1、我国火电生产消费空间格局及碳排放污染转移研究摘要：本文通对我国火电生产消费现状的研究，发现了火电生产消费的空间分离格局以及由此造成的空间碳排放污染转移情况。将全国 31 个地区分为火电输入地区和火电输出地区，并利用碳的经济效益，从碳排放角度考虑，对目前国内碳排放污染空间转移情况进行合理性评价。本文的创新之处在于从环境因素出发，对火电的生产消费情况进行合理性探究。 下载 关键词：火电生产与消费；碳经济效益；环境 中图分类号：F061.5 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）013-000-06 一、引言 我国的能源结构决定了我国是以煤电为主要代表的火电电力工业发展模式，在低碳
2、经济的发展趋势下，国际煤炭能源研究关注其与其他新型能源的相对分析以及未来发展趋势（King， Douglas E ，Morgan M Granger，2007），也有部分研究聚焦火电行业的环境污染和公共健康问题（Gohlke Julia M， Thomas Reuben， Woodward Alistair 等，2011）。国内更多的是基于我国以火电为主的电力工业现状的结构技术研究（吕伟业等，2002）、发展战略研究（王家诚，2004，2006）和产业链研究（张明文，2009）（陶长琪等，2006）。 我国火电的生产和消费由于西电东送等战略的影响形成了较为特殊的差异化分布格局。国内关于火电生产
3、消费空间格局的研究主要集中在格局的演化和影响因素的分析，有不少从省域煤炭消费空间格局演化（陈闻君，佘开勇，2014）、煤炭自满足率时空格局变化（马丽，金凤君，2014）等以煤炭为主的火电能源消费的角度切入的研究，也有学者从电力系统的角度研究碳排放的污染（陈晓科，周天睿等，2012）。 另外，随着各国对于碳排放的关注日渐增长，国际上对于能源消费中碳排放的研究也逐渐丰富。但目前我国对于能源消费的碳排放测算研究相对滞后，最初的研究点也主要从环境价值标准切入（魏学好，周浩，2003）。近年来才开始引发研究者的关注，研究方法也与国际主流方法相同，主要为 IPCC 清单法和碳足迹研究法两种。 也正是由于国
4、内碳排放测算研究的滞后，关于污染转移的研究也大多数存在着碳排放污染转移的研究空白（李方一等，2013）。另外，相关的污染补偿机制，电价制定的考量（魏学好，2003）以及国内外的碳排放权交易机制（EvaBenz，Stefan Truck，2009；彭江波，2010）仍需要大量探讨。本文试图通过火电生产消费空间格局的差异化分布与过程中碳排放测算的研究，探讨火电生产消费过程中所带来的污染转移问题，并进一步探讨碳排放权交易机制以及电价中增收碳污染费的可行机制。 二、研究方法与数据资料 方法简介 通过一系列数据收集，我们发现我国火电的消费和生产在空间上是分离的，那么影响着空间分离的因素都有哪些，具体是什
5、么主导的就成为了我们的研究方向。我们主要运用了 IPCC 清单法： 计算各省区输出/输入电量： y 电 = 地区发电总量 ?C 地区用电总量 计算各省区输出电量中由于火力发电产生的碳排放量： E 发电 = y 电 * 输出地火电占总发电量百分比（%） * EF 电 测算各省区火力发电的碳经济效益和实际碳经济效益： 碳经济效益 Y1=GDP/火电发电的碳排放量=GDP/（火电发电量* EF 电） 实际碳经济效益 Y2=GDP/火电用电的碳排放量=GDP/（火电用电量* EF电） 三、实证计算分析 1.计算各省区输出/输入电量 根据各地区的总发电量、总用电量以及火电发电量，可以计算得到 （1）火电
6、发电量/总发电量=火电占比 （2）火电占比*（总发电量-总用电量）=火电输出/输入量。 如果得到的数值为负，那么该地区用电量大于发电量。反之则发电量大于用电量。数值越趋近于零，则说明该地区发电量与用电量趋于平衡，基本保持了电力能源的自给自足。 上表为 2008、2013 年我国各地区火电输出/输入量情况分析： 数据来源：2009 年中国电力年鉴、2014 年中国电力年鉴 表 3-1 中，火电输出/输入量中正值表示输出量，负值表示输入量。从表中我们可以发现，2008、2013 年火电输入最大的地区都是江苏省，表明该地区电力消费能力远远大于本地区产电能力，排在全国首位。其次是广东、山东，这两个地区
