资源科学 ›› 2016, Vol. 38 ›› Issue (9): 1791-1800.doi: 10.18402/resci.2016.09.16
赵建安1,2(), 郑宗强1,2(
), 曹植1,2, 姚建华1
收稿日期:
2016-01-10
修回日期:
2016-08-10
出版日期:
2016-09-25
发布日期:
2016-09-22
作者简介:
作者简介:赵建安,男,山西洪洞人,研究员,主要从事资源开发利用与区域经济发展研究。E-mail:
基金资助:
ZHAO Jianan1(), ZHENG Zongqiang1,2(
), CAO Zhi1,2, YAO Jianhua1
Received:
2016-01-10
Revised:
2016-08-10
Online:
2016-09-25
Published:
2016-09-22
摘要:
中国作为全球最大水泥生产国,水泥生产碳排放量大。除因产能、产量规模差异形成省区间排放总量差异外,碳排放系数区域差异也影响着总排放量不同。本文以省区为单元,基于全国20个主要水泥生产省区的碳排放系数抽样调查基础数据,分析和比较了省区间水泥熟料工艺碳排放系数、熟料燃料碳排放系数、水泥工艺碳排放系数、水泥燃料碳排放系数及间接碳排放系数的空间差异,结合ArcGIS对各类碳排放系数的空间差异分布进行直观体现;并以生产线为对象分析省区间水泥生产碳排放系数存在空间差异的原因。相关分析结果表明:水泥熟料工艺碳排放系数在总体上呈现由西部、中部省区向东部省区递减的态势,差异性产生的原因主要是省区间水泥用石灰石品质的不同,即生料中石灰石的CaO含量起到基本决定作用,替代材料用量及CaO比例也会产生一定影响;熟料燃料碳排放系数总体分布格局是东部沿海省区相对较低,中西部省区较高,差异原因主要是各省区水泥生产线所用煤炭种类及低位发热值的差异。煤炭低位发热值较高的省区,燃料碳排放系数就越小;水泥工艺碳排放系数及燃料碳排放系数的总体格局是多数东部沿海省区相对较低,中西部多数省区相对较高。差异主要与水泥熟料比直接相关,熟料比越低则水泥碳排放系数亦越小;间接碳排放系数主要由大区电力生产碳排放系数所决定,但水泥生产线余热发电对间接碳排放系数亦有影响。
赵建安, 郑宗强, 曹植, 姚建华. 中国水泥生产碳排放系数省区空间差异性及成因分析[J]. 资源科学, 2016, 38(9): 1791-1800.
ZHAO Jianan,ZHENG Zongqiang,CAO Zhi,YAO Jianhua. Spatial and causal analysis of discrepancies in CO2 emission factors for cement production among provinces in China[J]. Resources Science, 2016, 38(9): 1791-1800.
表1
生产线抽样情况"
序号 | 产能 /万t | 石灰石CaO 比重/% | 石灰石MgO 比重/% | 熟料产量 /万t | 标煤消耗 /(kg/t-cli) | |
---|---|---|---|---|---|---|
东部 | 1 | 2 500 | 50.86 | 1.74 | 78.50 | 109.59 |
2 | 2 500 | 51.08 | 0.98 | 76.00 | 105.47 | |
3 | 5 000 | 49.07 | 2.69 | 133.00 | 118.07 | |
4 | 5 000 | 49.00 | 1.36 | 156.00 | 117.34 | |
中部 | 5 | 2 500 | 49.65 | 1.29 | 82.06 | 133.19 |
6 | 2 500 | 50.12 | 1.16 | 67.57 | 112.90 | |
7 | 5 000 | 51.06 | 0.79 | 180.00 | 104.36 | |
8 | 5 000 | 54.58 | 0.31 | 180.00 | 101.00 | |
西部 | 9 | 2 500 | 53.06 | 0.77 | 115.26 | 125.42 |
10 | 2 500 | 49.65 | 2.83 | 67.57 | 109.83 | |
11 | 5 000 | 49.39 | 1.23 | 180.11 | 101.86 | |
12 | 5 000 | 52.17 | 0.65 | 184.40 | 123.84 |
表3
2013年中国各省区水泥熟料与水泥产量"
省区 | 硅酸盐熟料产量 /万t | 窑外分解窑产量 /万t | 水泥产量 /万t |
---|---|---|---|
全国合计 | 136 151.11 | 119 480.73 | 241 439.66 |
北京 | 655.66 | 655.65 | 900.54 |
天津 | 163.17 | 163.17 | 951.88 |
河北 | 5 775.37 | 5 471.61 | 12 676.24 |
山西 | 2 809.89 | 2 538.28 | 4 984.85 |
辽宁 | 3 117.98 | 3 031.92 | 6 005.24 |
吉林 | 3 106.40 | 2 950.01 | 4 502.92 |
上海 | 40.39 | 40.39 | 750.31 |
黑龙江 | 1 581.72 | 1 270.16 | 4 028.48 |
