化石能源消费(通用7篇)
化石能源消费 篇1
0 引言
能源问题和环境问题关系到人类社会发展的未来, 大量使用化石能源和CO2排放带来的全球气候变化问题是21世纪人类面临的最严峻挑战。作为《联合国气候变化框架公约》《京都议定书》的缔约方, 中国政府高度重视节能减排工作, 2009年11月国务院常务会议提出2020年单位国内生产总值 (GDP) 的CO2排放量比2005年下降40%~45%, 并作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。“十一五”期间国家开始逐步向各省市分摊CO2减排责任, 2012年国务院印发《节能减排“十二五”规划》, 提出综合考虑经济发展水平、产业结构、节能潜力、环境容量及国家产业布局等因素, 合理确定各地区、各行业节能减排目标, 并强化目标责任评价考核。根据经济发展水平和环境承载能力制定各省市的污染物排放限额和能源环境政策成为中国可持续发展研究的重大现实问题。
对化石能源消费CO2排放量进行测算的研究通常沿用联合国政府间气候变化专门委员会 (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) 的方法[1], 该方法根据地区能源消费量和各类能源碳排放系数直接推算CO2排放量。但中国地域辽阔, 各省市资源禀赋和经济发展水平差距明显, 存在大量的二次能源跨省交易[2]。如山西、内蒙古、陕西、贵州等能源输出大省, 每年向京津冀鲁、江浙、珠江三角洲等地区提供大量的电力、煤炭制品等二次能源产品。当按一次能源消费量核算地区CO2排放量, 这部分交易到其他省市的二次能源仍按一次能源消费属地原则算作能源输出省的CO2排放, 夸大了能源输出省的CO2减排责任, 不利于制定科学的区域节能减排目标任务和时间表。因此, 有必要改变从有形的CO2排放“出口”处进行观察的传统思路, 考察CO2排放从“源头”到“出口”的流动与分布规律, 考虑二次能源跨省交易或基于能源终端消费重新核算各省市的CO2排放量[3,4,5]。
最新出现的网络碳排放流理论将网络流的概念引入到对CO2排放的分析之中, 揭示了隐含在能量流中的碳排放流的特征与本质规律[5]。以电力系统为例, 碳排放量与碳排放强度不仅可以在发电环节进行统计, 还可以从用电环节根据电力消费量进行统计和核算, 而两者可以通过电网的碳排放流关联起来[6]。文献[5-8]将电力系统碳排放流定义为依附于电力潮流存在, 且用于表征电力系统中维持任一支路潮流的碳排放所形成的虚拟网络流, 使电力系统中的CO2排放分析与电力潮流计算相结合, 准确地揭示了电力系统碳排放流的特征。文献[5-8]的研究发现, 与传统的发电侧碳排放测算结果相比, 2010年区域间的最大碳排放流占地区碳排放量的10%左右, 并且随着未来10年中国跨区域电力网络的不断加强和电力电量传输规模的不断加大, 该比例至2020年将进一步扩大至近40%。
本文根据网络碳排放流理论, 基于能源终端消费和省际二次能源交易重新估算了中国各省市化石能源CO2排放量。将能源输出省向能源输入省调配的二次能源在生产、运输和最终消费过程中产生的CO2排放量计为能源输入省的隐含CO2排放量。在二次能源生产使用过程中, 热力消费具有明显的就近消费特征, 通常情况下不存在省际交易的情况, 因此二次能源的省际交易主要考虑发电、炼焦、炼油三大能源生产过程及其制品。其中, 电力生产存在独特的技术经济特征, 区域电网覆盖多个省市, 且存在区域电网之间的跨区电力交易, 需要根据电力系统碳排放流理论发展出核算各省市电力消费CO2排放量的新方法。2013年初国家电力监管委员会开始在网站上公布省间购售电和电力重点跨区通道交易数据[9], 也为开展这一研究提供了基础。
本文首先介绍考虑省际二次能源交易的分省CO2排放量测算方法, 然后重点讨论在电力系统碳排放流理论基础上, 根据区域电网结构计算水电、火电比例和火电碳排放系数, 测算省际电力交易隐含的CO2排放量转移的方法。之后计算了2010年中国各省市基于能源终端消费的CO2排放量和考虑省际二次能源交易后的CO2排放转移规模, 并报告了省际电力交易带来的CO2排放转移规模和各省市电力终端消费CO2排放量, 最后给出了研究结论。
1 考虑省际二次能源交易的分省CO2排放量测算方法
1.1 CO2排放量计算方法和CO2排放系数
本文使用《中国能源统计年鉴2011》[10]提供的2010年分省能源平衡表 (实物量) 测算各省市化石能源消费CO2排放量。在能源平衡表中, 能源消费总量分为3个部分, 即终端消费量、加工转化量和损失量。本文测算各省市CO2排放量采用的能源消费数据为能源终端消费量和损失量之和。能源损失量是指一定时期内能源在输送, 分配, 存储过程中发生的损失和由客观原因造成的各种损失量。以电力系统为例, 在全国电力平衡表中2010年全国电力终端消费量为3 936.63 TW·h, 输配电损失量为256.82TW·h, 网损占电力消费总量的6%左右。这部分电力输送过程中损失的电能与电力终端消费一起构成了各省市电力消费数据。根据这一电力消费数据, 本文将各电网电力生产化石能源燃烧对应的CO2排放量分摊到各省市, 作为电力消费隐含的CO2排放量。
按照《中国能源统计年鉴2011》能源平衡表中的分类, 本文测算各省市化石能源消费CO2排放量使用的一次能源和二次能源品种包括原煤、洗精煤、其他洗煤、型煤、焦炭、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、其他煤气、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、炼厂干气、天然气、液化天然气、热力、电力共20个能源品种, 不包括能源平衡表中的煤矸石、其他石油制品、其他焦化产品和其他能源。
根据IPCC提出的方法[1], 地区能源消费CO2排放总量可以根据一次能源和二次能源消费导致的CO2排放量加总而得。具体的计算公式如下:
式中:为地区能源消费CO2排放总量;i代表不同的能源品种;Ei为某能源品种消费量;NCV, i为某能源品种净发热值, 本文采用《中国能源统计年鉴2011》中提供的各能源品种平均低位发热量;CEF, i为IPCC提供的某能源品种碳排放系数, 其中, 原煤的碳排放系数IPCC没有报告, 本文采用文献[11]的方法, 按IPCC提供的烟煤碳排放系数 (80%) 和无烟煤碳排放系数 (20%) 的加权平均值作为中国原煤的碳排放系数;COF, i为碳氧化因子 (煤炭为0.99, 其余能源品种为1) ;44和12分别为CO2和C的分子量。
本文使用的各类能源CO2排放系数及计算参数见附录A表A1。
1.2 考虑二次能源省际交易的CO2排放量
国内二次能源生产主要包括发电、供热、炼焦、炼油四大能源产业。基于网络碳排放流理论, 本文将二次能源输出省向二次能源输入省调配的二次能源在生产、运输和消费过程中产生的CO2均计为二次能源终端消费地的CO2排放量, 而非二次能源生产地的CO2排放量。不考虑电力生产的省际二次能源交易所引起的CO2排放增减变动量为:
热力生产、消费的特征为就近供热, 通常情况下不存在省际交易, 也不会带来地区CO2排放量的变化, 可以直接采用本地区热力生产所使用的一次能源消耗CO2排放量。电力生产具有独特的技术经济特征, 存在各区域电网不同的水电、火电比例, 以及不同的火电生产效率和火电碳排放系数, 留待第2节在网络碳排放流理论基础上, 单独讨论区域电网结构和省际电力交易对分省化石能源CO2排放量的影响。因此, 可用式 (2) 直接处理的能源品种为炼焦和炼油行业生产的各类二次能源品种。
根据文献[12]的研究, 中国炼焦行业平均每吨焦炭产品的综合能耗为146.49kg标准煤。炼焦的原材料主要是原煤, 采用原煤的CO2排放系数可以推算出焦炭生产的单位CO2排放量为406.14kg/t[3]。文献[13]根据常用交通工具的碳排放因子和运输遗撒率估算了煤炭在铁路、船舶和公路运输过程中的运输碳排放量, 从“三西”地区至华东, 煤炭的运输能耗排放率的合理范围是2.05%~2.88%。由于本文使用的能源平衡表只提供了各省市二次能源输入、输出数据, 无法进一步考察跨省二次能源交易细节, 特别是二次能源运输过程中的交通工具碳排放和运输遗撒, 本文未将一次和二次能源运输过程中的CO2排放计入能源终端消费省市。
