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現(xiàn)階段，我國經濟水平呈現(xiàn)出快速持續(xù)增長的趨勢，進而我國國民經濟水平有所提高。但我國地區(qū)經濟發(fā)展存在較大的差異，各地區(qū)間的經濟水平極其不平衡，從整體分布情況來看，我國東部地區(qū)的經濟發(fā)展水平和經濟增長速度較快，中部次之，而西部的發(fā)展水平較低和經濟增長速度較為緩慢。
(二)我國能源消耗的現(xiàn)狀
首先，我國能源消耗的整體情況呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢，尤其在我國加入WTO以后，我國能源消耗速度更快，然而我國一次能源數(shù)量有限，隨著我國經濟的不斷發(fā)展，其能源消耗會越來越多，不利于我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。其次，我國地區(qū)的能源分布不均衡，致使各個地區(qū)間的能源消耗水平有所差異，為此，我國應該根據(jù)地區(qū)能源消耗程度的不同而制定能源消費結構優(yōu)化的措施。最后，我國地域遼闊，能源較為豐富，但我國人口眾多，致使人均能源量較少，因而我國亟需對能源消耗進行合理分配。
(三)我國二氧化碳排放的現(xiàn)狀
現(xiàn)階段，我國二氧化碳排放主要源于煤炭、石油、天然氣等一些一次能源，從而導致我國二氧化碳排放量較大，這對生態(tài)環(huán)境有著較大的影響，更不符合我國低碳經濟的實施和發(fā)展。目前，我國二氧化碳排放的總量和人均量都相對較大，并且呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢，甚至增長速度超出預料。我國各地區(qū)的經濟發(fā)展狀況不同，能源儲存量也存在較大的差異，所以各地區(qū)的二氧化碳排放量也有所不同。但從總體來看，我國東部地區(qū)各城市的二氧化碳排放量明顯比西部地區(qū)城市的二氧化碳排放量要高出許多。
二、我國一次能源消費結構的優(yōu)化原則和目標
(一)優(yōu)化原則
我國一次能源消費結構進行優(yōu)化時主要遵循五個原則。第一，節(jié)能減排原則，減少我國一次能源的消耗程度和控制二氧化碳的排放量。第二，維護能源安全的原則，能源的供求和需求相協(xié)調，以滿足人們正常使用和合理使用能源的需要。第三，能源低碳多元化的原則，目前，我國經濟發(fā)展中對煤炭、石油等一次能源的依賴程度較大，這些一次能源的二氧化碳排放量較大，不利于低碳經濟發(fā)展。第四，注重宏觀調控與市場調節(jié)相結合的原則。第五，因需制宜原則，根據(jù)能源需求而積極開發(fā)新能源。
(二)優(yōu)化目標
在低碳經濟視角下，我國一次能源消費結構優(yōu)化的目標主要體現(xiàn)在三個方面：首先，關于經濟的發(fā)展目標。目前，我國經濟水平呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢，其發(fā)展速度有明顯的加快，進一步縮小了與發(fā)達國家間的差距，但是我國仍然需要制定合理的經濟發(fā)展目標，以實現(xiàn)我國經濟的可持續(xù)穩(wěn)定增長。其次，關于能源消費的目標。隨著我國經濟的不斷發(fā)展，能源消費越來越多。因而在低碳經濟視角下，我國應該制定有效的能源消費戰(zhàn)略，以優(yōu)化能源消費結構。最后，關于二氧化碳排放的目標，目前，我國二氧化碳的排放量呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢，并且在逐年增長，因而我國應該以減少二氧化碳排放量為發(fā)展目標。
三、我國一次能源消費結構優(yōu)化的建議
(一)管理制度方面的建議
在低碳經濟視角下，優(yōu)化我國一次能源消費結構需要加強管理制度建設。首先，加強我國能源管理體制改革，以加強我國的能源管理水平；其次，完善我國能源儲備制度，加強我國能源的儲備量，為我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供有利支持；最后，改進我國的能源投資方式和加強對其管理力度。
(二)技術方面的建議
對于優(yōu)化我國一次能源消費結構，一定要加強技術支持，進而為促進能源消費結構更加優(yōu)化提供重要作用。首先，加強能源的勘探和開采技術，促進我國發(fā)掘新能源和提高有效開采能力。其次，加強對新能源技術的研發(fā)能力。目前，我國經濟發(fā)展對一次能源的依賴程度較大，而一次能源的過度消耗不利于我國低碳經濟的可持續(xù)發(fā)展。
(三)政策方面的建議
我國相關部門完善關于一次能源方面的法律法規(guī)，既有利于加強我國一次能源消費結構的優(yōu)化，又有利于加強對我國一次能源開發(fā)和利用的管理。
隨著工業(yè)化進程的加快，各種因素導致大氣中的二氧化碳含量大幅度增加，引起溫室效應。如何減少碳排放量成為當今科學研究的一個重要課題。碳捕集和封存（Carbon Capture and Storage，以下簡稱CCS）就是基于目前的時代背景產生的，用來解決碳排放量問題的一項技術。盡管CCS技術能有效地封存過多的二氧化碳，對于緩解溫室效應具有很好的前景，但是由于各種經濟、政策以及其他的一些原因，CCS技術目前乃至將來幾十年都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
1 推廣CCS技術的必要性
二氧化碳對于人類的生活和生產至關重要。它能夠阻擋太陽的熱量逸散進太空，使地球溫度基本恒定，讓動植物得以生存。然而近幾年來，人類的工業(yè)化進程顯著地提高了大氣中二氧化碳中的含量。從碳排放的角度來看，工業(yè)生產如煉油、制鋼、發(fā)電等，每天都向大氣層釋放出大量的二氧化碳。人們在日常生活中的碳排量也是罪魁禍首之一。小汽車、船舶、航天飛機以及家用設備等排放出的二氧化碳也顯著增加。從碳吸收的角度來看，全球植被面積有減無增，地球吸收和調節(jié)大氣中二氧化碳含量的能力也有所下降。種種因素都導致全球大氣層中二氧化碳含量持續(xù)攀升，從而引發(fā)溫室效應。溫室效應將使大氣升溫，大氣和海洋循環(huán)發(fā)生改變，影響人們的正常生活[1]。
據(jù)統(tǒng)計，在2010年碳排放量達到了歷史性的最高值。國際能源機構IEA（International Energy Agency）最近報告說按照這種趨勢下去，到2100年的時候全球溫度將升高超過3.5℃[2]。解決或者說緩和這個問題的方法大概可以分為兩種：一是找到清潔的能源，二是讓生產出的二氧化碳更少地進入大氣層中。
對于前者，相比于目前大量、廉價而且易于獲得的化石燃料，清潔能源的市場占有率仍舊十分有限，化石燃料的主導地位在未來幾十年不會有太大的變化。按照全球碳捕集與封存研究所（Global CCS Institute）提供的數(shù)據(jù)，全球能源需求在未來20年將增長40%，石油、天然氣等化石燃料的燃燒將繼續(xù)向大氣排放出大量的二氧化碳，溫室效應將愈發(fā)嚴重。
對于后者，許多地區(qū)和國家已經采取了一些地方政策來減少工業(yè)中的碳排放，有的是自愿性、義務性的，也有的是通過商業(yè)貿易的形式來執(zhí)行。近年來人們推出了新的思路，那就是CCS技術。它是一種將工業(yè)生產中的二氧化碳捕獲、集中起來，再通過管道或者其他設備運移到一個適合封存的地質場所，把二氧化碳長期儲存起來的一項新技術。盡管二氧化碳早在幾十年前就因為各種原因被注入地下（如石油工業(yè)中通過向儲層注入二氧化碳來提高原油的采收率等），長期地將二氧化碳封存起來還是一個新概念。據(jù)估計，到2050年，在工業(yè)生產中CCS每年可以減少40億噸的二氧化碳，約為2050年所需減少的二氧化碳的9%，數(shù)量相當可觀。但是為實現(xiàn)這個目標，20%到40%的生產設備需要配有CCS技術[3]。由此我們可以預見CCS技術必須得到充分的重視和推廣。
2 CCS技術的基本原理
一般來說，CCS技術主要包括三個環(huán)節(jié)：捕集，運輸和儲存。具體來說，首先是將動力工廠或者各種來源的二氧化碳通過某種方法捕獲起來，然后將其壓縮、運輸?shù)侥硞€地點，注入地下，利于該處的上覆巖層來封隔二氧化碳，阻止二氧化碳向上逸散。隨后，再利用一些監(jiān)測設備以確保二氧化碳被安全、永久地封存起來。在一個適宜的地質場所，如較深的咸水層、報廢的油氣藏或者是不再開采的煤層等，二氧化碳可以被安全封存達百萬年之久[4]。據(jù)美國能源部估計，大概有36000億噸的二氧化碳可以被儲存在地下（指美國和加拿大境內）。相比于世界上每年排放大約130億噸的二氧化碳，CCS技術對于減少二氧化碳具有很廣闊的應用前景。
在捕集二氧化碳的環(huán)節(jié)中，常用的三種方式有燃燒后捕集、燃燒前捕集和富氧燃燒捕集。捕集方式的選擇按照不同的生產過程而定。例如對于水泥廠排放的二氧化碳常采用燃燒后捕集，而對于鋼鐵生產過程排放的二氧化碳則采用富氧燃燒捕集。由于實際操作中捕集到的二氧化碳往往不純，其中或多或少地含有其他氣體，所以捕集二氧化碳之后還需要對它進行進一步的分離處理?？刹捎媚承┤軇﹣砦针s質或者是用半透膜等方法進行氣體的分離。
在二氧化碳運輸環(huán)節(jié)，首先將二氧化碳壓縮成液態(tài)，然后通過卡車或者火車來將其運輸?shù)侥康牡亍Ｓ捎诙趸嫉倪\輸量巨大，考慮到運輸?shù)陌踩院徒洕?，現(xiàn)在普遍采用管道來運輸。
最后一個環(huán)節(jié)是將二氧化碳注入到一個多孔的地下巖層中，深度往往在800米甚至更深。在這個深度，二氧化碳受到高溫高壓的作用以濃稠狀的液態(tài)形式存在，密度相當于水的50%到80%之間。在這種較低的密度條件下，由于浮力的作用二氧化碳將向上運移，驅替地層原始孔隙中的液體。這也就是注入二氧化碳以提高石油采收率的基本原理。
3 推廣CCS技術的挑戰(zhàn)
CCS技術能否實施很大程度上基于整個項目周期的風險評估，包括從選址、設計、建造，到監(jiān)測、報告、報廢等。風險評估時一個很重要的因素就是解決法律和經濟上的責任，解決這些責任如何被合理地分配給各個群體。這種風險性和不確定性包括商業(yè)層面、法律層面、以及技術層面等。理解這些風險是制定決策的前提條件。
商業(yè)層面上，一個企業(yè)或者說國家在推廣CCS技術時，如果能有效地發(fā)揮市場運行的機制，把二氧化碳作為一種商品來進行銷售和購買，吸引投資和回饋收益，則可以激活和調動人們科學研發(fā)的積極性，提高CCS技術在人們心中的認可程度等。如果一種商品只有買進，而不見具體的產出，或者產出極小，那么它也就失去了作為一種商品對于投資者的吸引力，勉強推廣CCS技術的企業(yè)也會面臨很大的風險。
法律層面上，合理和具體的法律法規(guī)是規(guī)避高風險（如推廣CCS技術）的基礎。模棱兩可的建議和號召無法吸引投資者真正行動起來自主研發(fā)CCS技術，而只有明文條款如國家支持、政府補貼等，才能給有心運行CCS技術的企業(yè)以物質和精神上的保障。
技術層面上，由于二氧化碳大部分是從工廠的廢氣中收集來的，各種雜質摻混，使得分離和捕集二氧化碳的成本十分高昂。而且由于捕集來的二氧化碳需要長期地封存在地下，它的安全性也需要技術上的保障。
所以現(xiàn)有的挑戰(zhàn)是嚴峻的。我國CCS科技研發(fā)方面，“十一五”期間在973、863、支撐計劃的部署以及相關國際科技合作項目的支持下，國內有關高校、研究院所、企業(yè)圍繞CCUS開展了基礎理論研究、技術研發(fā)和一些中小規(guī)模工程示范[5]。但在目前的條件下，較高的成本使其在國內外的應用受到了限制[6]。就現(xiàn)有碳捕獲技術而言，捕獲一噸二氧化碳最高成本400英鎊（642.4美元），成本過高，不適用于大規(guī)模商業(yè)生產。據(jù)路透社報道，全球碳捕集與封存研究所在其本年度關于全球碳捕集與封存部署情況的報告中警告說，根據(jù)目前的投資水平和監(jiān)管不確定性來看，從現(xiàn)有的16個項目激增至130個項目的目標是不可能實現(xiàn)的。該研究所預計，其年度報告中確定的59個項目中，屆時可能只有51個能投入運行，而有些項目則不太可能實施[7]。推廣CCS技術還有很長的路要走。
4 推廣CCS技術的一些建議
如果沒有行之有效的措施，到2050年二氧化碳的排放總量將翻倍甚至更多。即使CCS技術對于減少碳排放具有極大的潛力，但如果沒有政府和相關機構對CCS技術的認可和支持，CCS技術也不可能得到充分發(fā)展[8]。目前我國科技部了CCS發(fā)展技術路線圖，但主要還是從技術研發(fā)角度，還沒有考慮到政策支持、資金支持、公眾參與等措施。
所以針對目前存在的問題，現(xiàn)有以下幾點建議：
其一，政府可以通過減免稅收等手段確保應用CCS的工程項目有足夠的資金。許多生產單元如生物工程、煉油廠、水泥廠等在采用CCS 技術之前，往往綜合考慮各種經濟因素，如果資金不足，就算這種技術如何減排、如何保護環(huán)境，也不可能付諸于生產實踐中。
其二，政府應鼓勵科研人員更加重視CCS技術的研發(fā)，使這項技術更加成熟可行。技術的成熟一方面可以捕獲更多的二氧化碳，另一方面還可以節(jié)約成本，是CCS長足發(fā)展的基礎。同時，如果將天然氣加工廠、煤氣廠等捕獲的二氧化碳用于油藏之中的話，還可以作為提高原油采收率的原料之一，實現(xiàn)廢物的二次利用。
其三，政府對于CCS技術的宣傳還應加大。目前CCS的應用所引起的重視還不夠，盡管CCS的應用前景已經得到了廣泛認證，人們對CCS技術的研究仍集中于動力單元。如果人們想達到預期的減排目標，CCS應當被用于更多的領域、更多的國家和地區(qū)；應當讓更多的人意識到CCS技術的廣闊前景，使得有關企業(yè)更快地掌握和實施CCS技術，推動CCS的廣泛發(fā)展。許多示范工程已經具備一定的競爭力，并開始執(zhí)行HSE標準（Health， Safety and Environment）。這些示范工程可能對建立合理的節(jié)能標準以及增加社會的認可度有一定的幫助。
5 結語
總的來說，CCS技術的發(fā)展有賴于各項技術的協(xié)同進步，有賴于企業(yè)和政府對其的肯定和支持。在技術方面，通過改進技術從而降低捕集、運輸和封存的費用，例如深入研究各種物理、化學的吸附效率，減少捕集成本。在政策和環(huán)境方面，用支持性的法律法規(guī)吸引更多的企業(yè)來研發(fā)和運用CCS技術。只有這樣，已推行CCS技術的企業(yè)才能獲得充足的資金來長期投資、不斷研究，未推行的企業(yè)也會逐漸投身于CCS技術的推廣中來，從而有效地降低大氣中二氧化碳含量，遏制溫室效應的加劇。
參考文獻
[1] IPCC， 2005： IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. Prepared by Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Metz， B.， O. Davidson， H. C. de Coninck， M. Loos， and L. A. Meyer （eds.）]. Cambridge University Press， Cambridge， United Kingdom and New York， NY， USA， 442 pp
[2] Carbon Capture and Storage： Bring Carbon Capture and Storage to Market. SBC Energy Institute， 2012： http：/// sbcinstitute.aspx
[3] Technology roadmap-Carbon capture and storage in industrial applications. OECD/ International Energy Agency and United Nations Industrial Development Organization， 2011.
