六大高耗能行业
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2023年2月16日发(作者：七天快捷酒店)河北省工业碳排放情景预测与节能减排潜力分析
%笪于振英，牛建高
（石家庄经济学院，河北石家庄050031）
眼摘要演通过计算河北省工业能源终端消费的碳排放量，对2015年和2020年工业CO
2
排放的三种目标情景进
行了预测。在此基础上，根据河北省有关规划设定的目标，分析了河北省六大高耗能行业的节能减排潜力，指
出这些行业分别处于不同的节能减排难度空间。最后，根据各高耗能行业的节能减排难度，设计了单边突破、
渐进式提升、跨越式发展和自我提升等节能减排路径。
眼关键词演工业碳排放；情景预测；节能减排潜力
眼中图分类号演F427眼文献标识码演A眼文章编号演1673-0461（2014）04-0069-06
收稿日期：2013-12-31
网络出版网址：/kcms/doi/10.13253/网络出版时间：2014-4-1113:03:38
基金项目：中国清洁发展机制基金赠款项目《河北省应对气候变化规划思路研究》（2011017）；河北省重点学科“人口、资
源与环境经济学”研究成果。
作者简介：于振英（1970-），女，河北馆陶人，经济学博士，石家庄经济学院教授，研究方向为区域经济与可持续发展；牛
建高（1966-），男，河北栾城人，经济学博士，石家庄经济学院教授，研究方向为工业节能、低碳经济与投资项目评估。
2014年4月
第36卷第4期
Ａpr.2014
Vol.36No.４
河北省产业结构偏重、重化工产业特征突出，
节能减排压力较大。2010年，全省工业能耗占全
社会总能耗的80%左右，规模以上工业万元增加
值能耗是全国平均水平的1.43倍。2011年，全省
规模以上工业综合能源消费量占能源消费总量的
比重为68%。在低碳经济发展背景下，实现工业
绿色低碳转型是大势所趋。
国内学者关于碳排放情景预测的研究较多，
例如宋杰鲲(2011)利用BP神经网络预测了我国
的碳排放情景，张亚欣(2011)、马卓(2012)分
别对吉林省2020年碳排放情景、碳排放峰值进行
了预测，徐成龙(2012)从产业结构的角度研究了
山东省的低碳情景，王志华(2012)对江苏省工业
低碳化发展情景进行了展望。鉴于河北省是全国
第一钢铁大省，所以，在上述研究成果的基础上，
预测工业CO
2
排放的目标情景，分析高耗能行业
的节能减排潜力，对于河北省实现工业低碳发展
具有重要意义。
一、河北省工业能源终端消费的碳排放量
根据《中国能源统计年鉴》，最终能源消费种
类包括9类，即煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、
柴油、燃料油、天然气和电力。在计算工业能源
终端消费的碳排放量时，采用能源消费总量乘以
各自的排放因子或排放系数（排放因子来自于国
家发改委气候司公布的数据，焦炭的排放系数来
自于《2006年IPCC国家温室气体清单指南》）。
CO
2
排放总量的计算方法见(1)式，E为能
源消耗量，A为排放因子。[1]
C=
5
i=1
移E
i
A
i
（1）
计算结果显示，2005年~2009年河北省工业
能源终端消费碳排放量总量分别为33361.5、
36908.7、41824.9、43163.7和45767.0万吨，占
当年全省能源终端消费碳排放量总量的比重分别
为74.94%、76.89%、78.51%、76.69%和76.70%。
各种能源消费的碳排放量以及总排放量在全国的
排名情况见表1。
当代经济管理
CONTEMPORARYECONOMICMANAGEMENT
ＤＯＩ：10.13253/.2014.04.012
表1河北省工业能源终端消费碳排放量在全国的排名（2005-2009）
年份煤合计焦炭油品合计天然气电力工业碳排放总量单位工业总产值碳排放量工业能源终端消费碳排放量比重
2110
2010
28
207
206
资料来源：《中国能源统计年鉴》，2006-2010。
69
AllRightsReserved.
