【摘要】：人類通過燃燒化石燃料獲取能源的生存和生產(chǎn)活動正顯著地影響著人類的生存環(huán)境和健康。IPCC研究報告顯示,化石燃料燃燒和工業(yè)化生產(chǎn)過程中二氧化碳(CO_2)的排放占所有溫室氣體排放增量的78%。如何減少二氧化碳排放已經(jīng)成為世界各國共同關注的焦點問題。中國是全球主要的二氧化碳排放國家,也是世界上最大的發(fā)展中國家。一方面中國未來碳排放的總量可能持續(xù)增加,另一方面不同地區(qū)社會發(fā)展模式和能源消費結(jié)構(gòu)的差異也將長期存在。這兩個主要因素導致了中國能源二氧化碳排放具有顯著的時空變異性,可能會對碳減排政策的科學制定產(chǎn)生較大不確定的影響。因此對中國不同尺度能源消費二氧化碳排放時空特征和變化規(guī)律進行研究具有重要現(xiàn)實意義。目前關于中國不同地區(qū)能源消費二氧化碳排放已經(jīng)有了一定研究,但總體而言在不同尺度上對能源消費二氧化碳等關聯(lián)問題仍需進行更加深入的探討。本研究基于現(xiàn)有的方法,系統(tǒng)地對中國省級、地區(qū)和城市三個尺度能源消費二氧化碳排放時空特征和變化規(guī)律進行定量分析研究,目的在于為制定區(qū)域差異性相關的碳減排政策提供科學依據(jù)。本文主要包括三個方面的內(nèi)容:(1)省級能源消費二氧化碳排放核算與分析;(2)區(qū)域能源消費二氧化碳排放核算與影響因子分析;(3)城市能源消費二氧化碳排放核算與實例研究。在對1995-2016年中國30個省域包含電力貿(mào)易的能源消費二氧化碳排放的時空演變特征分析的基礎上,引入人口、經(jīng)濟、技術(shù)等因素,并針對人口規(guī)模這一關鍵因子對區(qū)域二氧化碳排放效應作深入分析,最后從城市尺度分析四個直轄市城市內(nèi)部碳排放的時空格局演變。本研究主要研究結(jié)果和結(jié)論包括:(1)1995年至2016年全國能源消費二氧化碳排放呈現(xiàn)逐年上升的趨勢,全國二氧化碳排放總量經(jīng)歷了平穩(wěn)--激增--緩慢增長的過程。能源加工部門(主要包括供電和供熱)和工業(yè)部門是能源消費二氧化碳的主要排放源,2012年后工業(yè)部門二氧化碳排放量開始下降、而公共設施、居民生活、建筑業(yè)開始增加。(2)1995年至2016年省級包含了電力貿(mào)易的能源二氧化碳排放從4885.5Mt增長到了12092.9Mt,總排放量較高的主要分布在山東、江蘇、河北、廣東和河南。凈電力貿(mào)易產(chǎn)生的二氧化碳排放量對于多數(shù)省能源消費總二氧化碳排放量影響較大,成為繼能源加工和工業(yè)部門之后的又一大排放源。2016年有50%的省份凈電力貿(mào)易碳排放占省總能源碳排放比重大于10%。從空間分布看,凈電力輸入二氧化碳排放較高的主要分布在北京和廣東,而凈電力輸出二氧化碳排放主要分布在內(nèi)蒙古和山西。值得注意的是凈電力貿(mào)易二氧化碳排放有空間轉(zhuǎn)移趨勢,表現(xiàn)為江蘇和浙江凈電力輸入二氧化碳排放增長較快,而四川和云南凈電力輸出二氧化碳排放增長較快。根據(jù)國家電力十三五規(guī)劃,未來一段時間加強“西電東送”電網(wǎng)工程的建設。因此國家在分配碳減排目標時,對于東部大部分省區(qū),不僅在制定減排政策時應承擔更多的減排責任,而且也要進一步優(yōu)化投資和消費結(jié)構(gòu),發(fā)展本地區(qū)的清潔能源,提高節(jié)能技術(shù)的應用;西部地區(qū),在降低凈電力調(diào)出省份的碳排放責任的同時,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),逐步降低煤炭消費比重,優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)。(3)對于整個中國能源消費二氧化碳排放來說,人口規(guī)模對其二氧化碳排放效應不是一個整體的變化趨勢,呈現(xiàn)出較大的時間序列和區(qū)域差異。1995年至2016年東部和西部地區(qū)人口規(guī)模的彈性系數(shù)分別下降了12.2%和16%,中部地區(qū)則增加了30%,特大城市碳排放彈性系數(shù)盡管有較大起伏,但與1995年相比,人口規(guī)模的二氧化碳排放系數(shù)相對較穩(wěn)定。因此,東部地區(qū)應積極發(fā)展新能源和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),走低碳、節(jié)約型可持續(xù)發(fā)展之路。中西部地區(qū)對能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)積極進行調(diào)整,提高能源利用率來減少人口規(guī)模對二氧化碳排放的正向效應。特大城市應當與周邊城市協(xié)同發(fā)展,提供區(qū)域合作和資源優(yōu)化配置,將人口和資源向周邊地區(qū)擴散。(4)四個直轄市市域范圍內(nèi)能源消費二氧化碳排放量總體呈增長趨勢。能源消費二氧化碳排放空間模式有差異,中心城區(qū)能源消費二氧化碳排放量呈下降趨勢,占市域能源消費二氧化碳排放的比重越來越少。1995年北京、天津、上海和重慶中心城區(qū)二氧化碳排放占市域二氧化碳比重分別為53.69%、17.56%、58.42%和34.53%,2010年分別下降到39.01%、13.06%、49.02%和9.53%,而市轄區(qū)能源消費二氧化碳排放量增長較快。四個直轄市人均二氧化碳排放量表現(xiàn)出中心城區(qū)—郊區(qū)—區(qū)域,逐漸升高的模式,上海除外。工業(yè)仍是四個直轄市市域和中心城區(qū)能源消費二氧化碳排放的主要貢獻者。1995年至2010年北京和重慶中心城區(qū)工業(yè)碳排放的下降,是人均二氧化碳排放下降的主要的原因。因此工業(yè)碳排放的減少仍是城市低碳發(fā)展面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。以北京為研究案例的分析表明:北京市能源二氧化碳排放空間格局由中心城區(qū)高外圍低的特征發(fā)展為中心城區(qū)并向緊鄰區(qū)縣擴散的特征。空間自相關分析表明,二氧化碳排放在空間上由異質(zhì)性發(fā)展為聚集性。2010年碳排放中心城區(qū)與緊鄰的外圍區(qū)縣形成連片的高碳排放聚集區(qū),高高類型碳排放區(qū)縣的數(shù)量增加了2倍多,說明1995-2010年北京市高碳排放的區(qū)縣增長較快,這些高排放主要以緊鄰中心城區(qū)的外圍區(qū)縣為主。研究結(jié)果表明,針對北京市這種二氧化碳空間集聚效應的城市特征,需要重點關注碳排放熱點地區(qū),評估控制少數(shù)碳排放關鍵區(qū)域,實現(xiàn)全區(qū)域內(nèi)管理。(5)綜上所述,從電力消費角度研究中國省級能源消費二氧化碳排放問題,對于制定“共同但有區(qū)別”的碳減排政策具有很好的實際意義;地區(qū)尺度二氧化碳排放影響機制的研究,可為制定地區(qū)差異化的碳減排政策提供科學的依據(jù);而城市尺度二氧化碳排放格局的分析,有助于更深入地理解未來能源消費二氧化碳排放的變化規(guī)律。
【圖文】：

