二氧化碳产生途径及其量的概念

二氧化碳产生途径及其量的概念
CO2的排放概况及其减排措施IPCC的第三次气候变化科学评估中提出各温室气体对全球气候变暖的贡献比例分别是：CO2为60%，CH4为20%，N2O为6%，CF11、CFC12等为14%，可见二氧化碳对气候变暖的“贡献”最大，是造成温室效应的最主要气体。

近年来，由于人类大量使用煤、石油、天然气等化石燃料，全球的二氧化碳正以每年约6 Gt的数量增加，这使得温室气体浓度增速有所提高。

国外CO2排放状况：
由WRI所得数据可知，从1850年至今，全球共排放二氧化碳1000 Gt以上，大部分是由发达国家产生的，其中美国累计排放则超过了300 Gt，是中国的三倍以上，工业化国家的累计排放达到了75%以上；中国人均历史累计排放不足80 t，还不到世界平均值的一半，而美国和英国的人均历史累计排放都超过了1000 t，远远超过中国。

中国CO2排放概况:
我国CO2排放总量排放经历了五个阶段：
第一阶段( 1990 ~ 1994年): 随着我国对外开放的不断深入, 社会、经济得到快速发展, 大型建设项目的全面启动、第二产业的迅猛发展导致能源需求大幅攀升, 能源消耗结构中煤炭消耗比重均保持在75%以上, 各类因素共同作用促使CO2 排放量高速增加。

由LMDI分解结果所示: 单位能源消耗排放CO2 量(排放强度效应)对CO2 排放总量变动的影响由初始年份的负向影响转变为正向影响, 即排放强度由1990~ 1992年间减缓CO2 排放总量增加逐渐转变为促进CO2 排放总量增加, 这种现象是由煤炭消耗量的持续增长造成的;单位GDP 能源消耗量(能源强度效应)对CO2 排放总量变动一直保持负向影响, 虽然能源消耗量大幅提高, 但这一时期经济增长速度远远超过能源消耗增长速度, 因而能源强度在这一时期逐年下降, 缓解了CO2 排放总量的增加; 人均国内生产总值的增加会带来居民可支配收入和高碳消费量的增加, 因而人均国内生产总值(经济效应)会促进CO2 排放总量的增加; 人口数量的增加显然会在交通、建筑、生活领域带来CO2 排放总量的增加, 因而人口效应对CO2 排放总量变动一直保
由图2可知, 总体看来, 排放强度效应贡献率和能源强度效应贡献率在1990 ~ 2008年间呈现出先波动下降、后波动上升、最后趋于平稳的变化趋势, 经济效应贡献率在1990~ 2008年间呈现出先波动上升、后波动下降、最后趋于平缓上涨趋势; 人口效应贡献率在1990~ 2008 年间基本保持稳定、平缓的变动趋势。

结合具体年份我国经济、社会发展情况进行具体分析，分析如下：排放强度效应贡献率和能源强度效应贡献率均在1994~ 1995年间出现负贡献率最低值, 原因在于受国家宏观调控和环境治理影响, 单位GDP能源消耗量、单位能源消耗排放CO2 量较低, 在CO2 排放总量增加的基础上, 排放强度和能源强度的影响作用表现为负向影响, 并且在整个CO2 排放总量变动中占有较大份额, 因而负贡献率较其他年份相比达到最低点; 1999~ 2000年间, 排放强度效应贡献率和能源强度效应贡献率均达到正贡献率最高值, 原因在于经济危机和自然灾害过后, 中国经济增长速度明显放慢, 一次能源消耗量的减少
和清洁能源的开发利用促使排放强度和能源强度降低,在CO2 排放总量整体降低的基础上, 排放强度和能源强度的下降对减排拉动作用尤为突出。

