减少排放二氧化碳的建议范文

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篇1

一些科学家提议，可以为地球建造太阳镜以应对全球变暖，即在赤道附近放置一圈散射太阳光的微粒，从而减少太阳对地球的辐射，来抵消温室效应产生的热量。这个疯狂的想法可能要花费数万亿美元。

往海洋中投入大量铁

在海洋中，进行光合作用的浮游生物利用二氧化碳来制造食物，随着这些生物的死亡，二氧化碳也随之沉入海底。铁元素能够刺激浮游生物的生长，便有科学家建议在海中投入大量铁，以刺激大量浮游生物的生长，从而吸收过量的二氧化碳。

降低飞机的飞行高度

飞机产生的飞行云隔离了地球热量的蒸发。一些科学家就建议飞机降低飞行高度，这样就无法形成飞行云了。飞行高度降低意味着飞行距离增加，但科学家认为，飞行云减少所产生的效应将抵消燃油增加对环境带来的损害。

在海洋表面种植水藻

环境保护者提出，利用抽水管道将海洋深处的富氧化水引到海洋表面，养殖大量的海藻，用来吸收空气中的二氧化碳，然后二氧化碳就会随着海藻死后而沉入海底。

真树假树都要种

科学家提议种植10万棵假树，用于吸收排放的二氧化碳。这些假树可以通过过滤器吸收二氧化碳并储存起来。这种假树的模型可能和集装箱一样大，但其吸收二氧化碳的能力将是真正树木的数千倍。

在空气中注入气雾剂

空中悬浮的某些气雾对大气有降温效果，这些小分子可以拦截一部分太阳辐射，并将其反射到太空中去。于是科学家就提议，可以模拟火山喷发，向大气中注入大量的气雾，来应对全球变暖。

在厨房中保留蠕虫

生物学家建议，可以在厨房内保留一定数量的蠕虫，它们以垃圾中的面包碎屑和果核为食，然后可将其变成复合肥，用于花园施肥或种植室内植物。

将二氧化碳埋入地下

一些科学家建议，将二氧化碳收集起来埋在地下岩层、煤层或空置的煤气田中。首先要将二氧化碳分离出来，然后进行压缩并注入地下。但是这一提议并不是很现实，因为它不仅成本高，而且存在地下气体渗出的风险。

用垃圾建造房屋

篇2

随着工业化进程的加快，各种因素导致大气中的二氧化碳含量大幅度增加，引起温室效应。如何减少碳排放量成为当今科学研究的一个重要课题。碳捕集和封存（Carbon Capture and Storage，以下简称CCS）就是基于目前的时代背景产生的，用来解决碳排放量问题的一项技术。尽管CCS技术能有效地封存过多的二氧化碳，对于缓解温室效应具有很好的前景，但是由于各种经济、政策以及其他的一些原因，CCS技术目前乃至将来几十年都面临着巨大的挑战。

1 推广CCS技术的必要性

二氧化碳对于人类的生活和生产至关重要。它能够阻挡太阳的热量逸散进太空，使地球温度基本恒定，让动植物得以生存。然而近几年来，人类的工业化进程显著地提高了大气中二氧化碳中的含量。从碳排放的角度来看，工业生产如炼油、制钢、发电等，每天都向大气层释放出大量的二氧化碳。人们在日常生活中的碳排量也是罪魁祸首之一。小汽车、船舶、航天飞机以及家用设备等排放出的二氧化碳也显著增加。从碳吸收的角度来看，全球植被面积有减无增，地球吸收和调节大气中二氧化碳含量的能力也有所下降。种种因素都导致全球大气层中二氧化碳含量持续攀升，从而引发温室效应。温室效应将使大气升温，大气和海洋循环发生改变，影响人们的正常生活[1]。

据统计，在2010年碳排放量达到了历史性的最高值。国际能源机构IEA（International Energy Agency）最近报告说按照这种趋势下去，到2100年的时候全球温度将升高超过3.5℃[2]。解决或者说缓和这个问题的方法大概可以分为两种：一是找到清洁的能源，二是让生产出的二氧化碳更少地进入大气层中。

对于前者，相比于目前大量、廉价而且易于获得的化石燃料，清洁能源的市场占有率仍旧十分有限，化石燃料的主导地位在未来几十年不会有太大的变化。按照全球碳捕集与封存研究所（Global CCS Institute）提供的数据，全球能源需求在未来20年将增长40%，石油、天然气等化石燃料的燃烧将继续向大气排放出大量的二氧化碳，温室效应将愈发严重。

对于后者，许多地区和国家已经采取了一些地方政策来减少工业中的碳排放，有的是自愿性、义务性的，也有的是通过商业贸易的形式来执行。近年来人们推出了新的思路，那就是CCS技术。它是一种将工业生产中的二氧化碳捕获、集中起来，再通过管道或者其他设备运移到一个适合封存的地质场所，把二氧化碳长期储存起来的一项新技术。尽管二氧化碳早在几十年前就因为各种原因被注入地下（如石油工业中通过向储层注入二氧化碳来提高原油的采收率等），长期地将二氧化碳封存起来还是一个新概念。据估计，到2050年，在工业生产中CCS每年可以减少40亿吨的二氧化碳，约为2050年所需减少的二氧化碳的9%，数量相当可观。但是为实现这个目标，20%到40%的生产设备需要配有CCS技术[3]。由此我们可以预见CCS技术必须得到充分的重视和推广。