[4] Global CCS Institute website： http：//
一、企業(yè)現(xiàn)狀
我公司以XXXX為主營業(yè)務，公司碳排放主要由XXXX運營、企業(yè)供暖及職工生活所產生。近年來，我公司緊抓國家環(huán)保政策落實和XXX市鐵腕治污機遇期，積極推進企業(yè)綠色低碳轉型發(fā)展。一是公司按股比累計投資2.17億元，分批次完成了控股或參股的6家XXX的環(huán)保擴能升級改造，實現(xiàn)了封閉式環(huán)保型儲煤，除XXX站使用裝載機裝車以外，其它站均實現(xiàn)了快速裝車系統(tǒng)裝車，有效降低了粉塵污染和裝載機等機械設備的碳排放。二是公司所屬各公司積極踐行藍天計劃，均將燃煤鍋爐、燃煤灶具改為空氣能供暖或者天然氣鍋爐和灶具，減少環(huán)境污染，降低了碳排放。
雖然近年來我們在節(jié)能減排、降低二氧化碳排放等方面做了一些工作，但仍然存在企業(yè)生產耗電量大、耗油量大，下屬個別單位對“碳達峰”“碳中和”政策理解和重視不夠等問題。
二、工作計劃
“碳達峰”“碳中和”行動正在逐漸掀起新一輪的產業(yè)革命，公司要想在新形勢下謀生存求發(fā)展，就必須深刻認識“碳達峰”“碳中和”所帶來的機遇和挑戰(zhàn)，厘清思路，明確方向，把握機遇，積極尋求低碳發(fā)展之路，推動企業(yè)高質量發(fā)展。一是要加快制定公司二氧化碳排放達峰行動方案，為公司“碳達峰”工作提供根本遵循；二是積極推進公司在“碳達峰”“碳中和”背景下的遠景戰(zhàn)略研究，把降碳作為優(yōu)化公司產業(yè)結構，推動生產模式低碳化轉型的總抓手；三是要持續(xù)挖掘企業(yè)節(jié)能減排潛力，從源頭上減少污染排放，加強集裝站綠色化改造，著力構建綠色集運體系；四是要加強生態(tài)文明建設，加大企業(yè)植綠造林力度，全面推行綠色低碳生產生活方式，持續(xù)開展大氣排放、水污染防治和土壤污染風險管控，實現(xiàn)減污降碳目標。
三、對集團公司開展此項工作的幾點建議
1.研究發(fā)展太陽能、風能、生物質能源和垃圾焚燒發(fā)電。太陽能、風能是目前陸地上分布最廣泛、利用最普遍的可再生綠色能源。從利用方式上看，生物質能源（薪柴、秸桿、農產品加工業(yè)下腳料、禽畜類糞便等）與煤炭、石油的內部結構和特性相似，可以采用相同或相近的技術進行處理和利用。建議集團公司結合區(qū)域、企業(yè)實際，因地制宜，加大太陽能光伏、風能、生物質能源、垃圾焚燒發(fā)電項目研究及投資，擴大產業(yè)規(guī)模。
2.改造老舊發(fā)電機組、提高能源利用效率。建議集團將本系統(tǒng)有關單位設備工藝落后、生產效率低的老舊發(fā)電機組更新改造，降低運維成本、安全隱患和碳排放。
3.整合鐵運資源，加大“公轉鐵”力度。我市煤炭年產量超過4.5億噸，除小部分以發(fā)電等方式就地轉化以外，大多數(shù)都以公路運輸方式銷往全國各地，鐵路運輸量不到2億噸。針對公路運輸煤炭單車運量小、能耗大、污染大的實際，建議集團公司將系統(tǒng)內煤炭外運工作交由我公司統(tǒng)一以鐵路集運方式銷售，這樣不僅能極大地降低運輸成本、增加效益，并且能夠有效減少碳排放。
全民參與
阿什頓海斯村約有1000名居民。也許是出于好奇，也許是出于熱情，或是受到免費美酒的誘惑，大批村民加入了環(huán)保行動。
英國《衛(wèi)報》報道說，為了達到二氧化碳“零排放”的目的，村民們首先計劃從減少該村二氧化碳排放量做起，包括在家中或者駕駛汽車過程中使用可再生能源、提高做事的工作效率。
然后，村民們打算在村里種植大批樹木，吸收空氣中的二氧化碳，通過這種手段“沖銷”該村剩余的二氧化碳排放量。
活動發(fā)起者加里?查諾克說，“每個人都在談論，看老天的份上，我們應該為環(huán)保做點什么。我們不是這方面的專家，只是試著采取行動，看看可以達到什么效果?！?/p>
環(huán)保行動一開始，就得到了村民的大力支持：他們換上節(jié)能燈泡，減少家用電器使用，降低供暖設施溫度，相互搭車去電影院，有6戶家庭甚至還安裝上太陽電池板加熱做飯。
節(jié)能還成為村民們茶余飯后談論的熱點話題，村民們邊喝啤酒，邊交流節(jié)能技巧。當?shù)貙W校也在考慮指派教室管理員負責在無人時及時關閉電燈和電腦。
艾莉森?安布羅斯說：“我已經做了一切能夠做的，比如不再使用轉筒式干燥機，關閉守夜燈和充電器，甚至在讓孩子關燈時都大吼大叫。”
競相效仿
盡管阿什頓海斯村正在朝著英國首個“二氧化碳零排放村”努力，但它不是惟一倡導環(huán)保措施的村子。
《衛(wèi)報》說，小至單個街道，大至部分城市，英國許多社區(qū)都在制定環(huán)保計劃減少溫室氣體排放量，為防止全球變暖和氣候變化加劇出自己的一份力。
報道說，當英國政界人士還在為規(guī)定使用節(jié)能燈泡、制定汽車尾氣排放標準和批準使用可再生能源而猶豫不決時，民眾已經開始安裝太陽能和風能裝置、共用汽車、關閉電暖爐和咖啡機。
除此以外，各地一些環(huán)保組織還參與其中，就如何開展“綠色”生活為居民提供建議。其中較有影響力的地區(qū)組織是“二氧化碳定量排放行動小組”，小組成員分布于倫敦西部的奇西克市、約克市、利茲市和格拉斯哥市。他們認為，應該對二氧化碳排放量設定限額，并對過量排放者罰款，所得款項用于建立節(jié)能基金。
東英吉利亞大學還發(fā)起“社區(qū)減排計劃”，旨在到2025年將二氧化碳排放量減少60％。
星星之火
未來幾周，來自切斯特大學學院的學生將收集有關信息，分析阿什頓海斯村環(huán)保行動取得的成效?；顒恿硪话l(fā)起人、大學講師羅伊?亞歷山大博士說，現(xiàn)在評價環(huán)?；顒邮欠袢〉贸尚н€為時過早。
盡管阿什頓海斯村等地區(qū)大力采取環(huán)保措施，削減碳排放量，但這種小規(guī)模行動能夠產生的總體效果不能讓人感到樂觀。僅僅依靠1000人的努力，或者說幾個城市的努力，其二氧化碳排放量和全國相比不過是滄海一粟。
不過，人們希望通過這種行動能夠促使英國政府在減排問題上作出更加果敢的決定，比如完全禁止使用高耗能燈泡、對高耗能汽車收稅和新建輸電線路等。
作者簡介：顧佰和(1987-)，男(滿族)，遼寧丹東市人，中國科學院科技政策與管理科學研究所，博士研究生，研究方向：綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略與政策分析.
1引言
化工行業(yè)是經濟社會發(fā)展的支柱產業(yè)，同時也是耗能和溫室氣體排放大戶。國際石油和化工聯(lián)合會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2005年世界二氧化碳排放量約為460億噸，其中化學工業(yè)的二氧化碳排放為33億噸，約占7.1%[1]。中國是世界上最大的化工制品國之一。其中合成氨、電石、硫酸、氮肥和磷肥的產量均排名世界第一[2]。2000年到2010年，中國的化工行業(yè)工業(yè)產值增長迅速，其中幾種主要化工制品例如：乙烯、電石、燒堿、硫酸、甲醇、硝酸等產品的產量在此期間增長了50%以上。2000-2010年化學原料及化學制品制造業(yè)能源消費量逐年上升，年均增長8.86%[3]，占全社會能源消費總量的比重基本保持在10%左右。
我國化工行業(yè)產品結構不合理，高消耗、粗加工、低附加值產品的比重偏高，精細化率偏低。美國、西歐和日本等發(fā)達國家和地區(qū)的化工行業(yè)精細化率已經達到60%~70%，而目前我國化工行業(yè)的精細化率不到40%。且我國化工行業(yè)工藝技術落后，高耗能基礎原材料產品的平均能耗比國際先進水平要高20%左右，因此我國化工行業(yè)存在較大的節(jié)能減排空間[4]。那么我國化工行業(yè)到底有多大的減排潛力，如何預測化工行業(yè)的溫室氣體減排潛力成為決策者和研究人員關注的焦點之一。
國內外學者圍繞行業(yè)溫室氣體減排潛力評估展開了一系列研究，但研究集中于鋼鐵行業(yè)[5-6]、電力行業(yè)[7-8]、交通行業(yè)[9-10]、水泥行業(yè)[11-12]等產品結構較為單一的行業(yè)。而由于化工行業(yè)的產品種類繁多，且工藝流程各不相同，目前對于化工行業(yè)的溫室氣體減排潛力研究，從研究對象上主要集中于少數(shù)幾種產品和部分工藝流程。Zhou[13]等全面細致的核算了中國合成氨生產帶來的二氧化碳排放和未來的減排潛力，并據(jù)此提出了促進減排的政策措施。Neelis[14]等學者從能量守恒的角度研究了西歐和新西蘭化工行業(yè)的68種主要工藝流程理論上的節(jié)能潛力。IEA[15-16]在八國集團的工作框架下，評估了化學和石油工業(yè)中49個工藝流程應用最佳實踐技術(BestPracticeTechnology)短期內所帶來的能效改善潛力。Patel[17]針對化學中間體和塑料等有機化學品給出了累積能源需求和累積二氧化碳排放量的核算流程和核算結果。
就關注的減排影響要素而言，主要涉及技術和成本兩方面。技術層面上，Park[18]等通過調查五種節(jié)能減排的新技術，使用混合的SD-LEAP模型評估了韓國石油煉制行業(yè)的二氧化碳減排潛力；Zhu[19]從技術進步的視角采用情景分析方法從整個行業(yè)的層面研究了中國化工行業(yè)的二氧化碳減排潛力，并提出一系列促進化工行業(yè)碳減排的措施；盧春喜[20]重點概述了氣-固環(huán)流技術在石油煉制領域中的研究與應用進展；王文堂[21]分析了目前化工企業(yè)節(jié)能技術進步所遇到的障礙，并對促進企業(yè)采取節(jié)能減排技術提出建議。成本方面，Ren[22]等對蒸汽裂解制烯烴和甲烷制烯烴兩種方式的節(jié)能和碳減排成本進行了對比；戴文智等[23]將環(huán)境成本作為石油化工企業(yè)蒸汽動力系統(tǒng)運行總成本的一部分，構建了混合整數(shù)非線性規(guī)劃(MINLP)模型，優(yōu)化了多周期運行的石油化工企業(yè)蒸汽動力系統(tǒng)；高重密等[24]從綜合效益角度出發(fā)提出了化工行業(yè)實施碳減排的相關建議以及化工園區(qū)實施碳減排的管理模式；何偉等[25]設計了節(jié)能績效-減排績效關系圖及節(jié)能績效、減排績效與經濟效益協(xié)調關系三角圖。
在研究方法上，通過對以上文獻的歸納，不難發(fā)現(xiàn)情景分析已成為行業(yè)溫室氣體減排潛力的主流分析框架。已有的國內外大部分相關研究都采用情景分析方法[5-12，13，18，19]。情景分析方法是在對經濟、產業(yè)或技術的重大演變提出各種關鍵假設的基礎上，通過對未來詳細地、嚴密地推理和描述來構想未來各種可能的方案[26]。相比彈性系數(shù)法、趨勢外推法、灰色預測法等傳統(tǒng)的定量預測方法，情景分析法以多種假定情景為基礎，強調定性與定量分析相結合。情景分析法在進行預測時，不僅可根據(jù)預測對象的內在產生機理從定量方法上進行推理與歸納，還可對各不確定因素(自變量)的幾種典型的可能情況采取人為決策，從而更為合理地模擬現(xiàn)實。因此，情景分析法更加適用于影響因素眾多、未來具有高度不確定性的問題的分析。此外，情景分析法與傳統(tǒng)預測法還有一點顯著不同。傳統(tǒng)預測法試圖勾繪被預測對象未來的最可能發(fā)生狀況，以及這種可能程度的大小。而情景分析法采取的是一種多路徑式的預測方式，研究各種假設條件下的被預測對象未來可能出現(xiàn)何種情況。在情景分析中，各種假設條件不一定會自然出現(xiàn)，但通過這樣的分析，可幫助人們了解若要被研究對象出現(xiàn)某種結果需要采取哪些措施以及需要何種外部環(huán)境。
綜觀國內外學者的研究，有以下特點：從研究對象上來說，更多側重于化工行業(yè)產品層面二氧化碳減排潛力的研究，而鮮有從行業(yè)整體層面的研究；從研究要素上來說，一般只考慮單一要素對二氧化碳減排的貢獻，鮮有綜合考慮化工行業(yè)內部結構調整、技術進步、政策變動等多因素的研究。鑒于此，本文結合化工行業(yè)的產品結構特點構建了一套化工行業(yè)二氧化碳減排潛力綜合分析模型：首先結合化工行業(yè)產品種類繁多的特點，分別從行業(yè)和產品視角構建了一種兩階段二氧化碳排放核算模型；在此基礎上，綜合考慮化工行業(yè)的發(fā)展規(guī)模、結構調整、技術進步等因素，建立了化工行業(yè)二氧化碳減排潛力的情景分析方法，探索不同情景下化工行業(yè)的減排潛力和路徑。最后運用該方法以中國西部唯一的直轄市、國家首批低碳試點城市———重慶市的化工行業(yè)為例進行應用分析。最后提出了我國化工行業(yè)低碳轉型的對策建議。
2模型與分析方法
2.1核算邊界
化工行業(yè)的二氧化碳排放包括兩部分：一部分是由燃料燃燒產生的排放，另外一部分是工業(yè)過程和產品使用產生的排放。其中燃料燃燒產生的排放又分為化石燃料產生的直接排放以及電力、熱力消耗產生的間接排放，為了體現(xiàn)化工行業(yè)對區(qū)域二氧化碳減排的貢獻，本文將電力和熱力消耗產生的間接排放也計算在內。此外，一些化工產品在生產活動中是吸碳的，例如尿素的生產，這部分被吸收的二氧化碳需要在計算中扣除。