石油炼制比炼焦过程更为复杂, 在炼制的不同阶段有不同的主要产品, 炼制的产品也因炼油设备工艺的不同而有所差异。参照文献[14]的研究, 不同的炼厂构型、不同的石油炼制产品存在不同能耗值和CO2排放系数, 由于缺乏各省市炼油设施的详细资料, 本文采取简单平均的方法估算炼油过程中二次能源液化石油气、汽油、柴油、燃料油、煤油的能耗均值, 进而推算其生产过程中的CO2排放量。
考虑二次能源省际交易的CO2排放量可由上述地区能源消费CO2排放总量和二次能源的省际交易所引起的CO2排放增减变动量加总而得, 计算公式为:
式中:为考虑省际二次能源交易后的分省化石能源CO2排放量;为考虑区域电网结构和省际电力交易后的电力消费CO2排放量, 将在第2节中讨论。
2 基于电力系统碳排放流的电力消费CO2排放量测算方法
传统的基于一次能源消费的碳排放计算方法, 在电力系统中仅将火力发电厂视为点排放源进行研究, 未能体现电网的网络结构特征, 与电力系统中的潮流计算相脱节, 也不适合中国存在大规模电力跨省输送的国情。根据网络碳排放流理论在对机组—负荷碳流关联分析中提出的比例共享原则, 即对于系统中某一存在负荷的节点, 系统中所有机组的碳流注入对负荷碳流率的贡献比例与对流入该节点碳流率综合的贡献比例相等[6,7,8], 本章构建了将电网中火电生产对应的CO2排放量分摊到各省市, 作为电力终端消费对应的CO2排放量的方法。
2.1 区域电网结构与CO2排放转移
自2002年实施电力体制改革以来, 中国电网形成了区域电网、省级电网及独立电网构成的多层结构。区域电网所涵盖省份的电力输入、输出优先在区域电网内部进行省际调度, 其次才进行跨区域电网调度。目前, 国家电网公司经营的区域电网包括华东电网、华中电网、西北电网、东北电网、华北电网, 南方电网公司经营南方区域电网。除很少的省份存在多个省级电网, 国家电网的省网公司经营范围基本与省级行政区划相一致, 为本文使用各省市能源平衡表中的电力数据考察省际CO2排放转移提供了基础。
与国家“西部大开发”“西电东送”整体战略布局相一致, 目前国内电力跨区域交易的总体趋势是由西向东输送, 电源基地多分布在煤炭、水力资源相对丰富的中西部地区, 电力受端主要是京津冀鲁、江浙、珠海三角洲等东部发达地区[5]。大规模的电力调配一方面解决了东部经济发达地区的用能问题, 另一方面也将电力生产污染排放留在了西部落后地区。从区域经济协调发展的角度出发, 基于电力消费重新核算中国各省市CO2排放量可以为中国经济的可持续发展提供重要的决策依据。
不同的火力发电企业在发电过程中的能源投入种类、能源转换效率各不相同, 使得不同省份、不同区域电网的电力CO2排放系数存在差异[15,16]。在各区域电网中, 同时存在大量排放CO2的火电企业和几乎没有CO2排放的水电等清洁能源生产企业, 不同的区域电网上网电量中的水电、火电比例各不相同, 使得在不同的节点上输入同量电力所隐含的CO2转移排放量也各不相同。例如, 北京从山西 (煤电为主) 、湖北 (水电比例较高) 输入同量电力隐含的CO2转移排放量就应有所不同。有必要基于网络碳排放流理论, 发展新的基于区域电网结构的电力消费CO2排放量计算方法来重新核算各省市的CO2排放量。
2.2 基于区域电网结构的电力终端消费CO2排放量测算方法
电力系统具有独特的技术经济特征, 发电、供电、用电瞬间同时完成, 输送到区域电网上进行省际交易的电力很难区分具体的来源。本文基于碳排放流在电力网络中分布的特性和机理, 将某一区域电网内的省际电力交易视为一个整体, 讨论其能源转换效率和排放系数, 进而将电力省际交易中隐含的CO2转移排放量按比例分摊到区域电网中存在电力输入的省市。
值得注意的是, 由于电力生产和消费具有季节性, 部分省级电网在一年之内不同的时期存在不同的输入输出状态。一些水电占比大的省份, 在丰水期大量输出电力, 而在枯水期需要从区域电网输入电力。以青海省为例, 青海省火电发电量仅占全省发电量的20.7%, 而整个西北电网跨省输送的电力中火电比例高达73.4%。2010年青海省全年输出电力5.695TW·h, 输入电力5.021TW·h, 电力净输出0.674TW·h, 但由于输出的电力中水电比例很高, 而输入的电力主要是来自西北电网的火电, 隐含大量的CO2排放转移, 使青海省全年电力净输出的情况之下, 反而成为CO2净输入省。因此, 本文在处理区域电网跨省电力交易带来的隐含CO2排放转移时, 分别使用各省级电网的电力消费量 (终端消费量+输配电损失量) 、电力输入量和电力输出量进行计算, 而非全年的净电力输入或输出量。
如果存在跨区域电网的电力交易, 则需要先根据输出电网的火电碳排放系数和水电、火电比例对电力跨区域交易带来的隐含CO2转移排放量进行核算, 然后分摊到受端电网中各存在电力输入的省市。以华北电网为例, 华北电网作为受端电网, 网内的电力消费市场北京、天津等省级电网, 除从华北电网内部的山西电网大规模输入电力以外, 还需要从蒙西电网、西北电网购入电力。因此, 本文在处理华北电网所辖各省市的电力输入隐含CO2排放转移时, 需要将华北电网内部电力省际交易和从蒙西电网、西北电网输入华北电网电力所隐含的CO2排放量按比例分摊到存在电力输入的省市。在这一计算过程中, 各电网不同的火电碳排放系数和水电、火电比例作为重要的参数被考虑到计算过程之中。
类似于煤炭、成品油运输中的损失量, 电力在传输过程中存在输配电损失的问题[13,17]。网络碳排放流理论可以确定隐含在电网结构中的碳排放流, 并确定电力传输过程中由于输配电损失带来的CO2排放量。本文使用的《中国能源统计年鉴》在全国电力平衡表和分省能源平衡表中, 各省的电力消费量包括终端消费量和输配电损失量两个组成部分, 全国的电力生产量 (可供量) 与终端消费量和输配电损失量之和相等 (由于数据统计口径的问题, 2010年全国的电力可供量与电力消费量之间存在0.2TW·h的平衡差额) 。使用这一电力消费量分摊各省CO2排放量实际上已经将输配电损失带来的CO2排放分摊到对应的省市。
测算各省市电力消费CO2排放量的具体计算方法如下。
1) 电力输出情景下电力消费CO2排放量
式 (3) 中的电力消费CO2排放量表示为:
式中:Sj为省份j的电力消费量 (终端消费量+输配电损失量) ;Pj为火电消费量在省份j的电力消费量中所占的比例, 这一变量没有直接的统计数据, 本文采用该省份火电生产量Tj与电力生产总量Ej之比作为火电在电力消费中占比的替代变量, 即Pj=Tj/Ej;Cj/Tj为火电CO2排放系数;Cj为省份j火电生产一次能源消耗的CO2排放总量。
由于电力输出情景下的电力消费量低于电力生产量, 因此其考虑区域电网结构和省际电力交易后的电力消费CO2排放量是火电生产一次能源投入CO2排放总量的一部分。
2) 电力输入情景下电力消费CO2排放量
如果某省级电网采取网调方式从区域电网中购入电力, 满足自身电力生产不足, 则该情景下省份j从区域电网输入的火电消费量可表示为:
式中:ωj为省份j从区域电网输入的火电消费量;n为区域电网中省份的数量;Mj为省份j的电力输入量;Wj为区域电网中省份j的电力输出量;表示整个区域电网省际交易电力中火电所占的比例。
区域电网的火电CO2排放系数β可表示为:
省份j从区域电网输入电力中的隐含CO2排放量为从区域电网输入的火电消费量与区域电网的火电CO2排放系数的乘积:
则电力输入情景下电力消费CO2排放量为:
3) 存在跨区域电网电力交易时的电力消费CO2排放量
类似于电力输出情景, 对于向外输出电力的区域电网, 可以使用电力消费量直接核算其电力消费CO2排放量。从其他区域电网输入电力的区域电网中的电力输出情景下的电力消费CO2排放量同样可以使用其电力消费量直接核算电力消费CO2排放量。唯一需要处理的是需要从其他区域电网输入电力的区域电网中的电力输入情景下的电力消费CO2排放量。设该区域电网从其他区域电网k输入电力, 则省份j从区域电网输入电力中的隐含CO2排放量可重写为:
