城市温室气体排放清单编制:方法、模型及国内研究进展_ipcc论文

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气候变暖已经是不争的事实。科学研究表明,持续的人为温室气体排放是气候变暖的主要原因(IPCC,2007)。城市对人为温室气体排放的贡献率高达67%~80%(IEA,2008;Satterthwaite,2008)。为此许多地方把城市化、“城市病”问题与节能减排结合起来,全力推进低碳城市建设。编制城市温室气体排放清单(City GHG Emission Inventory),是执行“低碳城市路线图”的首要环节(潘晓东,2010)。

城市温室气体排放清单是国家温室气体清单出现后派生出的一项新内容,其主要形式将参照国家及省级层面的温室气体排放清单。尽管已有相当数量的文献对此进行了介绍,但学术界目前尚未针对其定义形成一个统一的标准。简要而言,城市温室气体排放清单即以清单的形式把城市的主要温室气体(包括六种)在各城市部门的排放量直观显现出来。①编制城市温室气体排放清单,有助于进一步提高国家清单的确定性和准确性,同时也为温室气体排放权交易提供更为科学、合理的运行基础,应用价值重大。梳理学术界对城市清单编制问题的相关研究,总结并提炼相关思想和方法,其目的是把城市温室气体排放统计监测的研究向前推进一步,具有重要意义。

国内外学者已经围绕城市温室气体排放清单的编制原则、方法学等问题进行了广泛研究。本文基于SSCI与CNKI数据库的现有研究文献,在概述城市清单编制方法学、主要模式基础上,对中国城市清单编制研究进行述评,并对未来研究的走向做了一些展望。首先,介绍国际上主要的城市清单编制方法学规范,归纳国家清单与城市清单编制差异;其次,综述并评价目前清单编制的两种主要模式;再次,着重评析中国城市清单编制的研究状况;最后,是结论和讨论,对未来研究方向进行展望。在本研究中,参考了陈操操(2010)、蔡博峰(2009;2011)、顾朝林(2011)等学者的综述性研究成果,他们的研究为本文提供了很好的基础。但本文以更为新颖的研究文献作为支撑,更为详细地综述了城市清单的编制模式,并对中国城市清单编制研究进行了系统性概括。

二、城市清单编制主要方法学。

温室气体排放清单编制工作必须在一定的规范指导下进行。目前,国家和企业层面的清单编制规范已经相对统一。美国环境署(EPA)和欧盟环境开发署(EEA)最先开发了大气污染物清单编制规范,经修改后成为指导两个地区国家温室气体排放清单编制的标准。②联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)于1995年第一次公布、2006年完善的IPCC清单指南(IPCC,2006),是其成员国编制国家清单规范的方法学指南,为世界上绝大多数国家所采用。IPCC清单指南与美国及欧盟的指导手册在排放源确定规则、数据质量上互相兼容。在企业(组织)层面,国际上已经形成三种清单编制规范:ISO14040环境管理架构、PAS2050评价规范以及世界可持续发展工商理事会与世界资源研究所③(WBCSD/WRI)联合制定的“企业温室效应气体会计与报告标准”(A Corporate Accounting and Reporting Standard)(WBCSD & WRI,2009)。这三种规范都以企业产品和服务在生命周期内的碳排放核算为重心,体系比较统一。

与国家及企业(组织)清单相比,城市层面的清单编制还没有形成统一的方法学。世界范围内已经编制完成的城市清单,主要依据IPCC指南、地方环境理事会(The International Council for Local Environmental Initiatives,ICLEI)推出的“温室气体排放方法学议定书”(International Local Government GHG Emissions Analysis Protocol,IEAP)及曼彻斯特大学公布的“温室气体地区清单协定书”(Greenhouse Gas Regional Inventory Protocol,GRIP)提供的方法学编制(ICLEI,2008;Carney,2009)。中国《省级温室气体清单编制指南(试行)》则是目前指导天津市温室气体清单编制的方法学规范(国家发改委气候司,2011)。