7、都属于我国东部经济发达的地区。另外，3 个直辖市北京、天津和上海以及河北省、浙江省、辽宁省对于电力的消费需求也远远超过了本地区的供电能力，需要其他地区予以供电。内蒙区、山西省的火电输出量最大，这两个地区也是我国的主要产煤基地，不仅承担满足本地区的电力消费，还向外输送，承担了其他省份的电力消费需求。 上述表明了我国火电的生产和消费存在着地域空间的分离，火电的生产主要集中在煤炭等资源丰富而经济欠发达地区，如内蒙区、山西省；火电的消费主要集中在经济较发达的东部地区，如广东、上海、北京等。 图 1、2、3、4 分别展示的是我国 2008、2010、2012、2013 年各地区的火电输出输入情况，可以发
8、现，从 2008 年到 2013 年，我国的火电生产消费的空间分离格局日趋明显，大体上看，中部煤炭等资源丰富而经济欠发达的省份越来越多地成为火电输出的地区，东部沿海经济发达的省份则作为火电的主要输入区域。其中，西部内陆省份新疆、西藏 、青海三省则逐渐的演变成了火电输入地区，形成了愈加明显的有中部地区火电生产向东西部火电输送消费的分离格局。这种格局的演变也反映了各个地区能源结构的转型过程。 2.测算各省区输出/输入电量中火电产生的碳排放量及环境成本 为确定基准线碳排放因子，我们采用国家发改委发布的中国区域电网基准线排放因子里的电网边界划分方法以及公布的排放因子数值，如下表： 表 3-2 中 OM
9、 为电量边际排放因子的加权平均值；BM 为容量边际排放因子。根据本文需要，我们采用 EFgrid，OM，y 计算各省区输出/输入电量中火电产生的碳排放量。通过 2008 年至 2013 年的数据分析，可以得到各地区火电的碳排放转移量，如表 3-3 所示： 可以看出，无论是碳经济效益还是实际碳经济效益，各地区都是随着技术进步和时间发展逐渐提高的。而对于火电输入地区，由于考虑了转移出去的碳排放量，实际碳经济效益会比碳经济效益低，反过来说，对于火电输出地区，实际碳排放量就会比碳经济效益高。 仅仅从减少碳排放的角度来看，应该由碳经济效益高的地区生产火电向碳经济效益低的地区输送火电。对结果分析可以看出，
10、北京、湖南、重庆、上海这些碳经济效益高的地区作为输入地区是不合理的，甘肃、贵州、内蒙古、山西、宁夏这些碳经济效益低的地区作为输出地区同样是不合理的。四川、云南、湖北这些碳经济效益高的地区作为输出地区是合理的，而河南、河北、新疆这些碳经济效益低的地区作为输入地区是合理的。 四、结论 1.提高火电行业生产效率，降低 CO2 等非理想产出 资源禀赋与技术水平同时影响火力发电效率。资源禀赋的结构决定了各省市区的发电结构，进而影响效率值。各省市区应充分发挥资源禀赋的优势以期获得更大的效益。对于煤炭资源丰富的地区，可借鉴山西、内蒙古等省份的经验，就地建设坑口电厂，由向外输煤转为输电，节省运输费用。通过煤电
11、联营获得完整产业链以降低风险，对于稳定电力供应、减少中间费用也有所帮助。而对于广东、黑龙江等富油省份可大力建设燃油电厂，四川、陕西、新疆等天然气资源充裕省份可建设燃气电厂以减少火电行业的碳排放。在技术水平上，可以引进新技术减少发电过程的浪费，关闭功率小、效率低的机组，建设大型坑口电厂。技术水平的提高，还可以有效促进该地区资源优势的有效利用。 而控制火电厂大气污染物和温室气体的排放，是我国各省市区都需要高度重视的问题。将高新技术广泛运用到减排等方面。政府鼓励企业积极借鉴和引进国外先进技术，并给予资金方面的支持。从生产环节提高生产效率，从热交换热传导等各个方面提高转化效率，减少排放。控制投入燃料的
12、品质，引进新技术降低燃料消耗、提高燃料利用率，从而减少有害气体的排放，降低二氧化碳等非理想产出。 2.大力发展新能源，降低对火电的依赖 以青海省为例，青海省 2008-2012 年的总发电量不断上升，说明它在电力建设方面有着非常大的贡献，而同时火电在总发电量中的占比却逐年降低。根据统计数据，青海省拥有丰富的水能资源，有水电站坝址 178 处，总装机容量 2166 万千瓦，在国内居第 5 位。同时风能资源丰富，部分地区年平均风速 4 米/秒以上，青南高原中、西部，柴达木盆地以及青海湖周围和海南台地南部地区，全年风能可用时间在 5000 小时以上。通过利用丰富的水利和风能资源发电，使得对火电的依赖
13、逐步降低，碳排放自然也会降低。新能源的利用还处于一个初始阶段，未来核能的大力应用也将极大缓解经济发达地区逐年增加的用电需求。 3.建立健全碳排放权分配制度 健全的碳排放权分配制度，不仅仅要做好碳预算，还要做好碳排放权的初次分配。目前，碳排放权分配的主要原则有五个：依产值分配的原则；均等分配原则；成本有效性原则；市场交易原则；折衷原则。但是这五项原则，都是各具优缺点，没有完全完美的一个原则可以达到各方面的和谐，达到帕累托最优解。 基于此，为了达到给予发展中国家应有的发展空间以实现工业化，符合公平，共同的但有区别的责任，以及可持续发展的原则“一个标准，两个趋同”的国际目标，也即一是趋同年（2100