式中:Rk为省份j所在区域电网从其他区域电网k输入的电力量;下标m, k表示区域电网k中的第m个省。
在此基础上, 可以继续使用式 (8) 计算电力输入情景下的电力消费CO2排放量。
3 各省市2010年基于能源终端消费的CO2排放量
3.1 各省市CO2排放量与省际二次能源交易带来的CO2排放转移规模
本文使用《中国能源统计年鉴2011》各省市能源平衡表 (实物量) 中提供的2010年能源生产和消费数据计算2010年中国各省市化石能源消费CO2排放量, 结果如表1所示。在不考虑省际二次能源交易的情况下, 仅使用各省市一次能源和二次能源消费量测算的2010年全国化石能源消费CO2排放总量为935 483万t。考虑省际二次能源交易后, 加上二次能源生产过程的CO2排放量, 2010年全国化石能源消费CO2排放总量为955 860万t。
注:《中国能源统计年鉴2011》未提供西藏自治区的能源平衡表, 故本文未计算西藏自治区的CO2排放量。
省际二次能源交易带来的CO2排放转移对部分省市的化石能源消费CO2排放量带来了重大影响。其中, CO2排放量增加最大的二次能源输入省为河北 (CO2排放量为9 914.79万t, 增加了13.09%) 、北京 (CO2排放量为6 159.81万t, 增加了53.14%) 、辽宁 (CO2排放量为6 155.59万t, 增加了11.86%) 和广东 (CO2排放量为6 143.61万t, 增加了12.17%) 。CO2排放量减少最大的二次能源输出省 (自治区) 为内蒙古 (CO2排放量为11 569.03万t, 减少了20.66%) 、山西 (CO2排放量为5 779.82万t, 减少了12.43%) 、贵州 (CO2排放量为3 936.214万t, 减少了17.96%) 和安徽 (CO2排放量为3 256.97万t, 减少了10.87%) 。
以北京市为例, 2010年北京市从其他省市输入原煤2 455.45万t、洗精煤198.62万t、焦炭75.92万t、石油制品1 255.01万t、天然气75.03亿m3、电力56.564TW·h。传统的CO2排放量核算方法将二次能源生产过程中的CO2排放量计入二次能源生产省, 不算作北京的CO2排放量。本文提出的处理省际二次能源交易带来的CO2排放量转移的方法, 使北京在使用上述输入二次能源时, CO2排放量增加了6 160万t, 其中仅其他省市向北京的电力输入就转移了CO2排放量5 694万t。新方法将二次能源生产地发电、供热、炼焦、炼油四大工业过程中的污染物排放转移到能源终端消费地, 增加了作为二次能源终端消费地的北京应负担的减排责任。由于中国能源终端消费地往往是经济发达地区, 考虑省际二次能源交易的CO2排放量计算方法有利于更有效地重新分配能源输出地区和能源输入地区之间的CO2减排责任。
3.2 省际电力交易带来的CO2排放转移
电力是现代社会最为重要的能源品种之一, 传统的CO2排放量核算方法将火电生产产生的CO2排放计入电力生产地的CO2排放量, 而本文使用的新方法将其计为电力消费地的CO2排放。中国的省际电力交易是省际二次能源交易带来CO2排放转移的主要原因, 2010年全国电力消费CO2排放量达349 038万t, 占全国化石能源消费CO2排放总量的36.5%, 占二次能源消费CO2排放量的75.5%。2010年中国各省市电力交易和电力消费CO2排放情况如表2所示。
从表2中可以发现, 2010年国内电力输出最多的几个省 (自治区) 依次为内蒙古、山西、湖北和贵州, 电力输入最多的几个省市依次为广东、河北、北京和辽宁, 这些省市由省际电力交易带来的CO2排放转移规模也最大。
中国经济发展最为落后的西部地区12个省市 (自治区) (四川、重庆、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、广西、内蒙古) 2010年电力输出量高达216.392 TW·h, 考虑电力省际交易带来的CO2排放转移, 西部省市电力消费CO2排放量减少了22 742.27万t。值得注意的是, 西部地区内部的能源资源分布并不均衡, 既存在内蒙古、贵州这类电力大规模输出省, 也有部分电力输入地区, 例如2010年电力输入为21.677TW·h的重庆市。
东部地区 (北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、海南) 是中国经济最发达的区域, 同时也是电力大规模输入地区。2010年东部地区输入电力332.388TW·h, 考虑电力省际交易带来的CO2排放转移, 东部省市电力消费CO2排放量将增加26 281.18万t。
火电生产的效率是影响全国CO2排放总量和地区分布的重要因素, 火电生产效率越高, 单位电力生产和消费所隐含的CO2排放量就越低。决定火电生产效率和CO2排放效率的有两个因素:一是煤炭发电综合利用技术, 现阶段中国火力发电及电站供热的加工转换效率远低于世界平均水平, 2010年全国平均火电CO2排放系数为1.042tCO2/ (MW·h) , 以火电生产效率最高的北京市 (CO2排放系数为0.739tCO2/ (MW·h) ) 为参考, 仍有巨大的节能减排空间;二是火电生产使用的一次能源品种, 中国火电生产的主要燃料是煤炭, 造成火力发电CO2排放强度偏高。以海南省为例, 其火力发电投入能源结构中天然气占比达12.29%, 有效地减少了火电生产CO2排放, 火电碳排放系数仅为0.847tCO2/ (MW·h) 。
目前国内火电生产效率和CO2排放效率最高的省市依次为北京、海南、江苏和广东, 均集中在东部沿海发达地区, 而效率最低的省份 (自治区) 为云南、内蒙古、吉林和辽宁, 均为煤炭和火电生产大省。大规模地从火电生产效率和CO2排放效率低的地区向效率高的地区输送电力, 一方面带来了大量CO2排放转移, 使电力生产污染物排放留在了中西部经济欠发达地区, 不利于地区经济的协调发展, 另一方面, 也使从国家层面协调地区间的利益分配机制, 促使东部沿海发达省份向中西部能源输出省转移资金和技术, 提高火电生产的效率, 从全局上减少CO2排放成为可能。
4 结语
中国是一个能源资源分布和经济发展水平差异很大的国家, 在全球气候变化和CO2减排的大背景下, 如何协调能源输出省和能源输入省在CO2减排中的责任成为区域经济协调发展的关键问题。本文研究发现, 大规模的省际二次能源交易意味着二次能源输入省应该承担更多的CO2减排责任, 在区域CO2排放量的核算中应该基于一次和二次能源终端消费和二次能源生产过程重新估算中国各省市化石能源CO2排放量。这一新的分省化石能源CO2排放核算方法有利于理清二次能源生产地与能源终端消费市场之间的利益分配问题, 进而更加准确地测算各省市的能源使用效率和CO2排放效率。
与其他二次能源相比, 由于电力在终端使用时不排放CO2, 全部CO2排放均在火电生产过程中完成, 因此考虑区域电网结构, 处理省际电力交易、跨区调运与CO2排放转移的关系是核算省际二次能源交易带来的CO2排放转移的关键。本文研究发现, 区域电网结构、各区域电网不同的火电、水电比例和火电生产效率对中国各省市的CO2排放量存在很大的影响, 决定了省际电力交易隐含的CO2排放转移规模。本文提出的基于区域电网结构计算水电、火电比例和火电碳排放系数, 测算省际电力交易隐含的CO2排放量转移的方法, 使对中国各省市CO2排放量的测算更为准确。
附录见本刊网络版 (http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx) 。
摘要:准确测算各省在经济发展过程中的CO2排放量是分析地区能源环境效率和制定区域节能减排政策的基础。文中基于电力系统碳排放流理论, 从二次能源终端消费角度出发, 发展了计算中国分省化石能源消费CO2排放量的方法。通过考虑二次能源的省际交易, 特别是区域电网结构下的电力跨省调配, 按能源终端消费量和损失量反推各省市的化石能源消费CO2排放量。由于国内能源资源分布和能源消费严重不均衡, 存在大量的二次能源跨省交易, 所提出的方法与传统使用一次能源消费量直接计算各省市化石能源消费CO2排放量相比更加合理。
