路发展与碳排放的相对脱钩。到“十一五”末,铁路电气化率达到了45%左右,在铁路总运输量大幅度增长的情况下,总能耗和碳排放没有大幅增长。通过1990-2005年中国铁路企业的碳排放量比较(见表2),可以发现铁路企业的碳排放逐年降低,2003以后一直维持在30mt左右。
由于没有考虑电力因素,碳排放测算量无法完全反映出电气化结构调整的实际贡献。何吉成和吴文化指出,33年来电气化铁路使得中国铁路运输行业的直接减碳量为426.7万吨,直接减碳量年均增长48.3万吨。电气化结构调整为减少铁路能耗、二氧化碳排放发挥了重要的作用。②
(三)航空碳排放量分析
航空运输业在经济增长、管制放松、科技进步等因素作用下,得到了快速发展。相关统计数据表明,换算周转总量从1991年的30.2亿吨公里增加到2008年的376.8亿吨公里,提高了10倍左右;民用飞机拥有量从1990年的503架,增加到2009年的2181架。③航空运输总量和飞行里程的增加,一方面增加了能耗和碳排放,为节能减排的实现增加了难度;另一方面,规模效应提高了航空的能源利用效率和碳排放效率。
近20年航空部门碳排放量呈现出上升趋势(见图2)。在整个时间段内,航空部门碳排放量累积增长了7.88倍,到2008年达到了36.4mt。2003年以来,航空部门碳排放增速加快。可以预见的是,随着经济增长,航空碳排放将会以较快的碳排放速度增长。
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(四)水路碳排放量分析
水路运输作为综合交通运输体系的重要组成部分,承担着中国90%以上外贸的货运运输工作。中国具有内河流域长、沿海区域广阔的特点,适合发展运能大、成本低、能耗少的水路运输。
“十五”期间,水路货运量年均增长率为12.4%,远洋货运量年均增长率高达16.2%,水路运输得到了较大的发展。“十五”期间水路营业性船舶燃油消耗和碳排放量见表3。从表3可知,在此期间,总体上水路运输碳排放呈现上升趋势,到2005年达到了39.7mt。据相关研究,考虑到非营业性运输船舶油耗,2005年中国水路运输的实际碳排放量将达到61.5mt。①
目前水路碳减排的存在问题主要体现在:宏观层面,水路运力结构需要调整,主要包括内河船型标准化、老旧船和劣质船整治等方面;船运市场的无序竞争,使得水路运输的碳排放效率低下;航道基础设施投入的不足,一定程度上降低了船舶的碳排放效率。在微观层面,主要存在运输企业管理水平低下、能源管理基础工作不完善、碳减排意识薄弱等问题。
三、不同交通方式的碳排放效率比较
交通方式碳排放效率受多种因素影响,一般来说,技术水平是最主要的影响因素。随着科技发展,交通方式碳排放效率会持续提高。交通基础设施、交通状况、交通行为、运输企业管理水平等都是影响碳排放效率的重要因素。可以说,在一定发展阶段,交通基础设施、交通状况等外部环境更能够影响碳排放效率。
表4列举了近20年来各交通方式的碳排放水平,可以发现碳排放水平较低的交通方式是水运,最高的则是航空。值得注意的是公路的碳排放水平。比较历年我国营业性道路运输客货运的碳排放水平发现,客货运碳排放水平持续增加。
得益于电气化结构调整,铁路低碳化战略地位逐渐凸显。从交通方式碳排放水平看,2003年我国各交通模式百吨·公里碳排放量指标,航空燃油消耗排放二氧化碳为103.6kg,公路汽油消耗排放二氧化碳为20.6kg,柴油消耗排放二氧化碳为16.4kg,铁路柴油消耗排放二氧化碳仅为1.6kg。①从公路转移1万吨·公里运输量到铁路,可以节约柴油约0.47t,减少二氧化碳排放为1.5t。按照2007年公路货物周转量11355亿吨·公里测算,假如全部转移到铁路运输,可以节约柴油53.4mt,减少二氧化碳排放为168.7mt。②现阶段,铁路碳排放效率是各交通方式中最高的,略高于水路运输。而随着水路基础设施建设的提升、船舶标准化等措施的实现,可以预见水路碳排放效率无疑将是最高的。
四、与发达国家交通方式的碳排放效率进行比较
(一)公路运输碳排放效率低于发达国家
中国汽车工业发展落后于发达国家,发动机排放技术标准的制定主要依据欧美国家的标准。目前欧美国家已经使用欧ⅴ排放标准,而中国的排放标准基本上相当于欧ⅲ的排放标准。因此,从技术水平上看,中国公路的碳排放效率明显低于欧美发达国家。
由2000年德国的环境报告可知,德国在客运交通方面,每百人公里二氧化碳排放量,公路为16.8kg,航空为13.4 kg,铁路为4.8 kg;在货运交通方面,每百吨公里二氧化碳排放量,公路为79.8kg,航空为10.7kg,铁路为2.6kg。其铁路客运的碳排放量约为公路客运的1/4,铁路货运的碳排放量仅为公路货运的1/30。③通过与中国交通碳排放效率进行比较,发现德国公路的货运碳排放效率还低于中国的水平。道路运输能源强度与碳排放效率有着直接的关系。欧盟及其典型国家的道路货运能源强度见表5。由表5可知,德国比其他国家有着更低的能源强度,故而中国公路的碳排放效率应该高于欧盟其他国家。
