中國電力碳排放動態特征及影響因素研究
4因素分解結果分析
運用LMDI乘法分解方法,以1991年為基期,得出以后每一年排放因子、能源結構、轉換效率、輸配損耗、電力結構、電力強度、產業結構、經濟規模、生活消費和人口規模等10個因素對電力碳排放增長的貢獻值,分解結果見表2。
從表2可以看出,2012年電力CO2排放量是1991年的5.783倍。依據1992-2012年各影響因素貢獻值平均排序,正向驅動效應(即貢獻值大于1)從大到小依次是經濟規模、產業結構、生活消費、人口規模、輸配損耗、能源結構和排放因子;負向驅動因素(即貢獻值小于1)是電力強度、轉換效率、電力結構。其中經濟規模效應是最大的正向驅動效應,貢獻值高達2.575,使得電力碳排放快速增加;電力強度效應和轉換效率效應的貢獻值分別為0.776和0.933,是減少電力碳排放的主要力量。
排放因子、能源結構和電力結構三種效應都反映了電力生產不同能源的投入比例問題。排放因子是煤、油和氣這三大類能源內部不同品種能源的結構,如煤中原煤、洗精煤和煤氣的占比;能源結構反映火電生產中煤、油、氣三種能源中煤的占比;電力結構反映了電力生產中化石能源和水能、核能、風能等的投入關系。產生同等電力,煤電碳排放高于油電、氣電,火電高于核電、水電和風電,所以這些結構變化會對電力碳排放產生影響。1991-2012年,火電比例在81%附近波動起伏,煤類能源的排放因子從2.95升高到3.02,油類能源的排放因子從2.23升高到2.31,氣類能源的排放因子從1.64下降到1.35,但由于煤類比重較大,所以綜合后排放因子效應呈正向效應;在火電生產能源投入中煤占比從91.2%升高到96%,使得能源結構也呈正向效應,驅動電力碳排放增加。
輸配電損耗包括供電源與配電點之間輸送電力以及向消費者配送電力過程中產生的損耗,該部分電力被白白損失掉,不能創造任何價值。1991-2012年中國輸配損耗率總體上呈現先上升后下降趨勢,1991年為6.77%;1995-2000年損耗率均超了7%,其中1995年(7.92%)為22年內最高峰值;此后損耗率在波動中下降,2011年為6.00%,是22年內的最低值,2012年為6.03%。由于中國發電量大,而且中國地域遼闊使得輸配線路較長,導致電力損耗量十分驚人,2012年中國電力損耗量為2896.16億kW·h,而同期北京市電力消費量合計為911.94億kW·h,損耗量相當于北京市電力消費總量的3倍。因此輸配損耗效應驅動了電力碳排放增加,從分解結果看,1992年貢獻值是1.005,2012年為1.124,成為驅動電力碳排放增加的因素之一。
產業結構反映了國民經濟內部農業、工業、建筑業、服務業產出的比例關系。1991-2012年,農業產出占比從25.43%下降到7.51%;工業從38.49%升高到53.94%;建筑業和服務業產出占比雖有波動但變化不大,可見中國經濟增長對工業的依賴越來越重。單位產出用電量工業要比其他產業高出許多,以2012年為例,工業是3828kW·h/萬元,分別是農業、建筑業和服務業的4.58、5.68、3.58倍,所以中國以工業為主且其比重還在逐漸加大的產業結構,使得產業結構效應呈正向且逐年增強。從分解結果看,1992年貢獻值為1.036,2000年貢獻值為1.159,2012年貢獻值為1.214,對電力碳排放的影響程度逐漸加大,是驅動電力碳排放增加的第二大因素。
電力強度和轉換效率反映了投入與產出的關系。電力強度反映同等GDP消耗電力的多少,轉換效率反映同等電力能源投入的多少。當電力強度下降、轉換效率升高時,同樣產出需要的電力及發電能源投入減少,會使得電力碳排放減少。1991-2012年除服務業外,GDP及其他產業部門的電力強度均有下降,工業下降幅度最大,每萬元工業GDP電力消耗由6084kW·h/萬元下降到3828kW·h/萬元,21年間下降了37.07%?;痣娚a能源轉換效率從最低的30.12%升高到39.22%,增加了9.1個百分點。從分解結果看,電力強度的貢獻值1992年為0.942,2012年為0.776,轉換效率的效應從0.987下降到0.933,表明單位GDP耗電量下降和單位火電能源投入減少,使得電力強度效應和轉換效率效應成為抑制電力碳排放的主要力量。
