1、深圳市某地净碳排放分析及目标评估摘 要：当前，温室效应问题引发人类关注，低碳发展在国际上逐渐得到普及。净碳排放是在考虑森林碳汇那部分后实际排入环境中的碳排放量。分析深圳市某地净碳排放量，了解到实际碳排放与森林碳汇情况，根据变量变化情况评估是否能到达该地区“十二五”规划目标。 关键词：净碳；碳汇；分析；评估 中图分类号：X24 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2014）02-0201-02 引言 碳循环复杂而周密，保证了生物圈乃至整个地球的平衡发展1。但是，考虑人类大规模的经济发展作用，碳平衡就会被打破，排入环境中的二氧化碳大于自然植被的汇集速度，因而产生温室效应。 净碳排放量则是
2、考虑了森林植被的碳汇作用，排除了技术因素减少与收集的那部分碳后，排放到自然环境系统中的二氧化碳量，能很好反映出一个地区的碳排放水平和森林碳汇能力。 深圳市是我国第一批低碳试点城市，目前低碳发展已取得了一定成效，其中，深圳某地是深圳市的低碳规划地区之一，尝试在社区、街道、企业实现低碳化。该地区“十二五”规划中提到，到 2015 年 GDP 达到480 亿元、万元 GDPCO2 排放量降低 12%2。所以，有需要先了解该地区净碳排放趋势，从系统参数的变化判断出目标实现情况，从而为该地区低碳发展提出政策性建议。 一、研究方法 （一）系统动力学 系统动力学是由福瑞斯特教授在 1958 年提出的一种研究
3、和解决复杂动态反馈性系统问题的仿真方法3。一开始只是为了分析生产和库存管理等企业问题，后来被运用到其他系统研究当中。系统动力学分析问题的原理是在系统行为与内在机制间相互紧密的依赖关系的基础上，透过构建数学模型与操弄，从而获得信息反馈，逐步发掘出产生变化形态的因、果关系。这里运用汪应洛主编的系统工程第四版的系统动力一章的方法来建模分析4。 （二） 软件 这里使用 Vensim PLE 软件，即系统仿真软件来构建与分析深圳某地净碳排放。Vensim PLE 可利用图示化编程建立模型，并能进行真实性检验，以判断模型的合理性和真实性，从而调整结构或参数，它还对模型提供多种分析方法。 （三）数据来源 查
4、询深圳某地政府在线网 20102012 年深圳某地统计年报 、20102012 年深圳某地国民经济与社会发展统计公报相应数据。模型以 2010 年数据为基准值。 二、系统动力学模型构建 （一） 系统结构分析 简单分析，净碳排放系统包括碳增加与碳削减两方面。其中，碳增加主要体现为人口不断增多的社会经济发展下，人类生产生活消耗各种化石能源量增加，从而增加了碳排放量；碳削减一方面体现为森林的碳汇，另一方面为通过提高技术减少排放及收集的作用。 可以认为，净碳排放系统结构包含人口数量、能源消耗量、经济发展、自然植被几大部分。其中，能源消耗可看做是经济发展和人口数量增加共同的结果，而森林碳汇和节能减碳技术
5、能削减能源使用，减少碳排放量。 （二） 参数方程构建 根据对深圳某地净碳系统结构分析，围绕碳增加和碳减少两部分，以 2010 年为基准，构建模型参数方程，见公式（1）（8）所示。 R=GDPc （1） 式中，R 为 GDP 的增长速度，万元；c 为 GDP 增长率，取该地区“十二五”规划平均每年增长率 10%；GDP 基准值为 2 820 166 万元。 h=PEd （2） 式中，h 为单位 GDP 能耗递减速度，吨标煤/万元；分析 20102012年万元 GDP 能耗的变化情况，计算出平均递减速率，取 d 值为 2.5%；PE为单位 GDP 能耗，初始值为 0.55 吨标煤/万元。 ener
6、gy=GDPPE （3） 式中，energy 为能源消耗量，吨标煤。 carbon emission=energy0.673.67 （4） 式中，carbon emission 为碳排放量，根据一吨标煤含 0.67 吨碳，一吨碳燃烧排放出 3.67 吨二氧化碳的国际常用计算方式；另外，carbon emission=in，其中 in 为排入环境中的碳量。 i=55110-5GDP/100 （5） 式中，i 表示每年经济投资森林的面积，根据近年深圳某地园林绿地面积变化，算出平均每年的变化量，再换算成资金投入量，最后算出占GDP 的比例；另外，i=f，f 为森林面积的变化速度，公顷。 forest
