国外城市温室气体清单编制对我国城乡规划的启示_城乡规划论文

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中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:1009-6000(2011)11-0022-09

1 温室气体排放清单编制是低碳城市规划的基本要求

近年来发展低碳城市日渐受到地方政府重视,各地都展示出规划建设“低碳生态城市”的意愿,截至2011年初,提出以“生态城市”或“低碳城市”为发展目标的地级(含)以上城市共259个,占有关城市总数的90.2%[1]。地方政府要落实低碳城市发展模式,城乡规划建设是重要的政策领域。要发挥城乡规划在应对气候变化方面的政策平台的作用,需要对由城乡规划建设决策产生的温室气体排放影响有定量的评估,在面对不同层次的具体规划方案或政策决定选择时,城市规划决策者需要有能力明确指出相关的基本排放数据:包括不同规划方案产生的温室气体排放量、规划范围的主要排放源头、排放结构等,再根据数据在规划编制过程中对现况与规划周期情景的比较,对控制温室气体排放的主要规划建设手段提出建议,对不同手段产生的减排效果提供定量分析依据,从而编制减少温室气体排放的指标,作为实施行动计划的依据,对未来排放进行监控并定期披露进度。因此,要科学地建设低碳城市,以城乡规划建设政策控制温室气体排放,温室气体清单编制是十分重要的基础规划要求。但目前我国以地方城市区域为空间单元进行温室气体排放清单研究的工作都还不够,影响了城乡规划和建设领域应对气候变化的政策体系的发展和推进[2][3]。

2 国外近年来地方政府温室气体排放清单编制工作回顾

目前国际上编制温室气体清单的主流方法包括:针对国家层面的IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change,联合国政府间气候变化专门委员会)国家温室气体排放清单[4]、针对企业排放量的WRI/WBCSD(World Resources Institute/World Business Council for Sustainable Development,世界能源研究所/世界可持续发展工商理事会)的排放清单[5],及由ICLEI-Local Governments for Sustainability组织(LCLEI国际地方环境理事会)建议地方政府/社区采用的清单编制方法[6]。下面对这三种国际上主要的清单编制方法作出综述[7]。

(1)IPCC国家温室气体清单指南(以下简称“指南”)。指南建议的方法是目前在国家层面应用最广泛的框架。指南主要是用于国家每年度量温室气体的排放量,把排放和清除活动分为5大类:能源使用、工业过程、农业/林业/土地利用、废物处理和其他(其它包括少量大气氮沉积的一氧化二氮间接排放)。指南的计算排放量的基本方法得到广泛采用,是把有关的人类活动量(Activity Data)乘以排放系数(Emission Factors),如以下公式:

E=AD*EF

式中,E:温室气体排放量;AD:人类活动程度;EF:排放量系数。

IPCC的指南在概念上是可以在不同的空间尺度直接加以应用的。5大类的活动基本已包含了在区域或城市空间内主要的经济社会活动,在编制城市的温室气体排放清单时,只要按IPCC的分类对城市内有关的活动作出量度,然后再与合适的排放系数相乘,就可以得到城市的排放和清除量,从而确定净排放量。把每种温室气体的排放量和清除量加总便是国家的总排放量。按IPCC指南框架编制的国家排放清单,为不同地区间提供了口径基本统一的可比较的方法,也和我国于1994年编制的中国国家温室气体清单的基本方法是一致的。

(2)WRI/WBCSD温室气体排放清单。这一清单是在IPCC的方法上再延伸的计量框架。WRI/WBCSD的方法用于企业及不同组织计量其自身活动所产生的温室气体。要留意的是,WRI/WBCSD采用和IPCC基本相同的排放系数,使两个方法相对接轨,数据可以相互支持。由于此方法是面向企业,不少企业的管治理念如产权比例及管理控制权等都被考虑在内,在这种考虑之下,WRI/WBCSD的方法最重要的贡献是把温室气体排放类别引入了不同“范围”(Scope)的概念,使企业可以分辨哪些排放是可以直接由企业内部控制的,而哪些排放是受更宏观环境因素影响的。“直接排放”(Direct GHG Emissions):指由企业直接控制或拥有的源头排放处理的温室气体(例如企业本身建筑物的锅炉、汽车、生产设备等)。“间接排放”(Indirect GHG Emissions):指由企业因要用电而购买的电力产生的排放,主要是由发电厂在电厂所在地生产时的排放量。“其他间接排放”(Other Indirect Emissions):指由企业活动需要而带动的排放,但该类活动的排放源头并不由企业控制或拥有(例如企业生产要从外地购买材料、服务和产品,又或者是企业购买的能源要由外地运输进口)。