关键词:CO2排放,碳排放流,二次能源,区域电网结构
化石能源消费 篇2
2016年8月9日, 由中国贸促会和甘肃省政府共同主办的第七届中国 (甘肃) 国际新能源博览会在甘肃省酒泉市开幕。本届博览会以“新丝路、新能源、新发展”为主题, 旨在推动能源消费、供给、技术和体制革命, 全方位加强“一带一路”国际能源合作。国家能源局副局长李仰哲出席开幕式并致辞。
李仰哲指出, 近年来, 以发展非化石能源为主要内容的能源转型成为世界能源发展一大趋势。在党中央、国务院的正确领导下, 中国出台了一系列政策措施推动非化石能源特别是新能源产业发展, 并取得了显著成就, 2015年底, 中国风电、光伏发电装机规模均居世界首位, 装备制造技术水平和能力持续提升, 风电整机制造业的领军企业已经具备了自主研发能力并达到世界先进水平, 光伏电池的制造技术和转换效率也都达到国际先进水平, 风电和光伏发电装备均已形成具有国际竞争力的完整产业链。
化石能源消费 篇3
生态足迹是指能够提供一定人口所消费的所有资源和消纳所产生的废弃物所需要的生物生产性土地面积。
国外关于生态足迹的研究最早可追溯至上世纪60年代,Borgstrom提出了“虚拟英亩”,用来描述维持一定人口生存所需农产品而使用的土地面积[1]。William Rees[2]1992年首次提出了生态足迹的概念。William Rees和Wackernagel[3]1992年出版《我们的生态足迹-减少我们对地球的影响》一书,生态足迹开始受到学术界和各国政府的重视。
国内学者关于生态足迹的研究中,徐中民等[4]2000年介绍了生态足迹的概念、计算模型和生物生产性土地类型,并对甘肃省1998年的生态足迹进行计算,得到甘肃省人均生态赤字为0.564 hm2,经济社会发展处于不可持续状态。王书华等[5]对国内外生态足迹的研究成果和进展进行了综述,认为生态足迹方法实现了对生态环境的测度,具有极强的可操作性,然而也存在忽视污染的生态影响等方面的不足。郭文等[6]将生态系统服务功能的价值当量因子引入模型中,计算了2010年江苏省生态压力指数,发现江苏省处于生态极不安全状态,并预测未来五年生态安全状态将持续恶化。
在化石能源生态足迹研究方面,李智等[7]计算了1996年至2005年中国能源消费生态足迹,发现中国能源生态足迹总体呈上升趋势,生产耗能足迹占很大的比例且呈上升趋势,生活耗能足迹所占比例较小且呈下降趋势。谢鸿宇等[8]从碳循环的角度将化石能源地定义修订为“吸收化石能源燃烧排放的温室气体的森林和草原”,并重新计算了化石能源和电力的生态足迹。刘惠敏[9]对1978年至2010年上海市能源消耗弹性系数、环保投资弹性系数与人均能源生态足迹进行了灰色关联分析,认为电力与能源消费关系最为密切,而人类消极行为对生态系统的影响大于积极行为。
北京市在城市发展的过程中化石能源大量消耗,给生态环境安全构成威胁。北京如何实现经济社会和生态环境的可持续发展,是当前面临的一个重要问题。基于此,本文运用生态足迹模型计算北京市近10年的化石能源消费生态足迹,并通过生态足迹产值和生态足迹压力等指标对北京市化石能源消费的环境影响进行评价,为北京的可持续发展提供一定的启示。
二、方法和数据
首先,按照北京市各种化石能源的消费量、燃烧热值系数和碳排放系数得到化石能源的碳排放量,其次根据森林和草原吸收碳的比例和碳吸收能力计算出吸收化石能源排放的碳量所需的森林和草原面积。如式(1)所示:
式(1)中Ace表示某种化石能源的生态足迹(hm2),Cce表示某种化石能源的消费量(t),Hce表示某种化石能源的燃烧热值(TJ/103t),Cdce表示某种化石能源的碳排放系数(t C/TJ),Perf表示森林吸收碳的份额,Perg表示草地吸收碳的份额。根据2001年政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的《土地利用、土地利用变化和林业》特别报告可知,森林和草原占到陆地生态系统植被碳蓄积总量的93.13%,两者分别占碳蓄积量的77.04%和16.09%,因此,此处Perf为82.72%,Perg为17.28%。NEPf表示全球森林平均碳吸收能力(t/hm2),NEPg表示全球草地平均碳吸收能力(t/hm2)。借鉴谢鸿宇等2008年的研究成果,全球森林的年均NEP为3.81t/hm2,草原的年均NEP为0.95 t/hm2。
接着,通过均衡因子将森林和草地面积转化为全球均衡面积,得到北京市化石能源消费的生态足迹。在生态足迹模型中,生物生产性土地类型包括六大类,分别是耕地、林地、草地、水域、化石能源地和建筑用地。通过产量因子将人类消费的资源和产生的废弃物的数量转化成相应的生物生产性土地面积,再用均衡因子进一步转化为全球均衡面积。生态足迹的计算公式如式(2)所示。
式(2)中,EF为总的生态足迹;i为消费品的类型;j为生物生产性土地类型;ci为第i种消费品的消费量;pi为第i种消费品的全球平均生产能力;aai为第i种消费品折算的生物生产性土地面积;rj为第j类土地的均衡因子。由于每一单位的全球均衡面积都代表着相同的生物生产力,这样就能计算出一定区域内人类的工业生产和生活对生态环境的占用程度。在计算中,森林和草地的均衡因子分别取值1.34和0.49[10]。本项研究的所有数据均来自于历年《北京统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》。
三、计算结果及分析
(一)能源总生态足迹和人均生态足迹
北京市经济社会的快速发展带动了化石能源消费的大幅增加,2000年北京市化石能源消费折合标准煤为4144万t,2011年上升至6995万t。与此同时,化石能源生态足迹也在不断上升。从总生态足迹看,2002年北京市化石能源生态足迹为1104.05万hm2,2010年上涨至1445.38万hm2,仍远低于全国能源平均生态足迹2046.04万hm2的水平[11]。从人均足迹来看,北京市化石能源生态足迹呈现出先增加后下降的趋势。2002年人均足迹为0.78 hm2,2004年上升至0.84hm2,2005年以来人均生态足迹缓慢下降,2011年已经降至0.66hm2。
(二)能源生态足迹构成
煤炭和原油是北京市化石能源生态足迹的主要构成部分,2002年至2011年平均占据68.40%的份额。具体来看,煤炭所占比例最大,2002年生态足迹为557.69hm2,占50.51%,2005年以来由于煤炭消费减少,所占比例开始下降,2011年为38.09%。其次是原油,2007年以前所占比例在20%左右,2007年之后保持在25%的水平。2002年焦炭占能源生态足迹10.81%的份额,近年来由于焦炭消费大幅减少,所占生态足迹的比例也在不断下降,2011年仅为0.78%。汽油、煤油和柴油占能源生态足迹的比例在10%以内并且都有不同程度的上升。天然气作为一种日常生活能源,所占能源足迹的比例由2002年的2.53%上升至2011年的7.37%。燃料油生态足迹所占比例最小,2002以来年平均为1.43%。
(三)能源生态足迹产值
化石能源消费与国民经济发展有着紧密的联系,为了分析能源生态足迹的经济价值,本文通过能源生态足迹产值进行定量研究。能源生态足迹产值是指每单位能源生态足迹所创造的产值,用人均国内生产总值与人均生态足迹的比值表示。能源生态足迹产值越高,说明该地区单位土地面积的产值越高,经济发展的可持续程度越高。北京市能源生态足迹产值快速增长,由2002年的不到4万元/hm2,上升至2011年的12万元/hm2。同时,北京市万元国内生产总值能源消费量大幅减少,由2002年的1.03t标准煤/万元下降到2011年的0.43t标准煤/万元,而2011年的全国平均值为0.79,相当于北京市的1.84倍,说明北京市在经济发展的同时,能源利用效率在不断提高。
(四)能源生态足迹压力