2.2化工行業(yè)二氧化碳排放兩階段核算模型
為了能夠得到化工行業(yè)全行業(yè)的二氧化碳排放量，同時能夠綜合考慮多種因素探索其二氧化碳減排潛力，本文針對化工行業(yè)特點構建了一種兩階段二氧化碳排放核算模型。模型中的主要參數(shù)名稱及其含義見表1。
2.2.1基于全行業(yè)視角的核算方法
行業(yè)視角核算方法主要針對化工行業(yè)二氧化碳排放的歷史和現(xiàn)狀。本文所研究的化工行業(yè)包括國民經濟行業(yè)分類中的化學原料及化學制品制造業(yè)、化學纖維制造業(yè)和橡膠制品業(yè)?；ば袠I(yè)是終端能源消費部門，通過能源平衡表，可以得到化工行業(yè)分能源品種的能源消耗量，根據(jù)2006年IPCC國家溫室氣體清單指南推薦的方法二，化工行業(yè)由燃料燃燒引起的二氧化碳排放量為：
部分產品在工業(yè)過程和產品使用中會產生二氧化碳排放，這部分排放量為：
此外，一些產品在生產過程中會吸收二氧化碳，被吸收的二氧化碳量為：
因此，基于行業(yè)視角核算的化工行業(yè)溫室氣體排放量為：
表1主要參數(shù)名稱及其含義下載原表
表1主要參數(shù)名稱及其含義
2.2.2基于產品視角的核算方法
化工行業(yè)產品種類雖多，但能耗相對集中在少數(shù)幾種高耗能產品上，2007年，合成氨、乙烯、燒堿、純堿、電石、甲醇這6種高耗能產品的能源消耗量占中國化工行業(yè)的54%[19]?，F(xiàn)有的化工行業(yè)節(jié)能減排政策大部分集中在幾種主要的高耗能產品上，因此從產品層面探討化工行業(yè)的二氧化碳排放核算更具有現(xiàn)實意義。本文建立一種基于產品視角的核算方法來預測化工行業(yè)未來的二氧化碳排放。首先將化工行業(yè)由燃料燃燒引起的二氧化碳排放分為高耗能產品和其他產品兩部分。某種高耗能產品的二氧化碳排放量為：
其中EMi為第i種高耗能產品單位產品的二氧化碳排放量，計算方法見式(6)：
由于除主要耗能產品外的其他產品種類多，單個產品的能源消耗量不大，能源利用效率數(shù)據(jù)難以獲得，所以難以從單位產品能耗的角度對這部分產品的二氧化碳排放進行核算，本文將這部分產品作為一個整體來考慮，引入單位產值的二氧化碳排放來解決這一問題。其他產品合計的二氧化碳排放量為：
工業(yè)過程和產品使用排放以及產品對二氧化碳的吸收同基于行業(yè)視角的核算方法。
因此，基于產品視角核算的化工行業(yè)溫室氣體排放量為：
2.3減排潛力情景分析模型
2.3.1減排潛力的定義
潛力就是存在于事物內部尚未顯露出來的能力和力量。而減排潛力即存在于某一溫室氣體排放主體內尚未發(fā)掘的減排能力。為了能夠量化表達，本文將減排潛力進一步定義為某一溫室氣體排放主體通過努力可以實現(xiàn)的減排量。
本文所關注的是化工行業(yè)未來的二氧化碳減排潛力，這里為化工行業(yè)設置多種不同的發(fā)展情景。不同情景下的行業(yè)內部結構、技術水平、所面臨的宏觀和微觀政策各不相同，相應的會得到不同的二氧化碳排放路徑。其中一種情景稱之為BAU(BusinessAsUsual)情景，也叫照常發(fā)展情景，該情景下化工行業(yè)現(xiàn)有的能源消費和經濟發(fā)展趨勢與當前的發(fā)展趨勢基本保持一致，沿用既有的節(jié)能減排政策和措施，不特別采取針對氣候變化的對策。其他情景中化工行業(yè)分別針對氣候變化做不同程度的努力。所謂化工行業(yè)的二氧化碳減排潛力，針對關注的指標不同，有兩類不同的含義。一是絕對二氧化碳減排潛力，即目標年份中其他各情景的二氧化碳排放量相比BAU情景的減少量；二是相對二氧化碳減排潛力，即目標年份的二氧化碳排放強度相比基準年份降低的百分比。
通過同一年份各情景與BAU情景二氧化碳排放總量的橫向比較，以及同一情景不同年份間二氧化碳排放強度的縱向比較，便可分別得到化工行業(yè)的絕對和相對二氧化碳減排潛力。
2.3.2情景分析模型
根據(jù)減排潛力的定義，y年份化工行業(yè)的絕對二氧化碳減排潛力為：
其中CEyBAU為y年份化工行業(yè)BAU情景的二氧化碳排放總量，CEly為y年份化工行業(yè)情景l(fā)下的二氧化碳排放總量。
相對二氧化碳減排潛力是針對二氧化碳排放強度設置的指標，化工行業(yè)的二氧化碳排放強度為：
，其中V為化工行業(yè)的工業(yè)增加值。由此可以得到，y年份化工行業(yè)的相對二氧化碳減排潛力為：
其中，為基準年化工行業(yè)的二氧化碳排放強度，CEIly為y年份化工行業(yè)在情景l(fā)下的二氧化碳排放強度。
3案例分析
3.1對象描述
本文應用上述模型方法以重慶市化工行業(yè)為例展開分析?；ば袠I(yè)是重慶市重要的支柱產業(yè)之一。2011年重慶市化工行業(yè)實現(xiàn)工業(yè)總產值902億元，占重慶市工業(yè)總產值的比重達到7.6%。重慶市缺煤少油，但天然氣資源豐富，重慶市是國內門類最齊全、產品最多，綜合技術水平最高的天然氣化工生產基地。但重慶市化工行業(yè)部分產品的工藝技術路線落后，產品結構有待調整優(yōu)化。2009年重慶市化工行業(yè)的精細化率僅約20%，低于全國的30%-40%的平均水平，更低于發(fā)達國家的60%-70%的水平。
根據(jù)重慶市化工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，本文選取了合成氨、燒堿、純堿、甲醇、石油加工、乙烯和鈦白粉這七種產品作為重慶市化工行業(yè)的主要耗能產品。其中，2005年合成氨、燒堿、純堿、甲醇和鈦白粉這五種產品合計的二氧化碳排放占化工行業(yè)總體排放的46.5%，而石油加工、乙烯將是重慶市化工行業(yè)“十二五”期間重點發(fā)展的石油化工產業(yè)鏈中的上游產品。本文利用前文所述的化工行業(yè)二氧化碳減排潛力分析模型，分析了重慶市化工行業(yè)分別到2015年和2020年的二氧化碳排放變化情況，并通過不同情景間的比較得到其減排潛力。
3.2情景設置
化工行業(yè)的能源消耗和二氧化碳排放主要由以下幾方面因素決定：產業(yè)發(fā)展規(guī)模，產業(yè)內部結構，高耗能產品的產量，技術結構的調整，產品的技術進步率等。本文根據(jù)以上這些因素為重慶市化工行業(yè)設計了三個發(fā)展情景。
在這三種情景中，重慶化工行業(yè)未來經濟發(fā)展變化的基本趨勢保持一致。2005—2011年重慶市化學工業(yè)總產值年均增長29.5%，未來重慶化工行業(yè)將繼續(xù)保持比較高的經濟增長速度。根據(jù)《重慶市化工行業(yè)三年振興規(guī)劃》，到2015年重慶市化工行業(yè)總產值將達到2000億元。由此本文設定2011-2015年重慶市化學工業(yè)總產值的年均增長率為23.0%，2015-2020年年均增長率降低到20.0%。與此不同的是，為了支持這種經濟的發(fā)展需求，三種情景分別設定了不同的能源消費增長和利用模式，具體描述如下。
表2情景定性描述表下載原表
表2情景定性描述表
3.3數(shù)據(jù)來源及處理過程
重慶市化工行業(yè)總產值和增加值現(xiàn)狀數(shù)據(jù)來自《重慶市統(tǒng)計年鑒》(2005-2012)，化工行業(yè)未來總產值數(shù)據(jù)來自《重慶市化工行業(yè)三年振興規(guī)劃》；行業(yè)內部結構現(xiàn)狀數(shù)據(jù)來自《重慶市化工行業(yè)統(tǒng)計公報》(2005-2010)；化工行業(yè)分能源品種能源消耗量數(shù)據(jù)來自《中國能源統(tǒng)計年鑒》(2005-2012)；各主要耗能產品產量數(shù)據(jù)來自《重慶市統(tǒng)計年鑒》(2005-2012)；各主要高耗能產品綜合能耗參照《中國化學工業(yè)年鑒》、《中國低碳發(fā)展報告2011~2012》、高耗能產品能耗限額標準(由國家標準化管理委員會制定和頒布)和《能效及可再生能源項目融資指導手冊(2008)》，各主要高耗能產品未來所采用的工藝比例和能源消耗參考《2050中國能源和碳排放報告》中的設置，不同的情景將設置不同的技術參數(shù)；各種一次能源的二氧化碳排放因子以及各主要耗能產品工業(yè)過程與產品使用的排放因子均來自《省級溫室氣體清單編制指南》，電力的二氧化碳排放因子參考中國國家發(fā)改委每年公布的“中國區(qū)域電網基準線排放因子的公告”，蒸汽的二氧化碳排放因子通過重慶市的能源平衡表間接計算得到，單位尿素吸收的二氧化碳量用尿素的碳含量(12/60)乘以二氧化碳與碳的轉換因子(44/12)得到。主要耗能產品的單價參照中國化工產品網的報價。
3.4結果分析
3.4.1絕對減排潛力
(1)行業(yè)總體排放情況
通過模擬計算，重慶市化工行業(yè)未來的二氧化碳排放量如下圖1所示。
圖1重慶化工行業(yè)各情景二氧化碳排放總量
圖1重慶化工行業(yè)各情景二氧化碳排放總量下載原圖
隨著石油化工的引進，未來重慶化工行業(yè)將進入一個飛速發(fā)展的階段。三個情景的二氧化碳排放總量都呈明顯的上升趨勢，但由于所采取的結構調整和技術改進措施不同，二氧化碳排放總量上升的幅度有所不同。
BAU情景中，由于精細化工比例不高，到2020年只為45%，技術進步率有限，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別為2005年的7.5和13.3倍。
節(jié)能情景中，化工行業(yè)的精細化工比例相比BAU情景有所提高，到2020年達到50%，工藝設備的技術進步也更顯著。2015和2020年二氧化碳排放總量比BAU情景分別低492萬噸和1338萬噸。
低碳情景中，化工行業(yè)的精細化比例進一步提高，到2020年達到55%左右，主要耗能產品的技術水平達到或接近國際先進水平。2015年和2020年二氧化碳排放總量比BAU情景分別低985萬噸和2644萬噸。
(2)主要耗能產品排放情況
2005年，合成氨、燒堿、純堿、甲醇和鈦白粉這五種主要耗能產品合計的二氧化碳排放量占重慶市化工行業(yè)總體二氧化碳排放的46.5%。未來由于化工行業(yè)產品結構的調整，高能耗產品產出占化工行業(yè)的比例越來越低，加上化工行業(yè)工藝技術的改善，尤其對主要耗能產品進行的技術改造，使得主要耗能產品的二氧化碳排放量在重慶化工行業(yè)二氧化碳排放總量中所占的比重越來越低，見下圖2：
圖2八種主要耗能產品合計二氧化碳排放占化工行業(yè)總體比重
圖2八種主要耗能產品合計二氧化碳排放占化工行業(yè)總體比重下載原圖
BAU情景中，2015年八種主要耗能產品占化工行業(yè)總體二氧化碳排放的比重為29.7%，到2020年降低到18.4%。
節(jié)能情景中，2015年八種主要耗能產品占化工行業(yè)總體二氧化碳排放的比重降至26.2%，到2020年進一步降低到16.7%。
低碳情景中，2015年八種主要耗能產品占化工行業(yè)總體二氧化碳排放的比重為22.0%，到2020年進一步降低到15.2%。
雖然未來各情景主要耗能產品的二氧化碳排放占化工行業(yè)總體的比重有所下降，但仍在化工行業(yè)中占有重要的地位，未來在進行產品結構調整的同時，主要耗能產品的節(jié)能減排仍將是化工行業(yè)實現(xiàn)二氧化碳減排的重要方面。
3.4.2相對減排潛力
(1)行業(yè)總體相對減排潛力
重慶市化工行業(yè)未來的二氧化碳排放強度(萬元GDP二氧化碳排放量)如下圖3所示。
圖3重慶化工行業(yè)各情景二氧化碳排放強度
圖3重慶化工行業(yè)各情景二氧化碳排放強度下載原圖
與排放總量顯著上升形成鮮明對比的是，重慶化工行業(yè)的二氧化碳排放強度下降明顯。原因在于重慶化工行業(yè)在未來十年將進入一個飛速發(fā)展的階段，2020年重慶化工行業(yè)的增加值相比2005年將增加30倍。而由于對高耗能產品規(guī)模的控制，精細化工比例的大幅提高，化工行業(yè)內部結構得到不斷優(yōu)化；同時由于化工行業(yè)的能效水平不斷提高，到2020年逐步接近或達到國際先進水平，使得三個情景中，2020年重慶化工行業(yè)的二氧化碳排放總量相比2005年分別只增加了13.3、11.6和9.9倍。從而導致三個情景化工行業(yè)的二氧化碳排放強度均有較大幅度的下降。各情景二氧化碳排放強度相比2005年降低幅度見下表3。
表3重慶化工行業(yè)各情景二氧化碳排放強度相比2005年降低百分比下載原表
表3重慶化工行業(yè)各情景二氧化碳排放強度相比2005年降低百分比
(2)主要耗能產品相對減排潛力
隨著節(jié)能減排技術的不斷改進和推廣，未來重慶市化工行業(yè)各主要耗能產品的單位二氧化碳排放量將不斷降低，由于篇幅有限，本文僅以合成氨為例進行分析。
重慶市合成氨均以天然氣為原料，2005年重慶市大型天然氣制合成氨的比重僅為3.8%。單位合成氨二氧化碳排放量為3.0噸。若扣除末端尿素固碳量，則2005年單位合成氨二氧化碳排放量為2.7噸。未來由于大型天然氣制合成氨所占比重越來越高，使得重慶市未來單位合成氨二氧化碳排放顯著降低，見下圖4和圖5。
圖4單位合成氨二氧化碳排放量
圖4單位合成氨二氧化碳排放量下載原圖
