碳税对我国化学工业的影响

前言 化石能源的利用造成了二氧化碳大量排放。1965年~2011年, 全球二氧化碳排放量累计达1万亿吨以上, 引发了人们对全球气候变化的担忧。为约束全球二氧化碳持续大幅增长, 碳税应运而生。

碳税 (二氧化碳排放税的简称) 是以控制和减少二氧化碳排放为目的, 对化石燃料 (如石油、天然气、煤炭等) 按照其含碳量或二氧化碳排放征收的税种。截止2012年底, 国际上已有18个国家 (或地区) 开征了碳税, 对抑制该国二氧化碳排放取得了比较好的效果。

自2006年开始, 我国二氧化碳排放量居世界首位, 碳减排压力巨大。2007年, 我国政府明确提出研究开征环境保护税的改革目标。2013年6月, 《环境保护税法》 (送审稿) 开始征求意见, 碳税纳入其中。2013年10月, 国家发展改革委发布了《首批10个行业企业温室气体排放核算方法与报告指南 (试行) 》 (发改办气候[2013]2526号) , 供开展碳排放权交易、建立企业温室气体排放报告制度、完善温室气体排放统计核算体系等相关工作参考使用, 预计也是为开征碳税奠定基础。

化学工业是消耗化石燃料的大户, 相应地二氧化碳排放强度高、总量大。碳税将对全行业带来怎样的影响, 引起广泛关注。

全球化石能源消费和二氧化碳排放情况

化石能源在全球一次能源消费中长期占主导地位

据有关资料报道, 尽管世界各国在大力发展可再生能源, 但直至2011年, 全球原油、天然气、煤炭仍占一次能源消费量的87%, 核电、水电、可再生能源仅占一次能源消费量的13%。预计2030年, 全球化石能源占一次能源比重大概率仍将在70%以上, 2050年仍将在50%以上。

不同化石能源对二氧化碳排放的贡献各不相同

世界多个能源机构通过计算化石能源潜在碳排放系数, 给出了不同化石能源“全部燃烧利用后排放出的碳数量”, 以单位热值含碳量表示。尽管计算数值略有差异, 但总体上, 等热值燃料燃烧所排放的碳, 气体燃料最少、液体燃料次之、固体燃料最多, 即碳排放系数天然气<原油<煤炭。为减少碳排放, 理论上应尽量使用天然气, 少用煤炭。

全球化石能源消费结构趋势是“三足鼎立”

2011年全球化石能源消费结构中, 石油、天然气、煤炭分别占38.0%、27.2%、34.8%。预计2030年, 全球能源需求总量将增长36%, 三者年均消费增速分别为0.8%、2.0%和1.2%。总量结构中石油消费增速逐渐递减, 天然气消费增速快速上升, 煤炭消费增速小幅下降, 到2030年消费比例分别为33.6%、32.7%和33.7%, 形成“三足鼎立”的态势。

全球二氧化碳排放随化石能源消费而持续增长

据BP世界能源统计报道, 从1965到2011年, 全球二氧化碳排放量从每年117亿吨增长到每年340亿吨, 46年翻了近3倍, 年均增长率2.4%。发达国家和地区的历史累计二氧化碳排放占比高, 而以中国为代表的发展中国家并不突出。其中美国占24.8%, 欧盟占19.7%, 中国占12.9%, 日本占5.0%。但近十余年来, 发达国家二氧化碳排放增速呈小幅下降趋势, 而发展中的我国仍处于工业化进程中, 仍保持较高的二氧化碳排放增速。

2011~2030年全球二氧化碳排放年均增长率1.2%

《BP-2030年世界能源展望 (2013) 》预测, 2030年全球化石能源消费将达到136.2亿吨 (油当量) 。结合化石能源消费结构可以计算出, 届时全球二氧化碳排放将达到427亿吨, 2011~2030年年均增长率为1.2%。

