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温室气体的主要来源大全11篇

时间:2024-01-16 16:18:34

温室气体的主要来源

温室气体的主要来源篇(1)

关键词: 温室气体排放量;清单指南;估算方法;因素分解法

Key words: greenhouse gas emission amount;guidelines for inventories;estimation methodology;decomposition methodology

中图分类号:X322 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)19-0223-02

0引言

自1990年开始至今,联合国气候变化政府间专家委员会(IPCC)连续了四次全球气候评估报告,逐渐明确了“人类活动是引起大气中温室气体排放增加,并进而引起全球气候变暖的主要原因”这一基本认识。1992年,联合国环境与发展大会通过了《联合国气候变化框架公约》(简称《公约》)。这是世界上第一个旨在“将大气中温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰的某一水平上”以应对气候变(暖)化的国际公约,具体而言就是“个别地或共同地使温室气体的人为排放回复到1990年的水平”。而要实现这一目标,首要的任务就是对各国温室气体排放情况――包括历史的和现实的排放量进行估算,并在此基础上识别影响温室气体排放的主要因素。

1基于《国家温室气体排放清单指南》的温室气体排放量估算

1.1 《国家温室气体排放清单指南》的出现及发展温室气体(greenhouse gas, GHG)是指大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然的和人为的气态成分。它以二氧化碳(CO2)为主,同时包括甲烷 (CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物 (HFCS)、全氟化碳 (PFCS)、六氟化硫(SF6)。

早在二十世纪八十年代晚期,各种国家温室气体清单就开始大量出现,但由于参照标准和应用范围不同,这些清单存在很大的不确定性。为促进有关气候变化和应对气候变化的信息交流,加快对历史及未来温室气体排放量的估算和预测,1996年,IPCC编写并了第一版《国家温室气体排放清单指南》(简称《指南》),首次界定了温室气体、排放源与汇的类别,从而为各国温室气体排放量估算确立了基本一致的范围。随后几年,IPCC又相继编写了《1996年IPCC国家温室气体清单指南修订本》、《国家温室气体清单优良作法指南和不确定性管理》、《土地利用、土地利用变化和林业优良作法指南》等。这些规定最终汇集成《2006年IPCC国家温室气体清单指南》。

《2006年国家温室气体排放清单》包括一般指导及报告、能源、工业过程和产品使用、农业林业和其他土地利用、废弃物共6卷。总的看来,IPCC《指南》提供了编制清单通用的基本方法、表式和可供参考的基本参数,具有较高的参考价值和指导意义,目前各国正尝试用这些标准来制定适用于本国的温室气体人为源排放和汇清除估算清单,以便向《公约》组织汇报。但由于IPCC《指南》对实际数据的可获得性考虑不足,使得该《指南》用于各个国家或地区时仍然面临较大的不确定性。其中,所提供的排放系数与各国实际排放系数的差异是影响温室气体排放量估算质量的重要原因。目前,只有美国芝加哥、韩国Chuncheon(春川市)等地区对石油、煤油、柴油、型煤、天然气和火力发电行业的CO2排放系数进行了实测。2006年,我国根据ACM0002方法指南确定了中国区域电网的基准线排放因子,从而促进了CDM项目的开发。

1.2 温室气体排放量估算方法对温室气体排放量估算的广泛关注基本上是从1992年《公约》建立前后开始的。有关全球变暖和温室效应的热烈讨论以及对保持气候稳定和可持续发展必要性的认识促使一些组织机构开始设计温室气体排放量和大气污染物排放量的估算方法和手段,以便评价组织对环境造成的影响。Paul等人开发出一个根据可获得燃料清单信息来估算组织机构排放量的软件系统。由于人为活动(如能源利用)造成的排放源容易准确计算,但土地使用及其他自然现象引起的排放量却很难获得,因此有关温室气体排放量的估算研究更多集中在化石能源利用领域。David等对1988年国内化石燃料消耗排放的温室气体占全国温室气体的比例进行估算发现,能源数据的统计来源不同以及对温室气体成分界定的不同导致计算结果出现较大误差。

从基于能源利用的温室气体(碳)排放估算方法来看,目前主要有实测法、物料衡算法和排放系数法。这三种方法是估算的基本工具,在使用过程中各有所长,互为补充。排放系数法的应用由于有IPCC《指南》可供参考,相对而言是最多的。这种方法往往与碳排放分解技术相结合,用于对各地区、行业某一时期内基于能源利用的CO2排放量进行估算和分解,剖析影响CO2排放较大的因素,从而为相关政策的制定提供指导。另外,也有部分研究机构采用AIM/排放模型估算和预测温室气体排放量。

从基于非能源的CO2排放估算方法来看,目前单独研究的不多。M.L. Neelis开发出一种基于非能源消耗的CO2排放估算表格模型(NEAT),可以用于帮助政府根据IPCC《指南》进行碳储量计算。同期,意大利的S. La Motta将NEAT模型及IPCC方法应用到了本国基于非能源消耗的CO2排放量估算中。

2有关碳排放量影响因素的分解方法

有关温室气体排放(主要是碳排放)量的分解研究始于二十世纪末。1991年,Torvanger使用迪氏指数分解法对9个经合组织国家制造业在1973-1987年间基于能源消费的CO2排放量进行因素分解,首次提出了能源强度的概念及其对CO2排放的重要影响。随后,B. W. Ang对行业层面的能源消费和能源需求进行分解分析,构建了因素分解分析的方法论,并提出一种不留残差的分解方法――对数平均迪氏指数分解法(Log Mean Divisia Index method,LMDI),从而为后来基于能源使用的碳排放影响因素研究及其在地区、部门及行业等范畴的应用奠定了模型基础。

目前关于CO2排放分解的研究相对较多,从这些研究来看,发达国家的研究较多,发展中国家的研究相对较少。大多数研究呈现的观点基本相似,即:从某一时段看,某一地区或部门基于能源利用的碳(或CO2)排放量的变化与其经济发展速度有关,影响CO2排放的因素主要包括:燃料(主要是指化石燃料,如煤、石油、天然气)排放系数、燃料消费结构、产业经济结构、部门或地区能源强度、人均GDP等。每一种因素对CO2排放的贡献不同,其中能源强度的贡献相对较大。

3结语

通过多年来全球科学家、专家学者及政府部门的共同努力,有关温室气体排放的估算与因素分解研究已经建立起一套较为完整的方法论体系。在此基础上,发展低碳经济也有了较为科学的评价方法和控制依据。

参考文献:

[1]Katrina Brown and Neil Adger, Estimating National Greenhouse Gas Emissions Under The Climate Change Convention, Global Environmental Change, Volume 3, Issue 2, June 1993, Pages 149-158.

温室气体的主要来源篇(2)

中图分类号:Q148 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)01(a)-0149-02

农业是温室气体的主要排放源之一,准确合理的估算农业温室气体的排放量,不仅对制定合理的农业减排措施和适应措施具有重要的意义,而且对合理评价国家农业方面减缓温室气体排放的义务和责任提供依据[1]。1994年中国温室气体清单报告了CO2、N2O和CH4三种温室气体的排放源和吸收汇,其中农业活动排放了92%的N2O和50%的CH4,农业CO2的排放量很低没有报告[2]。农业是非CO2温室气体的主要排放源,因此准确合理地估算农业温室气体的排放,尤其是非CO2温室气体的排放具有重要的意义。

农业、林业和其他土地利用部门的年度温室气体清单主要被关注的温室气体有 CO2、N2O和CH4。大气和生态系统间的CO2流量主要受以下活动控制,植物光合作用吸收CO2,呼吸作用、分解作用和有机物的燃烧释放CO2。N2O主要是作为硝化和反硝化作用的副产物从生态系统中释放出来。而CH4则通过土壤和粪肥储存中厌氧产生CH4的过程,肠道发酵过程以及从有机物的不完全燃烧中释放出来。

1 四川省温室气体排放清单估算的方法

1.1 核算方法[3~5](表1)

1.2 相关定义

碳汇是指碳循环中碳从大气中清除温室气体、气溶胶或温室气体前体的任何过程、活动或机制。碳源指碳循环中向大气排放温室气体、气溶胶、或温室气体前体的任何过程或活动。全球增温潜势(Global Warming Potential,GWP)是指将单位质量的某种温室气体在给定时间段内辐射强迫的影响与等量二氧化碳辐射强度影响相关联的系数。

2 四川省农业温室气体排放清单估算结果(表2)

3 目前四川省温室气体排放强度(表3)

4 结论

中国在哥本哈根会议之前就宣布了到2020年要在2005年的基础上单位GDP的CO2排放降低40%~45%。要实现这一目标,可能将需要把应对气候变化的总体目标进行分解,如单位GDP能耗、碳排放强度以及森林碳汇建设指标等,都可能逐步细化落实到具体的行业和行政区域,有些可能还要作为约束性指标来进行实施[6]。

本文从定量的角度入手,制定四川省农林及其他土地利用部门温室气体排放清单,掌握了温室气体排放结构,并采用温室气体排放清单方法核算四川省农业温室气体排放现状,确定四川省排放水平。在本研究中,温室气体排放的核算包括CO2、N2O和CH4的排放;除了主要核算农田、土壤、牲畜、森林和草原温室气体排放,对四川省农业温室气体减排和碳交易具有一定参考价值。

参考文献

[1] 李迎春,林而达,甄晓林.农业温室气体清单方法研究最新进展[J].地球科学进展,2007,22(10):1076-1080

[2] 国家发展和改革委员会.中华人民共和国气候变化初始国家信息通报[M].北京:中国计划出版社,2004:16

[3] IPCC.Volume 4:Agriculture, Forestry and Other Land Uses(AFOLU).2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories[M].IPCC/IGES, Hayama,Japan,2006.

温室气体的主要来源篇(3)

通讯作者:齐晔,博士,教授,博导,主要研究方向为气候变化政策。

基金项目:美国能源基金会项目“中国低碳经济研究”(编号:G-0911011739);清华大学自主科研计划学科交叉专项“我国低碳发展若干问题研究”(编号:20101082050)。

摘要本文从食物全生命周期环节、温室气体类型、温室气体直接排放源三方面系统分析了1996-2010年我国食物全生命周期温室气体排放特征。从食物生产和消费角度,确定我国饮食结构的转变、化肥高投入的传统农业生产模式、食物损失浪费三大趋势是导致食物全生命周期温室气体排放增长的主要因素。并提出转变食物消费方式,实现营养均衡膳食结构,减少不必要的肉类消费;生产方式上逐步实现从传统农业向有机农业的转变;加强宣传引导,最大限度减少食物餐桌浪费,同时加强食物物流环节基础设施建设,将分销配销过程的损耗降至最低。通过食物生产和消费方式的转变与技术进步相结合的方式,构建出适于我国的绿色、低碳、可持续的农业生产和食物消费模式。

关键词食物;全生命周期;温室气体;饮食结构

中图分类号X24文献标识码A文章编号1002-2104(2013)07-0070-07doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2013.07.011

全球农业生产过程的能源消费碳排放、甲烷和氮氧化物排放占温室气体排放总量的11%-14%,农业成为全球温室气体主要排放源[1]。农业生产目的是提供人类生存必须的食物,从食物生产到消费的全过程看,服务于农业生产的化肥等投入品生产和运输过程,食物从田间到餐桌的运输、储藏、烹调过程均排放大量温室气体。

在气候变化的大背景下,国际社会尤其是发达国家已开始关注食物全生命周期过程的温室气体排放。美国、英国食物全生命周期温室气体排放分别占各自排放量的15%、19%,人均年排放量分别为3.1 tCO2-eq和2.7 t CO2-eq,欧盟25国和澳大利亚比例高达31%、30%[2-5]。国外研究显示,食物全生命周期温室气体排放与饮食结构、消费习惯关系密切。饮食结构的影响源自不同类型食物的温室气体排放系数差别较大。美国环境工作小组计算了美国各种食物全生命周期温室气体排放,动物性食物温室气体排放系数远高于植物性食物[6]。BernersLee研究显示英国的饮食结构是造成温室气体排放较大的原因,提出若以奶制品替代肉类甚至向素食转变可减少食物全生命周期排放的22%-26%[7]。随着消费水平的提高,餐桌食物浪费与日俱增,全球有1/3的食物被浪费掉,相应带来5%的不必要温室气体排放。国内尚未开展食物全生命周期温室气体排放的系统研究,从减缓气候变化方面多集中在技术层面,探讨减排途径、减排潜力及农业增汇措施[8-9]。对影响食物全生命周期温室气体排放的主要影响因素、各因素之间的内在联系及宏观发展趋势缺乏深刻认识。

本文系统分析了1996-2010年我国食物全生命周期温室气体排放特征,分别从食物生产和消费角度分析食物全生命周期温室气体排放增长的主要因素及潜在影响,旨在为政策制定和决策者提供参考依据。

1研究方法及数据

1.1食物全生命周期温室气体排放途径

食物全生命周期温室气体排放类型包含化石能源相关CO2排放及投入品生产、农业生产过程的非能源相关CO2、CH4、N2O排放(见图1)。

化石能源相关CO2排放来自农业投入品生产、农场/农户生产、农产品及食品加工制造、分销配销过程的运输冷藏、烹饪环节。农业投入品生产排放包括化肥、农药、农业机械折旧、农膜、饲料生产过程排放。

农业生产过程非能源相关CO2排放来自化肥(尿素)施用过程;CH4排放来自水稻种植、畜禽养殖的肠胃发酵及粪便管理过程排放;N2O排放来自化肥施用、畜禽养殖粪便管理过程排放;此外,化肥(硝铵类)生产过程也排放N2O。

图1食物消费全生命周期温室气体排放途径

Fig.1The greenhouse gases emission route of food

consumption during the life circle

注:植物性食物指粮食作物、油料、糖料、蔬菜、水果等经济作物;动物性食物指肉类(猪肉、牛肉、羊肉、禽肉)、蛋、奶、水产品。

1.2温室气体排放核算方法

王晓等:食物全生命周期温室气体排放特征分析中国人口・资源与环境2013年第7期1.2.1能源相关CO2排放

能源相关CO2排放根据化石能源消耗量、能源结构及各类能源的CO2排放系数计算。各环节能源消耗相关温室气体计算方法如下:

CO2i=Ei×∑nj=1pj×fi

式中:i表示食物全生命周期的农业投入品生产、农场/农户生产、加工制造、分销配销、烹饪环节;Ei表示i环节化石能源消费量,tce;j表示各环节所消耗的能源类型;pj表示j能源消费量占比; fj表示j能源的CO2排放系数,tCO2/tce。