圖5單位合成氨二氧化碳凈排放量(去除尿素固碳)
圖5單位合成氨二氧化碳凈排放量(去除尿素固碳)下載原圖
BAU情景中，2015年大型天然氣制合成氨的比重達到50%，合成氨二氧化碳排放總量占化工行業(yè)總排放的6.7%，單位合成氨二氧化碳排放降低到2.2噸；2020年大型天然氣制合成氨的比重達到80%，合成氨二氧化碳排放只占化工行業(yè)總排放量的3.8%，單位合成氨二氧化碳排放進一步降低到1.8噸。
節(jié)能情景中，2015年大型天然氣制合成氨的比重達到60%，合成氨二氧化碳排放總量占化工行業(yè)總排放的5.3%，單位合成氨二氧化碳排放降低到2.0噸；2020年大型天然氣制合成氨的比重達到90%，合成氨二氧化碳排放總量占化工行業(yè)總排放的2.9%，單位合成氨二氧化碳排放進一步降低到1.6噸。若扣除末端尿素固碳量，2015年和2020年重慶市合成氨的二氧化碳排放量分別可減少117.3萬噸和146.7萬噸，單位合成氨二氧化碳排放分別降低到1.1噸和0.7噸。
低碳情景中，2015年大型天然氣制合成氨的比重達到70%，合成氨二氧化碳排放總量占化工行業(yè)總排放的3.8%，單位合成氨二氧化碳排放降低到1.8噸；2020年大型天然氣制合成氨的比重將達到100%，合成氨二氧化碳排放總量僅占化工行業(yè)總排放的2.3%，噸合成氨二氧化碳排放進一步降低到1.5噸。
節(jié)能燈是現(xiàn)在節(jié)能減排形勢下普通白熾燈泡的理想替代品，不但節(jié)省電費，而且使用壽命更是白熾燈的好幾倍。緊湊型熒光燈（CFL）非常節(jié)能。和白熾燈相比，緊湊型熒光燈（CFL）能在同樣的照明效果下節(jié)省75%到80%的電力，而且使用壽命是白熾燈的10倍。緊湊型熒光燈的成本是白熾燈的三到五倍，但電力使用是白熾燈的四分之一，而且使用壽命會更長。如果在2030年之前把所有舊白熾燈泡都換成緊湊型熒光燈，那么全世界每年能節(jié)省的電力相當于650座發(fā)電站，而且還能將釋放到大氣層中的二氧化碳減少7億噸。
將衣服擰干晾曬
衣服也與二氧化碳排放有關？當然，衣服的清洗方式決定了它是否環(huán)保。有關數(shù)據(jù)顯示，一件衣服76%的碳排放來自其使用過程中的洗滌、烘干、熨燙等環(huán)節(jié)。不使用洗衣機將衣服擰干晾曬，也不使用烘干機，這樣洗衣可以減少90%的二氧化碳排放。
重織舊毛衣
將舊毛衣收集起來加工成新毛線和毛衣，這樣比使用新毛線加工要減少76%的能耗，并減少71%的溫室氣體。
多穿舊衣服
你的衣服都對環(huán)境有影響。制造和加工新衣服要消耗很多能源，排出二氧化碳，因為衣服的一些化纖是由石油產品制成的，棉制品也消耗部分殺蟲劑。舊衣比新衣更加環(huán)保。目前，舊衣翻新不僅是一種環(huán)保行為，也逐漸成為一種時尚趨勢。舊衣服還有一種常見的處理方式，即舊物利用。舊衣通過一定的處理，比如剪裁、縫紉等，變成生活中所需的其他物品，包括抹布、墩布、口袋等，既可以避免舊衣被當做垃圾扔掉，對環(huán)境造成污染，同時又可以開發(fā)出新的用途。
乘公交車出行
以美國為例，美國交通的二氧化碳排放占總量的30%多，減少排放的最好辦法之一是乘公交車。公交車每年節(jié)省14億加侖的氣體排放，相當于150噸二氧化碳。我國各級政府正在大力發(fā)展公交運輸，讓人們出行更加快捷，為了減排，選擇公交出行吧。
適時開窗和關窗
多開窗，不用空氣凈化器，就能降低二氧化碳排放量。夏天將空調溫度調高2度，冬天則將暖氣調低2度，密封好你所有的門窗。墻和屋頂做好隔熱，安裝低流速的沐浴噴頭，這樣做，一年可減少4000磅二氧化碳的排放。
少用一次性塑料袋
少用1個塑料袋節(jié)能約0.04克標準煤，相應減排二氧化碳0.1千克。塑料袋多是由聚乙烯制成，有數(shù)據(jù)顯示，每年有5千億塑料袋流入市場，只有不到3%的塑料袋被回收，絕大多數(shù)當成垃圾被掩埋，而掩埋后得要1000年才能被生物降解，并發(fā)出有毒的溫室氣體。所以減少白色污染的簡單辦法就是用環(huán)保袋代替塑料袋。
支持本地農民
買本地農民的蔬菜、水果、牛奶，這些農產品的生產離家越近，運輸距離和時間就越短，花費的汽油就越少。離產地近，因此本地蔬菜就更加新鮮，味道也更好。
舉行綠色婚禮
如果你要到外地舉行婚禮，同時邀請你的朋友參加，坐飛機或坐火車就會產生碳排放，必然會增加碳排放量?；诖耍瑢＜医ㄗh取消新婚旅行，婚禮在當?shù)嘏e行，以減少因婚禮而引起的二氧化碳的大量產生。
不系領帶好散熱
日本為節(jié)能，將夏天的辦公室溫度調到22攝氏度，讓員工不系領帶，打開領口，穿藍色工作服上班。此政策雖然讓裁縫亂了陣腳，但日本的碳排放減少了。一個夏天，日本減少79000噸二氧化碳的排放。
關掉電腦
據(jù)美國能源部數(shù)據(jù)顯示，家里75%的電消耗在待機狀態(tài)的電器上，包括電視、DVD、電腦、顯示器和音箱。電腦比其它電器更耗電，屏幕保護并不能節(jié)能，一臺臺式機（不包括顯示器）平均一天耗電250瓦。相對一天24小時持續(xù)使用的電器，電腦一天用4小時，其余時間關掉，一年可以省70美元左右。關掉電腦一年可減少83%的排放，相當于63公斤二氧化碳。
人走關電源
走出房間時看一下電腦、顯示器、臺燈、打印機和其它電器是否關了。并給空調和頂燈設定每天的關閉時間，這不是什么大事，但能省電，減少碳排放，更可以延長產品使用壽命和降低維護費。
節(jié)約用紙
紙是由樹制成的，每年有9億噸樹木變成了紙。我們可以用再生紙代替白紙，這樣可節(jié)省60%的能源。每一噸再生紙可節(jié)省4000度電、7000加侖水和17顆樹。每一顆樹還能過濾空氣中60磅的污染物質。節(jié)約用紙，減少碳排放，過綠色環(huán)保的生活。
使輪胎飽滿
中圖分類號 S969.32+1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2014）21-0195-02
2001年，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）首次提出并評估了不同升溫情況下氣候變化“五個關切理由（綜合影響指標）”的風險水平，證明了溫室氣體導致了全球氣候變暖[1]。2012年我國CO2排放總量為89.5億t，占全球排放總量的28.3%[2]。農業(yè)溫室氣體排放占中國溫室氣體排放總量的17%[3]，根據(jù)《中國漁業(yè)年鑒2013》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)[4]，2012年我國漁業(yè)經濟總產值達17 321.88億元，占當年國民生產總值（GDP）的3.3%，可想而知其產生的CO2排放量是不可忽視的。
我國每年漁業(yè)生產領域總能源消耗為1 754萬t標準煤，其中水產捕撈、養(yǎng)殖和加工所占的比重分別為66%、21%和13%[5]。淡水和海水池塘增氧設備耗電量在養(yǎng)殖中所占比率高達53.7%[6]。2009年國家正式出臺增氧機列入農機補貼系列，加速了增氧機的推廣與使用。
增氧設備的合理利用和正確配置可以達到節(jié)能減排的效果，但一直以來沒有對使用增氧設備帶來的溫室氣體排放進行評估，在一定程度上影響和制約了漁業(yè)節(jié)能管理、技術推廣和科學研究的有效進行。評估我國水產養(yǎng)殖中增氧設備溫室氣體排放的現(xiàn)狀，正確使用和合理配置增氧設備，可以為漁業(yè)節(jié)能工作提供數(shù)據(jù)支持，在一定程度上也可以為行業(yè)管理部門的決策提供參考。
1 研究方法
1.1 基本思路
隨著我國漁業(yè)生產現(xiàn)代化程度的不斷提高，水產養(yǎng)殖中養(yǎng)殖設備的利用越來越多，漁業(yè)生產的能源消耗主要來自捕撈和養(yǎng)殖行業(yè)，徐 皓等[6]對漁業(yè)能耗的分類測算表明，我國漁業(yè)生產能源消耗折合標準煤1 935.2萬t，其中養(yǎng)殖占到近20%。
本文對2012年增氧設備排放的CO2量進行估算，然后結合相關研究結果對合理利用增氧設備進行分析，探討增氧設備合理利用與配置對節(jié)能所做出的貢獻，利用Oak Ridge National Laboratory（ORNL）[7]提出的CO2排放量的計算方法對CO2減排量進行估算和分析。并在此基礎上，對增氧設備的CO2排放強度進行計算，從而評估目前我國增氧設備的能效。
1.2 計算方法
1.2.1 CO2排放量的計算公式：
QC=QE×FC×C×ξ（1）
公式（1）中[7]：QC為碳量（t）；QE為有效氧化分數(shù)，為0.982；FC為每噸標煤含碳量，為0.732 57；C為耗煤量；ξ為1 kW?h電折算為0.356 kg標煤[8]。
Q■=QC×ω（2）
式（2）中：Q■為CO2釋放量；ω為碳換算CO2常數(shù)，為3.67（以CO2的碳含量為27.27%計算）。
1.2.2 CO2排放強度的計算公式。CO2排放強度指的是單位GDP的CO2排放量，該指標反映的是能源利用效率，可以很好地引導各國提高能源利用效率，向低碳經濟轉型。其計算公式如下[9]：
二氧化碳排放強度=■（3）
2 結果與分析
2.1 2012年我國增氧設備CO2排放總量
根據(jù)《中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒2013》提供的數(shù)據(jù)：2012年池塘養(yǎng)殖面積為809萬hm2，其中淡水及海水池塘養(yǎng)殖面積分別為591萬hm2和218萬hm2，單位面積年耗電量分別為9 837.66（kW?h）/hm2和46 875.00（kW?h）/hm2[10]。淡水和海水池塘養(yǎng)殖中增氧設備耗電占總耗電比分別為53.7%和63.2%[6]，由此推算出我國淡水和海水池塘養(yǎng)殖中增氧設備的單位面積年耗電分別為5 282.82（kW?h）/hm2和29 625.00（kW?h）/hm2。由此可見，池塘養(yǎng)殖增氧設備效能的提高對池塘養(yǎng)殖的發(fā)展有著重要作用。
由公式（1）、（2）計算可以得到2012年我國水產養(yǎng)殖增氧設備的單位面積CO2排放量和排放總量（表1）。
我國2012年水產養(yǎng)殖中池塘養(yǎng)殖增氧設備的CO2排放總量為10 461.83萬t，我國2012年全國CO2排放總量為89.5億t?？捎嬎愕玫?，我國池塘養(yǎng)殖增氧設備的CO2排放量占我國CO2排放總量的1.17%。
2.2 增氧設備合理選用與配置的節(jié)能效益
2.2.1 增氧設備的正確選用的CO2減排估算。葉輪增氧機具有增氧、曝氣和攪拌水體等功能，也是水產養(yǎng)殖取得高產高效的必備裝備之一，它能將整池水體維持在一個合理的溶氧濃度和溫度[11]。葉輪式增氧機的市場占有率為65%[12]，那么保守估計葉輪增氧機占所有增氧設備所帶來的CO2排放量的65%，那么2012年我國池塘養(yǎng)殖使用葉輪式增氧機產生的CO2排放量為6 800.19萬t。
前期研究通過對3 kW葉輪式增氧機、1.5 kW水車式增氧機、1.1 kW射流式增氧機及2.2 kW曝氣式增氧機在自然狀態(tài)下的增氧能力及效果進行研究比較。由研究結果可知，3 kW葉輪式增氧機可使距增氧機10.0、1.5 m深處水體溶解氧增速約0.86 mg/（L?h），單位功率增氧值0.287 mg/（L?h）。而在相同試驗條件下，1.1 kW射流式增氧機的單位功率增氧值為0.436 mg/（L?h），是葉輪式增氧機的1.5倍之多。利用公式（1）、（2）計算可知在達到相同的增氧量的條件下，若用射流式增氧機取代葉輪式增氧機，2012年葉輪式增氧機產生的二氧化碳可以減少2 323.92萬t，相當于當年增氧設備排放二氧化碳的22.21%。
由此看來，葉輪式增氧機的增氧能效還有很大的提升空間。用射流式增氧機來取代或部分取代葉輪式增氧機，可以有效實現(xiàn)能源的高效利用。
2.2.2 增氧設備的合理配置的CO2減排估算。顧兆俊等[13]通過研究在日照條件下養(yǎng)殖池塘表層水和底層水溶氧量的變化差異，分別使用葉輪式增氧機和耕水機進行了水體溶解氧的調控試驗，并對這2種養(yǎng)殖機械的調控效果和經濟效益進行了比較，結果表明：在白天日照條件下，在0.46 hm2的養(yǎng)殖池塘中，3 kW葉輪式增氧機開啟2.0～2.5 h與開啟60 W耕水機8～9 h后效果相當。
為使水環(huán)境保持理想的狀態(tài)，完成晴朗白天（6：00―18：00）池塘增氧目的，3 kW的葉輪式增氧機需要工作6 h。而達到同等增氧量可以用60 W的耕水機工作替代，即將耕水機與增氧機結合使用，在白天開啟耕水機，晚間使用增氧機。以每年池塘有200 d需要增氧，其中140 d為晴天來計算，用該方法結合增氧，達到相同的增氧效果，池塘年節(jié)約的電量達2 419.2（kW?h）/hm2，利用公式（1）、（2）計算可知該電量相當于4.5 t二氧化碳排放量。
按目前葉輪式增氧機使用率占總的增設備65%計算，設使用增氧機的養(yǎng)殖面積為80%，若將耕水機與葉輪式增氧機結合使用替代葉輪增氧機的單獨使用，2012年池塘養(yǎng)殖增氧設備排放的二氧化碳可減少2 061.17萬t。占我國2012年水產養(yǎng)殖中池塘養(yǎng)殖增氧設備的二氧化碳排放總量的19.70%。