(一)IPCC国家温室气体清单指南。

IPCC国家温室气体清单指南覆盖能源活动、工业生产过程、农业、土地利用变化和林业、废弃物处理五个领域。其方法学的一般结构为:选择方法(包括决策树和方法层级定义)、选择排放因子、选择活动数据、完整性、建立一致性时间序列。该方法学提供的清单编制思路有两种:一种是基于表观消费量的参考方法,是自上而下(top-down)的,碳排放量基于各种化石燃料的表观消费量,与各种燃料品种的单位发热量、含碳量,以及燃烧各种燃料的主要设备的平均氧化率,并扣除化石燃料非能源用途的固碳量等参数综合计算得到;另一种是基于国民经济各门类的部门方法,是自下而上(bottom-up)的,碳排放量是基于分部门、分燃料品种、分设备的燃料消费量等活动水平数据以及相应的排放因子等参数,通过逐层累加综合计算得到。为了满足计算精度的需要,IPCC在部门方法中创造了层级(tie)的概念,不同层级表示不同的排放因子获取方法,④从层级1到层级3,方法复杂性和精确性都逐级提高。参考方法的优点包括易于获取数据、计算方法能够保证清单的完整性与可比性等,缺陷主要在于难以确定排放主体的减排责任。与之相反,部门方法能够明确部门减排责任,却存在时间消耗长、工作量大、难以保证可比性的不足。尽管运用IPCC方法编制城市清单的研究较为多见,该方法在城市层面的适用性一直受到较多质疑(Avignon,2010)。

(二)ICLEL“温室气体排放方法学议定书”。⑤

为组织和推动城市温室气体减排,一些环保组织等非政府机构开发了标准化温室气体量化工具和方法,ICLEL是这一领域的典型代表。1993年,ICLEL发起“城市应对气候变化行动(Cities for Climate Change,CCP)”,协助加入CCP行动的城市开展温室气体减排“五个里程碑”计划,⑥并于2009年推出了首个面向国家级别以下行政区域的温室气体排放方法学议定书(International Local Government GHG Emissions Analysis Protocol,IEAP)。为约束政府机构自身的减排,ICLEI在市域清单外,单独公布政府职能部门的排放清单。

此外,ICLEI借鉴世界资源研究所(WRI)的范围(Scope)思想,将排放源部门划分为三大范围:范围1指城市行政边界内所有温室气体的直接排放;范围2指城市消费和购买的由外部二次能源产生的温室气体间接排放,如电力、热力和蒸汽等;范围3指除范围2之外的所有间接排放,如城市进出口商品蕴含的温室气体排放。

2010年,ICLEL与加州空气资源局(CARB)、加州气候行动登记处(CCAR)、气候变化登记处(TCR)联合推出了新版“地方政府操作议定书”(Local Government Operations Protocol,LGOP),修订了部分燃料系数。同时,ICLEL还设计了温室气体评估和预测工具软件(Clean Air and Climate Protection,CACP),以提高地方政府清单编制效率。虽然ICLEI方法学更为适宜城市温室气体清单编制,但因其只对加入CCP行动的城市开放,限制了其推广和普及。

(三)曼彻斯特大学“温室气体地区清单协定书”。

曼彻斯特大学公布的“温室气体地区清单协定书”(GRIP)是一种基于交互式计算机系统的清单编制工具。GRIP法的鲜明特点是用“水平”(Level)区别数据质量和精确性,“水平”设置类似于IPCC指南的层级方法。Level 1(绿色)依赖自下而上的数据源(如家庭户的天然气消费),精确性最高;Level 3(红色)数据通过自上而下法收集,用了许多替代数据,精确程度最低;Level 2(橙色)的数据质量介于两者之间。

