碳足迹研究进展及其对低碳旅游研究的启示，本文主要内容关键词为：研究进展论文,其对论文,足迹论文,启示论文,旅游论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
修订日期：2010-07-20
中图分类号：F062.2 文献标识码：A
碳足迹研究是当前国际贸易中一种研究产品或服务碳排放量的重要方式，能够反映产品或服务的直接与间接碳排放量，是国内外贸易应对气候变化的研究热点之一。世界旅游组织预测，中国旅游市场潜力巨大，预计到2010年中国将成为全球第二大受欢迎的旅游目的地国家，到2020年成为全球最受欢迎的旅游目的地国。但是，旅游在给目的地国家或地区带来巨大的经济效益的同时，也通过交通、住宿、食物等方式产生大量碳排放。2007年第二届国际气候变化与旅游大会颁布的《气候变化和旅游业：应对全球气候挑战》的官方报告指出：由于旅游交通运输、住宿及其他相关活动所产生的
排放量占全球总排放量的4～6％；若不采取环节措施，在未来的30年内，的排放量将增加1.5倍[1]。因此，2009年国务院出台的《关于加快发展旅游业的意见》要求旅游业实施节能节水减排工程，实行合同能源管理，减少温室气体排放，积极发展循环经济，倡导低碳旅游方式[2]。
旅游作为一种客源地与目的地之间的社会经济活动，也是一种为满足旅游者顺利完成旅游活动而各个相关旅游部门相互协作的服务。而目前对旅游业能耗的考虑则更侧重于旅游目的地的能耗量的计算，忽视了客源地与目的地之间的交通能耗量以及更深层次的间接碳排放的研究。因此，本文认为通过对国内外温室气体排放计算研究热点的碳足迹起源，原理，模型，方法和计算等多方面的研究总结来指导我国低碳旅游的可持续发展与学术研究。
1 碳足迹起源与内涵
1.1 碳足迹的起源
“碳足迹”来源于一个英语词组“Carbon Footprint”，这个词组首先在英国流行，它表征着一个人或者一个团体的“碳耗用量”。确切地说，这里的“碳”指的是木材、石油、煤炭、天然气等自然资源中所含有的碳元素，现在泛指温室气体排放框架内所有温室气体。
2007年6月，英国政府环境、食品与农村事务部在网站上发布了针对个人或家庭的排量计算器，使得公众通过网络便可计算个人或家庭每天生活排放的量。2008年底，英国标准协会、节碳基金和英国环境、食品与农村事务部联合发布了新标准PAS2050《产品与服务生命周期：温室气体排放评估规范》。该标准用于计算产品或服务在整个生命周期内(从原材料的获取，到生产、销售、使用和废弃后的处理)温室气体排放量。PAS 2050的宗旨是帮助企业真正了解他们的产品对气候变化的影响，寻找在产品设计、生产和供应等过程中降低温室气体排放的机会，最终开发出碳足迹更小的新产品，从而在应对气候变化方面发挥更大的作用[3]。此外，美国、英国、中国的一些网站也纷纷推出碳足迹计算器，使得碳足迹为各国民众广泛接受，以达到碳抵消或碳中和(carbon offsets)的目的。
1.2 碳足迹的内涵
碳足迹作为一个新词汇出现在研究报告、研究论文和其他媒体上的频率仍然不高，国外研究机构与研究者对碳足迹内涵的认同尚未达成一致，而国内则侧重于碳足迹一般性知识的解释与传播。目前，对碳足迹的认识主要有三种观点，第一种是从单一化石燃料燃烧角度来看，如英国石油公司(BP)认为碳足迹是人们日常活动中排放量[4]，恩诺捷提科斯公司(Energetics)认为，碳足迹是由商业活动所产生的直接和间接的排放量[5]。格雷布和爱丽丝(Grub&Ellis)指出碳足迹是化石燃料燃烧过程中所排放的量。对于商业企业而言，碳足迹是其经营产品所直接和间接排放的量[6]。