我国化石能源消费和二氧化碳排放情况

2000年以来我国化石能源消费和二氧化碳排放增长加快

1965~2011年, 我国煤炭、石油、天然气消费年均增速分别为6.3%、8.5%、10.9%, 2001~2011年分别为9.8%、7.3%和16.9%。根据《中国能源统计年鉴2013》, 2011年我国能源消费总量为34.8亿吨标煤, 相应地二氧化碳排放为82.8亿吨。根据《BP能源统计2012》, 2011年我国能源消费总量达到37.4亿吨标煤, 二氧化碳排放量为89.8亿吨。二者的差别主要在于煤炭消费量数据相差2.6亿吨标煤, 由此造成二氧化碳排放相差7亿吨。如果采用《中国能源统计年鉴2013》数据, 2012年我国能源消费总量为36.2亿吨标煤, 相应地二氧化碳排放为84.5亿吨。

我国能源消费结构逐渐优化

2012年, 我国煤炭、石油、天然气、可再生能源消费占比分别为66.6%、18.8%、5.2%、9.4%。总体上, 我国煤炭消费数量稳步增长, 但占比长期近70%。虽然天然气消费增长较快, 但占比仍偏低。受资源条件和进口限制, 石油消费总量在不断增长, 但增速放缓。

预计2015年我国二氧化碳排放量将达90亿吨以上

展望我国能源消费结构, 《能源发展“十二五”规划》提出的发展目标是:到2015年, 我国一次能源消费总量控制在40亿吨标准煤, 非化石能源消费比重将提高到11.4%。天然气占一次能源消费比重提高到7.5%, 煤炭消费比重降低到65%左右。由此可以计算, 2015年我国二氧化碳排放量约90.8亿吨, 2013~2015年能源消费年均增速3.4%, 二氧化碳排放预计年均增速2.3%。

工业是能源消费和二氧化碳排放大户

从统计年鉴数据看, 我国终端能源消费结构中, 工业消费能源占比达70%以上, 交通运输类占比约8%, 生活消费类约10%以上。工业消费中, 采掘业、制造业、电力煤气及水生产供应业分别约占8%、81%和11%。制造业中的冶金及加工类占比近42%, 石油和化学工业占比约23%。该统计口径中的石油和化学工业包括了炼焦和核燃料业, 与我们通常的化学工业统计口径并不一致, 需要做相应的调整。

我国化学工业能源消费和二氧化碳排放情况

化学工业“原料碳”特性与众不同

化学工业与其它工业以“燃烧碳”形式消费化石能源情况不同, 其他工业消费的化石能源基本都是以二氧化碳的形式排放, 而化学工业, 作为“燃料”的化石能源是以二氧化碳的形式排放, 作为“原料”的化石能源, 一部分转化为二氧化碳, 从系统中排放, 而相当大的一部分转化为化工产品, 随产品带出系统。在计算化学工业二氧化碳排放时, 应该将带出系统的碳做相应的扣减。

我国化学工业碳总量消耗近7亿吨, 二氧化碳排放量约11亿吨

为理清全行业真实的二氧化碳排放量, 一种方法是从微观角度出发, 核算各个化工生产企业、各种化工产品的二氧化碳排放, 再汇总加合, 形成全行业二氧化碳排放总量。这种方法需要大量基础工作支持, 由于基础数据不全, 往往得到的结果不能反映全行业的真实情况。

2013年10月, 国家发展改革委发布了《首批10个行业企业温室气体排放核算方法与报告指南 (试行) 》 (发改办气候[2013]2526号) , 利用该《指南》提供的方法, 从全行业宏观角度出发, 理清行业流入边界前端所有含碳原料和流出末端所有含碳产品, 做“碳平衡”核算, 然后计算碳损失, 再折算成二氧化碳排放量。相比之下, 采用这种方法更加反映行业情况。

按第二种方法, 化学工业行业边界前端流入的含碳物质主要包括:原油、燃料油、石脑油、液化石油气、其他石油制品、天然气、液化天然气等炼厂原料、乙烯原料、燃料类;煤炭、焦炭、兰炭、焦炉煤气、煤焦油等煤化工原料、燃料类;石蜡、溶剂油等精细化工原料类;此外还有含碳矿石、电力、热力, 以及汽油、煤油、柴油、润滑油等辅助生产类含碳物质。

末端流出的产品类含碳物质主要包括:汽油、煤油、柴油、润滑油、燃料油、石油沥青等油品类和“三烯三苯”类、碳一化工类, 精细化工类以及众多下游化工产品。这些产品相应进入交通、轻工、农业、纺织和民用等多种领域, 此外还有数量不大的电力、热力等输出。

按上述方法核算, 2011和2012年, 我国化学工业流入边界碳总量分别为6.6和6.9亿吨。末端“流出碳”中, “产品带出碳”约为3.7和3.9亿吨, “损失碳”约为2.9和3亿吨。“损失碳”折二氧化碳约为10.7和11.1亿吨, 这就是我国化学工业二氧化碳排放量!