GRIP法还设立了情景分析工具,便于用户在未来能源供需状况、碳排放、能源效率、技术改进这些要素之间作出综合决策。包括8个地区首府在内的18个欧洲城市(格拉斯哥、博洛尼亚、斯德哥尔摩、雅典、汉堡、马德里、斯图加特、那不勒斯、奥斯陆、威内托大区等)采用了这一清单编制方法。

(四)中国省级温室气体清单编制指南。

中国省级温室气体清单编制指南由国家发改委气候司组织编写,旨在加强省级清单编制的科学性、规范性和可操作性,为编制方法科学、数据透明、格式一致、结果可比的省级温室气体清单提供有益指导。

指南共包括七章,第一至第五章分别为能源活动、工业生产过程、农业、土地利用变化和林业及废弃物处理等五个领域的清单编制指南,每章主要内容包括:排放源界定、排放量估算方法、活动水平数据收集、排放因子确定、排放量估算、统一报告格式等方面。第六章为不确定性,主要介绍基本概念、不确定性产生的原因以及减少不确定性和合并不确定性的方法等。第七章为质量保证和质量控制,主要内容包括质量控制程序和质量保证程序以及验证、归档、存档和报告等。指南同时还给出了温室气体清单编制基本概念、省级温室气体清单汇总表和温室气体全球变暖潜势等三个附录(国家发改委气候司,2011)。

该方法学鲜明的特点是可操作性、指导性强,不仅明确了各领域估算排放量的公式,而且结合中国现有统计体系,给出了具体的活动水平数据来源、调整方法与排放因子确定方法。

尽管该指南主要为编制省级层面的清单提供指导,天津市作为7个编制试点省市(广东、湖北、辽宁、云南、浙江、陕西、天津)之一,参照这一指南进行了清单编制。

(五)方法学评价。

综合来看,城市清单编制四种规范的发布机构分别来自于国际机构、非政府组织、高等院校与政府部门,这既表明城市清单编制受到世界各类研究机构的普遍重视,又折现出了对编制城市清单具体思路上的分歧。几种方法学之间最大的区别在于对间接排放的处理,如果不考虑范围2及范围3的排放,ICLEI、GRIP以及其他学术研究提供的方法体系都遵循IPCC清单指南。不过,从清单编制原则角度进行比较,这四种方法学对完整性、连续性和精确性的标准定义不同,因而按照不同规范编制的清单之间的可比性差。IPCC指南主要为国家层面的温室气体排放清单提供指导,从这几种方法的比较及相关文献分析中,可以提炼出城市清单与国家清单编制方法的主要区别(如表1所示)。

三、编制模式

城市清单编制的具体方法,一般认为主要有两种编制模式:基于生产视角的生产模式(Production-based Inventory)和基于需求视角的消费模式(Consumption-based Inventory)。这两种模式已经不同程度地在一些城市清单编制实践中得到应用,但各自的优缺点尚存有争论。

(一)生产模式。

生产模式是指把城市行政区域边界内所有排放源的直接排放编制在清单中,与范围1相对应。这一模式认为直接排放是城市温室气体增多的“罪魁祸首”,应根据直接排放产生的温室气体总量核定减排责任。IPCC指南提供的“自上而下”与“自下而上”两种方法都建立在这一理念基础之上,因此生产模式在清单编制实践和理论研究中应用广泛。沙玛(Sharma,2008)运用IPCC(1996)的部门方法,研究了印度德里市交通部门排放清单,通过对德里市1990-2000年温室气体及其他大气污染物时间序列数据的分析,检验了政府政策对温室气体排放量的影响。巴尔德萨诺(Baldasano,1999)运用该模式建立了巴塞罗那市1987-1994年温室气体排放的时间序列清单,主要考虑了公共与私人交通、工商业活动、废弃物处理三大排放源,得出了各部门温室气体排放比例。

