上海市物流业碳排放测算及影响因素研究.docx
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上海市物流业碳排放测算及影响因素研究
摘要
近几年物流行业迅速扩张,成为了发展经济必不可少的一个环节,物流业的开展主要是依靠运输,需要消耗大量的能源,这是二氧化碳产生的主要途径。
上海市是一线城市且位列高碳地区行列,物流业一定会呈现低碳化行径的趋势。
上海市低碳化进程将会促进上海市经济走可持续发展的道路,并且带动整个东南沿海城市的物流行业向低碳化方向前进。
本文研究了上海市物流业碳排放的问题,概述了上海市物流业近年的基本情况,根据上海市物流业的能源消耗量测算了其物流业碳排放总量,探讨了经济变化与碳排放两者的相互联系。
通过LMDI模型把2011年-2014年间对上海市碳排放强度的影响因素分解为能源结构、能源强度、能源效率三个因素。
结果显示上海市物流业碳排放强度的降低主要是由于能源效率的变化,而上海市物流业的能源结构在这四年间仍然是以燃料油和煤油为主没有发生根本性的改变,抑制了物流业的低碳发展。
文章末尾对上海市发展低碳物流提出改进措施。
关键词:
碳排放强度;影响因素;能源效率
1绪论
1.1研究背景
随着温室效应带来的危害日益加剧,气候问题受到了全世界的普遍重视。
随着我国经济的发展,在国际中的地位不断提高,作为发展中国家的代表,需要对节能减排作出表率,因此承诺了我国2020年单位GDP碳排放量同比2005年下降百分之四十五左右。
这使得节约能源,控制二氧化碳排放量的任务更加紧迫。
上海市是我国第一大都市,是我国的经济、交易、金融、运输枢纽。
其物流行业繁荣发展,运输网络发达。
2010年-2014年物流行业增加值逐年增长,年平均上升186.75亿元,2014年达到2784亿元。
年货物总运输量达到了9.0341亿吨,同比2013年减少了百分之一点三。
这五年内上海市生产总值也不断攀升,年平均增长8.24%,人均GDP年增长率为6.36%。
能源消费总量也呈现上升趋势,到了2014年消费总量为11084.63万吨标准煤且占我国总体消费量的2.6%,同年平均每人能源消耗量为0.47吨标准煤,高出全国年人均的35.47%。
从数据可以看出上海市的能源消耗水平明显高于全国平均水平,使得上海市位列高碳地区行列,且连续几年人均二氧化碳排放量全国最高。
能源消耗是二氧化碳产生的主要途径。
物流行业主要靠运输来产生收益,其必然是能源消耗较大的行业,需要承担减少碳排放的重任。
现阶段我国物流行业还处于初级阶段,部分发达国家的物流成本已低于国民生产总值的百分之十,而我国却占百分之二十以上,高额的成本问题使得物流企业不得不放弃走低碳化发展,在物流运输的过程中产生各种污染使得环境遭到毁坏,所以发展低碳物流是必然的趋势。
1.2研究意义
物流业迅速扩张,逐渐变成经济向前迈进不能缺少的一个环节。
但是物流业是高耗能产业,它的二氧化碳排放量仅次于工业。
从目前海内外学者对碳排放的探究成果来看,我国还处于起步阶段目前停留于对低碳物流的理论层面,而国外的学者已经到达了实践层次,他们已经深入到对碳排放的测算中,这有助于加快低碳技术的前进步伐。
而本文就是从计算上海市物流业的碳排放总量出发,对影响上海市物流业碳排放强度的因素进行分解,最后通过分析对上海市物流行业的低碳发展提出改进措施。
这积极响应了《物流业降本增效专项行动方案(2016—2018年)》的实施。
上海市物流业的低碳发展能为上海市经济走可持续发展、低碳化发展的道路提供强有力的支撑。
进而可以促进东部沿海地区的低碳发展。
对制定上海市物流业节能减排政策,提高能源利用率、调整优化产业结构及实现低碳经济背景下上海市物流业的转型等问题,都具有一定的参考价值。
1.3研究的思路与内容
在目前的统计口径中不存在物流行业的能源消耗量,因此本文选用交通运输业、邮政业和仓储业的能源消耗之和来取代物流业的消耗量。
