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江苏省能源部门温室气体的清查研究及相关问题分析
Zuo Yi Wang Sheng Yang Guangjun
- 国家电力环保研究所,南京210031;2.国家大气污染大气物理建模与控制环境保护重点实验室,南京210031
摘要:能源活动产生的温室气体排放对总排放量影响巨大。我们引入了研究2005年和2010年江苏省能源活动产生的温室气体清单,取得了成效。根据江苏省各部门排放的温室气体排放量,2005年和2010年,江苏省能源活动温室气体排放占总排放量的76%-79%。本文对清查过程中遇到的问题进行了总结和深入分析,统计和处理了不同的统计口径和排放因子的实际测量。最后是本文的建议,关于今后能源活动的温室气体清查工作应注意的事项。
关键词:能源活动;温室气体;排放清查;江苏;中国
温室气体的排放会导致全球平均气温的上升、冰盖的融化、极端天气的发生、干旱和海平面的上升。这种全球性的影响将危及人类的生活和生存。国际能源署的报告显示,受气候变化和碳排放过多的影响,数百万人死于空气污染、饥荒和疾病。全球气候变化及其对于社会和生态系统的影响已经受到政府部门和社会公众的关注。在回应气候变化和发展低碳经济的过程中,中国启动了一系列方案和举措,包括《中国应对气候变化国家法案》。2014年5月15日,国务院还出台了《节能减排低碳发展行动计划:2014-2015》,明确了“十二五规划”最后两年的工作目标和行动方案,包括单位GDP能源消耗量和单位GDP二氧化碳排放量。为了充分实施《中国应对气候变化国家方案》,《江苏省应对气候变化方案》于2009年在江苏省制定。他们试图将单位GDP能源消耗量从2007年的0.853吨(标准煤)降至2015年的0.7吨(标准煤),同时将单位GDP二氧化碳排放量从2007年的2.35(标准煤)降至2015年的2.18吨(标准煤)。
- 背景
为了了解江苏省的温室气体主要排放源、知晓当前各个经济部门的排放现状、以及预测未来的减排潜力从而帮助制定措施,江苏于2010年开始温室气体清查省级筹备工作,目的是理解江苏省在能源活动领域、工业生产和农业活动领域中的温室气体排放。其中,能源活动领域的温室气体排放在总排放量中占有重大比重。1994年国家温室气体清查工作的结果显示,能源活动领域产生的温室气体排放占总排放量的74.1%。科学准确地估计能源活动领域的温室气体排放在掌握中国温室气体排放总体情况中扮演着决定性角色。与此同时,作为中国的经济强省和工业第一大省,即使在各种节能减排措施的大力实施之下,江苏经济的快速发展还是大大刺激了能源消费的增长,并且江苏省由能源活动所产生的温室气体的排放在全国也位居前列。因此,这不仅仅是完成国家减排任务的基本工作,也是为了针对应对气候变化的目标做好准备工作
一些专家学者不仅就中国的温室气体排放清查做了大量研究,还研究了长江流域的温室气体排放情况。通过采用《IPCC过国家温室气体清单指南》中的核算方法,王新研究了上海1996年由能源活动产生的温室气体排放情况。1997年,徐新华等也采用了IPCC方法对江苏、浙江、上海地区能源加工转换行业的能源消耗和温室气体排放进行了计算。2011年,徐盛研究了一套可行、可报告和可核查的城市温室气体排放核算方法,并以南京市为例,探索了中国城市的碳排放特征。通过Divisia分解法,王胜等研究了建国以来沿海地区的温室气体排放影响因素,分析了江苏沿海地区经济发展与碳排放的相关性。接着,以江苏省为研究对象,根据省级温室气体指导方针的要求,得出结论认为能源活动产生的温室气体排放量排名第一。
- 江苏省能源活动温室气体排放源的分类和定义
在搜集和处理2005年和2010年江苏省各领域、设备和燃料的活动水平数据、确定各部门、各化石能源的排放因子的基础之上,研究人员估算了化石燃料燃烧所产生的温室气体。生物质能源在燃烧过程中的CH排放,煤碳开采过程中的CH排放以及石油和天然气系统的逃逸排放也被估算出来。
2.1 化石能源燃烧
化石能源燃烧的温室气体排放源被划分为能源生产源和加工转换源(公共电力和热力部门,石油天然气勘探和加工业,固体燃料和其它能源行业)、工业源、建筑业源、农林牧副渔业源、居民生活源和服务业源等类型。根据省级“绿色气候准备指南”的活动数据分类与国家工业分类对应关系的要求,固体燃料等能源行业应包括采矿业、焦化、天然气生产和供应、核燃料加工。由于统计局提供的数据统计过程没有在企业报告的基础上确定,上述行业无法拆分。
2.2 生物质燃烧活动
江苏省生物质燃烧活动排放源是按照地理范围划分的。根据“准则”,生物质能源在中国主要有三种类型——农业废物和农林废物、燃木和木炭、牲畜和动物。考虑到江苏不存在畜禽粪便,大部分农林废弃物(除秸秆外无统计数据),因此江苏省生物质燃料被认定为秸秆、柴火和木炭。
2.3 煤炭开采和采矿后逃逸
煤炭开采和采矿后逃逸的统计范围是江苏省境内的煤炭开采业。根据“指引”,中国采煤和采矿后逃逸的CH的源头分为地下采矿、地表采矿和采矿后活动。由于2005年和2010年江苏省没有地表采矿活动,因此我们只考虑了地下采矿和采矿后活动。
2.4 石油和天然气系统的逃逸排放