第二种是从根据产品生命周期评价理论来看，如佩特(Patel)认为，碳足迹是从物品生产、汽车运输、商务旅行到废物掩埋中所产生的当量物排放量[7]。碳信托组织(Carbon Trust)指出，碳足迹是某一产品在其生命周期内从原材料生产到制造到成品销售过程中(不包括使用过程)碳当量温室气体排放总量；一种测定活动或产品在供应链过程中所释放的温室气体排放框架内温室气体排放量的技术[8]。英国议会科学与技术办公室(Parliamentary Office of Science and Technology in UK)认为，碳足迹是一种过程或产品在整个生命周期中所排放的和其他温室气体量[9]。第三种观点是从环境承载力的角度来看，如欧洲科技行动计划委员会(ETAP)认为，碳足迹是一种根据所产生温室气体的排放量来测算人类活动对环境产生影响的方式[10]。全球足迹网络(Global Footprint Network)认为，碳足迹是封存化石燃料燃烧后所排放的的生物能力需求物。另外，也认为碳足迹是生态足迹的一部分，碳足迹也可以被认为是化石燃料足迹，或封存区域或土地的需求量[11]。
综上所述，碳足迹作为当今研究与生活领域中的一个“潮流词汇”，目前广泛认同的是根据产品生命周期评价理论来认定碳足迹，认为碳足迹是某一产品或服务从原材料购买到产生、销售和作为废弃物处理后整个生命周期过程中所排放的温室气体量。
2 碳足迹研究进展
2.1 碳足迹细分研究
图克与杰森(Tukker & Jansen)认为，碳足迹由两部分组成，一是燃烧的化石燃料所直接排放的量，包括能源消耗与交通(如汽车、飞机)，称为直接或第一碳足迹；二是产品或服务在整个生命周期中所间接排放的量，包括产品或服务生产以及最终消失的相关过程，称为间接或第二碳足迹[12]。马修斯·韦伯和汉斯瑞克森(Matthews Weber & Hensrickson)指出，从产品生命周期评价理论出发，认为碳足迹构成可以分为三个层次，第一层为组织或单位的直接碳排放，主要是指天然气和化石燃料燃烧所产生的碳排放，第二层为组织或单位购买电力和蒸汽所产生的碳排放，第三层为整个供应链其他环节所产生的碳排放[13]。
里贝劳等(Lebel et al)提出，依据碳足迹生产与消费轨迹，目前城市区域碳足迹有四种模型，分别为直接模式(direct)，负责任模式(responsible)，深层模式(deemed)和物流模式(logistic)。直接排放模式是指产品或服务的生产与消费均在同一城市区域内。负责任排放模式是指在城市区域生产，但是在其他区域消费。深层模式则与负责任模式相反，是指产品或服务被输入城市区域，但实际的碳排放在城市外围，燃烧所产生的碳排放为负责任排放模式，而其上游活动则被认为是深层排放模式。物流模式是指产品或服务不在城市区域内使用，仅经过城市而已[14]。
法鼓环保团体和法鼓大学认为目前碳足迹的应用层面，可分成个人碳足迹、产品碳足迹、企业碳足迹、国家/城市碳足迹等四大层面。产品碳足迹则是以单一产品制造、使用以及废弃阶段过程中，因燃料使用以及制造过程导致的温室气体排放量。企业碳足迹相较于产品碳足迹，还包括非生产性的活动，例如相关投资的碳排放量。国家或城市的碳足迹，着眼于整个国家的总体物质与能源的消耗所产生的排放量，着眼于间接与直接、进口与出口所产生的排放量的差异分析，以检验是否此类碳足迹是否符合环境正义的原则。个人碳足迹是针对每个人日常生活中的食、衣、住、行所导致的碳排放量加以估算的过程[15]。
2.2 碳足迹研究理论与方法
碳足迹的研究理论主要有两种，第一种是生命周期评估(Life Cycle Assessment，LCA)理论，其主要是针对以产品为导向的碳足迹评价研究；第二种是投入产出分析(Input-Out-put Analysis，IOA)理论，主要应用于计算隐含能和隐含碳排放[16]。