本文是定量研究,涉及大量的数据。
其中有历年上海市物流业的各种能源消耗情况,通过燃料油、煤油、汽油、柴油等6种能源的消费情况来计算物流业碳排放总量。
其数据主要来自历年《上海统计年鉴》,《中国统计年鉴》,《上海市国民经济和社会发展统计公报》,《国家温室气体排放清单指南》等。
论文通过建立LMDI模型对影响上海市物流业碳排放强度因素进行分解,其中包括能源效率、能源排放强度、能源结构这3种因素,以测量分析每种因素对物流业的碳排放强度的影响程度和影响效应。
由此提出对上海市节能减排的建议和措施。
本文研究的主要内容主要分为以下五个部分:
第一部分:
主要介绍了关于碳排放的研究背景、本文研究的意义、研究的思路与主要内容,指出了研究这个课题的现实意义。
第二部分:
首先介绍了上海市物流业基本发展情况,然后介绍了上海市交通运输业、仓储业、邮政业的能源消耗情况也就是介绍了物流业产生二氧化碳主要途径。
第三部分:
通过排放系数法计算2010-2014年上海市物流业的碳排放总量,对二氧化碳总量的变化进行初步分析。
第四部分:
利用LMDI模型对影响碳排放的因素进行分解,得出能源强度、能源结构、能源效率三者之间与上海市物流业碳排放强度的关系。
第五部分:
通过对全文的总结对上海市物流业的低碳发展提出有效建议和措施。
2上海市物流业发展及其碳排放现状
2.1上海市物流业发展状况
上海市位于华东地区,是我国的交易、金融和运输枢纽。
进入21世纪后,上海市物流业随着我国电子商务的腾飞也得到了质的飞跃,上海市地处长江口岸,濒临东海,交通网络四通八达,港口贸易繁荣,物流运输行业的发展蒸蒸日上,且福建、河南、陕西、安徽等地以及南京市和整个长三角地区都是其港口的经济腹地。
从2005-2015年以来,在“十一五”规划时期上海市物流业以“搭好平台、培育主体、建立网络”为目标,运用该目标来提高城市物流规划能力,完善物流基础设施,提升物流服务能力。
在“十二五”期间,上海物流业按照“创新驱动、转型发展”总体要求,加快转变成长模式,促进物流高端资源汇集和职能塑造。
在此十年以来上海市物流业规模逐渐壮大,已经成为上海市经济支柱性行业。
(2005年-2015年上海市物流业增加值见图1)
图12005年-2015年上海市物流业增加值
资料来源:
中国上海网上政务大厅,政府公开信息/ 市政府文件 / 沪府办发文件
从图1的柱状图可以看出“十一五期间”,2005年-2010年,上海市物流业快速增长,年平均增长速率为10%。
由于2009年受宏观金融环境的影响,物流业增速有所减缓,扩张速率下降3.75%。
由此可以看出,物流产业与经济发展两者的相关性。
在我国“调结构、扩内需”制度和《物流业调整和振兴规划》的指挥下,上海市物流业战胜艰难、勇往直前,使物流业突破重重障碍。
到了2010年,物流行业增加值已经到达2037亿元,对比基期2005年,增长量为862亿元,占了上海市国民生产总值的12.1%,且占第三产业总产值的21%。
在“十二五”期间,2011-2015年,上海市物流业依旧保持平稳增长的势头,其年平均增长速率为7.96%。
到了2015年,全市物流业增加值为304.4亿元,同比上年增长了7.1%,占上海市国民生产总值的12.2%,占上海市第三产业增加值的比例较2010年有所下降,下降了3%。
随着电子商务的发展和国民经济水平的提高,使得快递业发展迅猛,近几年的的业务量达到年均50%以上的增速且业务收入也屡创新高,保持年均35%以上的增速。
平均每年人均快递量较大,约为53件,是我国人均的5倍之高。
除2009年受经济危机的影响,自2005年-2015年上海市的运输能力保持平稳增长,其货物运输总量平均年增长率为2.65%。
(上海市物流业运输总量见图2)
图2上海市物流业运输总量
资料来源:
中国上海网上政务大厅,政府公开信息/ 市政府文件 / 沪府办发文件