由于经济总量与工业总量较高、能源消费过
分依赖煤炭、产业结构偏重、生产技术水平落后
等原因，2005年～2009年河北省工业能源终端消
费的碳排放总量“稳居”全国第2位（见表1），
并占据了河北省CO
2
排放总量的主要份额，工业
能源终端消费碳排放量占当年能源终端消费碳排
放量总量的比重在全国的名次逐年上升。
鉴于工业节能减排面临的巨大压力，进行工
业CO
2
排放情景预测，测算其应对气候变化的潜
力，对于科学估算河北省工业未来时期节能减排
空间、合理选择适合省情的工业节能减排路径具
有重要意义。
二、2015年和2020年河北省工业CO
2
排放
情景预测
在参考国际温室气体排放情景分析方法的基
础上，本文从河北省工业经济发展目标、工业能
效目标和环境目标三个角度对河北省2015年和
2020年工业碳排放情景进行分析，三种目标情景
分别称为E1(Economic)情景、E2(Efficient)情
景和E3(Environmental)情景，统称3E情景。[2]
（一）基于河北省工业经济发展目标的E1
情景
《河北省工业和信息化发展“十二五”规划纲
要》中提出，到2015年末，河北省规模以上工业
增加值年均增长率为13%。本文基于这一速度，
将规模以上工业增加值年均增长率设为13%，分
析在不考虑技术革新、经济结构和能源结构调整
的情况下，河北省2015年和2020年的工业碳排
放E1情景。
假设河北省单位规模以上工业增加值能耗保
持不变（按照2011年规模以上工业综合能源消费
量为19996.3万吨标准煤、单位能耗为1.9吨标
准煤/万元人民币计算），碳排放量亦将保持13%
的年均增长率。2011年，河北省规模以上工业的
碳排放总量为51790.4万吨，万元工业增加值碳
排放量为4.93吨CO
2
/万元，以此为基准进行2015
年和2020年E1情景下河北省碳排放量测算，计
算公式见（2）式。
Ｅ
２０１５
＝Ｅ
２０１１
×（１＋０.１３）2015-2011
Ｅ
２０20
＝Ｅ
２０１１
×（１＋０.１３）2020-2011（2）
E1情景下河北省2015年和2020年工业碳排
放量分别为84442.9万吨和155580.6万吨，分
别是2011年的1.63倍和3倍；万元工业增加
值碳排放量分别为5.63吨和5.19吨，分别是
2011年的1.14和1.05倍。基于经济发展目标
的E1排放情景估值较高，因此E1情景是最高排
放情景。
（二）基于河北省节能目标的E2情景
E2情景假设节能降耗的手段是依靠降低化石
燃料使用强度，所以CO
2
排放强度降低水平与节
能降耗目标一致。根据《河北省工业和信息化发
展“十二五”规划纲要》，采取多种节能降耗措施
后，2015年河北省单位工业增加值能耗比“十一
五”末降低20%，年均降低4%；工业CO
2
排放
强度降低20%以上，年均降低4%以上。2010年，
河北省规模以上工业碳排放总量为46925.4万吨，
以此为基准进行2015年和2020年河北省E2情
景下工业碳排放量测算，见（3）式。
Ｅ
２０１５
＝Ｅ
２０１0
×（１＋０.１３-0.04）2015-2011
Ｅ
２０20
＝Ｅ
２０１0
×（１＋０.１３-0.04）2020-2011（3）
E2情景下河北省2015年和2020年工业碳排
放量分别为72200.5万吨和111089.4万吨，分
别低于E1情景下的84442.9万吨和155580.6万
吨；万元工业增加值碳排放量分别为4.81吨和
3.7吨，分别是2010年的84%和65%。E2情景充
分考虑了河北省各级政府和企业对能源供应和
CO
2
排放量不断上升做出的反应，包括已采取的
节能降耗措施，所以，可以认为E2情景是基于应
对气候变化目标的、具有较高可实现性的未来情景。
（三）基于河北省节能与环境目标的E3情景
E3情景综合考虑河北省工业节能和环境保护
目标。根据《河北省节能减排“十二五”规划》，
到2015年，全省规模以上工业企业万元增加值能
耗力争比2010年下降22%以上，SO
2
和NO
x
