乌鲁木齐市煤炭消费的CO
导读:：中国目前的能源工业主要以煤炭为主。乌鲁木齐市煤炭消费CO2排放时空分析。乌鲁木齐市是新疆的经济中心。
关键词：煤炭，CO2排放，时空分析，乌鲁木齐市
1.前言
全球温室气体增加的主要来源是化石能源消费，其所导致的CO2排放在全球碳排放中占据主导地位[1]。在当前全球环境问题中，控制和减少CO2等温室气体排放是世界各国环境经济政策的重要导向[2]。中国目前的能源工业主要以煤炭为主，大量燃烧煤炭排放的CO2会导致区域及全球的温室效应增强，从燃料品种看，煤炭是中国矿物燃料CO2的主要排放源，占总排放的90%以上[3]。煤炭长期以来一直是我国的第一大能源，不论是在能源的生产还是消费领域，煤炭始终占据较高的比重。
目前国内的研究主要在于崔丽丽、王灿等应用可计算一般均衡模型(CGE)对不同碳减排政策的经济影响进行分析[4]、以及煤化工行业煤焦化和煤气化过程中CO2排放问题[5]、对未来排放量的估算、CO2减排的建议和对策、CO2减排技术、能源利用的碳排放和生态足迹分析等等。
乌鲁木齐市是新疆的经济中心，也是全疆人均能源消费和人碳排放量水平最高的地区之一。“十五”以来，乌鲁木齐市经济继续保持快速增长，2006年GDP达到683.7亿元，比2005年增长16.7%。乌鲁木齐市是西北地区的特大城市之一，煤炭、石油等能源资源丰富(因地处准噶尔储煤带的中部，煤炭储量在100亿吨以上，故有“煤田上的城市”之称[6])时空分析，在西部大开发和追求城市经济跨越式发展过程中，技术落后，造成能源消耗大，CO2 的排放量大。同时乌鲁木齐市在我国西部地区，冬季气温比较低，对工业生产用热和居民生活采暖用热也有很大的需求。
图1 乌鲁木齐市2001-2009年单位GDP的煤消耗量变化图
如图1所示，乌鲁木齐市煤炭的单位GDP能耗逐年递减，2001年的单位GDP能耗是2009年的1.66倍，这说明乌鲁木齐市市煤炭使用效率正在不断提升，而且还是有很大的提高空间，有利于CO2的减排。
“十二五”规划摘要：把大幅降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度作为约束性指标，有效控制温室气体排放。因此掌握乌鲁木齐市的CO2 的排放现状，并在此基础上进行削减措施的研究是非常有必要的。本文通过对2001-2009年乌鲁木齐市煤炭消费CO2的排放量进行测算分析，并对乌鲁木齐市主要城重点污染源工业企业煤炭消费的CO2的变化状况进行动态分析，一方面为科学合理地制定减排目标提供依据，另一方面有助于在发展低碳经济和建设低碳城市的过程中做到有的放矢，进而争取以高效率实现减排任务。
2.研究方法
2.1 CO2排放量测算方法(IPCC，2006)
表观能源消耗量估算法(参考方法)。该方法由IPCC推荐使用，也成为参考方法。其基本的计算式为：排放量=(分品种燃料的实际消费量×单位能源含碳量-非能源利用固碳量)×燃料的氧化率×44/12
具体步骤如下：
第一步：消费量的计算。表观消费量=能源产量+全部能源进口量-全部能源出口量-国际航班加油量-库存变化量。
第二步：换算成热量计量单位。热量=表观消费量×能量换算系数;转换系数：原煤净发热值为20.9(TJ/Gg、Mm3)[7]。
第三步：计算含碳量：含碳量=表观消费量(热量)×碳排放系数;碳排放系数采用《IPCC指南》缺省值数据，原煤缺省排放系数26.8(Kg/GJ)[7]。
第四步：计算净碳排放量。净碳排放量=燃料含碳量-固碳量。其中固碳量=含碳量×固碳量。燃料作为非能源使用，如作为化工原料、工业或建筑材料用等，此时计算净碳排放量时，要考虑固碳率。
第五步：计算碳实际排放量。实际碳排放量=净碳排放量×氧化率;根据《2006年IPCC指南》，氧化率均为1。
