第一节　低碳经济发展的历史背景

一、全球节能减排的任务使命

伴随一系列（如“碳足迹”“低碳经济”“低碳社会”“低碳发展”“低碳生活方式”等）新概念的出现，既为各国家或地区在制定经济发展、社会价值、能源改革等宏观政策时，提供了科学思路；又为人类自身生存发展指明了方向。

无论是学术界，还是世界各国家或地区政府都感知到在过去的百年时间里，人类赖以生存的环境发生了诸多的不确定性变化，如地球表面的平均气温上升了0.8℃左右，这已经导致了世界范围内的干旱、沙漠化、水灾、饥荒等严重后果。常识告诉人们，全球的平均气温上升的临界值是2℃，如果到21世纪末世界范围内不能严格控制温室气体GHG（Greenhouse Gases，主要包括CO2、NOx、CH4、氢氟氯碳化物、全氟碳化物及SF6等有害气体）的排放量，全球的平均气温可能在2040年前就超过临界值2℃，甚至有的科学家预测有可能到21世纪末全球的平均气温上升4～6℃，如此人类会面临更为严峻的生存条件。因此，节能减排问题成为全球关注热点话题之一，无论是人们的生活方式的改变或是从全球工业、农业、第三产业等方面的可持续化发展考虑，人类需要通过能源技术创新、产业结构调整等手段，更加有效地利用现有能源，在各种活动中最大限度地减少不可再生的碳基能源（如煤炭、石油和天然气等）的消耗，也是为了减少污染物的排放。同时，这是人类应对全球变暖，追求绿色GDP经济发展目标的重要保证；也是实现人类生存和可持续性发展过程中的一次根本性变革。因此，世界各国家或地区都开始重视发展低碳经济，共同协商节能减排大计，如表1-1所示。

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从表1-1可以看出，十几年来全球各国家或地区政府都在设法采用低能耗、低排放、低污染的低碳经济发展模式，为实现社会、经济与环境和谐发展的目的，也是为全人类创造更高质量的美好生活，也是当前全球节能减排的背景下一项艰巨任务。

在全球节能减排的大背景下，我国当前面临的节能减排的任务更为紧迫。

近几十年来，我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，同时也付出了很大的资源和环境代价。2013年3月17日，中国国务院总理李克强在北京表示，中国不能以牺牲环境来换取经济、社会的发展，中国发展的目的不是片面追求GDP，而是将提质增效和惠及民生结合起来，从根本上提升人民的生活水平；2014年3月5日，李克强总理在《政府工作报告》中提出中国政府“坚决向污染宣战”——将深入实施《大气污染防治行动计划》，实现中国经济、社会与环境和谐统一发展的目标。

2014年初以来，我国多地区的雾霾天气呈现时间长、范围广的特点，其主要污染物为化学需氧量（COD，Chemical Oxygen Demand）、二氧化硫（SO2）、氨氮（NH3-N）、氮氧化物（NOx）的排放总量，以及煤炭直接燃烧释放出的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（与空气接触可产生三氧化硫SO3）、二氧化氮（NO2）（一定条件下可形成四氧化二氮N2O4）、一氧化氮（NO）、粉尘等，造成不少城市的颗粒物PM2.5浓度数据都达到了严重污染，甚至是危险水平，广大市民的日常生活因恶化的空气质量而受到了严重的影响。据相关专家的分析结果可知，其主要原因是当前我国碳基能源消费结构不合理、许多产业链上存在严重排放。因此，我国在“十二五”期间设定了碳基能源强度降低16％和碳强度降低17％的目标，并将此任务分解成若干子目标，分配到各个省和直辖市；此举措施，累计“十一五”及“十二五”期间共节能14亿吨标煤和减少排放30亿吨CO2，如表1-2所示。

同时，我国的再生资源利用量占总生产量的比重，比起国外先进水平低很多。这也反映出：当前我国经济社会发展中最突出的问题之一是经济增长的资源环境代价过大，需要建设文明生态环境，以促进经济社会可持续性的和谐发展。所以，对于节能减排的各方面工作自然就成为一项十分艰巨而又非常具体的实际任务。这需要全国各级政府加强宏观调控，加强行政监管，加强政策激励；各行业、各部门，到企业及个人从具体实际的生产和生活中去落实节能减排的工作。当前严重制约我国低碳经济发展的主要因素集中在我国诸多产业技术水平低、相关产业结构不合理、以煤炭为主的能源消费结构先天不良、能源利用率低、绿色供应链管理不到位等，体现出当前我国经济的发展是以环境资源惨重的代价为条件，违背了可持续性的要求，现状需要我国政府根据实际发展情况推出节能减排政策；同时，通过大力推动节能减排措施不断优化经济结构，也可以通过相关技术的创新寻找更多的经济增长点和就业机会。以此，国务院印发的《节能减排“十二五”规划》的通知中对国内部分工业单位节能要求的指标比例有大幅提高，如表1-3所示。

