中國城市溫室氣體清單研究

蔡博峰

(環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院氣候變化與環(huán)境政策研究中心，北京100012)

中國城市溫室氣體清單研究

蔡博峰

(環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院氣候變化與環(huán)境政策研究中心，北京100012)

介紹城市溫室氣體排放特征和國際城市溫室氣體清單研究進(jìn)展，研究了全球城市化和城市CO2排放的強(qiáng)正相關(guān)性，以及中國城市清單方法研究起步較早但發(fā)展緩慢的特點(diǎn)。分析了城市溫室氣體清單相對(duì)國家清單的特征，即城市清單編制往往采用消費(fèi)模式，區(qū)別于國家清單的生產(chǎn)模式;國際城市清單中往往包括了由于外調(diào)電和供暖產(chǎn)生的CO2排放，同時(shí)城市溫室氣體清單編制靈活性和針對(duì)性更強(qiáng)。針對(duì)我國城市溫室氣體清單研究的不足，提出了我國城市溫室氣體清單方法，強(qiáng)調(diào)中國城市采用尺度1+尺度2的范圍，暫不考慮尺度3的范圍，即生產(chǎn)+消費(fèi)的混合模式，并且在城市市域溫室氣體排放研究的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)狹義城市溫室氣體排放水平的研究。選擇北京市和紐約市，對(duì)比分析了兩個(gè)城市CO2排放特征，結(jié)果顯示，在確定的清單體系下，北京市和紐約市具有較好的可比性。紐約市的總排放量(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。

城市;溫室氣體;清單;尺度;狹義城市

城市溫室氣體排放的快速增長成為全球溫室氣體排放上升的重要原因［1－2］。城市不僅是溫室氣體排放的關(guān)鍵源和絕對(duì)主體，同時(shí)也受到氣候變化的嚴(yán)重影響。由于城市人口、資源和基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)集中，氣候變化的不利影響最可能出現(xiàn)在城市地區(qū)［3－4］。城市是創(chuàng)新與技術(shù)的熱點(diǎn)，也是制定許多世界性難題解決方法的地方。由于城市人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，因而城市低碳發(fā)展具有很強(qiáng)的示范效應(yīng)。城市在應(yīng)對(duì)全球氣候變化和溫室氣體減排方面發(fā)揮著決定性的作用。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和低碳城市，是全球積極應(yīng)對(duì)氣候變化和城市可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。低碳城市的前提是清晰、準(zhǔn)確地掌握城市各個(gè)領(lǐng)域的溫室氣體排放情況。因而，城市溫室氣體排放清單是城市低碳發(fā)展的基石和參考標(biāo)尺，通過研究城市溫室氣體排放清單和排放水平，可以辨識(shí)溫室氣體排放量及其排放特征，跟蹤其增減變化及發(fā)展趨勢，預(yù)測未來排放情景，進(jìn)而確定減排目標(biāo)，制訂和實(shí)施行動(dòng)計(jì)劃，提出切實(shí)、有效的溫室氣體減排措施和方案，有力推動(dòng)城市向低碳化方向發(fā)展。國內(nèi)低碳城市規(guī)劃和建設(shè)進(jìn)展很快，然而城市溫室氣體清單研究卻相對(duì)滯后，難以滿足城市發(fā)展的需求。中國當(dāng)前城市溫室氣體清單在方法體系和城市邊界上尚存在諸多問題。本文試圖綜述國際溫室氣體清單研究進(jìn)展，并探討中國城市溫室氣體清單的問題和不足，提出中國城市清單方法，并且以典型案例對(duì)比分析說明。

1 城市溫室氣體排放

2010年，城市集中了全球50%以上的人口，到2050年，這一比例會(huì)達(dá)到70%［4］。城市占地球表面不到1%，卻消耗世界約75%的能源。城市是人口、建筑、交通、工業(yè)、物流的集中地，也是能源消耗的高強(qiáng)度地區(qū)(見圖1)，因此必然成為溫室氣體排放的熱點(diǎn)和重點(diǎn)地區(qū)。大城市氣候領(lǐng)導(dǎo)集團(tuán)(C40)的研究報(bào)告認(rèn)為，城市排放了世界80%的人為溫室氣體，盡管這一結(jié)論存在一定爭議(IEA認(rèn)為約為71%［1］)，但是城市溫室氣體直接排放和受城市地區(qū)消費(fèi)引發(fā)的間接排放總量無疑是非常巨大的。