2 CCS技术的基本原理

一般来说，CCS技术主要包括三个环节：捕集，运输和储存。具体来说，首先是将动力工厂或者各种来源的二氧化碳通过某种方法捕获起来，然后将其压缩、运输到某个地点，注入地下，利于该处的上覆岩层来封隔二氧化碳，阻止二氧化碳向上逸散。随后，再利用一些监测设备以确保二氧化碳被安全、永久地封存起来。在一个适宜的地质场所，如较深的咸水层、报废的油气藏或者是不再开采的煤层等，二氧化碳可以被安全封存达百万年之久[4]。据美国能源部估计，大概有36000亿吨的二氧化碳可以被储存在地下（指美国和加拿大境内）。相比于世界上每年排放大约130亿吨的二氧化碳，CCS技术对于减少二氧化碳具有很广阔的应用前景。

在捕集二氧化碳的环节中，常用的三种方式有燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧捕集。捕集方式的选择按照不同的生产过程而定。例如对于水泥厂排放的二氧化碳常采用燃烧后捕集，而对于钢铁生产过程排放的二氧化碳则采用富氧燃烧捕集。由于实际操作中捕集到的二氧化碳往往不纯，其中或多或少地含有其他气体，所以捕集二氧化碳之后还需要对它进行进一步的分离处理。可采用某些溶剂来吸收杂质或者是用半透膜等方法进行气体的分离。

在二氧化碳运输环节，首先将二氧化碳压缩成液态，然后通过卡车或者火车来将其运输到目的地。由于二氧化碳的运输量巨大，考虑到运输的安全性和经济性，现在普遍采用管道来运输。

最后一个环节是将二氧化碳注入到一个多孔的地下岩层中，深度往往在800米甚至更深。在这个深度，二氧化碳受到高温高压的作用以浓稠状的液态形式存在，密度相当于水的50%到80%之间。在这种较低的密度条件下，由于浮力的作用二氧化碳将向上运移，驱替地层原始孔隙中的液体。这也就是注入二氧化碳以提高石油采收率的基本原理。

3 推广CCS技术的挑战

CCS技术能否实施很大程度上基于整个项目周期的风险评估，包括从选址、设计、建造，到监测、报告、报废等。风险评估时一个很重要的因素就是解决法律和经济上的责任，解决这些责任如何被合理地分配给各个群体。这种风险性和不确定性包括商业层面、法律层面、以及技术层面等。理解这些风险是制定决策的前提条件。

商业层面上，一个企业或者说国家在推广CCS技术时，如果能有效地发挥市场运行的机制，把二氧化碳作为一种商品来进行销售和购买，吸引投资和回馈收益，则可以激活和调动人们科学研发的积极性，提高CCS技术在人们心中的认可程度等。如果一种商品只有买进，而不见具体的产出，或者产出极小，那么它也就失去了作为一种商品对于投资者的吸引力，勉强推广CCS技术的企业也会面临很大的风险。

法律层面上，合理和具体的法律法规是规避高风险（如推广CCS技术）的基础。模棱两可的建议和号召无法吸引投资者真正行动起来自主研发CCS技术，而只有明文条款如国家支持、政府补贴等，才能给有心运行CCS技术的企业以物质和精神上的保障。

技术层面上，由于二氧化碳大部分是从工厂的废气中收集来的，各种杂质掺混，使得分离和捕集二氧化碳的成本十分高昂。而且由于捕集来的二氧化碳需要长期地封存在地下，它的安全性也需要技术上的保障。

所以现有的挑战是严峻的。我国CCS科技研发方面，“十一五”期间在973、863、支撑计划的部署以及相关国际科技合作项目的支持下，国内有关高校、研究院所、企业围绕CCUS开展了基础理论研究、技术研发和一些中小规模工程示范[5]。但在目前的条件下，较高的成本使其在国内外的应用受到了限制[6]。就现有碳捕获技术而言，捕获一吨二氧化碳最高成本400英镑（642.4美元），成本过高，不适用于大规模商业生产。据路透社报道，全球碳捕集与封存研究所在其本年度关于全球碳捕集与封存部署情况的报告中警告说，根据目前的投资水平和监管不确定性来看，从现有的16个项目激增至130个项目的目标是不可能实现的。该研究所预计，其年度报告中确定的59个项目中，届时可能只有51个能投入运行，而有些项目则不太可能实施[7]。推广CCS技术还有很长的路要走。

4 推广CCS技术的一些建议

如果没有行之有效的措施，到2050年二氧化碳的排放总量将翻倍甚至更多。即使CCS技术对于减少碳排放具有极大的潜力，但如果没有政府和相关机构对CCS技术的认可和支持，CCS技术也不可能得到充分发展[8]。目前我国科技部了CCS发展技术路线图，但主要还是从技术研发角度，还没有考虑到政策支持、资金支持、公众参与等措施。

所以针对目前存在的问题，现有以下几点建议：

其一，政府可以通过减免税收等手段确保应用CCS的工程项目有足够的资金。许多生产单元如生物工程、炼油厂、水泥厂等在采用CCS 技术之前，往往综合考虑各种经济因素，如果资金不足，就算这种技术如何减排、如何保护环境，也不可能付诸于生产实践中。

其二，政府应鼓励科研人员更加重视CCS技术的研发，使这项技术更加成熟可行。技术的成熟一方面可以捕获更多的二氧化碳，另一方面还可以节约成本，是CCS长足发展的基础。同时，如果将天然气加工厂、煤气厂等捕获的二氧化碳用于油藏之中的话，还可以作为提高原油采收率的原料之一，实现废物的二次利用。