然而这是不符合逻辑的,造成这种现象的原因是碳排放效率的评价指标选取问题。目前衡量交通碳排放效率主要用单位交通周转量的碳排放水平。单位交通周转量又由交通量和里程所决定,这其中涉及产业结构、基础设施、负载状况等多种影响因素,相互关系特别复杂,容易产生让人困惑的假象。
(二)航空客运碳排放效率高于发达国家
以单位交通周转量碳排放水平来衡量碳排放效率,就可以很直观地发现:如果单次飞行的客运人数或货运重量接近于满负载的话,那么单位燃料的碳排放功效就越高,即碳排放效率就越高。目前中国客运航空就正享受着规模效应的边际收益,而货运航空因高成本而未达到规模化水平,也就是说有着较高的边际成本。
在与日本、美国等国家的交通碳排放比较中,就可以发现客运和货运碳排放效率存在着较大差异,见表6。①在客运方面,三个国家的客运单位碳排放总体上均呈现下降趋势,而中国民航客运的单位碳排放水平低于日本、美国。由于中国民航客运需求大,具有一定的规模效应,而使用了大中型飞机类型,美国、日本等国家的中小飞机的数量占总量的比重较大。在货运方面,中国航空货运单位碳排放水平呈现下降趋势,但是目前略高于日本。可见中国航空部门的二氧化碳减排还是存在着一定的空间。
(三)水路碳排放效率呈现两极化分布
由于海运的国际化趋势明显,且各国统计口径的不一致,水路碳排放效率指标的绝对值不具有可比性,而且与其他运输方式的可比性差。因此重点对内河航运进行国际横向比较。其中美国(特别是密西西比河)发达的内河航运,可作为中国内河航运的参照标杆,但是需要注意发展阶段的对应性和可比性。
近几十年来美国内河航运单位碳排放指标的演变态势与单位能耗强度同步,呈现“u”形曲线,特别是近年来受高附加值货物比重、航速等因素的综合影响,能源强度和碳排放效率有所上升。而中国内河航运单耗和碳排放效率在大型运输企业和个体经营户之间呈现明显的两极分化。一方面,中外运、中远、中海等几家具有多年涉外经营经验的大型运输企业,集约化程度和运作效率相对较高。另一方面,其他航运企业因规模小、经营成本高等原因,忽视管理水平、船舶技术水平等方面的提升,使得能源利用效率和碳排放效率相对较低。总体上看,中国内河航运的市场竞争次序混乱,无助于水路部门碳减排工作的有效展开。
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五、主要研究结论
(一)中国交通部门碳排放类型属于高碳排放
从整体上看,中国交通部门在快速发展过程中,碳排放呈现出持续增长的趋势。在1991-2009年时间段内交通碳排放年均增长率为15.6%,属于典型的高碳排放类型。以柴油、汽油等石油制品为主的燃料结构更是高碳排放的结构(虽然燃料结构开始朝低碳化方向调整)。
(二)中国不同交通方式的碳排放呈现显著差异性
如果将研究范围缩小到交通子部门层面,可以发现交通方式间的碳排放呈现显著的差异性。公路的碳排放水平要远远高于其他交通方式,水路则是较为清洁的交通方式。而从交通结构解读出“高碳看公路,低碳看水路”的主要规律恰恰反映出中国交通结构的高碳排放特征。
(三)国际比较表明中国交通碳排放效率较低
通过与典型发达国家进行横向比较,可以发现中国交通碳排放效率总体上处于较低水平。航空客运方式等碳排放效率虽说高于典型发达国家,但是得益于中国总体的规模效应,而不是发挥根本作用的技术进步因素。从技术水平的角度看,中国交通部门的碳排放总体上属于高碳排放。
关键词:低碳;大众生活;影响
中图分类号:F124.5 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2013)19-0271-02
首先从碳足迹说起,“碳足迹”本源于一个英语单词“Carbon Footprint”,是指一个人的能源意识和行为对自然界产生的影响。具体来讲就是某个人或某个团体的碳耗费量,它是测量某国家和地区的人口因日耗能源产生的二氧化碳排放对环境影响的一种指标。分为第一碳足迹和第二碳足迹两种。第一碳足迹是因使用化石能源而直接排放的二氧化碳,例如飞机飞行会消耗大量燃油,排出大量二氧化碳,因此常乘飞机出行的人会有较多的第一碳足迹;第二碳足迹是因使用各种产品而间接排放的二氧化碳,例如喝一瓶普通的瓶装水,会因其生产和运输过程中产生的碳排放而带来第二碳足迹。可以总结为一点,低碳生活就是在日常生活和工作中人们减少碳足迹的行为方式,即降低二氧化碳排放量。评估碳足迹可以用特定的方法计算,例如,某人的车耗油1kl,就等于排放了2.7kg二氧化碳;某人用电100度,就等于排放了约78.5kg二氧化碳。碳足迹大,证明你是高碳一族,对全球变暖要负的责任就相应变大;碳足迹小,证明你已经进入了低碳生活,对环境保护做出的贡献也变大。
