王 洋 劉 瓊

江西服裝學院(中國)

碳排放是包括CO2在內(nèi)的所有溫室氣體排放的簡稱。CO2在所有溫室氣體中的含量達60%，因此，以碳為代表，所有溫室氣體的排放也稱碳排放。碳排放所導致的全球氣溫上升、降水量變化等問題已成為不爭的事實，對人類生存、經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展造成了巨大威脅。近年來，隨著人們低碳意識的提升及國家“十二五”“十三五”規(guī)劃將能源消費和碳排放作為約束性指標，紡織服裝業(yè)的碳排放問題成為諸多學者關注的焦點。王來力等[1-2]和馬月華等[3]探討了影響紡織服裝業(yè)碳排放量的因素。李昕等[4]和馮文艷等[5]對紡織服裝業(yè)碳排放的核算問題進行了研究。盧安等[6]則研究了紡織服裝業(yè)與產(chǎn)業(yè)GPD之間的關系。這些研究雖然都以紡織服裝行業(yè)為研究背景，但鮮有針對服裝制造業(yè)的碳排放問題進行的研究，更未將研究視角著眼于能源消費結構上。基于此，本文立足于服裝制造業(yè)，以能源消費結構為視角探討該領域的碳排放問題。本文首先闡釋碳排放與能源消費結構的測算方法并進行測算，然后探討服裝制造業(yè)在2000—2017年碳排放的階段性變化，并從能源消費結構的角度剖析產(chǎn)生這種階段性變化的原因。最后針對服裝制造業(yè)碳排放及能源消費結構的特點提出節(jié)能減排的建議。

1 碳排放及能源消費結構的測算

1.1 碳排放量的測算方法

本文對服裝業(yè)制造業(yè)碳排放量的計算采用的是估算方法。在計算碳排放量時需先將各類能源的實物消耗量與標準煤系數(shù)相乘轉化為綜合能耗量。然后將各類能源的綜合能耗與各自的碳排放系數(shù)相乘可得到各類能源所產(chǎn)生的碳排放量。因此，碳排放量的估算按式(1)計算。

(1)

式中: C——紡織服裝、服飾業(yè)碳排放總量；

Ei——紡織服裝、服飾業(yè)中第i種能源的綜合能耗量，以標準煤計(1 t標準煤記為1 tec)；

fi——第i種能源的碳排放系數(shù)。

各能源的標準煤系數(shù)與碳排放系數(shù)如表1所示，其中標準煤系數(shù)來源于GB/T 2589—2008《綜合能耗計算通則》，碳排放系數(shù)直接引用曹淑艷等[7]的計算結果。

1.2 能源消費結構的測算方法

能源消費結構指各類能源消費量在能源消費總量中所占的比例，是影響碳排放的重要因素。通過對歷年能源消費結構進行對比，可分析出不同地域、不同行業(yè)能源消費結構優(yōu)化的情況。其測算方法如式(2)所示。

表1 各類能源的標準煤系數(shù)和碳排放系數(shù)

(2)

式中：Vi——第i種能源的能源消費結構；Fi——第i種能源的綜合能耗量。

2 中國服裝制造業(yè)碳排放現(xiàn)狀

2.1 能源消耗情況

在國民經(jīng)濟行業(yè)分類(GB/T 4754—2017)中，紡織服裝和服飾業(yè)是制造業(yè)的分支，該行業(yè)包括機織服裝、針織和鉤編織服裝或服飾業(yè)的制造，其能源消耗量可代表整個服裝制造業(yè)的能源消耗。因此，服裝制造業(yè)的碳排放以紡織服裝、服飾業(yè)的能源消費量為依據(jù)進行核算。本文根據(jù)2019年最新發(fā)布的《中國能源統(tǒng)計年鑒2018》[8]中的分行業(yè)能源消費統(tǒng)計表，以2000—2017年為研究區(qū)間，計算中國紡織服裝和服飾業(yè)(服裝制造業(yè))各類能源的綜合能耗量，結果如表2所示。