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在表1-3中，我国在“十二五”期间对相关工业或产业设定节能减排的具体约束指标：到2015年，部分工业或产业能耗必须降低到规定指标，有的产业降低率高达22.1％；最小的也达到2.4％；其中，对于部分煤基产业的能耗降低率最小也要求达到3.3％。

通过节能措施发展低碳经济，其中既要考虑提升产业技术及利用清洁能源实现节能效果，又要通过环保投资达到减排目的。目前，全球环保投资及相关产业市场的规模不断地发展，年均增长率在7％左右，越是经济发达的国家，其环保投入相对更多；就一个国家而言，其经济高速增长期的环保投入也是增加的。当节能减排的投入增大时，环境污染程度会降低，如图1-1所示。

通过图1-1环境库兹涅茨曲线（EKC）[2]变化趋势可以看出，从最低点2001年开始，当环保投入的比例占本国或本地区年度GDP的1％～1.5％时，才有可能基本控制本国或本地区的污染恶化程度；当环保投入的比例达到2％～3％时，本国或本地区的环境质量的改善情况才有可能发生明显的变化；另外，来自世界银行的研究报告显示，当环保投入的比例超过年度GDP的1.49％之后，本国或本地区的环保产业市场将进入高速发展时期；因此，有理由相信我国各地区各部门在“十二五”期间如期兑现减排指标的情况下，我国的环保产业市场在强大的需求推动下会出现超预期的发展前景。

总之，发展低碳经济的当务之急是推行节能减排，以低能耗、低污染，减少GHG排放量为发展条件；增大环保投入比例，努力实现经济、环境和社会三大效益的和谐统一，达到我国社会系统、科学技术系统以及自然生态系统的有机结合，促进我国各项建设可持续发展；这也正体现出当前我国节能与减排任务具有紧迫性与艰巨性。

二、煤化工产业的碳足迹对环境影响的典型性

为了优化能源结构，以提高煤炭资源综合利用效率，全球范围内充分利用煤炭资源发展煤化工产业（coal-chemical industry，CCI），如煤制天然气（synthetic natural gas，SNG）[3-4]、整体气化联合循环发电（Integrated Gasification Combined Cycle，IGCC）[5-6]、煤制油、生产烯烃、甲醇、二甲醚、建材、居民燃气等化工产品生产，既可以满足CCI下游企业原料的需求，又可缓解各国家或地区长期缺乏类似天然气等资源的困境，最终实现可观的经济效益目标。例如，天然气作为全球发展最快的一种能源，其需求增长率在过去30年内从17.2％提高到22.8％，美国能源情报署预测到2020年全球天然气的需求量将增长一倍[7]，而中国的需求量更是巨大。这也正反映出我国“十二五”规划中有关能源战略发展的重要性。在“十二五”期间，我国将展开一系列煤化工项目的建设，借此促进我国能源领域的改革，既要科学控制煤炭产能，又要提高其他一次性能源在消费中的比重，保证全国能源自给率在2015年达到85％的目标。

在当前煤炭市场出现一系列问题的同时，我国能源需求市场也发生了变化，如天然气的需求量将在未来几年后超过煤炭及石油，并且CCI下游企业对煤制天然气的需求量也在增长。首先，无论是从我国城市化进程和环境保护的宏观政策的大局出发，还是从当前能源消费的供需市场来分析，国内对于CCI及工业燃料单纯的需求开始逐步向多元化市场发展。这说明未来我国以SNG等CCI产品作为其他能源的替代产品，其需求市场潜力巨大。仅CCI产品中的SNG的需求量在“十二五”期间，约2050亿立方米，到2015年工业燃料用气需求约935亿立方米、下游化工企业用气需求约120亿立方米、天然气发电用气需求约295亿立方米、城镇用气需求约701亿立方米；其次，其他CCI产品，如IGCC、煤制油、生产烯烃、甲醇、二甲醚技术也逐渐成熟，资源转化率也较高，需求量也大。因此，国内有大量的资本开始瞄准了煤化工项目。据相关统计，从2009—2013年，国内已经出现一批SNG项目的企业，总产能超过1600亿立方米[8]。其中，如鄂尔多斯的神华、克旗和阜新等地的大唐、新疆庆华等9个项目规模十分可观。