(1)农业投入品生产能耗量及能源结构:假设技术锁定,以“十一五”期间平均能耗水平推算1996-2005年各产品生产化石能源消费量。①农药:生产1 t农药能耗约3 tce[10];②农膜:生产1t聚乙烯消耗1.009 t乙烯,521 kWh电力,“十一五”吨乙烯生产平均综合能耗为1 007 kgce,即生产1t农膜能耗1.12 tce;③农业机械折旧:农业机械用材90%为钢铁,以钢铁能耗核算。农业机械钢铁用量由各类农机使用年限、数量及重量计算。“十一五”吨钢综合能耗707 kgce/t;④化肥:按氮、磷、钾肥分别计算。磷、钾肥生产以电力消耗为主,每生产1 t P2O5、1 t K2O分别消耗2 512 kWh、2 225 kWh。氮肥生产根据氮肥种类、大中小型企业比例及产品单耗、能源结构综合估算1 t氮肥(折纯)生产排放6.49 tCO2[11]。根据各年氮、磷、钾肥消费结构推算化肥生产温室气体排放[12];⑤饲料:生产能耗包含在“农副食品加工业”统计中。

农药、农膜生产能源结构对应能源统计的化学原料及化学制品制造业,农业机械折旧能源结构对应黑色金属冶炼及压延加工业。

(2)农场/农户生产能耗量及能源结构:能源统计综合能源平衡表的农、林、牧、渔业终端消费量。

(3)加工制造能耗量及能源结构:能源统计的农副食品加工业、食品制造业、饮料制造业、烟草制品业能源消费量。

(4)烹饪能耗量及能源结构:清华大学建筑节能中心数据,我国每平方米建筑面积每年用于炊事的能耗量为1.5 kgce。城市能源结构以天然气为主,农村仅考虑商品能源消耗部分(不包括秸秆薪柴),能源结构对应能源统计综合能源平衡表的农村生活用能。

温室气体的主要来源篇(4)

摘要

介绍城市温室气体排放特征和国际城市温室气体清单研究进展,研究了全球城市化和城市CO2排放的强正相关性,以及中国城市清单方法研究起步较早但发展缓慢的特点。分析了城市温室气体清单相对国家清单的特征,即城市清单编制往往采用消费模式,区别于国家清单的生产模式;国际城市清单中往往包括了由于外调电和供暖产生的CO2排放,同时城市温室气体清单编制灵活性和针对性更强。针对我国城市温室气体清单研究的不足,提出了我国城市温室气体清单方法,强调中国城市采用尺度1+尺度2的范围,暂不考虑尺度3的范围,即生产+消费的混合模式,并且在城市市域温室气体排放研究的基础上,加强狭义城市温室气体排放水平的研究。选择北京市和纽约市,对比分析了两个城市CO2排放特征,结果显示,在确定的清单体系下,北京市和纽约市具有较好的可比性。纽约市的总排放量(尺度1+尺度2)略低于北京市排放量,人均排放量略高于北京市。

关键词 城市;温室气体;清单;尺度;狭义城市

中图分类号 X321

文献标识码 A

文章编号 1002-2104(2012)01-0021-07 doi:103969/jissn1002-2104201201.005

城市温室气体排放的快速增长成为全球温室气体排放上升的重要原因[1-2]。城市不仅是温室气体排放的关键源和绝对主体,同时也受到气候变化的严重影响。由于城市人口、资源和基础设施相对集中,气候变化的不利影响最可能出现在城市地区[3-4]。城市是创新与技术的热点,也是制定许多世界性难题解决方法的地方。由于城市人口密集、经济发达,因而城市低碳发展具有很强的示范效应。城市在应对全球气候变化和温室气体减排方面发挥着决定性的作用。

发展低碳经济和低碳城市,是全球积极应对气候变化和城市可持续发展的必然选择。低碳城市的前提是清晰、准确地掌握城市各个领域的温室气体排放情况。因而,城市温室气体排放清单是城市低碳发展的基石和参考标尺,通过研究城市温室气体排放清单和排放水平,可以辨识温室气体排放量及其排放特征,跟踪其增减变化及发展趋势,预测未来排放情景,进而确定减排目标,制订和实施行动计划,提出切实、有效的温室气体减排措施和方案,有力推动城市向低碳化方向发展。

国内低碳城市规划和建设进展很快,然而城市温室气体清单研究却相对滞后,难以满足城市发展的需求。中国当前城市温室气体清单在方法体系和城市边界上尚存在诸多问题。本文试图综述国际温室气体清单研究进展,并探讨中国城市温室气体清单的问题和不足,提出中国城市清单方法,并且以典型案例对比分析说明。

1 城市温室气体排放

2010年,城市集中了全球50%以上的人口,到2050年,这一比例会达到70%[4]。城市占地球表面不到1%,却消耗世界约75%的能源。城市是人口、建筑、交通、工业、物流的集中地,也是能源消耗的高强度地区(见图1),因此必然成为温室气体排放的热点和重点地区。大城市气候领导集团(C40)的研究报告认为,城市排放了世界80%的人为温室气体,尽管这一结论存在一定争议(IEA认为约为71%[1]),但是城市温室气体直接排放和受城市地区消费引发的间接排放总量无疑是非常巨大的。

全球城市化进程对全球温室气体排放有着显著影响。图2显示了全球CO2排放和城市化率的关系,两者之间有很强的正相关性。UNHABITAT认为全球温室气体排放增长和城市化快速进程的一致并非耦合,而是有着深刻的联系,城市聚集了大量人口,经济活动强度大,能源利用量大,因而城市发展对全球温室气体排放有着强劲的驱动[4]。O’Neill等人[5]研究认为城市化仍然会显著影响未来全球CO2排放。一些发展中国家,特别是中国和印度,城市人口增长可能导致高达25%的CO2排放量。这在很

大程度上是由于城市劳动力的高生产力和高消耗偏好导

致了高的温室气体排放。

2 城市温室气体清单研究综述

城市尺度上温室气体清单研究始于20世纪90年代,由于西方发达国家城市自治性很强,所以城市在碳减排方面非常活跃,清单编制越来越受到重视,并且成为城市积极应对气候变化和低碳发展的关键步骤。温室气体清单对于城市有如下作用:①准确掌握城市能源利用中的低效和不足,发现节能和碳减排空间;②明确自身城市在国际、国内城市低碳经济中的定位和优劣势,确定今后低碳重点发展方向;③制订清晰、明确的低碳城市路线图,确保城市实现碳减排的可测量、可报告和可核查(MRV);④积极开展教育宣传,引导城市公众和温室气体排放涉及者认识自身活动对于城市温室气体的贡献,提高低碳意识。

早期城市温室气体清单方法都是沿用政府间气候变化专门委员会(IPCC)国家清单方法, 此后逐渐出现了专门研究城市温室气体清单的组织和机构。全球地方环境理事会(ICLEI)探索并建立了适合城市特色的温室气体清单编制体系和方法,经过不断完善,当前已经被国际上的城市广为接受,成为主流城市温室气体清单编制方法[8]。ICLEI成立于1990年,为城市温室气体排放清单和排放量计算建立了较为详尽和完善的研究体系。其发起的城市应对气候变化运动(The Cities for Climate Protection, CCP)主要协助城市核算温室气体和制定减排方案。WRI(世界资源研究所)/WBCSD (世界可持续发展工商理事会)提出了企业温室气体核算方法体系[9],较为系统和全面,对许多城市产生了较大影响,许多城市的清单研究都对其有所借鉴[10],但其主要是针对企业层次的,因而涉及温室气体排放链条很长,在城市尺度上很难操作。C40组织选择典型城市作为案例,研究其温室气体清单,并且选择典型的部门、行业进行深入研究,提出具有可操作性的政策和措施,分析措施的有效性。C40在建筑、交通等领域温室气体清单及减排方面具有很多成功经验,逐渐成为全球范围研究城市气候变化和温室气体的重要组织。中国北京、上海、香港等城市先后参加了2005年和2007年C40峰会。

不少研究者也对城市温室气体清单进行了研究和探索。以Kennedy为首的研究团队提出城市与外界物质、能量交换较大而需要采用独立的清单体系[10-11]。Kennedy的城市温室气体清单体系较为完整,不仅包括ICLEI建议的范围,而且包括水运和航空排放(这部分涉及大量的跨境排放)(见图3),同时对城市道路交通的跨境排放问题提出了解决方案。此外,该清单体系还包括燃料的上游排放(即燃料生产导致排放)。Kennedy选择了10个典型城市进行实证分析,认为气候、资源可获取程度、电力、城市设计、废弃物处理等都对城市温室气体排放有着显著影响;城市的地理位置对其温室气体排放有着至关重要的作用[12]。Dhakal研究了东京、首尔、北京、上海的温室气体排放,采用的清单方法包括外调电力和采暖因素,和ICLEI的方法一致。研究发现4个城市的人均能源利用都有趋同表现(1990-1998年),约1.3-1.6 t标准油/人,但是北京和上海的人均CO2排放量却明显高于东京和首尔[13]。Glaeser等采用了类似ICLEI的方法体系,核算美国66个大城市温室气体排放,发现城市汽油消费量和城市人口大小的对数有较强的线性相关性;家庭天然气消费量(采暖为主)和1月份温度有较显著的线性相关性;家庭用电量和7月份温度有较显著的线性相关性。温室气体排放量和土地利用政策之间存在很强的相关性,许多地区建立严格的政策限制一些产业的发展,使得排放朝向高碳排放地区聚集。城市排放水平明显低于城市郊区,城市-郊区之间的碳排放差异在老城市例如纽约更加明显[14]。Norman等认为城市温室气体清单还应该包括建筑材料使用等全生命周期的排放,发现城市交通是最重要的减排温室气体方向,而建筑是降低能耗的重要方向。同时,疏松型城区的人均能源消耗和温室气体排放是密集型城区的2.0-2.5倍[15]。

Ramaswami等人提出了混合型生命周期碳足迹清单体系,并对城市与周边的跨界交通(道路和航空)的温室气体排放分配问题做出了详细论述[16]。此后,Hillman等完善了混合型生命周期碳足迹清单体系,认为还应该包括4种必需品(食物、燃油、水和建材)生产而带来的温室气体排放。该方法体系核算的CO2排放包括了城市终端能源利用、跨界水运和航空运输,以及城市4种必需品内涵温室气体排放(由于生产这些产品而产生温室气体排放,一般不在城市边界内),这种清单体系已经超过了Kennedy 等人的方法体系,接近WRI/WBCSD针对企业的清单要求(见图3)[17]。

Dodman等对ICLEI的清单方法提出异议,尤其对电力和供热的归属问题提出异议,并且提出了不同的清单方法,其结果是全球城市温室气体排放还不到人为排放的一半,许多城市人均排放量低于其国家人均排放量[18]。Satterthwaite认为城市温室气体排放占人类活动排放的75-80%的比例有些过高,农业、毁林、重工业、火电等都绝大部分都不在城市,因而全球城市温室气体排放仅占到人为排放30.5-40.8%,许多城市人均排放量低于其国家人均排放量。Satterthwaite认为虽然城市作为终端消费了很多能源,但把产品生命周期的排放归结城市有可能形成误导。因为并不是城市这一地理概念造成了高能耗、高排放,而是高收入水平国家中的个别高收入群体的高消费导致了城市消费生命周期的高排放[19]。

从上述学者的研究可以看出,对于城市碳排放问题,不同的研究方法,研究结果相差很大,尤其城市是一个高度开放的实体,其与外界的能源、物品交换强度很大,因而对于城市排放的不同界定,会导致城市排放水平的很大差异。对比当前国际城市主要采用的方法体系(见图3),总体趋势是,绝大部分城市在核算自身温室气体排放时,都考虑外部电力和热力供应所导致的温室气体排放,即世界地方环境理事会(The International Council for Local Environmental Initiatives,ICLEI)提出的主要考虑尺度1+尺度2+外部垃圾填埋的温室气体排放。全球已经有68个国家的1 200个城市采用ICLEI方法编制了城市温室气体清单。许多研究基于这种清单方法提出了较为系统的

城市碳预算方案[20]。

中国城市温室气体清单研究起步较早,但发展缓慢。1994年,中国与加拿大政府开展了北京市温室气体排放清单研究,并较为全面地核算了北京市1991年温室气体排放清单[21],但此后一直缺乏城市清单的研究文献。近几年城市清单研究逐渐增加,蔡博峰等人初步提出了城市温室气体清单研究方法,并且针对重点排放领域推荐了排放因子[22]。张晚成等人利用城市清单体系核算了上海CO2排放[23]。陈操操等人对城市温室气体清单方法做了较为详细的评价和总结,并且对比了城市清单和国家清单的异同[24]。蔡博峰探讨了中国城市温室气体清单研究存在的不足和困难,并提出了初步建议[25]。

3 城市温室气体清单研究特点

城市温室气体清单相比国家温室气体清单而言,从编制模式、覆盖领域和针对性等方面都具有自身特色,这些特色也意味着国家清单方法体系(IPCC方法学指南)并不能适用城市温室气体清单编制的需要。

城市温室气体清单方法学早期借鉴了大量国家温室气体清单编制的方法,尽管后期在清单基础方法学、排放因子等方面很难有突破和创新,但在原则、技术路线和方法体系上却体现了城市的自身特点。当前,城市温室气体清单方法学和国家温室气体清单方法学的差异主要体现在如下几点。在编制模式上,由于城市和外界有着大量的能量和物质交流,城市往往采用消费模式,区别于国家清单的生产模式。国际城市清单中往往包括了由于外调电力和供暖带来的间接排放,即发生在城市地理边界以外生产城市用电和热力的温室气体排放。在覆盖范围上,城市清单往往比较简单,特别是发达国家城市,几乎没有农业问题,工业比例也很小,所以能源供应、建筑和交通以及废弃物处理往往是城市清单的主要内容。在针对性和灵活性方面,城市温室气体清单编制灵活、针对性强。国家温室气体清单编制的一个重要目的是为国家宏观制定减排政策提出科学支持和国际温室气体排放对比与谈判,因而国家清单相对比较规范和严格。而城市清单为了提高针对性,往往在组织结构上更加灵活。其提出的政策直接到技术层面,可核查性、可测量性和可报告性都很强,其温室气体减排的实现依赖于城市公众的参与和监督[25]。但城市清单的灵活性某种意义上影响了国际城市之间温室气体排放的可对比性。