(二)消费模式。

消费模式主要运用碳足迹(Carbon Footprint)的思想,计算特定人群(或特定活动)所消费的产品与服务在整个生命周期中引发的温室气体排放,与范围3相对应。消费模式的常用方法是投入—产出法和生命周期法。众多学者认为,消费行为是碳排放增多的主要因素,应对气候变化需加强消费一方的管理(雷红鹏、庄贵阳、张楚;2011)。城市消费行为引发的间接碳排放可能占整个温室气体排放的相当比重。赫尔曼(Hillman,2009)在对丹佛市清单的研究中,比较了间接排放与直接排放两种计算方法带来的排放量差异,在把跨界商品与服务交换、陆上交通与航空旅行排放计算在内后,发现温室气体排放量比仅计算城市范围内的直接排放时高出47%。因此把间接排放纳入排放清单更为科学。

尽管理论界普遍认为消费模式更适宜于城市清单编制,但目前消费模式的应用仍然局限在理论探讨和一些城市部门的清单编制研究中。达卡尔(Dhakal,2009)在对东京、首尔、北京、上海四个亚洲特大城市能源政策研究中,提出要基于消费模式计算城市碳足迹,把减排与能源政策、环境规划结合起来。拉科麦斯努(Racoviceanu,2007)将多伦多市水处理系统按生命周期分为化工生产、物料运输与水厂操作三个流程,运用生命周期法及GHGenius模型估计了这一系统能源利用排放清单。马斯瓦米(Ramaswami,2008)开发了一种以需求为中心、以生命周期方法为基础的城市温室气体清单,提出了交通领域排放量空间分配与城市主要物质供应(食品、水、燃料、混凝土)的蕴含能源量化问题解决方案。拉森(Larsen,2009)揭示了生产法在清单编制中的劣势,开发了一种“基于层级综合生命周期法的碳足迹模型”(tiered hybrid-LCA CF),利用市政财务报表数据,考察了挪威特隆赫姆市政账户清单,结果表明该市间接排放的温室气体占93%,这些间接排放按来源分别归属于本市(19%)、挪威(52%)和其他国家(22%)。

(三)编制模式评价。

生产模式操作相对简单,但通过生产模式编制的清单往往扭曲排放责任,造成“碳泄漏”(Carbon Leakage)问题。主要排放源的转移可以在短时间内引起城市清单数据的大幅波动,这难以反应因加强管理、技术进步等方式带来的减排效应。消费模式把间接排放考虑在内,从产品与服务的整个生命周期角度编制清单,可以计算出各部门的隐含碳排放,从而明确排放责任。不过这种方式耗时较长、工作量大。此外,消费模式还有数据采集的困难,如果用投入—产出方法,数据更新周期较长,会影响清单的时效性。因此,消费模式之所以未被大规模采用,与其先天具有的缺陷相关。

为克服生产模式和消费模式的缺陷,将两种模式综合起来的思路在清单编制实践中受到重视。目前,纽约(2007)、芝加哥(2010)、伦敦等大城市公布的清单编制思路,都采用混合模式。采用混合模式,要尤其注意避免重复计算等数据质量问题并进行严格的不确定性分析。⑦综合来看,以生产模式为主,电力、交通和废弃物处理等领域运用消费模式编制是未来城市清单编制的发展方向。

四、中国城市清单编制

中国在“十二五”规划纲要中提出要“建立完善温室气体排放和节能减排统计监测制度”,并在随后发布的《“十二五”控制温室气体排放工作方案》中明确要求制定地方温室气体排放清单编制指南,确定了各地区单位国内生产总值排放下降的指标。随着7个试点省市温室气体清单编制工作的完成,城市温室气体清单编制已经刻不容缓。

(一)中国城市清单编制研究现状。

根据研究重点的差异,以2010年为节点可将学术界对中国城市温室气体清单编制的研究大致划分为两个阶段。第一阶段的研究文献集中在对城市清单的总体介绍与方法探究上,研究成果主要为中国城市清单编制进行了思想动员和理论储备;第二阶段的研究重点开始转向对一些重点城市清单编制的研究,研究成果指导了中国城市温室气体排放清单编制的实践。研究路径如图1所示。