第六步：计算CO2的实际排放量。CO2的实际排放量=实际排放量×44/12。
此法是IPCC国家温室气体清单指南推荐的缺省方法，需要数据不多，易于收集，计算工作量不大，是估算排碳量的最低要求。由于不是分部门、分设备的精确计算，采用的参数只能是总和参数，加上未计及各种损失和统计误差，计算结果不可能很精确。但此法采用的是能源宏观数据，因而可用它检验别的方法计算结果的准确程度[7]。
2.2数据来源
本文选取了乌鲁木齐市“十五”、“十一五”期间煤炭消费CO2数据进行分析时空分析，由于这两个阶段是乌鲁木齐市大发展阶段，也是CO2排放的主要增加时期之一，其研究将为乌鲁木齐市以至于新疆在温室气体减排的工作上提供有益的信息和指导。煤炭的消费数据来自《乌鲁木齐市统计年鉴》(2002-2010)、《乌鲁木齐市年鉴》(2002-2010)、《新疆能源统计年鉴》(2007)。
3. 结果与分析
3.1 乌鲁木齐市煤炭消耗现状分析
煤炭是新疆社会经济发展的基础和动力，对经济发展和人民生活水平提高起到至关重要的作用[7]。历年来，从地区消费结构和增长趋势看，新疆煤炭消费量最大、增加最快的地区是乌鲁木齐市。如下图所示乌鲁木齐市2001-2009年煤炭消费量变化情况。
图3-1 2001-2009年乌鲁木齐市煤炭消费量、
煤炭占总能源消费比例、煤炭年增长率及GDP年增长率相互关系
(1)2001-2008年乌鲁木齐市煤炭年消费量逐年增加，其年均增长率为12.22%，但到2009年又有所下降。其中2001年煤炭消费量最低，为693.02万吨，2008年煤炭消费量最高，为1388万吨，大约增长了2倍左右。2001、2002这两煤炭消费增长率最大，高于年均增长率，分别为24.71%、12.83%怎么写。2009年煤炭消费量较上一年有所下降，年增长率为-0.2%。
(2)2001和2009年乌鲁木齐市煤炭在总能源消费结构中的比重分别为44.19%、48.30%，在这期间煤炭的比重先增加，在2003年出现下降趋势后又开始上升，而至2009年又开始下降。其中2005-2008这三年煤炭占总能源消费比例，均在50%以上，2007年所占比重最高为52.08%。总的来说，在这九年煤炭消费量在总能源消费量中，虽有下降趋势，但主要还是占有较高比例，可见在相当长的一段时间里，煤炭都是乌鲁木齐市经济发展所依靠的基础能源。
(3)GDP年增长率曲线与煤炭消费年增长率曲线大致有相同的趋势，同增同减。对于正处在工业化发展阶段的地区来讲，第二产业的增长是经济增长的主要组成部分，GDP增长的速度几乎与能源消费的增长一致，甚至低于能源消费的增长[8]。乌鲁木齐市这九年总体上GDP增长的速度几乎与能源消费的增长一致，因此可知乌鲁木齐市在这一阶段正处于工业化发展阶段;其中2002-2003年较特殊，煤炭消费年增长率下降而GDP增长率却有所提高，这是因为一些大型企业停产或破产时空分析，大型企业用煤量相对减少，这样工业用煤就从总用煤量中减少了相当大的一部分;再有就是小锅炉的减少，在乌鲁木齐市委与相关部门的大力整顿下，目前乌鲁木齐供热大都采取集中供暖，这样在治理大气污染的同时，也大大减少了用煤量[9]。
3.2 乌鲁木齐市煤炭消费CO2排放时空分析
3.2.1 2001-2009年乌鲁木齐市煤炭消费CO2排放分析
多年来，乌鲁木齐市能源消费一直以煤炭为主，由于煤炭消费比重较大，单位热量燃煤引起的CO2 排放比使用石油、天然气分别高出约36%和61%，造成煤炭消费的CO2 排放强度也相对较高。如下图所示，乌鲁木齐市2001-2009年CO2 变化情况。
图3-2 2001-2009年乌鲁木齐市煤炭消费的CO2排放量与单位GDP CO2排放量
