前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇温室气体的概念范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

关键词:农业;低碳农业;二氧化碳
哥本哈根世界气候大会全称《联合国气候变化框架公约》,被喻为“拯救人类的最后一次机会”; 的会议,让“低碳经济”;成了2009年的岁末热词。一时间,所谓碳税、碳汇、碳交易、碳足迹、低碳工业、低碳农业、低碳建筑、低碳城市、低碳生活蜂拥而至。低碳经济作为具有广泛社会性的前沿经济理念,其实并没有约定俗成的定义。一般来讲,低碳经济是指在可持续发展理念指导下,通过技术创新、制度创新、产业创新、新能源开发等手段,尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。所谓低碳,就意味着环保、节能减排,意味着生产、生活方式和价值观念的转变。
1低碳农业的概述 低碳农业首先是一种理念,是农业转变发展方式的一个发展方向。低碳理念的本质就是降能节约。低碳农业是一种现代农业发展模式,通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发利用等多种手段,尽可能地减少能源消耗,减少碳排放,实现农业生产发展与生态环境保护双赢。低碳农业是一种比广义的生态农业概念更广泛的概念,是生态农业、绿色农业的进一步发展,不仅象生态农业那样提倡少用化肥农药、进行高效的农业生产,而在农业的能源消耗越来越多,种植、运输、加工等过程中,电力、石油和煤气等能源的使用都在增加的情况下,低碳农业还更注重整体农业能耗和碳排放的降低。
低碳农业也是生物多样性农业。农业的发展经历了刀耕火种农业阶段、传统农业阶段和工业化农业阶段。工业化农业过程对生物多样性构成威胁:农田开垦和连片种植引起自然植被减少,以及自然物种和天敌的减少;农药的使用破坏了物种多样性;化肥造成了环境污染,进而也引起生物多样性的减少;品种选育过程的遗传背景单一化及其大面积推广,造成了对其他品种的排斥,如果用碳经济的概念衡量,这种农业可以说是一种 “高碳农业”;。改变高碳农业的方法就是发展生物多样性农业。生物多样性农业由于可以避免使用农药、化肥等,某种意义上正属于低碳农业。 农业作为国民经济的基础产业,是一个重要的温室气体来源,同时又受到温室效应的严重影响。响应低碳经济的号召,确定农业温室气体的排放量并探寻减排办法已成为世界各国的当务之急。然而,低碳农业虽然前景广阔,但距离“低碳农业”;的标准还有很大差距。劳动力是发展低碳农业前期投人成本中的主要部分,尤其是知识型劳动力的投人;我国目前的农业生产特点决定了规模化低碳农业发展的困难。发展低碳农业,需要大面积采用生态农业的部分技术、需要相应的生产技术与之相匹配、需要政府和一些高校社会组织专业人员的指导和培训,特别是市场的衔接。
2农业与温室气体中二氧化碳的消长关系 人类的农业生产活动与全球气候变化相互联系又相互影响。农业生产在全球温室气体(包括二氧化碳,CH4, N20)循环中占有重要地位。土壤中的有机物质经微生物分解,以二氧化碳的形式释放人大气,CH;可在长期淹水的农田中经发酵作用产生,全球一半以上的N20来自土壤的硝化和反硝化过程。 2.1农业是温室气体中二氧化碳的重要来源 2.1.1土壤本身就是一个巨大的碳库。土壤圈是地球岩石圈、大气圈、水圈和生物圈交界的一个圈层,它不仅是人类赖以生存的自然资源和人类与生物生活栖息的基地,而且是生态系统中生物与环境间进行物质、能量交换的枢纽。土壤圈在全球气候变化尤其在全球碳循环中的重要作用可归纳为两方面:一是土壤圈是碳素的重要贮存库和转化器。其贮存形式为土壤有机质,它含有的有机碳量占整个生物圈总碳量的3/4。储存的大量有机碳是土壤质量和功能的核心,有利于作物的生长;但由于大量施用化肥,加速了农田土壤中有机碳的矿化,进而向大气中排放了大量的二氧化碳和CH4等温室气体,尤其是千百年来因种植水稻而形成的水稻土,每年排放的CH4占全球 CH;排放总量的10%一15%。二是土壤呼吸使大量的有机碳以二氧化碳形式释放到大气中。土壤呼吸作用释放的二氧化碳量是相当可观的。据估算,全球每年由土壤释放到大气中的碳量约为 (0.8一4.6) xlOlsg。因此,土壤呼吸的微量变化将导致大气中二氧化碳浓度的显著变化,从而影响由于二氧化碳浓度升高所伴随的全球变暖和其他气候因素的变化。