由此看來，根據(jù)各類養(yǎng)殖機械的功能特點，適時、合理、經濟地使用養(yǎng)殖機械進行水體環(huán)境的調控，不僅能促進各類魚類生長，提高養(yǎng)殖經濟效益的有效措施，而且能顯示出明顯的環(huán)境優(yōu)越性。
2.3 二氧化碳排放強度
從排放量來看，雖然水產養(yǎng)殖增氧設備帶來的二氧化碳排放量占我國二氧化碳排放總量的比例僅為1.17%，但排放總量并不能很好地反映出我國水產養(yǎng)殖業(yè)的二氧化碳排放情況，更加合理的指標是二氧化碳的排放強度。2012年美國的全國GDP為15 6760億美元，全年二氧化碳排放量為52.7億 t，利用公式（3）可知其二氧化碳排放強度為0.34 kg/美元。
根據(jù)《中國漁業(yè)年鑒2013》提供的數(shù)據(jù)，我國2012年海水和淡水養(yǎng)殖生產總產值（GDP）為17 321.88億元，淡水養(yǎng)殖產值為4 194.82億元。
由公式（3）可得，2012年我國池塘養(yǎng)殖增氧設備的二氧化碳排放強度=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元人民幣計算），為美國二氧化碳排放強度的4.62倍。
從排放強度來看，我國池塘養(yǎng)殖增氧設備由于技術和設備的能源消費強度大，致使我國水產養(yǎng)殖增氧設備的二氧化碳排放強度相對較高。據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，2010年在全國池塘養(yǎng)殖中增氧機械的總配套功率達18億 kW之多，且由于養(yǎng)殖控制技術落后，導致能耗損失達40%，是二氧化碳排放強度高的原因之一。這也說明，我國水產養(yǎng)殖業(yè)產值的增加更大程度上依賴于能源的消耗，而不是技術的進步。
3 結論與討論
3.1 結論
（1）僅從達到相同增氧效果方面考慮，若用射流式增氧機取代葉輪式增氧機，那么2012年葉輪式增氧機產生的6 800.19萬t二氧化碳可以減少為4 476.27萬t，減排量為2 323.92萬t，相當于當年增氧設備排放二氧化碳的22.21%。
（2）若要達到相同的增氧效果，將耕水機與葉輪式增氧機結合使用，即在白天開啟耕水機，晚間使用增氧機，相比單獨使用葉輪式增氧機，2012年池塘養(yǎng)殖增氧設備排放的（下轉第199頁）
（上接第196頁）
二氧化碳可減少2 061.17萬t。占我國2012年水產養(yǎng)殖中池塘養(yǎng)殖增氧設備的二氧化碳排放總量的19.70%。
（3）我國池塘養(yǎng)殖增氧設備的二氧化碳排放強度為1.57 kg/美元，是美國二氧化碳排放強度的4.62倍。
3.2 本研究不足之處
（1）造成增氧設備二氧化碳排放強度高的主要原因包括：漁民對增氧機的合理使用和正確配置認識不夠。
（2）目前對增氧機合理配置的研究不多，在養(yǎng)殖過程中為減少排放，多種增氧機結合使用的情況并不多見。
本文的局限性在于僅僅從理論上得出不同增氧機結合使用達到相同增氧效果達到減排目的，而增氧設備的實際使用要受到多種因素影響，包括養(yǎng)殖對象、場所，以及增氧量、時間等。為達到保護環(huán)境、節(jié)約能源的目的，針對不同養(yǎng)殖需要，有針對性地研究多種增氧設備結合使用應提上日程[13]。
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[中圖分類號]F59
[文獻標識碼]A
[文章編號]1002-5006（2013）07-0064-09
引言
旅游業(yè)作為世界第一大經濟產業(yè)，每年國際旅游的人數(shù)約占全球總人口的1/6，如此龐大規(guī)模的人口“遷徙”對氣候、環(huán)境造成了實質性的影響，引起相關國際機構和學界的廣泛關注。第一屆全球氣候變化與旅游國際會議后，聯(lián)合國政府間氣候變化委員會（IPcc）、世界氣象組織（uNwM0）、世界旅游組織（uNwTO）等國際組織及其他研究機構達成共識：旅游業(yè)是能源消費的主要領域之一和溫室氣體排放的主要來源之一。旅游業(yè)能源需求和二氧化碳排放成為近5年來旅游研究的熱點。我國該方面研究起步較晚，2008年“旅游業(yè)節(jié)能減排”字樣首次出現(xiàn)在政府文件中，目前仍處于探索性研究階段。本文系統(tǒng)地對國內外旅游業(yè)能源需求和二氧化碳排放研究進行了回顧，以期通過國內外研究進展的對比分析，為下一階段我國旅游業(yè)能源需求和二氧化碳排放研究提供思路，為我國旅游業(yè)節(jié)能減排工作提供科學借鑒與參考。
1、國外旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放研究進展
旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放問題的實質是旅游環(huán)境影響以及氣候變化與旅游相互影響問題的延伸，國外該方面研究開展得很早，可追溯到20世紀中葉。通過對國外相關研究文獻的整理與分析，國外研究主要集中在旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放的結構與途徑，旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放量的定量測算、預測及旅游業(yè)節(jié)能減排措施等4個方面。其中，旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放量的測算是研究的重點。
1.1 旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放的途徑與結構
厘清旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放途徑是旅游業(yè)減緩溫室氣體排放工作的首要前提。由于旅游業(yè)產業(yè)關聯(lián)性高、產業(yè)鏈長，旅游活動靈活多樣，旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放途徑復雜且多元。盡管如此，國外相關研究較為一致地認為旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放主要集中在旅游交通（特別是國際長途旅游飛行）和在目的地為游客提供舒適的設施等。由于國家發(fā)展水平和旅游業(yè)發(fā)展階段不同，各國旅游業(yè)能耗需求與二氧化碳排放的途徑和比例結構有所差異，但旅游交通始終是各國旅游業(yè)能源需求與排放的重頭（表1）。旅游業(yè)所需的能源主要來自化石燃料中的石油。2006年，石油提供了全球40%的能源需求和90%的交通需求；未來15年，因交通和旅游業(yè)發(fā)展，石油占全球能源的比例將達60%。約曼等（Yeoman，et al.）在分析了全球經濟、石油替代能源生產及全球可持續(xù)發(fā)展需求等形勢后，認為隨著石油供應量的衰減及價格上漲，長期來看，將對蘇格蘭旅游業(yè)產生顛覆式的影響。而在發(fā)展中國家的鄉(xiāng)村地區(qū)，生物質特別是木材是主要的能源來源。尼泊爾安那波那保護區(qū)的住宿業(yè)每年要消耗掉3600噸薪材和近47.5萬升煤油。聯(lián)合國環(huán)境署和經合組織共同推出的一份最新報告顯示，在旅游業(yè)導致的二氧化碳排放中，航空占40%，汽車占32%，住宿占21%，剩下的7%分別被旅游活動（4%）和其他交通方式（3%）所排放。世界旅游組織研究報告顯示，2005年全球旅游交通和住宿業(yè)的二氧化碳排放總量分別為1192百萬噸和284百萬噸，占旅游業(yè)二氧化碳排放總量的比重分別約為63%和15%；其中，航空二氧化碳排放量為640百萬噸，占旅游交通排放的53.69%。高斯林（Gtissling）從能源需求、土地利用與覆被變化、物種多樣性等5個方面研究了全球旅游業(yè)的環(huán)境影響，結果表明，2001年全球旅游業(yè)因交通產生的耗能約為13223皮焦，占總能耗的94%；排放二氧化碳當量為1263百萬噸，占總排放的90.28%。住宿業(yè)能耗為508皮焦，占總能耗的3.5%；排放二氧化碳當量80.5百萬噸，占總排放的5.75%。剩下的為旅游活動所消耗和排放。貝肯等（Becken，et al.）用實證研究法對新西蘭旅游吸引物和旅游活動的能源消耗模式進行研究，發(fā)現(xiàn)旅游交通能耗占總能耗的65%～73%。
1.2 旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放的定量測算
旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放量的定量測算是最基礎但又最核心的研究內容，是旅游業(yè)應對氣候變化、制定節(jié)能減排措施的科學基礎與前提。旅游業(yè)的能源需求與排放涉及眾多行業(yè)和部門，包含直接和間接的能耗與排放，加上旅游業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)缺乏這一現(xiàn)實，旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放的定量測算是一個世界性的難題，是該領域研究的重點。
1.2.1 測算方法
從全球來看，目前尚沒有系統(tǒng)的關于旅游業(yè)能源消耗和二氧化碳排放量估算的方法。文獻研究顯示，目前最常用測算方法主要有兩種（表2），一種是借用全球氣候變化和可持續(xù)發(fā)展研究領域常用的碳足跡法（carbonfootprint approach）和生態(tài)足跡法（ecological footprint approach）；另一種是“自下而上法（bottom-up approach）”，即直接計算旅游業(yè)各環(huán)節(jié)的能耗與排放，最終求得整個產業(yè)的能耗與排放數(shù)據(jù)。
（1）碳足跡是指企業(yè)機構、活動、產品或個人通過交通運輸、食品生產和消費以及各類生產過程等引起的溫室氣體排放的集合。從其定義不難看出，碳足跡法是對生產和消費全過程、直接和間接排放碳當量的追蹤，甚至不考慮碳發(fā)生的區(qū)域。澳大利亞資源能源旅游部從生產和消費兩個方面，運用碳足跡法估算了澳大利亞旅游業(yè)的溫室氣體排放。結果表明，2003～2004年間，澳大利亞旅游業(yè)碳足跡為1.15億噸。洛克等（Loke，et al.）利用碳足跡法研究了夏威夷能源需求與旅客數(shù)量急劇增加以及旅游者國別多樣化的關系，發(fā)現(xiàn)旅游者能耗占夏威夷總能耗的比重平均為60%；且國外游客比例越大，能耗需求也越大。
（2）生態(tài)足跡是指維持一個人、地區(qū)、國家或者全球的生存所需要的以及能夠吸納人類所排放的廢物、具有生態(tài)生產力的地域面積。旅游生態(tài)足跡即指維持旅游活動所需要的以及能夠吸納因旅游而排放的廢物、具有生態(tài)生產力的地域面積，其實質是一定區(qū)域內旅游活動對生態(tài)影響的一種定量測度。亨特（Hunter）認為，生態(tài)足跡法對理解旅游的環(huán)境影響具有實際意義，并且將被作為一項重要的旅游可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境指標廣泛采用。羅伯特等（Roberto，et al.）采用生態(tài)足跡法，結合蘭薩羅特島旅行推斷模型，計算蘭薩羅特島公路旅游交通使用量及其對未來旅游業(yè)發(fā)展的影響。研究結果表明，蘭薩羅特島上的旅游交通主要是依賴于私家車，在接下來的10年里，公路旅游交通量還將持續(xù)增長，并達到飽和，蘭薩羅特島旅游交通在旅游生態(tài)足跡中所占的比重將會增大。
（3）“自下而上”法是從到達目的地游客的數(shù)據(jù)分析人手，向上逐級統(tǒng)計能耗與排放量。這種方法有兩個特點，一是邏輯算法簡單，但實際操作難度很大，既要求研究區(qū)域旅游業(yè)統(tǒng)計資料完備，同時還需要海量的實地調研數(shù)據(jù)；二是遺漏大部分旅游業(yè)間接的能耗與排放，導致估算結果總體偏小。但盡管如此，在實際研究工作中，自下而上法被采用得最多。前述的幾項關于全球旅游業(yè)能耗與排放的估算研究，其思路都暗含著自下而上法的運算邏輯。貝肯等采用“自下而上”法分析新西蘭南島西部海岸旅游者不同行為引致的能源消耗。研究結果表明，國際游客的能源消費總量是新西蘭國內游客的4倍?；粢撂氐龋℉owitt，et al.）采用“自下而上”法發(fā)現(xiàn)2007年單次往返于新西蘭的國際郵輪游客碳排放量范圍為250～2200克/人·公里，每位旅客在郵輪上的住宿所需的平均能耗約為1600百萬焦/晚，比陸地上的一般酒店能耗要高出12倍。
1.2.2 測算內容