(3)ICLEI的温室气体排放清单编制方法。这一清单是针对地方政府的需要而设计的。ICLEI是一个国际组织,由68个国家1100个地方政府会员构成,于1990年成立,原名为International Council for Local Environmental Initiatives,于2003年改名为ICLEI-Local Governments for Sustainability(ICLEI国际地方环境理事会)。ICLEI的排放计量方法亦包括了静态能源使用、交通、能源生产过程易散排放、工业过程、农业,土地利用/改变、林业、废物处理几大类[9],而又把政府和社区分作两个不同主体,用以区分不同的责任,考核政府作为主体在减排中的贡献。同时,ICLEI的方法亦把排放类别分为范围1、2、3,反映了地方政府的治理边界问题:

·范围1 (Scope 1) 排放:由地方政府拥有或运营的直接排放源头(例如政府车辆、政府运营的发电设备);

·范围2 (Scope 2) 排放:由政府采购的电力、供热和制冷而产生的非直接排放;

·范围3 (Scope 3) 排放:由政府活动需求而产生但不由政府控制或运营的其他非直接排放(例如政府外包的废物收集服务)。

下文对近年来国外城市/地区温室气体排放清单的编制进行回顾:

2.1 早期城市温室气体清单编制:英国莱斯特市(City of Lecister)

早在1996年,狄发雷(Titheridge)等人已提出应用电子计算机模型去评估英国城市能源供应和消费现象,进而推算城市碳排放量[8],其后不少研究工作都着重于建立改善有关模型来量化及监控地方的温室气体排放[9][10]。值得分析且早期较有代表性的是英国中部的莱斯特市(Leicester City)的温室气体排放测算工作。莱斯特市2008年面积为73.32k,人口为294700人。莱斯特市是英国最早编制城市温室气体排放清单的城市之一。莱斯特市政府于1994年通过《莱斯特市能源发展策略》,确定城市整体二氧化碳减排目标是要在2025年把排放量控制在1990年水平的50%[11],并针对不同领域制定了相应的节能和使用政策:能源供应、能源需求管理(住宅、非住宅交通)、废物处理、规划/发展等。其后莱斯特市又编制了《莱斯特市气候变化策略》,整合了上述的能源政策,并提出了推广区域制热发电系统、对新建建筑设定进一步的节能标准等政策[12]。

莱斯特市碳排放清单的内容包括两部分:市政府的温室气体排放和城市社会整体排放。莱斯特市政府本身的运营于2005-2006年的温室气体排放为54000te,其中市政府直接管理和控制的运营需求所产生的排放包括四类:市政府物业建筑(约占73%)、市政府员工上下班出行(15%)、市政府车辆出行使用(10%)、员工出差(2%)。韦伯(Webber)等对有关数据做出比较表1是1990与2005-2006年莱斯特市二氧化碳排放量的比较,可以看出市政府本身运营产生的排放由1990年的73000te降低至2005-2006年的54000te,共减排约26%[13]。

莱斯特市的社会整体温室气体排放清单数据早在1989年已开始整理主要是按LCLEI国际地方环境理事会早期建议的方法。莱斯特市2004年社会整体主要排放源头包括三个:住宅建筑耗能(34%)、非住宅建筑(商业及工业)耗能(52%)、交通(14%)表2是莱斯特市城市社会整体于1990年和2004年排放清单的比较,可以看出总排放量由1990年的2.27百万te降到2004年的1.99百万te实现了约12%的减排。

莱斯特市温室气体排放清单的编制经验可以总结为三点:

(1)城市政府要在减少碳排放的行动上有领先示范的责任。市政府制定因本身运营而排放的温室气体的数据和内容,并定期公布减排成果。

(2)城市要有整体的明确的碳减排的定量目标。城市需要把未来温室气体排放量目标确定并公开,从而为社会不同部门要分担的减排量提供科学依据,以政策手段把不同部门和社会的力量进行整合,迈向整体目标。

(3)清单编制在监控及社会教育方面的重要性。城市要成功达到减少碳排放量的目标,就要定期量度并公示碳排放量的变化,使社会公众能够了解到减排的实质成果和进度。

笔者在此指出的莱斯特市的经验是早期城市为应对气候变化而编制碳减排清单的代表。由于数据的缺乏及在方法上未有完整的发展,早期城市温室气体排放清单的内容和框架都主要集中在能源消费产生的二氧化碳排放方面,并未包括非能源消费方面的排放,如工业过程排放、绿地碳汇等。

2.2 英国伦敦市(City of London):商业中心区的温室气体排放清单

大伦敦(Greater London)由伦敦市(City of London)和其他32个自治市组成。伦敦市2009年常住人口约11500人(工作人口为33万人),面积2.9k,是大伦敦的核心商业区、历史文化及金融中心。它和美国纽约市齐名为最主要的两个世界金融中心。伦敦市在2009年编制城市碳排放足迹(Carbon Footprint),根据市内2005-2006年间不同活动量数据,测度城市的二氧化碳排放量[14],指出伦敦市每年排放1.67百万te。伦敦市把居住活动和商业活动的碳排放量分解,计算出每年居住碳足迹为2.67te/人,而商业活动碳足迹为0.32te/(建筑面积)。

伦敦市的碳足迹清单内容是狭义的。其碳足迹报告指出最理想的清单编制是应该按照WRI/WBCSD的方法,包括三类排放:直接消耗化工能源/燃料而产生的排放(范围1)、间接由电力生产所需消耗的能源产生的排放(范围2),及其他不可直接拥有或控制的排放(范围3)。但伦敦市的碳足迹报告也指出,由于严重缺乏高准确度的数据,伦敦市的碳排放清单只包括了建筑物的能源消费排放,其他源头如交通则不包括在内。

表3显示了伦敦市碳排放清单编制的特点和问题:

(1)由于清单只包括建筑(住宅、商业)耗能,其他主要的排放源头(特别是交通)并没有计算在内,总排放量会被大幅度低估。由于伦敦市是一个国际金融中心,有近33万工作人口,在城市边界内经济活动需求而产生的交通量会不少,同时,由废弃物处理及污水处理排放的由非能源消耗而产生的温室气体如甲烷(CH[,4])也没有被估算在内。

(2)伦敦市碳足迹清单亦有其独特之处。它的人均排放量包括了居住及工作人口在内,反映了作为城市商业核心区,居住人口比工作人口少,不能只用前者作为人均排放的基数。伦敦市的居住/工作人均碳排放量每年为4.84te。

(3)虽然伦敦市的碳排放清单只包括能源消费产生的二氧化碳排放,但该清单凸显了不同终端能源的消费,如煤气、电力、冷热电联供及其他燃料等,并把它们排放出来的二氧化碳进行比例分析,指出电力是最主要的二氧化碳排放的源头,占总量的85.2%,其次是煤气产生的排放(占11.6%)。

2.3 美国纽约市温室气体排放清单:排放清单在都会城市的应用

美国纽约市2007年宣布要使城市整体温室气体排放量在2030年下降30%,并于2007年4月公布了首次编制的全面温室气体排放清单。和早期英国莱斯特市的理念相同,纽约市的排放清单亦包括两部分:2005年整个纽约市的排放量、2005-2008年度纽约市政府运营的排放量。纽约市2007年公布的清单成为该市制定减排目标的基础数据,其后纽约市又于2008年公布了更新数据[15]。