关键词:温室气体排放权;管制工具;财产权利
中图分类号:DF46 文献标志码:A 文章编号:10085831(2013)03010705
清晰地界定温室气体排放权的法律性质,在确保政府和公私企业对法律的安全性和确定性有稳定的预期,为排放权交易提供安全保障和信心以及提高市场的流通性和效率等方面,具有重要的作用。根据马修(Matthieu)和夏洛特(Charlotte)的研究,界定温室气体排放权的性质至少对回答以下几个问题具有重要意义[1]50:第一,温室气体排放权能否被撤回或者取消,撤回或取消是否应当对原来的温室气体排放权持有者进行补偿?第二,温室气体排放权能否被抵押或者像信用证券一样流通使用?第三,如果温室气体排放权持有者无力清偿债务并进入破产程序,温室气体排放权应当如何处理?第四,温室气体排放权的使用和买卖是否应当征收增值税?鉴于此,笔者拟对温室气体排放权的性质进行理论探讨。
一、管制工具抑或新型财产权:温室气体排放权定性的纷争
关于温室气体排放权的法律性质,学术界大致有两种观点:其一,认为温室气体排放权仅仅是进行温室气体排放的资格(authority)或许可(permit),是政府的一种新型管制工具(instruments sui generis);其二,认为温室气体排放权是一种特殊的财产权利[2]228-256。其中,由于各个国家的法律制度背景不同,将温室气体排放权视为一种财产或财产权利的观点又进一步分为五种,即公权利(an administrative or public right)、私人财产权(a private property right)、金融或证券工具(a security or financial instrument)、商品(a good or commodity)、货币(currency)[3]575-596。在以上两种观点中,越来越多的学者倾向于支持温室气体排放权应当作为一种新型财产权的观点。 尽管学术界越来越多地认同温室气体排放权应当作为一种新型财产权,但是在有关温室气体排放管制的国际和国内立法实践中,对温室气体排放权的法律性质持不同的态度。《京都议定书》以及《欧盟排放交易指令》(EU emissions trading directive)都对温室气体排放权的法律性质保持沉默,即“没有界定温室气体排放权本身是什么,只是规定温室气体排放权持有者可以做什么”[3]571。如《联合国气候变化框架公约》在其《京都议定书》执行手册中将一个温室气体排放权界定为“排放1公吨二氧化碳当量(按照全球增温潜能计算)的许可”[4]。《欧盟排放交易指令》第3条a款规定:“一个配额(allowance)是指在规定的期间内排放1公吨二氧化碳当量,该配额仅当以履行本指令的要求为目的时方有效,并且应当按照本指令的规定进行交易。”Directive 2003/87/EC of the European Parliament and of the Council, Article 3(a). 并且在第12条和第19条中规定了温室气体排放权(欧盟配额,EUAs)中所包含的四个要素:一个人可以持有配额(第19条第1款);配额可以在欧盟范围内交易,也可以与其他配额经过认证的国家进行交易(第12条第1款);配额可以用来执行排放许可(第12条第3款);配额可以通过取消而灭失。尽管如此,欧盟除了将配额作为一种可交易的工具外,没有界定配额的法律性质以及所有权,特别是没有明确配额是否可以作为一种金融或证券工具或者商品[1]48。欧盟委员会在最初提交的《排放交易指令》(emissions trading directive)议案中,曾经认为温室气体排放权的法律性质为行政授权(administrative authorization)。但是,在该议案提交到欧盟理事会和议会之前,委员会的法律部门认为为了坚持辅助原则以及尊重各成员国法律体系的特点有必要反对将此观点纳入到议案中。因此,欧盟仅规定了排放交易的目的是为了促进以经济有效的方式实现温室气体减排,而将温室气体排放权的定性以及交易规则制定等事项留待各成员国自行决定。