低碳并不是单纯体现在个人生活上,而是处处体现,其中包括人类的各项生产活动。一句话总结起来,人类的所有活动都会直接或间接使全球变暖加快,我们一直也没有重视起来。所以说低碳生活还包括降低人类活动所造成的一切温室气体,而不单纯是二氧化碳。温室气体主要包括水汽、二氧化碳、甲烷、臭氧、氟利昂或氯氟烃类化合物。仔细分析,我们在生活中,都无时无刻不在制造着温室气体。不夸张地说就连我们吃的粮食也是温室气体的重大来源之一。在农业生产活动中,气体排放就是全球温室气体排放的第二大重要来源。以水稻生产为例,在作物生长期间,植株及稻田会释放出大量氧化亚氮,每千克相当于296千克二氧化碳的温室效应量。农作物生产和使用化石燃料排放大量温室气体从而危及环境,尽管这样却不能因噎废食就禁用化石燃料,更不能禁止农业生产,如此一来,就只能从其他方面对环境进行改善。例如,研发和使用生物燃料可以节约资源和较少温室气体排放。
每个人都应该从自我做起,细节决定成败,人人低碳就可以为减少全球变暖做出贡献。从细节做起,少开一天车,少用一次性筷子,少食一顿肉餐,少开一盏灯等,都是在为减缓全球变暖出力。当然还有许多方式可以采纳。例如,减少不必要的家电消耗;用餐做菜时选择烹饪方式也可以减少温室气体排放量。就以最平常的土豆为例,用锅煮产生的二氧化碳就比微波炉做产生的多。吃牛肉也要比吃猪肉排放的碳多,因此应适当减少吃牛肉。除了饮食方面,比如棉布衣服、爬楼梯,步行等属低碳生活,而化纤衣服,坐电梯,开车等属高碳生活。
个人的低碳生活还有下面一些简易的计算和选择。
1.家居用电。根据发电过程中碳排放的均值计算,二氧化碳排放量(kg)=0.785×耗电度数(kwh)。据此可以计算个人的碳排放量并节约用电。
2.家用自来水。生产1吨自来水要耗电0.67~1.15kwh。根据耗电的平均值,二氧化碳排放量(kg)=0.91×自来水量(t)。勿庸置疑,节约用水也是低碳生活。
3.交通出行。根据车耗油情况将距离转化为耗油量才能计算碳排放量,小排放量汽车在相同距离碳排放量较少。二氧化碳排放量(kg)=2.7×油耗公升数。公式表明,无论是政府管理还是生产厂家,或者是个人消费,都应该大力推广小排量节能环保型汽车。
4.家用燃气。液化石油气的二氧化碳排放量(kg)=0.12(碳强度系数)×液化石油气使用度数。天然气的二氧化碳排放量(kg)=0.19(碳强度系数)×天然气使用度数。要尽量使用天然气和节约燃气式低碳生活。
我们在提倡低碳生活的同时,也要考虑到实际需要,人们会因为某种原因进入高碳生活。这时就应当对这种高碳生活进行补偿,也叫作碳中和。
关键词:碳足迹 碳排放 纺织服装 转型研究
一、 引言
世界经济的发展给人们的生活带来了方便,但是同时也带来了资源短缺、环境污染、气候变化等严重的全球性问题。最近几年,气候变化尤为引人关注。据地球气候统计数据显示,从工业革命开始,地球大气中的CO2浓度已经从280ppmv上升到了目前的379ppmv,全球平均气温也在近百年内升高了0.74℃,在近三十年来尤为明显。如果任由这种趋势继续,全球气候将难以满足人类生存发展的需要,因此联合国气候变化框架公约等国际组织已经签署了相关的国际性法案,如《京都议定书》,以此来约束全球工业发展对气候的影响,达到全球范围内减少CO2等温室气体的排放。然而这对我国经济来说并不是一个好消息,我国是一个制造业大国,高能耗、高排放的经济发展模式已经不能持续,据相关资料显示,2007年我国的化石燃料消费排放为62.84亿t,占全球总量的21.01%,已经超过美国的20.08%成为世界第一大温室气体排放国。随着新一轮气候谈判的进行,我国面临的减排压力越来越大,而我国作为一个负责任的大国,以经响应了全球节能减排方面的倡议,并提出符合我国国情的低碳经济目标,即2020年,我国单位GDP的CO2排放量较2005年降低40%―45%。在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中,进一步明确了CO2排放的目标,即在十二五期间,单位GDP的CO2排放降低17%。
对纺织服装行业的碳足迹研究都集中在近几年,但由于计算方法和标准都不完善,更多的研究都是在以一种综述的方式阐述新近的研究成果或者计算标准,也因为对于系统边界和投入产出一些过程难以控制,想要通过明确的边界、准确的投入产出来计算碳足迹是一件非常不容易的事,这也是目前研究的困境和不足之处。本文正是基于这些问题,尝试性的通过一个行业对能源投入消耗及温室气体的排放来计算碳足迹,并以此来论述纺织服装行业减少碳排放、实现行业转型的必要性。
