2019年2月27日,美國能源信息署(EIA)發(fā)布的題為《2005—2016年各州能源相關(guān)的二氧化
碳排放》(Energy-Related Carbon Dioxide Emissions by State,2005–2016)的報告顯示,無論是從能源排放總量看,還是從人均能源排放量看,美國各州的能源相關(guān)二氧化碳排放差別很大,其中,各州的實際規(guī)模、資源稟賦、企業(yè)類型、氣候、人口規(guī)模和密度是其主要影響因素。
(1)美國各州排放
美國各州能源相關(guān)的二氧化碳排放量包括所有部門燃料燃燒產(chǎn)生的直接排放,包括住宅、商業(yè)、工業(yè)、
運輸以及發(fā)電行業(yè)。2005—2016年,美國有41個州能源相關(guān)的二氧化碳排放量下降,9個州上升。其中,下降幅度最大的是馬里蘭州,減少了24 MMT(百萬噸)二氧化碳,約30%,其次是俄亥俄州
減排量為64MMT(約24%)。在此期間,增幅最大的是愛達荷州,能源相關(guān)二氧化碳排放量增加了3 MMT(約16%)。德克薩斯州增加了52 MMT(約9%),是美國能源相關(guān)二氧化碳排放絕對量增幅最大的州。
2015—2016年,美國有36個州能源相關(guān)的二氧化碳排放量下降,14個州上升。在此期間,美國能源相關(guān)二氧化碳排放量約減少了2%。由于國家和州數(shù)據(jù)集的計算方法不同,所有州的能源相關(guān)二氧化碳排放總量與美國能源相關(guān)二氧化碳排放總量不同。
(2)燃料結(jié)構(gòu)
各州的燃料結(jié)構(gòu)差別很大。2016年,煤炭消費分別占西弗吉尼亞州和懷俄明州能源相關(guān)二氧化碳排放量的75%(71 MMT)和71%(43 MMT)。而在加利福尼亞,來自煤炭的二氧化碳排放還不到1%(3 MMT),來自石油的二氧化碳排放約占66%(239 MMT)。在沒有煤炭排放的羅德島,52%的二氧化碳排放來自石油(5 MMT)。2016年,夏威夷和佛蒙特州來自石油的二氧化碳排放份額分別為92%(17 MMT)和89%(5 MMT)。緬因州的石油份額約為81%(13 MMT)。
在美國,有6個州煤炭排放量占總排放量的一半以上,這6個州主要依靠煤炭發(fā)電。有17個州來自石油的排放量占一半以上。其余州能源相關(guān)二氧化碳排放的燃料來源相對比較均勻。
(3)部門排放
各部門的二氧化碳排放量也因行業(yè)而異,例如,使用不同燃料發(fā)電,氣候不同和經(jīng)濟產(chǎn)出不同(如商業(yè)活動與工業(yè)活動)等。在佛蒙特州,2016年排放量最大的是運輸部門(57%,即3 MMT),因氣候相對寒冷,其住宅部門的排放量占22%,略高于1MMT。與之相反,因氣候宜人,夏威夷住宅部門的排放份額是美國最低的,幾乎為零,而其
電力部門的排放份額相對較高(36%,7MMT)。在哥倫比亞特區(qū),住宅部門和商業(yè)部門的排放總和占到了總排放量的一半以上。而路易斯安那州是唯一一個工業(yè)部門排放量占排放總量一半以上的州。
總體而言,電力部門是7個州二氧化碳排放量的主要來源,因為這7個州主要依靠煤炭發(fā)電;運輸部門是8個州二氧化碳排放量的主要來源;其他州各部門的二氧化碳排放量相對比較均勻。
(4)人均二氧化碳排放量
美國能源相關(guān)的人均二氧化碳排放量約為16 t,但受氣候、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、人口密度、能源稟賦、建筑標(biāo)準(zhǔn)以及明確的國家減排