7、=f （6） 式中，forest 为森林面积，初始值为 4 798.5 公顷；根据 2010 年该地区规划建设用地 22.03 公顷，用幅员面积 72.63 公顷减去建设用地面积，得到最大的园林建设面积为 50.6 公顷。 out=forest365 （7） 式中，out 为森林碳汇量，吨碳；公式根据每公顷森林每天吸收 1 吨二氧化碳的计算方法得到。 net carbon=in-out （8） 式中，net carbon 为净碳排放累计量，吨碳，由排放环境中的碳量减去森林碳汇的量得到。 （三）系统动力学模型构建 运用 Vensim ple 系统动力学软件，根据净碳系统结构分析结果及参数方程，构
8、建出深圳某地净碳排放系统动力学模型，如图 1 所示。 三、净碳排放量分析 （一） 区域净碳排放量计算 点击 net carbon 水平变量运行，可得出净碳排放累积变化情况。为了算出当年的净碳排放量，我们可以分别运行 in 与 out 速度变量，然后作差得到。通过计算，得到当年净碳排放变化情况，如图 2 所示。 从图 2 可知，在拥有广大森林面积的盐田区，每年的净碳排放量还是会逐年上升，2015 年约比 2010 年增加 2 倍。整体呈指数变化曲线，相似度为 0.997。这和该地区大面积而且短期较稳定的森林资源有关，加上经济发展速度的提高，因此，净碳排放量也会增加。 （二） 园林绿地碳汇潜力分析
9、 运行 out 得到园林绿地 20102020 年的碳汇情况，如图 3 所示。从图 3 可见，增幅并不大，当园林绿地面积从 2010 年的 4 798.5 公顷增长到 2015 年的 4 808.35 公顷，森林碳汇从 1 751 450tCO2 增加到 1 755 050tCO2，只增加了 0.2%。这与该地区本身森林覆盖率很大的实际有关，森林面积不可能每年还以大幅度的速度增长，但森林的碳汇功能一旦形成，就会一直起作用，该地区的森林碳汇功能十分可观。 四、目标评估 根据深圳某地“十二五”规划，到 2015 年，单位 GDP 二氧化碳排放排放量比 2010 年降低 12%，GDP 达到 480
10、 亿元。 （一）GDP 目标评估 运行 GDP，得出 20102020 年该地区 GDP 的变化情况，如图 4 所示。从图 4 可知，GDP 从 2010 年的 2 820 170 万元增加到 2015 年的 4 970 100 万元。达到了该地区“十二五”规划的 480 亿元的目标，预计到2020 年 GDP 达到 8 759 010 万元。可以得到，如果 GDP 增长率按照年均10%的速度增长，能达到“十二五”规划的目标。 （二）单位 GDP 碳排放量目标评估 通过运行模型的 in 速度变量，即总碳排放量，根据每年 GDP 的值，换算出单位 GDP 碳排放量，如图 5 所示。 从图 5 中
11、可看出，到 2015 年单位 GDP 碳排放量为 1.191 588tCO2/万元，比 2010 年的 1.352 394tCO2/万元下降 13.5%，达到了深圳某地“十二五”规划的目标值 12%。这也表明，如果按照 20102012 年数据分析的以每年单位 GDP 碳排放下降 2.5%的速度改造，能达到预期目的。 五、结论与建议 我们知道，深圳市某地园林绿地面积大，森林覆盖率达到 67%左右，在考虑建设用地的需求上，森林面积较稳定，因此，碳汇也比较稳定。通过对深圳市某地净碳排放分析，净碳排放量随之总碳排放量的增加逐年上升，到 2015 年，净碳排放量约为 2010 年的两倍。另外，GDP
12、以年均10%的增长速度，万元 GDP 二氧化碳以年均下降 2.5%的速度，能完成“十二五”规划的 GDP 达到 480 亿元、万元 GDP 二氧化碳下降 12%的目标。 建议：（1）建成区的绿地建设。根据该地区气候实际，在建成区广种乔木、灌木等高碳汇能力树种。 （2）节能技术与措施。发挥节能研发机构的作用，推广节能技术，加强交流，配合优惠政策措施，动员辖区内尽可能多的力量，降低区域总能耗，从而降低单位 GDP 的 CO2 量。（3）控制好 GDP 增长率。这需要政府相关部门，加强与完善能源及其他方面统计工作，掌握好辖区的实际动态，按照新型经济发展目标，控制好 GDP 增长率。 参考文献： 1 鲁丰先，王喜，秦耀辰.低碳发展研究的理论基础J.中国人口.资源与环境，2012，22（9）：8-14. 2 深圳市盐田区政府.深圳市盐田区国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要 ，2011，http：/ g18/a120966_240804.shtml. 3 孙烨.系统动力学在环境保护中的应用J.安徽农业科学，2012，40（2）：4185-4187. 4 汪应洛.系统工程M.北京：机械工业出版社，2010：122-123，125. 责任编辑 高惠琦