排放
量则分别削减25%和30%以上。考虑到工业增长
和应对气候变化的需要，本文以2010年为基数，
取25%与30%的算术平均值27.5%作为2015年河
北省温室气体排放量需要降低的百分比，并设定
2020年温室气体排放量需要降低的百分比仍为
27.5%，年均降低5.5%。2011年，河北省规模以
上工业的碳排放总量为51790.4万吨，以此为基
准，根据（4）式可测算E3情景下规模以上工业
碳排放量。
Ｅ
２０１５
＝Ｅ
２０１0
×（１＋０.１３-0.04-０.０５５）2015-2011
Ｅ
２０20
＝Ｅ
２０１0
×（１＋０.１３-0.04-０.０５５）2020-2011（４）
E3情景下，2015年和2020年河北省规模以
上工业碳排放总量分别为59430.7万吨和70585
万吨，万元工业增加值碳排放量分别为3.47和
2.24吨，分别是2011年的84%和45%。
（四）基于“斯特恩报告”的综合情景
世界银行前首席经济师尼古拉斯·斯特恩领导
的小组完成的《从经济学角度看气候变化》报告
（又称“斯特恩报告”）认为，要使全球温室气体
浓度小于或者稳定在550ppm（濒临危险的水
于振英，牛建高：河北省工业碳排放情景预测与节能减排潜力分析
70
AllRightsReserved.
平），则全球温室气体排放在未来（以2005年为
基准）10~20年达到最高峰，并且在此之后应以
每年1%~3%的速率下降，到2050年，全球温室
气体排放量控制在2005年水平的75%以下。根据
前文的计算结果，河北省2005年工业碳排放总量
为33361.5万吨，2006年为36908.7万吨，碳排
放增长率为10.63%，在此基础上，若碳排放增长
率以固定降幅降低，至2020年增长率降为0，设
定2020年前碳排放增长率的递减率为x，则有：
0.1063×（１-x）15→0（5）
如果取0.1063×（1－x）15→1×10-4，则（5）式变
为0.1063×（1－x）15=0.0001，
可得2020年前碳排放增长率的递减率为x=
37.16%，根据（6）式计算可得综合情景下的工业
碳排放量。
Ｅ
２０１５
＝Ｅ
２０１１
×（１＋０.１３-０.３７１６）2015-2011
Ｅ
２０20
＝Ｅ
２０１１
×（１＋０.１３-０.３７１６）2020-2011（6）
综合情景下，2015年和2020年河北省规模
以上工业碳排放总量分别为17133.4万吨和4298.7
万吨，万元工业增加值碳排放量分别为1.14和
0.14吨，分别是2011年的23%和3%。
（五）情景比较分析
河北省规模以上工业CO
2
排放情景预测结果
见表2。
表2河北省规模以上工业CO
2
排放情景预测结果
情景
2015年2020年
排放总量（万吨）单位排放量（吨/万元）排放总量（万吨）单位排放量（吨/万元）
E1情景（基础量：E
2011
）84442.95.63155580.65.19
E2情景（基础量：E
2010
）72200.54.81111089.43.7
E3情景（基础量：E
2011
）59430.73.47705852.24
斯特恩标准下的综合情景（基础量：E
2011
）17133.41.144298.70.14
基于河北省工业发展和节能、生态环境保护
目标的E1、E2和E3情景以及基于“斯特恩报
告”的综合情景可以分别看作是河北省工业未来
高排放、中等排放和低排放情景。基于工业经济
发展目标的E1排放情景是一种经济上激进、环
境上保守的排放情景，将导致河北省面临巨大的
生态、环境、资源风险。基于提高能效、保护大
气环境目标的E2、E3排放情景则是把控制温室
气体排放、能源消耗与提高工业发展水平相结合，
是一种可持续发展情景。基于“斯特恩报告”的
综合情景是从“斯特恩报告”中所选择的温室气
体减排方案，对于处在发展中国家的工业大省河
北省来说，体现了环境激进思想。
综合以上分析，可以判断河北省工业未来的
温室气体排放量将处于环境保守的E1情景和环
境激进的综合情景之间，并与E3情景接近。