石油化工与煤化工二氧化碳排放量和排放强度截然不同

前端“流入碳”中, 原油类、天然气类、煤炭类占比分别约为72%、6%和19%, 含碳矿石约占0.5%, 电 (折碳) 约占2%。末端“流出碳”中, “产品带出碳”约占56%, “损失碳”约占44%。“产品带出碳”中, 化工类产品含碳占比约92%, 煤化工类产品含碳约占8%。“碳损失”中, 石油化工类约占80%, 煤化工类约占20%。二者相比, 石油化工的总量大, 含碳量占比高, 但碳损失强度相对较小, 而煤化工正好相反。

我国煤化工二氧化碳排放量2.2~2.7亿吨

采用同样方法核算煤化工行业的碳平衡。2011和2012年, 煤化工前端“流入碳”分别约为0.88和1.05亿吨, 末端“流出碳”中, “产品带出碳”约为0.27和0.32亿吨, 约占31%;“损失碳”约为0.6和0.73亿吨, 约占69%。“损失碳”折二氧化碳约为2.2和2.7亿吨, 即煤化工行业二氧化碳排放量。该数值约占化学工业的21%~24%, 约占全国的2.7%~3.2%。可见, 煤化工行业的碳排放强度相对较高, 但总量占比并不十分“惊人”。

我国化学工业二氧化碳利用量约7000万吨

一些化工产品的生产过程直接以二氧化碳为原料, 传统的产品主要有尿素、碳铵、纯碱等, 近几年, 碳酸二甲酯、降解塑料等新型化工产品也利用了一定量的二氧化碳。根据产品单耗和行业统计产量计算, 总体上, 我国化学工业内部使用的二氧化碳量约7000万~7500万吨。参考近年我国化学工业发展速度, 估计我国化学品使用二氧化碳能力年均增长率约10%。

碳税对我国化学工业的影响

世界碳税经验值得学习借鉴

欧洲是走在碳税改革最前端的地区。欧洲碳税始于20世纪90年代的“环境税-碳税”改革。芬兰于1990年首次实施碳税。截止2012年, 欧洲已有15个国家实施了碳税。美国部分城市、加拿大、澳大利亚等国家也开征了碳税。目前亚洲还没有国家实施碳税, 但日本和韩国已有近20年历史的碳税研究。

世界各国碳税税率没有统一标准, 绝对税率相差较大, 北欧国家碳税税率较高。根据能查到的资料看, 目前世界上最高的是瑞典108欧元/吨CO2;最低的是西班牙0.2欧元/吨CO2, 一般在几十欧元/吨CO2的数量级。各国通常在开征初期采用较低税率, 以后逐步增大。各国征税对象范围广, 税基形式多样, 几乎包含所有化石燃料。

在税收优惠方面, 各国一般都给予本国支柱产业、高能耗产业以减免优惠, 以减少碳税对本国经济的负面影响。还通过政策优惠加以导向, 例如部分国家对参加自愿减排协议的企业给予减免税优惠。

我国仍处于工业化发展初级阶段, 在考虑征收碳税的时候, 应注意选择好开征时机, 借鉴国外经验, 设置合理的税率和税收优惠。并应统筹考虑国内外经济形势和气候谈判的需要, 同时兼顾化石燃料相关税种的改革进展和结构性减税的相关安排。

碳税对化学工业的影响需高度重视

《中华人民共和国环境保护税法 (送审稿) 》提出, 我国碳税税率开征初期施行低税率, 按10元/吨作为税率幅度下限, 以后逐渐调整, 100元/吨作为上限。

2012年, 我国化学工业总产值105597亿元, 利润总额3832亿元。如果按我们计算的全行业二氧化碳排放量11.1亿吨、并以不变价格计算, 则碳税10元/吨时, 全行业碳税总额达111亿元, 占化学工业总产值的0.11%, 占化学工业利润总额的2.9%, 影响尚可接受;碳税100元/吨时, 全行业碳税总额达1110亿元, 占化学工业总产值的1.1%, 占化学工业利润总额的29%, 影响相当可观。