美国众议院于2009年7月通过了《清洁能源与安全法案》(clean energy and security act),该法案明确规定了排放配额不是财产。该法案第311条规定:“排放配额(emission allowance)和任何抵消信用额度(offset credit)或者其他工具均不构成一项财产。本法以及其他法律不得解释为限制或者取消美国政府(包括依据成文法授权行动的环保局)终止或者限制配额、抵消信用额度以及期间抵消信用额度的权力。”该规定与美国《清洁空气法》中对于二氧化硫排放配额的定性如出一辙。《清洁空气法》第403条f款中对二氧化硫排放配额的法律性质作出如下规定:“依据本章分配的配额是对依法排放二氧化硫的有限的行政授权(a limited administrative authority)。此种配额并不构成一项财产。本法的任何规定都不能解释为对政府终止或限制此类授权的限制。本章有关配额的规定不能解释为影响受管制单位或污染源适用或遵守本章的其他规定,包括有关国家空气质量标准和州执行计划的规定……”法国于2004年4月15日颁布了执行欧盟第2003/87/EC号指令的排放交易条例,该条例将配额界定为非物质商品(an immaterial good),自从配额发放之日起配额持有人可以在国家注册的账户中持有该非物质商品[1]50。西澳大利亚于2003年制定了《碳权利法》(carbon rights act)。该法将土地及其之上的植被由碳吸收和储存所产生的无形利益视为土地所有者对土地所享有的一种新型的权利——碳权利[5]。碳吸收和储存是温室气体减排的重要措施,在碳排放交易中,碳吸收和储存(碳汇,carbon sink)可以产生碳信用(carbon credit)或抵消(offset)。尽管西澳大利亚的《碳权利法》仅仅是将温室气体排放权的一种形式——碳信用或抵消确认为财产,但是,此种做法在当前国际国内立法中具有重大的开拓意义。
从温室气体排放管制的立法实践看,《京都议定书》和欧盟排放交易计划只是通过管制创造了温室气体排放权并规定了温室气体排放权的取得、交易以及消灭规则,并没有对温室气体排放权的法律性质作出进一步的规定,而将温室气体排放权的性质界定问题留给了市场上的私主体探索。美国之所以不将配额界定为财产,是为了避免一旦配额贬值或被政府收回后承担赔偿责任[1]53。另外,如果将政府创造的温室气体排放权界定为财产,那么私人财产权将会为温室气体排放权持有人提供稳定的预期和保障(例如可以利用宪法上的征收条款避免政府对碳单位的任意没收),从而政府完全控制温室气体排放权的自由,灵活性将会受到限制。因此,很少有立法确立温室气体排放权的财产性质,在立法实践中,温室气体排放权其实是作为一种政府管制的工具而被利用。
二、温室气体排放权应当作为一种财产权:生态系统服务的视角国内对排污权性质的研究中,有的学者从环境容量(资源)使用权的视角论证排污权是一种特殊物权。认为环境容量是一种公共资源,具有有用性和稀缺性,并提出环境容量的“物化”,进而论证排污权是对环境容量的使用权。参见邓海峰《排污权:一种基于私法语境下的解读》(北京大学出版社,2008年版,第63-104页);王小龙《排污权交易研究:一个环境法学的视角》(法律出版社,2008年版,第42-65页)。笔者认为从环境容量(资源)使用权的角度论证温室气体排放权的法律性质有所不妥。一方面,因为“环境容量(资源)”的概念有待商榷。有的学者认为环境容量资源是指大气、水、土壤等不直接进入生产过程的环境要素,但可以通过容纳、降解、消化生产过程中产生并输入自然系统的异物,维持自然系统正常功能来辅助生产过程的资源。参见张智玲、王华东《矿产资源生态环境补偿收费的理论依据研究》(《重庆环境科学》,1997年第1期,第30页)。有的学者认为环境容量资源与环境容量为同一个概念,是指在一定环境质量目标下环境可容纳污染物质的最大量。参见李克国主编《环境经济学》(中国环境科学出版社,2005年版,第112页)。有的学者认为环境容量本身就是一种资源,环境容量的这种资源属性是环境权益的利益源头,最能体现环境权益的特殊性所在。参见杜群《环境法融合论:环境·资源·生态法律保护一体化》(科学出版社,2003年版,第107页)。