纽约市2007年整体温室气体排放量比2005年下降了2.5%,由63.06百万te下降到61.46百万te排放下降的原因是纽约市2006年投入了两座高能效发电厂,而该市在2007年冬天和夏天天气都比一般情况温和。而纽约市政府运营产生的排放量则由2006年的4.06百万te上升至2007年的4.29百万te,增加了约5.67%。上升的原因主要是市政府建筑物耗能量上升及污水处理厂废物气甲烷外泄。

表4是纽约市城市整体温室气体排放清单的摘要,清单主要包括了9大类排放源头。

其后,纽约市2008年更新温室气体排放清单时,按ICLEI建议的地方政府清单编制方法的理论框架,为了明确界定排放的范围,加入了以下三点考虑:由于数据限制,纽约市的清单只包括“范围1直接排放”和“范围2排放”,而不包括“范围3城市边界外间接排放”。为了口径统一,在清单更新时把运出境外的固废产生的排放扣除;位于城市边界内填埋区的固废排放被纳入清单;污水处理厂内厌氧消化产生的甲烷也被纳入清单。

总的来说,美国纽约市温室气体排放清单是在城市层面编制清单的成功案例。笔者总结了几点:

(1)纽约市的排放清单分析了城市整体及市政府运营而产生的排放,强调了市政府在碳减排方面的带头作用;

(2)排放清单的框架和国际上清单编制方法基本接轨,界定了不同范围的定义,使数据在国际城市间有可比较性;

(3)排放类别注重具体城市管理政策领域职能的匹配(表4的排放类别都是以纽约市城市功能和管理职能为依据);

(4)纽约市的温室气体排放清单编制工作最重要之处是清单的公开和高度透明性。市政府在建立了远期减排目标后,定期更新清单数据,并在向社会发布的报告书中解释排放量增减的原因,对减排行动的效果进行评估。以科学客观态度公开清单数据,是引导城市全体市民与不同群体合力应对气候变化问题、有效率地推动全社会减排的重要成功要素。

2.4 美国纽约州温室气体排放清单及能源规划——IPCC国家清单框架的区域应用

美国纽约州2007年发布温室气体排放清单,是IPCC国家温室气体清单在地方区域应用的重要案例[16]。纽约州温室气体排放清单的框架基本上依循IPCC国家温室气体排放清单,使用美国环境保护局(EPA)的数据和具体量度方法及系数编制而成。其中有关非能源消费产生的温室气体排放是以EPA的指南为依据,结合有关因子和系数生成[17]。

美国纽约州人口约1 930万人,面积为127000k。纽约州2007年排放清单按IPCC方法包括了6种温室气体,以二氧化碳当量(e)表示,把所有排放源头分为两大类:“能源消费”和“其他”。前者包括:能源终端消费发电、境外电力输入、交通、住宅建筑、商业建筑、工业生产等能源的消费;而后者则包括了农业生产(畜牧、化肥使用、农业废料燃烧)、工业流程排放(主要为铝、水泥、化工、钢铁、半导体等)、电力输送、天然气泄漏、冰箱氢氟烃(HFC)排放、城市废弃物处理、污水处理等。

2007年,纽约州温室气体排放总量约为2.9亿te,比2000年降低了6.9%。其中二氧化碳占了约86.68%。从排放源头来看,89.08%排放由能源使用产生,只有10.92%由其他非能源的使用产生。清单把电力进口和电力出口两项都进行分解交代,表5把排放源头及各类温室气体排放量进行了完整的表述。

分析表5中能源消费类中的二氧化碳排放源头结构,总能源终端消费排放是2.4721亿te。其中:工业生产8.52%;住宅16.46%;商业12.07%;交通37.83%。

2.5 加拿大温哥华市温室气体排放清单

加拿大温哥华市于2009年发表了2008年该市的温室气体排放清单。2008年排放清单编制方法主要按ICLEI最新的建议框架,包括市政府运营及社会整体两部分清单[18]。总的来说温哥华市2008年总温室气体排放量为2740000te。虽然温哥华市在1990年到2008年间人口增加了27%,但温室气体排放量却保持不变预计到2012年总量会进一步下降到2535000te。