二、 碳足迹及其度量
碳足迹源于“生态足迹”,是指人类生产和消费活动中所排放的与气候变化相关的气体总量,相对于其他碳排放研究的区别,碳足迹其实是从生命周期的角度出发,摈弃了传统的“有烟囱才有污染”的概念,就比如人行走时留下的脚印,碳排放也有自己的足迹。产品碳足迹是指某个产品在其整个生命周期内的各种GHG排放,即从原材料一直到生产(或提供服务)、分销、使用和处置,或者可以说从摇篮到坟墓整个过程中所排放的温室气体。
对碳足迹的计算目前比较认可的主要有两种方法:
第一种计算方法是“自上而下”模型,这是以过程分析为基本出发点,通过生命周期清单分析得到所研究对象的输入和输出数据清单,进而计算研究对象全生命周期的碳排放,也即碳足迹。
第二种方法是“自下而上”模型,该模型以投入产出分析为基础。投入产出模型是研究一个经济系统各部门间的“投入”与“产出”关系的数学模型,该方法最早由美国著名的经济学家瓦.列昂捷夫(W. Leontief)提出,是目前比较成熟的经济分析方法。Matthews 等根据世界自然基金会(WRI) 和世界可持续发展商会(WBCSD)对于碳足迹的定义,结合投入产出模型和生命周期评价方法建立了经济投入产出―生命周期评价模型(EIO―LCA),该方法可用于评估工业部门、企业、家庭、政府组织等的碳足迹。
投入产出法需要在生产过程中根据能源的消费来计算碳足迹。因此,碳足迹的核算是基于终端能源消费口径的统计数据,采用对应能源的排放系数来计算全部碳排放,计算公式为:
■;i=1,2,3,......,n
(1)
其中,C为碳排放量;Ei 表示的是第i种能源的消费量,以标煤计算;fci表示的是第i种能源的碳排放系数,这里我们直接引用曹淑艳等给出的我国各类能源的碳排放系数(见表1)。
以上两种碳足迹的计算方法各有优点和局限。对于过程分析法来讲,其优点在于分界明显,能够比较准确的计算出每个阶段的碳足迹;其局限性在于:1、由于该方法可以在无法获知原始数据的情况下采用次一级数据,这可能会导致碳足迹分析结果的可信度偏低;2、过程分析法在对碳足迹分析时,没有对原材料生产以及产品供应链中的非重要环节进行更深入的思考;3、过程分析法由于无法具体获悉产品在各自零售过程中的碳排放,所以零售阶段的碳排放结果只能取平均值。对于投入产出分析来讲,它的一个突出的优点在于它能够利用投入产出表提供的信息,计算经济变化对环境产生的直接和间接影响;其局限性在于:1、EIO―LCA模型是依据货币价值和物质单元之间的联系而建立起来的,但相同价值产品在生产过程中所隐含的碳排放可能产别很大,由此造成计算结果存在偏差;2、由于同一部门存在不同的产品,这些产品的CO2排放可能千差万别,因此采用该方法计算时可能存在较大的误差;3、投入分析法可算结果只能得到行业数据,无法获悉产品的情况,因此只能用于评价某个部门或产业的碳足迹,而不能计算单一产品的碳足迹。由于本文计算的碳足迹是纺织服装行业的,因此这里我们选用投入产出法计算。
三、 我国纺织服装行业碳足迹状况及其分析
为了深入分析我国纺织服装行业碳足迹。需要将纺织服装行业进一步分类。为此,我们采用国民经济对行业统计的分类。截止目前,行业分类已颁布了3个版本,分别为GB4754― 84《国民经济行业分类与代码》、GB/T 4754―1994《国民经济行业分类和代码》和GB/T 4754―2002《国民经济行业分类》。本文根据GB/T4754―2002将纺织服装行业划分为纺织业,纺织服装、鞋、帽制造业,皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业这三类。由于是对我国纺织服装全行业的碳排放进行核算,因此在确保统计数据来源一致的前提下,行业分类的内部调整对最终核算结果的影响可以忽略。所采用的数据来源于《2013年中国能源统计年鉴》,对这三个类别的能源消费数据进行细分,选取2000-2012年的数据,这是因为早期数据无法获取,再者我国2000年加入世贸组织后,加工制造业才蓬勃发展起来,使用以前的数据计算碳足迹并没有太大的意义。
(一)我国纺织服装行业的碳排放状况