4 国内城市温室气体清单研究的不足

中国当前的低碳城市发展很快,但城市温室气体排放清单研究却相对滞后,主要是存在着两个核心问题。其一是城市排放清单方法体系不完善,其中边界、范围等关键问题尚未解决。绝大部分城市尚未编制较为全面的城市温室气体排放清单。许多城市依然沿用IPCC的方法核算温室气体排放,而IPCC方法不适用于城市尺度已经是国际共识。此外,发达国家城市排放清单都包括尺度1和尺度2水平,而我国当前已经编制的城市清单基本相当于尺度1水平,城市清单内容相比国际规范有较多残缺。由于核算方法的混乱,导致中国同一城市出现多种温室气体排放量,极不利于科学研究和政府决策。其二,无法核算真正城市意义的温室气体排放水平。中国城市和西方国家城市有较大差别,后者是专为城市而设立的一种建制类型,同行政区划并无必然联系。它突出了人口聚集点的概念,核心部分是城市建成区。而中国城市是一种行政区划建制,包含大量的农村、林地等非城市建设用地。因而中国城市更类似一种区域概念。对中国城市的特征,Montgomery也提出其不同于西方城市,并且建议将以建成区为核心的地区作为城市加以重点研究[26]。这种城市排放清单很大程度上失去了城市特色,变为与省/区域排放清单性质一致,因而无法有效支持中国低碳城市的积极发展。同时也使得中国城市温室气体排放水平很难直接与发达国家城市排放做直接比较,也不利于最大限度地借鉴西方城市低碳化发展的成功经验。发达国家估算的城市温室气体排放占国家排放比例约在70-80%,而在我国当前的情况,城市温室气体排放总量等于全国排放总量,城市这一极为重要的低碳发展因素无法突出其应有特色。

中国城市温室气体排放清单的不足严重制约了我国低碳城市发展,甚至可能误导城市低碳发展方向。研究解决上述两个中国城市碳排放清单核心问题,有利于规范我国城市温室气体排放核算方法,准确把握我国真正城市意义的温室气体排放水平和特征,澄清城市温室气体排放的一些误区和错误观点,并为低碳城市发展和政府决策奠定坚实基础。同时,清晰、明确的城市温室气体排放清单方法体系,便于城市之间以及城市自身时序上的比较分析,支持政府出台有效的政策措施,并建立相应的核查机制。

5 中国城市温室气体清单编制方法

鉴于中国城市温室气体清单存在的问题和不足,以及当前的研究现状,本研究提出中国城市温室气体清单编制方法,以供研究者和决策者参考。方法介绍侧重城市清单的特色内容,排放因子等技术要素与IPCC一致,所以不作介绍。

5.1 清单边界

中国城市清单边界问题是城市清单体系中较为重要的一个问题。主要原因是中国城市地理边界不明确。西方城市的核心和主要部分是城市建成区,其强调的是城市自治,而不是行政区划等级。由于中国城市的特殊性,本文提出狭义城市的清单边界,以区别于我国当前城市市域范围(城市行政区域)的清单。狭义城市是指包括城市建成区90%面积的最小市辖区/县范围。许多研究城市的学者把市辖区作为狭义城市的概念,但县升区的参考标准主要是整体经济水平,因而会把一些经济体量很大的农业县包括进来,例如北京市怀柔、平谷、门头沟、房山等区,其包括了大量的农村地区和非城市建成区。所以依据市辖区很容易高估狭义城市的面积。事实上,城市建成区是城市的最佳表征,然而城市建成区同城市行政区划并不完全重合,导致数据口径无法统一,难以完成数据收集和积累。

中国城市温室气体清单体系中,可以同时核算城市市域范围内(城市行政区域)的温室气体排放,和狭义城市温室气体排放。我国地级以上城市基本都有较为完整的市域范围内的公开统计数据,因而可以支持城市市域排放清单的编制。着重考虑狭义城市温室气体清单,可以突出城市意义和特色,真正指导中国城市低碳发展,同时也提高中国城市与西方城市温室气体清单的可比性,有利于中国最大限度地借鉴西方城市低碳化发展的成功经验。

排放源的归属问题在西方城市比较显著,因为西方城市中的私人公司或者是私人入股公司占据绝大多数。因而西方城市处理排放源归属问题往往分为运行控制(Operational Control)和金融控制(Financial Control)两类。运行控制是受市政府各项政策法规直接管理的,但其经营和财务关系未必完全受当地市政府控制。而金融控制符合国际财务会计标准,即对于一个排放源实体具有完全的金融管理权利。中国城市温室气体清单可以以行政管辖为边界,即相当于西方城市的运行控制,符合我国城市对企业的管理和统计口径。此外,由于西方城市的行政自治和民主管理的特点,城市温室气体清单都分为全市排放清单(Citywide Inventory)和政府排放清单(Government Inventory),后者属于前者,但单独列出。政府排放清单主要包括政府部门的用电、采暖、用水、交通、废弃物等,之所以单独列出,是因为全市和政府部门减排的措施有很大不同。对于政府部门的温室气体排放,完全可以采取强制手段进行减排,而对于城市水平的排放,政府只能通过政策鼓励或者财税刺激等市场方法,要想采取强制手段,必须通过地方立法,其操作和实施都较为困难[25]。这一点和我国倡导和实施的绿色政府比较相近,可以充分借鉴。

5.2 清单范围

清单范围是指清单所包括的温室气体排放过程,主要指本地排放和异地排放,即直接排放过程(本地排放)和间接排放过程(异地排放)。具体可分为三个尺度(见图3)。①尺度1:所有直接排放过程,主要是指发生在清单地理边界内的温室气体排放过程。②尺度2:由于电力、供热的购买和外调发生的间接排放过程。以用电为例,大部分城市的电力依靠购买或外调,所以并不直接产生温室气体排放,但可能所购电力来自火力发电,而火力发电产生温室气体,所以这部分温室气体算为城市间接排放。③尺度3:未被尺度2包括的其他所有间接排放。这一尺度所包括的范围很广,包括城市从外部购买的燃料、建材、机械设备、食物、水资源、衣物等等,生产和运输这些原材料和商品都会排放温室气体[25]。

建议中国城市温室气体清单需要同时包括尺度1和尺度2,暂不考虑尺度3排放。这样中国城市编制清单相当于采用了生产+消费的混合模式,即在核算清单时,首先核算城市直接排放(生产模式),然后将外调电力和供暖导致的温室气体排放计入城市本身排放(消费模式)。国际上绝大部分城市都是采用这一“混和”模式编制温室气体清单。

6 案例对比研究

选择北京市和纽约市,基于前文所述的城市温室气体清单原则和方法体系,对比分析两个城市的温室气体排放特征。根据前面所述的狭义城市,北京市包括城市建成区90%面积的区/县共6个,分别为东城区、西城区、海淀区、朝阳区、石景山区和丰台区。

本研究对比了2个城市的CO2排放水平。北京市市域的碳排放清单可以基于能源统计年鉴核算,但狭义城市的碳排放清单却缺乏数据支持,没有公开出版的北京市各区县的能源利用情况。因此,只能采用其它数据途径。欧盟和荷兰环保局联合开发了全球0.1°×0.1°(中纬度地区约10 km)温室气体排放空间网格数据库,当前已经更新至EDGAR version 4.1版本(2005年),该数据库是迄今为止全球水平上空间精度最高的温室气体排放数据库。EDGAR排放源数据主要来源于IEA的排放点源数据库,比较全面地核算了区域空间CO2排放信息,非常有利于我们利用该数据计算狭义城市CO2直接排放水平。因此,基于EDGAR数据库,直接核算北京市2005年狭义城市的直接(尺度1)碳排放量为4 473万t。然而北京市狭义城市间接(尺度2)排放量的估算较为困难,只能基于北京市市域直接排放和间接排放的比例来推算。

根据中国能源统计年鉴[27]、北京市统计年鉴[28]和IPCC排放因子[29],2005年北京市域CO2排放量为1.413亿t,其中直接排放1.012亿t,间接排放(电力调入量为357.69亿KWh时,2005年无热力输入)0.401亿tCO2,间接排放占直接排放的39.62%。其中,外调电力排放因子取值为1.120 8t CO2/MWh,该值来源于国家2007中国区域电网基准线排放因子中的华北区域电网电量边际排放因子OM(其计算数据基于2004-2006年《中国能源统计年鉴》)。根据北京市市域间接排放和直接排放的比例关系,以及北京狭义城市直接排放量,可以推算北京市狭义城市的间接(尺度 2)碳排放量为1 772万t。北京市和纽约市的温室气体排放对比见表1。

从表1可以看出,狭义城市的温室气体清单体系下,北京市和纽约市具有较好的可比性。纽约市的总排放量(尺度1+尺度2)略低于北京市排放量,人均排放量略高于北京市。较为显著的一点是,纽约市尺度2排放占总排放比例明显高于北京市的这一数值,这主要是因为纽约市内工业很少,主要能源消耗是电力和交通燃料。这也是西方发达国家城市的典型特征,即其低碳发展的主要方向都是建筑、交通、城市废弃物处理等明显具有城市特色的方向。北京市尽管在逐渐搬迁市内的重工业,但2005年依旧存在着不少工业企业。

7 结 论

城市温室气体清单体系的不完善和无法核算真正意义的城市温室气体排放,是我国城市温室气体排放研究的重要不足,直接影响我国低碳城市的积极、健康发展。借鉴和对比分析当前国际城市排放清单研究的主要方法,并对其进行梳理和筛选。选择主流和较为全面的方法体系,结合我国城市实际情况,确定我国城市温室气体排放清单的方法体系,是我国城市温室气体排放清单研究的首要工作。同时,考虑当前数据的可获取性,基于城市市域排放和理论模型,研究狭义城市的温室气体排放水平是一个重要的研究方向。

参考文献(References)

[1]IEA.Cities, Towns&Renewable Energy[R].2009.

[2]OECD.Cities and Climate Change[M].OECD Publishing,2010.

[3]UNHABITAT.State of the World’s Cities 2008/2009[R].2008.

[4]UNHABITAT.State of the World’s Cities 2010/2011:Bridging The Urban Divide[R].2010.

[5]O’Neill B C, Dalton M, Fuchs R,et al.Global Demographic Trends and Future Carbon Emissions[J].Proceedings of the National Academy of Sciences,2010,107(41):1752117526.

[6]The World Bank.World Databank[E].2010.

[7]British Petroleum.BP Statistical Review of World Energy[R].2010.

[8]ICLEI.Local Government Operations Protocol for The Quantification and Reporting of Greenhouse Gas Emissions Inventories[R].2008.

[9]WRI/WBCSD.The Greenhouse Gas Protocol A Corporate Accounting and Reporting Standard[R].2004.

[10]Kennedy C, Steinberger J, Gasson B,et al.Methodology for Inventorying Greenhouse Gas Emissions from Global Cities[J].Energy Policy,2010,38(9):4828-4837.

[11]Kennedy C, Cuddihy J, EngelYan J.The Changing Metabolism of Cities[J].Journal of Industrial Ecology,2007,11(2):43-59.

[12]Kennedy C, Steinberger J, Gasson B, et al.Greenhouse Gas Emissions from Global Cities[J].Environmental Science & Technology,2009,43(19):7297-7302.

[13]Shobhakar D.Urban Energy Use and Greenhouse Gas Emissions in Asian Mega-Cities[M].Kitakyushu:Institute for Global Environmental Strategies,2004.

[14]Glaeser E L, Kahn M E.The Greenness of Cities: Carbon Dioxide Emissions and Urban Development[J].Journal of Urban Economics,2010,67:404-418.

[15]Norman J, MacLean HL, Kennedy C paring High and Low Residential Density: Life-Cycle Analysis of Energy Use and Greenhouse Gas Emissions[J].Journal of Urban Planning and Development,2006,132:10-21.

[16]Ramaswami A, Hillman T, Janson B,et al.A Demand-Centered, Hybrid Life-Cycle Methodology for City-Scale Greenhouse Gas Inventories[J].Environmental Science & Technology,2008,42(17):6455-6461.

[17]Hillman T, Ramaswami A.Greenhouse Gas Emission Footprints and Energy Use Benchmarks for Eight U.S. Cities[J].Environmental Science & Technology,2010,44(6):1902-1910.

[18]David D.Blaming Cities For Climate Change?An Analysis of Urban Greenhouse Gas Emissions Inventories[J].Environment & Urbanization,2009,21(1):185-201.

[19]David S.Cities’ Contribution to Global Warming:Notes on The Allocation of Greenhouse Gas Emissions[J].Environment & Urbanization,2008,20(2):539-549.

[20]Salon D, Sperling D, Meier A,et al.City Carbon Budgets: A Proposal to Align Incentives for Climate-Friendly Communities[J].Energy Policy,2010,38(4):2032-2041.

[21]北京市环境保护监测中心.北京市温室气体排放及减排对策研究[R].1994.[Beijing Municipal Environmental Monitoring Center.Beijing Greenhouse Gases Emission and Abatement Research[R].1994.]

[22]蔡博峰, 刘春兰, 陈操操,等.城市温室气体清单研究[M].北京:化学工业出版社,2009.[Cai Bofeng,Liu Chunlan,Chen Caocao,et al.City’s Greenhouse Gas Emission Inventory Research [M].Beijing: Chemical Industry Press,2009.]

[23]张晚成, 杨.城市能源消费与二氧化碳排放量核算清单:以上海市为例[J].城市管理与科技,2010,6:17-21.[Zhang Wancheng,Yang Yang.City Energy Consumption and CO2 Emission Inventory:Case Study of Shanghai[J]. Urban Management Science & Technology,2010,6:17-21.]

[24]陈操操, 刘春兰, 田刚,等.城市温室气体清单评价研究[J].环境科学,2010,33(11):2780-2787.[Chen Caocao,Liu Chunlan,Tian Gang,et al.Progress in Research of Urban Greenhouse Gas Emission Inventory[J]. Environmental Science,2010,33(11):2780-2787.]

[25]蔡博峰.城市温室气体清单研究[J].气候变化研究进展,2011,7(1):23-28.[Cai Bofeng. City Greenhouse Gas Emissions Inventory Study[J]. Advances in Climate Change Research,2011,7(1):23-28.]

[26]Montgomery M R.The Urban Transformation of the Developing World[J].Science,2009,319(5864):761-764.

[27]国家统计局工业交通统计司, 国家发展和改革委员会能源局.中国能源统计年鉴2006[M].北京:中国统计出版社,2007.[Department of Industry & Transport Statistics of National Bureau of Statistics, Energy Bureau of National Development and Reform Commission. China Energy Statistical Yearbook 2006[M].Beijing: China Statistics Press,2007.]

[28]北京市统计局, 国家统计局北京调查总队.北京统计年鉴2006[M].北京:中国统计出版社,2006.[Beijing Statistics Bureau, Beijing Survey Organization of National Bureau of Statistics. Beijing Statistical Yearbook2006[M].Beijing: China Statistics Press,2006.]

[29]IPCC.2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories[R]. 2006.

[30]The City of New York.Inventory of New York City Greenhouse Gas Emissions September 2010[R].2010.

[31]袁晓辉,顾朝林.中国城市温室气体排放清单编制和方法概述[J].城市环境与城市生态,2011, 24(1):1-4.[Yuan Xiaohui,Gu Chaolin.Urban Greenhouse Gas lnventory and Methods in China [J].Urban Environment & Urban Ecology,2011,24(1):1-4.]