全球城市化進(jìn)程對(duì)全球溫室氣體排放有著顯著影響。圖2顯示了全球CO2排放和城市化率的關(guān)系，兩者之間有很強(qiáng)的正相關(guān)性。UN-HABITAT認(rèn)為全球溫室氣體排放增長和城市化快速進(jìn)程的一致并非耦合，而是有著深刻的聯(lián)系，城市聚集了大量人口，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度大，能源利用量大，因而城市發(fā)展對(duì)全球溫室氣體排放有著強(qiáng)勁的驅(qū)動(dòng)［4］。O’Neill等人［5］研究認(rèn)為城市化仍然會(huì)顯著影響未來全球CO2排放。一些發(fā)展中國家，特別是中國和印度，城市人口增長可能導(dǎo)致高達(dá)25%的CO2排放量。這在很大程度上是由于城市勞動(dòng)力的高生產(chǎn)力和高消耗偏好導(dǎo)致了高的溫室氣體排放。

圖1 2005年世界能源消耗和溫室氣體排放(城市和非城市)［1］Fig．1 World energy consumption and carbon emission in 2005(urban and non-urban)

圖2 世界CO2排放和城市化(1965－2009年)［6－7］Fig．2 World CO2emission and urbanization(1965 －2009)

2 城市溫室氣體清單研究綜述

城市尺度上溫室氣體清單研究始于20世紀(jì)90年代，由于西方發(fā)達(dá)國家城市自治性很強(qiáng)，所以城市在碳減排方面非?；钴S，清單編制越來越受到重視，并且成為城市積極應(yīng)對(duì)氣候變化和低碳發(fā)展的關(guān)鍵步驟。溫室氣體清單對(duì)于城市有如下作用:①準(zhǔn)確掌握城市能源利用中的低效和不足，發(fā)現(xiàn)節(jié)能和碳減排空間;②明確自身城市在國際、國內(nèi)城市低碳經(jīng)濟(jì)中的定位和優(yōu)劣勢，確定今后低碳重點(diǎn)發(fā)展方向;③制訂清晰、明確的低碳城市路線圖，確保城市實(shí)現(xiàn)碳減排的可測量、可報(bào)告和可核查(MRV);④積極開展教育宣傳，引導(dǎo)城市公眾和溫室氣體排放涉及者認(rèn)識(shí)自身活動(dòng)對(duì)于城市溫室氣體的貢獻(xiàn)，提高低碳意識(shí)。

早期城市溫室氣體清單方法都是沿用政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)國家清單方法，此后逐漸出現(xiàn)了專門研究城市溫室氣體清單的組織和機(jī)構(gòu)。全球地方環(huán)境理事會(huì)(ICLEI)探索并建立了適合城市特色的溫室氣體清單編制體系和方法，經(jīng)過不斷完善，當(dāng)前已經(jīng)被國際上的城市廣為接受，成為主流城市溫室氣體清單編制方法［8］。ICLEI成立于1990年，為城市溫室氣體排放清單和排放量計(jì)算建立了較為詳盡和完善的研究體系。其發(fā)起的城市應(yīng)對(duì)氣候變化運(yùn)動(dòng)(The Cities for Climate Protection，CCP)主要協(xié)助城市核算溫室氣體和制定減排方案。WRI(世界資源研究所)/WBCSD(世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會(huì))提出了企業(yè)溫室氣體核算方法體系［9］，較為系統(tǒng)和全面，對(duì)許多城市產(chǎn)生了較大影響，許多城市的清單研究都對(duì)其有所借鑒［10］，但其主要是針對(duì)企業(yè)層次的，因而涉及溫室氣體排放鏈條很長，在城市尺度上很難操作。C40組織選擇典型城市作為案例，研究其溫室氣體清單，并且選擇典型的部門、行業(yè)進(jìn)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、交通等領(lǐng)域溫室氣體清單及減排方面具有很多成功經(jīng)驗(yàn)，逐漸成為全球范圍研究城市氣候變化和溫室氣體的重要組織。中國北京、上海、香港等城市先后參加了2005年和2007年C40峰會(huì)。