(1)港口货物运输方面
在2005年-2010年期间,集装箱吞吐量平均每年的上升幅度大约在10.6%左右。
这使得2010年上海港集装箱吞吐量首度超越新加坡,高达29070000标准箱,位居世界第一。
货物吞吐量为65339万吨,也稳居全球首位。
2011-2015年,集装箱吞吐量以每年4.70%的速率在不断增加,货物吞吐量每年的上升速率为4.03%。
到了2015年,港口的货物吞吐量达71740万吨,集装箱吞吐量达36537000标准箱,依然稳居全球首位。
(2)航空货邮运输方面
上海市“以浦东机场为主,虹桥机场为辅”分工合作模式,将浦东机场划分为国际中心机场,虹桥机场定位为地区性中心机场,从而形成了双航空运输体系。
2015年,上海市航空货物邮件总吞吐量达到3709000吨,在此之中,浦东机场货物邮件的吞吐量3275000吨,占总体运输量的88.29%。
“十一五”规划期间,航空货邮运输以每年11.3%的速率高速增加,到了“十二五”期间,进入缓慢增长,其增长速度仅0.11%。
因此,上海市需要加强海关、边检等相关部门的通关效率,增添上海机场飞机的起降量。
总体而言,近几年上海市物流业成长迅速,这体现了政府对物流行业的高度重视。
对物流资源进行调整,带动了小微企业转型,使得社会物流成本不断降低。
同时减少了物流的信息不对称情况的发生,使得设施网络得到逐渐完善。
空港货运物流设施加快布局,形成了“一市两场”、五个货运区的空港货运体系。
物流市场呈现多元化,不仅吸引了大批量的国内物流企业也吸引了不少物流上下游外资企业。
2.2上海市物流业碳排放的基本情况分析
物流业中的二氧化碳的排放主要来源于运输,会产生大量的尾气,它污染力度最大,且能源消耗约占全球总能耗的四分之一。
由于货物的流通都是靠物流活动来支撑的,在交通运输途中货物的迂回运输和运输工具的尾气的排放增加了碳排放量。
且在货物的装卸、流通加工、搬运途中都会导致二氧化碳的排放量的攀升。
物流业在所有行业中油品使用量排第二,仅低于制造业。
从图2可以看出,对于上海市而言,其港口贸易发达,港口货物吞吐量和集装箱吞吐量平稳上升,是造成上海市物流业二氧化碳排放量居高不下的主要因素。
这是由于航运过程中需要消耗大量的燃料油,也是航运运输产生二氧化碳的主要根源之一。
另外随着国民经济的发展,上海的城市生活对服务业的需求不断增加,餐饮业和大型连锁超市等行业需要对各种原材料进行分散运输和二次加工,这增加了搬运、装卸和再装运等物流各种环节的操作,且人民生活质量的提高,为了美化商品和便于搬运和装卸对商品进行包装,这都消耗了大量的能源,从而也导致了物流业二氧化碳排放量的增加。
由于目前最新的上海统计年鉴为2015年,而其记录的是2014年上海市的主要情况。
根据往年《上海市统计年鉴》,整理出2010-2014年上海市物流业主要消耗能源的情况,(见表1)。
表12010年-2014年上海市物流业主要消耗能源总量
年份
原煤
(万吨)
燃料油(万吨)
汽油
(万吨)
煤油
(万吨)
柴油
(万吨)
电力
(亿千瓦时)
2010年
4.81
643.36
95.11
394.75
166.79
34.11
2011年
2.86
578.36
109.11
395.82
181.53
38.37
2012年
1.91
577.58
112.98
399.34
197.87
38.74
2013年
1.73
541.93
117.07
433.73
194.93
40.34
2014年
1.11
520.39
125.48
449.95
188.26
41.26
资料来源:
历年《上海统计年鉴》,结果保留两位小数。