根据能源统计年鉴,我国纺织服装行业能源消费包括:煤炭消费、焦炭消费、原油消费、汽油消费、煤油消费、柴油、燃料油、天然气、电力消费。根据表1给定的能源碳排放系数,采用碳排放公式(1)进行计算,得到我国纺织服装行业中各类企业历年的碳排放量(如表2所示)。其中,我国纺织行业的碳排放从2000年的6349.28万t增加到2012年的14114.29万t,增加了两倍多;纺织服装、鞋、帽制造业从2000年的648.36万吨增加到2012年的1878.25万吨,增加了三倍;皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业从2000年的368.78万t增加到1166.37万t,也增加了三倍多;其中2000―2012年间,纺织品行业的碳排放量占这三个类别的比重一直最大,平均保持的85%左右,纺织服装、鞋、帽制造业的碳排放基本保持在10%左右,而皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业的碳排放占比平均处于5%左右。
从图1可以看出,我国纺织服装行业在2000―2012年之间的碳排放量处于不断上升之势,在2008―2009年间略有下降,这是由于2008年金融危机时,一些企业减少产出,因此碳排放暂时下降,但整体上不影响这个行业碳排放总量不断上升的趋势。
(二)服装行业的碳排放强度分析
碳排放强度是反映碳排放量与产值产出之间关系的指标之一,目前比较认可的计算方法是:碳排放强度等于CO2排放量与工业总产值的比值。因此,将纺织服装行业的碳排放强度定义为纺织服装行业的CO2排放量与纺织服装行业工业总产值的比值,其计算公式为:
(2)
式中,I为纺织服装行业碳排放强度(tCO2/元),C为纺织服装行业碳排放量(t),VG为纺织服装行业总产值(亿元),由于2000―2003年数据的缺失,这里我们使用2004―2012年的数据,将纺织服装行业细分为纺织行业,纺织服装、鞋、帽制造业,皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品3个细分行业,分别计算碳排放强度,计算结果如图2所示。
由图2可以看出:纺织行业,纺织服装、鞋、帽制造业,皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品3个细分行业的碳排放强度从2004―2012年间都具有不断下降的趋势。其原因可能是技术进步、管理水平的提高、资源使用合理、劳动生产效率的提高所致。其中,纺织行业的碳排放强度远远大于纺织服装、鞋、帽制造业和皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品,因此通过控制纺织行业的碳排放就可以大幅度减少纺织服装行业的碳足迹,提高资源的利用效率。
四、我国纺织服装行业低碳转型的启示
从以上的研究中可以看出,虽然纺织服装行业的碳排放强度在不断的下降,但整体上的碳排放量还在不断上升(见图1),和我国减少碳排放的目标不符;再者,纺织服装行业也是我国主要的出口行业之一,随着国际上对碳排放要求强度的提高,越来越多的国家开始考虑实施碳关税,虽然这是一种贸易保护主义,但是这也是未来纺织品行业发展的方向。TESCO总裁Terry Leahy先生已经明确表示要在所有上架的7万多种商品上都加注碳标签,这也引起众多竞争者的竞相模仿。因此,只有减少产品生产过程中的碳排放才能在将来的竞争中处于优势地位;最后,减少纺织品的碳足迹对企业也具有一定的商业价值,通过减少产品碳排放达到国家设定的标准就能获得碳标签,碳标签能帮助企业赢得更多的消费认可,占取更大的市场份额,从而获取更高的商业利润。英国大陆服装公司earth positive 在一件的普通T 恤上贴上碳标签,其市场价比同类服装高出2―3 倍。
随着我国碳交易制度的不断完善,企业减少生产过程中的碳排放,也可以通过出售碳排放权利获利;在全球碳交易市场的制度安排下CO2 排放权将成为一种商品,与有形商品一样,通过供求关系对价格的影响体现其价值。企业转型所获得的减排权既体现企业的社会责任,又将为其带来可预期的收益。因此,生产企业向低碳企业转型将带来巨大的商机。
由以上的分析可以知道,纺织服装行业由现在的生产模式向低碳生产方式转变已经刻不容缓,也是企业未来发展的一个方向。从计算纺织服装行业碳足迹的过程来看,要实现低碳生产必须从以下三个方面来实现该行业的转型:第一,从原材料的选取上选择低碳原料,一条400g重的化纤材料裤子,从原材料提供到最后的回收或者处理,整个生命周期(假设寿命2年)消耗的能量相当于200度电,排放的二氧化碳量大约为47kg,而棉、麻等天然织物不像化纤是由石油等原料合成的,所以消耗的能源和产生的污染物要少的多;第二,实现加工过程对能源的充分利用,提高使用效率,减少碳排放,纺织服装行业在加工生产过程中对能源的消耗量极大,如果控制这一过程中的碳排放将对整个行业碳排放都有明显的改观,实现这一转变可以通过研发更先进的生产设备、更加科学的生产流程,减少生产过程对能源的消耗,提高使用效率;第三,转变目前对纺织服装品在使用结束后的处理方式,实现废弃产品再利用的可能性,目前对纺织服装用品在寿命结束时大多采取的是集中焚烧处理,这样增加更多的碳排放,如果能够实现对这些废弃品的回收利用,不仅减少处理过程中的碳排放,还能避免再次生产过程中产生的碳排放,已经有一些服装企业开展以旧换新的活动来实现其产品的回收再利用,这很值得大多数企业去学习和模仿,如果不实现这种转变,随着消费者对纺织用品消费的频繁度提高,很多没有到寿命结束时就已经废弃了,都采用焚烧处理对碳排放的影响是相当大的。