江苏 | 5 292.52 | 5 259.86 | 17 991.86 |
福建 | 4 875.93 | 4 618.41 | 7 890.37 |
浙江 | 5 540.33 | 5 483.27 | 12 462.87 |
安徽 | 12 255.00 | 11 533.60 | 12 131.37 |
江西 | 5 243.36 | 4 526.81 | 9 204.20 |
山东 | 8 896.43 | 7 655.71 | 16 217.81 |
湖北 | 5 733.94 | 3 691.58 | 11 056.52 |
河南 | 7 450.25 | 6 815.40 | 16 764.44 |
广东 | 7 099.23 | 6 363.26 | 13 394.93 |
湖南 | 5 819.56 | 5 006.53 | 11 264.67 |
海南 | 1 365.65 | 1 365.65 | 1 988.36 |
四川 | 8 205.94 | 5 522.66 | 13 897.09 |
重庆 | 4 384.93 | 3 520.06 | 6 126.95 |
贵州 | 5 646.58 | 4 817.33 | 8 140.51 |
陕西 | 5 082.45 | 3 923.17 | 8 545.52 |
云南 | 6 229.42 | 5 492.21 | 9 009.16 |
青海 | 976.56 | 710.84 | 1 786.29 |
甘肃 | 2 953.51 | 2 552.85 | 4 412.73 |
内蒙古 | 3 238.33 | 2 831.05 | 6 395.72 |
广西 | 7 436.58 | 7 001.80 | 10 707.48 |
西藏 | 225.78 | 183.99 | 295.82 |
宁夏 | 1 302.28 | 1 119.87 | 1 914.28 |
新疆 | 3 645.95 | 3 363.61 | 5 040.25 |
表4
2500t/d生产线原料化学成分分析及部分生料配比"
区域 | 2 500t/d | 石灰石中CaO 比重/% | 石灰石占生料 比重/% | 生料中其他 材料 | 材料占生料 比重/% | 工艺碳排放系数 /(kgCO2/t-cli) |
---|---|---|---|---|---|---|
东部 | 1 | 50.86 | 79.73 | 转炉渣、砂岩 | 6.14、5.10 | 482.280 |
2 | 51.08 | 81.00 | 砂页岩、钢渣 | 3.60 | 489.810 | |
中部 | 3 | 49.65 | 85.70 | 砂岩、粉煤灰、硫酸渣 | 8.60、2.40、3.30 | 521.920 |
4 | 50.12 | 79.50 | 粘土 、粉煤灰等 | 13.10、4.00 | 522.800 | |
西部 | 5 | 49.65 | 83.00 | 砂页岩、铁矿石 | 5.00、3.00 | 531.430 |
6 | 53.06 | 82.70 | 砂岩、硫酸渣 | 14.30、3.10 | 527.526 |
表5
5000t/d生产线原料化学成分分析及部分生料配比"
区域 | 5 000t/d | 石灰石中CaO 比重/% | 石灰石占生料 比重/% | 生料中其他 材料 | 材料占生料 比重/% | 工艺碳排放系数 /(kgCO2/t-cli) |
---|---|---|---|---|---|---|
东部 | 1 | 49.00 | 84.09 | 煤矸石、砂岩 | 1.32、31.05 | 503.580 |
2 | 49.07 | 82.23 | 煤矸石、铁矿石等 | 10.80、4.60 | 508.540 | |
中部 | 3 | 54.58 | 73.84 | 粘土、转炉渣 | 18.50、4.00 | 511.900 |
4 | 51.06 | 86.00 | 砂岩、页岩 | 1.50、9.00 | 527.450 | |
西部 | 5 | 52.17 | 83.12 | 砂岩、煤矸石等 | 6.80、10.00 | 522.870 |
6 | 49.39 | 86.80 | 页岩,铁矿石 | 3.40,3.50 | 521.033 |
[1] | 白冰,李小春,刘延锋,等. 中国CO2集中排放源调查及其分布特征[J]. 岩石力学与工程学报,2006,25(2):2918-2923. |
[Bai B,Li X C,Liu Y F,et al.Preliminary study on CO2 industrial point sources and their distribution in China[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2006,25(2):2918-2923.] | |
[2] | 王鹏,徐磊. 水泥行业实施碳排放交易的若干问题[J]. 中国水泥,2014,(1):43-46. |
[Wang P,Xu L.Some problem of carbon trading implement in cement industry[J]. China Cement,2014,(1):43-46.] | |
[3] | 李新,吕淑珍,王海滨,等. 我国水泥工业碳排放特征及动态变化分析[J]. 环境科学与技术,2013,36(1):202-205. |