表6是温哥华市2008年温室气体清单内容,包括了5个主要排放源头:建筑(煤气)、建筑(电)、小汽车、重型汽车,固废处理,都是按温哥华市主要城市管理的政策对象分类表7是温哥华市政府运营活动的温室气体排放量,主要包括建筑、汽车出行街灯及填埋区。后者是由市政府直接管理设施,其排放量可归入市政府活动内。市政府运营活动的温室气体排放量为335500te。

综合以上不同城市/地区地方政府近年来编制排放清单的经验,可以做出5点小结:

(1)国外城市和地区编制的温室气体清单一般都会依据或参考目前国际上三个比较通用的清单框架:ICLEI、IPCC和WRI/WBCSD,使不同城市/地区排放清单数据在一定程度上具有可比性,有助于形成统一口径的基本数据;

(2)主要的排放清单都指望把不同类别的温室气体包括在内,将能源消费及非能源消费产生的排放都以二氧化碳当量(e)来衡量,确保清单的全面性;

(3)编制温室气体排放清单时都考虑到把排放量以两部分来表示:社会整体排放量及市政府运营(可直接控制的排放源头)。这种内容的分解凸显了城市政府在减少温室气体排放方面的直接能力和效用,反映了地方政府的治理边界问题;

(4)温室气体排放清单的活动类别注重与具体城市管理政策领域相匹配;

(5)温室气体清单的数据是公开的,使市民能够明白排放问题的本质,提高全社会的意识和支持度。

3 对我国城乡规划建设领域编制温室气体排放清单的启示

通过上述分析,归纳其对我国城乡规划建设领域编制温室气体排放清单的基本参考要点是:

(1)针对适合我国城乡规划建设体系的温室气体排放清单的方法框架,采用相同的排放大类别,使活动量和排放量系数具有可比性。在我国地方城市层面要编制清单,可以在我国国家排放清单的基本大类别(能源使用、工业过程、土地利用/农业/林业、废物处理等)上深化,使地方清单的数据可以和国家数据接轨。

(2)城乡规划建设活动和城市基础设施建设、土地开发、建筑面积、绿地空间、市政设施有关。温室气体排放量的计算方法基本是以活动量乘以排放系数,在城乡规划管理体系的平台上,需要采取城市发展建设相关的活动量值作为温室气体排放强度的基本参数。

(3)由于城乡是一个有具体边界的空间载体,需要计量由城市活动产生的在城市边界内外的排放,才能客观明确地界定排放的责任。WRI/WBCSD和ICLEI在IPCC的方法基础上引入了排放源头的控制权概念,反映了排放源头是否直接由活动主体控制或拥有,活动主体在WRI/WBCSD的方法中是指企业,而在ICLEI的方法中是指地方政府。可以按此理论推广到城乡空间边界的特性上。

4 建议我国城乡规划建设领域温室气体清单编制的三个方法原则

按照以上分析和回顾,本文建议我国城乡规划建设领域温室气体清单编制的方法需要考虑三个基本方法和原则:

4.1 城乡规划建设政策职能匹配原则

在上面建议的框架下,本文建议把城乡规划建设领域温室气体排放清单按主要政策领域和重要功能划分为以下8大(排放/清除/替代)类别:土地利用、工业、城镇建设、农村建设、水资源、废弃物、交通、可再生能源。这些排放分类和一般地方政府城乡发展管理职能分类直接匹配,使排放/清除/替代功能和城乡规划建设减排节能的主要政策手段形成对接表8把排放清单框架8个类别的活动强度内容加以说明,表述了排放清单框架和主要政策手段的匹配。主要的政策手段实施领域包括:湿地/农田保护、造林、城市绿地碳汇,生态工业生产、区域循环经济、产业结构调整建筑节能减排、绿色建筑认证,农村生活节能、生态农业,节水、污水处理及回收能源,生活废物回收再利用可再利用及本土供应建材、废物处理及回收能源,绿色出行、新能源汽车、公交导向城市发展、绿色物流,集中式可再生能源利用、建筑一体化可再生能源利用等。