據(jù)文獻整理研究，當前國外旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放的定量測算主要包含兩方面內容。一是對總量的定量測算。高斯林估算2001年全球旅游業(yè)共消耗能源14080皮焦，排放二氧化碳當量1399百萬噸。皮特爾斯等（Peeters，et al.）的測算表明旅游業(yè)導致了全球4.4%的二氧化碳排放。世界旅游組織和其他相關機構的一份聯(lián)合報告指出，2005年全球旅游業(yè)排放的二氧化碳約占全球二氧化碳排放總量的5%，該排放量所造成的影響，大約可以達到全球溫室效應的14%。江南等（Konan，et al.）的測算顯示，夏威夷旅游業(yè)的能源消耗占全州總能耗的60%。澳大利亞資源能源旅游部估算2004年澳大利亞旅游溫室氣體直接排放為470萬噸，間接排放為2810萬噸。尼泊爾（Nepal）測算了尼泊爾安那波那保護區(qū)鄉(xiāng)村旅游的能源消耗，結果表明住宿業(yè)每年約消耗3600噸薪材和47.5萬升煤油。二是對一些關鍵參數(shù)的定量測算，如交通工具、住宿方式、旅游活動的單位旅游能耗和排放強度。相關研究較多，并注意到了國別之間的差異。比如乘飛機旅行單位能耗為2.0百萬焦/人·公里，排放二氧化碳396克/人·公里；乘汽車旅行單位能耗為1.8百萬焦/人·公里，排放二氧化碳132克/人·公里；新西蘭酒店單位能耗為155百萬焦/床·晚，馬略卡島為51百萬焦/床·晚，桑給巴爾為256百萬焦/床·晚；新西蘭直升機滑雪單位能耗1300百萬焦/游客，潛水800百萬焦/游客，博物館參觀10百萬焦/游客；往返于新西蘭國際郵輪旅游者平均碳排放為390克/人·公里等。
1.3 旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放的預測及情景分析
研究旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放是為了把握未來的趨勢與動態(tài)，因此，許多專家學者對其預測及情景分析作了研究，以期能夠為有針對性的節(jié)能減排措施提供具體可靠的科學依據(jù)。世界旅游組織研究報告預測，以2005年為基準，在2035年以前，來自旅游業(yè)的二氧化碳排放將以2.5%的年均速度增長；其中住宿業(yè)二氧化碳排放的年均增速為3.2%。而皮特爾斯等的預計比世界旅游組織的預計高0.7個百分點，即2035年之前全球旅游業(yè)二氧化碳排放將以每年3.2%的增長率增加。杜波依斯等（Dubois，et al.）用敏感度分析法，以2000年為基準，預計按照當前旅游業(yè)增長趨勢，到2050年法國旅游休閑業(yè)溫室氣體排放將增加90%。
1.4 旅游業(yè)節(jié)能減排的措施研究
節(jié)能減排措施是旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放的最終落腳點。從國外研究進展看，目前已基本形成體系化的節(jié)能減排措施。世界旅游組織從旅游行業(yè)角度分別就政府、旅游企業(yè)及旅游者提出了比較系統(tǒng)的節(jié)能減排政策措施，同時還對交通、建筑、裝備制造等相關領域的節(jié)能減排提出了具體對策及技術途徑。理查德（Richard）利用仿真模型分析碳稅對國際旅游的影響，指出如果全球按1000美元/噸征收碳稅，則乘飛機的國際旅游將減少0.8%，相對應可減排二氧化碳0.9%。貝肯等研究表明，坐落在世界遺產拉明頓國家公園的生態(tài)客棧采取綠色全球21環(huán)境認證計劃，成功認證后，每年能耗大幅減低，二氧化碳排放每年減少189噸，節(jié)約15000澳元。除了政策或有關技術手段外，旅游者行為方式的選擇也是旅游業(yè)節(jié)能減排的重要方面。貝肯等研究發(fā)現(xiàn)，無論在國際旅游者還是國內旅游者能耗賬單中，交通始終占據(jù)主導地位，因此改變旅行方式能夠有效影響旅游者的能源需求。巴克利（Buckley）認為，“慢旅游”是一種有效的降低碳排放的旅游方式，它是指反對乘坐飛機等快速交通工具的旅游，更重視游的過程，強調旅游的過程和目的地同樣重要?！奥糜巍北貙l(fā)展成為一種未來旅游的流行方式。
2、我國旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放研究進展
我國旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放研究起步較晚，目前仍處于探索性研究階段。文獻資料研究表明，國內研究主要集中在旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放量的測算和旅游業(yè)節(jié)能減排的對策措施方面。
2.1 旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放的測算研究
我國旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放的測算研究涉及全國、省域/地區(qū)及產品層面。全國層面，石培華等首次系統(tǒng)地估算了全國旅游業(yè)的能耗與排放，結果表明，2008年我國旅游業(yè)消耗能源為428.3皮焦，排放二氧化碳51.34百萬噸L25 2。省域/地區(qū)層面，陶玉國等估算了2009年江蘇省旅游業(yè)直接的能耗和二氧化碳排放量，分別為32.56皮焦和3.7百萬噸，占江蘇能源總消耗量和碳排放總量的比例分別為0.53%和0.56%，旅游交通、住宿業(yè)和旅游活動占旅游能耗的比例分別為70.91%、17.32%和11.76%。章錦河等分別對四川省九寨溝、鄂西、湖南和江西等地旅游生態(tài)足跡、碳足跡進行了測算。另外，郭等（Kuo，et al.）對我國臺灣地區(qū)澎湖列島旅游業(yè)能耗與二氧化碳排放進行了測算，結果表明，每年澎湖列島旅游業(yè)消耗能源795.96百萬焦，排放二氧化碳5.05千克；其中，旅游交通能耗4.95×108百萬焦，排放二氧化碳3.38×108克，住宿業(yè)能耗為1.17×108百萬焦，排放二氧化碳8.56×108克，旅游活動耗能1.24×108百萬焦，排放二氧化碳7.71×108克。林（Lin）對臺灣地區(qū)墾丁等5個國家公園旅游交通的二氧化碳排放進行了研究，結果表明，近8年旅游交通的二氧化碳排放量在增加，5個國家公園平均每年排放二氧化碳16.1萬噸。產品層面，等以云南旅游市場最具代表性的香格里拉“八日游”系列產品為例，從生態(tài)足跡角度對該線路產品的生態(tài)效率進行了計算和分析。
2.2 旅游業(yè)節(jié)能減排的對策與措施
國內旅游業(yè)節(jié)能減排工作實踐最早從要素部門開始，從生態(tài)景區(qū)、循環(huán)景區(qū)到綠色飯店、綠色交通。對策與措施的研究緊跟實踐步伐，并最終拓展至旅游城市（圈）、全行業(yè)。章錦河以九寨溝和黃山兩個國內知名的生態(tài)型景區(qū)為例，以旅游廢棄物為手段定量測度旅游業(yè)能源需求與排放對生態(tài)的影響，認為合理控制游客規(guī)模、縮短旅行距離、減少乘飛機出游等是旅游業(yè)節(jié)能減排和建設生態(tài)型景區(qū)的有效舉措。王輝等提出要借鑒臺灣坪林地區(qū)的措施，給每個海島型景區(qū)設置一個“碳減量計數(shù)器”，以此增強游客節(jié)能降耗意識并約束自身的旅游行為方式，從而有效降低旅游活動的能耗與排放。李萍就酒店行業(yè)的節(jié)能減排，從發(fā)展理念、能源管理、引導消費觀到政策和制度保障提出了一系列具體的對策與建議。林研究了1999～2006年臺灣地區(qū)5個國家公園旅游交通的二氧化碳排放，提出政府可以通過提升管理效率，運用價格杠桿等降低碳排放，同時通過就近旅游、提高交通荷載、使用清潔能源及其他技術措施來降低旅游二氧化碳排放。蔡萌等從低碳旅游發(fā)展導則、低碳旅游設施、低碳旅游吸引物、低碳旅游體驗環(huán)境和低碳旅游消費方式等5個方面構建了低碳旅游城市模型，提出規(guī)范發(fā)展、互動發(fā)展、示范發(fā)展等城市旅游低碳發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。萬幼清認為武漢城市圈旅游業(yè)節(jié)能減排需要提升綠化措施、優(yōu)化綠地布局、加強水域生態(tài)保護。石培華等系統(tǒng)整理了旅游業(yè)各要素、各領域節(jié)能減排的技術手段、運行模式和制度安排。
近3年來，作為旅游業(yè)節(jié)能減排實現(xiàn)方式的低碳旅游，成為旅游學術界的研究熱點。在中國知網，以“低碳旅游”為主題或關鍵詞檢索，共得到有效文獻297篇。文獻數(shù)量統(tǒng)計表明，2011年共發(fā)表137篇，占全部文獻的46.13%；2010年和2012年各79篇，各占26.60%；2009年僅有2篇，占0.67%。而近300篇文獻中，僅有17篇（5.72%）發(fā)表在核心期刊，一定程度上表明研究的深度有限。研究內容主要集中在概念、內涵及特征研究，低碳旅游發(fā)展案例介紹，發(fā)展模式及實現(xiàn)的路徑、建議等。
3、國內外研究總結與對比
3.1 總結
整體而言，國外旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放研究主要在3個方面取得了進展：1）識別了旅游業(yè)能耗、排放的重點領域及結構；在旅游業(yè)能源消耗與二氧化碳排放的定量估算研究與情景分析方面形成初步結論。2）對各類型交通方式、住宿方式及旅游活動的單位能耗和二氧化碳排放等關鍵性參數(shù)有了一般性的認識，并識別了明顯的國別、地區(qū)及不同部門之間的差異。3）基本形成體系化的節(jié)能減排政策措施。但是，國外研究同時存在3個方面不足之處：1）雖然形成一些標志性成果，但總量不多，還沒有系統(tǒng)化和規(guī)模化的研究積淀；對旅游交通、住宿及旅游活動方式等單個領域和環(huán)節(jié)的實證研究多，地區(qū)性、全行業(yè)的系統(tǒng)研究較少。2）多是基于部分國家/地區(qū)的調查數(shù)據(jù)和經驗數(shù)據(jù)進行估算，尚沒有系統(tǒng)的估算方法和情景分析法。3）多以旅游發(fā)達國家或經濟發(fā)達國家為對象，針對發(fā)展中國家研究較少。
而從國內研究進展來看，主要有4個特征：1）起步晚，絕大多數(shù)研究是2009年之后開展的，且研究總量有限。2）現(xiàn)有的旅游業(yè)能耗及二氧化碳排放量的現(xiàn)狀估算研究更多地是參照國外已有研究的架構及經驗數(shù)據(jù)進行的，其中涉及的關鍵性數(shù)據(jù)如不同交通方式的能耗及排放參數(shù)等都是通過文獻研究得到的經驗數(shù)據(jù)，對我國的針對性和有效性不足。3）旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放的預測和情景分析至今仍是空白。4）旅游業(yè)節(jié)能減排對策與措施研究的科學支撐不足，宏觀對策多，具體的、有針對性的舉措少。
3.2 對比分析
主要從旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放的結構與途徑，旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放量的定量測算、預測及旅游業(yè)節(jié)能減排措施等4個方面進行對比分析（見表3）。
在旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放的結構與途徑研究上，國內外總體上是一致的，即重點都在旅游交通和住宿兩方面，但總量和結構有區(qū)別?？偭可?，從全球來看，旅游業(yè)能耗及排放占全球的比重在5%左右，而我國則不到1%，無論是全國層面還是省域層面。結構上，國外旅游交通能耗及排放明顯高于國內，旅游活動則相反，國內要高于國外，住宿業(yè)能耗及排放水平比較接近，可能和我國住宿業(yè)從學習國外而開端有關。定量測算方法上，國內幾乎完全借鑒國外研究方法，沒有開發(fā)出適合我國旅游業(yè)特色的方法；定量測算的廣度國內外比較接近，但深度上國外明顯深于國內。預測方面國內目前仍是空白。對策與措施方面，國外已基本形成體系化、宏觀與微觀相結合的對策措施，國內對策體系尚未形成，以宏觀對策居多。
4、研究啟示與展望
結合國外研究進展，針對國內研究現(xiàn)狀，未來國內旅游業(yè)能源需求與二氧化碳排放研究應重點關注以下3個方面內容：
4.1 加強旅游交通和住宿等重點領域能源需求與排放的定量實證研究
總體來看，我國旅游業(yè)能源需求與排放的研究存在現(xiàn)狀不清、總量不明的問題；旅游交通能耗與排放情況完全空白，住宿業(yè)僅粗線條掌握全國四星級以上酒店的水電氣等能源消耗數(shù)據(jù)。因此，要加強旅游業(yè)特別是交通和住宿重點領域能耗與排放的定量測算；根據(jù)我國旅游業(yè)實際，對不同類型旅游交通方式、住宿業(yè)態(tài)、旅游活動單位能耗/排放強度等關鍵參數(shù)開展針對性定量實證研究；開展各種工程技術手段方面的節(jié)能降耗效率與能力的實證研究。