江苏省石油和天然气系统的温室气体排放源的统计范围包括钻探、天然气勘探、天然气处理、天然气运输、原油勘探、原油运输、炼油、石油和天然气消费。
- 江苏省能源活动温室气体排放的研究方法和结果
3.1 研究方法
能源活动温室气体排放包括化石能源燃烧活动、生物质燃烧活动、煤炭开采和开采后逃逸活动、石油和天然气系统的逃逸排放。
3.1.1 化石能源燃烧
江苏化石能源燃烧产生的绿色天然气库存量采用IPCC的方法2,即采用具体技术的部门方式为依据。根据不同部门,燃料和设备的活动数据和相应的排放因子,通过全面地计算获得总排放量。其公式如下:温室气体排放=(EFtimes;Activity)。在这里,EF是排放因子(kg/TJ),Activity是消费量排放(TJ)。除发电锅炉实际测量数据的碳氧化率外,其余均采用本指南推荐的参数进行计算。i是是燃料类型,j是部门活动,k是技术类型。对于不同类型的移动源能源消耗,由于移动源的特征不能进行区域划分,活动数据没有统计,下列方法用于根据地方归属原则进行计算:道路运输原油=车辆数times;车辆年运行公里数times;车辆百公里油耗。在这里,i是油料类型,j是车辆类型。海运/铁路运输油=海运/铁路货物和通关吞吐量times;每单位吞吐量的海运/铁路消费量。空运油=国内/国际航班里程times;国内/国际航班单位里程油耗。在这里,i是油品类型,j是飞机机型。
3.1.2 生物能燃烧活动
生物能燃烧仅考虑了CH和一氧化二氮的排放,与燃烧类型、燃烧技术和设备类型有关。因此,生物能燃烧的省级温室气体清单指南也采用IPCC方法2,公式如下:温室气体排放量=(EFtimes;Activity).此处,EF是排放因子(kg/TJ),Activity是活动水平(TJ),a是燃料类型,b是设备类型。根据调查,江苏农民通常使用柴火节能炉,而没有传统炉灶的使用。
3.1.3 煤炭开采和开采后逃逸活动
由于实际CH数据的获取难以实现,根据“准则”的要求,省属煤矿为国有重点、国有企业和城镇煤矿。排放因子和产量一旦得以确定,总排放量便可通过求和得出。
3.1.4 油品和天然气系统的逃逸排放
石油和天然气系统CH排放量估算主要依据以下已经搜集的资料:基础设施数量和石油天然气系统类型详细清单:生产活动水平,如石油天然气领域,燃气消耗量;事故排放,如井喷和管道损坏;典型的设计,操作活动及其对整体排放控制的影响。根据合适的排放因子,确定每个设施的实际排放量和活度,通过上述排放的求和得到总排放量。
3.2 计算结果
根据温室气体排放总量,2005年和2010年江苏省能源活动排占温室气体排放总量的76%-79%。其中2005年和2010年的二氧化碳排放量分别为为4.4times;10t和6.0times;10t,将近是江苏省二氧化碳排放总量的90%。由能源生产、加工转化、工业和建筑业产生的二氧化碳排放占据了能源活动二氧化碳排放量的94%,是最主要的排放源头。2005年和2010年的CH排放量分别为5.9times;10t和4.8times;10t,二氧化氮排放分别为0.29times;10t和0.26times;10t。
4、问题分析与建议
4.1 问题分析
因为这是第一次对江苏省能源部门温室气体排放开展清查准备工作,而能源活动需要大量的活动数据,在数据搜集、处理和清查准备过程中的一些问题需要进一步的调查。
4.1.1清查准备工作主体
江苏省能源消耗温室气体排放的清查准备工作是由江苏省发改委领导、不同专业研究所参与完成的。最后由我们总结出结果能源活动领域涉及所有行业和部门,在全面搜集数据方面存在困难。
4.1.2活动数据统计路径差异化
统计局现行的统计路径与“指南”的方针有所差异。统计局提供的数据并不是基于企业数据而来,因此在后续过程中不能进行分解和重组。
4.1.3统计数据不可精确至特定设备
目前我们只能估算相应的消耗量,但由于调查数据有限,并不能体现出企业间的差距,不确定性有所增加。
4.1.4无法扣除非使用量的统计
因为在且提供的终端数据中,统计局没有扣除物质金额,我们只能根据某些行业规则,这一过程也具有不确定性。
4.1.5难以获取核心实际数据
因为这是一个省级温室气体清查工作,我们去发测量典型设备的碳氧化率。个行业具有项目资金的限制,人员的限制,推荐使用除发电锅炉的碳氧化率,并且运输车辆排放数据与真实数据也有所差异。
4.2、建议
一,我们建议以统计局为主题展开能源活动温室气体清查工作,清查工作的专业要求并不多,主要的难处在于数据获取和处理。如果以统计局为清查主题,那么数据获取的难处将大大降低吗,甚至能获取原始数据,这也可以为以后的研究奠定基础。涉及到专业问题,则可以同专业机构合作。
二,负责报告的人员应该接受专业培训,以保证科学、准确地报告数据。
三,如果以企业为单位计算数据,那么数据获取和处理的难度则大大下降,不确定性也会下降。
四,面对当前气候变化的要求,我们应该避免使用量的重复计算,以及温室气体排放量的遗漏。
五,建议国家统一进行特定设备的排放因子计量工作,并通过获得的研究成果建立相关数据库。
参考文献:
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