能源生态足迹压力是反映化石能源燃烧对生态系统所产生的压力的统计量,用人均能源生态足迹与人均林地面积的比值来表示,比值越大,说明能源消费对地区生态环境所造成的破坏越大。据北京市第七次园林绿化资源普查报告显示,北京市林地面积为104万公顷,占土地面积的63.3%,然而与能源生态足迹相比已十分微小,2011年北京市能源生态足迹压力指数达到12.9。究其原因,主要是持续的经济发展和城市建设,人口数量不断增加,造成化石能源大量消耗。虽然森林覆盖率为36.7%,接近全国平均水平20.36%的两倍,然而北京市土地面积小,2011年常住人口达到2018.60万人,化石能源消费面临巨大的生态环境压力。
四、结论和政策建议
(一)结论
通过对北京市化石能源消费生态足迹和生态压力的计算,得到以下基本结论。
1.总体来看,北京市化石能源生态足迹呈现上升趋势,从2002年的1104.05万hm2上升至2011年的1341.71万hm2,说明化石能源消费对生态的占用较大;从人均生态足迹来看,呈现先上升后下降的趋势,由2002年的0.78 hm2上升至2004年的0.84 hm2,此后一直降到2011年的0.66hm2。
2.从能源生态足迹构成看,煤炭仍是化石能源生态足迹最重要的来源,近10年来平均占45.97%。其次是原油,所占能源生态足迹的比例呈上升趋势,2011年占26.19%。汽油、煤油、柴油、天然气所占比重稍小,且都呈上升趋势。燃料油所占比重最小,2011年仅占1.79%。
3.从能源生态足迹产值看,化石能源生态足迹产值呈现快速上升趋势,由2002年的3.91万元/hm2上升至2011年的12.11万元/hm2,增加了3倍。说明北京市在城市快速发展和人口不断增加的过程中,能源利用效率在不断提升,单位能源生态足迹所创造的经济价值不断提高。
4.从能源生态足迹压力看,北京市化石能源消费生态压力大,2011年生态足迹压力指数达到12.9,说明化石能源消费对北京市生态环境和可持续发展构成威胁。北京市应该进一步实施节能减排,优化能源结构,缓解能源生态压力。
(二)政策建议
基于实证分析的结论,结合北京市能源利用的现实情况,提出如下政策建议。
1.继续实施节能减排政策,缓解资源环境压力。当前,北京市已经出台了《北京市节能减排综合性工作方案》、《北京市节能减排奖励暂行办法》,并设立了节能减排专项资金。在未来发展中,北京市应该继续推行节能减排政策,降低城市发展对资源的消耗,实现城市的生态可持续发展。
2.转变经济发展方式,提高能源利用效率。发展高新技术产业和新型服务业,提高能源利用效率,增加单位化石能源产值是北京市能源利用的重要方向。
化石能源消费 篇4
(一) 选题背景
本文研究的主要内容为化石能源消耗与经济增长的关系, 本文主要列举了煤、石油、天然气作为主要化石能源进行论述。首先, 煤、石油、天然气等在中国能源结构中占有重要地位;其次, 煤、石油、天然气的消耗在空气污染中占有较大比重;最后, 煤、石油、天然气的消耗与经济发展存在着密切的联系。我国的化石能源在使用过程中排放了大量的空气污染物, 如二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘等。而这些污染物很大程度上导致了空气污染, 使雾霾持续发生。因此, 能源消耗与经济增长的协调发展问题正在得到越来越多的关注。
我国就此现象进行研究, 从而提出了低碳经济的主张, 努力做到保证经济快速增长的同时, 减少化石能源消耗量, 提高能源利用率。不能以资源、能源高消耗、空气重污染来换取一时的经济增长。发展循环经济, 调整产业结构, 在提高能源利用率, 减少空气污染的前提下促进经济增长。由于过度的追求经济增长而带来的空气污染问题不容小视。而国外针对此现象也做了深入研究, 英国自20世纪50年代的雾霾造成多人死亡后, 一直致力于雾霾的治理, 努力做到经济与空气质量同步增长, 既保证了经济的增速, 又减少了空气污染。他们认为缓和能源消耗带来的空气污染与经济增长的矛盾的方法是促进产业转型以及发展高科技产业等。这使得英国的绿色经济得到了充分的发展, 从而使能源消耗与经济增长协调发展。
(二) 研究意义
经济增长的同时不可避免的伴随着化石能源的消耗, 对于二者关系的处理上, 一种不科学的做法是盲目的追求经济增长速度, 盲目扩大化石能源消耗量, 造成空气污染问题加剧, 从而引发雾霾天气产生, 这不仅影响了人们的日常生活, 也势必会阻碍经济的持续发展。而科学的做法应该是提高资源的利用率, 从而在保证经济增长速度的同时, 减少化石能源消耗量, 从而循序渐进的解决空气污染问题。我国提出的循环经济主张则顺应了这一做法, 通过提高传统能源的利用率, 追求绿色GDP。同时调整产业结构, 提高科技水平, 从而达到发展绿色产业的目的, 缓和能源增长带来的空气污染与经济增长之间的矛盾。但同时发展循环经济也存在着一些局限性, 科技水平的不足限制了我国能源利用率的提高和产业结构的转型, 同时由于我国正处于工业化进程中的关键时期, 在能源消耗量减少的进程中仍存在着较多阻碍。还有, 中国经济的主体是第二产业, 这加重了中国经济的高碳特征。诸多局限性使得我国在循环经济的发展道路上举步维艰。因此我国想要做到化石能源消耗与经济增长协调发展仍存在较大阻碍。本文着重探讨了短期内化石能源消耗与经济增长的关联性研究, 从而针对研究结果提出建议, 在保证经济增长速度的同时, 逐步减少能源消耗率, 提高能源利用率, 发展绿色GDP, 最终减少空气污染, 缓和空气污染与经济增长之间的矛盾问题。
二、文献综述
(一) 国外研究
因为工业革命的爆发, 在国外, 早在19世纪就开始了工业发展, 因此他们的环境污染问题也较早地出现, 如英国的“烟雾”导致1万多人的死亡, 美国颁布的污染产权交易法等, 所以经济发展和环境问题早就在国外受到学者的重视。在1972年, 丹尼斯·I·米都斯博士为代表的罗马俱乐部发布了《增长的极限》, 受到学者的关注, 表明能源同劳动和资本一样, 对经济增长有着重要的作用, 让人们对经济增长有了新的认识, 也导致了后来的世界石油危机的爆发;Young-Jong Joo, Chang Seob Kim, Seung-Hoon Yoo (2013) 采用时间序列技术、年度数据为1965年至2010年期间的能源消耗如二氧化碳排放量, 并分析了经济增长的短期和长期的因果关系问题, 结果表明, 能量消耗可诱导经济增长, 反之则不行。
国外也根据他们的研究成果做出了许多措施, 如对污染收费来降低污染, 巴西建立环境仲裁院, 新加坡人10年不吃口香糖, 德国对塑料瓶征税等, 都是为了降低化石能源的使用, 既节能又少污染。
(二) 国内研究
中国工业化的起点在世界上来说是比较晚的, 新中国成立后才开始大力发展重工业, 因此, 为了大力发展经济, 我们对能源的依赖程度越来越大。同时, 能源消耗量的日益扩大导致了严重的空气污染, 使雾霾天气与日俱增, 越来越多的人感染疾病。煤炭、石油和天然气的使用是空气污染的元凶, 也是促进经济发展的源泉。
根据多篇文献, 我们能够得知从格兰杰因果分析中, 尽管长期内是经济增长对能源消耗有单向格兰杰因果关系, 但在短期内两者是具有双向格兰杰因果关系的。另外, 从能源与环境方面来看, 雷明通过设计能源、资源、环境和经济的综合投入产出表, 通过实证分析与预测, 说明了煤炭的消费量与SO2和CO2的产生量呈同比例变化;在经济与环境的发展方面, 付艳 (2014) 利用中国2001-2011年10年间的GDP数据和能源消费量相关经济数据, 通过灰色关联分析方法, 实证地分析了中国的经济增长与能源消费的相关性, 最后根据分析结果提出了促进中国经济快速增长与节能降耗发展策略;在能源与经济发展的方面, 刘小丽和卢凤君基于中国GDP和能源消费量和能源行业固定资产投资等统计数据, 利用格兰杰因果关系和误差修正模型, 研究了能源消费量和经济之间的关系, 其检验结果显示, 能源固定资产投资对经济增长具有正向促进关系, 并且我们应该节约使用稀缺资源。
中国借用外国的经验, 随着化石能源消耗的增加和空气污染带来的雾霾等问题的加剧, 也建立了《环境保护法》等法律, 还积极开发各类新能源以代替化石能源的使用, 高度提倡节能减排, 以减少空气污染。
(三) 文献评价
世界各地学者都对能源消耗带来的环境问题以及其促进的经济发展问题都有着深入的研究, 他们的研究也具有极大的建议性和参考性, 给我们一定的政策启示和研究指导方向, 但是仍存在一些的问题。首先, 很多文献仍仅仅从能源消耗和经济发展角度或者能源消耗和环境污染角度分析, 很少将三者结合在一起进行讨论;其次, 很多文献都是进行理论探究, 进行实证分析的文章仍然有限, 因此想要提出可行的意见有时候仍有一定难度。
