第一节
固定能源二氧化碳排放

一、固定能源燃烧

能源是可产生各种能量（如热量、电能、光能和机械能等）或可做功的物质的统称。目前，使用的主要能源包括煤炭、原油、天然气、煤气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。这里，计算的能源生产和加工转换的碳排放主要包括工业企业能源、电力和热力消费。

（一）工业企业能源消费二氧化碳排放

化石燃料燃烧是中国碳排放的主要来源，这里借鉴2006年《IPCC国家温室气体清单指南》中基于不同部门和燃料种类的参考方法，计算化石燃料燃烧的二氧化碳排放。燃料种类包括原煤、洗精煤、其他洗煤、煤制品、型煤、焦炭、焦炉煤气、其他煤气、天然气、液化天然气、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、炼厂干气、其他石油制品等18种化石燃料。本次计算的能源消费碳排放包括工业企业能源消费碳排放、城市交通能源消费碳排放和城市生活能源消费碳排放。

工业能源消费碳排放的计算公式如下：

其中， CE _{I-ener gy} 为工业能源消费所造成的碳排放总量，单位为kg； Qp _i 为第 i 种能源的终端消费量，单位为kg； NCV _i 为第 i 种能源的能源净发热值，单位为TJ/Gg； Cf _i 为第 i 种能源的缺省CO ₂ 排放因子，单位为t/TJ； OF _i 为碳氧化率因子，单位为%。

为尽量符合中国自身实际，能源净发热值主要采用《中国能源统计年鉴》给定的平均低位发热量，部分缺失项目如型煤、液化天然气、其他石油产品等的能源净发热值取自IPCC,煤制品和其他煤气取自《中国能源统计年鉴》中对应类别的平均值。缺省CO ₂ 排放因子 Cf _i 采用《IPCC指南2006》的给定值。IPCC报告中的氧化碳因子统一默认为1，但由于化石燃料的不完全燃烧，以及燃烧方式和设备水平等原因，中国化石燃料的燃烧效率远低于发达工业化国家，国内燃料碳氧化率因子参考高广生等 的研究。各种能源的净发热值、缺省CO ₂ 排放因子和最终的碳排放系数如表3-1所示。

注：焦炉煤气、其他煤气、天然气的计量单位以m ³ 计，其余能源以kg计。区域层面各类能源二氧化碳排放折算参数亦参照比表，不再详细列出。

（二）电力和热力能源消费二氧化碳排放

能源的中间转化过程大部分用于发电和发热，由于数据原因，未将炼焦、炼油和煤炭开采过程考虑进去。

对于一次能源采用“生产原则”，然而对于电力和热力等二次能源国际上往往会采用“生产”和“消费”相结合的混合方法。在此，电力和热力消耗采用“消费”模式计算，即电力或热力的生产有可能发生在城市的外部，消费发生在城市的内部，属于温室气体核算的边界2。

国内学者在计算电力和热力消费碳排放时多采用国际能源署 ^[1] 的数据，但中国的电力和热力生产和供应结构往往和国际发达国家存在一定的差距。为使得电力和热力计算更加符合中国的实际情况，在此，根据中国电力、热力的生产和供应业能源消费量的结构表和各类能源的缺省二氧化碳排放因子与氧化碳因子的乘积进行加权平均，可以计算出中国电力、热力生产的能源消耗的二氧化碳排放因子。因此，电力消费的碳排放计算公式如下：

CE _electricity =Q _electricity · SCC _electricity ·S CCV·EF _electricity （3-2）

其中， CE _electricity 为年度电力消费碳排放，单位为kg； Q _electricity 为年度电力消耗量，单位为kW·h； SCC _electricity 为江苏省的供电标准煤，单位为g/（kW·h）； SCCV 为标准煤的热值，单位为J/kg,中国采用煤当量，即标准煤1 kgce=29.3×10 ⁶ J/kg； EF _electricity 为电力消费的二氧化碳排放因子，单位为tCO ₂ /TJ,电力的计算参数如表3-2所示。