[Li X,Liu S Z,Wang H B,et al.Characteristics of carbon dioxide emission from China’s cement industry and its dynamic development[J]. Environmental Science & Technology,2013,36(1):202-205.] | |
[4] | 刘立涛,张艳,沈镭,等. 水泥生产的碳排放因子研究进展[J]. 资源科学,2014,36(1):110-119. |
[Liu L T,Zhang Y,Shen L,et al.A review of cement production carbon emission factors:Progress and prospects[J]. Resources Science,2014,36(1):110-119.] | |
[5] | 丁琼华,龚秀美,兰青,等. 水泥工业碳捕获方法研究进展[J]. 新世纪水泥导报,2013,19(1):9-12. |
[Ding Q H,Gong X M,Lan Q,et al.Research progress of carbon capture technology for cement industry[J]. Cement Guide for New Epoch,2013,19(1):9-12.] | |
[6] | 赵建安,魏丹青. 中国水泥生产碳排放系数测算典型研究[J]. 资源科学,2013,35(4):800-808. |
[Zhao J A,Wei D Q.Carbon emission factors for cement plants in China[J]. Resources Science,2013,35(4):800-808.] | |
[7] | Anand S,Vrat P,Dahiya R P.Application of a system dynamics approach for assessment and mitigation of CO2 emissions from the cement industry[J]. Journal of Environmental Management,2006,79(4):383-398. |
[8] | Ali M B,Saidur R,Hossain M S.A review on emission analysis in cement industries[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews,2011,15(5):2252-2261. |
[9] | Gao T,Shen L,Shen M,et al.Analysis on differences of carbon dioxide emission from cement production and their major determinants[J]. Journal of Cleaner Production,2015,103(23):160-170. |
[10] | Liu Z,Guan D,Wei W,et al.Reduced carbon emission estimates from fossil fuel combustion and cement production in China[J]. Nature,2015,524(7565):335-338. |
[11] | 李黎,郭少衍,张雅钦. 水泥产品品种及能耗与CO2排放量的数量关系研究[J]. 建材发展导向,2010,8(1):29-35. |
[Li L,Guo S S,Zhang Y Z.Research on the numerical relationship between the varieties of cement and CO2 emissions[J]. Building Materials Development Guide,2010,8(1):29-35.] | |
[12] | Hendriks C A,Worrell E,Jager D D,et al.Emission Reduction of Greenhouse Gases from the Cement Industry[C]. Interlaken:Pro-ceedings of the Fourth International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies,1998. |
[13] | Boden T A,Marland G,Andres R J.Global,Regional,and National Fossil-Fuel CO2 Emissions [R].Oak Ridge:Carbon Dioxide Information Analysis Center,2009. |
[14] | Paustian K,Ravindranath N H,mstel A R V. 2006 IPCC Guide-lines for National Greenhouse Gas Inventories[A]. Eggleston H S,Buendia L,Miwa K,et al. IPCC Guidelines for National Green-house Gas Inventories,Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme[C]. Japan:IGES,2006. |