三、河北省高耗能产业节能减排潜力分析
从河北省工业行业内部来看，煤炭开采和洗
选业、石油加工炼焦及核燃料加工业、化学原料
及化学制品制造业、非金属矿物制品业、黑色金
属冶炼及压延加工业以及电力热力生产与供应业
等六大高耗能行业，其能源消费量占全省规模以
上工业综合能源消费量的比重高达89%以上，
2011年则达到90.48%，是工业碳排放和影响气候
变化的主要来源。因此，要推进并顺利实现“河
北省工业未来的温室气体排放量处于环境保守的
E1情景和环境激进的综合情景之间”的既定目
标，关键是加快六大高耗能行业的节能减排进程。
（一）高耗能行业2005年~2011年碳排放
现状
河北省六大高耗能行业中，黑色金属冶炼及
压延加工业的碳排放量持续增长，且每年位于六
大行业之首，远高于其他行业。位于第二位的为
电力、热力的生产和供应业，变动幅度较小，在
稳定中有所增长。其他四大行业碳排放量比较稳
定，所占比重较小，石油加工、炼焦及核燃料加
工业所占比重最小，见图1和2。
“十一五”期间，六大高耗能行业的能源碳排
放强度基本上呈现下降状态，但是从绝对数量来
看，黑色金属冶炼及压延加工业以及电力热力的
生产和供应业能耗高、碳排放量大，并基本上呈
现上升趋势。
（二）高耗能行业节能减排潜力分析
中国科学院《我国低碳经济发展框架与科学
基础》研究组的研究成果（2010）表明，我国工
业尚有较大的节能减排潜力，各主要工业部门的
单位综合能耗水平比发达国家先进水平高20%-
35%，如果综合使用技术节能和结构节能手段，
2015年和2020年存在一定的节能减排空间。[3]
根据《河北省工业和信息化发展“十二五”
规划纲要》，采取多种节能降耗措施后，2015年
河北省单位工业增加值能耗比“十一五”末降低
20%，年均降低4%；工业CO
2
排放强度降低20%
以上，年均降低4%以上。若六大高耗能行业的工
于振英，牛建高：河北省工业碳排放情景预测与节能减排潜力分析
71
AllRightsReserved.
表4河北省高耗能工业部门CO
2
排放强度预测结果
（单位：吨/万元）
行业2015年2020年
煤炭开采与洗选业4.383.66
石油、天然气行业2.752.30
石化、化工行业5.274.40
非金属矿物制品业6.225.20
钢铁工业8.577.16
电力、供热行业17.3714.51
业增加值的年均增长率也为13%，2015年和2020
年的单位工业增加值能耗与CO
2
排放强度也按照
年均4%的百分比降低，以2010年的数据为基准，
则2015年和2020年河北省高耗能工业部门的节
能减排潜力（计算依据见7式）见表3，CO
2
排放
强度预测结果见表4。
Ｅ
２０１５
＝Ｅ
２０１０
×（１＋０.１３-０.０４）2015-201０
C
２０１５
＝C
２０１０
×（１＋０.１３-０.０４）2015-201０
E
２０20
＝Ｅ
２０１０
×（１＋０.１３-０.０４）2020-201０
C
２０20
＝C
２０１０
×（１＋０.１３-０.０４）2020-201０（7）
图1河北省六大高耗能行业碳排放变化情况（单位：万吨）
图2河北省六大高耗能行业碳排放强度变化情况（单位：吨/万元）
表3河北省高耗能工业部门节能减排预测结果
行业
2015年2020年
节能潜力（万吨标准煤）减排潜力（万吨）节能潜力（万吨标准煤）减排潜力（万吨）
煤炭开采与洗选业95333
石油、天然气行业964249614833841
电力、供热行业5978829
石化、化工行业86056
非金属矿物制品业46847
钢铁工业135713515
（三）2015年与2020年工业碳排放变化趋势
根据河北省工业化和城镇化现状，到2020年
以前，河北省经济仍将保持较快增长水平，平均
保持在8%～9%，河北省能源消费与CO
2
碳排放还
将继续增长。
1.产业结构演变与调整趋势
截止到2011年，河北省国民经济中服务业比
于振英，牛建高：河北省工业碳排放情景预测与节能减排潜力分析
72
AllRightsReserved.