1.中国城市清单编制前期研究。第一阶段的研究主要包括三个方面:第一个方面首先是对城市温室气体排放量核算进行了研究。碳排放量核算是温室气体清单编制的重要环节,相关文献根据IPCC指南等提供的方法概算了一些城市的碳排放量。王昕(1996)以详细技术分类法,具体参数选取遵循“以地区实际为主,结合IPCC1995推荐值”的方式,研究了1990年上海能源消耗活动中的温室气体排放情况。研究发现,上海市能源消耗产生的温室气体中,占97.2%,减排重心应放在能源转换和工业部门。郭运功(2009)在其硕士论文中,从系统学和环境学等学科交叉视角,运用理论研究与实证分析相结合的方法,对各种温室气体排放系数进行了总结,提出了特大城市温室气体排放量测算方法,较为系统地探讨了上海市温室气体排放现状和特征,初步分析了上海市温室气体减排潜力。由于其建立的特大城市温室气体测算体系主要从能源、人口、生活垃圾处理、污水处理、水泥生产以及土地利用变化等方面进行考虑,与常用的清单编制方法存在差异,因此限制了其推广范围。刑芳芳等(2007)基于政府宏观统计数据,根据IPCC的参考方法,估算了1995-2005年北京终端能源碳排放,详细给出了北京市分部门、分能源品种以及2005年分行业的能源碳消费清单,分析了能源碳消费结构。朱世龙(2009)对北京市2005年温室气体排放来源构成进行了比较,指出北京市排放最多的是发电和供热部门(48.15%),其次是工业部门(21.56%)。此外,他还将北京市碳排放量与国内29个省份及国际典型国家碳排放量进行了对比,提出少用、减排、吸收和市场交易机制的对策。

第二个方面是开始关注城市温室气体清单编制的意义,介绍编制现状与方法。潘晓东(2010)认为城市温室气体排放清单是开展城市温室气体减排情景预测、制定城市低碳城市战略、规划和行动,以及制定城市温室气体减排目标的基础,缺乏中国特色的城市尺度上的温室气体核算体系是制约中国低碳城市发展的瓶颈。顾朝林、袁晓辉(2011)概述了2010年前中国城市层面温室气体排放清单研究进展,总结国际通用的城市清单方法,包括以排放为中心的IPCC和WRI/WBCSD温室气体排放模型、以需求为中心的混合生命周期方法,绘制了中国城市温室气体排放清单编制流程图,阐述了中国城市清单编制与国际上的差距,说明了建立与国际接轨的中国城市温室气体排放清单的必要性和迫切性。蔡博峰等(2009)按照温室气体分类详细介绍了各排放源的研究方法,并根据国情提出了中国城市适用方法和排放因子参考,为制定符合中国实际的清单编制提供了思路。

图1 中国城市温室气体排放清单研究路径

第三个方面是完成一些城市部门的清单编制或数据源梳理。Zhao(2009)评估了城市固体废弃物管理与温室气体排放的关系,运用生命周期法编制了天津市中心城区2006年固体废弃物系统清单。结果显示,该系统每年排放467.34吨碳当量温室气体,主要排放源为堆填气体排放。袁晓辉、顾朝林(2011)回顾了北京市温室气体排放研究和排放状况,运用ICLEI2009温室气体清单协定,进行了北京温室气体清单和数据源的梳理。研究发现,由于统计口径的差别,目前北京市清单编制只能在总量和大类上满足可比性的要求,难以达到ICLEI两大层面、三大范围的统计。

2.重点城市清单编制研究。从2010年开始,有关城市温室气体清单编制研究的文献急剧增多,这一方面受省级温室气体清单编制试点工作的带动,另一方面与国内城市对排放清单的需求趋势相吻合。学术界已经先后对上海、北京、南京、无锡、杭州下城区、重庆等市区的温室气体排放清单进行了研究。