其三，政府对于CCS技术的宣传还应加大。目前CCS的应用所引起的重视还不够，尽管CCS的应用前景已经得到了广泛认证，人们对CCS技术的研究仍集中于动力单元。如果人们想达到预期的减排目标，CCS应当被用于更多的领域、更多的国家和地区；应当让更多的人意识到CCS技术的广阔前景，使得有关企业更快地掌握和实施CCS技术，推动CCS的广泛发展。许多示范工程已经具备一定的竞争力，并开始执行HSE标准（Health， Safety and Environment）。这些示范工程可能对建立合理的节能标准以及增加社会的认可度有一定的帮助。

5 结语

总的来说，CCS技术的发展有赖于各项技术的协同进步，有赖于企业和政府对其的肯定和支持。在技术方面，通过改进技术从而降低捕集、运输和封存的费用，例如深入研究各种物理、化学的吸附效率，减少捕集成本。在政策和环境方面，用支持性的法律法规吸引更多的企业来研发和运用CCS技术。只有这样，已推行CCS技术的企业才能获得充足的资金来长期投资、不断研究，未推行的企业也会逐渐投身于CCS技术的推广中来，从而有效地降低大气中二氧化碳含量，遏制温室效应的加剧。

参考文献

[1] IPCC， 2005： IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. Prepared by Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Metz， B.， O. Davidson， H. C. de Coninck， M. Loos， and L. A. Meyer （eds.）]. Cambridge University Press， Cambridge， United Kingdom and New York， NY， USA， 442 pp

[2] Carbon Capture and Storage： Bring Carbon Capture and Storage to Market. SBC Energy Institute， 2012： http：/// sbcinstitute.aspx

[3] Technology roadmap-Carbon capture and storage in industrial applications. OECD/ International Energy Agency and United Nations Industrial Development Organization， 2011.

[4] Global CCS Institute website： http：//

篇3

近来,“低碳经济”和“碳税”不断被政府官员和学者提及,已成为备受关注的名词。财政部财科所课题组在近期了《中国开征碳税问题研究》报告,将我国碳税的征收提上了议事日程。一些发达国家也计划开征碳关税,这引发了不少专家对我国是否率先征收碳税问题的讨论。本文将简单介绍碳税的概况,并分析一些国家实施碳税的经验,在此基础之上,提出一些相关的建议。

一、碳税的概况

(一)何为碳税

国际上对碳税(carbon tax)的定义是指,针对二氧化碳排放所征收的税。征收碳税是为了进一步控制二氧化碳的排放,以市场手段实现环境治理的有效经济手段之一。通过开征碳税能够抑制化石能源消费,进而达到减少二氧化碳及其他污染物排放的目的。

(二)碳税的优缺点

碳税除了有助于解决能源环境问题外,还有以下优点:一是有利于能源结构调整。开征碳税能够推动化石燃料(如煤炭、天然气、汽油和柴油等)和其他高能耗产品的价格上涨,导致此类产品的消费量下降,最终起到抑制此类产品消费的目的。二是有利于鼓励企业探索和利用可再生的能源,加速淘汰耗能高、排放高的落后工艺,研究和使用节能减排技术(例如:碳回收技术等),从而促进产业结构的调整,降低能源消耗和加快节能减排技术的开发和应用。三是有利于促进新行业的发展,例如:脱碳、储碳技术的清洁煤技术行业。

碳税的缺点主要是:征收碳税会降低私人投资的积极性,对经济增长产生抑制作用。因此,社会各方对该项税收有较多的争议。

二、国际实施碳税的经验

自20世纪90年代初以来,芬兰、瑞典、丹麦、荷兰等国家先后开征碳税,虽然开征碳税的国家或地区不多,但情况各异。以下就三个国家的碳税征收经验进行分析。

为了减少二氧化碳的排放和促进可再生能源的使用,芬兰于1990年率先征收碳税。在征税之初,征收对象包括了所有矿物燃料,并采用低税率(税率仅为1.62美元/吨)。在实行一段时期后,发现二氧化碳的减排效果不佳。为了能在20世纪末把二氧化碳排放的增长率降低为零,芬兰政府逐步提高了碳税的税率,由最初的1.62美元/吨提高到26.15美元/吨。税率调整后,减排的效果显著。经芬兰政府的评估,在1990～1998年间,芬兰有效地抑制了约7%的二氧化碳排放量。

继芬兰开征碳税后,瑞典于1991年对工业企业和私人家庭开始征收碳税,并采用高税率(税率为250瑞典克朗/吨)。随后,考虑到对本国工业竞争力的保护,瑞典政府降低了工业企业的碳税税率(工业企业只需要交纳80瑞典克朗/吨,而一些高能耗工业行业,如商贸园艺、采矿、制造业及纸浆和造纸行业,则全免)。瑞典环保局对瑞典实施碳税效果的评估结论:与假定仍然维持1990年以前的政策情景下的排放量相比,1995年瑞典的二氧化碳排放量减少了15%,其中排放量90%的减少来源于碳税。

丹麦在1992年开始对家庭用能征收碳税,标准税率为13.4欧元。于1993年起对工业企业征收碳税。最初,工业企业的征税额度仅为家庭税额的35%。随后在一些政客的要求下,调高了工业企业碳税税率。但为了保护本国产品和服务的国际竞争力,丹麦政府对那些已经签订了自愿协议的高耗能企业进行减免(即签订了自愿协议的耗能企业支付0.4欧元/吨的碳税,而没有签订自愿协议的企业要支付3.3欧元/吨)。评估表明,在征收碳税这些年来,丹麦已减少3.8%的二氧化碳排放量,也就是减排230万吨二氧化碳。

