论文总字数：17811字

摘 要

全球气候变化以及环境问题是21世纪的研究热点，而城市是应对气候变化的重要平台，以城市为中心的碳排放核算对控制和减少温室气体具有重要意义，是发展低碳经济的基础。本文将常州市碳排放来源分为工业能源单元，交通能源单元，居民生活能源单元，工业过程单元以及废弃物单元五个方面，以城市尺度建立一套碳排放核算体系，采用《2006年IPCC国家温室气体清单指南》中的参考方法对常州市2006年~2013年五个方面的碳排放量进行了核算，并对结果进行分析。结果显示，常州市的能源结构以煤炭型能源为主，碳排放量较大，在2006年碳排放总量为6161万吨，到2013年的碳排放总量增长到1亿零500万吨，比2006年的碳排放量将近增长了一倍。在常州市总碳排放量中，工业能源单元的碳排放量占了较大比例，为73%~78%，较少的为工业过程单元和交通能源单元，占到8%~16%和4%~12%，废弃物单元最少，常年占1%，表明工业能源单元的碳排放是影响城市碳排放的关键。

关键词：碳排放量；二氧化碳；常州市

The calculation and research of carbon emissions in Changzhou City

Abstract

Global climate change and environmental issues is the hot spot of research in the 21st century, while the city is the important platform for addressing climate change.Taking the city as the center of carbon emissions accounting is of great significance and the basis of developing low-carbon economy.In this paper, carbon emissions from Changzhou are divided into industrial energy unit, traffic energy unit, living energy unit, industrial process unit and waste unit.The carbon emissions from 2006 to 2013 in Changzhou city were calculated by using the method of the 2006 IPCC national greenhouse gas inventory guide.The results show that the energy structure of Changzhou is based on coal energy.In 2006, the total carbon emissions is 61610000 tons. In 2013, the total carbon emissions is 1 million 5000000 tons, which is double of the carbon emissions in 2006.In the proportion of the total carbon emissions,the carbon emissions of industrial energy unit is 73%~78%, industrial process unit is 4%~12% and transportation energy unit is 8%~16%.It is indicated that carbon emissions of industrial energy unit is the key to the carbon emissions of cities.

Key words: Carbon emissions; Carbon dioxide; Changzhou City

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1研究背景及意义 1

1.2研究进展 1

1.2.1能源消耗碳排放 1

1.2.2居民生活碳排放 2

1.2.3 工业过程碳排放 3

1.2.4废弃物碳排放 3

1.2.5土地利用碳排放 3

第二章 城市碳排放核算方法 5

2.1城市碳排放量核算边界 5

2.2城市碳排放核算方法 5

2.2.1工业能源消耗 5

2.2.2交通能源消耗 6

2.2.3居民生活能源消耗 7

2.2.4工业过程 7

2.2.5废弃物 8

第三章 碳排放结果分析 10

3.1各单元碳排放分析 10

3.1.1工业能源单元 10

3.1.2交通能源单元 12

3.1.3居民生活能源单元 14

3.1.4工业过程单元 14

3.1.5废弃物单元 15

3.2常州市总碳排放分析 16

3.2.1常州市总碳排放量 16

3.3常州市碳排放影响因素 18

3.3.1能源结构 18

3.3.2经济发展规模 19

第四章 结论与建议 21

4.1结论 21

4.2建议 21

参考文献 23

致 谢 25

第一章 引言

1.1研究背景及意义

自从第一次工业革命以来，人类社会飞速发展，科学技术日新月异。人类的进步在这段时间里是非常迅速的，不过随之而来的也是人类必须面临和解决的问题。目前人类活动产生大量的CO₂以及各种温室气体，导致气候变暖和各种环境问题的出现，2013年9月，联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)发布了第五次评估报告，该报告以更加科学的方法证实全球气候变暖的主要原因极其可能就是人类活动导致^[1]。据研究报道，2013年全球人类活动导致的碳排放量达到了360亿吨，平均每人二氧化碳排放量为5吨，创下历史纪录。其中，中国为碳排放总量最大的国家，占29%；其次是美国，占15%；欧洲占10%，而印度占7.1%^[2]。

现在全球已经对气候变化达成共识，要共同改善环境，节能减排，世界更加注重发展低碳经济，控制污染。2015年，我国新实施的《环境保护法》中规定：“公民应当增强环境保护意识，采取低碳、节俭的生活方式，自觉履行环境保护义务。”推动生活方式绿色化，是生态文明建设融入经济、政治、文化和社会建设的重要举措^[3]。

据统计，城市消耗了全世界至少75%的能源，占人为温室气体排放更是高达67~80%的比率^[4]。城市的人口流量大，各种工业集中并且能源消耗高。在国家的经济发展中，城市是主要的经济中心，所以也就成为了碳排放的主要来源。因此，在城市范围内的碳排放核算研究对于整个国家的节能减排具有重要意义。