张晚成、杨旸(2010)运用IPCC规则中详细技术为基础的部门方法,编制了上海市2008年分能源品种的排放清单。主要考虑煤、石油、天然气和外来电四个能源品种,参数主要使用中国以往的各能源品种平均低位发热量,平均含碳量设为缺省值,并参照IPCC中不同设备的碳氧化率缺省值。结果发现,上海市煤炭使用排放占54%,石油利用排放占32%,增速显著。

刘竹、耿勇、薛冰等(2011)用“能源平衡表”(包括加工转换过程中的能源消费)、“分行业能源消费总量”(生产角度)、“分行业终端能源消费量”(能源消费角度),分别计算了上海市和北京市的能源消费碳排放,用的是自上而下的参考方法。研究结果表明,能源消费碳排放核算方法的选择对核算结果有很大影响,通过分析误差产生的原因,认为排放因子、碳氧化水平及加工转换过程是产生不确定性的三个主要原因。

赵倩(2011)依据IPCC方法编制了上海市1996-2008年温室气体排放清单,并以2004年人均温室气体排放量与主要发达国家进行了对比。清单覆盖了三种温室气体,筛选了固定源和移动源燃料燃烧、钢铁、水泥和玻璃生产、农业畜禽养殖和水稻种植以及废弃物和废水处置作为主要碳排放源,林业、城市绿地和土地利用变化作为主要碳汇。结果表明,能源活动占上海温室气体排放总量的90%以上。

王海鲲等(2011)将城市温室气体排放源分成工业能源、交通能源、居民生活能源、商业能源、工业过程和废弃物等6个单元,建立了一套针对城市的温室气体排放核算方法体系,以无锡市为例,计算了ICLEI规定的范围1和范围2内的碳排放,工业能源单元碳排放量占全社会温室气体排放量的比例最大,其次是工业过程和交通单元。

许盛(2011)也将城市温室气体排放源按工业能源、交通能源、居民生活能源、商业能源、工业过程和废弃物六个部门分类,建立了一套针对城市的“可复制、可报告、可核实”的温室气体排放核算方法体系,并以南京市为例对中国城市碳排放特征进行了探索。结果显示,南京市温室气体排放总量中,由能源消费产生的温室气体排放量所占比例最高,大约为69%。此外,他还以南京市GDP、人口、路网密度作为代用参数,采用空间插值法对排放清单进行空间分配,得出了温室气体排放的主要集中区。

Geng(2011)用IPCC参考方法编制了中国四个直辖市1990年、1995年、2000年和2004-2007年能源消费部门排放清单,其中碳排放量估算用物料平衡法。结果显示,四个城市碳排放总量约为10亿吨,煤炭燃烧是四个城市能源消耗排放的最主要领域。在分析了四个城市温室气体排放趋势后,他对中国完成预定减排目标持乐观态度。

杭州市下城区(2011)探讨了城市中心城区的碳排放量核算,认为中心城区的特点是直接碳排放少、间接碳排放多;工业比重少、服务业比重大;农业林业少,城市人口的资源消耗多。提出了“碳排放量=工业碳源+交通碳源+建筑碳源+家庭碳源-绿化碳汇+其他”的核算公式,建立了2009年和2010年的碳排放清单,并据此提出了低碳城区发展规划。

杨谨、鞠丽萍、陈彬(2012)以重庆市为案例,通过清单方法分析主要温室气体排放源和碳汇,考虑主要能源活动、工业、废弃物处置、农业、畜牧业、湿地过程和林业碳汇,核算排放总量和强度,剖析了重庆温室气体排放结构和现状。结果显示:1997-2008年重庆市温室气体排放总量呈现出上升趋势,单位产值温室气体排放量呈现下降趋势,提出了改变能源结构和工业结构、提高能效和加强“森林重庆”建设等政策建议。