三、模型准备
(一) 变量说明
1.GDP
反映一国 (地区) 所有常住单位在一定时期内全部生产活动最终成果的重要指标, 在此模型中会作为被解释变量。
2. 化石能源消费
目前在我国各个省市有统计的能源消费量有煤炭、石油和天然气, 此数据目前只在国家统计局上公布到2012年, 本文将它们三个各代表一个指标, 分别用X1、X2和X3表示, 作为解释变量。
(二) 数据来源与处理
本文实证分析所采用的变量为GDP总量, 煤炭、石油和天然气的消费量, 采用的数据为2004—2012年27个省市9个年份的面板数据, 所有原始数据均来源于《国家统计局》。
(三) 模型的建立
根据学者的研究, 短期中能源消耗与经济增长具有双向格兰杰因果关系, 故所建立的模型为:ln Y=β0+β1ln X1+β2ln X2+β3ln X3+ε, 其中Y代表GDP总量, X1代表煤炭消费量, X2代表石油消费量, X3代表天然气消费量。
四、实证模型分析
(一) 面板单位根检验
因为序列不平稳会带来“伪回归问题”, 所以需要先对面板数据进行面板单位根检验, 本文将采用面板单位根检验中的LLC、IPS、ADF-Fisher、PP-Fisher这四种检验方法进行检验, 其结果见表1、表2:
从检验结果中可表明, 原序列不是平稳序列, 但是取一阶差分之后, GDP总量和能源消耗量的对数均为平稳序列。说明该模型中所有序列都为一阶单整。
(二) 面板回归模型
由前面结论可知, 该模型的短期数据序列是平稳的, 故建立两者之间的回归模型是合理的。进行以下模型选择:
1. 首先建立随机效应模型, 如图1所示:
2. 对随机效应模型做Husman检验, 有: (见图2)
因此从P值分析出, 我们应该高度拒绝原假设, 不应建立随机效应模型, 应该建立固定效应模型。
3. 建立固定效应模型,
(如图3示) 从以上固定效应模型可看出, 该模型中煤炭消耗、和天然气消耗前的系数的P值均显著的接近于0, 他们都通过了t检验, 在5%的显著性水平下, 原油的系数也通过了t检验;可决系数R2=0.940366, 因此该模型的拟合优度较高;从F统计值来看, 该方程整体也比较显著。
该方程可表示为:Y=-1.6687+1.2468X1+0.0508X2+0.0855X3, 表明当煤炭消耗12.5%或者原油消耗5.1%, 也或者天然气消耗8.6%时, 经济总量会增加1%, 可看出经济对煤炭的依赖程度最大。而化石能源的消耗对空气的污染是十分严重的, 如以雾霾污染较严重的北京市的能源消耗和空气污染为例: (见图4)
从图4两张图可以观察出在2006年时煤炭消耗量开始下降, 以上三种与雾霾有关的空气污染物也在该年急剧下降, 并且从以上趋势可以看出化石能源的消耗和空气污染物的曲线都在往右下方倾斜, 其走向一致。故总结出化石能源消耗、经济发展和空气污染三者有着密切的关系, 我们要注意在消耗能源, 发展经济的同时, 兼顾环境的可持续发展。
五、结语
随着中国经济的快速发展, 面对着巨大的能源消耗, 这也导致了雾霾等严重的空气污染问题。根据以上分析, 可得出化石能源的消耗与经济发展和空气污染之间的密切联系。我们需要注意的是化石能源是不可再生能源, 雾霾的消除也不是一天两天就可以完成的, 空气污染的治理是一场持久战, 需要付出时间、精力和金钱, 所以我们不能因为一时的经济快速发展而破坏我们生存的环境, 基于此提出以下有几点建议:
1.我们要转变生产方式。我国目前空气污染比较严重的地区, 即雾霾天气出现较多的地区主要是分布在我国的东部和工业基地, 以及人口密度较大的地区, 这些地区的经济都比较发达, 能源消耗也大, 故我们应该转变生产方式, 改变过去的高投入、低产出的生产模式, 引进先进技术, 达到能耗少、效率高的目标。
2.我们要提倡科学发展观, 寻找新能源。胡锦涛主席曾提倡我们要科学的发展, 即不能为了发展而进行破坏。有专家说过如果我们仍不注重保护能源, 那么它很快就会枯竭, 所以我们要节约使用化石能源, 努力寻找新的、环保的能源来替代化石能源, 以满足循环经济和空气保护的要求。
3.我们要用法律手段进行约束。现在, 很多人仍然只是为了高收益而不顾其它, 这就要求我们的政府进行人为的管制, 运用法律的手段达到节能减排的目标, 完善法律制度, 并将其进行宣传, 让大家都认识到资源枯竭的危害, 认识到空气保护的重要性, 让每个人都是为了同一片蓝天而奋斗。
总之, 地球只有一个, 我们不能因为一昧地追求经济利益的快速发展而造成地球资源的枯竭和空气环境的破坏, 我们要认清现状, 做到国家所提倡的循环经济的要求。
参考文献
[1]雷明.资源—经济—环境投入产出核算应用研究—中国能源—资源—经济——环境综合分析 (1992-2020) [J].数量经济技术经济研究, 1998, (11)
[2]付艳.能源消费、能源结构与经济增长的灰色关联分析[J].工业技术经济, 2014, (05) :153-160.
[3]刘小丽, 卢凤君.中国能源消费与国民经济增长的关系研究[J].工业技术经济, 2007.9
[4]曹光辉, 汪锋, 张宗益, 邹畅.我国经济增长与环境污染关系研究[J].中国人口·资源与环境, 2006
化石能源消费 篇5
作为东北老工业基地,辽宁省曾经一直被认为是一个资源大省,但是最新统计资料表明,辽宁省的能源资源并不充足。一方面是能源消费本身存在的供需矛盾,近些年来随着经济的快速发展,辽宁省的能源消耗量也在持续增加,与此同时,辽宁省能源生产量的增速却十分缓慢,能源生产和消费的差距不断加大。从2013年的数据来看,虽然能源消费量已经达到22951.5万吨标准煤,但生产量却只有5619.7万吨标准煤,如此巨大的缺口也充分表明了辽宁省的能源供需矛盾问题十分严重,这也为辽宁省未来能源发展敲响了警钟。另一方面,能源发展也面临着外部挑战,随着世界经济发展速度的加快,经济发展对能源消耗也提出了更高的要求。在这种严峻的形势下,辽宁省要想突破能源束缚实现经济高速发展,必须对辽宁省的能源消耗现状有一个明确的认识。
1. 辽宁省能源消费现状分析
1985~2013年辽宁省能源消费总量及其增长率,煤炭及石油占能源消费总量比重见表1。
从表1可知,随着经济的持续高速增长,作为我国东北地区的能源消费大省,辽宁省能源消费总量也表现出持续增加的趋势;能源消费总量的年增长率除个别年份出现负增长外,其余年份都保持较快的增长速度,能源消费总量从1985年的6325.1万吨标准煤,增长到2013年的22951.5万吨标准煤,增长了3.5倍,年均增长率达到4.89%,增长率最高的年份甚至达到了20%以上。
资料来源:2014年《辽宁统计年鉴》。注:*能源消费总量单位万吨指万吨标准煤。
由表1还可知,辽宁省的能源消费结构表现出以下特点:受到辽宁省煤炭资源储备丰富和传统能源消费结构的影响,煤炭消费的比例始终最高,约为60%-80%。随着石油化工、天然气利用及水电事业的发展,煤炭消费占能源消费总量比例有所降低,截止至2013年,辽宁省煤炭消费比例下降到58.3%,与1985年相比,下降了二十个百分点。因为家用汽车的普及,石油的消费比例上升十分明显,从1985年的15.2%到2013年的33.5%。
综上,辽宁省的能源消费结构呈现出“以煤炭消费为主,多种能源消费形式共存”的特点。但由于煤炭等传统高污染能源消费比例过高,导致辽宁省环境污染问题严重。
2. 辽宁省能源效率现状分析
选择能源消费强度、能源消费弹性系数分析能源利用效率。图1为1985~2013年中国、辽宁省能源消费强度变化趋势和能源消费弹性系数变化趋势。
由图1看出,1985~2013年中国能源消费强度和辽宁省能源消费强度的变化趋势基本相同;能源消费强度整体上都逐渐下降趋势,这说明中国和辽宁的能源效率都在逐渐提高。在2004年之前,辽宁省的能源消费强度始终高于全国的能源消费强度,这说明在2004年之前,辽宁省的能源利用效率与全国相比还是比较低;而在2004年之后,辽宁省的能源消费强度比全国能源消费强度略低,这表明随着经济发展、科技进步,辽宁省的能源使用效率在近年来提高十分明显,已经超过全国的整体水平。