三、国外碳税实践对我国的启示

自2002年以来,我国一直是仅次于美国的世界第二大二氧化碳排放国。随着我国经济和社会的快速发展,二氧化碳的排放问题会越来越严重。作为国际社会中举足轻重的大国,我国所要承担的减排压力也将不断增大。因此,除了尽早加强二氧化碳减排技术、制度和能源战略等领域的研究外,还应当充分借鉴国外开征碳税的实践经验,结合本国国情逐步推进碳税制度建设。从国内外的研究和实践来看,笔者建议应该从以下几个方面来考虑我国的碳税问题。

(一)择机引入碳税

财科所课题组的《中国开征碳税问题研究》报告中建议,考虑到缓解国内外压力、居民和企业的负担以及经济结构转型等多方面的影响,建议五年内开征碳税。不少学者也认为,目前中国的经济受到国际金融危机的冲击,经济增长趋势不稳定,现在不宜开征碳税。王金南在《政策研究》中称,根据“巴厘岛路线图”达成的协议,2012年后在要求发达国家承担可测量、可报告、可核实的减排义务的同时,也要求发展中国家采取可测量、可报告、可核实的适当减排温室气体行动。他建议中国碳税起征时间宜为2012年。笔者也认为,我国从2012年起开征碳税是最理想的时机。主要理由是:

1.目前,发达国家的科技水平和资源利用率都已经达到了相当的高度,所以,除了征收碳税外,很难再找到其他的办法实现减排目标。而我国的科技水平和资源利用率还远没有达到发达国家的水平,不断地采用新的技术,提高资源的利用率,减少二氧化碳的排放,才是目前我国实现减排目标的有效方法,在现阶段开征碳税不一定能收到节能减排的明显效果。

2.正如财科所课题组的报告中所提到的,根据“巴厘岛路线图”达成的协议,2012年后全球为应对气候变化必然会形成新的格局,也必然会对中国控制温室气体排放施加更大的压力。在资源税改革后的1～3年内(即在2012～2013年)开征碳税,恰好符合中国根据国际气候变化谈判需要而适时出台有关二氧化碳减排政策的策略。

(二)税率的差异性

根据我国的国情,并在借鉴国外实践经验的基础上,笔者提出:我国碳税的税率应具有差异性。首先,在不同的时期,采用不同的税率。即在征收的初期,应采用较低的税率,然后再逐步提高,这样可以让企业和居民在承担较低税负的情况下及时调整能源消费行为。其次,可以借鉴丹麦的做法,对不同的能源使用者采用不同的税率。即对使用高污染能源――煤的企业和个人征收高税率的碳税;对使用天然气的企业和个人征收相对低的税率;对于使用可再生资源(风能、太阳能)的企业和个人不征碳税,甚至还对这些企业和个人给予一定的补偿。从而达到鼓励人们更多使用可再生能源,减少对高污染能源的消耗,最终实现减少二氧化碳的排放目的。

(三)纳税环节的选择

在征税环节的选择上,有些专家提出,碳税纳收环节应为消费环节(即最终使用环节),这样可以利用价格的传导作用,刺激消费者减少能源消耗。但也有一些专家有不同的意见,他们认为,考虑到我国目前对煤炭、天然气和成品油征税的实际做法,从实际管理和操作角度考虑,在生产环节征收碳税更容易操作。

笔者认为,在纳税环节的选择除了要考虑到价格信号的刺激作用外,也要考虑到我国的产业结构。特别是当前,我国的经济发展仍然依赖重工业、劳动力密集型产业的优势,能源利用效率不高,二氧化碳减排的任务还很重。为了实现减排的目标,为了保障碳税的有效征收,减少税收征管成本,笔者也建议将碳税的征税环节设在生产环节。

(四)税收减免与返还

碳税实施可能给相关产业带来影响以及产生社会公平问题,政府应及时建立和完善相应的减免与返还机制。在制定减免条款时应主要考虑:一是能源密集型行业的国际竞争力。征收碳税必将增加这类企业的成本,削弱其国际市场的竞争力。为了避免对能源密集型行业造成过大的冲击,保护我国相关产业在国际市场上的竞争力,建议在符合国家节能减排条件的情况下,可对能源密集型行业实行低税率或税收返还制度,对那些节能减排成效显著的企业还应给予奖励。二是从创造和谐社会的角度出发,对于低收入群体和地区,征收碳税导致其生活受影响,为了不影响其生活和经济发展,政府应给予相应的税收减免优惠或者给予相应的补贴。

(五)建立专项基金

政府可以借鉴英国碳基金公司的成功经验,将碳税收入建立国家专项基金,实行专款专用。2001年英国组建了一个由政府投资、按企业模式运作独立的碳基金公司。该基金主要用于:一是促进研究与开发;二是加速技术商业化;三是投资孵化器。到目前为止,已经取得了丰富的成果和经验。所以,我国政府也可将这项基金用于提高能源效率,研发节能新技术,开发低排放的新能源,实施植树造林等增汇工程项目以及加强有关的科学研究与管理等。

【参考文献】

[1] 李伟,张希良,周剑等.关于碳税问题的研究[J].税务研究,2008(3).

[2] 汪曾涛.基于我国碳税税负归宿的税收政策研究[J].商业时代,2009(12).