表2 2000—2017年服裝制造業(yè)各類能源綜合能耗量 單位：萬t標準煤

2.2 碳排放現(xiàn)狀

將表2數(shù)據(jù)代入碳排放估算式(1)，得2000—2017年服裝制造業(yè)的碳排放量計算結果如表3所示。

表3 2000—2017年服裝制造業(yè)各類能源的碳排放量 單位：萬t

2000—2017年，服裝制造業(yè)的能源消耗和碳排放趨勢如圖1所示。

圖1 2000—2017年服裝制造業(yè)綜合能耗與碳排放趨勢

由圖1可知，自2000年以來，服裝制造業(yè)的碳排放可分為4個階段：2000—2010年，碳排放量快速增長，10年內(nèi)增長了2.7倍；2010—2011年，碳排放量得到有效遏制，其增長幅度較??；2011—2013年，碳排放量又有所增長，同時達到了15年來的碳排放峰值，約為2 300萬t；2013—2016年，碳排放較為穩(wěn)定；2017年呈現(xiàn)出明顯減少的趨勢。由上述分析可知，服裝制造業(yè)碳排放的增長率已得到有效控制，自2013年以來基本處于負增長狀態(tài)，基于較大的碳排放基數(shù)，服裝制造業(yè)的節(jié)能減排任重道遠。

此外，圖1中服裝制造業(yè)能耗曲線與碳排放曲線的增長趨勢基本一致。這是因為碳排放量在很大程度上取決于能源的消耗量。但因每年能源消費結構的變化，能耗總量與碳排放量之間的差值逐年增加。若每年消耗的能源比例不變，則在碳排放系數(shù)恒定的情況下，CO2排放曲線理應與理論消耗能源總量曲線接近平行。

3 能源消費結構視角下的碳排放分析

根據(jù)能源消費結構計算式(2)可得服裝制造業(yè)能源消費結構變化趨勢如圖2所示。對比分析歷年能源消費結構后發(fā)現(xiàn)，原煤與電力是服裝制造業(yè)消耗的主要能源，兩者常年占能耗總量超過80%。自2005年以來，原煤、電力、天然氣、柴油和燃料油這幾類能源在總能耗中的占比出現(xiàn)了較大變化，其中，原煤和電力的變化最大。2005—2017年，原煤的能耗占比從52.95%減少到21.01%；電力從27.24%增加到56.53%。自2012年起，電力取代原煤成為服裝制造業(yè)能源消費中占比最多的能源，且表現(xiàn)出逐年升高的趨勢。此外，天然氣占比從0.28%增加到16.20%；柴油占比從10.27%減少到3.05%，燃料油占比則從5.22%減少到0.19%。以上數(shù)據(jù)說明，中國服裝制造業(yè)已經(jīng)擺脫以煤炭、柴油等化石能源為主能源的消費結構，不斷向電力和天然氣等可再生能源方向發(fā)展。

圖2 2000—2017年服裝制造業(yè)的能源消費結構變化

由于各類能源的碳排放系數(shù)不同，能源消費結構的改變會使CO2的排放量產(chǎn)生相應的變化，服裝制造業(yè)各類能源的碳排放量如圖3所示。由圖3可知，電力與原煤在服裝制造業(yè)的碳排放量中占比最大，遠超其他能源。說明控制電能與原煤的消耗，提高其使用率是服裝制造業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的關鍵舉措。對比圖2和圖3可知，電力在2013年以前的能耗低于原煤，而電力的碳排放量卻一直高于原煤。這是由于電力的碳排放系數(shù)在各類能源中最高(表1)，電力作為一種二次能源，雖不直接產(chǎn)生碳排放，但需要其他能源進行轉化，相應地將會產(chǎn)生大量的間接碳排放。這也是圖1中能源消耗總量與CO2排放量的差值逐年增大的原因之一。

圖3 2000—2016年服裝制造業(yè)各類能源的碳排放量變化

服裝制造業(yè)的能源消費結構已產(chǎn)生了較大的變化，電力和天然氣等可再生能源綜合能耗占比的提升，說明服裝制造業(yè)的能源消費結構得到顯著優(yōu)化，但碳排放量卻未大幅降低。造成這種現(xiàn)象的原因主要有兩點：一是能源消耗總量未顯著減少，電力消耗的大幅提升與原煤消耗量的減少在形式上是一種能源的替代，因此能源耗費總量自2012年以來長期處于相對的穩(wěn)定狀態(tài)；二是中國的發(fā)電方式主要為火力發(fā)電，火力發(fā)電量常年占70%以上，而電力的碳排放系數(shù)較高。