(1)乌鲁木齐市2001-2009年煤炭燃烧CO2排放量的变化趋势和煤炭消耗量趋势基本一致，均呈上升态势。2001年以来煤炭消费CO2排放量显著增长，从2001年的1423.31万吨增长到2008年的2850.64万吨，增长了100.28%，近2倍左右，再下降到2009年的2844.93万吨，年均增长率为10.84%。“十一五”期间，乌鲁木齐市CO2排放年增长率低于“十五”期间年均增长率6个百分点左右。
(2)尽管CO2排放总量在增长，但CO2排放强度(万元GDP CO2排放量)总体呈较快下降趋势。万元GDP CO2排放量从2001年的4.34吨下降到2009年的2.62吨，年均下降4.40%。单位GDP CO2排放反映了经济增长过程中的碳排放强度，也即经济增长在多大程度上依赖于高能耗产业[10]。这几年乌鲁木齐市单位GDP CO2排放降幅较明显，其经济的能源依赖性还是比较大，且其排放强度基数大，减排任务依然艰巨。经济增长是CO2排放量增长的最主要因素，煤炭占能源消费总量的比重过高对CO2排放量增长有重要影响且乌鲁木齐市CO2排放还处于较快增长阶段。
3.2.2乌鲁木齐市主要城区重点工业污染源企业煤炭消费的CO2空间分析
CO2的空间分布变化反映在不同区域的CO2排放量的变化即变化幅度上，本文通过SPSS软件对2001-2009年乌鲁木齐市主要城区重点工业污染源企业煤炭燃烧CO2排放量的进行分组，并划分CO2排放区域，具体如下: ①低排放区域，指CO2排放量介于0.21-102.28万吨的区域;②较低排放区域，CO2排放量介于125.34-285.17万吨之间的区域;③中排放区域，CO2排放量介于364.75-537.80万吨的区域;④高排放区域，CO2排放量介于791.50-896.53万吨的区域。因米东区这九年的统计口径不同而未纳入本文分析范围时空分析，由于2002年，3月9日经国务院批准，南山矿区更名迁址，成立达坂城区，故文中2001-2002达坂城区的数据为南山矿区。图3-3代表2001-2009年乌鲁木齐市主要城区煤炭燃烧CO2的低排放、中排放和高排放区域的变化状况。
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低 |
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较低 |
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中 |
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高 |
图3-3 2001-2009年乌鲁木齐市主要城区重点工业污染企业煤炭燃烧CO2变化情况
(1)从不同区域的年变化状况来看，呈现不同的变化趋势。研究区重点工业污染源企业煤炭燃烧的CO2大致呈逐年上升然后下降趋势，同时天山区和头屯河区CO2排放量最高，其次是沙依巴克区和水磨沟区，新市区、达坂城区和乌鲁木齐县CO2最少。从总体增长速度看，低排放、较低排放区、中排放和高排放区域的碳排放量年平均增速分别为平均9.09%、13.09%、8.46%和-0.49%，说明低排放、较低排放区域的差异性在逐渐扩大，较低排放区与中排放区、高排放区域之间的差异呈不断减少趋势。
(2)2001-2005年没有高排放区，CO2年平均排放中值出现在天山区，低值在乌鲁木齐县、达坂城区和新市区。天山区2001-2005年CO2排放量大致处于中排放区，之后快速增长，自2006年开始CO2排放量占全区最高，为CO2高排放区;头屯河区2001-2004年一直处于CO2排放较低值区，而至2005年开始就处于CO2排放中值区;沙依巴克区、水磨沟区大部分年间CO2排放均处于较低排放区，2001年沙依巴克区CO2排放处于低排放区，2002年就开始快速增长，2006年水磨沟区CO2排放也处于低排放区，2007年同样开始增长;新市区、达坂城区及乌鲁木齐县大部分年间均处于低CO2排放区，且总体CO2排放量相对于全区最低。新市区CO2排放处于年增长态势;2001年南山矿区CO2排放量低，主要由于南山矿区自成立以来经济发展缓慢，已成为乌鲁木齐市财政状况最差的地区之一，大型企业少，人口也不断锐减，为了彻底改变这一现状，2002年底南山矿区搬迁至达坂城，之后达坂城区的CO2排放开始逐年增加;乌鲁木齐县，2007年以前CO2排放量非常低，之后开始快速增长怎么写。