从表1可以看出其中燃料油的使用量在油品使用方面占50%,燃料油的消耗主要是在航运过程中,但是在2010-2014的五年中燃料油的消耗量逐年降低,年平均降低5.17%,尤其是2010年到2011年间,燃料油的消耗量降低了65万吨,在此期间上海市物流规划由“十一五”向“十二五”推进,出台了一系列的法律法规使上海市物流成长环境得到了优化,其中发布执行了上海市区域法则《食品冷链物流技术与管理规范》,制定实施了《城市配送物流车营运技术规范》和《冷藏保鲜车辆营运技术规范》,大大降低了冷链物流中油品类的消耗总量。
物流业主要业务是运输,运输需要依靠运输工具,例如火车、货车、轮船、飞机等,其主要消耗的是燃料油、汽油、煤油和柴油等,在此中原煤的使用量不大,通过表1可以看出原煤的使用量不到物流业能源消耗的1%,原煤的碳排放系数仅次于电力,随着温室效应不断加剧,原煤的使用量不断减少,到2014年仅消耗了1.11万吨。
煤油、汽油的使用量依旧逐年增加,年平均年增长速度分别为3.33%、7.17%,2010年煤油和汽油分别占物流业所消耗能源的7.10%、29.48%。
其中汽油每年的增长幅度除在2010年到2011年由“十一五”规划到“十二五”规划期间变动幅度较大,在2011-2014年期间,每年平均增加幅度大约是50000吨。
而煤油的使用量从2010年-2012年增长幅度不大,基本趋于稳定而2012年后年使用量却达到每年15万吨左右的增长。
2014年两者的占比达到9.45%、33.92%。
根据上海统计年鉴得知上海市载货汽车总量在逐年递减,虽然运输工具数量在减少,但是随着国民经济的发展,物流总体的需求量在增加,那么运输的频率就要同步增加,造成汽油和煤油的能源消耗量呈上升趋势。
随着技术的发展,物流行业逐渐增加电力的使用来替代传统高污染能源,例如混合动力叉车,电力货车的出现可以减少二氧化碳的排放。
从上表可以看出,电力的消耗量和汽油消耗量的变化有所类似,“十一五”到“十二五”这段时间增加幅度大,在2011-2014年期间平稳上升,2010年其使用量为34.11亿千瓦时,截止2014年使用量为41.26亿千瓦时,其年平均增长率为4.87%。
柴油的消耗量在2010年-2014年期间有所波动,2010年柴油消耗量占总体的12.46%,2010年到2012年不断上升,在2012年时达到197.87万吨,此时的占比达到14.89%,而后又开始回落,到2014年柴油的消耗量为188.26万吨,较2010年上升了12.87%。
根据图中各种能源的走势来看,其中原煤和燃料油呈下降趋势,汽油、煤油、柴油、电力呈上升趋势,但是总体波动的幅度不是很大。
这说明近几年上海市对物流业不断重视起来,对其二氧化碳的排放有所控制,没有出现大幅度的增长。
但是管控的力度不够,没有出现明显的效果,传统能源消耗量依旧居高不下,并没有出现大幅度下降的趋势。
3上海市物流业碳排放量的测算
3.1二氧化碳排放量的测算方法
对于目前而言计算二氧化碳的排放量没有确切的办法。
但是主要分为两种方法:
“排放系数法”和“质量平衡法”。
“质量平衡法”是根据各种能源中,碳含量的多少在空气中进行充分燃烧,产生二氧化碳的量来计算,此方法较为繁琐。
本文主要采用“排放系数法”来计算物流行业的二氧化碳排放量。
排放系数法是指根据IPCC(2006)《国家温室气体排放清单指南》提供的一些系数,通过不同能源的消耗量与其折算标准煤的系数再乘以各种能源碳排放系数来计算。
在当前的统计途径中,没有对物流行业能源的消费量进行统计。
因此本文中,都以仓储业、邮政业、交通运输业的能源使用情况来取代物流业的能耗情况。
根据历年《上海统计年鉴》中可以看出,物流业的主要消耗的能源有原油、燃料油、煤油、汽油、柴油、电力。
因此本文根据“排放系数法”具体的计算公式如下:
在公式中Q代表的是各种能源释放二氧化碳量的总和,i分别代表第i种能源,Qi代表的是i种能源释放二氧化碳的量。
其中
表示的是i种能源的折算成标准煤的系数,
代表各种能源的碳排放系数,
就是表示i种能源的消耗量。
3.2测算过程及结果分析