[32]郭运功.特大城市温室气体排放量测算与排放特征分析[D].上海:华东师范大学,2009.[Guo Yungong.The Analysis on Calculation and Characteristics of Greenhouse Gas Emission in Megacities― A Case Study of Shanghai [D].East China Normal University,2009.]

[33]李凤亭,郭茹,蒋大和.上海市应对气候变化碳减排研究[M].北京:科学出版社,2009.[Li Fengting,Guo Ru,Jiang Dahe.Research on Carbon Emissions and Climate Change of Shanghai[M].Beijing: Science Press,2009.]

[34]朱世龙.北京市温室气体排放现状及减排对策研究[J].中国软科学,2009,(9):93-106.[Zhu Shilong. Present Situation of Greenhouse Gas Emission in Beijing and the Approach to Its Reduction[J].China Soft Science Magazine,2009,(9):93-106.]

[35]袁晓辉,顾朝林.北京城市温室气体排放清单基础研究[J].城市环境与城市生态,2011,24(1):5- 8.[Yuan Xiaohui,Gu Chaolin.Urban Greenhouse Gas lnventory and Methods in Beijing[J].Urban Environment & Urban Ecology,2011,24(1):5-8.]

[36]徐思源.重庆市温室气体排放基准初步测算研究[D].重庆:西南大学,2010.[Xu Siyuan.Primary Calculation Research on Carbon Dioxide Emissions benchmark of Chongqing[D].Chongqing:Southwest University,2010.]

[37]陈红敏.包含工业生产过程碳排放的产业部门隐含碳研究[J].中国人口•资源与环境,2009,19(3): 25-30.[Chen Hongmin.Analysis on Embodied CO2 Emissions Including Process Emissions [J].China Population,Resource and Environment,2009,19(3):25-30.]

[38]中国气候变化国别研究组.中国气候变化国别研究[M].北京:清华大学出版社,2002.[China climate change country study group.China Climate Change Country Study[M].Beijing:Tsinghua University Press,2002.]

[39]赵小杰,赵同谦,郑华,等.水库温室气体排放及其影响因素[J].环境科学,2008,29(8):2377- 2384.[Zhao Xiaojie, Zhao Tongqian,Zheng Hua,et al.Greenhouse Gas Emission from Reservoir and Its Influence Factors[J].Environmental Science,2008,29(8):2377-2384.]

Research on Greenhouse Gas Emissions Inventory in the Cities of China

CAI Bofeng

温室气体的主要来源篇(5)

Method of GHG’s quantification in Corporate

Zhang-Jinbao

GuangDong International Engineering Consultant Corporation

Abstract:With the word of domestic GHG emission reduction in depth, GHG’s quantification in Corporation becomes to the inevitable choice of achieve GHG emission reduction targets。This paper briefly introduced the corporate GHG’s quantification methods,discussed several key points of corporate GHG’s quantification:1)Determine the emission boundary’s method 2)Select the base year’s method;3)Determine the emissions source of GHG’s method;4)How to select a quantization’s method;5)The method of collect activities data;6)How to quantize the data and make uncertainty analysis about the quantified data。The methods which were introduced in this paper can guide the enterprise to GHG quantification。

Key words:GHG;Quantification;Low carbon

1.引言

2009年6月26日美国通过《美国清洁能源安全法案》(又称气候法案),该法案规定从2020年起开始实施“碳关税”,对不实施碳减排限额国家的高碳产品,如钢铁、水泥、铝炼、部分化工产品征收特别的二氧化碳排放关税。法国前总统萨科齐在任时提议,向环保立法不如欧盟严格的国家征收进口产品“碳关税”,税率为每排放1吨二氧化碳征收17欧元,此后逐步递增。在哥本哈根气候会议前夕,我国向世界宣布到2020年控制温室气体排放的行动目标:即到2020年,我国单位国内生产总值碳排放强度将比2005年下降40%-45%,并将其作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。随着国内温室气体减排工作的深入,企业温室气体量化成为实现温室气体减排目标的必然选择。

2.企业温室气体量化方法

企业温室气体量化方法可分为以下几个步骤:

1)确定排放边界

在开展企业温室气体量化时应首先确定该企业的组织和运营边界,通常可采用以下两种办法确定企业的组织边界:

(1)股权比例法:根据企业的股权比例划分企业组织边界;

(2)控制权法:根据企业的财务或运营控制划分企业组织边界。

选择以上两种方法时优先考虑满足温室气体量化要求的划分方法。

2)设定运营边界

确定企业组织边界后,设定企业运营边界,以便将其范围内温室气体排放分为直接排放和间接排放。其中直接温室气体排放是企业持有或控制的排放源排放量,间接温室气体排放是企业活动导致的,但出现在其他企业是由或控制的排放源。(图1)

3)选取基准年

温室气体的排放量绩效通常为相对一个过去的参考年来度量,此参考年即为基准年,基准年可以是历史上任何一个可以获得量化数据的年份或数年的历史平均值。基准年选取一般考虑以下因素:

1)满足企业温室气体量化的目的、用途要求;

2)能够获取有代表性的数据,一般是典型年的数据,或多年平均值/移动平均值;

3)选择具有可量化的温室气体排放和清除的年份。

如果不能得到足够的温室气体排放和量化的历史信息,可将企业首次对温室气体量化的时间作为基准年。

4)确定温室气体排放源

企业温室气排放源一般分为两个“范围”(范围1、范围2),其中范围1为直接出现在企业持有或控制的排放源温室气体排放,如企业持有的锅炉、熔炉、车辆等产生的燃烧排放;企业持有或控制的工艺设备生产化学品所产生的排放(涉及到炭汇,生物质燃烧直接产生的二氧化碳排放不计入范围1);范围2是核算企业消耗电力或外购蒸汽(热力)产生的温室气体排放;

5)选择量化方法

企业温室气体量化方法可分为现场监测法和采用排放系数折算法。其中现场监测法要在企业稳定运行的工况下进行监测,排放系数折算法采用已公布的排放因子进行折算。

6)收集活动数据

范围1内的数据主要有以下几部分:

1)静止燃烧数据:如企业内的锅炉、烘箱、焚烧炉等消耗燃料量以及职工食堂消耗燃气量;

2)移动燃烧数据:主要指运输工具的燃料消耗量,如企业原料、成品运输等;

3)工艺排放数据:企业在生产过程中物理或化学工艺产生的温室气体排放数据,如水泥生产过程中煅烧原材料消耗量,石化工艺中催化裂解消耗量,企业废弃物处理过程中降解排放量。

4)无组织排放数据:主要指设备“跑、冒、滴、漏”以及煤堆、冷却塔等散失损耗数据。

范围2内的数据主要有以下几部分:

1)外购电力数据:主要指企业外购电量;

2)外购蒸汽、热力数据:主要指企业外购蒸汽、热力品质及数量。

7) 量化温室气体排放

一般情况下量化企业温室气体排放主要采用排放系数折算法,即:

P=AD×EF×GWP

P-企业温室气体排放量, tCO2e;

AD-活动数据;

EF-活动排放因子(官方公布);

GWP-温室气体全球暖化潜值(官方公布)。

通常,现场监测法主要用于分析企业在某一工况下温室气体量化。

8)对量化数据进行不确定分析

温室气体的主要来源篇(6)

温室气体减排的测量、报告和核实会随着应对气候变化行动的深入而不断推广,能源经济学专业尚未开设有关温室气体核查的课程,我们有必要对这一课程的基本构架进行探讨。

一、国家、地方温室气体清单编制

通过温室气体清单可以识别出主要排放源,了解各部门排放现状,预测未来减缓潜力,清单编制和报告的学习主要涵盖五个领域:第一,能源活动温室气体清单,其中包括化石燃料燃烧活动、生物质燃烧活动、煤炭开采和矿后活动逃逸排放、石油和天然气系统逃逸排放;第二,工业生产过程温室气体清单,其中包括水泥生产过程、石灰生产过程、钢铁生产过程、电石生产和使用过程、乙二酸生产过程、硝酸生产过程、铝生产过程、镁生产过程、电力设备生产过程和使用、半导体制造过程、臭氧消耗物质(ODS)替代品生产和使用;第三,农业活动温室气体清单,其中包括稻田甲烷排放、动物消化道甲烷排放、动物粪便管理系统甲烷和氧化亚氮排放;第四,土地利用变化和林业温室气体清单,包括森林等木质生物碳储量的变化和转化两方面;第五,废弃物处理温室气体清单,其中包括固体废弃物处理甲烷排放和废水处理甲烷排放。

二、温室气体清单编制中数据的不确定性

温室气体清单的编制还应考虑不确定因素,首先是由于过程未被识别或者测量方法不存在,无法获得测量结果或者其他数据;第二,计算模式的简化可能产生偏差和随机误差;第三,在一些情况下,无法获得说明某排放或清除特点必需的数据;第四,获取的数据缺乏代表性;第五,统计时随机取样误差、测量误差、错误报告以及数据丢失等问题。因此,需要讲授降低不确定性的方法,一是改进计算模式结构和参数,以更好地了解和描述系统性误差和随机误差;二是提高数据的代表性,如使用连续排放监测系统来监测排放活动数据,可得到不同燃烧阶段的数据,从而更准确地描述排放源的排放属性;三是使用更精确的测量方法,包括提高测量方法的准确度以及使用一些校准技术;四是大量收集测量数据,增加样本大小可降低与随机取样误差相关的不确定性;五是消除已知的偏差,确保仪器仪表准确地定位和校准,模型或其它估算过程准确且有代表性;六是提高清单编制人员能力。

三、城市温室气体排放清单编制

城市温室气体排放清单编制以《IPCC国家温室气体清单指南》和《省级温室气体排放清单编制指南》为主要依据,与国家和省级温室气体排放清单存在几点差异,在课程中要进行阐明。第一,国家和省级的温室气体排放清单主要针对地理范围内的直接排放,只包括少量的间接排放,而城市的间接排放包括的范围更广,包括外调电力、跨边界交通、航空、边界外废弃物处理等引起的温室气体排放。为了更全面地计算和评估城市活动引起的温室气体排放,城市清单必须更全面地核算直接和间接温室气体排放量。第二,城市温室气体排放清单涵盖的部门相对集中,为了更贴切地体现城市活动结构,通常城市温室气体排放清单的主要分类及主要排放源包括建筑、工业和交通三类。第三,城市温室气体排放清单考虑的细致程度与国家和省级的不同,国家和省级清单的核算范围较广,统计数据来源更丰富,而城市层面的统计数据相对较少,因此需要开展大量的数据调研和原始数据采集工作,有些行业的排放因子甚至可以落实到企业层面。

温室气体的主要来源篇(7)

1 温室效应的定义

温室效应是指透射阳光的的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应,具体到地球上就是太阳的短波辐射可以透过大气层射入地面,而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质吸收,从而产生的大气变暖的效应。而大气中也存在着一些能够吸收长波辐射的物质如水汽、CO2、CH3、N2O、SO2、O3、CFCS、微尘等。通常将这些气体称之为温室气体,其中CO2的全球变暖潜能最小,但是其含量却远远超过了其他气体,因此是主要的温室效应贡献者。

2 温室效应的来源及危害

自欧洲工业革命以来,大量的森林燃烧、火山爆发、汽车尾气的排放等使得大气中的CO2的浓度持续攀升,这是“温室效应”加剧的主要原因。而化石类矿物质燃料的燃烧排放的CO2占了较大的比例,在欧洲工业革命之前的1000年,大气中的CO2浓度一直维持在280mL/m3,工业革命后大气中的CO2含量迅速增加,到1995年大气中的CO2浓度已经达到358mL/m3。自十八世纪以来大气中的CO2浓度已经增加了30%,而且还在以每年0.5%的速度增加。由此导致了许多严重的后果:全球气温持续升高,据联合国气候变化专门委员会(IPCC)的结果,目前全球平均温度比1000年前上升了0.3℃到0.6℃。而在此前地球的平均温度变化不超过2℃。联合国还预测到2050年全球CO2排放量继续增加,全球平均气温可能上升1.5℃到4.5℃,将大大超过以往一万年的速度;冰川融化,海平面上升,由于全球气候变暖直接导致了两级冰川消融,海水受热膨胀,从而海平面上升,据世界气象组织预测如果地球温度照现在的速度继续升高,到2050年南北极冰山将大幅融化,上海、东京、纽约和悉尼等沿海城市将被淹没;加重区域性自然灾害,IPCC 第四次评估报告指出, 未来全球地表温度将继续升高, 极端天气气候事件与气象灾害的频率和强度继续增大。同时地球的生命系统和生态环境也将面临严重的考验。

3 温室效应的防治

温室气体的罪魁祸首是CO2,想要合理控制温室效应关键在于控制CO2向大气的排放量。然而温室效应具有区域性、特殊性和全球性的特点,虽然全国都在想了很多办法来控制自己区域内的温室效应,但是仅仅依靠一个或几个国家是远远不够的,必须加强全世界各国的合作才能真正解决温室效应这个世界难题。

针对这个问题,我觉得应该采取长期加短期的治理模式,即长期大范围调控加短期针对性应对的方式来逐步解决温室效应问题。

3.1 长期治理机制

3.1.1 加强世界各国间的合作。温室效应作为人类可持续发展中面临的重大挑战,正受到国际社会越来越广泛的关注。加强国际间的合作不仅能够使环保理念在更广的范围内得到传播和发展,而且能够创造出更加先进的技术来治理温室效应。通过制定协议等方式更能有效的制约各国的行为以及实现逐步解决温室效应的目标,例如在1997年149个国家通过的的《京东协议书》使人们减排的任务更加明确。

3.1.2 将环保问题纳入施政纲领。温室效应是在工业化发展过程中产生的副产物,要发展就会产生温室气体。以前,西方各国多采用先污染后治理的方式,结果产生了许多严重的后果:安第斯山脉延续在秘鲁境内的著名山峰胡阿斯卡鲁,山上冰雪已经融化了1280公顷,冰山覆盖率仅为30年前的40%;智利的奥希金斯冰山100年来“缩水”了15公里;阿根廷的乌帕萨拉冰山正以每年14米的速度消失。在哥伦比亚,冰山较之1850年消失了80%,而厄瓜多尔的主要冰山在20年间损失一半。 为此需要不断完善法制政策,由“末端治理”向“重在预防”转变;由经济与环境兼顾向可持续发展优先转变:由“被动治污”向“主动治污”转变:推动环境革命,建设“低能耗、二氧化碳低排放型城市”