14、 年）各国的人均碳排放相同，二是 1990 年到趋同年各国积累的人均碳排放相等，要在中国建立一个符合国情的碳排放权交易分配制度，最大的原则是依照公平原则来分配，因为不同的碳排放权分配原则会产生显著的利益分配和公司市场价值，所以要求中国环保部门再确定总量指标分配的时候，应该根据环境容量，经济发展情况和减排目标来适时调整。除了这些之外，环保部门还应该动态地根据环保保护总量目标进行落实，依照市场情况调整每一年的配置指标。但是，在初次分配的基础上，我们可以考虑政府剩余一部分碳排放权，在市场上以拍卖的方式竞价出售，这种做法不仅仅可以在一开始的时候就以较少的免费分配权对地方和企业起到约束作用，还可以使得拍
15、卖部分的分配权物尽其用，增加政府收入，也就是做到“一种产权，两种分配”。 4.建立碳排放权交易机制 根据对文献的研究以及资料的整合，针对碳排放权交易市场的现状，结合我国的国情，借鉴国外的成功经验，我们提出以下几点建议。 （1）最重要的问题也是第一点需要解决的问题就是我们缺少规范性的碳排放权交易所。美国的碳排放权交易体系中芝加哥气候交易所是北美地区唯一一个交易 6 种温室气体的综合碳交易体系，其项目也遍布欧美以及亚洲的地区。而我国建立了多个环境权益交易平台，但是政府仍然处于主导地位，价格很不稳定，信息也不公开透明。只有在规范统一的市场机制下，才能最大程度整合资源，发挥交易机制的重要作用。虽然说规
16、范性的碳排放权交易所非常重要，但是建立过程需要循序渐进。无论是对于国家还是对于企业和政府，这都是一个机遇和挑战。所以在前期的研究和调查中要准备完善，充分考虑当前的国情和经济发展态势，避免长期挑战大于机遇。 （2）建立市场化金融机制以及推出符合市场的金融产品。借鉴欧美地区的经验，我们可以不断创新金融产品，将碳排放权与期货、期权的交易相结合。我们也不要局限于只减排 CO2，可以借鉴芝加哥气候交易所的经验，将六种温室气体都纳入减排对象。 参考文献： 陈闻君，佘开勇.中国省域煤炭消费空间格局演化特征J.地理与地理信息学.2013（02） 马丽，金凤君.我国煤炭自满足率时空格局变化与影响因素解析J.经济
17、地理.2014（07） 魏学好，周浩.中国火力发电行业减排污染物的环境价值标准估算J.环境科学研究.2003（01） 彭江波.排放权交易作用机制与应用研究D.西南财经大学，2010. 王家诚.煤电一体化发展确保中国能源安全J.当代石油石化.2006（09） 王家诚.煤电一体化战略J.西部论丛，2004，01：22-24. 李方一，刘卫东，唐志鹏.中国区域间隐含污染转移研究J.地理学报，2013，06：791-801. 陈晓科，周天睿，李欣，康重庆，陈启鑫.电力系统的碳排放结构分解与低碳目标贡献分析J.电力系统自动化，2012，02：18-25. 陶长琪，刘劲松.企业纵向联结的效应分析基于煤电行
18、业的实证J.数量经济技术经济研究，2006，02：97-107. 张明文.中国煤电产业链协调发展的优化模型研究D.华北电力大学（北京），2009. 吕伟业，汤蕴琳，方正.中国火电结构优化和技术升级研究概论J.电力建设，2002，11：9-22. King， Douglas E，.Morgan， M. Customer-Focused Assessment of Electric Power MicrogridsGranger granger 3， p150-164. 15p. 17 Charts， 7 Gramics of CO2 emission allowances 年 31 卷 1 期
19、. Gohlke， Julia M.， Thomas， Reuben，Woodward， Alistair， Campbell-Lendrum， Diarmid， Prss-?stn， Annette，Hales， Simon，Portier， Christopher J. Estimating the Global Public Health Implications of Electricity and Coal Consumptionssue 6， p821-826. 曲茜茜，解百臣，殷可欣.考虑非理想产出的中国火电行业效率省际差异分析J.资源科学，2012，06：1160-1166.
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