对于刚刚兴起的现代煤化工, 碳税的影响必须引起高度重视。对于煤制天然气、煤制油、煤制烯烃、煤制甲醇、煤制合成氨项目, 碳税对煤化工项目的影响是很大的。按照国家示范项目规划要求的能效值来计算单位产品二氧化碳排放, 由此计算碳税, 再将碳税与产品价格相比较。譬如:煤制天然气出厂价格为2500元/千立方米, 则碳税占天然气出厂价的0.2%~2%。按煤制油 (柴油) 价格7500元/吨、煤制烯烃 (按乙烯计) 价格8500元/吨、煤制甲醇价格2500元/吨、煤制合成氨价格3000元/吨计算, 则碳税占产品价格的比例区间大致为0.1%~1%。通过对煤化工项目内部收益率 (IRR) 指标影响的测算, 大约为0.2~2个百分点之间。上述测算是分别对应碳税10~100元/吨进行的。总体上, 碳税10元/吨时, 煤化工项目尚可承受。如果碳税达到100元/吨, 则恐怕煤化工项目很难承受。

鉴于我国“富煤贫油少气”的资源禀赋状况长期存在, 石油需求不断增长, 油价长期高位运行原油对外依存度不断攀升, 应对大气污染的重任十分艰巨, 我国对煤化工, 尤其是刚刚起步的现代煤化工行业, 应慎征碳税。建议参考国外碳税经验, 给予煤化工行业一定的免征期、优惠期。当国内能源消费结构更趋合理、化石能源与可再生能源价格理顺后, 再适时开征碳税。

碳减排措施展望

目前国内外二氧化碳利用途径主要有四条, 即化工生产利用、二氧化碳捕集与封存 (CCS) 、二氧化碳驱油、二氧化碳生产藻类。

国外可借鉴的有三个成功的CO2封存项目的实例:

1.挪威大型石油天然气公司国家石油公司Sleipner项目, 是世界上第一个商业化的项目, 将CO2封存于海上咸水层之下, CO2处理能力100万吨/年;

2.美国Weyburn-Midale项目, 将萨斯彻温省一座废弃油田的煤炭气化厂产生的CO2进行填埋;

3.英国石油公司经营的阿尔及利亚萨拉油田项目 (In Salah项目) , 把从当地天然气生产中提取的CO2输入地下, CO2处理能力100万吨/年。

在CO2驱油方面, 目前世界上也已成为一项比较成熟的技术, 美国是该领域的领跑者。2000年, 美国大平原厂建成了一条328公里 (205英里) 的CO2管道送加拿大油田, 每年输送140万吨CO2。2010年, 美国共实施了112个CO2驱油项目, 其CO2驱年产油量达到1250万吨。每年用于石油开采的CO2约占其CO2总消费量的11%左右。

加拿大从1990年起至今共实施了43个注CO2提高原油采收率项目, 2010年, 加拿大共实施7个CO2混相驱油项目, 其日产油量达到45万吨。丹麦、阿根廷、特立尼达、土耳其、巴西等国也相继开展了CO2驱油及封存提高原油采出率的研究与应用。

对于我国来说, 总体上, 化工生产途径可利用的二氧化碳量有限;CCS需要着力降低碳捕集和输运成本, 需要有适宜的地质封存条件;二氧化碳驱油也需要特定的油田地质条件;而二氧化碳生产藻类技术尚处于起步阶段。森林碳汇应是目前最适宜的途径, 应鼓励加快发展。对于二氧化碳捕集和封存、二氧化碳驱油、二氧化碳生产藻类等途径, 现阶段应加紧进行示范工程建设, 待技术取得工程上突破后, 再大范围推广。大型煤化工项目建设通常集中在煤矿坑口附近, 开展二氧化碳驱油和枯竭煤层储存二氧化碳的研究具有地质条件和经济优势, 可以参考国外成功的做法, 加快相关工程技术研发。