如果我国纺织服装行业能够顺利地实现转型,就会使纺织服装行业占据未来发展的优势地位,在未来的竞争中获得话语权,才不会因为生产过程的不达标而被淘汰。当然,服装行业的转型也是一个复杂和创新的过程,这不仅要求企业从原材料的选取到生产过程控制碳足迹,还要求企业考虑的产品使用结束的处置环节,也即是说企业的转变要实现从产品的整个生命周期的低碳控制,从产品的出生到坟墓整个过程减少碳排放。
五、结论
从碳足迹的计算结果可以得出,纺织服装行业的碳排放强度处于一种不断下降的趋势,其中纺织行业的碳排放强度仍处于高位,而服装和皮革制造行业的碳强度相对降低,但是各个行业的碳足迹都在不断上升,在2000―2012年之间,纺织行业碳足迹增加了三倍,纺织服装、鞋、帽制造业和皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品增加两倍多,这与我国低碳减排的目标相悖,也不符合未来行业发展的趋势;再者,从纺织服装行业来讲,实现生产过程的转变、减少本行业的碳排放具有一定的商业价值,随着消费者碳意识的觉醒,越来越多的消费者会选择低碳产品,如果不实现这个行业的转变,纺织服装企业也将面临生存危机。从计算纺织服装行业碳足迹的过程来看,该行业要实现转型必须从原料选择、生产过程控制以及产品的废弃处理来考虑。通过这三个方面的转变,减少本行业的碳排放,增强企业的竞争力,赢得该行业在未来低碳竞争中的主动优势。因此,从碳足迹测度纺织服装行业的生产过程来看,必须进行低碳转型,只有实现本行业生产模式的转变、开发低碳产品才能使企业获得持续的生命力。
参考文献:
[1]李昕,吴雄英,丁雪梅.纺织服装工业碳足迹核算中的若干问题[J].印染,2013(12)
[2]屠莉华,刘雁.纺织服装行业碳足迹研究现状分析[J].进展与评述,2012(3)
[3]曹淑艳,谢高地.中国产业部门碳足迹流追踪分析[J].资源科学,2010(11):2046―2052
[4]谭丹,黄贤金,胡初枝.我国工业行业的产业升级与碳排放关系分析[J].四川环境,2008(2):74―78
[5]王微,林剑艺,崔胜辉,吝涛.碳足迹分析方法研究综述[J].环境科学与技术,2010(7)
[6]王来力,杜冲,吴雄英.我国纺织服装行业的碳排放分析[J].行业观察,2010(10)
[关键词]城市化;二氧化碳排放;协整分析;Kaya恒等式
[中图分类号]F293 [文献标识码]A [文章编号]1671-8372(2012)04-0012-04
一、引言
城市化作为一种全球性的经济社会现象,主要发生在工业革命以后。伴随着世界城市化的快速发展,城市人口急剧膨胀,城市规模快速扩张,能源消费迅猛增加,工业污染迅速蔓延,生态环境问题日益严重。在全球十大环境问题中,气候变暖居首位,而全球气候变化主要是由于温室气体排放量的不断增加,尤其以二氧化碳排放的增加为主。近200年来,世界城市化水平和二氧化碳排放量保持同步上升,目前二者均有加速的趋势。产业革命以来,世界城市化水平在5%左右,大气中二氧化碳浓度在280ppm左右(ppm是气体浓度单位,表示百万分之一),到了2007年,世界城市化水平达到了50%,二氧化碳浓度值上升到了383ppm,而其危险临界值为385 ppm,全球平均地表温度也比工业革命时期升高了0.74℃[1]。
我国城市化进程快速发展的同时带动了以化石燃料为主的能源消耗迅猛增长,使得二氧化碳等环境污染物的排放量逐年增加。根据国际能源署(IEA)公布的统计数据显示,2007年我国化石能源消费产生的二氧化碳排放已经超过美国,成为目前世界上二氧化碳排放总量最大的国家[2]。然而伴随着我国城市化、工业化发展的不断快速推进,以煤为主的能源消费量还将不断增加,由此产生的二氧化碳排放量也会进一步上升,这意味着,我国碳减排面临的国际压力将会日益增加。