在上海市物流业消耗的主要6种能源中,电力的折算在本文中采用的是发电煤耗的计算方法,即通过年平均火力发电煤耗折算成标准煤来计算。
从IPCC(2006)《国家温室气体排放清单指南》及《中国能源统计年鉴》查得各项能源的标准煤系数、碳排放系数(各种能源碳排放系数和折标准煤系数见表2)。
表2各种能源碳排放系数和折标准煤系数
能源种类
折标准煤系数
碳排放系数
原煤
0.7143千克标准煤/千克
0.7559
燃料油
1.4286千克标准煤/千克
0.6185
续表
汽油
1.4714千克标准煤/千克
0.5538
煤油
1.4714千克标准煤/千克
0.5714
柴油
1.4571千克标准煤/千克
0.5821
电力
0.1229千克标准煤/千瓦小时
2.2132
资料来源:
《中国能源统计年鉴》,IPCC(2006)《国家温室气体排放清单指南》
根据表1原煤、燃料油、汽油、煤油、柴油、电力的消耗量以及碳排放系数法得出的算式测算得到2010年-2014年各种能源排放二氧化碳的总量(见表3)。
表3各种能源二氧化碳排放量
单位:
万吨
年份
原煤
燃料油
汽油
煤油
柴油
电力
2010年
2.597
568.466
77.501
331.889
141.468
92.780
2011年
1.544
511.033
88.910
332.789
153.970
104.367
2012年
1.031
510.343
92.063
335.748
167.829
105.374
2013年
0.934
478.843
95.396
364.662
165.335
109.726
2014年
0.599
459.811
102.250
378.299
159.678
112.228
资料来源:
根据2011-2015年《上海统计年鉴》数据计算所得(结果保留三位小数)。
将各种能源的二氧化碳排放量相加得出2010-2014年上海物流业碳排放总量(见图3)
图32010-2014年碳排放总量
从图3中能够得到,2010年后碳排放的总量出现明显下降,2011年到达最低值,其碳排放总量为1192.61万吨,比上年下降22.09万吨,同比下降了1.82%。
2011-2014年正处于上海市物流业的“十二五”调整时期,此时是上海市进行经济转型发展和创新最佳时期,国内外经济的迅速发展将为上海市物流业的扩张机会与阻碍并存。
在此期间的物流业的碳排放总量又开始上升,同比上年增加了19.78万吨,2012年到2014年变化幅度不大处于二氧化碳排放的稳定阶段。
这说明经济的提高与物流发展有关,会使物流业务的需求量上升,紧接着导致碳排放的上升。
随着“十一五”和“十二五”的到来,上海市的发展速度不断加快,经济保持平稳的增长,战略性新兴产业制造业增速加快,国民经济水平不提高。
2010-2014年,人均GDP不断增长。
2010年人均生产总值为76074元,到了2014年同比增长27.99%,增加了21296元(2010年-2014年上海市的国民生产总值见表4)。
表42010年-2014年上海市的国民生产总值
年份
2010年
2011年
2012年
2013年
2014年
上海市GDP(亿元)
17166
19196
20182
21818
23568
数据来源:
国家统计局
根据上海市2010-2014年的国民生产总值和这期间上海市物流业的碳排放量得出了单位GDP(每亿元)的二氧化碳排放量(见图4)。
图4单位GDP的二氧化碳排放量
从图中可以看出单位GDP(每亿元)的碳排放量逐年降低。
2010年,单位GDP(每亿元)二氧化碳的排放量约为707亿元/吨,2011年比去年减少约12%。
2012年相对于2011年每单位下降21亿元/每吨。
且到了2014年已经到达了514亿元/吨,相对于基期约下降了1/3。
说明在“十二五”阶段上海市对物流业碳排放量相当重视,对整体提升上海市物流业的国际竞争力付出努力。