3.1.3 开发新能源、调整能源结构。在我国,电力行业是温室气体排放的主要部门之一。而在我国的电力装机容量中,火电(主要是煤电)占绝对统治地位,这是因为我国的煤炭资源丰富且成本较低,并且煤电的投资建设周期较短,能够很快的满足国内经济发展对电力的需求。这样国情下以煤为主的能源消费结构必将导致大量的温室气体排放,而煤作为化石能源具有不可再生的特点,过分的依赖煤炭资源不仅对我们的环境产生恶劣的影响而且对我国未来的发展也会产生一定的威胁,因此开发新能源就显得特别重要,而随着科技的进步,水能、风能、太阳能、核能等新能源的开发和利用正在一步步成为可能。水力发电是目前在我国技术应用最广泛的新能源,水能发电具有成本低廉、技术成熟输出稳定等诸多优点;风能发电是继水电之后比较成熟的可再生能源发电技术,我国风能资源总技术可开发量至少为10亿千瓦,是目前主要的替代能源之一;太阳能是最清洁的能源之一,我国目前已有建筑屋顶总面积约100亿平方米,可安装约20亿平方米的太阳能热水器。

3.2 短期治理机制

3.2.1 严格执行减排标准。众所周知,环境保护与经济发展是一种相互制约的关系,一些地方政府片面的追求GDP的发展而忽视对对环境的重视,对那些产生环境污染而应该受到相应处罚的单位采取宽容的处理方式,从而使环境问题一步步恶化起来,为社会经济发展埋下了重大隐患。因此对执法者加强教育,使之真正认识到环境问题的重要性从而加大执法力度,打消一部分人的侥幸心理,进而实现减排目标。

3.2.2 采用经济手段加以调控。加大对新能源的开发力度、培养人才,为实现清洁生产奠定基础,鼓励使用新技术、新设备淘汰落后的生产设备来实现节能减排,逐步建立碳排放权的交易制度,通过政策补贴、适当提高碳税来使厂家认识到节能减排带来的利益问题,从而使厂家越来越重视节能减排。

温室气体的主要来源篇(8)

中图分类号:DF468 文献标识码:A 文章编号:1008-2972(2013)01-0105-08

一、引言

在气候变化国际谈判和国内政策制定中,通过碳排放交易还是碳税来实现温室气体减排目标是一个核心的论题。碳排放交易是基于减排成本差异而产生的碳排放权交易体系,以国家实施温室气体排放总量控制并分配碳排放权为前提。碳税是指以化石燃料中的碳含量或者燃烧化石燃料所产生的二氧化碳排放量为计税依据所征收的税。碳排放交易和碳税都是政府对于自由市场的干预。就碳排放交易而言,是政府对温室气体排放总量进行限定而由市场机制决定温室气体排放权的价格;就碳税而言,是由政府决定温室气体排放权的价格而由市场机制决定温室气体排放总量。从理论上讲,如果是在完全竞争的市场条件下(如确定性和完全的信息),碳排放交易和碳税都可以实现同样的结果——以最低成本实现温室气体减排目标。但是,完全竞争市场只是一种理论模型。在现实中,温室气体排放的外部成本、减排成本和收益等往往具有不确定性,这种不确定性使得碳排放交易和碳税在实现温室气体减排目标过程中各有优劣并因此产生不同的减排效果。到底是选择排放权交易还是碳税,或者将两者相结合,成为应对气候变化立法的一项重要课题。

二、文献述评

综合分析国内外有关碳排放交易与碳税比较研究的文献,笔者发现学界当前对于碳排放交易和碳税在应对气候变化立法中的适用大致存在三种观点。第一,认为碳排放交易优于碳税,应当采取碳排放交易控制温室气体排放。边永民(2009)从中国国情出发,认为“碳排放交易是能够比较灵活地包容发展中国家的特殊利益而且对全球减排量予以稳定控制的模式,因为中国能源价格没有完全市场化而缺少采用碳税手段刺激企业减排温室气体的基础”。吴巧生和成金华(2009)提出“碳税不能有效解决中国的碳减排问题,征收碳税将会导致较大的GDP损失”。周文波等(2011)认为“碳排放权交易机制作为市场经济体制下最有效率的污染控制手段已经在世界范围内被广泛采用”。谢来辉(2011)对温室气体规制的经济学文献进行了一个较为系统的回顾,发现“碳税是经济学家们认为更加适合于规制温室气体排放的政策工具,许多发达国家的经济学家在现实中之所以非常推崇碳排放交易,主要是出于政治可行性的考虑”。付强等(2010)提出“由于碳排放税无法确保达到既定的减排目标,为了使大气中的二氧化碳含量保持在目标排放量以下,碳排放交易应是优先考虑的政策工具”。梅肯研究院资深研究员乔尔·库兹曼(Joel Kurtzman,2009)也认为碳排放交易比碳税的效果更优。第二,认为碳税优于碳排放交易,应当适用碳税控制温室气体排放。王慧、曹明德(2011)从信号传递、行政管理、国际协调、经济成本、诈骗和腐败等方面比较了排污权交易和碳税的优劣,并指出“由于气候变化存在不确定性,所以很难对排污权交易和碳税的优劣做出一般判断,需要具体问题具体分析。根据中国的国情来看,借助碳税而不是排污权交易来应对气候变化问题符合中国的政治、经济和外交利益”。陈秀梅(2008)认为碳税在治理碳排放时比许可证的交易更为优越,其不但具有财政收入的特点,而且政策实施的可操性较好。美国密歇根大学法学院国际税法项目主任鲁文·s。阿维·约纳(Reuven s.Avi-Yonah,2009)认为,在应对全球气候变化方面碳税要优于碳排放交易。他认为碳税不但可以根据实现碳减排目标的需要而适时调整,而且还可以促进能源替代以及土地和自然资源的可持续管理。俄勒冈大学法学院教授罗伯特·F.曼(Roberta F.Mann,2009)认为碳税优于碳排放交易,因为碳税具有更加简单、透明、高效和成本确定性等特点。澳大利亚国家党前联邦主卫·罗素(David Russell,2008)认为与碳排放交易相比,碳税具有更高的可预见性和可执行性,并指出碳排放交易将会成为人类历史上代价巨大的错误。第三,认为碳排放交易和碳税并非对立,可以综合利用两种制度共同控制温室气体排放。曾鸣等(2010)从减排成本和减排效果两方面比较研究碳税与碳交易,认为碳税与碳排放交易两种机制并不是对立关系,可以并存。许光(2011)认为碳税和碳交易作为环境规制的不同手段,本质上并不对立,而是基于不同经济理论之上的政策演绎,审慎区别并总结二者的适用范围,是加快经济发展方式转型和能源结构调整的必由之路。杨晓妹(2011)认为从短期来看,由于中国的经济社会发展水平比起发达国家来说相对落后,而且排污权交易制度尚不健全,相关政策和法律缺失,这些都阻碍了短期内碳交易方式的实行。因此,中国可以考虑先开征碳税,促进企业技术更新和产业结构调整。从长远来看,碳交易市场是必须要建立的。佛蒙特法学院教授珍妮特·E·米尔内(Janet E.Milne,2008)认为碳排放交易与碳税并用是一种明智的温室气体减排策略。

关于碳排放交易和碳税的比较研究在近几年才得到学术界的关注。国内学者倾向于利用碳排放交易控制温室气体排放,而国外学者更倾向于利用碳税。也有少数学者注意到了碳税和碳排放交易在控制温室气体排放方面不是非此即彼的关系,提出两种手段可以并用。笔者认为,当前对于碳排放交易和碳税的比较研究主要集中于经济学方面,很少从政治和法律层面深入研究,其不足主要表现在以下几方面。第一,忽视了碳排放交易或碳税与现行政策法律之间的协调,特别是没有与应对气候变化的国际立法相结合。第二,过于重视从经济理论上比较碳排放交易和碳税的优缺点,而对于制度的设计、运行以及实效欠缺考虑。第三,大多数学者将碳排放交易和碳税对立,仅通过简单比较两者的优缺点提出选择碳排放交易或者碳税,并没有深入研究如何去弥补两者的不足或者发挥两者的长处。第四,少数提出碳排放交易和碳税可以并用的学者,并没有进一步分析如何协调两者之间的关系。

三、碳排放交易与碳税的比较分析

(一)环境效益的确定性

一个设计良好的制度必须能够有效地实现温室气体减排目标。碳排放交易制度对温室气体排放实行总量控制,并且通过配额的初始分配对于每个温室气体减排义务主体的排放行为实行直接控制,因此可以保证环境效益的实现。而碳税只是通过税收刺激纳税主体采取减排措施,也就是说,碳税只是利用价格信号间接地对温室气体排放实施控制,然而在化石能源需求呈刚性时价格信号激励作用比较有限,只要纳税主体缴纳税款其排放就可以不受限制,因而对于温室气体的排放总量没有直接控制,温室气体减排目标的实现不能得到确实的保证。

(二)减排成本或投资收益的确定性

成本或收益的确定性是企业选择是否减排以及采取何种减排投资的重要依据。就碳排放交易而言,由于排放配额或者信用的价格由市场决定,同时又受到政府发放配额数量的影响,从而具有很大的波动性或不稳定性,导致企业对于减排成本或者减排投资的收益没有稳定的预期,不利于企业进行长期减排投资。例如,在欧盟排放权交易的第一阶段,2006年排放配额价格大幅度下降并在后来跌至零欧元。就碳税而言,税率在一定时期内是稳定的,从而可以为企业和减排投资者提供稳定的成本预期,有利于企业在减排成本与缴纳碳税之间做出自由选择,进而有利于企业进行长期减排投资。

(三)减排的灵活性和高效性

减排的灵活性对降低减排的成本具有重要作用。就碳排放交易而言,其最大的优势就是充分赋予企业减排的灵活性,允许各个企业进行排放配额或信用的交易,减排成本高的企业可以选择从碳市场上购买排放配额或信用,减排成本相对较低的企业可以将节省的配额在碳市场上出售从而获得减排效益,另外,基于减排项目产生的排放信用也可以在碳市场中实现其价值,由此极大地激励了企业和社会采取温室气体减排行动的积极性。碳排放交易体系通过企业之间的交易实现了减排资源的最优配置,整个经济以最低成本实现了减排目标。而就碳税而言,纳税义务不可交易,企业只能通过明确的税率在自身减排成本和应纳税额之间做出选择——即采取措施减排还是纳税,因此,碳税体系下只是相对于单个企业来说实现了减排的成本效益性,而就整个经济体来讲,不一定以最低成本实现减排。

(四)行政成本和守法成本

与碳排放交易相比,碳税简单易行、行政成本更低。这主要是因为碳排放交易体系比碳税更加复杂。首先,碳排放交易需要政府创建交易市场。一方面,政府要设定并分配温室气体排放权;另一方面,政府要对排放权市场进行监测和调控。其次,碳税可以在现行的税收体制下进行征收和管理,不会产生创建市场等复杂问题。

与碳排放交易相比,推行碳税将给企业带来更低的守法成本。这主要是因为碳税的覆盖范围要比碳排放交易更加广泛,因此温室气体减排目标将会由更多的企业进行分担。就目前碳排放交易的实践来看,碳排放交易的义务主体范围仅限于排放量大且容易监测的企业,政府只能将减排任务分担到这些数量有限的企业身上,往往造成这些企业承担不成比例的减排负担。例如,欧盟7%的大型设备承担了60%的温室气体减排任务。而碳税的纳税主体则比较广泛,而其碳税具有税收收入中性的特征,政府将税收收入以鼓励减排投资等形式重新返还到纳税主体,减轻了纳税主体的负担。

(五)政治可接受性

碳排放交易比碳税具有更强的政治可接受性。第一,税收是政府增加财政收入的工具,并且税收的征管和使用容易产生寻租行为。而碳排放交易直接针对温室气体排放进行管制,在碳排放交易的开始阶段还存在配额的免费分配,从而容易得到企业的支持。第二,税收仅仅靠价格信号改变纳税主体的行为,具有潜在的和不确定的环境效益,从而很难得到环保主义者和社会团体的支持。相反,碳排放交易实行总量控制,具有环境效益的确定性,从而容易得到人们的支持。第三,由于工业利益团体的游说,碳税常常会对大型温室气体排放源进行税收豁免或优惠,从而影响了碳税的效果。

(六)与现有政策的协调性和全球性

相较于碳税来说,碳排放交易已经在国际和国内层面得到更为普遍的推行。“根据联合国和世界银行预测,2012年全球碳交易市场容量为1900亿美元,因而全球碳交易市场容量有望超过石油市场,成为世界第一大交易市场,而碳排放权也将有望取代石油成为世界第一大商品”。各国和地区实行的碳排放交易计划都收到了较好的效果,并且各地区已经在探索如何将各地区的碳排放交易体系相互连接。因此,实施碳排放交易更加有利于跟现行气候变化政策的协调,尤其是可以有效连接国家之间的碳排放交易。控制温室气体排放、减缓气候变暖是全人类共同面临的课题,需要一个全球性的政策体系,以促进和联合全球人类的共同行动。在《京都议定书》下,全球性的碳排放交易体系已经初步形成。然而,如果要构建一个全球性的碳税体系恐怕需要经受非常大的挑战,如税收原则。

综上所述,碳排放交易和碳税作为一种以市场为基础的管制制度各有优劣,并且两者优劣互补。Jason Furman等认为“一种设计良好的碳排放交易与一种设计良好的碳税都会产生相似的效果。因此,在这两种制度中选择哪一种作为政策工具主要看两个方面:一是看哪一种制度更加具有政治可接受性;二是看哪一种制度更容易进行良好的设计”。如前所述,碳排放交易比碳税更加具有政治可接受性。相比较碳税的优点(成本确定性、执行和守法成本低)而言,碳排放交易具有更多的优势(如环境效益确定性、减排的灵活性和高效性以及协调性等)。另外,政府和实务界人士似乎也都倾向于选择碳排放交易体系。例如,新西兰政府选择了碳排放交易而否决了碳税建议,因为碳税不能足够地减少排放。㈣另据法新社报道,奥巴马政府已经催促国会起草有关碳排放交易的立法,并且2009年7月众议院通过的《清洁能源与安全法案》中已经对碳排放交易做了详细的规定。国际会计师事务所德勤表示,“虽然开征环保税将增加企业的成本,但碳税在刺激减少二氧化碳排放方面的作用非常有限,这一税种也没考虑更为协调配套的能源政策。南非政府应积极通过温室气体排放贸易体系来促进节能减排和经济发展,而开征碳税不是最佳选择”。因此,在碳排放交易和碳税之间,应当优先选择前者,同时,应当借鉴由碳税的优势带来的启示——在碳排放交易制度的设计中要增强碳排放交易中减排成本或投资收益的确定性。