不少研究者也對(duì)城市溫室氣體清單進(jìn)行了研究和探索。以Kennedy為首的研究團(tuán)隊(duì)提出城市與外界物質(zhì)、能量交換較大而需要采用獨(dú)立的清單體系［10－11］。Kennedy的城市溫室氣體清單體系較為完整，不僅包括ICLEI建議的范圍，而且包括水運(yùn)和航空排放(這部分涉及大量的跨境排放)(見圖3)，同時(shí)對(duì)城市道路交通的跨境排放問題提出了解決方案。此外，該清單體系還包括燃料的上游排放(即燃料生產(chǎn)導(dǎo)致排放)。Kennedy選擇了10個(gè)典型城市進(jìn)行實(shí)證分析，認(rèn)為氣候、資源可獲取程度、電力、城市設(shè)計(jì)、廢棄物處理等都對(duì)城市溫室氣體排放有著顯著影響;城市的地理位置對(duì)其溫室氣體排放有著至關(guān)重要的作用［12］。Dhakal研究了東京、首爾、北京、上海的溫室氣體排放，采用的清單方法包括外調(diào)電力和采暖因素，和ICLEI的方法一致。研究發(fā)現(xiàn)4個(gè)城市的人均能源利用都有趨同表現(xiàn)(1990－1998 年)，約 1．3 －1．6 t標(biāo)準(zhǔn)油/人，但是北京和上海的人均CO2排放量卻明顯高于東京和首爾［13］。Glaeser等采用了類似 ICLEI的方法體系，核算美國66個(gè)大城市溫室氣體排放，發(fā)現(xiàn)城市汽油消費(fèi)量和城市人口大小的對(duì)數(shù)有較強(qiáng)的線性相關(guān)性;家庭天然氣消費(fèi)量(采暖為主)和1月份溫度有較顯著的線性相關(guān)性;家庭用電量和7月份溫度有較顯著的線性相關(guān)性。溫室氣體排放量和土地利用政策之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性，許多地區(qū)建立嚴(yán)格的政策限制一些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使得排放朝向高碳排放地區(qū)聚集。城市排放水平明顯低于城市郊區(qū)，城市－郊區(qū)之間的碳排放差異在老城市例如紐約更加明顯［14］。Norman等認(rèn)為城市溫室氣體清單還應(yīng)該包括建筑材料使用等全生命周期的排放，發(fā)現(xiàn)城市交通是最重要的減排溫室氣體方向，而建筑是降低能耗的重要方向。同時(shí)，疏松型城區(qū)的人均能源消耗和溫室氣體排放是密集型城區(qū)的2．0 －2．5 倍［15］。

Ramaswami等人提出了混合型生命周期碳足跡清單體系，并對(duì)城市與周邊的跨界交通(道路和航空)的溫室氣體排放分配問題做出了詳細(xì)論述［16］。此后，Hillman等完善了混合型生命周期碳足跡清單體系，認(rèn)為還應(yīng)該包括4種必需品(食物、燃油、水和建材)生產(chǎn)而帶來的溫室氣體排放。該方法體系核算的CO2排放包括了城市終端能源利用、跨界水運(yùn)和航空運(yùn)輸，以及城市4種必需品內(nèi)涵溫室氣體排放(由于生產(chǎn)這些產(chǎn)品而產(chǎn)生溫室氣體排放，一般不在城市邊界內(nèi))，這種清單體系已經(jīng)超過了Kennedy等人的方法體系，接近WRI/WBCSD針對(duì)企業(yè)的清單要求(見圖 3)［17］。