据目前所搜集的资料来看,国外只有环境容量(environmental capacity)的概念,并没有环境容量资源的概念。笔者认为,环境容量只是一个数量概念,并不具备承载权利(权利客体)的可行性。环境所具有的容纳和降解污染物的功能,是生态系统服务功能的一类。而所谓的环境容量资源(“环境容量”和“资源”的合成词)其实际所指是生态系统服务的一种。因此,生态系统服务应当作为排污权或温室气体排放权的权利客体。另一方面,排污权交易与温室气体排放权交易存在很多不同。排污权交易仅指政府分配的排污配额的交易,而温室气体排放权交易不仅指排放配额的交易,还包括公私主体通过CDM和JI等机制创造的消减信用、抵消单位的交易(如森林碳汇,一种森林生态系统服务)。基于以上两方面的原因,笔者从生态系统服务的视角探讨温室气体排放权的法律性质。
1997年Robert Costanza等人在《自然》(Nature)杂志上发表了《世界生态系统服务价值和自然资本》一文,首次系统地对全球生态系统服务与自然资本的价值进行研究,测算出全球生态系统服务功能每年的总价值为16~54万亿美元,平均为33万亿美元,是1997年全球GNP的1.8倍[6]。2005年3月30日,联合国《千年生态系统评估报告》(MA,2005)正式,该报告对“生态系统服务功能”给予了极大的关注,提出生态系统服务功能是指人类从生态系统中所获得的效益,生态系统为人类提供各种效益,主要包括供给功能、调节功能、文化功能以及支持功能。生态系统服务(Ecosystem Services)是指人类直接或间接从生态系统得到的利益,主要包括生态系统向经济社会系统输入有用的物质和能量、接受和转化来自经济社会系统的废弃物,以及直接向人类社会成员提供各种服务,如提供清洁空气、清洁水等自然资源以及旅游、休闲、娱乐、审美、科学研究。
大气、土地、森林、水等生态系统可以吸收和储存温室气体,其所提供的气体调节和气候调节等生态系统服务,对于将温室气体浓度稳定在不至于对人类产生重大或不可逆性影响的水平上至关重要。然而,此类生态系统服务是一种典型的公共物品,具有非排他性和非竞争性。任何企业或者个人向大气中排放温室气体都无需支付任何成本,生态系统服务下文中所涉及的“生态系统服务”均指自然资源、环境所提供的气体调节和气候调节等有关温室气体的生态系统服务。 的价值没有体现到企业生产和私人社会生活的成本中。也就是说,“大气提供的吸收和储存温室气体的自然服务没有得到限制,并且使用此项服务无需购买,因此此类服务不能够体现为价格”[3]571。在农业文明社会和工业文明社会的早期阶段,人类的温室气体排放活动与生态系统服务供给之间尚能保持平衡。在此阶段,公共物品(生态系统服务)与人类的需求之间不存在矛盾,因此政府没有必要对公共物品的利用加以管制。但是,随着工业社会的发展,由于人类不受限制而且免费地向大气中排放温室气体,致使过度地消耗生态系统服务,超过了大气环境容量,最终酿成“公地的悲剧”——全球变暖。全球变暖的应对需要政府干预生态系统服务(公共物品)的获取行为。正如布罗姆利所言,“每个人都能自由进入就意味着没有人拥有财产”[7]。正是由于生态系统服务处于既无人所有又无人管理的状态,每个人都能无需投入成本地自由利用,从而导致“公地悲剧”的发生。限制对生态系统服务的自由进入,即限制温室气体排放,是解决全球变暖的最佳途径。而财产权一直被作为避免“公地悲剧”的首要选择[8]129。生态系统服务作为无形且有重要价值的公共资源,政府可以通过创设财产权来限制或管理生态系统服务的获取行为。一般来说,政府干预生态系统服务获取行为的方式有传统的“命令-控制”方式和基于市场的管制方式,其中排放权交易是基于市场的管制方式中的一个重要工具。不管是传统的“命令-控制”模式还是排放权交易方式,都离不开财产权这一工具,有所区别的仅是财产权的类型和配置方式[9]。在单一的“命令-控制”模式下,政府享有生态系统服务的财产权,温室气体排放主体只是政府管制的对象,其所进行的温室气体排放仅是政府授予的一种行为自由,不具有财产权的性质;而在排放权交易模式下,政府作为公共资源(生态系统服务)的分配者,将生态系统服务的获取权赋予市场主体,这种权利具有可支配性、可转让性、有用性、稀缺性等财产权属性这类似于政府为了避免公共土地被过度使用,而将公共土地进行权利分割,赋予每个私主体有限的土地使用权利,以保证公地的可持续利用。