碳税的优势在于将温室气体排放的外部成本内部化为固定税额,从而为企业减排投资提供了稳定的预期。而碳排放交易的成本不确定性表现在碳市场中排放配额或信用的价格非正常波动,从而不能为企业的减排投资提供稳定的预期。因此,在碳排放交易制度的设计中要引入成本稳定性的理念,为企业提供比较稳定的成本或投资收益预期。为了矫正价格的非正常波动带来的消极影响,碳排放交易中设计了排放配额或信用的存储和借贷机制。存储和借贷可以提高企业应对配额或信用价格大幅波动的能力。一方面,当配额或信用的市场价格低迷时,企业可以将配额或信用存储到银行;另一方面,当配额或信用的市场价格过高时,企业可以从银行预借配额或信用。可以说,排放配额或信用的存储和借贷在一定程度上弥补了碳排放交易中减排成本不确定性的缺陷。另外,还有的学者提出,政府在碳市场价格低迷或者过高时实行价格保护政策,即为排放配额或者信用设定最低价格和最高价格。当碳市场的价格低于最低价格时,政府可以以最低价格购买排放配额或信用,从而给进行长期减排投资的企业提供保障;当碳市场的价格高于最高价格时,企业可以从政府手中以最高价格购买配额,从而为企业履行减排义务提供比较稳定的预期。另外,在强调碳排放交易具有比较优势的同时,还需考虑到碳排放交易的适用范围会受到碳排放监测、统计、交易成本等因素的限制。对于难以实施监测、统计以及交易成本高的温室气体排放部门,不宜采用碳排放交易手段,例如交通领域。而碳税具有执行和守法成本低的优势,对于未能纳入碳排放交易体系的温室气体排放部门,可以利用碳税控制其温室气体排放。

四、中国气候变化立法的制度选择

根据中国在气候变化国际条约中承担的责任以及国内的经济和社会发展情况,中国以市场为基础的气候变化法律制度应当采取基线和信用型交易与碳税相结合的方式。

(一)基线和信用型碳排放交易

碳排放交易有“总量控制型交易”和“基线和信用型交易”两种设计模式。总量控制型交易的特点是政府预先为其管辖区域内的温室气体排放源设定总的排放上限,以及一定期间内的削减计划时间表。由于存在总量上限,此类计划又被称为“封闭市场体系”。确定总量上限之后,政府将排放总量以配额的形式分配给被要求参与交易计划的温室气体排放源。总量控制型交易计划要求参加的企业在计划执行阶段向政府提交与其实际温室气体排放量相等的配额。在基线和信用型交易体系下,政府为每个纳入该体系的企业设立一定的排放基线,并且要求企业的温室气体排放不得超过排放基线,如果企业的温室气体排放量低于排放基线,那么该企业在经过政府认证后可以获得与其削减排放量相当的可交易的信用,如果企业的温室气体排放量超过了排放基线,则其必须在规定的时限内向政府提交与其超过基线的排放量相当的信用。基线和信用型交易体系仅是对每个企业设定一定水平的排放基准,而对区域内温室气体排放总量没有上限,因此该体系也被称为“开放市场体系”。

由于中国不承担强制性的温室气体减排义务,所以中国对温室气体排放没有必要实行绝对的总量控制。但与此同时,作为一个负责任的发展中国家,我们应该尽量兑现我们承诺的温室气体减排量化目标,即到2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放水平比2005年的排放水平降低40%~45%。在这种情况之下,选择基线和信用型碳排放交易模式最适合中国的情况。一方面,基线和信用型碳排放交易不以温室气体排放实行总量控制为前提,而是通过基准排放水平来确定温室气体排放主体应当履行的减排义务或者获得的减排信用。另一方面,基线和信用型碳排放交易可以通过基准排放水平的设定实现温室气体排放总量的相对控制,从而可以在不对温室气体排放企业实行绝对的总量控制的同时,确保温室气体减排目标基本能够得到实现。

政府应当对以下两类温室气体排放主体设定排放基线:受管制的温室气体排放企业和自愿减排以期获得排放信用的企业。之所以对受管制的温室气体排放企业设定排放基线,是因为要确保温室气体自愿减排目标的实现,必须要对一些重大的温室气体排放源进行控制,通过设定排放基线使这些企业的温室气体排放得到一定的约束。关于受管制的温室气体排放企业应当包含哪些部门,当前可以将电力部门纳入到受管制的主体范围内。主要基于以下考虑。第一,电力部门是中国重要的温室气体排放部门。对电力部门进行温室气体排放管制,相当于控制了中国近一半的温室气体排放。第二,相对于工业部门等其他温室气体排放部门而言,电力部门的供需弹性呈刚性,并且作为自然垄断行业,承担温室气体减排义务基本上不会损害其市场竞争力。这一点也可以从国外温室气体排放配额有偿分配的实践中看出。例如,在英国温室气体排放权交易的第二阶段,排放配额的有偿分配也仅限于电力部门,主要是因为电力部门的竞争力不会受到损害,而其他部门如果有偿取得排放配额的话,其国际竞争力会受到损害,从而影响本国的经济。第三,电力部门履行温室气体减排义务的成本可以转嫁给电力消费者。此外,为了激励企业积极进行温室气体减排投资,对于自愿减排以获取排放信用的企业。政府也应当为其设定排放基线,如果该企业在排放基线以下实现了减排,那么经审核政府授予该企业与其减排量相等的排放信用。

排放基线的确定一般有两种方法。一是通过投入或产出标准确立排放基线,如对化石燃料燃烧设备的燃料含碳量制定标准,低于此类燃烧标准的设备可以经政府审核后获得可交易的信用,而高于此类标准的燃烧设备则需要购买信用以抵消其超过标准进行燃料投入所产生的温室气体排放。另一种是通过预先规定一定水平的温室气体排放量确立排放基线,如果企业的温室气体排放低于基线排放量,则可以获得可交易的信用,如果企业的温室气体排放高于基线排放量,则需要购买信用以抵消其超额排放量。为了更好地控制电力部门的温室气体排放总量,电力部门的排放基线设定应当采取第二种方式,即预先规定一定水平的温室气体排放量。由于中国尚未形成统一的准确的温室气体排放监测体系,电力部门温室气体排放水平的确定最好依据化石燃料投入量及其碳含量进行预估温室气体排放量。此外,为了提供更大的灵活性,对于自愿减排以期获得排放信用的企业,则可以依据企业的意愿自行选择排放基线的设定方式。

(二)碳税

对于基线和信用型碳排放交易没有覆盖的领域,可以有选择地利用碳税实施温室气体排放控制。选择的方法是对征收碳税所带来的成本和收益进行对比分析,只有符合比例原则时才可以征收碳税。

1.征收目的和原则

征收碳税的直接目的是减少二氧化碳排放。通过征收碳税,形成二氧化碳排放的价格(将二氧化碳排放的外部性内部化),进而通过价格机制引导排放主体向低碳经济和低碳消费发展,从而减少甚至避免二氧化碳排放。同时,除了可以达到减排二氧化碳的目的之外,还可以通过减少化石燃料的使用从而减少其产生的其他污染物,如二氧化硫。另外,就中国的国情而言,发挥碳税的教育功能应当作为征收碳税的一个重要目的,即提高人民的气候变化意识、促进人民改变高碳消费行为。

开征碳税要坚持以下几个原则。第一,兼顾环境保护与经济发展的原则。一方面,发展经济不能以牺牲环境为代价,碳税要体现环境的内在价值,要保证碳税对企业的行为具有较强的刺激力度,以促使其改变化石能源的消费行为。另一方面,碳税的征收会给企业的生产经营带来·定的负面影响,在开征碳税时,要注意采取措施缓和这些负面影响。中国作为一个发展中国家,为了满足全体人民的基本需求和日益增长的物质文化需要,保持较快的经济增长速度尤为重要。碳税制度的设计要考虑企业的承受能力和对经济发展的负面影响,合理地平衡环境保护和经济发展之间的关系。第二,坚持碳税税收收入的中性原则。一方面,碳税的开征要与其他税种相互协调,减少碳税纳税主体的其他相关税负,使纳税主体的整体税收负担与碳税开征以前相平衡。另一方面,碳税的税收收入主要用于修正扭曲的税种,并且用于激励和补贴温室气体减排行动,如提高能效的投资、碳捕捉和封存活动等等。第三,立足国情和合理借鉴原则。一方面,开征碳税要学习发达国家(如丹麦、荷兰、挪威等)的先进经验,并考察这些国家在征收碳税过程中遇到的问题。另一方面,借鉴国外先进经验的同时,要注意立足国情。一是要关注国外开征碳税的国家的国情,分析其碳税制度设计的经济和社会背景以及实施效果。二是要立足于中国的国情。比较分析中国国情与其他国家国情的不同,并从中找出适合中国国情的制度设计模式。第四,循序渐进的原则。最优的或者最能发挥温室气体减排效益的碳税制度,往往在课税对象、税率等方面的要求比较高,同时对于经济和社会的影响也较大,尤其对于企业的国际竞争力产生不利影响。中国正处于经济和社会的发展上升阶段,推行碳税应当采取循序渐进的方式,如分步推行碳税(逐步扩大征税范围)和逐步提高税率。这样既可以给经济和社会一个适应碳税的缓冲期,又能减少推行碳税的阻力。

2.纳税主体

纳税主体涉及到两个问题,即针对上游企业还是下游企业征收碳税,以及纳税主体的范围。

第一,应当针对下游企业征收碳税。上游企业是化石能源的生产者或进口者。如果对上游企业征收碳税,碳税则覆盖了经济和社会中所有利用化石能源的领域,相当于对所有的温室气体排放主体征收了碳税,这将会对经济的发展带来许多不利影响。中国应当针对下游企业征税,即直接利用化石能源并排放二氧化碳的企业。只有针对下游企业征税,才能对纳税主体的范围实施有选择的控制。

第二,纳税主体的范围。纳税主体的范围是指在下游企业中选择针对哪些企业征收碳税。由于中国作为发展中国家的国情,选择针对哪些下游企业征收碳税,必须考虑到碳税对这些企业的竞争力以及整个经济运行的负面影响。魏一鸣等人认为从保护经济增长、改善能源结构、提高政策可行性的角度看,效仿丹麦税制有利于中国实现二氧化碳减排目标和经济发展的双赢。丹麦的碳税对生产部门实行税收宽免,对能源密集型部门实行免税,并且各非免税部门所缴纳的碳税收入都用于降低该部门的生产间接税。为了尽量减少碳税对于经济发展的负面影响同时又发挥碳税的减排效益,中国应当对钢铁工业、建材工业、化学工业、有色金属工业和造纸印刷业完全免税,这些部门的温室气体排放控制可以通过其他措施,如鼓励节约能源、清洁生产等。本文认为,碳税应当针对基线和信用型温室气体排放权交易不能覆盖的部门征收。按照循序渐进的原则,其中首先针对化石能源的消费者(主要包括居民部门、公共机构和商业部门)征税,等时机成熟时(能源消费结构和产业结构转变、负有强制性温室气体减排义务等)再对其他部门征税。一方面,对化石能源的消费者征收碳税,可以提高这些部门的气候变化意识,促进其转变能源消费模式、节约能源。另一方面,对化石能源的消费者征收碳税,不仅对于整个经济发展的负面影响较小,而且可以引导低碳经济的发展。例如,对于家庭汽车的碳排放征收碳税,可以提高汽车用户的节能和环保意识,同时可以引导和促进小排量和新能源汽车以及可再生能源产业的发展。

3.征税环节、税基和税率

开征下游碳税,其征税环节应当是消费环节,即在批发或零售环节,由化石能源的销售商缴纳。在消费环节征税,采取价外税的形式,更有利于刺激消费者减少能源消费。税基应当是根据化石能源的碳含量估计的二氧化碳排放量,针对二氧化碳排放量从量计征。

温室气体的主要来源篇(9)

关键词: 温室气体排放;总量控制目标;模型法

Key words: greenhouse gas emission;total control target;model method

中图分类号:X511 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)12-0246-02

0 引言

近年来,全球极端气候事件频发,与之密切相关的气候变化和温室气体排放问题越发受到关注。2016年4月,全球共有170多个国家共同签署了《巴黎协定》[1]这一迄今为止最复杂、最敏感也是最全面气候谈判的结果,表明了各国面对气候变化采取全球行动的坚定决心。

作为全球最大的二氧化碳排放国家,中国面对着国际社会的巨大压力。2015年,中国已经向国际社会明确了减排目标,承诺将在2030年达到碳排放峰值并争取尽早达峰。2016年,国务院印发了“十三五”控制厥移体排放工作方案,进一步明确了减排路径和主要任务。为了达到减排目标,我国已采取多种积极有效的措施来控制温室气体排放,包括行政手段――国家发改委对各省市进行碳排放强度降低目标责任考核,以及市场手段――我国即将在2017年启动运行全国碳排放权交易市场,多管齐下,协同减排。控制温室气体排放总量是我国积极应对全球气候变化的重要任务,也是实现绿色低碳发展的迫切需求。

1 温室气体排放总量目标制定

温室气体排放总量控制是指依据有关规定,将某一区域范围内(某个国家、地区或行业)、某一时间段内温室气体排放总量控制在设定的目标之内。目前,根据已有的实践经验及案例,总量控制目标可以分为三类,分别是“绝对量下降或增幅限制目标”、“相比BAU情景(趋势照常情景)下降目标”和“峰值目标”。

“绝对量下降或者增幅限制目标”是常见的总量控制目标形式,首先设定基准年和目标年,然后设定目标年排放在基准年排放的基础上下降的数量,或者在基准年排放基础上的增量限制。其典型案例包括《京都议定书》各缔约方的国家目标,例如,德国的目标是在基年基础上减排21%,瑞典的目标则是在基年基础上增排不能超过4%。此外,如伦敦、惠灵顿等的一些城市也采用这一目标形式,伦敦的目标是2025年在1990年的基础上减排60%,惠灵顿的目标是2020年和2050年分别在2000年的基础上减排30%和80%。

“相比BAU情景下降目标”是指根据基准年排放推算出目标年的趋势照常情景(BAU)排放,以此为标杆值设定目标年排放目标。根据下降目标的幅度,目标年排放可能低于基准年排放,也可能高于基准年排放。这一目标形式的应用案例较少,主要有巴西及里约热内卢。巴西的目标是2020年在BAU情景基础上减排36%-39%[2],里约的目标是2012、2016和2020年相比BAU情景需要实现一定数量的减排量,减排额分别为2005年排放量的8%、16%和20%。

“峰值目标”是设定排放达到峰值的年份,但达峰时的排放量并不体现在目标中,也不规定基准年。目前,我国采用这一目标形式。2015年6月,我国向《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)秘书处提交了应对气候变化国家自主贡献文件,其中提到的行动目标是二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取早日达峰。我国一些城市也制定了峰值目标,如宁波预计将在2020年前达峰,是全国首个明确二氧化碳峰值预期时间的城市。

2 温室气体排放总量测算方法

目前,温室气体排放总量的测算方法主要分为实测法、物料衡算法和排放系数法、模型法等[3-4]。

实测法一般是指通过规定的连续计量设施或监测设备,测量排放气体的流速、流量和浓度,采用实测数据来计算气体排放总量。该方法具有较高的精度,但目前来说,对二氧化碳进行连续监测的成本非常高,而且监测范围有限,难以覆盖所有排放源,实用性较差[3-4]。