新市区和头屯河区第二产业产值比重比较大时空分析，头屯河区是大中型企业集中的工业重区，也是乌鲁木齐市发展第二产业的重要战略接替区;新市区一直开展大气污染防治与清洁燃料的推广使用，减少CO2排放量;天山区和沙依巴克区主要以第三产业为主导，天山区的CO2排放量在乌鲁木齐市主要城区中是最高的，它的面积仅占乌鲁木齐市的1.74%，人口却占到26.8%，是乌鲁木齐的核心区域和老城区[11]，全市十大重点污染企业中有4家在天山区;乌鲁木齐县主要以城郊农业和城郊畜牧业为主，能源消耗主要为冬季采暖燃煤，CO2排放量相较于其他区低[12]。
(3)2008-2009年的减排效果较为突出，各区均呈CO2排放降低趋势。可能主要源于2008年是乌鲁木齐市实施环境保护“十一五”计划重要的一年，乌鲁木齐市政府将200家重点排污企业确定为严管单位，并成立了“乌鲁木齐市污染物控制中心”。天山区和头屯河区排放强度较高，虽然近年有所下降，但降幅不大，经济增长仍伴随着较高的碳排放水平。
4. 结论与对策
本文通过计算乌鲁木齐市2001-2009年CO2排放量，并对乌鲁木齐市煤炭燃烧CO2排放现状及主要城区的重点工业污染源企业煤炭消费的CO2进行综合空间分析，得出一些结论和建议:
乌鲁木齐市的煤炭在能源消费总量中所占的比重变化不大，虽有下降趋势，但主要还是占有较高比例，在相当长的一段时间里，煤炭都是乌鲁木齐市经济发展所依靠的基础能源。这不仅与乌鲁木齐市煤炭资源丰富有关，究其原因煤炭在乌鲁木齐市能源消费结构中占有很大比例。但由于政策和经济等其他原因的制约，使得乌鲁木齐市天然气等清洁能源的推广进展缓慢[13]，因此，乌鲁木齐市应该提高煤炭的回采率，减少浪费，节约能源;提高洗选环节在源头上控制煤炭的污染，提高煤炭的利用效率，实现清洁化利用煤炭，少排CO2等温室气体。
(2)
2001-2009年乌鲁木齐市，煤炭燃烧CO2排放量的变化趋势和煤炭消耗量基本一致时空分析，均呈上升态势。“十一五”期间，乌鲁木齐市CO2排放年增长率低于“十五”期间年均增长率6个百分点左右。由于居民冬季采暖是空气污染物和温室气体的重要来源，因此拆并锅炉，实行集中供热是减排CO2的最有效措施。
乌鲁木齐市主要城区在这九年中，CO2的分布变化明显。重点工业污染源企业煤炭燃烧的CO2均呈逐年上升趋势，天山区和头屯河区CO2排放量最高，其次是沙依巴克区和水磨沟区，新市区、达坂城区和乌鲁木齐县CO2最少。天山区和头屯河区排放强度较高，虽然近年有所下降，但降幅不大。经济增长仍伴随着较高的碳排放水平。因此，乌鲁木齐市应着重天山区和头屯河区的减排力度，减少或淘汰沙依巴克区和水磨沟区的一些重点污染源工业企业，发展新兴产业替代传统产业;其次对于2004年起，市政府将天山区、沙依巴克区、水磨沟区及新市区列为高污染燃料禁燃区这一措施，进行严格监管，采用低污染、低能耗设备力争实现循环经济发展模式;最后，乌鲁木齐市应采取一些鼓励政策，激励企业推广使用洁净煤，减少碳排放。
参考文献
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[6]eva.新疆乌鲁木齐市(煤炭)[EB/OL].
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