(二)中国城市清单编制研究的简要评述。

总体来看,国内针对城市清单的研究起步较晚,但近两年开始进展迅速,研究文献逐日增多。从对中国各城市研究的结论看,在时间序列上,几乎所有文献都证明被研究城市温室气体排放量一直处于增长趋势,尚未到达环境库兹涅茨曲线的拐点。其中四大直辖市人均温室气体排放量一直高于全国平均水平,这一结论也得到赫恩威格(Hoornweg,2011)实证研究的支持。

从研究本身来看,国内研究主要以IPCC方法为主,研究范围主要集中在四个直辖市等特大城市,对排放源的不同分类是这些文献之间的主要差异。与国外研究相比,国内研究存在的不足表现在:一是清单编制的温室气体种类以为主,将其他温室气体种类编制在清单之内的文献并不多见;二是缺乏对城市行政部门清单的单独研究,公布城市行政机构清单有利于督促行政机构率先节能减排,形成社会示范机制并促进政府绿色购买;三是目前编制的清单相对“粗糙”,参数选择大多以IPCC缺省值为主,排放因子的本地化亟须加强。此外,统计体系的不完善也制约了国内城市清单编制工作的顺利开展。

五、结论与展望

(一)本文研究的基本结论。

城市温室气体排放清单是实现城市乃至全社会低碳发展的基石与参考标尺。在全球低碳城市建设浪潮兴起的背景下,城市温室气体排放清单编制备受理论界重视。目前,世界范围内已经形成IPCC清单指南、ICLEI“温室气体排放方法学议定书”、曼彻斯特大学“温室气体地区清单协定书”及中国省级温室气体清单编制指南四种主要方法学和两种主要编制模式(生产模式、消费模式)。在这些编制规范基础上,国内外学者进行了多个城市的清单编制实践与理论探索,尽管不同学者研究角度和侧重点各不相同,对清单编制的一些理念和观点存有分歧,但凝聚的共识逐渐增多,为形成统一的编制方法学奠定了基础。全球范围内城市清单体系的确立,将有利于世界各国监测气候变化状况、明确减排责任、建立统一的碳交易市场,以应对气候变暖带来的挑战。

国内城市温室气体排放清单编制目前尚处于试点阶段,但理论研究日渐丰富。学术界对中国城市清单编制的研究大致以2010年为节点划分为两个阶段,前一阶段注重对清单的综合介绍和方法探究,后一阶段转向对重点城市的清单编制研究。这些文献为国内清单编制实践进行了思想动员、理论储备与方法指导,但仍有待进一步细化与深入。对中国而言,城市排放清单是未来参与温室气体减排国际谈判、融入全球碳交易市场的必备工具,也是国内实现减排目标任务合理分解、综合解决城市问题的基础依据,有必要在遵循各种规范的基础上加快编制进程。

(二)当前的不足和未来展望。

综合学术界的研究,目前来看,主要的不足与缺失之处表现在:

第一,从研究对象特征看,针对特大城市的研究多,中小型城市研究较少。出现这种情况的原因可能是:首先,缺乏权威的城市清单编制方法,而大城市可类比为“国家”,从而能够运用已经相对成熟的IPCC国家温室气体清单指南编制;其次,相比中小城市,大城市显然更具有研究价值和更高的关注度;再次,由于编制清单需要大量的统计资料,大城市的统计数据更容易获取;最后,考虑到清单编制的难度,城市规模越小,越容易受到“边界问题”的困扰,大城市编制的难度反而更小。因此,中小城市及小城镇的清单编制研究应是学术界努力的方向之一。另外,从城市功能上看,目前针对产业门类比较齐全的综合型城市研究较多,而对具有产业特色的城市(如资源型城市、旅游城市等)研究明显不足。