只是公共土地是有形的公共资源,而生态系统服务是无形的公共资源。See Justin Savage, Confiscation of Emission Reduction Credits: the Case for Compensation under Taking Clause, winter Virginia Environmental Law Journal, 231-240(1997). 。上述西澳大利亚在《碳权利法》中,将土地及其植被所具有的碳储存功能所产生的温室气体抵消单位视为土地利益的一部分,并规定了碳权利的取得、交易和消灭等规则,已经从立法上确认了土地生态系统服务(碳吸收和储存)的财产属性。因此,从生态系统服务的观点看,温室气体排放权其实是对生态系统服务的获取权,应当作为一项财产权利。
三、温室气体排放权应当作为一种财产权:新财产权的视角
在古典财产权结构中,人类对财产权的规定长期模拟自然状态,并受到带有罗马法印迹的布莱克斯通“绝对权”和“有体性”理论的影响。“财产权通常都被理想化地定义为对物的绝对支配,财产界定的标准也被相应设定为物质属性、绝对支配和所有权中心三点:财产与具体的物相联系,财产体与财产权相等同,财产权利集中体现于所有者的所有权”[10]。但在进入现代商业社会和福利时代后,财产权的形式和种类骤然增长,出现了非物质化的财产、通过私人合意改造出的新财产、政府公权力制造出的新财产等,这被美国的一些法学家称为“权利的爆炸”。布莱克斯通的概念已经彻底过时,它已经被一种新的财产概念所取代[11]38。当代财产权已经出现了一种颇为分散的状态,就种类而言财产权不再局限于传统私法领域的物权、债权、知识产权,而是表现为各种具有经济价值的权利的总和[12]。这种新财产是非物质的,它不是由一束绝对的或固定的权利所构成,而是由一束依情况而受到限制的权利所构成[11]38。这类新财产权介于纯粹公权利和纯粹私权利之间,是一种混合性的权利(hybrid property)[8]164,也有学者称其为管制性财产权(regulatory property)[13]。财产权并不必然体现为一种对私人既得实体财产的法律确认,而更多地表现为法律直接赋予主体一定的利益范围。在现代社会,政府通过特许的方式创设财产权利已经成为普遍现象,财产权的整个形式和内容是由国家定义的。财产权的体系是开放和包容的,现代社会的财产权已经不再仅仅表现为私法上的权利体系,只要是国家正式赋予的财产性权利,均为实质意义的财产权[14]。
以市场为中心的环境管制的实施对财产权概念产生了显著的影响。其中,在防止污染和自然保护的环境管制措施中,重要的一个工具就是由政府创设的可交易的类似财产的权利[8]163。国家的环境保护措施不可避免地要以财产权利为基础,因为针对“公地悲剧”的所有解决方案都需要在之前自由进入或无人所有的资源之上设定财产权[9]103。当采用“命令控制”型管制制度时,国家在环境公共物品(生态系统服务)上设定公共财产权。当创设可交易的温室气体排放权时,国家则设定一种兼具公法性质和私法性质的财产权:国家首先根据大气环境容量对生态系统服务设定公共财产权(总的排放配额),然后再将排放配额(温室气体排放权)分配给私人,并允许私人对排放进行排他性的占用、使用和处分。之所以说温室气体排放权具有公法属性,是因为其存在和运行都依赖于国家的管制[8]164,是国家基于管制目的创设的温室气体排放权,并且温室气体排放权的取得、交易和消灭都受到国家的管制。有学者称,温室气体排放权市场是一个许可市场(permit market)[15]。之所以说温室气体排放权具有私法属性,是因为温室气体排放权具备有用性、可交易性、可支配性、排他性等财产权的本质属性[16]。
综上所述,温室气体排放权应当被定性为一种新型财产权或者管制性财产权,是特许物权或准物权的一种。将温室气体排放权定性为财产权,可以给配额、抵消单位或者信用的持有者提供稳定的预期和安全保证(特别是避免国家的任意没收),更加有利于激励市场主体积极参与温室气体减排投资,以便更好地发挥温室气体排放交易制度的优势。但是,“财产是法律的一个创作,财产并不来源于价值,虽然价值是可以交换的,但是许多可交换价值被有意损害后却得不到补偿”[11]40。应然与实然往往相差甚远,真正在法律上将温室气体排放权明确规定为财产权不得不考虑政治因素的影响。立法者在决定是否将温室气体排放权作为财产权时,不得不考虑其决定是否会对政府创设、收回或者取消配额的灵活性产生影响以及确定为财产权后政府面临的压力和经济负担。“实际上,决定一种利益是否是财产的因素并不是逻辑上的,而是政治上的”[11]40。