物料平衡法是指基于质量守恒定律(即原料消耗量为产品量与物料损失量之和),对于生产过程中的物料进行定量分析,进而计算温室气体排放量,具体计算方法分为总量法或定额法。总量法是以原材料总量、主副产品和回收产品总量为基础进行物料衡算,来计算物料流失总量;定额法是以原材料消耗额为基础先计算单位产品的物料流失量,再求物料流失总量。目前,物料平衡法应用于大部分的碳源温室气体排放量估算以及基础数据的获取,主要有表观能源消费量估算法和详细的燃料分类为基础的排放量估算法[3-4]。

排放系数法指在正常技术经济和管理条件下,生产单位产品所排放的气体数量的统计平均值,排放系数也称为排放因子,可通过实测、物料衡算或调查得到。使用排放系数法的不确定性较大,但适用于统计数据不够详尽的情况,比如我国一些小规模企业较多的采用排放系数法估算其温室气体排放量[3-4]。

考虑到温室气体排放几乎涉及到与人类生产生活相关的各个方面,在宏观层面进行多维度温室气体排放总量分析时,研究对象是更为复杂的系统,涉及的因素、变量很多,采用模型分析法是最为有效的研究手段[3],也是目前国内外相关研究人员主要采用的方法。

3 温室气体排放总量目标预测模型

采用模型法对温室气体排放总量进行预测分析时,主要工具包括包括模型和情景。模型描述了影响温室气体排放总量的经济、社会和技术因素的作用机制,以及表征这些因素的参数。情景是对未来经济、社会和技术发展路径的预期,不同预期通过赋予模型参数不同数值实现,将参数输入模型,就可以进行碳排放总量的预测,进而实现总量目标的控制[5]。

目前我国对于温室气体排放总量的预测分析多是集中于能源消费的峰值预测,主要模型包括LEAP模型、STIRPAT模型、EKC曲线、MARKAL-MACRO模型等。LEAP模型是一种基于情景分析的能源―经济―环境综合模型,多应用于国家层面的中长期能源规划以及行业能源需求与排放预测,基于覆盖所有能源消费品种的能源需求模型形成一个闭合、平衡的能源与碳排放系统,可以预测不同情景下的温室气体排放总量[6]。

姜克隽等基于IPAC模型, 设计了基准情景、低碳情景与强化低碳情景,预测分析了我国未来中长期的能源需求与温室气体排放情景,并探讨了低碳发展路径[7];渠慎宁等利用STIRPAT模型对多种情景模式下未来的中国碳排放峰值进行相关预测,提出保持碳排放强度不断下降对尽快达峰至关重要[8]。林伯强等利用传统的环境库兹涅茨模型模拟与在二氧化碳排放预测的基础上的预测两种方法,对中国的二氧化碳库兹涅茨曲线做了对比研究和预测,结果表明人均收入、能源强度、产业结构以及能源消费结构都对二氧化碳排放有显著影响[9]。周伟等利用MARKAL-MACRO模型,预测了中国(2010-2050年)未来能源消费产生的二氧化碳排放总量,并预测了可能的达峰时间以及实现路径[10]。翟石艳等采用IPCC 2006年版碳排放计算公式、经济-碳排放的动力学模型和水泥碳排放模型,提出了区域碳排量算框架和研究方法,并预测广东省2008-2050年能源消费碳排放量、水泥消费量和碳排放量、森林碳汇值[11]。

能源活动领域是温室气体的主要排放源,但其碳排放并非是全社会的碳排放总量。基于温室气体清单的碳排放总量控制目标研究涵盖了全社会各领域的主要排放源,包括能源消费、工业生产过程、农业、土地利用变化和林业以及废弃物处理等活动所导致的温室气体排放,通过清单提供的历史排放信息以及清单与其他分析相结合对未来减排潜力的预测,为制定温室气体总量控制目标提供依据[12],这也是一种更新、更全面的模型分析方法。

4 小结

从碳强度控制向碳排放总量控制过渡是我国低碳发展的必然要求。我国已提出2030年二氧化碳排放总量达峰这一减排目标,如何合理的设定温室气体排放总量控制目标是关键问题。目前已有的研究成果多是基于能源消费的碳排放峰值预测,采用的方法主要为基于多种情景分析的模型法。本文提出一种基于温室气体清单的碳排放总量预测模型,进一步优化模型覆盖的排放源范围。

参考文献:

[1]http:///item/%E5%B7%B4%E9%BB%8E%E5%8D%8F%E5%AE%9A/19138374.

[2]http:///2009/11/14/brazil-commits-to-a-target-to-reduce-future-carbon-emissions-by-2020/.

[3]张德英,张丽霞.碳源排碳量估算办法研究进展[J].内蒙古林业科技,2005(1).

[4]郭运功.特大城市温室气体排放量测算与排放特征分析――以上海为例[D].2009.

[5]岳超,王少鹏,朱江玲,方精云.2050年中国碳排放量的情景预测――碳排放与社会发展IV[J].北京大学学报(自然科学版),2010,46(4).

[6],潘克西.基于LEAP模型的上海长期能源消耗及碳排放分析[J].当代财经,2014(1).

[7]姜克隽,胡秀莲,庄幸,刘强.中国2050年低碳情景和低碳发展之路[J].中外能源,2009,14(6).

[8]渠慎宁,郭朝先.基于 STIRPAT 模型的中国碳排放峰值预测研究[J].中国人口资源与环境,2010,20(12).

[9]林伯强,蒋竺均.中国二氧化碳的环境库兹涅茨曲线预测及影响因素分析[J].管理世界,2009(4).

温室气体的主要来源篇(10)

中图分类号:N04;P46 文献标识码:A 文章编号:1673-8578(2010)06-0058-05

Terms Related to Climate Change

LU Xuedu

Abstract: This paper introduces the origins, definitions and meanings of some commonly used terms related to climate change, which include 12 terms, i.e. green house gas (GHG), Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Bali Road Map, clean development mechanism (CDM), jointimplementation (JI), emissions trading (ET), low carbon economy (LCE), carbon capture and storage (CCS), Copenhagen accord, business as usual (BAU), carbon tariff and climatefriendly technology.

Keywords: climate change, term

在气候变化议题的发展过程中,科学技术发挥了重要作用,同时也产生了一些新的术语和专有名词。下面,笔者就其中的部分名词及含义作一分析。

1. 温室气体(green house gas,简称GHG)

指大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然的和人为的气态成分。《京都议定书》中纳入限控的温室气体有[1]:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物 (HFCS)、全氟化碳(PFCS)和六氟化硫(SF6)。实际上,大气中含量最高的温室气体是水汽。但因为水汽主要是自然排放,因而没有纳入限控范围。下面是与温室气体相关的常用概念:

温室气体浓度 是大气中温室气体分子数目与干空气总分子数目之比,以ppm(百万分之一)表示。例如大气中二氧化碳浓度为280ppm,即指在每一百万个干空气分子中,有280个二氧化碳分子。

温室效应 水汽和二氧化碳等温室气体像温室的玻璃一样,对来自太阳的可见光辐射几乎透明,但却吸收地表和大气放射的热辐射,并将部分辐射再发射回大气层和地表,使地球表面的平均温度上升。这个过程就是温室效应。温室气体浓度的增加可导致温室效应增强。

温室气体排放源 向大气释放温室气体的来源。主要排放源包括:化石燃料燃烧排放如煤炭、石油、天然气等;工业生产过程排放,如采煤排放的甲烷(瓦斯)、水泥生产过程排放的二氧化碳、己二酸生产过程排放的N2O等;农业生产过程排放的温室气体,如水稻生产过程排放的甲烷、反刍动物消化过程排放的甲烷等;土地利用方式改变导致的温室气体排放;垃圾填埋过程中的甲烷排放等等。以上这些是主要的排放源。实际上,能够引起向大气释放温室气体的来源非常广泛,难以计数。这导致准确核算温室气体排放量成为一项很困难的工作。中国2002年开始开展第一次温室气体排放核算,用了三年时间,核算的年份为1994年和2000年,于2004年年底完成。2008年年底,中国开始了第二次温室气体排放核算。

温室气体排放因子 是指某种温室气体排放源单元活动所排放的温室气体量,如每燃烧一吨煤所排放的CO2量。

温室气体排放源活动水平 指排放温室气体活动的大小,如燃烧了多少吨煤、油或天然气等。一种温室气体排放源在某一时段的温室气体排放量的大小,就等于这种温室气体的排放因子与活动水平的乘积。

碳汇 与温室气体排放源相反,林木、农作物等绿色植物能够吸收大气中二氧化碳并将其固定在植被或土壤中,这些能够吸收二氧化碳的绿色植物就称为温室气体的汇,英文为sink。

2. 政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,简称IPCC)[2]

联合国环境规划署(UNEP)和世界气象组织(WMO)于1988年共同建立的政府间机构,是全球气候变化最权威的政府间科学组织,其下包括三个工作组和温室气体排放清单特别工作组,三个工作组分别为气候变化基础科学工作组、影响与适应工作组及气候变化社会和经济工作组。IPCC全会是IPCC的最高决策机构,由各国政府派出参加全会的代表团组成。IPCC本身并不开展具体的气候变化科学研究活动。其工作方式是,组织全球的科学家,就气候变化的科学问题,依据全球已有的科学研究成果,进行综合和全面的科学评估,提出评估结论。IPCC所的气候变化评估报告,已经成为国际组织和各国制定气候变化政策和行动的主要依据。IPCC分别于1990、1995、2001和2007年了四次气候变化科学评估报告,目前正在组织进行第五次评估报告的编写。此外,IPCC还开展一些专项气候变化问题的科学评估,例如二氧化碳收集和埋存、可再生能源等。

中国一直积极参与IPCC工作,为IPCC的发展做出了应有的贡献。中国科学家丁一汇院士于1988年至2001年出任第一工作组联合主席;秦大河院士于2002年至今出任第一工作组联合主席。将于2014年完成的IPCC第五次评估报告,主要作者的推荐和遴选工作已于2010年6月结束,遴选出的831位第五次评估报告的作者中,有44位中国作者,数量仅次于美国,是中国参加IPCC评估报告编写工作入选专家最多的一次。

3.巴厘路线图(Bali Road Map)

《联合国气候变化框架公约》(以下简称《公约》)缔约方第13次会议暨《京都议定书》缔约方会议第3次会议于2007年12月3―15日在印度尼西亚巴厘岛举行,会议的主要成果是“巴厘路线图”,其主要内容是加强落实《公约》规定的义务的决定(联合国的正式文件称为《巴厘行动计划》)[3]。巴厘路线图进一步确认了《公约》和《京都议定书》下的“双轨”谈判进程,并决定于2009年在丹麦哥本哈根举行的《公约》第15次缔约方会议和《京都议定书》第5次缔约方会议上最终完成谈判,加强应对气候变化国际合作,促进《公约》及《京都议定书》的履行。

巴厘路线图是从“Bali Road Map”直接翻译过来的;巴厘行动计划则是从“Bali Action Plan”翻译过来的。这两个词刚刚出现时,有些媒体翻译为“巴厘岛路线图”“巴厘岛行动计划”。准确的翻译应该是“巴厘路线图”“巴厘行动计划”。

4.清洁发展机制(clean development mechanism,简称CDM)[1]

《京都议定书》规定的三种灵活机制之一,目的是协助《京都议定书》非附件一缔约方(发展中国家缔约方)实现可持续发展和有益于《公约》的最终目标,并协助附件一缔约方(经济合作组织的所有发达国家和经济转轨国家)实现遵守《京都议定书》规定的其量化限制和减少排放的承诺。它是基于项目的机制,由附件一和非附件一缔约方之间进行的合作。减排成本高的发达国家提供资金和先进技术,在低减排成本的发展中国家实施减排项目,项目所产生的温室气体减排量转让给出资的发达国家;在这一过程中,发展中国家不承担减排义务。为规范和管理CDM项目的执行,在《京都议定书》缔约方会议下,专门成立了一个管理机构“清洁发展机制执行理事会(CDM EB: CDM Executive Board)”,该理事会由10名委员和10名候补委员组成,每个委员任期两年。中国从2001年年底该理事会成立至今,一直出任该理事会委员或候补委员。中国到2010年10月已经有992个项目获得这个理事会批准注册,占全球注册项目的约41%;年平均减排量达2.38亿吨二氧化碳当量,占全球年平均减排量的约61%。无论是项目数还是年平均减排量,中国均稳稳占据第一位。CDM执行理事会为注册的项目所签发的温室气体减排量,称为“经核证的温室气体减排量”,英文缩写为CER。每个CER单位等于一吨二氧化碳当量。因为CER可以用来帮助发达国家履行其国内减排温室气体的承诺,因而具有相应的价值和价格,可以按照“排放贸易”(下文介绍)的相关规则在市场上进行交易和流通,具有货币的基本属性,因而也被形象地称为“碳货币”,以CER等类似产品对象进行的融资等金融活动,也被形象地称为“碳金融”“碳融资”等。

5.联合履行(joint implementation,简称JI)[1]

《京都议定书》规定的三种灵活机制之一,目的是协助某些《京都议定书》缔约方(经济合作发展组织中的所有发达国家和经济转轨国家)以较低成本实现遵守《京都议定书》规定的其量化限制和减少排放的承诺。它也是基于项目的机制,在附件一缔约方之间进行合作。减排成本高的发达国家提供资金和先进技术,在低减排成本的发达国家实施减排项目,项目所产生的温室气体减排量转让给出资的发达国家。转让减排量的国家将被联合国从其国家温室气体账户中,扣减与所转让的减排量同等数量的国家“分配数量(assigned amount units, AAUs)”。“分配数量(AAUs)”是指把《京都议定书》下的发达国家在2008―2012年的温室气体减排承诺进行量化,以减排一吨二氧化碳当量为一个单位(一个AAU单位)。为规范和管理联合履行项目的执行,在《京都议定书》缔约方会议下,专门成立了一个管理机构“联合履行监督委员会(JISC: Joint Implementation Supervising Committee)”,该理事会也由10名委员和10名候补委员组成,每个委员任期两年。目前,通过联合履行项目转让温室气体减排量的国家主要是俄罗斯、乌克兰等东欧国家。这些国家因为经济滑坡,经济总量及能源消费远远低于1990年的水平,因此拥有大量的富余的“分配单位”。

6.排放贸易(emissions trading,简称ET)[1]

《京都议定书》规定的三种灵活机制之一,目的是协助某些《京都议定书》缔约方(经济合作发展组织中的所有发达国家和经济转轨国家)以较低成本实现遵守《京都议定书》规定的其量化限制和减少排放的承诺。与联合履行不同,排放贸易不基于项目进行,是一种简单的电子交易行为,这种交易只能够在附件一缔约方之间进行合作。一些发达国家采取了大量的温室气体减少行动使自己的减排量大于需要减排的量,从而产生富余的减排量,或因为其他因素而拥有富余的减排量;但有些国家可能因为减排成本太高或其他因素没有采取足够的行动减排温室气体,到期无法完成减排义务。这样,有富余减排量的国家,就可以把这富余的部分,以一定“价格”的方式,转让给需要这些减排量以确保完成国际减排义务的国家。出让减排量的国家将被联合国从其国家温室气体账户中,扣减相应的“分配数量”。