經濟規模即人均GDP,不但是一個國家經濟發展水平的體現,也是居民物質生活富裕程度的反映。1991-2012年,中國人均GDP由1760元上升到11923元,增長了6.77倍,年均增長率為9.54%。產出水平的提高使得電力消費及其碳排放相應增加。同時,居民生活富裕程度提高,空調、冰箱等耐用消費品增加,導致用電量大大增加:人均生活用電已由1991年的47kW·h上升到2012年的459kW·h,20年增加了近10倍。中國人口增長率很低,但每年凈增人口數量較大,推動電力消費增加。因此經濟規模、生活消費和人口規模效應都驅動電力碳排放增加。從分解結果看,經濟規模的貢獻值從1.109增加到5.005,成為最大的正向驅動因素;生活消費從1.013增加到1.112,是驅動碳排放增長的第三大因素;人口規模貢獻值從1.012增加到1.153,是驅動電力碳排放增加的重要因素。
5結論與建議
電力碳排放占中國碳排放總量的比重較大,因此研究電力碳排放影響因素并制定針對性減排政策對中國節能減排有重要的意義。基于1991-2012年電力相關數據,首先分析了電力碳排放的動態特征,發現電力消費及其碳排放與GDP同步變化,中國電力生產的能源轉換效率在提高,電力碳排放主要來源于煤炭的使用。運用對數平均迪氏指數分解方法,不僅考慮電力生產過程,而且考慮電力輸配環節和電力終端消費活動對碳排放的影響,從而把中國電力碳排放增長分解為排放因子、能源結構、電力結構、轉換效率、輸配損耗、經濟規模、人口規模、產業結構、電力強度、生活消費等10個影響因素的貢獻。分解結果表明,經濟規模是促進電力碳排放增加的最大因素,意味著中國電力碳排放與經濟社會發展密切相關;以工業為主的產業結構使得電力消費增加,驅動了電力碳排放增長;生活消費也是電力碳排放增加的重要影響因素;人口規模、輸配損耗、能源結構、電力結構、排放因子等因素也呈正向效應,但影響程度較小。產業部門電力強度下降和能源轉換效率提高是抑制電力碳排放增長的最重要因素;電力結構也抑制了電力碳排放增加,但影響程度較小。
基于以上結論,可以從電力的生產、輸配和消費等環節入手控制電力碳排放,本文提出如下政策建議:
(1)電力生產側。一是調整電力結構。中國電力結構存在的問題是火電比重太大,且火電生產又以煤炭為主。因此應在保護環境的前提條件下合理開發水能,安全利用核能,高效利用風能,增加燃氣裝機容量,從而逐漸提高清潔能源和可再生能源的裝機比重,通過減少煤炭的使用控制碳排放。二是提升能源綜合利用效率。淘汰技術落后、水平較低的中小發電機組,通過開發、引進新技術提高能源的轉換效率,通過熱電聯產、整體煤氣化聯合循環等方式努力降低煤耗、油耗、氣耗,實現能源的梯級利用、綜合利用和高效利用。三是煤炭的清潔利用。積極穩妥發展現代新型煤化工項目,對煤炭進行二次加工和深加工,使之轉化為油、氣等優質能源。
(2)電力輸配環節。電力輸配環節的電力損耗是不可避免的,但是可以采取措施降低輸配損耗率。一是對現有線路和設備進行升級改造。部分線路特別是廣大農村的低壓配電網線損率高,應進行升級改造;提升變壓器的能耗值標準,用節能型變壓器替換目前的部分高耗能設備。二是研發和采用新技術、新工藝、新材料。采用高壓直流輸電,高壓直流輸電不但設備經濟,而且線損率小。轉變傳統電網運行管理方式,建設智能電網,智能電網涉及到電力的生產、輸配、消費和調度等各個環節,可以有效提高電網的資源配置能力,實現電力的遠距離、大規模輸送,不但降低電力損耗,而且提升了整個電力系統的運行效率。
(3)電力消費側。一是優化產業結構。淘汰落后、化解過剩,積極發展服務業,抑制重工業特別是高耗能產業的發展。二是提升能效等級標準。出臺促進節能的財稅政策,加大節能補貼,制定更加嚴格的市場準入制度,提高能效等級標準,通過行政手段促使企業采用節能新工藝、新技術、新材料,淘汰能效高的落后設備和產品;實行合理的行業差價和階梯電價,通過經濟手段減少電力使用和浪費。三是培養節能意識。節能減排需要人人參與,加強宣傳,培養全民的環保理念和節能意識,使節能減排轉化為自覺行動。

責任編輯:電力交易小郭
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