1.2研究进展

1.2.1能源消耗碳排放

能源的消耗是碳排放的主要贡献者，所以大部分文献都是在研究和分析能源消耗产生的碳排放，例如赵敏^[5]、帅通^[6]、谢士晨^[7]、等分别对上海市能源消费碳排放进行了计算和分析。其中，赵敏^[5]等人利用这种计算方法计算了上海1994-2006年能源消耗的碳排放量。得出了1994年以来，上海市的碳排放量在增加，不过碳排放强度在不断下降。发现其能源消耗产生的碳排放量是全国的3.5%，碳排放强度比全球水平低，人均碳排放量较高，比国家平均水平和全球平均水平高出2部多。在分析和研究碳排放方面，因素分解是许多学者利用的方法，比如徐国泉^[8]等人利用对数平均权重迪氏指数法( LMDI，Logarithmic Mean weight Divisia Index method)对中国人均碳排放进行因素分解，建立模型，分析了1995-2004年10年间中国的能源结构，能源效率以及经济发展因素对中国人均碳排放的影响，得出经济的飞速发展是对碳排放增长的主要原因，并且在不断增加影响度，而能源效率以及能源结构却对碳排放的影响在不断减弱。并有王伟林^[9]等人在研究以江苏省为例的研究区域碳排放强度变化时，因素分解采用了J.W.Sun^[10]的分解方法。最后通过分析得出结论：1995~2005年，行业碳排放强度对碳排放强度的下降起到了主要促进作用；在国民经济的各个部门中，工业部门的碳排放强度最大。

1.2.2居民生活碳排放

居民生活产生的碳排放也占了城市碳排放的一部分，陈琦^[11]等人利用IPCC国家温室气体计算清单指南，修正碳排放系数。他们首先结合昆明市的相关数据,参照《IPCC清单指南》中各种能源的标准煤参考系数，依据国家颁发的《全民节能减排手册》得出相关碳排放系数，然后进行计算，并对结果进行了分析，得出昆明市2000-2008年间家庭能源消费产生的碳排放主要为家庭用电、家用燃料。另有利用模型对居民生活碳排放进行的研究，张钢锋^[12]等人把城市居民生活碳排放分为直接碳排放和间接碳排放，利用Urban-RAM (Urban Rapid Assessment Model)模型进行计算分析。此模型是由美国的实验室中国能源研究室针对中国城市的特点，发明的用于计算城市居民生活能耗和碳足迹的快速评估工具。其宗旨是把居民碳排放的结构特点显示出来，告诉人们城市居民的能源消耗和碳排放都发生在哪些方面，并不是主要为了精准核算。最终他们得出结论，直接碳排放中公共和居住建筑领域的碳排放量比重最大。在间接碳排放中，虽然并不是比重最大，但从总体上来看，公共和居民建筑领域的整体碳排放量最大，占了整个上海市居民生活碳排放总量的44.8%。

1.2.3 工业过程碳排放

一些工业生产过程中的物理化学反应过程会产生碳排放，在一些城市中这部分的碳排放量占了较高的比重。丛建辉^[4]等人根据《中国省级温室气体清单编制指南》提供的方法，估算济源市玻璃生产、水泥、石灰、钢铁和铅锌冶炼的生产过程碳排放。他们将玻璃，石灰生产和铅锌冶炼过程中的工业铲平产量数据直接乘相应的排放因子得出碳排放量，排放因子根据当地的情况取值，低于IPCC的对应数据；水泥产碳量是用水泥熟料产量与排放因子相乘；钢铁工业过程的产碳量则根据石灰石消耗量、白云石消耗量、生铁平均含碳量与钢材平均含碳量综合确定。通过计算后看出，济源市的工业生产过程的碳排放总量在2000~2010年十年间由21.22万吨上升到了235.71万吨，2002~2008年向重工业化发展，碳排放增加很快，2008年后由于锌冶炼行业起了作用，工业过程的碳排放增加慢慢稳定下来。

1.2.4废弃物碳排放

废弃物的处置同样会产生碳排放，王海鲲^[13]等人对固体废物填埋产生的碳排放量进行了计算。他们通过城市年鉴收集工业固废数据，根据历年的人口数量估算生活垃圾数据，然后采用IPCC一阶衰减模式计算，最后得出结论，无锡市2004~2008年间的废弃物处理产生的碳排放量，其只占整个城市碳排放量比例的1%~3%。刘裕生^[14]等人也进行了废弃物方面的碳排放计算，他们认为废弃物处置的碳排放主要是来源于垃圾的焚烧以及填埋时所产生的二氧化碳以及甲烷气体。工业生产废水处置中也会产生CH₄，孙建卫^[15]等人在计算城市工业废水碳排放时以COD为主要数据，对废水处置产生的CH₄采用了IPCC推荐的排放因子进行核算^[16]，最后利用碳排放转换系数来计算废水的碳排放。

1.2.5土地利用碳排放

除了以上几个方面的碳排放计算以外，还有一些选取角度不同的核算方式与研究。比如通过城市圈的土地利用来计算碳排放量,张俊峰^[17]等人就以武汉为研究对象，估算了武汉城1996~2010年土地利用碳排放量，发现1996~2010年武汉城市圈土地利用的碳排放量呈上升趋势，并且上升幅度越来越大，在短期时间内还将持续上升。土地利用变化、人口规模增加、经济发展水平提高、三个因素都会使武汉城市圈土地利用碳排放量增长，而能源效率提高和能源结构优化起对其起抑制作用。

显然，尽管能源消耗是主要的碳排放源，不过碳排放研究不能单一只考虑某个方面的碳排放量，需要对碳排放源全面考虑来进行核算研究。黄金碧^[18]等人从能源消费、水泥生产、用地扩张土地利用/覆被变化、生活垃圾、废水COD、园林绿地等方面考虑，计算了各个碳排放源的排放量，将各个碳源碳排放之和作为城市的总碳排放量，然后计算并预测了江苏省城市碳排放强度，分析江苏省城市的减碳压力。

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