经济效应在1990~ 1997年间均保持正向贡献率, CO2 排放总量的增长很大程度上源于人均GDP的刺激作用。

此外,1994~ 1995年间正向贡献率最高值的出现主要在于以更高的经济效应贡献率来抵消排放强度、能源强度二者拉动减排效应的负向贡献率。

由此可见, 排放强度效应、能源强度效应与经济效应之间存在正逆抵消变动趋势, 尤其表现在正负贡献率极值点所在年份区间内。

人口效应贡献率在1990~ 2008 年间一直保持平稳的变动率, 图中负贡献率的出现表明人口效应在CO2 排放总量降低的年份区间内不具有拉动减排作用, 而是刺激CO2 排放总量的增加; 反之, 正贡献率的出现表明人口效应在CO2 排放总量增加的年份区间内具有促进CO2 排放量增长的作用。

但总体看来, 人口效应的正负贡献率作用程度均普遍较低。

我国CO2排放现状：
1)碳源
通过估算全国42个产业部门因煤炭、石油和天然气消费而排放的二氧化碳量，研究结果表明，2010年我国总的二氧化碳排放量中，“贡献”最大的产业是电力、热力的生产和供应业，其排放量占到了总量的40.1%。

分列“贡献”排行榜2~5位的产业及其排放量占比分别是：石油加工、炼焦及核燃料加工业，15.7%；黑色金属冶炼及压延加工
业，7.3%；非金属矿物制品业，6.7%；化学原料及化学制品制造业，6%。

2010年，来源于煤炭消费的二氧化碳排放量中，排在前五位的产业部门及其占因煤炭消费而排放二氧化碳总量的比例分别是：电力、热力的生产和供应业，48.7%；黑色金属冶炼及压延加工业，8.9%；石油加工、炼焦及核燃料加工业，8.7%；非金属矿物制品业，7.7%；煤炭开采和洗选业，6%。

40.1%
15.7%7.3%6.7%
6%
24.2%
二氧化碳排放量
电力、热力的生产和供应业
石油加工、炼焦及核燃料加工业黑色金属冶炼及压延加工业非金属矿物制品业化学原料及化学制品制造业其他
来源于石油消费的二氧化碳排放量中，排在前五位的产业部门及其占因石油消费而排放二氧化碳总量的比例分别是：石油加工、炼焦及核燃料加工业，51.7%；交通运输、仓储和邮政业，18.9%；化学原料及化学制品制造业，5.9%；农业，4%；其他服务业，4%。

48.70%8.90%8.70%
7.70%
6%
20.10%
电力、热力的生产和供应业
黑色金属冶炼及压延加工业石油加工、炼焦及核燃料加工业非金属矿物制品业煤炭开采和洗选业其他
来源于煤炭消费的二氧化碳排放量
来源于天然气消费的二氧化碳排放量中，排在前五位的产业部门及其占因天然气消费而排放二氧化碳总量的比例分别是：化学原料及化学制品制造业，33%；石油和天然气开采业，17.8%；生活消费，17%；非金属矿物制品业，5.6%；石油加工、炼焦及核燃料加工业，4.2%。

51.70%18.90%5.90%4%4%
来源于石油消费的二氧化碳排放量
石油加工、炼焦及核燃料加工业；
交通运输、仓储和邮政业
化学原料及化学制品制造业
农业
其他服务业，
其他
2) 碳排放分布
中国不同省份之间二氧化碳排放的分布情况差异很大。

其中，内蒙古的排放总量和人均排放量都是最大的，人均排放量达到了17.14 t ，而最低的海南省人均排放量只有2.65 t ，还不足前者的六分之一。

从总体来看，除内蒙古、宁夏和山西等少数省区外，人均排放的大体分布情况具有发达沿海地区高于欠发达内陆地区的特点。

从排放密度来看，环渤海湾、珠三角、长三角等经济高度发达区往往是排放高密度区，排放密度均大于2000 t/km2。

排放密度最大的是上海，达到33,500 t/km2，而西部地区每平方公里的CO2排放量基本处于500 t 之下。

此外，CO2排放强度呈现出十分明显的区域转移现象。

经济发达的北京、上海等直辖市和一些沿海城市的单位GDP 的CO2排放量平均值
33%17.80%
17%5.60%4.20%22.40%
来源于天然气消费的二氧化碳排放量
化学原料及化学制品制造业
石油和天然气开采业生活消费非金属矿物制品业
石油加工、炼焦及核燃料加工
业
其他
均低于4 t CO2/万元。