政策等諸多因素的影響,美國各州能源相關(guān)的人均二氧化碳排放量各不相同。2016年,美國能源相關(guān)的人均二氧化碳排放量最高的州是其第三大能源生產(chǎn)州——懷俄明州,約為104 t(噸)。較之其他兩個最大的能源生產(chǎn)州,德克薩斯州(2800萬人口)和賓夕法尼亞州(1300萬人口),懷俄明州稀少的人口(不到60萬人)和寒冷的冬季促成了其最高的能源相關(guān)人均二氧化碳排放量。其他4個能源相關(guān)人均二氧化碳排放量較高的州依次為北達科他州(72 t)、西弗吉尼亞州(52 t),阿拉斯加(47 t)和路易斯安那州(45 t)。
在美國,得益于人口密集、公共便利和能效高,擁有近2000萬人口的紐約人均二氧化碳排放量最低,約8 t。美國其他能源相關(guān)人均二氧化碳排放量低于9.5 t的州包括加利福尼亞州、馬薩諸塞州、俄勒岡州和羅德島州。
(5)能量強度
一個國家的能源強度,以每單位經(jīng)濟產(chǎn)出所消耗的能源數(shù)量來衡量,或者用生產(chǎn)單位國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)所消耗的英國熱量單位(Btu)來衡量[1]。2016年,美國單位GDP平均需消耗熱量6,000Btu。2016年,能源相關(guān)人均二氧化碳排放量最高的州傾向于擁有更高的能源強度:懷俄明州、路易斯安那州與西弗吉尼亞州、北達科他州、蒙大拿州與阿拉巴馬州每產(chǎn)出單位GDP平均需消耗的熱量分別為24,000 Btu、19,000 Btu、16,000 Btu、14,000Btu。
能源強度最低的州往往聚集在人口相對稠密的新英格蘭和大西洋中部地區(qū)。
經(jīng)濟碳強度是指單位GDP的二氧化碳排放量。2016年美國平均經(jīng)濟碳強度約為309t CO2/百萬美元GDP。美國經(jīng)濟碳強度最高的州包括懷俄明州、西弗吉尼亞州、北達科他州和路易斯安那州,其平均經(jīng)濟碳強度分別為1,748 t CO2/百萬美元GDP、1,430 t CO2/百萬美元GDP、1,118 t CO2/百萬美元GDP、1,004 t CO2/百萬美元GDP和744 t CO2/百萬美元GDP。
經(jīng)濟碳強度最低的州包括紐約、馬薩諸塞州、康涅狄格州、加利福尼亞州和馬里蘭州,其平均經(jīng)濟碳強度分別為128 t CO2/百萬美元GDP、144 t CO2/百萬美元GDP、152 t CO2/百萬美元GDP、156 t CO2/百萬美元GDP和171 t CO2/百萬美元GDP。
(7)非化石能源
在過去10年中,美國核電和水電基本保持穩(wěn)定,風(fēng)能發(fā)電和太陽能發(fā)電經(jīng)歷了顯著增長,這改變了美國一些州的非化石能源概況。2005—2016年,加利福尼亞州非化石能源發(fā)電總量略有下降,從810億kWh(千瓦時)下降到了800億kWh,其中,風(fēng)能發(fā)電和太陽能發(fā)電量增加,但水電和核電量下降。2016年,伊利諾斯州的核電裝機容量和風(fēng)電裝機容量均有所增加,其非化石能源發(fā)電量約為1090億kWh。賓夕法尼亞州非化石能源的發(fā)展模式與伊利諾伊州類似。相比之下,在此期間,得益于核能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電的持續(xù)增加,德克薩斯州的非化石能源發(fā)電量增加了1倍多,從2005年的440億kWh增加到了2016年的1020億kWh。
該報告假設(shè)發(fā)電機、工業(yè)、家庭和商業(yè)使用的生物質(zhì)燃料是碳中性的。如果實際上生物質(zhì)燃料并非碳中性的,則該報告中能源相關(guān)的二氧化碳排放量可能被低估了。
[1]英國熱量單位(British thermal unit,Btu),英、美等國采用的一種計算熱量的單位,簡記作Btu,它等于1磅純水溫度升高1℉所需的熱量。