为了让上海市物流业不断向低碳方向前进。
图5环境库兹涅茨曲线(EKC)
上海市的发展与物流业碳排放量之间的联系也就是如上图4所示,符合“倒U型”曲线假说。
这是由美国经济学家格鲁斯曼等人发现的,“倒U型”假说(见图5)也就是环境库兹涅茨曲线(EKC)[13]是指随着一个国家或者地区国民经济水平的发展,环境的污染就会逐渐加剧,在两者达到一个最大值后,国民经济水平不断发展,人们对环境的重视加强,使得环境质量得到改善。
随着上海市的经济的高速发展,工业化水平不断提高,经济对物流的需求的上升,目前上海市已经处于拐点之后的水平,呈现“倒U型”下降的形态。
虽然上海市的单位GDP(每亿元)的物流业的碳排放总量在下降,但是通过2010年-2014年的碳排放总量来看,目前上海市物流业CO2总量居高不下,处于瓶颈时期,很难打破这种状态降低排放量。
所以当务之急就是要找出上海市物流业二氧化碳排放量的影响因素,对症下药采取相关的措施降低碳排放量。
4基于LMDI模型的上海市物流业碳排放影响因素分析
随着经济的发展,对物流业的需求必然是不断增加,而上海市通过“十一五”、“十二五”规划将上海市物流业的碳排放量稳定在一定的范围内,但是仅仅从碳排放的总量来看,很难看出物流业是否呈现低碳化的趋势。
所以在本文中我们用碳排放的强度来衡量低碳化发展的水平,碳排放强度是指单位物流增加值产生二氧化碳的量。
其计算公式为:
(1)
表示上海市物流业第n年的碳排放强度;
表示第n年物流业的碳排放量,
表示第n年物流行业增加值。
从上文图1中得出2010-2014年的物流行业增加值和文中计算出的2010-2014年物流业二氧化碳排放量得出碳排放强度(见表5)。
表52010-2014年物流业二氧化碳排放量得出碳排放强度
年份
2010年
2011年
2012年
2013年
2014年
物流行业增加值(亿元)
2037
2242
2428
2614
2784
碳排放量(万吨)
1214.701
1192.612164
1212.389
1214.896
1212.864
碳排放强度
0.596319
0.531941197
0.499336
0.464765
0.435655
从上表5看出碳排放强度从2010年-2014年不断降低,也就是说明物流行业单位碳排放产量在减少,物流行业正在向低碳化发展。
4.1LMDI模型建立
为了研究造成物流业二氧化碳排放强度变化的因素,本文采用了LMDI因素分解法将因素剖析为能源的结构、能源效率、能源碳排放系数三个方面,从而分析每个因素对物流业碳排放的影响程度,从中提出降低排放量的办法和措施。
(2)
是指上海市物流业碳排放总量,
指i种能源折算成标准煤排放的CO2排放量,
指i种能源消耗的数量,
指物流业所消耗的能源总量(折合标准煤),
就是上文中所提的物流行业增加值。
也就是指消耗单位i种能源所产生的CO2的量,即能源强度,可以用
来表示,实际上就是指碳排放系数
*
是一个固定值。
用
指的是i种能源消耗的量占物流业消耗所有能源的比值,可以用
来表示,能用来反应出能源结构的变化。
表示的是单位物流行业产值的能源消耗量,用
表示,就是指能源效率。
将
(2)等式两边同时除以
得出的即为物流业的二氧化碳排放强度。
得到如下等式:
(3)
相对于n年而言对于基期年份的碳排放强度的变动量为
=
=
=
+
+
(4)
K=
=
(5)
其中
、
为能源强度因素,
为能源结构因素,
为能源效率因素。
而
为分解余量。
(4)中
、
、
意思是各种因素对碳排放强度的贡献值,代表有单位的实际数值。
但(5)中
表示的是各种因素的变化对碳排放强度的贡献率。
根据Ang.b.w[14]等人研究得到的
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- 上海市 物流 排放 测算 影响 因素 研究