第一章 緒論特征，對比世界主要國家二氧化碳排放規(guī)律，為我國實現(xiàn)國家碳排放降低目學參考。我們選取的三個組織國家是根據(jù)目前國際上在對待氣候變化問題上的三股力是：以德國、英國和法國為代表的歐盟，，以美國和日本為代表的傘形國家以和印度為代表的發(fā)展中國家。首先，從能源消費下的二氧化碳排放總量來看(圖 1-1)，1960 年中國的排放.09 Mt，到 2006 年，中國的排放量達到了 6409.22Mt，超過了同期的美國(5732.9世界第一大二氧化碳排放國家。2013 年，中國仍然保持著逐年上升的趨勢，到了 9976.97Mt。在主要的調(diào)查對象中，可以看到最早的三大高排放國家已經(jīng)英國和德國轉(zhuǎn)變?yōu)橹袊绹陀《取?

圖1-2 1960-2013年部分國家能源消費人均二氧化碳排放量(數(shù)據(jù)來源：CDIAC和EDGAR)Fig 1-2 Per capital carbon dioxide emissions form 1960 to 2013其次，二氧化碳排放強度是指單位國民生產(chǎn)總值的二氧化碳排放量，主要用國經(jīng)濟和二氧化碳排放量之間的關系。圖 1-3 顯示，1990 年，中國的二氧化度為 1332kg 二氧化碳/1000$，遠遠高于巴西 145 kg 二氧化碳/1000$和印度二氧化碳/1000$。隨后中國這一指標的數(shù)值不斷降低，到 2013 年時達到了 6化碳/1000$，二氧化碳排放強度下降了 51.2%。總體來看中國的二氧化碳排放保持穩(wěn)定下降，平均值為 884.25 kg 二氧化碳/1000$。英國和德國在二氧化碳上平均值為282.83 kg 二氧化碳/1000$ 和290.71 kg 二氧化碳/1000$,同時逐漸和加拿大的二氧化碳排放強度平均值為 435.42kg 二氧化碳/1000$和 460.46k碳/1000$，2013 年下降至 326kg 二氧化碳/1000$和 384 kg 二氧化碳/1000$。中國要趕上發(fā)達國家和傘形國家的能源利用水平仍然乃很長的路要走。第三，對于二氧化碳燃料類型來說(圖 1-4)，目前絕大多數(shù)國家使用的化石燃天然氣，煤炭和石油。這些燃料的使用就是人為源溫室氣體排放的主要貢獻
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X24

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本文編號：2636803