篇4

如果我们将人均地方生产总值与二氧化碳排放量进行关联分析，即检验两者的关系是否满足二氧化碳排放的“环境库兹涅茨曲线(EKC)”。如图1所示，由于EKC曲线可能为“倒U”型也可能为“N型”，因此设二氧化碳排放的环境库兹涅茨曲线方程可能为(3)式或(4)式之一，由于无法提前确定，需要回归后进行对比确定。通过对(3)式、(4)式的回归分析，可以发现满足含三次项的回归结果优于仅含二次项的回归结果。对回归结果进行残差Q检验，不存在自相关和偏自相关。回归结果为。由回归结果可知，黑龙江省二氧化碳排放量与地方生产总值的关系为“反N型”关系。二氧化碳排放拐点对应有两个，分别对应地方生产总值2589.1667亿元和12773.1522亿元，两个拐点分别对应1997年和2012年。1997年为第一拐点，2012年为第二拐点，在1997年达到最低点后，二氧化碳排放量开始随着地方生产总值的增长而增长，但速度递减，至2012年达到二氧化碳排放量的最高点。依现有数据来看，2012年以后黑龙江省二氧化碳排放量应呈下降趋势，但是由于没有后续数据支持，还不能确定这一拐点得以确立。

相比较而言，吉林省和辽宁省二氧化碳排放的环境库兹涅茨曲线与黑龙江省不同，呈现为标准的“倒U”型，且逐渐接近最高点(见图2和图3)。吉林省和辽宁省的经济增长速度的变化趋势与黑龙江省相同，但2008年之后，吉林省和辽宁省的产业结构并没有出现“逆工业化”的回调趋势，特别是吉林省近年来的工业化速度明显加快。黑龙江省的能源结构较快得到优化，而吉林省和辽宁省的非碳能源消费比重分别不足2%和1%。因此，如果沿着这个趋势来判断未来吉林省和辽宁省的CKC拐点已经确立的可信度较高。随着未来工业化的深入发展，黑龙江省的二氧化碳排放总量可能还会继续上升。

二、结论与建议

通过上述比较分析可知，由于不能确定黑龙江省的CKC曲线是否已经达到最高点，且第二产业比重回调，未来黑龙江省为发展低碳经济而进行产业结构调整和实现工业化的过程中，应注重以下几个方面:

篇5

作者简介：顾佰和(1987-)，男(满族)，辽宁丹东市人，中国科学院科技政策与管理科学研究所，博士研究生，研究方向：绿色低碳发展战略与政策分析.

1引言

化工行业是经济社会发展的支柱产业，同时也是耗能和温室气体排放大户。国际石油和化工联合会的统计数据显示，2005年世界二氧化碳排放量约为460亿吨，其中化学工业的二氧化碳排放为33亿吨，约占7.1%[1]。中国是世界上最大的化工制品国之一。其中合成氨、电石、硫酸、氮肥和磷肥的产量均排名世界第一[2]。2000年到2010年，中国的化工行业工业产值增长迅速，其中几种主要化工制品例如：乙烯、电石、烧碱、硫酸、甲醇、硝酸等产品的产量在此期间增长了50%以上。2000-2010年化学原料及化学制品制造业能源消费量逐年上升，年均增长8.86%[3]，占全社会能源消费总量的比重基本保持在10%左右。

我国化工行业产品结构不合理，高消耗、粗加工、低附加值产品的比重偏高，精细化率偏低。美国、西欧和日本等发达国家和地区的化工行业精细化率已经达到60%~70%，而目前我国化工行业的精细化率不到40%。且我国化工行业工艺技术落后，高耗能基础原材料产品的平均能耗比国际先进水平要高20%左右，因此我国化工行业存在较大的节能减排空间[4]。那么我国化工行业到底有多大的减排潜力，如何预测化工行业的温室气体减排潜力成为决策者和研究人员关注的焦点之一。

国内外学者围绕行业温室气体减排潜力评估展开了一系列研究，但研究集中于钢铁行业[5-6]、电力行业[7-8]、交通行业[9-10]、水泥行业[11-12]等产品结构较为单一的行业。而由于化工行业的产品种类繁多，且工艺流程各不相同，目前对于化工行业的温室气体减排潜力研究，从研究对象上主要集中于少数几种产品和部分工艺流程。Zhou[13]等全面细致的核算了中国合成氨生产带来的二氧化碳排放和未来的减排潜力，并据此提出了促进减排的政策措施。Neelis[14]等学者从能量守恒的角度研究了西欧和新西兰化工行业的68种主要工艺流程理论上的节能潜力。IEA[15-16]在八国集团的工作框架下，评估了化学和石油工业中49个工艺流程应用最佳实践技术(BestPracticeTechnology)短期内所带来的能效改善潜力。Patel[17]针对化学中间体和塑料等有机化学品给出了累积能源需求和累积二氧化碳排放量的核算流程和核算结果。

就关注的减排影响要素而言，主要涉及技术和成本两方面。技术层面上，Park[18]等通过调查五种节能减排的新技术，使用混合的SD-LEAP模型评估了韩国石油炼制行业的二氧化碳减排潜力；Zhu[19]从技术进步的视角采用情景分析方法从整个行业的层面研究了中国化工行业的二氧化碳减排潜力，并提出一系列促进化工行业碳减排的措施；卢春喜[20]重点概述了气-固环流技术在石油炼制领域中的研究与应用进展；王文堂[21]分析了目前化工企业节能技术进步所遇到的障碍，并对促进企业采取节能减排技术提出建议。成本方面，Ren[22]等对蒸汽裂解制烯烃和甲烷制烯烃两种方式的节能和碳减排成本进行了对比；戴文智等[23]将环境成本作为石油化工企业蒸汽动力系统运行总成本的一部分，构建了混合整数非线性规划(MINLP)模型，优化了多周期运行的石油化工企业蒸汽动力系统；高重密等[24]从综合效益角度出发提出了化工行业实施碳减排的相关建议以及化工园区实施碳减排的管理模式；何伟等[25]设计了节能绩效-减排绩效关系图及节能绩效、减排绩效与经济效益协调关系三角图。