而山西、内蒙古、宁夏、贵州等内陆或西部不发达地区的单位GDP的CO2排放量却较高，达到10 t CO2/万元以上。

可见，高耗能、高排放企业已开始从沿海和东部地区往内陆、西部地区转移。

通过以上结果得出以下结论：
（1）经济效应影响即经济产出增长是目前我国CO2 排放量增加的关键主导因素, 对整个CO2 排放量变化增长的贡献率达141.04%,经济
产出的高速增长需要以相应的能源消费增长作为发展基础, 这也是一定时期内我国经济发展伴随同期CO2 排放总量随之攀升、造成环境压力持续上升的原因所在。

（2）能源强度下降即能源效率的提高是抑制CO2 排放量增加的主要因素, 对整个CO2 排放量变化增长的贡献率为- 49.78%, 即在近50%的程度上遏制了CO2 排放总量的增加。

由于我国产业结构仍旧以工业为主, 因而能源效率的提高更多体现在能源利用技术的创新和减排技术的应用。

（3）人口效应即人口数量对我国现阶段CO2 排放总量的增加也具有一定的刺激影响, 贡献率达11.77%。

但从另外一个角度看, 低贡献率的人口效应影响实质上也在一定程度上减缓了CO2 排放总量的增加速度。

（4）排放强度即单位能源消耗排放的CO2 量对我国现阶段CO2 排放总量的增加也具有微小的抑制作用, 排放强度与能源消耗结构有关。

由于我国目前能源消费仍旧以煤炭为主, 因而减少一定量的煤炭使
用不足以在很大程度上影响。

鉴于以上分析结果, 我国要切实降低CO2 排放量, 就需要从影响因素入手, 因地制宜地制定相关政策、措施。

站在战略角度，我们提出以下政策性建议: 一是加快能源消费结构调整, 开发、利用低碳、清洁和可再生能源, 例如风能、太阳能、潮汐能、核能等, 从而降低煤炭消耗比重, 摆脱经济发展对煤炭消耗的依赖性, 减缓CO2 排放量的增加速度; 二是优化产业结构, 降低第二产业在国民经济中的比重, 提高重化工行业领域的资源整合能力, 大力发展高新技术产业和现代服务业, 增加高附加值行业比重, 从而降低重化工行业能源消耗量, 减少CO2 排放量; 三是重视能源领域技术研发合作, 特别是洁净煤炭技术的开发利用, 采取前端总量控制、中端循环处理、末端减排控制等措施, 减少煤炭消耗量和燃烧后排放的CO2 量, 从而降低单位GDP能源消耗量和单位能源消耗排放的CO2 量; 四是合理控制城市化进程速度, 加快大中城市和农村的和谐发展,逐渐缩减城乡居住环境和生活水平差异, 大力倡导低碳消费理念, 引导居民消费模式向可持续型、低碳型消费模式转变,提高公众对践行低碳生活方式的认知水平。

因为二氧化碳的主要来自于以化石燃料为主要能源的电力生产中，排放的CO2量约占世界人类排放的所有CO2量的30％，同时，它也是最大的单点CO2排放源，因此，就当前形势来看，减缓与控制火力发电厂CO2的排放是重中之重，具体措施可以从下面三个方面考虑：
(1)提高电力生产的效率，如采用超高参数的发电机组、联合循环等；
(2)促进能源替代，如大力发展可再生能源，发展核电、水电、风电等；
(3)直接从火力发电厂的烟气中分离CO2，然后对其进行储存或加以利用。

第一种方法是首选的，它既节约了能源，降低了发电成本，同时也有效地减少了CO2的排放。

但是如果要进一步大量的减少CO2的排放，而又不较大程度地改变当前的能源结构，从目前来看，只能从第三方面寻求方法和技术。

参考文献：
[1]我国二氧化碳排放现状与减排对策探析。

梁淑轩，袁晨光，
孙汉文,河北大学化学与环境科学学院。

[2]张仁健，王明星，郑循华等. 中国二氧化碳排放源现状
分析[J]，气候与环境研究，3(6):321-326,2001
[3] 我国二氧化碳排放现状及对策研究。

马敬昆，王瑾瑜，
吴胜英，潘星宇。