[15] | 国家发展改革委应对气候变化司. 省级温室气体清单编制指南 (试行)[EB/OL].(2011-05)[2016-08-01]. |
[National Development Reform Commission. Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories(Trial version)[EB/OL].(2011-05)[2016-08-01]. | |
[16] | 汪澜. 水泥生产CO2排放量计算方法及评述[J]. 中国水泥,2011,(8):52-55. |
[Wang L.Calculation methods of carbon emissions in cement production and reviewed[J]. China Cement,2011,(8):52-55.] | |
[17] | 汪澜. 水泥生产企业CO2排放量的计算[J]. 中国水泥,2009,(11):21-22. |
[Wang L.The calculation of CO2 emissions of cement production enterprise[J]. China Cement,2009,(11):21-22.] | |
[18] | 魏丹青,赵建安,金迁致. 水泥生产碳排放测算的国内外方法比较及借鉴[J]. 资源科学,2012,34(6):1152-1159. |
[Wei D Q,Zhao J A,Jin Q Z.Comparison of domestic and international calculation methods of CO2 emission from cement production and the enlightenments for China[J]. Resources Sciences,2012,34(6):1152-1159.] | |
[19] | 吴萱. 水泥生产中CO2产生量计算及利用途径分析[J]. 环境保护科学,2006,32(6):10-12. |
[Wu X.Calculation of carbon dioxide quantity in cement production and its using analysis[J]. Environmental protection science,2006,32(6):10-12.] | |
[20] | 何宏涛. 水泥生产二氧化碳排放分析和定量化探讨[J]. 水泥工程,2009,(1):61-65. |
[He H T.Carbon dioxide emission in cement production and the quantitative research[J]. Cement Engineering,2009,(1):61-65.] | |
[21] | 魏军晓,耿元波,沈镭,等. 基于国内水泥生产现状的碳排放因子测算[J]. 中国环境科学,2014,34(11):2970-2975. |
[Wei J X,Geng Y B,Shen L,et al.Calculation of CO2 emission factor on the present situation of the domestic cement production[J]. China Environmental Sciences,2014,34(11):2970-2975.] | |
[22] | 谭丹,黄贤金. 我国东、中、西部地区经济发展与碳排放的关联分析及比较[J]. 中国人口·资源与环境,2008,18(3):54-57. |
[Tan D,Huang X J.Correlation analysis and comparison of the economic development and carbon emissions in the eastern,central and western part of China[J]. China Population, Resources and Environment,2008,18(3):54-57.] | |
[23] | 宋德勇,徐安. 中国城镇碳排放的区域差异和影响因素[J]. 中国人口·资源与环境,2011,21(11):8-14. |
[Song D Y,Xu A.Regional difference and influential factors of China’s urban carbon Emissions[J]. China Population, Resources and Environ-ment,2011,21(11):8-14.] | |
[24] | 刘占成,王安建,于汶加,等. 中国区域碳排放研究[J]. 地球学报,2010,31(5):727-732. |
[Liu Z C,Wang A J,Yu W J,et al.Research on regional carbon emissions in China[J]. Acta Geo Scientia Sinica,2010,31(5):727-732.] | |
[25] | 黄蕊,王铮,刘慧雅,等. 中国中部六省的碳排放趋势研究[J]. 经济地理,2012,32(7):12-17. |