第二,从全球范围看,欧美城市在清单编制实践方面走在了最前列,其次是巴西、印度、中国等金砖国家。理论研究层面上,针对单一城市的研究多,不同城市之间的比较研究少。事实上,通过比较研究可以更清晰地发现和估算减排潜力,建立碳交易市场,提高减排效率。在时间尺度上,大量文献都集中编制某一年度的清单,基于时间序列的动态研究匮乏,这也与较早年份统计数据难以获取有关。不过,编制不同年份的排放清单,构建时间序列,以动态监测温室气体排放情况,是低碳城市建设的客观要求。

第三,从编制方法与过程看,无论是发达国家还是发展中国家,城市清单编制过程中都较多使用生产模式编制,消费模式使用较少,仅仅在一些部门使用。在编制程序上,大量文献缺乏规范的不确定性分析和质量控制说明。不确定性分析是IPCC指南规定的一个重要环节,有利于清单使用者掌握真实的温室气体排放状况,同时便于后续研究者在现有基础上降低不确定性水平,提高清单编制质量。

第四,从研究目的看,有关清单编制的研究大都停留在问题分析阶段,尚缺乏以排放清单为基础的低碳城市解决方案设计,如减排任务的细化、不同政策目标下的情景分析等。

根据目前理论研究的薄弱环节,结合社会发展趋势,未来研究重点应至少包括以下四个方面。首先,要扩大研究范围,加强对中小城市、具有特定产业特色城市的清单编制研究,并在量纲统一的前提下进行比较分析。其次,要加大对消费模式的研究,拓宽思路,丰富消费模式的研究方法,用多种方法进行对比。再次,要强化对清单的不确定性分析,完善数据质量控制体系。最后,要在科学合理的清单基础上,探讨减排责任分配方案,进行不同减排目标下的政策情景分析等。

国际社会对城市清单编制的需求日益迫切,由于没有统一编制规范,绝大多数城市清单难以满足可比性要求。因此,呼吁国际权威机构尽快在排放气体、排放源、全球热势能、部门定义、测量范围等方面达成一致,制定适合城市层面的清单编制方法学并向全球公开。

①“城市温室气体排放清单”与“城市碳排放量”的主要区别在于:城市温室气体排放清单需要确定各类温室气体的关键排放源,并对核算过程中的不确定性进行说明,以保证数据的国际可比性。

②欧盟环境开发署最初公布的为《EMEP/CORINAIR大气污染物排放清单指导手册》,主要为和持久性有机化合物等大气污染物的清单编制提供指导,目前发展为涵盖主要温室气体种类的《EMEP/EEA大气污染物排放清单指导手册2009》。

③世界资源研究所(WRI)创立于1984年,位于美国首都华盛顿特区,创始人是詹姆斯·思裴斯(James Gas Speth)。该机构主要研究领域为:延缓以致最终遏制全球变暖;扭转生态系统的恶化,使其为人类发展提供产品和服务,以打破传统的经济发展必以大量消耗有限的自然资源为代价的恶性循环;推动市场和企业在保护环境的过程中发现商机;确保公众获取与环境和资源使用相关的信息并参与决策过程。

④层级1运用缺省排放因子,层级2运用特定国家和地区的排放因子,层级3运用具体排放源的排放因子。

⑤“温室气体地区清单协定书”(GRIP)最初源于曼彻斯特大学的一篇博士论文,受多家机构资助,后历经多次改进与发展,本文以原始方法的发布单位命名。

⑥五个里程碑计划(CCP's five milestones)为:a.基准年排放清单和预测,b.建立预测年份减排目标,c.制定地方性的计划,d.实施政策和措施,e.监测和核查结果。

⑦不确定性分析(Uncertainty Analysis)是清单编制的一个重要过程,其目的是量化模型输入与输出值的不确定性水平,为改进清单质量提供方向。

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城市温室气体排放清单编制:方法、模型及国内研究进展_ipcc论文
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