在研究方法上，通过对以上文献的归纳，不难发现情景分析已成为行业温室气体减排潜力的主流分析框架。已有的国内外大部分相关研究都采用情景分析方法[5-12，13，18，19]。情景分析方法是在对经济、产业或技术的重大演变提出各种关键假设的基础上，通过对未来详细地、严密地推理和描述来构想未来各种可能的方案[26]。相比弹性系数法、趋势外推法、灰色预测法等传统的定量预测方法，情景分析法以多种假定情景为基础，强调定性与定量分析相结合。情景分析法在进行预测时，不仅可根据预测对象的内在产生机理从定量方法上进行推理与归纳，还可对各不确定因素(自变量)的几种典型的可能情况采取人为决策，从而更为合理地模拟现实。因此，情景分析法更加适用于影响因素众多、未来具有高度不确定性的问题的分析。此外，情景分析法与传统预测法还有一点显著不同。传统预测法试图勾绘被预测对象未来的最可能发生状况，以及这种可能程度的大小。而情景分析法采取的是一种多路径式的预测方式，研究各种假设条件下的被预测对象未来可能出现何种情况。在情景分析中，各种假设条件不一定会自然出现，但通过这样的分析，可帮助人们了解若要被研究对象出现某种结果需要采取哪些措施以及需要何种外部环境。

综观国内外学者的研究，有以下特点：从研究对象上来说，更多侧重于化工行业产品层面二氧化碳减排潜力的研究，而鲜有从行业整体层面的研究；从研究要素上来说，一般只考虑单一要素对二氧化碳减排的贡献，鲜有综合考虑化工行业内部结构调整、技术进步、政策变动等多因素的研究。鉴于此，本文结合化工行业的产品结构特点构建了一套化工行业二氧化碳减排潜力综合分析模型：首先结合化工行业产品种类繁多的特点，分别从行业和产品视角构建了一种两阶段二氧化碳排放核算模型；在此基础上，综合考虑化工行业的发展规模、结构调整、技术进步等因素，建立了化工行业二氧化碳减排潜力的情景分析方法，探索不同情景下化工行业的减排潜力和路径。最后运用该方法以中国西部唯一的直辖市、国家首批低碳试点城市———重庆市的化工行业为例进行应用分析。最后提出了我国化工行业低碳转型的对策建议。

2模型与分析方法

2.1核算边界

化工行业的二氧化碳排放包括两部分：一部分是由燃料燃烧产生的排放，另外一部分是工业过程和产品使用产生的排放。其中燃料燃烧产生的排放又分为化石燃料产生的直接排放以及电力、热力消耗产生的间接排放，为了体现化工行业对区域二氧化碳减排的贡献，本文将电力和热力消耗产生的间接排放也计算在内。此外，一些化工产品在生产活动中是吸碳的，例如尿素的生产，这部分被吸收的二氧化碳需要在计算中扣除。

2.2化工行业二氧化碳排放两阶段核算模型

为了能够得到化工行业全行业的二氧化碳排放量，同时能够综合考虑多种因素探索其二氧化碳减排潜力，本文针对化工行业特点构建了一种两阶段二氧化碳排放核算模型。模型中的主要参数名称及其含义见表1。

2.2.1基于全行业视角的核算方法

行业视角核算方法主要针对化工行业二氧化碳排放的历史和现状。本文所研究的化工行业包括国民经济行业分类中的化学原料及化学制品制造业、化学纤维制造业和橡胶制品业。化工行业是终端能源消费部门，通过能源平衡表，可以得到化工行业分能源品种的能源消耗量，根据2006年IPCC国家温室气体清单指南推荐的方法二，化工行业由燃料燃烧引起的二氧化碳排放量为：

部分产品在工业过程和产品使用中会产生二氧化碳排放，这部分排放量为：

此外，一些产品在生产过程中会吸收二氧化碳，被吸收的二氧化碳量为：

因此，基于行业视角核算的化工行业温室气体排放量为：

表1主要参数名称及其含义下载原表

表1主要参数名称及其含义

2.2.2基于产品视角的核算方法

化工行业产品种类虽多，但能耗相对集中在少数几种高耗能产品上，2007年，合成氨、乙烯、烧碱、纯碱、电石、甲醇这6种高耗能产品的能源消耗量占中国化工行业的54%[19]。现有的化工行业节能减排政策大部分集中在几种主要的高耗能产品上，因此从产品层面探讨化工行业的二氧化碳排放核算更具有现实意义。本文建立一种基于产品视角的核算方法来预测化工行业未来的二氧化碳排放。首先将化工行业由燃料燃烧引起的二氧化碳排放分为高耗能产品和其他产品两部分。某种高耗能产品的二氧化碳排放量为：

其中EMi为第i种高耗能产品单位产品的二氧化碳排放量，计算方法见式(6)：

由于除主要耗能产品外的其他产品种类多，单个产品的能源消耗量不大，能源利用效率数据难以获得，所以难以从单位产品能耗的角度对这部分产品的二氧化碳排放进行核算，本文将这部分产品作为一个整体来考虑，引入单位产值的二氧化碳排放来解决这一问题。其他产品合计的二氧化碳排放量为：

工业过程和产品使用排放以及产品对二氧化碳的吸收同基于行业视角的核算方法。

因此，基于产品视角核算的化工行业温室气体排放量为：

2.3减排潜力情景分析模型

2.3.1减排潜力的定义

潜力就是存在于事物内部尚未显露出来的能力和力量。而减排潜力即存在于某一温室气体排放主体内尚未发掘的减排能力。为了能够量化表达，本文将减排潜力进一步定义为某一温室气体排放主体通过努力可以实现的减排量。