7.低碳经济(low carbon economy)

这是一个新出现的概念,2003年英国政府颁布了题为《我们能源的未来:创建低碳经济》的能源白皮书[4],在白皮书中,英国政府首次明确提出在本国发展“低碳经济”,并设定了具体目标,即:“到2050年将二氧化碳的排放量相对于1990年削减掉60%,并将英国建成一个低碳经济体。”但英国政府的这个白皮书并没有对低碳经济给出一个明确的定义。这个概念提出后,全世界都在引用,目前仍然还没有一个统一的“低碳经济”的概念和定义,各自按照自己的理解和设想的内涵使用这个概念[5]。一般而言,狭义的“低碳经济”是指以减少碳排放为主要目标构建的低碳技术、低碳产品、低碳市场及其贸易规则与财税体系。广义的低碳经济,可以定义为把以减少碳排放为核心的理念整合到经济社会的各项活动中,以尽可能低的碳排放实现尽可能高的总的经济产出和社会服务,包括低碳能源系统、低碳产业结构、低碳消费行为和社会行为等;通过发展低碳经济,实现经济增长、能源安全、节能、环保与温室气体减排等多重目标。大众通常把低排放的行业、技术、工艺、行为等视为低碳经济。

低碳经济的“低碳”是相对于不采取相应的政策和措施形成的“高碳”经济而言的相对“低碳”,而不是绝对“低”(“零排放”)的“低碳”。目前对低碳经济存在一个认识误区:把低碳经济的“低碳排放”绝对化,认为不排放碳才叫低碳,这种认识是不正确的。从这种不正确的认识出发,容易导致对发展低碳经济的一些误解:认为发展低碳经济是发达国家向发展中国家推出的阴谋,因为如果不排放碳才叫低碳经济,则在发展中国家推行低碳经济,必将严重制约发展中国家的经济和社会发展,据此会对推动低碳经济发展存在顾虑,或甚至反对低碳经济的提法;同样是基于这样的认识,很多地方在编制低碳经济发展规划时,基本上等同于可再生能源和核能规划,因为只有可再生能源和核能是不排放碳的能源。因此,准确和正确把握和认识低碳经济的概念和内涵,对推动低碳经济的发展非常关键。推动低碳经济发展,当前重要的理论基础工作是要构建低碳经济指标体系,依据不同资源禀赋、不同经济和社会发展阶段、不同经济社会特点,量化低碳经济指标;并依据这些量化的指标体系,制定适合当地的低碳经济发展战略和激励政策,只有这样才能够有效促进低碳经济的良性发展。例如,产生每公斤标煤热值当量所排放的二氧化碳,煤炭为2.66公斤,石油为2.15公斤,天然气为1.5公斤。相对于煤炭,石油和天然气是低碳能源;相对于石油,天然气是低碳能源;而相对于化石能源,可再生能源(太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等)和核能则因为不排放碳,是绝对的低碳能源。这样,只要是用较低的碳排放能源替代了较高的碳排放能源,都应该属于发展低碳经济的行为。低碳经济与绿色经济、循环经济、生态经济等概念,既有联系又有区别,不可混为一谈,但这四个概念推动的经济和社会发展的总体方向是一致的。

8.碳捕集和封存(carbon capture and storage, 简称CCS)

是指把化石能源发电或工业利用过程中排放的二氧化碳进行分离、收集、提纯和压缩后,输送到某些地点进行地下封存,并且使之长期与大气隔绝的过程;或注入深海,使其长期封存在深海海底的过程。这样将可以在全球大范围内把化石能源燃烧排放的绝大多数二氧化碳封存起来,被一些科学家和政治家认为是减少温室气体向大气排放、保护气候的绝佳技术路线。但这项技术目前还存在较大的争议:一是实施这项技术,将需要更多的能源消耗以把二氧化碳分离和储存;二是储存在地下或海洋的二氧化碳是否还会再次进入大气,如通过泄漏排放、地震形成裂缝导致的排放等;三是是否会带来更多的地质灾难如地震等;四是经济成本很高。2003年由美国政府发起成立的“碳收集领导人论坛(Carbon Sequestration Leadership Forum, CSLF)”,其目标是希望通过多国的联合努力,实现这项技术的重大突破并降低技术应用成本。到目前为止,中国、美国、日本、欧盟(英国、德国、法国等)、澳大利亚、加拿大、挪威、印度等国一直在不断探索这项技术。澳大利亚2008年发起成立了全球的碳收集技术研究院。

9.哥本哈根协议(Copenhagen accord)[6]

2009 年12 月7―19 日在丹麦哥本哈根举行的《联合国气候变化框架公约》第15 次缔约方大会暨《京都议定书》缔约方会议第5次会议期间,形成的不具法律约束力的政治共识文件。“哥本哈根协议”反映了各方在保护气候的长期目标、向发展中国家提供应对气候变化所需资金和技术转让、发展中国家减排行动的透明度等问题上的原则共识,是推动巴厘路线图谈判取得成果的政治共识。这个协议是由美国、欧盟、日本、中国、印度、巴西、“七十七国集团”、小岛国联盟、非洲集团等参与谈判形成的,美国发挥了主导作用。由于这个协议在没有进行广泛协商以前美国就宣布“通过”了,引起了委内瑞拉、玻利维亚、古巴、洪都拉斯等玻利瓦尔集团国家的强烈不满,这些国家坚决反对接受这个协议。经过通宵达旦的辩论谈判,最后会议以在其决定文件中“注意到”这个协议,作为各方妥协的产物而得以保留下来。虽然这个政治协议没有得到明确的批准,但由于大部分国家尤其是发达国家都已经同意这个协议,无疑,这个政治共识文件对于哥本哈根会议以后的气候变化谈判将具有重要的作用。

10.照常排放情景(business as usual, 简称BAU)

这是指未来经济和社会发展“按原有轨道”或“一切照常(当前)”趋势发展情景下的温室气体排放情况,在控制温室气体排放政策和措施方面,只包括那些已经实施和计划实施的控制温室气体排放的政策和措施,不包括任何新的控制温室气体的政策和措施。照常排放情景也可以称为“基准线情景”。这个情景对于评价和判断一个机构、一个国家是否已经采取了积极的应对气候变化的政策和措施非常关键。以这个情景作为基准,在采取了进一步的控制温室气体排放的政策和措施后,目标年的实际的温室气体排放量必将低于照常排放情景,两者之差即为采取控制温室气体排放后取得的实际成效。

11.碳关税(carbon tariff或carbon tax)[7]

一国对来自另一国的高碳排放产品征收的一种关税,也称“边境调节税”,按照每单位物品所排放的二氧化碳当量为基础所征收的税目。这个概念最早由法国前总统希拉克提出,目的是针对不遵守《京都协定书》的国家,按其产品的温室气体排放状况课征碳税。2009年4月2日的20国峰会上,正式使用了“碳关税”的概念,意指国家或地区对高耗能产品进口征收的二氧化碳排放特别关税,目的是实施温室气体强制减排措施。美国众议院2009年6月通过的《美国清洁能源安全法案》中包括了“碳关税”条款,即美国有权对来自不实施碳减排限额国家的进口产品征收“边境调节税(碳关税)”。中国和其他发展中国家坚决反对发达国家提出的这项政策和措施,因为这一政策违背了《京都议定书》确立的发达国家和发展中国家在气候变化领域“共同而有区别的责任”的原则。

12.气候友好技术(climatefriendly technology)

气候友好技术是指所有有助减缓温室气体排放、保护气候的技术,具有能耗相对低、温室气体排放相对少等特征的技术。气候友好技术涉及面极广,概括而言,主要包括:所有能够提高能源生产效率和能源利用效率的技术,可再生能源技术,提高资源综合利用效率和循环利用的技术,碳封存与碳捕获技术,提高森林碳汇的技术,减少工业、农业和其他行业生产过程中排放温室气体的技术(如煤层气利用技术、沼气回收利用技术、垃圾填埋甲烷回收利用技术等)。可见,气候友好技术几乎遍及所有涉及温室气体排放的行业部门:电力、交通、建筑、冶金、化工、石化、农业、林业、环保(垃圾填埋、污水处理)等。减缓温室气体排放,核心就是要大力开发和应用先进的气候友好技术,只有大规模开发利用气候友好技术,才可能真正实现在促进经济和社会发展的同时,减缓温室气体排放、保护气候。

温室气体的主要来源篇(11)

中图分类号:TU111.19+5文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)18-0281-01

1 概述

我国能源环境与世界能源问题相比更为严峻,一方面我国人均能源可采储量远远低于世界平均水平,而且能源消耗巨大。以建筑能耗为例,建筑能耗大体占到全国总能耗的30%―40%,是发达国家的2―3倍以上。我国人均耕地只占世界的1/3,而实心粘土砖每年毁田达12万亩;我国水资源仅为世界人均占有量的1/4,而卫生洁具耗水量高出发达国家30%以上,污水回水率仅为发达国家的25%;钢材、水泥等物耗水平也要比发达国家高出10%―30%。

国务院发展研究中心所作的一份研究报告认为,现阶段随着国民经济的持续发展和城乡建设的加快,我国住宅建设日益扩大。据推测,到2015年,城镇50%以上的建筑将是21世纪内建造的。因此,有效的降低建筑业的能源资源消耗,减少建筑行业造成的环境污染,将对整个社会可持续发展起着至关重要的作用。

2 环境污染状况

2.1 温室效应

目前已发现有30多种气体能够引起温室效应,其中较为主要的有CO2,CH4,O3,CO,N2O、水蒸气、二氯乙烷、四氯化碳及氟氯烷等。温室效应引发全球变暖所带来的影响和危害主要有几个方面:海平面上升;全球降雨不均衡,有的地区发生洪涝、有些地区发生干旱;影响大气环流,出现异常天气情况,造成农作物歉收;快速的气候变化造成大量物种的灭绝,对生物产生多样化影响;全球变暖造成生态系统和环境的变化,引起传染病的流行,危害人类健康。

2.2 臭氧层破环

臭氧层能有效地阻止大部分有害紫外光通过,而让可见光通过并达到地球表面,为各种生物的生存提供必要的太阳能。而当前人类的活动正在使臭氧层遭到几乎毁灭性的破坏,人工合成的含有氯、氟的一些物质,尤其以氟利昂和哈龙,对臭氧层的破坏最大。臭氧层遭到破坏会带来严重的后果,主要在以下几个方面:使人体免疫机能下降,增加患皮肤癌、白内障的概率;过量的阳光造成农作物减产,森林的退化;海洋生态系统遭到破环;加剧温室效应和全球变暖。

2.3 酸雨

酸雨是指pH

酸雨对农业的影响主要造成土壤酸化,肥力降低;酸雨会造成水体酸化,破坏水生生态系统;酸雨还会造成植物黄叶并脱落,森林成片衰亡;同时,酸雨会危害人体健康,诱发癌症、老年痴呆等疾病,使人患动脉硬化、心梗、肺水肿的概率大大提高。

3 建筑产业对环境的影响和破坏

建筑环境是人类活动对资源影响的一个非常明显的例子。世界1/6净水供应给建筑,建筑消耗掉1/4的木材,消耗掉2/5的材料与能量。全球的建筑相关产业消耗了地球能源的50%,水资源的50%,原材料的40%,同时产生了42%的温室气体,50%的水污染,48%固体废弃物,50%的氟氯化合物,同时建筑结构也影响水域、空气质量以及社会群体的结构等较大的范围。

4 建筑维护结构的节能

4.1 墙体的设计

外墙传热在建筑物总体传热中所占的比例最大,当前我国大多采用保温节能墙体,分为三类:外墙外保温、外墙内保温、中空加芯复合墙体。

其中外保温具有适用范围广、保护主体结构延长建筑寿命、减少热桥、扩大使用面积等特点,外保温技术的运用推广得到了很大发展,较为成熟的外保温技术有:EPS薄抹灰外墙外保温系统、胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统、EPS板现浇混凝土外墙外保温系统、EPS钢丝网架板现浇混凝土外墙外保温系统、机械固定EPS钢丝网架板外墙外保温系统。

4.2 门窗的设计

节能门窗要有良好的隔热保温性能,夏季能阻止热量进入室内,冬季能阻断室内热量传出室外。目前具有较好效果的节能门窗主要有:塑料门窗、铝木复合门窗、玻璃钢门窗,以及采用发展注胶段热冷桥技术。

5 建筑供热系统的节能(以居住建筑为例)

建筑节能包括了两个系统工程,即建筑本身工程节能,和建筑供能系统的节能。而现在许多的“节能建筑”只是围护结构热工性能满足规范节能设计要求,而并不能称其为节能建筑。

建筑不仅应具有良好的围护结构热工性能,还要有优化的供能系统,两者结合组成一个有机系统工程,这个系统能有效运行的关键在于供能可调性。例如在集中供热住宅中,实行供热热量计量,用户根据自己需要调控室温;在有,可在建筑中设置太阳能利用装置,冬季当室内太阳得热能补充室温时,室内可调供热系统就能减少对常规热源的使用。

6 能源的综合利用和新能源的开发

6.1 太阳能的利用

太阳能作为一种可持续利用的清洁能源,被认为是21世纪以后人类可期待的、最有希望的能源,并得到了国际社会的普遍重视。太阳能热利用的两个主要方面在于太阳能热水器与太阳能建筑。

6.2 地热的综合利用

(1)空气源热泵是在供热工况下将室外空气作为低温热源,从室外空气中吸收热量,经热泵提高温度送入室内供暖。空气源热泵系统简单,初投资较低。空气源热泵的主要缺点是在夏季高温和冬季寒冷天气时热泵的效率大大降低,其不适用于寒冷地区,在冬季气候较温和的地区,已得到相当广泛的应用。

(2)地源热泵系统是利用较深地层中未受干扰常年保持的恒温,其远高于冬季的室外温度,又低于夏季的室外温度,可以克服空气源热泵的技术障碍,且效率大大提高。在地源热泵系统中,冬季通过热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热,同时使大地中的温度降低,储存了冷量,可供夏季使用;夏季通过热泵把建筑中的热量传输给大地,对建筑物降温,同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。

(3)地表水热泵系统是在靠近江河湖海等大量自然水体的地方,利用这些自然水体作为热泵的低温热源而设计的一种空调热泵的形型式。但是,这种地表水热泵系统也受到自然条件的限制,同时这种热泵的换热对水体中生态环境也会造成一定程度的影响。