碳足迹估算方法有两种，分别为由上而下(Top-Down)和由下而上(Bottom-Up)。由上而下法是以家庭收支调查为基础，辅以环境投入产出分析，计算出一个国家或地区中各家庭或各收入阶层碳足迹的平均值。而由下而上法是利用碳足迹计算器，依个人日常生活中实际消费、交通形态为估算依据。若以地球公民的角度来考虑，自身的低碳行为其操作性较高，而让人们理解自身碳足迹则需要一个适当的碳足迹计算器来协助了解自身的碳排放量[17]。
2.3 区域碳足迹研究
舒尔茨(Schulz)认为，像城市之类的规模小且开放型的经济系统，在温室气体排放统计上面临着特殊的困难。它们一般进口的能源需求当中，绝大部分是第二类能源产品，因此，温室气体排放量的估算不仅仅是本地直接经济活动所产生的温室气体量，也应包括与该经济系统联系的上下游过程、进口和出口物品相关的间接的生命周期过程中的排放量。通过以新加坡为研究对象发现，在进口货物中，本地直接的温室气体排放量仅占货物上游产生排放的20％；贸易中直接与间接的温室气体排放量比直接排放量多约40％。因此，在世界贸易量和城市化日益扩大的今天，为了有效和公平公正地讨论产品和服务碳足迹，城市系统的间接碳足迹也应该包括进来[18]。
布朗·邵斯沃斯和萨兹姆斯基(Brown Southworth & Sarzynski)从地理学角度分析美国主要大都市碳足迹分布规律，得出大都市区与非都市区域相比，能源与碳利用效率更高；都市区域之间单位GDP的碳排放差异巨大；都市发展模式和道路运输对碳排放贡献很大；其他因素，如天气，发电燃料所使用的燃料，电力价格对碳排放也有重要影响；尽管都市区域碳排放差异的主要原因能够解释，可其对当地政府与政策产生的影响难以发现[19]。
2.4 贸易与碳足迹研究
由于国际贸易的存在，一个国家可通过进口能源密集型或碳排放密集型产品，以人为达到本国的碳减排目的，但由于其他国家相关产品的供应量增加，可能导致全球碳排放量的增长，产生“碳泄漏”(Carbon Leakage)问题[20～23]，从而使得国际碳排放控制的努力失效。
韦伯和马修斯(Weber & Matthews)以1997年至2004年美国国际贸易中隐含碳排放为研究对象，通过使用多国家投入—产出模型分析了美国与其最大的7大贸易伙伴(加拿大、中国、墨西哥、日本、德国、英国和韩国)之间的隐含碳排放，研究得出在贸易中美国隐含碳排放量随着进口货物量的增加与贸易运输模式的变化有显著增加；但由于计算方法的不确定性，特别是由于外币兑换的不确定性，会导致贸易中隐含碳排放有较大的偏差。从1997年至2004年期间，美国因进口而产生的排放量从1997年的0.5到0.8Gt增加至2004年的0.8～1.8Gt，其占美国总CO[，2]排放量由1997年的9～14％增加至13～30％，占全球排放量的2～4％增加至3～7％。并指出每一个国家都是生产其有制造优势的产品和服务，这样就潜在导致高价值产品在发达国家生产，而低价值或高污染产品则由发展中国家来生产[24]。
哈曼和霍斯切德(Herrmann & Hauschild)从工业化国家向新兴工业化经济体进行的产品外包研究中发现，即使不考虑产品运输交通工具的排放量，欧洲与中国产品生产体系之间的差异可能导致贸易产品碳足迹的巨大增加，如欧洲强调的是机器产生，而中国则是劳动密集型产生。另外，也指出，对于产品生产国家或地区而言，其生产但在其他国家或地区消耗的产品不应该纳入该国家或地区的排放量计算中，这样对于这些国家或地区加入全球温室气体减排协议将更为合理。另外，生产外包的运输过程也能够增加排放量，这些排放量也应纳入产品的排放量中[25]。