随着全球气候变暖问题的日益严峻,越来越多的研究开始关注如何在城市化进程中缓解温室气体排放问题。徐国泉等运用LMDI分解法对中国碳排放进行了因素分解研究,定量分析了经济发展和能源强度对我国碳排放的影响,指出经济发展拉动我国碳排放呈指数增长,而能源强度的贡献率则表现为倒“U”形[3]。王锋对1995-2007年中国碳排放量增长的驱动因素进行了研究,认为人均GDP增长是二氧化碳排放量增加的最大驱动因素[5]。何吉多关于1978-2008年中国城市化与碳排放关系的协整分析表明,我国碳排放量与城市化水平之间存在长期动态均衡关系,且这种长期均衡关系对当前碳排放偏离均衡水平的调整力度较大[5]。日本学者Yoichi Kaya于IPCC的一次研讨会上提出Kaya恒等式,指出人类活动产生的温室气体排放与经济发展、人口等因素存在联系[6]。Duro和Padilla认为Kaya因素中引起不同国家碳排放差异的重要因素为人均收入、能源消费碳强度和能源强度[7]。林伯强等通过对Kaya恒等式的分解,认为1978-2008年对中国碳排放影响较为显著的因素包括经济发展、能源强度、能源消费碳强度和城市化水平[8]。
人类活动与温室气体排放之间的关系已经成为国际热点之一,研究二者之间的关系有着重要的现实意义。山东省作为我国的人口、经济大省,一直是高能耗、高碳排放区,魏一鸣指出,2005年山东省终端能源消费产生的二氧化碳排放总量居全国首位[9]。同时,山东省城市化进程快速推进,2010年山东省城市化水平为40.04%,正处于诺瑟姆曲线划分的城市化发展阶段中的中期加速发展阶段[10]。虽然山东省城市化发展已取得了可喜的成绩,但与我国49.95%的城市化水平相比还是相差较远。研究山东省城市化进程中的碳排放,不仅对于把握山东省碳减排政策、城市化发展战略、保持经济持续快速发展具有现实意义,而且对于更好地理解我国的整体状况也有重要意义。基于此,本文运用协整分析方法借助VECM模型对山东省城市化水平和二氧化碳排放量之间的长短期关系进行实证分析,并利用Kaya恒等式对山东省城市化进程中的碳排放影响因素进行分解分析,最后提出相应的政策建议。
二、山东省城市化与碳排放关系的协整分析
2.变量的平稳性检验
四、结论及政策建议
本文运用协整分析方法借助VECM模型对山东省城市化水平和二氧化碳排放量之间的长短期关系进行了实证分析,并利用Kaya恒等式对山东省城市化进程中的碳排放影响因素进行了分解分析,从而得出以下结论:
(1)山东省城市化水平和二氧化碳排放量之间的协整方程说明,二者之间存在长期均衡关系,长期弹性系数为1.7120,即城市化水平每提高1%,碳排放量将同步增长1.7120%,这说明城市化是导致山东省碳排放量增长的一个重要因素。
(2)由VECM模型可知,在短期内,山东省碳排放量的波动受到城市化水平和自身滞后量的影响,其中,滞后1期和2期的城市化水平对当期碳排放量变动的影响比较明显,城市化水平提高将导致碳排放量的增加;滞后1期的碳排放量对当期碳排放也有比较显著的影响,然而滞后2期的碳排放量对当期的碳排放有抑制作用,这是因为碳排放持续快速增长会促使政府采取碳减排措施。另外,短期误差项的修正作用并不很强,模型的修正系数仅为-0.0576,表明在短期内山东省碳排放量和城市化水平之间的长期均衡关系对当前碳排放量偏离均衡水平的调整力度不大,说明山东省碳排放量的变动除了受城市化水平影响之外,还受到其他因素的影响。
关键词;低碳 创新 节能 措施
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
今年世界环境日主题是“思前·食后·厉行节约”,该主题旨在倡导反对粮食浪费,减少耗粮足迹。中国的主题为“同呼吸 共奋斗”,旨在释放和传递建设美丽中国人人共享、人人有责的信息,倡导在一片蓝天下生活、呼吸的每一个公民都应牢固树立保护生态环境的理念,切实履行好呵护环境的责任,自觉从我做起,从小事做起,尊重自然,顺应自然,增强节约意识、环保意识、生态意识,养成健康合理的生活方式和消费模式,激发全社会持久的环保热情,为改善空气质量、实现天蓝、地绿、水净的美丽中国而奋斗。
发展低碳经济、构建低碳城市不仅是政府、专家的事,积极树立低碳生活理念也是每一个公民的责任。“低碳经济”不仅意味着制造业要加快淘汰高能耗、高污染的落后生产能力,推进节能减排的科技创新,而且意味着引导公众反思哪些习以为常的消费模式和生活方式是浪费能源、增排污染的不良嗜好,从而充分发掘服务业和消费生活领域低碳减排的巨大潜力。下面就先说说我们企业在低碳减排方面的可取之处。
企业从管理提升和技术改进两个方面均有低碳减排的措施,管理措施有状态巡视检修、工区回迁公司园区集中办公、齐抓共管小组和绩效管理提升等,技术措施有无人机巡视、在线监测设备、QC、五小等。下面让我们一起看下两个例子。
首先,让我们从一则新闻说起。北京卫视在新闻联播期间报道了无人机巡线,提高工作效率,保障北京供电的事情。为什么把无人机巡线和保证供电拿到一起说呢?这是因为无人机巡线开拓了新型巡视工作模式,以科技创新方式提高了七成的工作效率,从而减少各项成本支出,侧面达到了低碳减排的效果。那无人机巡视具体是怎么开展的呢?下面我们就了解一下。
