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摘要：联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC，2006）碳排放计算指南的计算公式，对兰州市2002—2010年工业能源消费碳排放量进行计算。结果表明：2002年以来碳排放量逐年增加，碳排放结构分析表明，兰州市以原油和煤炭为主的工业能源消费结构并未得到有效改善；同时，运用灰色系统理论对十二五期间兰州市工业能源消耗碳排放的增长趋势予以预测。
关键词：碳排放能源灰色预测
1 概述
应对全球温室气体效应所带来的气候变暖，是人类面临的重大调整。有效控制和减少二氧化碳等温室气体的排放，是各个国家，均应承担的责任。我国作为一个负责任的发展中国家，承诺到2020年单位GDP的二氧化碳排放（carbon dioxide emission）下降40%～45%， 这对于能源消费以煤炭为主的我国来说，是一个十分艰巨的任务。兰州是我国西部地区的重要石化基地，改革开放后，工业发展迅速，工业总产值年均增速超过10%，相应的兰州也成为西部地区的碳排放“大市”。作为甘肃省的省会城市，兰州市的减排压力不断扩大。由于工业能源消耗是碳排放（carbon emission）的主要来源，为了实现我市的碳减排目标，，对我市的碳排放，尤其是工业产生的碳排放状况进行深入细致的研究显得尤为必要。
国内外的研究者对碳排放的研究，国内的研究更多的关注在全国层面的碳减排问题，重点研究碳排放的机制、规律及减排措施[2—3]，针对地方水平上的研究并不多见。由文辉等[4—5]（1999）根据一次能源消费量计算了上海的二氧化碳排放量。1995年上海市化石燃料燃烧产业的二氧化碳排放量为1681.5×104t。赵冠伟[6]（2010）计算了广州市1992—2007年能源消费碳排放量。1992年以来广州市碳排放总量和人均碳排放量逐年增加。查冬兰[7]等（2003）把能源分为9类，通过以各类能源消费量乘以各自的碳排放系数，计算了全国28个省区的碳排放总量。王铮[8]等（2008）通过计算全国各省区的碳排放系数，将全国碳排放总量分摊到各省区。罗旭[9]（2011）通过产业—能源关联和能源—碳排放关联两个评价模型，分析
本研究对碳排放的计算，根据2006年联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）的指导意见，结合中国能源消耗的实际情况，以及《兰州市统计年鉴》[10]中的工业企业主要能源消费与库存统计表中的能源消耗统计数据，分别计算工业企业能源消费的煤炭、焦碳、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然气八种石化能源的碳排放系数。
根据（IPCC，2006）第二卷（能源）第六章提供的参考方法，各种能源碳排放系数θk可以按以下公式计算得到：
可知，兰州市工业行业能源消费碳排放量逐年增长，由2002年的872.78万吨增长到2010年的1553.04万吨，年均增长率达到19.8%，而同期GDP的增长率是31.61%。对比碳排放量与GDP可知，二者总体趋势较为接近，2003—2007年间，碳排放与GDP增长尤为迅速，表明经济增长是工业能源碳排放增加的主要动力。2007年以后工业能源消费碳排放量增长放缓，2008年美国次贷经济爆发，我国经济发展受到冲击，兰州市工业发展也受到影响，碳排放总量比2007年略有下降。2009年在国家宏观经济刺激背景下，兰州市工业生产恢复快速增长，碳排放总量亦恢复增加。2010年兰州市GDP增长逐步加快，而工业能源消耗碳排放量增长速率远远小于GDP的增长速率。
兰州市工业碳排放量反映了该市的工业生产特点：原油消耗是兰州市最大的碳排放贡献者，并呈逐年增加的趋势，排放量从2002年531.3014万吨增长到2010年的867.0257万吨，增长63.19%。煤炭是兰州市工业能源消耗碳排放的第二大贡献者，排放量从2002年303.0889万吨增长到2010年的569.1479万吨，几乎翻了一番。伴随着焦炭和天然气使用量的增加，碳排放量也呈现快速增长态势，但总量依然较低。焦炭的使用量从2002年的24.2万吨增长到2010年的135.74万吨，碳排放量则从20.0933万吨增加到112.7049万吨，增长4.6倍；天然气的使用量从2002年的0.4亿立方米增加到2010年的4.15亿立方米，碳排放量则从0.1791万吨增加到2.7540万吨，增长14倍多。而同期汽油、燃料油、柴油和煤油的消耗量则呈现持续下降的趋势。四类油品的消费总量从2002年的20.9万吨下降到2010年的4.79万吨，碳排放量则从18.2955万吨下降到4.1609万吨。见图3各类主要工业能源消费碳排放演变。
关键词：碳排放能源灰色预测
1 概述
应对全球温室气体效应所带来的气候变暖，是人类面临的重大调整。有效控制和减少二氧化碳等温室气体的排放，是各个国家，均应承担的责任。我国作为一个负责任的发展中国家，承诺到2020年单位GDP的二氧化碳排放（carbon dioxide emission）下降40%～45%， 这对于能源消费以煤炭为主的我国来说，是一个十分艰巨的任务。兰州是我国西部地区的重要石化基地，改革开放后，工业发展迅速，工业总产值年均增速超过10%，相应的兰州也成为西部地区的碳排放“大市”。作为甘肃省的省会城市，兰州市的减排压力不断扩大。由于工业能源消耗是碳排放（carbon emission）的主要来源，为了实现我市的碳减排目标，，对我市的碳排放，尤其是工业产生的碳排放状况进行深入细致的研究显得尤为必要。