Dodman等對(duì)ICLEI的清單方法提出異議，尤其對(duì)電力和供熱的歸屬問題提出異議，并且提出了不同的清單方法，其結(jié)果是全球城市溫室氣體排放還不到人為排放的一半，許多城市人均排放量低于其國家人均排放量［18］。Satterthwaite認(rèn)為城市溫室氣體排放占人類活動(dòng)排放的75－80%的比例有些過高，農(nóng)業(yè)、毀林、重工業(yè)、火電等都絕大部分都不在城市，因而全球城市溫室氣體排放僅占到人為排放30．5－40．8%，許多城市人均排放量低于其國家人均排放量。Satterthwaite認(rèn)為雖然城市作為終端消費(fèi)了很多能源，但把產(chǎn)品生命周期的排放歸結(jié)城市有可能形成誤導(dǎo)。因?yàn)椴⒉皇浅鞘羞@一地理概念造成了高能耗、高排放，而是高收入水平國家中的個(gè)別高收入群體的高消費(fèi)導(dǎo)致了城市消費(fèi)生命周期的高排放［19］。

從上述學(xué)者的研究可以看出，對(duì)于城市碳排放問題，不同的研究方法，研究結(jié)果相差很大，尤其城市是一個(gè)高度開放的實(shí)體，其與外界的能源、物品交換強(qiáng)度很大，因而對(duì)于城市排放的不同界定，會(huì)導(dǎo)致城市排放水平的很大差異。對(duì)比當(dāng)前國際城市主要采用的方法體系(見圖3)，總體趨勢是，絕大部分城市在核算自身溫室氣體排放時(shí)，都考慮外部電力和熱力供應(yīng)所導(dǎo)致的溫室氣體排放，即世界地方環(huán)境理事會(huì)(The International Council for Local Environmental Initiatives，ICLEI)提出的主要考慮尺度1+尺度2+外部垃圾填埋的溫室氣體排放。全球已經(jīng)有68個(gè)國家的1 200個(gè)城市采用ICLEI方法編制了城市溫室氣體清單。許多研究基于這種清單方法提出了較為系統(tǒng)的城市碳預(yù)算方案［20］。

中國城市溫室氣體清單研究起步較早，但發(fā)展緩慢。1994年，中國與加拿大政府開展了北京市溫室氣體排放清單研究，并較為全面地核算了北京市1991年溫室氣體排放清單［21］，但此后一直缺乏城市清單的研究文獻(xiàn)。近幾年城市清單研究逐漸增加，蔡博峰等人初步提出了城市溫室氣體清單研究方法，并且針對(duì)重點(diǎn)排放領(lǐng)域推薦了排放因子［22］。張晚成等人利用城市清單體系核算了上海CO2排放［23］。陳操操等人對(duì)城市溫室氣體清單方法做了較為詳細(xì)的評(píng)價(jià)和總結(jié)，并且對(duì)比了城市清單和國家清單的異同［24］。蔡博峰探討了中國城市溫室氣體清單研究存在的不足和困難，并提出了初步建議［25］。

圖3 城市溫室氣體清單體系范圍比較［8－10］Fig．3 Comparison of measures for city greenhouse gases inventory

3 城市溫室氣體清單研究特點(diǎn)

城市溫室氣體清單相比國家溫室氣體清單而言，從編制模式、覆蓋領(lǐng)域和針對(duì)性等方面都具有自身特色，這些特色也意味著國家清單方法體系(IPCC方法學(xué)指南)并不能適用城市溫室氣體清單編制的需要。