4.2 加強旅游業(yè)能源需求與排放的預測分析和情景研究
1引言
2009年底召開的哥本哈根會議吸引了全世界的目光，“碳排放”問題也隨之成為了最引人注目的焦點。我國在會議上宣布，到2020年實現(xiàn)單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的行動目標。據(jù)海外研究機構估計，中國目前二氧化碳的排放量2007年已經超過美國，成為世界第一大溫室氣體排放國。而且中國溫室氣體排放可能在二十年內翻番甚至更多，因此中國在兌現(xiàn)二氧化碳減排諾言的實踐中將面臨巨大的挑戰(zhàn)。
國際貿易是影響一國溫室氣體排放量的重要因素。在國際貿易過程中，由于各國國際分工、產業(yè)結構、能源利用效率、技術條件以及貿易結構等方面的差異，必然會出現(xiàn)碳排放轉移問題。隨著經濟全球化速度的不斷加快，我國對外貿易高速增長。在拉動經濟發(fā)展的同時，也造成了我國的貿易碳污染。因此從外貿結構角度來探討我國節(jié)能減排的新途徑，具有很強的現(xiàn)實意義。本文將利用投入產出方法客觀評估和定量分析進出口貿易對我國二氧化碳排放的影響。
本文在目前國內外關于能源消耗問題已有的研究結果上，將通過分析外貿商品在本國經濟運行中所起的作用，定量測算外貿商品的二氧化碳排放量，進而分析外貿商品結構對二氧化碳排放量的影響，找到對外貿易中減少二氧化碳排放的途徑。
2模型及評價指標體系的構建
由于投入產出表明確直觀的從產業(yè)角度反映了國民經濟各部門的各種分配和消耗關系，因此要全面評價一個部門基于國際貿易的完全碳排放量，本文采用了投入產出方法。
根據(jù)國家統(tǒng)計局已經公布的《2007年中國投入產出表》，本文將采用2007年42×42部門的全國投入產出表。從總體上來看，我國能源消耗重點集中在第二產業(yè)的工業(yè)部門，而第三產業(yè)各產品部門能源消費量少，污染排放小。因此為了便于計算和討論，本文把投入產出表中第三產業(yè)的16個部門合并成能源平衡表中第三產業(yè)的3個行業(yè)部門。合并后的投入產出表是29×29個部門。[1]
我國貿易出口中的內涵二氧化碳量是別國綜合評估在享用我國出口商品時而避免在本國排放的二氧化碳量。由于在一般的經濟活動中，各產業(yè)產品的生產不僅會直接導致最終生產部門的能源消耗，還會通過消費各種原材料及輔助材料進而間接引起其他部門的生產與能源消耗，而能源的消耗量通過某些技術參數(shù)換算即得到二氧化碳排放量。因此嚴格意義上講，我國貿易出口中內涵的二氧化碳量是不同的貿易商品從生產到出口形成最終產品等環(huán)節(jié)累計二氧化碳量直接排放和間接排放之和。即完全排放。同樣，進口產品隱含別國為了出口而在其國內排放的二氧化碳量，進口產品也包含能源消耗和二氧化碳排放。但值得注意的是，進口產品是在國外生產，由于國內外在生產技術、能源利用效率等方面存在差異，其產品生產所消耗能源量也會出現(xiàn)不同。因此不能把在國外生產的進口產品所產生的二氧化碳排放量作為國內的二氧化碳減排量，必須從進口產品在本國經濟運行過程中所起作用的角度來考慮，即假定在本國生產條件下，這些進口產品作為國內最終產品生產而產生的二氧化碳完全排放量。
3對外貿易的二氧化碳排放實證
分析根據(jù)2007年的投入產出表和各部門2CO排放數(shù)據(jù)，計算得出各部門產品的2CO直接和完全排放系數(shù)，如表1所示?？梢钥闯?，直接排放系數(shù)大的部門其完全排放系數(shù)也相對較大，如部門2“煤炭開采和細選業(yè)”、部門12“化學工業(yè)”、部門13“非金屬礦物制品業(yè)”以及部門14“金屬冶煉及壓延加工業(yè)”等等，其2CO直接排放和完全排放系數(shù)都位于29部門的前列，值得重點關注。由于它們的進出口比重也比較大，會對出口排放強度和進口減排強度產生較大影響。此外有些直接排放系數(shù)和完全排放系數(shù)呈現(xiàn)出明顯的差異，較小的部門，其完全排放系數(shù)可以擴大很多。如第18個部門“電氣機械及器材制造業(yè)”，直接排放系數(shù)僅為0.14，完全排放系數(shù)則擴大了近17倍，達到2.37，充分說明了產品生產過程中2CO間接排放的重要影響。
各部門產品2CO直接排放系數(shù)和完全排放系數(shù)（噸/萬元）部門編號部門直接排放系數(shù)完全排放系數(shù)kf出口比重進口比重列出了根據(jù)2007年投入產出表以及進出口額計算所得結果。由表可見，2CO出口排放強度小于2CO進口減排強度，這就意味著,單位出口產品內含的能源消耗低于單位進口產品帶來的能源節(jié)省,也即對外貿易有助于節(jié)約能源消費,有助于降低單位產值能耗。但是從我國對外貿易的二氧化碳轉移總量上看，由于進出口貿易量之間的差異，出口規(guī)模的迅速增長導致我國2007年對外貿易2CO排放量大于2CO減排量，分別為192401.01萬噸和149177.35萬噸。處于2CO凈進口狀態(tài)，為貿易碳污染轉入國。
4結論和政策
建議總體上看，由于在國際產業(yè)分工中，我國處于產業(yè)鏈的低端，生產和出口了大量的高耗能和高排放產品，承擔了大量本應在進口國排放的二氧化碳。導致對外進出口貿易中出口二氧化碳耗能高于進口二氧化碳省能。由于國家貿易碳排放的變化，不僅受進出口規(guī)模、進出口結構的影響，更受部門能源利用結構和能源強度等生產技術因素的影響，考慮到國家現(xiàn)階段經濟發(fā)展及能源結構特點，中國在未來的對外貿易中，不僅適當控制高能耗、高碳排的部門出口規(guī)模，鼓勵低耗能產品的出口；更要降低高耗能產品進口門檻。同時應積極引進先進生產技術，提高能源利用效率，降低部門能耗強度。優(yōu)化我國進出口貿易的產業(yè)結構，在促進經濟發(fā)展的基礎上實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。新晨
[參考文獻]
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[2]魏本勇，方修琦，王媛，楊會民，張迪.基于投入產出分析的中國國際貿易碳排放研究[J].北京師范大學學報（自然科學版），2009，(8):413-419.
[3]國家統(tǒng)計局.中國統(tǒng)計年鑒2008[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2008.
生活在發(fā)達國家以及一些快速發(fā)展的城市里的人們可以馬上“消除碳依賴”。實際上，這并不難。
《改變生活方式:氣候中和聯(lián)合國指南》指出，只要采取一些很簡單的措施，就可以減少一個人每天一半的溫室氣體排放量。如果像電力公司、汽車制造商、以及航空設備制造商這樣的企業(yè)也努力實現(xiàn)綠色經濟，那么我們可以削減更多的溫室氣體排放。
研究表明，如果每個飛機旅客將攜帶的行李減少到低于20公斤，就可能在全球范圍內，每年削減200萬噸二氧化碳的排放。
其他在家里或在旅行中可以采用的低碳生活方式包括：
1．鼓勵航空公司提供免費公交車或鐵路獎勵里程，而不是免費的飛行里程，以便促進旅客采用更環(huán)保的交通工具；
2．使用傳統(tǒng)的發(fā)條鬧鐘，取代電子鬧鐘，每人每天可以節(jié)省48克的二氧化碳排放；
3．選擇晾曬衣物，避免使用滾筒式干衣機，每天可以減少2.3公斤的二氧化碳排放；
4．用在附近公園中的慢跑取代在跑步機上的45分鐘鍛煉，這樣可以節(jié)省近1公斤的溫室氣體排放。
開始你的“低碳的一天”:將碳足跡減半
《改變生活方式:氣候中和聯(lián)合國指南》中有很多小的“不后悔的選擇”，可以幫助減少每天的溫室氣體排放量。這些方法的使用者可能來自澳大利西亞、歐洲或北美洲――這是歷史上造成全球變暖的幾個主要地區(qū)，采取以上方法有可能將人均排放量從38公斤減至14公斤。
這些建議對人們生活舒適造成的影響很小甚至沒有，同時也可能部分地與一些發(fā)展中國家、城市、部門和人有關，因為他們的碳足跡正在急劇升高。
造成溫室氣體排放的一半是我們可以人為控制的，例如我們的駕車方式、航空旅行方式、房屋的能源以及取暖方式。
在余下的個人難以控制的50％中，有大約一半間接來源于為我們的工作提供能源，有10％以上來源于對基礎設施和政府部門的維護，剩下的大約20％來自于商品的生產。
應怎樣開始“低碳的一天”呢？在你關掉發(fā)條鬧鐘后，穿上日曬干燥的衣服，接下來的刷牙和早餐應該怎么做呢？請考慮以下幾方面：
1.選擇非電動牙刷將避免近48克的二氧化碳排放量；
2.用烤面包機烤面包，而不是用15分鐘的烤箱，這樣可以少排放近170克的二氧化碳；
3.用節(jié)能燈替換60瓦的燈泡，可以將產生的溫室氣體減少4倍；
4.在午休和下班后關掉你的電腦和顯示器，將使這些設備造成的排放減少1/3；
5.購買使用節(jié)水型淋浴頭，不但每分鐘會節(jié)省10公升的水，而且也將洗3分鐘熱水澡造成的二氧化碳排放量大幅削減到一半。
如何盡力減少航空旅游排放量
不論你是成功人士還是普通游客，乘飛機是目前導致全球變暖的主要原因。長途公交車可能是城際旅行的很好選擇。
除了削減手提行李、削減飛機上的免稅額等措施外，專家們還提出了其他建議：
許多學者對碳減排成本和配額分配進行了詳細研究。高鵬飛等(2004)對2010－2050年中國的碳邊際減排成本進行了研究，指出中國的碳邊際減排成本是相當高的且越早開始實施碳減排約束越有利。王燦等(2005)分析了部門碳減排邊際成本曲線，發(fā)現(xiàn)重工業(yè)、電力、煤炭部門是減排成本相對較低的行業(yè)。隨著減排率的提高，所有部門成本急劇上升，重工業(yè)削減二氧化碳排放的彈性相對較大。韓一杰等(2010)在不同的減排目標和GDP增長率的假設下，測算了中國實現(xiàn)二氧化碳減排目標所需的增量成本，發(fā)現(xiàn)GDP增長速度越快或減排目標越高，減排增量成本也越高；但由GDP變化所引起的增量成本變化遠小于由減排目標調整所引起的增量成本變化。巴曙松等(2010)發(fā)現(xiàn)各種主要能源消費的碳減排成本之間存在差異性，提出施行燃料轉換政策是一個很好的減排政策選擇。也有一些文獻研究了省區(qū)減排成本和配額分配問題。褚景春等(2009)以綜合能源成本為準則，對省區(qū)內外的各種資源進行篩選，得出總成本最小的電力資源組，然后將減排成本計入綜合資源規(guī)劃，使系統(tǒng)排放量達到最優(yōu)水平。Klepper, G. 等(2006)研究了不同地區(qū)的減排成本、區(qū)域二氧化碳排放等問題。李陶等(2010)基于碳排放強度構建了省級減排成本模型，在全國減排成本最小的目標下，得到了各省減排配額分配方案，但其各省減排成本曲線與全國類似的假設，與現(xiàn)實情況有些差距。以上文獻均是基于碳排放強度的單約束，通過估計碳邊際減排成本曲線來分析減排配額的。但“十二五”規(guī)劃中提出了能耗強度和碳排放強度分別降低16％和17％的雙重約束目標，為完成此雙重強度約束目標，國務院《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》(國發(fā)［2011］26號)(下文簡稱《節(jié)能減排方案》)對各省設定了能耗強度降低目標，各省也相應制定了經濟發(fā)展的年度規(guī)劃目標。如何在雙重強度約束下，實現(xiàn)各省經濟增長、能源消耗和二氧化碳排放最優(yōu)分配，對整個國民經濟發(fā)展起著非常重要的作用。
本文基于以上想法，從全局最優(yōu)的角度，建立在全國及各省的能耗強度和碳排放強度目標約束下的省際經濟增長優(yōu)化模型，考察全國及各省的能耗強度、碳排放強度及省際經濟增長擴張約束對各省經濟增長、能源消耗和二氧化碳排放的影響，找到各省經濟增長、能源消耗和二氧化碳排放的最優(yōu)分配值，比較各種情景下的節(jié)能成本和減排成本，分析全國能源消耗和二氧化碳排放對全國生產總值的脫鉤狀態(tài)，并對全國能耗強度和碳排放強度最大降低幅度進行了預測。
二、優(yōu)化問題及模型
我國正處于快速工業(yè)化階段，發(fā)展經濟是當今及今后很長一段時期內的首要任務。因此，本模型的目標函數(shù)為最大化各省區(qū)生產總值總和，約束條件為全國及各省的能耗強度和碳排放強度的目標約束，以及經濟增長擴張約束。根據(jù)分析問題的側重點不同，可建立如下兩個優(yōu)化模型。
(一)如果2010－2015年全國能耗強度和碳排放強度至少降低16％和17％，各省能耗強度和能源碳強度與2005－2010年變化幅度相同，各省經濟增長遵循歷史發(fā)展趨勢并兼顧東中西部協(xié)調發(fā)展，并且各省通過調整產業(yè)結構、能源消費結構、節(jié)能減排技術改造和技術進步等措施實現(xiàn)《節(jié)能減排方案》中各省區(qū)能耗強度的降低目標，那么就有關各省經濟增長、能源消耗和二氧化碳排放應該如何優(yōu)化分配問題，可建立如下模型來考察。
利用模型Ⅰ可分析以下兩種情景：