表7河北省高耗能行业碳排放强度降低空间
（单位：万吨）
行业
基准数值降低空间
2010年2015年2020年
煤炭开采和洗选业5.244.383.66
石油加工、炼焦及核燃料加工业3.292.752.30
化学原料及化学制品制造业6.305.274.40
非金属矿物制品业7.446.225.20
黑色金属冶炼及压延加工业10.258.577.16
电力、热力的生产和供应业20.7817.3714.51
重只有34%，远低于全国平均水平，工业所占比
重较高，其中重化工业比重超过80%。根据《河
北省工业和信息化发展“十二五”规划纲要》以
及《河北省国民经济和社会发展第十二个五年规
划纲要》，一方面，河北省服务业比重将不断提
高，重化工业比重将有所下降，另一方面，根据
河北省经济发展现状，随着工业化和城镇化的不
断推进，工业主导特别是重化工业主导经济发展
的局面不会根本转变，工业用能和碳排放总量仍
将保持一定增长。
2.高耗能行业节能减排空间
根据表5和表6的预测结果，可以确定2015
年和2020年河北省高耗能行业节能空间、减排空
间、碳排放强度降低空间，分别见表5、表6和表7。
3.工业节能减排难度的行业差异
将“节能难度”、“控制碳排放难度”作为衡
量指标，可以构建河北省工业节能减排状态矩阵
图（如图3），用于衡量工业内部不同行业节能减
排的困难程度。[4]
以2010年的数据为基准数值，根据2011年
的数据和减排空间进行测算，通过技术手段和结
构调整，2015年和2020年，河北省能够实现节
能目标的行业是石油加工、炼焦及核燃料加工业、
黑色金属冶炼及压延加工业和非金属矿物制品业，
煤炭开采和洗选业、化学原料及化学制品制造业、
电力热力生产和供应业实现节能目标有一定难度；
将碳排放总量控制在既定目标之内有相当大的难
度、在降低碳排放强度方面也面临着巨大压力的
行业包括石油加工、炼焦及核燃料加工业、黑色
金属冶炼及压延加工业、煤炭开采和洗选业；可
以将碳排放总量和碳排放强度控制在既定目标之
内的行业包括化学原料及化学制品制造业、非金
属矿物制品业、电力热力生产和供应业。所以，
石油加工、炼焦及核燃料加工业和黑色金属冶炼
及压延加工业处于D难度区，非金属矿物制品业
处于A难度区，煤炭开采和洗选业处于C难度区
域，化学原料及化学制品制造业和电力热力生产
和供应业处于B难度区。
四、河北省高耗能行业节能减排路径
为了在2020年实现工业CO
2
排放的E3情
景，根据六大高耗能行业的节能减排空间，河北
省需针对以上四类难度区，分行业采用不同的节
能减排路径。
（一）B→A和D→A的单边突破路径[5]
河北省处于B和D难度区的行业包括化学原
料及化学制品制造业、电力热力生产和供应业、
油加工炼焦及核燃料加工业、黑色金属冶炼及压
延加工业，在过渡到A难度区时，应以产业在节
能和减排方面的“短边”作为突破口，以实现节
能减排目标。具体而言，化学原料及化学制品制
造业和电力热力生产和供应业更应注重结构节能、
管理节能和技术节能，石油加工、炼焦及核燃料
加工业和黑色金属冶炼及压延加工业更应注重从
表5河北省高耗能行业节能空间
（单位：万吨标准煤）
行业
基准数值节能空间
2010年2015年2020年
煤炭开采和洗选业86913382059
石油加工、炼焦及核燃料加工业6269641483
化学原料及化学制品制造业98715192338
非金属矿物制品业4
黑色金属冶炼及压延加工业886
电力、热力的生产和供应业388259789200
表6河北省高耗能行业减排空间（单位：万吨）
行业
基准数值减排空间
2010年2015年2020年
煤炭开采和洗选业225034655333
石油加工、炼焦及核燃料加工业1
化学原料及化学制品制造业255539356056
非金属矿物制品业288944496847
黑色金属冶炼及压延加工业228253515054094
电力、热力的生产和供应业129
图3河北省工业节能减排状态矩阵图
于振英，牛建高：河北省工业碳排放情景预测与节能减排潜力分析
73
AllRightsReserved.