城市溫室氣體清單方法學(xué)早期借鑒了大量國家溫室氣體清單編制的方法，盡管后期在清單基礎(chǔ)方法學(xué)、排放因子等方面很難有突破和創(chuàng)新，但在原則、技術(shù)路線和方法體系上卻體現(xiàn)了城市的自身特點(diǎn)。當(dāng)前，城市溫室氣體清單方法學(xué)和國家溫室氣體清單方法學(xué)的差異主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)。在編制模式上，由于城市和外界有著大量的能量和物質(zhì)交流，城市往往采用消費(fèi)模式，區(qū)別于國家清單的生產(chǎn)模式。國際城市清單中往往包括了由于外調(diào)電力和供暖帶來的間接排放，即發(fā)生在城市地理邊界以外生產(chǎn)城市用電和熱力的溫室氣體排放。在覆蓋范圍上，城市清單往往比較簡單，特別是發(fā)達(dá)國家城市，幾乎沒有農(nóng)業(yè)問題，工業(yè)比例也很小，所以能源供應(yīng)、建筑和交通以及廢棄物處理往往是城市清單的主要內(nèi)容。在針對(duì)性和靈活性方面，城市溫室氣體清單編制靈活、針對(duì)性強(qiáng)。國家溫室氣體清單編制的一個(gè)重要目的是為國家宏觀制定減排政策提出科學(xué)支持和國際溫室氣體排放對(duì)比與談判，因而國家清單相對(duì)比較規(guī)范和嚴(yán)格。而城市清單為了提高針對(duì)性，往往在組織結(jié)構(gòu)上更加靈活。其提出的政策直接到技術(shù)層面，可核查性、可測量性和可報(bào)告性都很強(qiáng)，其溫室氣體減排的實(shí)現(xiàn)依賴于城市公眾的參與和監(jiān)督［25］。但城市清單的靈活性某種意義上影響了國際城市之間溫室氣體排放的可對(duì)比性。

4 國內(nèi)城市溫室氣體清單研究的不足

中國當(dāng)前的低碳城市發(fā)展很快，但城市溫室氣體排放清單研究卻相對(duì)滯后，主要是存在著兩個(gè)核心問題。其一是城市排放清單方法體系不完善，其中邊界、范圍等關(guān)鍵問題尚未解決。絕大部分城市尚未編制較為全面的城市溫室氣體排放清單。許多城市依然沿用IPCC的方法核算溫室氣體排放，而IPCC方法不適用于城市尺度已經(jīng)是國際共識(shí)。此外，發(fā)達(dá)國家城市排放清單都包括尺度1和尺度2水平，而我國當(dāng)前已經(jīng)編制的城市清單基本相當(dāng)于尺度1水平，城市清單內(nèi)容相比國際規(guī)范有較多殘缺。由于核算方法的混亂，導(dǎo)致中國同一城市出現(xiàn)多種溫室氣體排放量，極不利于科學(xué)研究和政府決策。其二，無法核算真正城市意義的溫室氣體排放水平。中國城市和西方國家城市有較大差別，后者是專為城市而設(shè)立的一種建制類型，同行政區(qū)劃并無必然聯(lián)系。它突出了人口聚集點(diǎn)的概念，核心部分是城市建成區(qū)。而中國城市是一種行政區(qū)劃建制，包含大量的農(nóng)村、林地等非城市建設(shè)用地。因而中國城市更類似一種區(qū)域概念。對(duì)中國城市的特征，Montgomery也提出其不同于西方城市，并且建議將以建成區(qū)為核心的地區(qū)作為城市加以重點(diǎn)研究［26］。這種城市排放清單很大程度上失去了城市特色，變?yōu)榕c省/區(qū)域排放清單性質(zhì)一致，因而無法有效支持中國低碳城市的積極發(fā)展。同時(shí)也使得中國城市溫室氣體排放水平很難直接與發(fā)達(dá)國家城市排放做直接比較，也不利于最大限度地借鑒西方城市低碳化發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)。發(fā)達(dá)國家估算的城市溫室氣體排放占國家排放比例約在70－80%，而在我國當(dāng)前的情況，城市溫室氣體排放總量等于全國排放總量，城市這一極為重要的低碳發(fā)展因素?zé)o法突出其應(yīng)有特色。