情景1：2015年全國能夠完成能耗強度和碳排放強度分別降低16％和17％的目標，各省能夠完成《節(jié)能減排方案》中的下降目標，各省2010－2015年能源碳強度降低程度與2005－2010年相同。以各省政府工作報告中確定的2011年各省經濟增長速度作為2010－2015年各省經濟增長擴張約束上限；“十二五”規(guī)劃中提出了2010－2015年國內生產總值增長7％的預期目標，本情景以7％作為2010－2015年各省經濟增長擴張下限。
情景2：為適當減緩因經濟發(fā)展過快而造成能源的過度消耗，實現(xiàn)經濟可持續(xù)發(fā)展，本情景中各省經濟擴張約束上限在情景1基礎上同比例縮小，其他假設與情景1相同：全國能耗強度和碳排放強度分別降低16％和17％；各省能耗強度能夠實現(xiàn)《節(jié)能減排方案》中的下降目標；各省2010－2015年能源碳強度降低率與2005－2010年相同；2010－2015年各省經濟年均增長擴張下限為7％。
(二)能耗強度和能源碳強度共同決定碳排放強度的變化。若2010－2015年全國能源碳強度降低程度與2005－2010年相同，則全國能耗強度最大降低幅度是多少，以及全國能耗強度降度最大時各省經濟增長、能源消耗和二氧化碳排放的最優(yōu)分配值又是怎樣的？此問題可轉化為情景3。
情景3：2010－2015年全國能源碳強度降低程度與2005－2010年相同，全國能耗強度降低率為可變參數(shù)。其他假設與情景2相同：2015年各省能耗強度能實現(xiàn)《節(jié)能減排方案》中的下降目標，2010－2015年各省能源碳強度降低程度與2005－2010年能源碳強度降低程度相同；2010－2015年各省經濟增長擴張下限為7％，上限在情景1基礎上 同比例縮小。可利用以下模型分析。
三、數(shù)據(jù)來源及預處理
數(shù)據(jù)來源于歷年《中國能源統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》，數(shù)據(jù)樣本期為2005－2010年，基期和分析期分別為2010年和2015年。因西藏能源消耗數(shù)據(jù)缺失，模型中暫不考慮。由于二氧化碳排放主要來源于化石能源消耗，本文主要計算了各省煤炭、石油、天然氣三種主要化石能源的二氧化碳排放量，煤炭、石油、天然氣的排放系數(shù)分別為2.69kg/kg、2.67kg/L、2.09kg/kg(采用IPCC推薦值)。由于統(tǒng)計口徑不同，所有省區(qū)生產總值總和與國內生產總值數(shù)據(jù)不等，本文所說全國生產總值為所有省區(qū)(除西藏外)生產總值總和，所說全國能耗強度為所有省區(qū)能源消耗總量與全國生產總值之比，所說全國碳排放強度為所有省區(qū)二氧化碳排放總量與全國生產總值之比，所說全國能源碳強度為所有省區(qū)二氧化碳排放總量與所有省區(qū)能源消耗總量之比。從歷年《中國統(tǒng)計年鑒》可得2005－2010年各省區(qū)生產總值(2005年不變價)。從歷年《能源統(tǒng)計年鑒》可得各省各種能源消耗量。煤炭、石油和天然氣的消耗量與它們相應的排放系數(shù)相乘，可分別得到煤炭、石油和天然氣的二氧化碳排放量。進而可得樣本期每年全國及各省區(qū)能耗強度和能源碳強度，可得樣本期內各省及全國能源碳強度的變化率。能耗強度的降低率來源于《節(jié)能減排方案》。由于2010年各省區(qū)各種化石能源消耗量數(shù)據(jù)目前沒有公布，無法算出2010年各省二氧化碳排放量，在此假設2010年各省化石能源消費結構與2009年相當，則各省2010年能源碳強度與2009年能源碳強度相同。情景1中參數(shù)標定見表1，其他情景中參數(shù)的具體變化見本文分析過程。
四、情景優(yōu)化結果分析
下面利用所建模型來分析三種情景中各省經濟增長、能源消耗和二氧化碳排放的優(yōu)化分配。
(一)地區(qū)GDP優(yōu)化分析
優(yōu)化結果顯示三種情景下模型均有最優(yōu)解，說明從全局最優(yōu)角度看，在全國及省際能耗強度和碳排放強度約束下，保持經濟平穩(wěn)較快發(fā)展，能夠找到各省區(qū)經濟增長的最優(yōu)路徑，進而可分析三種情景下各省區(qū)經濟增長最優(yōu)分配值的異同(見表2)。
情景1優(yōu)化結果顯示，2010－2015年全國經濟年均增長率為10.2％，經濟區(qū)域中，東北、中部、西北和西南地區(qū)經濟發(fā)展較快，各省經濟年均增長率均大于全國經濟年均增長率；京津、北部沿海、華東沿海和南部沿海地區(qū)經濟年均增長率均低于全國經濟年均增長率，但均在9％以上。說明若各省能夠實現(xiàn)節(jié)能減排目標，經濟區(qū)域就能夠協(xié)調發(fā)展，尤其是東北、中部和西南地區(qū)經濟能夠保持較好的發(fā)展勢頭。從省區(qū)看，山西、貴州、青海和寧夏的經濟增長速度較慢，其中山西年均增長率為8.5％，沒有達到本省經濟增長擴張上限；貴州、青海和寧夏的年均增長率為7％，取值為經濟增長擴張下限，經濟增長速度最慢。其他省區(qū)經濟年均增長率取值為各省經濟增長擴張上限，經濟發(fā)展較快。說明如果經濟發(fā)展保持目前勢頭，現(xiàn)行的全國及各省能耗強度約束對山西、貴州、青海和寧夏的經濟發(fā)展較為不利，對其他省區(qū)的經濟發(fā)展較為有利。
為了維持能源、經濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，避免能源過度消耗，需要適度放慢經濟發(fā)展速度。情景2在情景1基礎上同比例縮小了經濟擴張上限，為保證2010－2015年間各省年均增長率不低于8％，各省經濟發(fā)展水平擴張上限縮小比例不超過4.504％。優(yōu)化結果顯示，同比例縮小上限約束對各省及全國經濟發(fā)展的負面影響是全方位的。當各省經濟擴張上限縮小比例為4.504％時，全國經濟年均增長率為9％，下降了1.2個百分點。從經濟區(qū)域看，京津、華東沿海、南部沿海、中部、西南、東北、北部沿海和西北地區(qū)經濟年均增長率下降程度依次增大。從省區(qū)來看，河北、內蒙古、云南、甘肅和新疆經濟增長率為7％，最優(yōu)值從經濟擴張上限降到經濟擴張下限；遼寧年均增長率為9.1％，沒有達到經濟擴張上限。除此之外，其他省區(qū)的經濟發(fā)展水平在情景1基礎上同比例縮小了4.504％，最優(yōu)值為經濟擴張上限。
情景3優(yōu)化結果顯示，若2010－2015年全國能源碳強度降低程度與2005－2010年能源碳強度降低程度相同，則全國能耗強度的最大降低幅度為17.27％，與此同時全國碳排放強度降低了21.07％。與情景2對比，全國經濟年均增長率為8％，下降了一個百分點。從經濟區(qū)域看，東北、中部、西北和西南分別下降了2.9、1.7、1.2和2.8個百分點；其他區(qū)域沒有改變。從省區(qū)來看，河北、山西、內蒙古、貴州、云南、甘肅、青海、寧夏和新疆的經濟年均增長率分別為7％，最優(yōu)值仍然是經濟擴張下限；吉林、黑龍江、河南、湖北、湖南、重慶、四川和陜西的經濟年均增長率分別為7％，最優(yōu)值從經濟擴張上限降低到經濟擴張下限；遼寧年均增長率從9.1％下降到7％；廣西年均增長率從擴張約束上限下降到7.3％，接近經濟增長擴張下限。說明進一步降低全國能耗強度對東北、中部、西北和西南地區(qū)的經濟增長有較強的阻礙作用。
(二)地區(qū)能源消耗和二氧化碳排放優(yōu)化分析
各省GDP優(yōu)化值乘以相應能耗強度和碳排放強度可分別得到各省能源消耗和二氧化碳排放的最優(yōu)分配值。圖1和圖2分別為三種情景下各省能源消耗和二氧化碳排放增加量的變化情況。
圖1 三種情景下2010－2015年能源消耗的增加量 單位：10000 tce
從圖1中可見三種情景下，山東、廣東、江蘇、河北、河南、遼寧等省區(qū)能源消耗較大，北京、上海、江西、海南、貴州、青海、寧夏等省區(qū)能源消耗較少。情景2與情景1相比，北京、上海、貴州、青海和寧夏能源消耗量沒有改變；其他省區(qū)均有不同幅度的減少，其中能源消耗變動幅度排在前十一位的省區(qū)依次是內蒙古、河北、遼寧、山東、甘肅、新疆、云南、江蘇、廣東、河南和山西。情景3與情景2相比，遼寧、吉林、黑龍江、河南、湖北、湖南、廣西、重慶、四川、陜西等地區(qū)能源消耗進一步減少，其中河南、四川、重慶、黑龍江和遼寧的能源消耗減少幅度較大；其他省區(qū)的能源消耗沒有改變。同理可分析各省區(qū)二氧化碳排放情況。三種情景中二氧化碳排放變動均較大的省區(qū)有河北、內蒙古、遼寧、黑龍江、山東、河南、廣東、云南、陜西、甘肅、新疆等。從圖2中可看出，情景2與情景1中各省二氧化碳排放的增減情況與能源消耗的增減情況一致。二氧化碳排放變動幅度排在前十一位的省區(qū)依次是內蒙古、遼寧、河北、山東、山西、新疆、甘肅、河南、云南、江蘇和廣東。但其省 區(qū)排序與能源消耗變動大小的省區(qū)排序有所不同，這是因為二氧化碳排放量不僅受能源消耗量的影響，而且還受能源碳強度的影響，即各省能源碳強度不同導致二氧化碳排放的變化與能源消耗的變化不一致。情景3與情景2相比，二氧化碳排放沒有變化的省區(qū)和能源消耗沒有變化的省區(qū)相同；二氧化碳排放減少的省區(qū)與能源消耗減少的省區(qū)也相同，但省區(qū)排序有所不同。
圖2 三種情景下2010－2015年二氧化碳排放的增加量 單位：10000 t
結合情景2與情景1中的經濟增長優(yōu)化結果可知，能源消耗和二氧化碳排放變動較大的省區(qū)比較容易受經濟擴張約束上限變化的影響?？s小經濟擴張上限，雖然放慢了全國及一些省區(qū)的經濟增長速度，但有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排放。結合情景3與情景2中的經濟增長優(yōu)化結果可知，當2010－2015年各省能源碳強度與2005－2010年的能源碳強度變化相同時，能源消耗和二氧化碳排放變動較大的省區(qū)比較容易受全國能耗強度變化的影響。為了實現(xiàn)全國經濟增長、能源消耗和二氧化碳排放的最優(yōu)配置，各省區(qū)在制定政策時，要充分考慮本省區(qū)的具體情況，制定出適合本省低碳發(fā)展的路徑。
(三)三種情景下全國節(jié)能減排成本與脫鉤狀態(tài)分析
我們把各種情景下全國總能源消耗和二氧化碳排放的優(yōu)化結果進行對比，當GDP改變量與能耗改變量為負值時，令GDP改變量與能耗改變量比值為節(jié)能成本；當GDP改變量與二氧化碳排放改變量為負值時，令GDP改變量與二氧化碳排放改變量比值為減排成本。由三種情景的經濟增長、能源消耗和二氧化碳排放的最優(yōu)化分配可看出，情景2在情景1基礎上同比例縮小了經濟擴張上限，減慢了某些省區(qū)的經濟增長速度，有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排放，其節(jié)能成本和減排成本分別為0.963萬元/噸標準煤和0.310萬元/噸。情景3在情景2基礎上考察了全國能耗強度和碳排放強度的最大降低幅度。在此種情況下，節(jié)能成本和減排成本分別為1.010萬元／噸標準煤和0.339萬元/噸。兩種對比結果顯示節(jié)能成本和減排成本均較低，說明適度放慢經濟發(fā)展過快省區(qū)的經濟發(fā)展和進一步加快全國能耗強度和碳排放強度的降低，雖然對全國及個別省區(qū)的經濟發(fā)展有一定的阻礙作用，但對全國總體能源消耗和二氧化碳排放起著較強的抑制作用。
本文采用Tapio脫鉤指標，將二氧化碳排放與經濟增長的脫鉤彈性分解如下：
其中分別稱為碳排放彈性脫鉤指標、能源消耗彈性脫鉤指標和能源碳排放彈性脫鉤指標，經濟增長、能源消耗和二氧化碳排放增長率采用2010－2015年年均增長率。由三種情景的經濟增長、能源消耗和二氧化碳排放的最優(yōu)化分配，可計算出三種情景下2010－2015年年均碳排放彈性脫鉤指標、能源消耗彈性脫鉤指標、能源碳排放彈性脫鉤指標(見表3)。結果顯示，能源消耗在情景1中處于增長連接狀態(tài)，在情景2和情景3中處于弱脫鉤狀態(tài)，且能源消耗脫鉤指標值越來越小，說明能源消耗和全國生產總值的弱脫鉤程度越來越強。能源碳排放在三種情景中雖均處于增長連接狀態(tài)，但能源碳排放彈性脫鉤指標值越來越趨于0.8(增長連接與弱脫鉤狀態(tài)的臨界值)，說明雖然二氧化碳排放與能源消耗之間還處于增長連接階段，但越來越趨于弱脫鉤狀態(tài)。二氧化碳排放在三種情景中均處于弱脫鉤狀態(tài)，而且碳排放彈性脫鉤指標值越來越小，說明二氧化碳排放與全國生產總值的弱脫鉤程度越來越強。
五、結論及政策建議
本文根據(jù)所分析問題的側重點不同，從全局最優(yōu)的角度，建立了兩個在全國及省際能耗強度和碳排放強度約束下省區(qū)經濟增長優(yōu)化模型。分析了三種情景下各省區(qū)經濟增長的優(yōu)化問題，比較了各省經濟增長、能源消耗和二氧化碳排放的最優(yōu)分配路徑的異同。發(fā)現(xiàn)三種情景下均能實現(xiàn)“十二五”規(guī)劃中對國內生產總值增長的預期目標、單位GDP能耗強度和碳排放強度的約束目標。若2010－2015年全國能源碳強度降低程度與2005－2010年能源碳強度降低程度相同，則全國能耗強度和碳排放強度的最大降低幅度約分別為17.27％和21.07％。