调整能源结构、采用低碳技术、削减过剩产能等
方面减少CO
2
排放。
（二）C→B→A和C→D→A的渐进式提升
路径
河北省煤炭开采和洗选业处于C难度区域，
在节能和减排两个方面均面临巨大挑战。首先，
要加大原煤洗选力度，提高商品煤质量；其次，
通过改进技术以提高煤炭的燃烧利用效率，在此
基础上降低燃煤污染物排放；第三，要综合利用
遗留在煤炭生产区域的废弃物，消纳处理废弃资
源。总之，在双重压力下，煤炭开采和洗选业应
发挥优势、弥补劣势，经过B或D区域的过渡，
最终到达A区域。
（三）C→A的跨越式发展路径
煤炭开采和洗选业要实现从C难度区到A难
度区的跨越式发展，需在经济发展和技术进步的
基础上推动制度变革，具体包括：在制度上，形
成中央节能减排政策与地方经济利益、地方政府
政策与企业利益的激励相容机制；深化地方政府
绩效考评机制改革，将能源经济效率和环境绩效
指数作为考察地区节能减排工作成效的重要指标，
以改变现存的地方政府GDP目标与节能减排目标
之间的博弈均衡结果。
（四）处于A难度区的自我提升路径
非金属矿物制品业处于A难度区，需在现
有的节能减排基础上实现自我提升，发展高效
节能技术和装备，采用清洁生产技术减少污染
物排放。
总之，由于能源结构不合理、产业结构偏重
等原因，河北省工业能源终端消费碳排放量和
单位工业总产值碳排放量在全国排名比较靠前，
在淘汰落后产能、应对气候变化方面面临一系
列挑战。鉴于“经济增长需求”和减少碳排放
量的压力同时存在，河北省应明确工业温室气
体排放情景，兼顾工业经济发展目标、工业能
效目标和环境目标，在保持工业增长的前提下
降低CO
2
排放强度，实施相对减排。结合河北
省六大高耗能行业节能减排空间和工业节能减
排状态矩阵图，不同行业应分别沿着“单边突
破”、“渐进式提升”和“跨越式发展”等路
径，通过调整结构、改进技术和变革制度，在
京津冀协同发展的大格局下实现工业自我提升，
强化生态保障功能，构建现代产业发展新体系，
推进科学发展和绿色崛起。
[1]宋红印.基于DEA的中国节能减排视在潜力分析方法研究[D].
浙江大学硕士学位论文，2013.
[2]于新文.我国应对气候变化政策中若干减排情景的经济评估[D].
南京信息工程大学博士学位论文，2009.
[3]刘卫东，等.我国低碳经济发展框架与科学基础[M].北京：商务
印书馆，2010.
[4]余泳泽.我国节能减排潜力、治理效率与实施路径研究[J].中国
工业经济，2011（5）：62-63.
[5]赵阳.山东省制造业节能减排潜力及实现路径[D].山东财经大学
硕士学位论文，2013.
［参考文献］
ForecastontheIndustrialCarbonEmissions
andAnalysisontheEnergySavingPotentialinHebeiProvince
YuZhenying,NiuJiangao
（ShijiazhuangUniversityofEconomics，Shijiazhuang050031，China）
Abstract:BycalculatingthecarbonemissionsamountbytheterminalsoftheindustrialconsumptioninHebeiProvince,thepaperforecastedthe
three-basis,inaccordancewiththerelevantdevelopmentplan
inHebeiProvince,thepaperanalyzedtheenergy-savingandemission-reductionpotentialsamongthesixhighenergy-consumingindustriesin
pointedoutthattheseindustriesareiy,accordingtothe
differentdifficultlevelsoftheseindustriesinenergy-savingandemission-reducing,thepaperdesignedsomedifferentpaths,includingunilateral
breakthrough,gradualupgrade,leapingdevelopmentandself-improvement.
Keywords:industrialcarbonemissions;scenarioforecasts;energy-savingandemission-reductionpotential
（责任编辑：张丹郁）
于振英，牛建高：河北省工业碳排放情景预测与节能减排潜力分析
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