中國城市溫室氣體排放清單的不足嚴(yán)重制約了我國低碳城市發(fā)展，甚至可能誤導(dǎo)城市低碳發(fā)展方向。研究解決上述兩個(gè)中國城市碳排放清單核心問題，有利于規(guī)范我國城市溫室氣體排放核算方法，準(zhǔn)確把握我國真正城市意義的溫室氣體排放水平和特征，澄清城市溫室氣體排放的一些誤區(qū)和錯(cuò)誤觀點(diǎn)，并為低碳城市發(fā)展和政府決策奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，清晰、明確的城市溫室氣體排放清單方法體系，便于城市之間以及城市自身時(shí)序上的比較分析，支持政府出臺(tái)有效的政策措施，并建立相應(yīng)的核查機(jī)制。

5 中國城市溫室氣體清單編制方法

鑒于中國城市溫室氣體清單存在的問題和不足，以及當(dāng)前的研究現(xiàn)狀，本研究提出中國城市溫室氣體清單編制方法，以供研究者和決策者參考。方法介紹側(cè)重城市清單的特色內(nèi)容，排放因子等技術(shù)要素與IPCC一致，所以不作介紹。

5．1 清單邊界

中國城市清單邊界問題是城市清單體系中較為重要的一個(gè)問題。主要原因是中國城市地理邊界不明確。西方城市的核心和主要部分是城市建成區(qū)，其強(qiáng)調(diào)的是城市自治，而不是行政區(qū)劃等級(jí)。由于中國城市的特殊性，本文提出狹義城市的清單邊界，以區(qū)別于我國當(dāng)前城市市域范圍(城市行政區(qū)域)的清單。狹義城市是指包括城市建成區(qū)90%面積的最小市轄區(qū)/縣范圍。許多研究城市的學(xué)者把市轄區(qū)作為狹義城市的概念，但縣升區(qū)的參考標(biāo)準(zhǔn)主要是整體經(jīng)濟(jì)水平，因而會(huì)把一些經(jīng)濟(jì)體量很大的農(nóng)業(yè)縣包括進(jìn)來，例如北京市懷柔、平谷、門頭溝、房山等區(qū)，其包括了大量的農(nóng)村地區(qū)和非城市建成區(qū)。所以依據(jù)市轄區(qū)很容易高估狹義城市的面積。事實(shí)上，城市建成區(qū)是城市的最佳表征，然而城市建成區(qū)同城市行政區(qū)劃并不完全重合，導(dǎo)致數(shù)據(jù)口徑無法統(tǒng)一，難以完成數(shù)據(jù)收集和積累。

中國城市溫室氣體清單體系中，可以同時(shí)核算城市市域范圍內(nèi)(城市行政區(qū)域)的溫室氣體排放，和狹義城市溫室氣體排放。我國地級(jí)以上城市基本都有較為完整的市域范圍內(nèi)的公開統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，因而可以支持城市市域排放清單的編制。著重考慮狹義城市溫室氣體清單，可以突出城市意義和特色，真正指導(dǎo)中國城市低碳發(fā)展，同時(shí)也提高中國城市與西方城市溫室氣體清單的可比性，有利于中國最大限度地借鑒西方城市低碳化發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)。

排放源的歸屬問題在西方城市比較顯著，因?yàn)槲鞣匠鞘兄械乃饺斯净蛘呤撬饺巳牍晒菊紦?jù)絕大多數(shù)。因而西方城市處理排放源歸屬問題往往分為運(yùn)行控制(Operational Control)和金融控制(Financial Control)兩類。運(yùn)行控制是受市政府各項(xiàng)政策法規(guī)直接管理的，但其經(jīng)營和財(cái)務(wù)關(guān)系未必完全受當(dāng)?shù)厥姓刂啤６鹑诳刂品蠂H財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即對(duì)于一個(gè)排放源實(shí)體具有完全的金融管理權(quán)利。中國城市溫室氣體清單可以以行政管轄為邊界，即相當(dāng)于西方城市的運(yùn)行控制，符合我國城市對(duì)企業(yè)的管理和統(tǒng)計(jì)口徑。此外，由于西方城市的行政自治和民主管理的特點(diǎn)，城市溫室氣體清單都分為全市排放清單(Citywide Inventory)和政府排放清單(Government Inventory)，后者屬于前者，但單獨(dú)列出。政府排放清單主要包括政府部門的用電、采暖、用水、交通、廢棄物等，之所以單獨(dú)列出，是因?yàn)槿泻驼块T減排的措施有很大不同。對(duì)于政府部門的溫室氣體排放，完全可以采取強(qiáng)制手段進(jìn)行減排，而對(duì)于城市水平的排放，政府只能通過政策鼓勵(lì)或者財(cái)稅刺激等市場方法，要想采取強(qiáng)制手段，必須通過地方立法，其操作和實(shí)施都較為困難［25］。這一點(diǎn)和我國倡導(dǎo)和實(shí)施的綠色政府比較相近，可以充分借鑒。