本文所关注的是化工行业未来的二氧化碳减排潜力，这里为化工行业设置多种不同的发展情景。不同情景下的行业内部结构、技术水平、所面临的宏观和微观政策各不相同，相应的会得到不同的二氧化碳排放路径。其中一种情景称之为BAU(BusinessAsUsual)情景，也叫照常发展情景，该情景下化工行业现有的能源消费和经济发展趋势与当前的发展趋势基本保持一致，沿用既有的节能减排政策和措施，不特别采取针对气候变化的对策。其他情景中化工行业分别针对气候变化做不同程度的努力。所谓化工行业的二氧化碳减排潜力，针对关注的指标不同，有两类不同的含义。一是绝对二氧化碳减排潜力，即目标年份中其他各情景的二氧化碳排放量相比BAU情景的减少量；二是相对二氧化碳减排潜力，即目标年份的二氧化碳排放强度相比基准年份降低的百分比。

通过同一年份各情景与BAU情景二氧化碳排放总量的横向比较，以及同一情景不同年份间二氧化碳排放强度的纵向比较，便可分别得到化工行业的绝对和相对二氧化碳减排潜力。

2.3.2情景分析模型

根据减排潜力的定义，y年份化工行业的绝对二氧化碳减排潜力为：

其中CEyBAU为y年份化工行业BAU情景的二氧化碳排放总量，CEly为y年份化工行业情景l下的二氧化碳排放总量。

相对二氧化碳减排潜力是针对二氧化碳排放强度设置的指标，化工行业的二氧化碳排放强度为：

，其中V为化工行业的工业增加值。由此可以得到，y年份化工行业的相对二氧化碳减排潜力为：

其中，为基准年化工行业的二氧化碳排放强度，CEIly为y年份化工行业在情景l下的二氧化碳排放强度。

3案例分析

3.1对象描述

本文应用上述模型方法以重庆市化工行业为例展开分析。化工行业是重庆市重要的支柱产业之一。2011年重庆市化工行业实现工业总产值902亿元，占重庆市工业总产值的比重达到7.6%。重庆市缺煤少油，但天然气资源丰富，重庆市是国内门类最齐全、产品最多，综合技术水平最高的天然气化工生产基地。但重庆市化工行业部分产品的工艺技术路线落后，产品结构有待调整优化。2009年重庆市化工行业的精细化率仅约20%，低于全国的30%-40%的平均水平，更低于发达国家的60%-70%的水平。

根据重庆市化工行业发展现状和趋势，本文选取了合成氨、烧碱、纯碱、甲醇、石油加工、乙烯和钛白粉这七种产品作为重庆市化工行业的主要耗能产品。其中，2005年合成氨、烧碱、纯碱、甲醇和钛白粉这五种产品合计的二氧化碳排放占化工行业总体排放的46.5%，而石油加工、乙烯将是重庆市化工行业“十二五”期间重点发展的石油化工产业链中的上游产品。本文利用前文所述的化工行业二氧化碳减排潜力分析模型，分析了重庆市化工行业分别到2015年和2020年的二氧化碳排放变化情况，并通过不同情景间的比较得到其减排潜力。

3.2情景设置

化工行业的能源消耗和二氧化碳排放主要由以下几方面因素决定：产业发展规模，产业内部结构，高耗能产品的产量，技术结构的调整，产品的技术进步率等。本文根据以上这些因素为重庆市化工行业设计了三个发展情景。

在这三种情景中，重庆化工行业未来经济发展变化的基本趋势保持一致。2005—2011年重庆市化学工业总产值年均增长29.5%，未来重庆化工行业将继续保持比较高的经济增长速度。根据《重庆市化工行业三年振兴规划》，到2015年重庆市化工行业总产值将达到2000亿元。由此本文设定2011-2015年重庆市化学工业总产值的年均增长率为23.0%，2015-2020年年均增长率降低到20.0%。与此不同的是，为了支持这种经济的发展需求，三种情景分别设定了不同的能源消费增长和利用模式，具体描述如下。

表2情景定性描述表下载原表

表2情景定性描述表

3.3数据来源及处理过程

重庆市化工行业总产值和增加值现状数据来自《重庆市统计年鉴》(2005-2012)，化工行业未来总产值数据来自《重庆市化工行业三年振兴规划》；行业内部结构现状数据来自《重庆市化工行业统计公报》(2005-2010)；化工行业分能源品种能源消耗量数据来自《中国能源统计年鉴》(2005-2012)；各主要耗能产品产量数据来自《重庆市统计年鉴》(2005-2012)；各主要高耗能产品综合能耗参照《中国化学工业年鉴》、《中国低碳发展报告2011~2012》、高耗能产品能耗限额标准(由国家标准化管理委员会制定和颁布)和《能效及可再生能源项目融资指导手册(2008)》，各主要高耗能产品未来所采用的工艺比例和能源消耗参考《2050中国能源和碳排放报告》中的设置，不同的情景将设置不同的技术参数；各种一次能源的二氧化碳排放因子以及各主要耗能产品工业过程与产品使用的排放因子均来自《省级温室气体清单编制指南》，电力的二氧化碳排放因子参考中国国家发改委每年公布的“中国区域电网基准线排放因子的公告”，蒸汽的二氧化碳排放因子通过重庆市的能源平衡表间接计算得到，单位尿素吸收的二氧化碳量用尿素的碳含量(12/60)乘以二氧化碳与碳的转换因子(44/12)得到。主要耗能产品的单价参照中国化工产品网的报价。