另外，水和哈里斯(Shui & Harriss)研究了中美贸易中的隐含碳排放，研究结果表明1997-2003年间，中国出口到美国的贸易产品中隐含碳排放的增长率高于中国每年碳排放的增长率。而中国目前排放量中的7～14％是由于向美国出口导致的。如果美国从中国进口的物品是由其国内生产，那么美国的排放将会增加3～6％[26]。阿曼德和维科夫(Ahmad&Wyckoff)对65个国家由化石燃料燃烧产生的排放数据进行了分析，指出在1995年为了满足OECD国家国内消费需求而产生的排放量比与产出相关的碳排放高5％，这些过多的碳排放应归因于美国、日本、德国、法国和意大利等主要的隐含碳排放进口国家，而这显然不利于全球碳减排目标的实现[27]。
陈红敏应用投入—产出法计算各部门由能源消耗导致的隐含碳排放和某些工业生产过程导致的隐含碳排放时，研究发现建筑业是隐含碳排放最高的部门，而非金属矿物制品业的生产过程隐含碳排放占部门总隐含碳排放的比重最高。从最终消费角度来说，服务业是主要的隐含碳排放部门，但是服务业的增加值比重远高于其隐含碳排放比重[28]。
2.5 家庭生活与碳足迹研究
韦伯和马修斯(Weber&Matthews)以美国家庭为例，分析得出美国家庭在2004年的排放量的30％出现在美国国外，而且得出家庭对其二氧化碳排放责任上有巨大差异，家庭收入和花费是最好的家庭排放指示物。另外，也建议根据家庭收入的差异在一定标准上征收碳税(carbon tax)[29]。
德鲁克曼和杰克森(Druckman & Jackson)研究指出，2004年英国家庭排放量比1990年高出15％，而在20世纪90年代初期由于英国家庭能源结构的转变，家庭能源消耗与排放出现脱钩现象。另外，进一步分析英国社会各个层次结构的差异，发现排放最多的家庭比最低家庭多排放量达64％。在2004年，游憩与休闲活动所产生的占家庭排放总量的1/4强[30]。
陈佳瑛，彭希哲和朱勤研究发现，家庭户数与家庭规模均对碳排放有显著影响。近30年来，中国人口总量增长减慢，但它对抑制碳排放量增长的积极作用由于家庭规模的进一步缩小而被抵消。在分析人口因素对环境压力的影响上，过多地关注人口总量对环境的压力和影响，会形成一定程度的政策误导。因此，在研究人口、资源与环境的关系时，家庭户数因素应当获得更多的重视与关注[31]。
2.6 碳足迹计算器研究
碳足迹计算器已经被广泛地用来管理个人或家庭的排放量，肯尼和格雷(Kenny & Gray)以爱尔兰三口之家为研究对象，比较了爱尔兰国内较为普遍使用的Carbon Footprint，Resurgence，Carbon Fund，Safe Climate，Grian，Combat Climate等6个碳足迹计算器的异同，发现这些碳足迹器所提供的信息不一致，且互相矛盾[32]。另外，由于大量非规则因素的影响，模型之间存在较大差异。与爱尔兰现有的变换因素相比较，修正的碳足迹计算器对三口之家的碳排放计算会高估或低估排放量10％左右。现有模型没有考虑甲烷(
)和二氧化氮(
)等温室气体的排放，此类大约低估家庭当量排放量的1.8％。
帕吉特，史丹利蒙和克拉克等(Padgett J.P.,Steinemann A.C.，Clarke J.H.，et al.)对美国国内的American Forests，Be Green，Bonneville Environmental Foundation(BEF)，Carbon Counter.org，Chuck Wright，Clear Water，The Conversation Fund，EPA，Safe Climate，Terra Pass等10个碳足迹计算器进行了比较，发现它们整体上缺乏一致性，特别是对家庭电力消耗所产生的排放量的估计有显著差异[33]。另外，绝大多数的碳足迹计算器缺乏计算的方法与估计值的相关信息，互相之间难以比较与认同。尽管碳足迹计算器能够提供公众对个体行为所产生的的排放量，可需要强化这些计算器之间的一致性与透明度。