電力綜合能耗占比的增長，意味著服裝制造業(yè)的直接碳排放減少，其直接碳排放集中到了發(fā)電廠。這種集中式碳排放使服裝制造業(yè)碳排放的設備或工序減少，從而易于管理。同時，電源結構的調(diào)整會使得電力實際折標系數(shù)減少。近年來，中國對電源結構進行了調(diào)整優(yōu)化，2012年以來，火力發(fā)電占全部發(fā)電量的比重逐步下降，2017年為71.8%，比2012年下降6.3個百分點。水電、風電和光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電量占2017年全部發(fā)電量的26.4%[9]。這種電源結構的調(diào)整可降低電能的折標系數(shù)，繼而有效影響以電能消費為主導的服裝制造業(yè)的碳排放量。因此，繼續(xù)優(yōu)化服裝制造業(yè)的能源消耗結構十分必要。

4 服裝制造業(yè)節(jié)能減排建議

對服裝制造業(yè)碳排放及能源消費結構的分析可知，能源耗費量是碳排放量的決定性因素，碳排放系數(shù)是影響碳排放量的關鍵指標。由于服裝制造業(yè)工序繁多，因此，能源的分配也是造成能源浪費大的原因之一。對于服裝制造業(yè)，以降低能源投入、優(yōu)化能源消費結構、減少能源分配為目標，其低碳減排的具體措施如下所述。

——服裝生產(chǎn)技術設備的創(chuàng)新及推廣使用。服裝生產(chǎn)制造相關設備的低碳化升級方案如表3所示。通過CAM系列人工精裁機、節(jié)能型縫紉機、伺服節(jié)能電動機、自動鎖眼機、自動送扣機、水簾空調(diào)、生物質(zhì)鍋爐及蒸汽等新型設備與技術的應用，可提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，優(yōu)化能源消費結構，減少資源與能源的浪費。

表3 服裝生產(chǎn)制造相關設備的低碳化升級方案

——新型可替代能源的研究與應用。服裝制造業(yè)在紡織業(yè)中的碳排放量常年約為10%，能源消耗量不容忽視。傳統(tǒng)能源普遍具有不可再生和高排放的特點，新型可替代能源的研究與應用對服裝制造業(yè)直接的碳排放量有重大影響，同時還可改善發(fā)電結構，減少電能的實際折標系數(shù)，進而大幅減少服裝制造業(yè)產(chǎn)生的間接性碳排放量。

——進行精益化、低碳化生產(chǎn)管理。服裝生產(chǎn)企業(yè)可引進企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)(ERP系統(tǒng))和產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)(PLM系統(tǒng))，科學合理地進行各類管理和配置工作。在管理過程中制定好生產(chǎn)計劃，避免產(chǎn)量過剩而產(chǎn)生庫存積壓。同時，還應運用ECRS[即取消(Eliminate)、合并(Combine)、調(diào)整順序(Rearrange)、簡化(Simplify)]平衡改善法對服裝制造流水線進行優(yōu)化改造，即對原有工序進行取消、合并、重排與簡化以提升產(chǎn)品的產(chǎn)量和產(chǎn)值，減少輔助時間，充分利用空間，實現(xiàn)均衡生產(chǎn)。最終達到提高生產(chǎn)效率，降低資源浪費，減少能源投入和能源分配的目的，實現(xiàn)精益化、低碳化的服裝制造。

5 結語

通過對服裝制造業(yè)的碳排放量和能源消費結構進行的定量分析，得出下述結論。

—— 中國服裝產(chǎn)業(yè)碳排放量從2000年起呈較快的增長趨勢，2010年后其增長率得到有效遏制，2013年起碳排放量趨于平穩(wěn)，并呈現(xiàn)減少趨勢。

——2000—2015年，原煤和電力消耗占總能源消耗的平均比例為84.07%，這兩類能源是節(jié)能減排的重點關注對象。服裝制造業(yè)能源消耗結構也有所改變，其中，電力和天然氣的能耗占比增加，原煤和燃料油等化石能源能耗占比下降。電力從2012年起成為服裝制造業(yè)綜合能耗最多的能源，占比達總能源消耗量的超過一半。

——電能占比的提升意味著直接碳排放量的減少。

——服裝制造業(yè)的節(jié)能減排措施應以優(yōu)化能源消費結構，降低能源投入和減少能源分配為目標而制定相應的措施。一方面，需積極開展低碳技術的研究創(chuàng)新，推廣使用自動化和節(jié)能型設備，使用清潔能源替代化石能源，改善電源結構。另一方面，需在企業(yè)內(nèi)部實行精益化和低碳化管理，減少能源分配，避免資源和能源的浪費。