参考文献:
[1] WEMAERE M, STRECK C. Legal ownership and nature of kyoto units and EU allowances[C]// FREESTONE D, STRECK C. Legal aspects of implementing the kyoto protocol mechanisms. New York: Oxford University Press, 2005.
[2] SAVAGE J. Confiscation of emission reduction credits: the case for compensation under taking clause[J]. Virginia Environmental Law Journal, winter 1997:227-271.
[3] BUTTON J. Carbon: commodity or currency? The case for an international carbon market based on the currency model[J]. Harvard Environmental Law Review, 2008 (32):571-596.
[4]刘明明.论促进山东半岛蓝色经济区建设的财产权路径——以温室气体排放权交易为视角[J].山东科技大学学报:社会科学版,2011(6):69-75.
[5]HEPBURN S. Carbon rights as new property: the benefits of statutory Verification [J]. Sydney Law Review, 2009 (6):239-271.
[6]COSTANZA R. The value of the world’s ecosystem services and natural capital [J]. Nature, 1997 (387):253-260.
[7]布罗姆利.经济利益与经济制度——公共政策的理论基础[M].陈郁,译.上海:上海三联书店,2006.
[8]ROSE M. The several features of property: of cyberspace and folk tales, Emission trades and ecosystems[J].Minnesota Law Review, 1998 (11):129-171.
[9]COLE D. Clearing the air: four propositions about property rights and environmental protection [J/OL]// YANDLE B. Grasping for the heavens: 3-D property rights and global commons. http://law.duke.edu/journals/10DELPFYandle.
[10]冉昊.财产含义的辨析:从英美私法的角度[J].金陵法律评论,2005(春季卷):23-31.
[11]万德维尔德.19世纪的新财产:现代财产概念的发展[C]//王战强.社会经济体制比较,1995(2):35-40.
[12]梅夏英.财产权构造的基础分析[M].北京:人民法院出版社,2002.
[13] WIENER J.Global environmental regulation: instrument choice in legal context [J].Yale Law Journal, 1999 (108):657-765.
[14]李爱年,胡春冬.财产法与环境保护:普通法的一个视角[J].重庆大学学报:社会科学版,2007(2):95-105.