无人机是一种由无线电遥控设备,或由自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。机上安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面遥控站人员通过雷达等设备,对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。无人机巡检通过悬停、定点拍照,将设备状况、线路通道等画面实时传送至地面控制台。它可对输电线路本体缺陷、通道隐患进行快速探测,不受灾害天气影响,做到及时、准确、高效获取现场资料。无人机控制操作过程简单可靠、运行稳定。
近期,直升机、无人机和人工巡检协同试点工作开始展开,公司加快推进无人机项目的研发与推广应用,力争用两年时间全面完成试点任务。无人机巡检工作于2010年开始立项,至今先后研究开发出电动固定翼无人机和电动多旋翼无人机。其中,电动固定翼无人机主要应用于电网高速巡航、线路走廊高频次监控、检修现场地形勘察、灾情普查等作业内容。而电动多旋翼无人机项目正处于研究阶段,已经实现了对导地线、金具的零死角巡视。
刚才说了移动的眼睛-直升机,现在我们再来了解下固定的卫士-在线监测设备。从2007年开始,运行维护的输电线路上,就开始逐步加装各种在线监测设备。例如远程可视监测,微气象监测和导线微风震动等等。在线监测平台建设完成开通后,我们可以通过铁塔上这些默默无闻工作的新工具,轻松了解线路的即时天气状态和周边环境,从而可以对各种危及线路安全运行的外部状况做到了然于胸。
我们也常常想象,以后不用每天去巡线,也不用顶着狂风暴雪去监控覆冰威胁,更不用在烈日暴雨中,跋涉着寻找雷击点,这些工作都可以通过在线监测系统完成。幻想是美好的,但目前来讲在线监测设备还仅仅能够完成简单的视频监控和传感器数据收集工作,数据分析报警工作还不完善。下一步,我们将寻求更加先进成熟的传感器,部署在了我们铁塔上的每一个角落。线路走廊,设备本体的情况,都将通过传感器即时,有效的传递给我们。而发展成熟的无线传感器网络或后台管理系统,将帮助我们过滤掉了大部分的无用信息,专注于将线路运行的缺陷和隐患展示在我们面前,使我们的工作能够增加效率,有的放矢,这就是我们常说的物联网时代的缩影。
我们要实现宏大的低碳降耗战略,或许要取决于很多细微之处。我们应看到,这“细微之处”不只是制造业、建筑业中许多节能技术改进的细节,也包括日常生活习惯中许多节能细节。对于世界第一人口大国来说,每个人生活习惯中浪费能源和碳排放的数量看似微小,一旦以众多人口乘数计算,就是巨大的数量。我们应从日常生活的方方面面开展低碳经济、低碳生活的创意活动,使党的十提出的“低碳减排”、“扭转生态环境恶化趋势”、“大力推进生态文明建设”的科学发展决策,变为全民的实际行动。发展低碳经济,是中国“世界公民”责任担当,也是中国可持续发展,转变经济发展模式的难得机遇。因此,倡导低碳经济、改善生活方式,是我们的责任和使命。
《改变生活方式:气候中和联合国指南》指出,只要采取一些很简单的措施,就可以减少一个人每天一半的温室气体排放。
下面我们就说说小举动带来大变化的低碳生活方式:
1、少吹电扇1小时,减少0.045kg碳排放;
2、少看电视1小时,减少0.096kg碳排放;
3、用节能灯替换60瓦的灯泡,碳排放减少4倍;
4、午休和下班后关掉你的电脑和显示器,碳排放减少1/3;
5、少开车1公里,减少0.22kg碳排放;
6、少乘1次电梯,减少0.218kg碳排放;
7、附近公园中慢跑代替跑步机45分钟锻炼,减少1kg的碳排放。
8、购买使用节水型淋浴头,每分钟节省10kg水, 3分钟热水澡的碳排放削减一半。
9、少吃1kg牛肉,减少13kg碳排放;
10、少丢1kg垃圾,减少2.06kg碳排放;
11、晾晒衣物,不使用滚筒式干衣机,减少2.3kg的碳排放;
12、少买一件不必要的衣服,减少2.5千克的碳排放。
你看这些看似不经意的小事,都是在为"减碳"做贡献。 我们应该从节电、节水、节碳、节油、节气这种小事做起,低碳生活是我们要建立的绿色生活方式,下面总结一段低碳口诀:
低碳生活,人人需要。精细用水,时时做到。科学用电,学问不小。
巧用燃气,节能有招。垃圾分类,变废为宝。一次物品,不用为妙。
禁烟制度,自觉遵照。合理用纸,替代木耗。绿色采购,时尚环保。
厉行节俭,消费别高。科学饮食,定当记牢。建筑节能,积极倡导。
健康出行,节油降噪。旅游休闲,低碳新潮。低碳办公,减支增效。