2.7 碳足迹标签制度研究
在碳足迹标签制度建设上，目前英国、日本、韩国、德国、泰国和美国等众多国家和地区正积极研究与制定相关政策指南以指导本国或地区产品的碳足迹量或可持续发展[34]。
在英国，英国国家标准局(BSI)已经完成温室气体排放计算方法PAS2050，并开始试行验证。由政府投资的Carbon Trust公司与Pepsi,Coca Cola,Tesco,Danone,Kimberly Clark等跨国大公司合作，已对超过2500种产品标示碳足迹。碳减量标示要求厂商提出减量承诺，也强调与传统产品比较时所减少的排放量。在日本，经济产业省2008年4月成立推动委员会，30家厂商，62种产品参与碳足迹标示的研究工作。2009年4月正式推出碳标章，在同年6月公布《碳足迹计算规范》与《产品类别规则(PCR)的制定标准》。在韩国，政府支持韩国环境产业和技术委员会(KEITI)负责推动。目前，已对16家公司三类PCR37件产品进行了验证，另外，韩国政府结合Lotto-Mart，TESCO和E-Mart三大零售商店系统进行推广活动，预计2010年推出低碳标签试行计划，并以政府绿色采购作为诱因推广。在德国，产品碳足迹试行计划由WWF，Oko-Institute，PIK及Themal共同完成，已对10家公司15件产品进行了验证。在泰国，由政府支持的泰国温室气体管理组织于2008年8月规划推动，26家制造商参与验证，计划于2009年11月推出首批碳足迹标签。
目前，碳足迹标签主要有两类，第一类是碳足迹绝对值的标示，如日本、韩国要求厂商进行完整的生命周期碳排放量盘查并将总量标示于产品或包装。第二类是碳足迹减量相对值的标示，如英国Carbon Trust的碳减量标章，除标明碳排放量，也要求厂商提出减量承诺，标签也强调与传统产品比较时所减少的排放量。
2.8 其他研究
派西克和麦金农(Piecyk & McKinnon)通过逻辑斯蒂决策模型，把影响货物运输需求、汽车油料消耗以及相关的排放的影响分成结构、商业、操作、功能和外部等6大因素来预测2020年全球道路货物运输碳足迹[35]。梅建屏等从城市微观主体的角度出发，通过构建城市微观主体碳排放评测模型，探讨了城市微观主体土地利用模式对碳排放的影响。研究表明，交通方式的选择对碳排放量的影响较显著，不同交通方式的碳排放量排序为：城市公交<综合交通<单位通勤<私人轿车[36]。
3 总结与启示
3.1 碳足迹研究小结
(1)在研究概念上，不同研究组织或研究者因研究目的的差异对碳足迹内涵有不同的理解，普遍认为碳足迹是某一产品或服务从原材料购买到生产、销售和作为废弃物处理等整个生命周期过程中所排放的温室气体量。但是，现有的技术尚不能对温室气体清单中的所有气体排放量作较为全面的统计，因此，大多数研究侧重于排放量的估算。
(2)在研究理论上，目前主要是使用生命周期评价理论和投入—产出理论。生命周期评价理论更为适用于由下而上评价微观或中观尺度经济系统温室气体排放的研究；投入—产出理论则较为适用于由上而下评价宏观尺度经济系统温室气体排放的研究。