由图1也可看出,1985~2013年中国、辽宁省能源消费弹性系数变化趋势基本相同。辽宁省能源消费弹性系数除1990年和2000年外,其余均在1以下,1997、1998和2002年甚至为负数。辽宁省的能源消费弹性系数有一定的波动,但整体上是小于1的,这说明辽宁省的能源利用效率还是比较高的。1997、1998年辽宁能源消费弹性系数小于零的原因是:首先,1997年首次出现买方市场,并且受到亚洲金融危机的冲击,所有行业的生产都受到了严峻的挑战,经济出现严重下滑,内需不足,大幅减少了能源消费总量;其次,1997年前后,辽宁第三产业开始迅速发展,由于第三产业的单位产出能耗要远远低于第二产业,因此,随着三产比例的增加,能源消费总量减少;最后,由于技术进步,辽宁省的能源利用效率也会提高。
综上,作为东北地区的能源消费大省,虽然近年来,辽宁能源发展初见成效,在提高能源利用效率、优化能源消费结构、深化能源价格改革等方面成绩突出;但辽宁省的能源消耗压力依然很大,粗放型的经济增长方式依然没有改变,经济发展依旧依靠能源消费量的不断增加来支撑,显然这并不符合可持续发展战略。因此,辽宁省能源消耗压力依然很大。
3. 结论
辽宁省的能源消费结构呈现出“以煤炭消费为主,多种能源消费形式共存”的特点。但由于煤炭等传统高污染能源消费比例过高,导致辽宁省环境污染问题严重。
化石能源消费 篇6
随着中国经济的飞速发展, 能源需求量持续扩大。作为世界上经济增长最快的国家之一, 我国的能源消费水平也在大幅的攀升, 中国己经成为世界上仅次于美国的第二大能源消费大国, 能源已经成为中国经济高速增长的必要支撑条件。
一、我国能源消费现状与特征
1、我国能源消费现状
2009年, 全世界能源消费总量为1 1 1 6 4.3万吨油当量, 比上年下降1.33%, 出现了首次下降。其中中国能源消费量为2 1 7 7百万吨油当量, 增长8.47%, 占世界能源消费量的19.49%, 仅次于美国的2182百万吨油当量, 是世界第二大能源消费国。相对于1 9 9 9年的967.3百万吨油当量, 我国能源消费在10年中增长了125.1%, 而美国、英国、德国、日本等发达资本主义国家的消费量在呈逐年递减趋势。虽然, 中国能源消费增长较快, 但总体水平依然较低, 人均能源消费水平只相当于世界平均水平的8 4%, 人均石油消费只相当于世界平均水平的二分之一, 石油人均进口量只相当于世界平均水平的37%。
2、我国能源消费特征
(1) 能源消费总量持续快速增长。数据显示, 我国能源消费总量从2008年的1 3 8 5 5 3万吨标煤上升到2 0 0 8年的285000万吨标煤, 30年增长了近4倍, 2001年-2008年我国能源消费总量年均复合增长率达到了9.4%。
(2) 煤炭是我国能源消费的绝对核心。2000年煤炭消费占我国能源消费总量的比重为67.8%, 占煤炭、石油、天然气等三种非可再生常规能源消费总量的比重为72.6%, 煤炭在我国能源消费结构中将长期占据着核心地位。
(3) .石油进口快速增长, 对外依存度已超过50%。2008年, 我国净进口石油近2亿吨 (其中原油净进口1.79亿吨, 成品油净进口2182万吨) , 石油对外依存度高达51.3%。
二、我国能源贸易现状与特征
1、我国能源贸易现状
2000年以来我国能源进口量进一步增加, 2000年进口量为14334万吨标准煤, 2008年达到了36764万吨标准煤, 增长256.5%, 年均增长4.6%。出口量在2003年以前, 还处于上涨趋势, 2003年达到了近来最高的出口水平, 为12989万吨标准煤, 2003年后开始下降, 2008年降为9955万吨标准煤。
2、我国能源贸易特征
(1) 能源产品贸易快速增长, 重要性日益显著。从20世纪90年代开始, 中国能源贸易快速发展。从历年进出口能源产品数量的增长趋势看, 中国主要能源产品石油、煤炭和天然气的贸易量, 一直保持增长态势, 煤、原油、成品油、焦炭等的贸易量不断上升。
(2) 能源产品出口由石油为主转向以煤炭为主。在我国的能源贸易结构中, 90年代前能源出口以石油为主, 90年代以后开始转向以煤炭出口为主, 原煤出口量在能源产品中占绝对优势, 焦炭、半焦炭出口平稳上升, 2000年以来煤炭出口迅速扩大, 一直保持在较高水平。
(3) 能源进口成为支撑经济增长的动力。20世纪80年代以来中国原油进口逐年增加, 1996年起, 原油和成品油进口急剧扩大并明显超过出口。中国经济的迅速发展, 对世界能源的依赖性越来越大, 能源进口越来越多。
三、我国能源消费与能源贸易关系相关性分析
1、能源消费与能源贸易相关性分析
x代表一次性能源消费量, 用百万吨油当量衡量。y反映的是百元能源使用的能源净进口量情况, 能源净进口量用能源使用量减去能源生产量估算, 用石油当量衡量, x负值表明净出口。能源使用量指在转化为其他最终燃料前的一次性能源使用量, 通过能源原生的产量+进口量+ (-) 存量的变化-出口量。
根据表3-1的1980-2009年我国能源消费和出口贸易数据显示, 两者之间呈同向增长态势。能源消费与净进口贸易呈同趋势增长。考察我能源消费和净进口贸易变动趋势, 从中可以发现两者之间相关程度很高, 相关系数达0.9405。
2、能源消费与能源贸易因果关系分析
Granger因果关系检验又可以称为Granger非因果关系检验。Granger因果检验的原理是:如果一个事件A的发生与不发生对于另一个事件B的发生的概率有影响, 并且这两个事件在时间上又先后顺序 (A前B后) , 那么我们便可以说A是B的原因。 (表3-2)
在上表中, x与y是对应的, z与w是相互对应的。y与w是根据x与z值计算出来的概率值。在5%的显著性水平下, 只要看看y和w的值与5%的关系就可以了。如果y<5%, 即F检验没有通过, 也就是说A是B的格兰杰因。如果y>5%, 即F检验通过了, 就接受“A does not Granger cause B”, 也就是说, A不是B的格兰杰因。
为了判明1980-2009年我国能源消费和净进口贸易之间是否存在因果关系, 利用这两个变量的5个滞后值作Granger因果检验。
表3-3我国能源消费和净进口贸易Granger因果关系检验结果
y是净进口贸易值, z是能源消费水平对数值, 结果表明, 在5%显著性水平上, 能源消费z是净进口贸易y的原因, 而能源消费y不是净进口贸易z的原因, 从净进口贸易y到能源消费z是单向因果关系, 符合常规判断。
3、能源消费与能源贸易回归分析
为进一步考察我国能源消费和净进口贸易的关系, 通过建立计量经济模型, 从实证角度探究两者的相互关系。首先, 设立模型如下:
y=α1+α2·log (x) +u
其中y为净进口贸易值, x为能源消费值, u为随机干扰项。另z=log (x) , 回归结果如下:
从R2=0.839204和调整后R2=0.833461来看, 回归方程的拟合度较好, F值达到146.1334, 方程的整体显著性较好。z值的系数为8.818856, t值为12.08857, P值为0.000, 非常显著, 说明我国能源消费和净进口贸易相关性很高。但是D-W值为0.739758, 表明能源消费和净进口贸易这两个序列存在着较为严重的正序列相关。
四、总结与结论
能源消费是影响能源贸易 (净进口) 的关键因素。通过建立计量模型检验发现, 我国石油、煤炭、天然气等主要能源的储量、产量以及消费量不均衡。我国能源的对外依存度不断提高, 我国已经从能源净出口国转变为能源净进口国。能源消费与能源贸易之间的因果关系是, 能源消费是因, 能源贸易是果, 另外, 回归检验发现两者之间关系非常显著。通过Granger因果关系检验, 证实能源消费是能源贸易 (净进口) 增加的主要原因, 而能源贸易并非能源消费的原因。
参考文献
[1]、赵晓丽, 宋翠.我国能源贸易及其对经济可持续发展的研究[J].《研究与讨》.2009. (11) .38-42
[2]、刘剑峰, 余燕春, 中国能源贸易与经济增长关系的实证研究[J].浙江统计, 2008, (2) :32-34.