但是，CCI产品所属的整条产业的供应链管理（煤炭生产加工、煤炭物流、CCI生产、销售、消费等环节的管理）中不仅投资巨大、管理过程复杂，其中最致命的问题是环保问题。因为，CCI产业链的各环节中均排放GHG，而GHG对于人类赖以生存的环境存在很大程度的污染。人类生存的环境包括自然生态系统和社会经济系统。人类正在面临日益恶化的气候负面影响，可能危及未来的人类生存和社会发展。因此，低碳经济自然就成为当今全球热点问题之一。

与此同时，在2009年，中国科学院公布了我国可持续发展战略的报告，提出到2020年我国的低碳经济发展过程中的二氧化碳排放比之前低50％的战略目标[9]。我国政府在2009年伦敦G20峰会上，也郑重承诺我国同意尽量充分利用财政基金，刺激我国经济结构向低碳经济转型。中国在节能减排，发展低碳经济中所取得的成绩举世瞩目。在“十一五”期间，为了实现低排放目标，坚决关、停大量技术落后、效率低下的工业企业及部分发电厂；严格完成削减7.5亿吨原煤产能，减少15亿吨二氧化碳的排放量，相当于全球2010年碳排放总量的5％。同时，我国也制定了“十二五”期间能源使用强度削减16％和碳排放减少17％的目标，并将总目标分解成若干子目标严格地分配到各省、直辖市的多部门，多行业。我国此项减排目标约累计减少使用14亿吨原煤及减排30多亿吨二氧化碳[10]。

因此，节能减排这一硬指标对煤制天然气供应链管理来说，是一项大的挑战。本课题研究提出只有绿色供应链管理模式才能实现CCI市场目标，也才能保障该产业在低碳经济的大环境下可持续发展。在敏感的GHG低排放政策要求下和碳交易市场的指导下，结合碳排放成本重新优化煤制天然气行业的绿色供应链是势在必行，从而实现低碳经济环境下精益和敏捷的供应链管理目标：把降低碳足迹[11-12]（carbon footprint）对一家企业经营管理中的能源效率或成本管理的影响优势，变为与低排放相关的上下游企业或用户的共同优势，才能实现整个低排放的绿色供应链，也才能保证每个企业或用户的利益和绿色发展的要求。

总之，在我国“十二五”期间的煤化工市场的需求和低碳经济条件下，研究绿色供应链网络的碳足迹计量以及我国碳交易市场的发展，对煤化工产业链的可持续发展具有实际意义。煤化工产业链管理通常是由上下游涉及煤炭的多个企业或CCI产品多元化用户组成的供应链管理，因此，选择以低碳经济条件下CCI的碳足迹为研究对象，以绿色供应链管理的关键技术与低排放综合控制机制为研究内容，既为大型煤化工企业的健康发展提供思路，又为我国能源经济可持续化发展的政策制定提供理论支持。因此，本课题符合目前我国低碳经济下优化煤化工产业链（Coal-Chemical Industry Chain，CCIC）的研究需要。

笔者于2012年10月—2013年12月参与：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（项目批准号20100023110002）、重庆国土资源可持续发展与创新研究会软科学研究项目（项目批准号YJH201302）以及部分大中型煤炭化工企业供应链管理及控制体系等项目的研究工作，认真听取相关知名专家对于我国能源经济与政策工作的意见与建议，分析能源、经济、环境之间的关系；并从绿色供应链或产业链的管理视角，研究CCIC的碳足迹及其控制机制问题，对实现我国CCIC的可持续发展目标具有很大意义。

笔者申请的2014年博士研究生拔尖创新人才培育基金项目（项目批准号：800015Z671）、2015年度廊坊师范学院出版基金项目（项目批准号：LSCB201504）、2016年度河北省高等学校科学研究（省教育厅项目）等科研项目业务费专项资金获得批准，为本书的研究提供了重要的资金支持，也为本书的编写创造了良好的条件。