5．2 清單范圍

清單范圍是指清單所包括的溫室氣體排放過程，主要指本地排放和異地排放，即直接排放過程(本地排放)和間接排放過程(異地排放)。具體可分為三個(gè)尺度(見圖3)。①尺度1:所有直接排放過程，主要是指發(fā)生在清單地理邊界內(nèi)的溫室氣體排放過程。②尺度2:由于電力、供熱的購買和外調(diào)發(fā)生的間接排放過程。以用電為例，大部分城市的電力依靠購買或外調(diào)，所以并不直接產(chǎn)生溫室氣體排放，但可能所購電力來自火力發(fā)電，而火力發(fā)電產(chǎn)生溫室氣體，所以這部分溫室氣體算為城市間接排放。③尺度3:未被尺度2包括的其他所有間接排放。這一尺度所包括的范圍很廣，包括城市從外部購買的燃料、建材、機(jī)械設(shè)備、食物、水資源、衣物等等，生產(chǎn)和運(yùn)輸這些原材料和商品都會(huì)排放溫室氣體［25］。

建議中國城市溫室氣體清單需要同時(shí)包括尺度1和尺度2，暫不考慮尺度3排放。這樣中國城市編制清單相當(dāng)于采用了生產(chǎn)+消費(fèi)的混合模式，即在核算清單時(shí)，首先核算城市直接排放(生產(chǎn)模式)，然后將外調(diào)電力和供暖導(dǎo)致的溫室氣體排放計(jì)入城市本身排放(消費(fèi)模式)。國際上絕大部分城市都是采用這一“混和”模式編制溫室氣體清單。

6 案例對(duì)比研究

選擇北京市和紐約市，基于前文所述的城市溫室氣體清單原則和方法體系，對(duì)比分析兩個(gè)城市的溫室氣體排放特征。根據(jù)前面所述的狹義城市，北京市包括城市建成區(qū)90%面積的區(qū)/縣共6個(gè)，分別為東城區(qū)、西城區(qū)、海淀區(qū)、朝陽區(qū)、石景山區(qū)和豐臺(tái)區(qū)。

本研究對(duì)比了2個(gè)城市的CO2排放水平。北京市市域的碳排放清單可以基于能源統(tǒng)計(jì)年鑒核算，但狹義城市的碳排放清單卻缺乏數(shù)據(jù)支持，沒有公開出版的北京市各區(qū)縣的能源利用情況。因此，只能采用其它數(shù)據(jù)途徑。歐盟和荷蘭環(huán)保局聯(lián)合開發(fā)了全球0．1°×0．1°(中緯度地區(qū)約10 km)溫室氣體排放空間網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫，當(dāng)前已經(jīng)更新至EDGAR version 4．1版本(2005年)，該數(shù)據(jù)庫是迄今為止全球水平上空間精度最高的溫室氣體排放數(shù)據(jù)庫。EDGAR排放源數(shù)據(jù)主要來源于IEA的排放點(diǎn)源數(shù)據(jù)庫，比較全面地核算了區(qū)域空間CO2排放信息，非常有利于我們利用該數(shù)據(jù)計(jì)算狹義城市CO2直接排放水平。因此，基于EDGAR數(shù)據(jù)庫，直接核算北京市2005年狹義城市的直接(尺度1)碳排放量為4 473萬t。然而北京市狹義城市間接(尺度2)排放量的估算較為困難，只能基于北京市市域直接排放和間接排放的比例來推算。