3.4结果分析

3.4.1绝对减排潜力

(1)行业总体排放情况

通过模拟计算，重庆市化工行业未来的二氧化碳排放量如下图1所示。

图1重庆化工行业各情景二氧化碳排放总量

图1重庆化工行业各情景二氧化碳排放总量下载原图

随着石油化工的引进，未来重庆化工行业将进入一个飞速发展的阶段。三个情景的二氧化碳排放总量都呈明显的上升趋势，但由于所采取的结构调整和技术改进措施不同，二氧化碳排放总量上升的幅度有所不同。

BAU情景中，由于精细化工比例不高，到2020年只为45%，技术进步率有限，二氧化碳排放上升幅度最大。2015年和2020年的二氧化碳排放量分别为2005年的7.5和13.3倍。

节能情景中，化工行业的精细化工比例相比BAU情景有所提高，到2020年达到50%，工艺设备的技术进步也更显著。2015和2020年二氧化碳排放总量比BAU情景分别低492万吨和1338万吨。

低碳情景中，化工行业的精细化比例进一步提高，到2020年达到55%左右，主要耗能产品的技术水平达到或接近国际先进水平。2015年和2020年二氧化碳排放总量比BAU情景分别低985万吨和2644万吨。

(2)主要耗能产品排放情况

2005年，合成氨、烧碱、纯碱、甲醇和钛白粉这五种主要耗能产品合计的二氧化碳排放量占重庆市化工行业总体二氧化碳排放的46.5%。未来由于化工行业产品结构的调整，高能耗产品产出占化工行业的比例越来越低，加上化工行业工艺技术的改善，尤其对主要耗能产品进行的技术改造，使得主要耗能产品的二氧化碳排放量在重庆化工行业二氧化碳排放总量中所占的比重越来越低，见下图2：

图2八种主要耗能产品合计二氧化碳排放占化工行业总体比重

图2八种主要耗能产品合计二氧化碳排放占化工行业总体比重下载原图

BAU情景中，2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重为29.7%，到2020年降低到18.4%。

节能情景中，2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重降至26.2%，到2020年进一步降低到16.7%。

低碳情景中，2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重为22.0%，到2020年进一步降低到15.2%。

虽然未来各情景主要耗能产品的二氧化碳排放占化工行业总体的比重有所下降，但仍在化工行业中占有重要的地位，未来在进行产品结构调整的同时，主要耗能产品的节能减排仍将是化工行业实现二氧化碳减排的重要方面。

3.4.2相对减排潜力

(1)行业总体相对减排潜力

重庆市化工行业未来的二氧化碳排放强度(万元GDP二氧化碳排放量)如下图3所示。

图3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度

图3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度下载原图

与排放总量显著上升形成鲜明对比的是，重庆化工行业的二氧化碳排放强度下降明显。原因在于重庆化工行业在未来十年将进入一个飞速发展的阶段，2020年重庆化工行业的增加值相比2005年将增加30倍。而由于对高耗能产品规模的控制，精细化工比例的大幅提高，化工行业内部结构得到不断优化；同时由于化工行业的能效水平不断提高，到2020年逐步接近或达到国际先进水平，使得三个情景中，2020年重庆化工行业的二氧化碳排放总量相比2005年分别只增加了13.3、11.6和9.9倍。从而导致三个情景化工行业的二氧化碳排放强度均有较大幅度的下降。各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低幅度见下表3。

表3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低百分比下载原表

表3重庆化工行业各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低百分比

(2)主要耗能产品相对减排潜力

随着节能减排技术的不断改进和推广，未来重庆市化工行业各主要耗能产品的单位二氧化碳排放量将不断降低，由于篇幅有限，本文仅以合成氨为例进行分析。

重庆市合成氨均以天然气为原料，2005年重庆市大型天然气制合成氨的比重仅为3.8%。单位合成氨二氧化碳排放量为3.0吨。若扣除末端尿素固碳量，则2005年单位合成氨二氧化碳排放量为2.7吨。未来由于大型天然气制合成氨所占比重越来越高，使得重庆市未来单位合成氨二氧化碳排放显著降低，见下图4和图5。

图4单位合成氨二氧化碳排放量

图4单位合成氨二氧化碳排放量下载原图

图5单位合成氨二氧化碳净排放量(去除尿素固碳)

图5单位合成氨二氧化碳净排放量(去除尿素固碳)下载原图

BAU情景中，2015年大型天然气制合成氨的比重达到50%，合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的6.7%，单位合成氨二氧化碳排放降低到2.2吨；2020年大型天然气制合成氨的比重达到80%，合成氨二氧化碳排放只占化工行业总排放量的3.8%，单位合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.8吨。

节能情景中，2015年大型天然气制合成氨的比重达到60%，合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的5.3%，单位合成氨二氧化碳排放降低到2.0吨；2020年大型天然气制合成氨的比重达到90%，合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的2.9%，单位合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.6吨。若扣除末端尿素固碳量，2015年和2020年重庆市合成氨的二氧化碳排放量分别可减少117.3万吨和146.7万吨，单位合成氨二氧化碳排放分别降低到1.1吨和0.7吨。

低碳情景中，2015年大型天然气制合成氨的比重达到70%，合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的3.8%，单位合成氨二氧化碳排放降低到1.8吨；2020年大型天然气制合成氨的比重将达到100%，合成氨二氧化碳排放总量仅占化工行业总排放的2.3%，吨合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.5吨。