[Huang R,Wang Z,Liu H Y,et al.Prediction on carbon emission in six provinces of China[J]. Economic Geography,2012,32(7):12-17.] | |
[26] | 邓吉祥,刘晓,王铮. 中国碳排放的区域差异及演变特征分析与因素分解[J]. 自然资源学报,2014,29(2):189-200. |
[Deng J X,Liu X,Wang Z.Characteristics analysis and factor decomposition based on the regional difference changes in China’s CO2 emission[J]. Journal of Natural Resources,2014,29(2):189-200.] | |
[27] | 刘建,张白玲. 水泥企业碳排放成本的核算方法研究[J]. 会计师,2012,(22):18-20. |
[Liu J,Tang X D,Zhang B L.Carbon cost calculation and analysis in cement enterprise[J]. Accountant,2012,(22):18-20.] | |
[28] | 王妍,李京文. 我国煤炭消费现状与未来煤炭需求预测[J]. 中国人口·资源与环境,2008,18(3):152-155. |
[Wang Y,Li J W.China’s present situation of coal consumption and future coal demand forecast[J]. China Population, Resources and Environ-mental,2008,18(3):152-155.] | |
[29] | 孔祥忠. 余热发电技术在中国水泥行业节能减排中的贡献[J]. 中国水泥,2009,(4):11-13. |
[Kong X Z.The contribution of Waste heat power generation technology to energy conservation and emissions reduction in cement industry[J]. China Cement,2009,(4):11-13.] |
[1] | 李江苏, 孙威, 余建辉. 黄河流域三生空间的演变与区域差异——基于资源型与非资源型城市的对比[J]. 资源科学, 2020, 42(12): 2285-2299. |
[2] | 杨华, 芮旸, 李炬霖, 李同昇. 陕西省农业现代化水平时空特征及障碍因素[J]. 资源科学, 2020, 42(1): 172-183. |
[3] | 杨福霞,郑凡,杨冕. 中国种植业劳动生产率区域差异的动态演进及驱动机制[J]. 资源科学, 2019, 41(8): 1563-1575. |
[4] | 向敬伟, 廖晓莉, 宋小青, 熊锦惠, 马伟蕊, 黄景孟. 中国耕地多功能的区域收敛性[J]. 资源科学, 2019, 41(11): 1959-1971. |
[5] | 王健, 王鹏, 彭山桂, 张勇, 吴群. 地方政府新增建设用地出让互动影响及区域差异[J]. 资源科学, 2019, 41(11): 1997-2007. |
[6] | 张永强, 蒲晨曦, 王珧, 王荣, 彭有幸. 化肥投入效率测度及归因——来自20个玉米生产省份的面板证据[J]. 资源科学, 2018, 40(7): 1333-1343. |
[7] | 查建平, 钱醒豹, 赵倩倩, 舒皓羽. 中国旅游全要素生产率及其分解研究[J]. 资源科学, 2018, 40(12): 2461-2474. |
[8] | 胡兴兴, 闵庆文, 赖格英, 吴青, 陈桃金, 潘思怡. 农业文化遗产非使用价值支付意愿的区域差异——以江西崇义客家梯田系统为例[J]. 资源科学, 2017, 39(4): 737-751. |
[9] | 尹伟华, 张亚雄, 李继峰, 徐丽萍, 王玢. 基于投入产出表的中国八大区域碳排放强度分析[J]. 资源科学, 2017, 39(12): 2258-2264. |
[10] | 尹钰莹, 郝晋珉, 牛灵安, 陈丽. 河北省曲周县农田生态系统碳循环及碳效率研究[J]. 资源科学, 2016, 38(5): 918-928. |
[11] | 李艳梅, 张红丽. 城市化对家庭CO2排放影响的区域差异----基于中国省级面板数据的分析[J]. 资源科学, 2016, 38(3): 545-. |
[12] | 顾梦琛, 王礼茂. 中国石油终端利用碳排放的区域差异[J]. 资源科学, 2016, 38(2): 255-264. |
[13] | 高燕语, 钟太洋. 土地市场对城市建设用地扩张的影响——基于285个城市面板数据的分析[J]. 资源科学, 2016, 38(11): 2024-2036. |
[14] | 李茜, 胡昊, 李名升, 张殷俊, 宋金平, 张建辉, 张凤英. 中国生态文明综合评价及环境、经济与社会协调发展研究[J]. 资源科学, 2015, 37(7): 1444-1454. |
[15] | 张立国, 李东, 龚爱清. 中国物流业全要素能源效率动态变动区域差异分析[J]. 资源科学, 2015, 37(4): 754-763. |
|