我国能源消费优化研究 篇7
关键词:新常态,消费结构,能源优化
当前, 我国经济步入三期叠加的“新常态”, 能源消费增速减缓, 能源价格低位运行, 新能源产业布局深入, 能源行业整体进入变革期, “十三五”期间, 推动能源消费革命, 抑制不合理的能源消费, 加速能源结构调整是能源工作的重点之一。
一、我国能源消费存在的问题
1、能源结构不合理。随着我国经济的发展, 总体上我国的能源消费结构逐渐完善, 优质能源在终端能源消费中的比例逐渐提高。但是, 我国“富煤贫油少气”的资源禀赋, 以及受到国际石油价格波动、科技发展水平等因素的影响, 煤炭的比例偏高, 石油、天然气等优质能源的比例仍然偏低, 其他能源占比虽有增加, 但依然很低, 总体能源结构不合理。
2、能源利用效率偏低。我国能源总体利用效率偏低, 一次能源转化为电力的效率较低, 节能技术水平有待提高, 与发达国家相比有一定的差距。现阶段能源价格水平偏低, 能源市场有待完善等原因也影响我国能源经济效率的提高, 间接影响能源效率的改进。
3、能源安全问题严峻。我国能源供应保障体系有待完善, 安全的预警机制不成熟。当前, 煤炭行业依然存在约1/3的落后产能需要淘汰, 1/3的产能需要整合;石油、天然气受储量制约, 对外依存度不断加大;铀资源的掌控和防范核电事故、放射性废料扩散的风险, 在技术上仍有不确定性。
4、非化石能源发展缓慢。近年来, 我国非化石能源取得了长足的进步, 由于成本相对过高, 市场成熟度低, 市场环境不完善, 能源替代面临着许多制约因素;同时, 自主创新能力不足, 没有掌握相关核心技术, 诸多原因致使非化石能源发展较慢。
5、生态环境压力加大。近30 年的能源粗放式的开发, 高污染、高排放, 造成生态环境、大气污染问题日益突出, 温室气体的大量排放, 雾霾现象日益严重;与此同时, 煤炭开采也带来土地塌陷、水土流失、废弃物占用等一系列问题。
二、我国能源消费影响因素分析
1、经济增长。2000~2012 年, 我国国内生产总值约以年均9%的速度增长, 之后增速逐渐降低放缓, 尤其是我国经济步入“新常态”后, 未来5 年将约以6.5%的中高速增长;在此20 年间, 经济体制逐步改革, 经济结构不断调整, 经济增长方式不断转变, 国内生产总值整体呈现较为平稳的增长, 宏观经济波动幅度收敛性明显, 波动趋缓;在未来的5~10 年内, 我国经济增长速度会在进一步放缓的基础上平稳增长, 使得能源消费增速减缓。
2、产业结构。我国经济结构不断优化升级, 大力促进第三产业发展, 三次产业比例日趋协调, 协同发展的基本格局已经初步形成, 当前第三产业产值已超过第二产业, 预计到2050 年第三产业将成为我国国民经济发展的主导产业;随着我国工业化进程的加快, 工业内部结构向更高层次演进, 工业化程度越来越高, 以及能源和环境等外生性约束, 与产业结构紧密相关的能源消费弹性系数, 伴随产业结构的优化, 预期将呈现进一步下降趋势。
3、城市化进程。随着我国工业化、城镇化进程的加快, 城镇人口占总人口的比重逐年上升, 2015 年中国城镇化率为56.1%, 预计在未来5 年中, 我国城市化水平将进入快速发展阶段。城镇人口比重的提高, 大量农村人口向城镇的转移, 必然引起能源需求量总量的增加;伴随着城市化进程, 居民可支配收入逐年增加, 生活水平不断提升, 对生活品质的不断追求, 未来的人均生活能源消费量预计将进一步攀升, 由此带来的能源消费也将快速增加。
4、人口规模。自1980 年实行计划生育开始, 人口出生率稳步下降, 从2000 年开始, 年净增人口低于1, 000 万, 我国人口进入平稳增长阶段。2009 年末我国全国总人口为13.34 亿, 比2008 年末增加672 万人, 自然增长率为5.05‰;此后, 我国人口进入低增长时期。2015 年全面放开二胎政策的执行, 预计在未来五年中, 受其他条件限制与增长的惯性作用, 我国人口将保持持续的低速平稳增长, 到2020 年, 人口总量将达到14.5亿, 过大的人口总量将持续推动能源的高需求。
5、能源运输能力。当前, 我国初步形成了一个综合运输网络, 形成了“五纵七横”公路运输大通道和“八纵八横”铁路主通道以及在长三角、珠三角、环渤海、东南沿海、西南沿海五大区域形成了规模庞大并相对集中的港口群。但我国因煤炭资源赋存地与消费地相异, 石油、天然气的高依存度, 运输能耗高, 依然在一定程度上限制了东部经济发展、限制了能源利用效率的提高。
6、环境压力。我国当前以煤炭为主的能源结构是对低碳经济和气候变化的巨大挑战。2015 年6 月习近平代表中国承诺, “有信心和决心到2030 年使单位国内生产总值二氧化碳排放比2005 年下降60%~65%, 非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右, 二氧化碳排放2030 年左右达到峰值并争取尽早达峰。”我国承诺在2005~2020 年碳强度要降低40%~45%, 实现这一目标对我国能源消费都提出了更高的要求。
三、我国能源消费优化方向
(一) 能源消费节能优化
1、经济增长方式。转变发展方式、调整产业结构和工业内部结构作为能源节约的战略重点, 加快产业结构优化升级, 大力发展高新技术产业和服务业, 严格限制高耗能、高耗材、高耗水产业发展, 淘汰落后产能, 促进经济发展方式的根本转变, 加快构建节能型产业体系。
2、加强工业节能。工业是我国能源消费的重点领域, 要坚持走新型工业化道路, 提高科技含量、增加经济效益、降低资源消耗、减少环境污染, 着重加强冶炼、煤炭、电力、建材、化工等高耗能行业节能降耗。在火电发电方面, 发展大型高效环保型机组;先进工业锅炉引进与加快燃煤锅炉改造;加大电机与控制系统节能, 实施绿色照明工程等。
3、加强管理节能。进一步完善工业行业能效标准和规范, 完善能效市场准入制度, 强制淘汰落后的高耗能产品;积极推进节约替代石油、热电联产、余热利用等重点节能工程, 鼓励高效节能产品的推广应用;建立企业节能新机制, 深化能源价格改革, 研究制定鼓励节能的财税政策, 建立多渠道的节能融资机制;倡导社会节能, 开展千家企业节能行动和全民节能活动, 深入开展节能宣传活动, 努力建立全社会节能的长效机制。
(二) 能源消费结构优化
1、科学发展煤炭。当前, 我国煤炭行业供过于求, 产能过剩严重, 煤炭经济形势严峻。在较长时间内, 煤炭行业发展仍将面临产业结构调整、经济中高速增长、能源需求强度降低、环境制约增强等因素的影响, 煤炭产业需要低碳减排、碳控约束下推进可持续发展。
2、积极发展电力。合理控制煤电规模, 重点发展高效环保型机组;优先开发大水电, 因地制宜开发小水电, 适当建设抽水蓄能电站, 加大重点流域的开发力度, 注重开发中的生态环境保护和移民问题;积极推进核电、风电、太阳能灯新能源的开发与建设。
3、油气行业新发展。当前全球油气供应充分, 油气价格低廉, 为我国利用海外资源提供了机会的同时也带来了新的挑战, 未来五年中, 呈现出“三大两跌”的局面, 发展方式将由主要依靠投入扩大增量、过度依赖上游业务, 转变为依靠调整存量、做优增量、各业务协调发展。
4、能源领域国际合作。积极扩大国际能源贸易, 加大能源技术合作, 鼓励外商外资投资我国能源产业, 参与能源领域的开发建设与经营;培育具有国际竞争力的跨国能源公司, 进一步完善能源贸易体系。
(三) 能源输送通道建设优化
1、煤炭方面。重点加强主要煤炭调出区、大型煤炭基地的外运通道建设, 如中西部煤炭运输通道建设, 实施大秦线、朔黄线扩能改造工程, 改扩建晋东南-日照煤炭专用通道, 加快新疆、内蒙煤炭外运通道, 等等。
2、石油方面。加快石油战略通道建设, 如东北通道、西北通道和西南通道三大陆路战略石油进口通道以及海上进口通道, 同时做好国内长庆、冀东、海塔盆地等增长性油田的外输通道。
3、天然气方面。加快西北、西南、东北和海域四大天然气供应基地建设, 川气东送、西气东输、东北天然气管网、中亚进口输气管线等主干输气管线, 逐步形成环渤湾、中西部、中南和长江三角洲地区管网。
(四) 能源管理体制优化
1、能源战略管理。强化国家与地方能源综合管理及管理机构职能, 加强重点能源领域的管理, 完善能源资源勘探开发管理, 建立以能源规划为核心, 大型区域能源规划、专题规划和专项能源建设规划为支撑的国家能源规划体系;开展国际能源合作, 提高国家能源安全保障能力。
2、能源价格改革。充分发挥价格在市场调节中的作用, 逐步取消交叉补贴。煤炭市场逐步实施价格全面放开, 完善成本价格核算, 煤炭交易市场化;成品油市场在强化政府监管的同时, 逐步实现与国际接轨基础上的市场定价;电力定价公开透明, 加快推进竞价上网, 制定非化石能源发电配额与电价优惠政策及价格税收政策。
3、能源市场建设。市场竞争主体多元化, 逐步放开和规范市场准入, 国有能源企业做大做强, 提高民营资本的份额, 有序规范利用外资;现代能源交易平台逐步统一开放, 打破行业垄断和地区封锁, 促进能源上下游产业链的相互整合, 形成全国统一的能源大市场和各具特色的区域能源市场。
参考文献
[1]张占仓.中国经济新常态与可持续发展新趋势[J].河南科学, 2015.1.
[2]司娅萍.我国煤炭企业面临煤炭供大于求“新常态”[J].煤炭经济研究, 2015.1.