注：中国电力、热力的生产和供应业能源消费量结构表来源于中经网产业数据库。

热力消费的碳排放计算公式如下：

CE _heat =Q _heat · SCC _heat ·S CCV·EF _heat （3-3）

其中， CE _heat 为年度热力消费碳排放，单位为kg； Q _heat 为年度热力消耗量，单位为GJ； SCC _heat 为江苏省的供热标准煤耗，单位为kg/GJ； SCCV 为标准煤的热值，单位为J/kg,中国采用煤当量，即标准煤1kgce=29.3×10 ⁶ J/kg； EF _heat 为热力消费的二氧化碳排放因子，单位为tCO ₂ /TJ。热力消费碳排放的计算参数如表3-2所示。区域层面电力和热力生产的二氧化碳排放公式与国家层面公式相同，区域层面电力和热力生产的二氧化碳排放计算参数详见表3-3和表3-4。

注：区域以江苏省数据为例，其他省份数据计算方法同此表，不再详细列出。

注：江苏省供热标准煤耗来源于《中国电力统计年鉴》（2001—2011年）中6000kW及以上电厂发电技术经济指标。2000年到2004年以及2011年缺失江苏省供热标准煤耗，取江苏省供热标准煤耗值的众值，为39kg/GJ。区域以江苏为例，其他省份参数计算方法同此表，不再详细列出。

二、交通能源消费

移动能源会直接产生温室气体排放，包括二氧化碳、甲烷和各类燃料产生的氧化亚氮以及造成空气污染的其他污染物。道路运输是城市交通运输温室气体排放的主体。IPCC指南推荐根据燃料燃烧消耗和车辆行驶距离两种方法估算交通能源碳排放。

基于燃料燃烧消耗估算碳排放，可以直接采用统计部门所提供的各种燃料消耗的数据结合燃料碳排放因子对交通能源消费碳排放进行估算，方法同工业企业能源消费碳排放和城市生活能源消费碳排放一致。

然而，由于目前缺乏统计部门对交通运输部门的能源消费数据，在此，基于车辆行驶距离对交通运输部门的温室气体排放量进行估算，利用各种类型机动车的保有量及行驶里程、各种车辆类型的燃油经济性指标等数据推算城市内部交通能源消费的碳排放。城市交通能源消费碳排放量计算公式如下：

其中， CE _transport 为城市交通能源消费产生的二氧化碳排放量，单位为kg； VP _i 为第 i 种机动车类型的保有量，单位为辆； VMT _i 为第 i 种机动车的年均行驶里程，单位为km/（辆· 年）； VFE _i 为第 i 种机动车单位行驶距离消耗的燃油量，单位为L/km； Density _{g/ d} 为汽油或柴油的密度，其中，汽油为0.732kg/L,柴油为0.875kg/L； EF _i 为第 i 种机动车消耗燃油的二氧化碳排放因子，单位为kgCO ₂ /kg； i 为不同的机动车类型，机动车类型主要包括轻轨、大型客车、大型货车、大型专用汽车、小型客车、小型货车、小型专用汽车、简易机动车、摩托车、拖拉机等。目前，由于国内暂时还没有关于机动车的年均行驶里程的权威数据，因此，机动车年均行驶里程来源于Wang等 ^[2] 的相关研究。由于区域层面缺乏统计部门对交通运输部门的能源消费的数据，其交通产生二氧化碳排放计算公式和参数参考国家核算方法和参数。

三、居民生活消费

在此，主要计算城市居民生活能源消费所产生的碳排放，主要包括人们日常生活中所用的液化气、煤气、液化石油气、天然气等。计算公式如下：

其中， CE _{L-ener gy} 为城市生活能源消费所造成的碳排放总量，单位为kg； Qp _i 为第 i 种能源的终端消费量，单位为kg； NCV _i 为第 i 种能源的能源净发热值，单位为TJ/Gg； Cf _i 为第 i 种能源的缺省CO ₂ 排放因子，单位为t/TJ； OF _i 为碳氧化率因子。能源类型主要包括液化气、煤气、液化石油气、天然气等，各种能源的二氧化碳计算参数如表3-5所示。

注：焦炉煤气、其他煤气、天然气的计量单位以m ³ 计，其余能源以kg计。国家层面和区域层面参数均采用此表数据。

[1] IEA.CO ₂ Emissions from Fuel Combustion 2009[EB/OL].http://www.iea.org/statitics/,2010-07-29.

[2] Wang M,Huo H,Johnson L.Projection of Chinese motor vehicle growth,oil demand,and CO ₂ emissions through 2050[EB/OL].See http://www.anl.gov,2008-03-20.