关键词:低碳生活;碳足迹;生态保护;碳标签;碳盘查
中图分类号:X321 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)36-0136-03
一、“碳足迹”、“碳标签”、“碳盘查”的由来
对于碳足迹(Carbon Footprint)的定义,一般来说可以从两个方面进行解释:一是产品碳足迹,即产品或服务在生产、提供以及消耗的整个生命周期中释放出的温室气体的总量;二是公司碳足迹,它的涵盖面要窄一些,仅指公司生产过程中产生的温室气体排放。
在这里,不得不提到“产品生命周期的温室气体排放”这样一个概念,它指的是从原料生产、运输、加工、制造、消费直至最终归宿的碳排放量。举个例子:一件摆在货架上的棉质衬衫,它的碳足迹包括以下内容:生产原料(棉花)在种植过程中(施肥、撒药、灌溉)所产生的温室气体排放;运输、纺纱、织布、染色、整理以及制造过程中消耗的能量折合的温室气体排放;使用过程中进行洗涤、烫熨所消耗能量折合产生的温室气体排放量;衣物破损后进行处理所产生的温室气体排放。
碳标签(Carbon Labelling),简单的说,就是在商品上标识出其在生产过程中所造成的温室气体排放总量,告知消费者该产品的碳排放信息。它的目的是为了缓解全球气候变化,减少温室气体排放,更加有效地推广低碳排放技术。
碳盘查(GHG Inventory)是一种计算碳足迹的过程,这种计算过程是在定义的空间和时间边界内完成的。碳足迹审查和计算的结果分为两种:一种是只关注温室气体排放源和信息的碳排放清单;另一种是一份完整的碳盘查报告,以报告的形式公开碳排放。针对组织和项目的碳盘查标准主要是ISO14064系列标准;而针对产品本身的碳盘查标准则主要是英国的PAS2050标准以及世界资源研究院(WRI)于2011年10月份的GHG Protocol产品标准。
二、主要的碳足迹认证标准及规范
PAS 2050,其全称为《PAS 2050:2008 商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价标准》,用于评估产品生命周期内的温室气体排放。在PAS2050的相关描述中,对于产品评价范围的规定有两种:一是企业到企业,二是企业到消费者。
GHG Protocol――Greenhouse gas protocol product life cycle accounting and reporting standard(温室气体产品生命周期计算与报告标准),由世界资源研究院(WRI)于2011年10月正式。
PAS 2060,它是在ISO 14000系列标准以及PAS 2050标准的基础之上由英国标准协会(BSI)制定完成的。PAS 2060以包容性、可及性、开放性为三大原则,对温室气体排放的量化、还原和补偿提出了相应的规定。
ISO14064,它包含了3个标准:ISO14064-l、ISO14064-2和ISO14064-3。其中ISO14064-l是针对组织的温室气体排放及削减的量化、监测和报告规范;ISO14064-2是针对项目的温室气体排放及削减的量化、监测和报告规范;而ISO14064-3是对温室气体声明进行确认和验证的指南性规范。
ISO 14067,它为解决碳足迹提供了一种具体的计算方法,该标准适用于产品的碳足迹认证,其主要涉及的温室气体共有63种,全面涵盖了京都议定书规定的六种温室气体以及蒙特利尔议定书中规定的相关气体。据称,其内容架构主要参考PAS 2050,并即将正式公告。
三、碳足迹的认证过程(以PAS 2050标准为例)
(一)PAS 2050的定义及评价方法
PAS 2050是一种建立在生命周期评价方法之上的评价物品和服务(统称为产品)生命周期内温室气体排放的规范。PAS 2050的评价方法有两种,分别为:企业到企业B2B(Business-to-Business)和企业到消费者B2C(Business-to-Consumer)。
(二)PAS 2050评估的主要范畴
1.整个产品温室气体排放评价数据的使用(包括B2B及B2C);
2.所需评估的温室气体的种类;
3.全球增温潜势数据;
4.各种排放的处理方法;
5.产品中碳储存影响的处理和抵消方法;
6.对于特定工艺中产生的温室气体排放的各项处置要求;
7.可再生能源产生排放的数据要求以及对这类排放的解释;
8.符合性声明。
(三)PAS 2050评估的原则
运用PAS 2050对某个产品完整的生命周期内的温室气体排放进行评估时,须考虑到以下原则:
1.相关性:选择合适的GHG排放源、碳储存、数据和方法;
2.完整性:包括所有指定的GHG排放和存储;
3.一致性:能够在GHG的相关信息中进行有效的比较;
4.准确性:尽量减少误差以及不确定性;
5.透明度:将严格依照PAS 2050开展的生命周期GHG排放评估结果通报给第三方,由其作出决定。
(四)碳足迹的计算步骤
核算碳足迹的五个基本步骤为:
1.绘制流程图;
2.检查边界并确定优先顺序;
3.收集相关数据;
4.计算碳足迹;
5.检查不确定性。
(五)碳足迹的审定
碳足迹的认定须选择独立的第三方认证机构进行,审核员将审查碳足迹的评估过程、数据源及计算结果,并确认PAS 2050是否得到正确使用以及评估是否取得一致,然后对外经第三方认证后的碳足迹结果。
四、开展碳足迹认证的意义
通过碳足迹,组织和个人能够评估自己对环境造成的影响,同时能够了解到自己在哪些地方排放了温室气体,这些对于温室气体的减排极为重要。从这方面来讲,碳足迹已经成为了对抗气候变化的一个重要工具。
在计算碳足迹过程中,由第三方机构提供的精确的、独立的碳足迹报告为利益相关者提供了他们所需的碳排放信息,有助于让企业承担起对社会和环境应负的责任。
另外,通过对公司整个供应链进行碳足迹认证,能够让相关企业关注到产品上下游存在的商业风险。特别是对于那些原材料及产品销售受气候影响较大的企业,能够更加迅速地制定出相应的风险管理和控制方案。
五、碳足迹的发展现状
在全球范围内,有很多国家都推出了自己的碳足迹计划。英国是这方面的先行者,它是全球最早推出产品碳标签制度的国家,其制定的PAS2050 及其导则于2008年11月正式公布,已成为国际公认的碳足迹认证标准。