4.2 明确解释城乡空间边界的原则

明确解释城乡空间边界对温室气体排放量和源头是非常重要的[19][20]。在城乡区域层面,空间是有具体的边界的,要合理地把城市活动产生的温室气体排放量计算整合为清单,要把量度温室气体排放的基本空间边界概念明确地表述:以城市边界内的经济社会活动为基础,以终端需求而产生的温室气体为量度对象。无论温室气体在位于哪个空间区域内的源头排放到大气层中,只要排放的终端需求主体是在某城市空间范围内,相关的排放量可以计算为该城市的温室气体排放量。建议可以按不同排放源头的位置由三类不同的城市温室气体排放“范围”组成(图1):

图1 城乡空间边界原则:划分三类范围温室气体类别

(1)城市范围一(Scope 1)排放:这类排放包括所有直接在城市空间边界内产生的温室气体,主要源头为:化石能源燃烧(建筑、境内交通)、工业能源及过程排放。这部分排放类别一般都可以根据上面已讨论的IPCC指南原则作估算。

(2)城市范围二(Scope 2)排放:这类排放主要包括城市使用的电力在电力生产时燃烧化石能源的排放。由于一般城市主要的电力都是由城市边界以外区域发电设施供应,再由电网输送到城市内,城市使用的电力产生的排放是在城市边界范围外排向大气层的(这一类排放也适用于城市边界外区域填埋和污水处理设施因城市本身的需求而运作产生的排放)。

(3)城市范围三(Scope 3)排放:由于城市需要由边界外面(在周边乡镇、农村及其他地区采购,从国外进口等)输入服务、食品、工业生产配件、建材等来满足城市的需求,而这些物质与服务都有生命周期排放,又或者有位于城市边界范围外的温室气体排放源头。

按此概念,可以把以城市空间内活动需求带动的境内外三类范围温室气体排放整理成如下公式:

总温室气体排放量=境内能源消费直接排放量(范围一)+电力生产能源消费排放量(范围二)+境外单一过程非直接排放量(范围三)+境外生命周期内含排放量(范围三)

4.3 减排目标与进度成果数据监控和定期公开原则

以科学客观态度公开清单数据是引导城市全体市民与不同群体合力应对气候变化问题、有效推动全社会减排的重要因素。为推动低碳城市发展,编制的排放清单数据如减排进度要受到监控,其中内容包括:不同部门和政策负责单位对定量减排目标的贡献能否达标、有关能源及资源利用控制性指标的表现、不同示范项目的效益、监控创新技术及手段在减排方面的效率及成本收益等。城市温室气体排放清单编制工作最重要之处是清单数据的高度透明性。地方政府在建立了减排目标后,需要定期更新清单数据,并每年定期发布、解释排放量增减的原因和评估减排行动的效果。目前我国在这方面有关数据的公开工作只是通过《能源统计年鉴》和地方统计年鉴对能源供应及消费的数据进行公开,而前者也只包含了省级与直辖市层面的数据。未来要在地方上推动全社会来支持应对气候变化和减少温室气体排放,排放清单和政府每年的政策成果公开是非常重要的。

5 总结

要发挥城乡规划应对气候变化的政策平台的作用,城市规划决策者需要有能力明确指出相关的基本排放数据:包括不同规划方案产生的温室气体排放量、规划范围的主要排放源头、排放结构等,再根据数据对不同手段产生的减排效果提供定量分析依据,从而编制减少温室气体排放的指标,作为行动计划实施的依据。要科学地建设低碳城市,以城乡规划建设政策控制温室气体排放,温室气体清单编制是十分重要的基础规划要求。本文针对要建立适合我国城乡规划建设体系的温室气体排放清单的方法框架,参考近年来国外城市或地区温室气体排放清单编制的理论和实践经验,以英国的莱斯特市和伦敦市、美国的纽约州和纽约市、及加拿大温哥华市5个尺度规模不同的地方区域为例,总结对我国城市温室气体清单编制工作的参考作用。最后对我国城乡规划建设领域温室气体清单编制工作提出三个基本方法和原则:(1)城乡规划建设政策职能匹配;(2)明确解释城乡空间边界的影响;(3)减排目标与进度、成果数据公开。

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