国内外的研究者对碳排放的研究，国内的研究更多的关注在全国层面的碳减排问题，重点研究碳排放的机制、规律及减排措施[2—3]，针对地方水平上的研究并不多见。由文辉等[4—5]（1999）根据一次能源消费量计算了上海的二氧化碳排放量。1995年上海市化石燃料燃烧产业的二氧化碳排放量为1681.5×104t。赵冠伟[6]（2010）计算了广州市1992—2007年能源消费碳排放量。1992年以来广州市碳排放总量和人均碳排放量逐年增加。查冬兰[7]等（2003）把能源分为9类，通过以各类能源消费量乘以各自的碳排放系数，计算了全国28个省区的碳排放总量。王铮[8]等（2008）通过计算全国各省区的碳排放系数，将全国碳排放总量分摊到各省区。罗旭[9]（2011）通过产业—能源关联和能源—碳排放关联两个评价模型，分析
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兰州市碳排放区域格局变化的原因。以往人们对碳排放研究主要集中于总量研究，少有人从区域的角度进行探索，尤其是地方一级的总量变化研究较为少见。本文将在这一方面做一些尝试。不仅从总量方面进行分析，而且在碳排放结构、影响因素等方面进行研究，力争为兰州市碳排放目标及政策制定提供参考。2 能源数据和计算方法
本研究的数据采样，采用2003—2011年《兰州市统计年鉴》[10]中的工业企业主要能源消费与库存统计表中的能源数据。因数据的限制，在计算能源消费碳排放量时认为：①产生碳排放的是能源终端消费量；②不计加工转换过程、运输和输配损失能源的碳排放；③电力既有兰州市本地火力发电也有市外来电。考虑到数据缺乏，不再区分火力发电与水力发电。热力主要是本市供热，其碳排放是按火力发电和供热投入的能源计算，故不再计算能源终端消费部门热力和电力的碳排放。本研究对碳排放的计算，根据2006年联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）的指导意见，结合中国能源消耗的实际情况，以及《兰州市统计年鉴》[10]中的工业企业主要能源消费与库存统计表中的能源消耗统计数据，分别计算工业企业能源消费的煤炭、焦碳、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然气八种石化能源的碳排放系数。
根据（IPCC，2006）第二卷（能源）第六章提供的参考方法，各种能源碳排放系数θk可以按以下公式计算得到：
可知，兰州市工业行业能源消费碳排放量逐年增长，由2002年的872.78万吨增长到2010年的1553.04万吨，年均增长率达到19.8%，而同期GDP的增长率是31.61%。对比碳排放量与GDP可知，二者总体趋势较为接近，2003—2007年间，碳排放与GDP增长尤为迅速，表明经济增长是工业能源碳排放增加的主要动力。2007年以后工业能源消费碳排放量增长放缓，2008年美国次贷经济爆发，我国经济发展受到冲击，兰州市工业发展也受到影响，碳排放总量比2007年略有下降。2009年在国家宏观经济刺激背景下，兰州市工业生产恢复快速增长，碳排放总量亦恢复增加。2010年兰州市GDP增长逐步加快，而工业能源消耗碳排放量增长速率远远小于GDP的增长速率。
3.2 能源碳排放结构分析。
能源消费结构反映能源消费中各种能源的比例关系，能源消费结构对石化能源的依赖程度决定了能源消费碳排放的高低。由于兰州市是典型的石化基地，原油消耗量巨大，原油消耗产生的碳排放量一直居于首位。由图2可知，工业行业能源结构中原油和煤炭占到90%以上，尤其是石油的消耗量占到整个工业行业中的50%以上，而焦炭、天然气、柴油。煤油和汽油占的比重较低，尚不足10%，但呈现不断增长的趋势，由2002年的4.53%增长到2010年的9.24%。
2002—2010年兰州市工业主要能源消费碳排放结构演进图兰州市工业碳排放量反映了该市的工业生产特点：原油消耗是兰州市最大的碳排放贡献者，并呈逐年增加的趋势，排放量从2002年531.3014万吨增长到2010年的867.0257万吨，增长63.19%。煤炭是兰州市工业能源消耗碳排放的第二大贡献者，排放量从2002年303.0889万吨增长到2010年的569.1479万吨，几乎翻了一番。伴随着焦炭和天然气使用量的增加，碳排放量也呈现快速增长态势，但总量依然较低。焦炭的使用量从2002年的24.2万吨增长到2010年的135.74万吨，碳排放量则从20.0933万吨增加到112.7049万吨，增长4.6倍；天然气的使用量从2002年的0.4亿立方米增加到2010年的4.15亿立方米，碳排放量则从0.1791万吨增加到2.7540万吨，增长14倍多。而同期汽油、燃料油、柴油和煤油的消耗量则呈现持续下降的趋势。四类油品的消费总量从2002年的20.9万吨下降到2010年的4.79万吨，碳排放量则从18.2955万吨下降到4.1609万吨。见图3各类主要工业能源消费碳排放演变。
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