据统计,到目前为止,至少有15种不同的碳足迹评估方法,例如PAS 2050、GHG Protocol、PAS 2060、ISO14064、ISO14067等。
德国、法国、瑞典、瑞士、新西兰、美国、日本、韩国、泰国以及中国的台湾,这些国家和地区是碳足迹认证的积极响应者和倡导者,这些地区的部分商品已经贴上了碳足迹标签。
六、碳标签对中国的影响
实施碳标签的直接影响便是造成商品价格的提升。碳标签的实施需要核定生产过程中导致的温室气体排放量,如此便会给厂商带来额外成本,而这部分成本最终将会转嫁到消费者身上。
进行更加深入的分析,我们可以发现:碳标签制度的影响将会从消费环节传导到生产环节,这势必会造成相关行业的优化与整合,从而有可能进一步带动中国产业结构的调整。可以预见的是,当消费者不再青睐的高碳排放产品逐渐减产时,由于其产量达不到自身的经济规模,产品成本会逐渐上升。此时,企业如果想继续生存下去,只能关闭生产、淘汰落后产能,并通过高科技的引进与管理方式的创新来降低成本,减少碳排放。
中国是产品出口大国,也是温室气体排放大国,对出口产品进行碳标签将会对我国外贸出口型的企业带来巨大冲击。作为全球化产业链上的重要供给方,在国际形式的大背景下,中国的外贸型企业要及早想出应对之策,避免碳足迹的实施变成对外贸易的绿色壁垒。
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显示了全球排放和城市化率的关系,两者之间有很强的正相关性。UN-HABITAT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。
图1 2005年世界能源消耗和温室气体排放(城市和非城市)[1]
Fig.1 World energy consumption and carbon emission in 2005(urban and non-urban)
注:图中柱体代表各类能源占总能源消费比例,点代表城市的各类能源利用的温室气体排放。
图2 世界排放和城市化(1965-2009年)[6-7]
Fig.2 World emission and urbanization(1965-2009)
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,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1.3t-1.6t标准油/人,但是北京和上海的人均CO[,2]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月份温度有较显善的线性相关性;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。
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。
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]。
图3 城市温室气体清单体系范围比较[8-10]
Fig.3 Comparison of measures for city greenhouse gases inventory
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,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“混合”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,只能采用其他数据途径。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10km)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排放信息,非常有利于我们利用该数据计算狭义城市直接排放水平。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t,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1.1208 t /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。
Abstract: China is the world's largest carbon dioxide emission country, facing the enormous pressure of the international community to reduce emissions. Based on the concept of total GHG emissions, this paper discusses the categories of GHG emission control targets, namely, "absolute amount reduction or increase limit target", "reduction compared to BAU scenario " and "peak target". Based on the study of the total GHG emission measurement method, the typical model of GHG emission forecast in China is summarized, and a forecast model of total carbon emission based on greenhouse gas inventory is proposed.
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).
[10]周伟,米红. 中国碳排放:国际比较与减排战略[J].资源科学,2010,32(8).