根據(jù)中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒［27］、北京市統(tǒng)計(jì)年鑒［28］和IPCC排放因子［29］，2005年北京市域 CO2排放量為 1．413億t，其中直接排放1．012億 t，間接排放(電力調(diào)入量為357．69 億 KWh時(shí)，2005年無熱力輸入)0．401 億 tCO2，間接排放占直接排放的39．62%。其中，外調(diào)電力排放因子取值為1．120 8t CO2/MWh，該值來源于國家2007中國區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子中的華北區(qū)域電網(wǎng)電量邊際排放因子OM(其計(jì)算數(shù)據(jù)基于2004－2006年《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》)。根據(jù)北京市市域間接排放和直接排放的比例關(guān)系，以及北京狹義城市直接排放量，可以推算北京市狹義城市的間接(尺度2)碳排放量為1 772萬t。北京市和紐約市的溫室氣體排放對(duì)比見表1。

表 1 2005 年北京市和紐約市 CO2 排放量比較［27－28，30］Tab．1 Comparison of CO2emission between Beijing and New York

從表1可以看出，狹義城市的溫室氣體清單體系下，北京市和紐約市具有較好的可比性。紐約市的總排放量(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。較為顯著的一點(diǎn)是，紐約市尺度2排放占總排放比例明顯高于北京市的這一數(shù)值，這主要是因?yàn)榧~約市內(nèi)工業(yè)很少，主要能源消耗是電力和交通燃料。這也是西方發(fā)達(dá)國家城市的典型特征，即其低碳發(fā)展的主要方向都是建筑、交通、城市廢棄物處理等明顯具有城市特色的方向。北京市盡管在逐漸搬遷市內(nèi)的重工業(yè)，但2005年依舊存在著不少工業(yè)企業(yè)。

7 結(jié)論

城市溫室氣體清單體系的不完善和無法核算真正意義的城市溫室氣體排放，是我國城市溫室氣體排放研究的重要不足，直接影響我國低碳城市的積極、健康發(fā)展。借鑒和對(duì)比分析當(dāng)前國際城市排放清單研究的主要方法，并對(duì)其進(jìn)行梳理和篩選。選擇主流和較為全面的方法體系，結(jié)合我國城市實(shí)際情況，確定我國城市溫室氣體排放清單的方法體系，是我國城市溫室氣體排放清單研究的首要工作。同時(shí)，考慮當(dāng)前數(shù)據(jù)的可獲取性，基于城市市域排放和理論模型，研究狹義城市的溫室氣體排放水平是一個(gè)重要的研究方向。

(編輯:劉照勝)

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Research on Greenhouse Gas Emissions Inventory in the Cities of China

CAI Bo-feng
(Center for Climate and Environmental Policy，Chinese Academy for Environmental Planning，Beijing 100012，China)

This paper discussed the characteristics and trends of cities greenhouse gases(GHG)emission and reviewed the GHG inventory of the cities as well．The significant relationship between global urbanization and CO2emissions were indentified．The study of cities GHG inventory in China started early but lag behind in recently years．The significant differences of the methodology between the national inventory and city inventory were a major finding through a comparative analysis．Instead of production based method for national inventory，cities inventory is mostly consumption based，which considers CO2emissions from the electricity and heat supplied outside the cities．City inventory is also project focused and more flexible．Pointed out the insufficiency of cities’GHG inventory in China，a system inventory model(scope1+scope2，not include scope3，similar to a hybrid method)as well as principles and boundaries were proposed for China．The emission of city proper was emphasized and strongly recommended．Beijing Municipality and New York were selected for applying new city GHG inventory method．The results showed good comparability between these two cities under our new inventory system．The total CO2emissions(scope1+scope2)of New York were lower than Beijing and per capita emissions were higher than Beijing．

city;greenhouse gas emissions;inventory;emission scope;city proper

X321

A

1002－2104(2012)01－0021－07

10.3969/j.issn.1002－2104.2012.01．005

2011－08－12

蔡博峰，博士，副研究員，主要研究方向?yàn)闇厥覛怏w清單和低碳發(fā)展。