(3)在研究对象上，国内外研究组织或研究者都越来越重视隐含碳排放的研究，尤其是国际贸易中的隐含碳排放研究是当前研究的热点，但针对现代服务业碳排放的研究尚少。基于生命周期理论或投入—产出理论的碳足迹研究能够较为全面地发现产品或服务生产、销售和废弃物处理过程中所产生的直接碳排放与间接碳排放，从而减少碳漏损，正确全面地认识产品或服务的碳足迹。
(4)在研究模型上，碳足迹计算模型在国内外众多的网站上均可以见到，但是这些模型包含要素、区域限定、信息透明、结果比较等方面存在较大的差异与不足，在一定程度上帮助民众、企业树立环境保护与能源节约观念起到了积极的作用。
(5)在比较研究上，国外研究者对碳足迹的研究较为全面，包括碳足迹内涵，支撑理论，碳足迹细分，区域碳足迹，家庭碳足迹，碳足迹标签等方面；国内研究者对碳足迹的研究尚处于起步阶段，特别需要在隐含碳排放研究的基础上，深化产品或服务的碳足迹研究，为国家节能减排，全球温室气体谈判，民众环境保护意识提高等方面提供科学保障。
旅游可被认为是旅游经营部门从旅游客源地到旅游目的地再回到旅游客源地的过程中为旅游者提供的一种服务性产品，所以同样也适用于用产品生命周期评价理论或投入—产出理论对旅游碳足迹进行研究。
3.2 碳足迹研究对我国的启示
(1)旅游碳足迹基本概念、类型、模型研究。目前，碳足迹是继生态足迹之后出现的一个新词汇，现有的对碳足迹的研究侧重的是国际贸易、碳足迹模型评价、碳标签等方面的研究，碳足迹与旅游的结合而新形成的旅游碳足迹的研究还刚刚开始。因此，非常有必要深入认识旅游碳足迹基本概念、类型、模型构成、碳足迹估算框架构成等内容。只有对旅游碳足迹的认识与研究更为深入，其才会受到更多研究者的关注与认同。
(2)旅游碳足迹分析的时间与空间尺度研究考虑。强化旅游碳足迹的时空变化研究有利于从历时与共时两个角度来深入认识旅游碳足迹的变化过程与空间分布。由于旅游碳足迹计算涉及到游客总人数、市场结构特征、交通工具使用、宾馆酒店可供床位数、旅游线路等多因素的影响，因此，研究者有必要详尽收集研究地碳足迹相关方面的材料，有针对性地收集游客吃、住、行、游、购、娱等信息。
(3)低碳旅游发展激励政策体系的制定研究。发达国家基于经济学的市场失灵理论，产权理论，信息不对称和委托—代理理论，不确定性理论以及工业生态学和循环经济学理论等理论，充分利用了市场机制，尽可能地调动微观经济主体(企业、消费者)的积极性，政府发挥制定规则和弥补市场失灵的作用，设计出各种有效的低碳经济政策。在学习国外低碳经济发展的相关政策时，应该结合我国国家和区域的宏观与微观背景，制定针对性强、操作性易、广泛认同、民众称赞的政策体系。
(4)低碳旅游经济促进发展的相关技术研究。任何经济活动的发展都离不开物质载体，当然低碳旅游经济的发展也离不开旅游景区、宾馆酒店、交通工具。除了在政策层面制定鼓励低碳旅游发展的相关激励策略之外，旅游景观、宾馆、交通、餐饮、娱乐、宣传等方面的低碳技术的使用是减少碳足迹的最直接的手段。低碳旅游研究者应该根据资源特点、区域特色、服务对象等因素，开发游客感兴趣、参与性高、利益相关者受益的相关技术。
(5)低碳旅游、碳汇旅游和零碳旅游的研究。低碳旅游是当前研究的热点，低碳旅游研究的目的是减少碳足迹，甚至到无碳足迹，达到零碳旅游的阶段，以及碳足迹减少的目的是碳中和，那也会产生碳汇旅游。可以结合国内外关于碳源碳汇、生态补偿、碳中和、碳封存的相关研究成果，提出从低碳旅游到碳汇旅游到零碳旅游的发展轨迹的研究。
(6)有关低碳旅游相关衡量标准的制定研究。低碳旅游是与高碳旅游相对的，但是目前并没有两者的区分，低碳旅游政策体系、低碳经济技术、低碳旅游、碳汇旅游和零碳旅游等都需要通过标准得以衡量。如何衡量某种旅游或某次出行是低碳旅游，亟需制定相关的定量标准。只有这样，低碳旅游才会更加深入人心，也才会有发展与提高之源与力。