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      城市碳排放核算的邊界界定及其測(cè)度方法

      2014-06-28 09:40:29叢建輝劉學(xué)敏趙雪如

      叢建輝 劉學(xué)敏 趙雪如

      摘要:從不同角度梳理、辨析了“直接排放與間接排放”、“組織邊界排放與行政地理疆界排放”和“范圍1排放、范圍2排放與范圍3排放”等9種城市碳排放核算的邊界界定方法,理清了各種界定方法之間的關(guān)系。討論了間接排放在各種城市碳排放清單指南中的計(jì)入程度,發(fā)現(xiàn)各種清單指南都把范圍2的排放核算在內(nèi),而納入范圍3的排放部門數(shù)量和納入方式不盡一致。分析了生產(chǎn)視角核算與消費(fèi)視角核算各自存在的優(yōu)劣勢(shì),認(rèn)為消費(fèi)視角核算是未來(lái)城市碳排放核算方法發(fā)展的重要方向。介紹了范圍1排放、范圍2排放與范圍3排放的測(cè)度方法,提出了應(yīng)用各方法時(shí)須注意的問(wèn)題。建議各類城市溫室氣體清單編制組織應(yīng)聯(lián)合起來(lái)對(duì)范圍3排放進(jìn)行更明確的定義和分類,規(guī)范核算流程與測(cè)度方法,以完善城市溫室氣體清單編制的國(guó)際方法學(xué)。同時(shí)基于中國(guó)城市的特殊性,建議中國(guó)城市應(yīng)根據(jù)核算目的需要靈活選擇核算邊界,加強(qiáng)城市之間的協(xié)調(diào)減排,對(duì)既有的一些政策措施進(jìn)行重新評(píng)估與修訂;國(guó)家在向城市分解減排指標(biāo)時(shí),要首先界定好核算邊界,明確測(cè)度方法,并注重從行業(yè)監(jiān)控角度控制航空與電力部門的溫室氣體排放。

      關(guān)鍵詞:城市碳排放核算;城市溫室氣體清單;邊界界定;城市碳足跡

      中圖分類號(hào):F301文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1002-2104(2014)04-0019-08

      政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)于2013年9月發(fā)布了其第五次評(píng)估的首份報(bào)告,該報(bào)告進(jìn)一步提高了對(duì)人類活動(dòng)引發(fā)全球氣候變暖的確信程度。城市作為人類活動(dòng)最集中的區(qū)域,必然成為溫室氣體排放的熱點(diǎn)和重點(diǎn)地區(qū),其低碳化發(fā)展對(duì)實(shí)現(xiàn)全球減排目標(biāo)至關(guān)重要[1-2]。因此,許多國(guó)家把城市視為控制溫室氣體排放的主要空間載體,全力推進(jìn)低碳城市建設(shè)?!翱蓽y(cè)量才可管理”,建設(shè)低碳城市的首要前提是科學(xué)地核算城市碳排放量、編制城市碳排放清單,以便于管理者清晰、準(zhǔn)確地掌握城市各個(gè)領(lǐng)域的溫室氣體排放情況[3-4]。近幾年,城市碳排放核算及清單編制研究受到了國(guó)內(nèi)外理論界日益密切地關(guān)注,一些研究機(jī)構(gòu)相繼推出了各具特色的城市碳排放清單編制指南,試圖統(tǒng)一城市層面的碳排放核算方法學(xué)[5-11]。遺憾的是,由于對(duì)城市邊界的界定標(biāo)準(zhǔn)及所使用的測(cè)度方法不同,城市碳排放核算目前仍然無(wú)法形成一致、可比的體系[12]。這種情形致使城市之間基于不同方法學(xué)得到的各項(xiàng)碳排放指標(biāo)均不可比,不利于城市了解自身所處的區(qū)域碳排放格局,對(duì)城市低碳發(fā)展規(guī)劃的制定形成了干擾,也增大了國(guó)家減排目標(biāo)向城市區(qū)域分解的難度。本文圍繞上述問(wèn)題展開(kāi)探討,旨在辨析城市碳排放核算在邊界界定這一關(guān)鍵問(wèn)題上的各種觀點(diǎn),有重點(diǎn)地分析與之相關(guān)的幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題,并介紹測(cè)度城市碳排放的主要方法,以進(jìn)一步推進(jìn)中國(guó)城市溫室氣體排放清單的編制工作。

      1城市碳排放核算的邊界界定方法辨析

      對(duì)于“城市”一詞本身,國(guó)內(nèi)外有不同的定義和劃分標(biāo)準(zhǔn),存在著“都市區(qū)”、“城市建成區(qū)”、“狹義城市”等諸多概念。本文所稱的城市,是相對(duì)國(guó)家、省級(jí)區(qū)域而言的,更側(cè)重其行政意義的范疇。按照不同的依據(jù),城市碳排放核算邊界有多種分類方法。

      1.1城市碳排放核算的邊界界定方法

      1.1.1直接排放與間接排放

      直接排放是指來(lái)源于城市轄區(qū)內(nèi)的全部溫室氣體排放,包括化石燃料消費(fèi)、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和市內(nèi)固體廢棄物處理產(chǎn)生的排放,而間接排放是指由城市內(nèi)部活動(dòng)引起、來(lái)源于城市轄區(qū)外的排放,如處于城市外部的一次能源生產(chǎn)設(shè)施、電力設(shè)施等排放源的排放。

      這種分類方法嚴(yán)格按照排放源的地理位置分類,為國(guó)家以下各層面(如州、省、企業(yè))的碳排放核算規(guī)則所通用。學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的另一種分類方法,即“邊界內(nèi)排放與跨邊界排放”,與該方法內(nèi)涵一致。

      1.1.2組織邊界和行政地理疆界

      這一界定方法從公共部門對(duì)排放源的運(yùn)行控制程度角度進(jìn)行分類,目前主要出現(xiàn)在ICLEI清單指南中,西方發(fā)達(dá)國(guó)家的城市使用較多,如紐約、倫敦的城市溫室氣體排放清單都堅(jiān)持了這一分類思想?!肮膊块T排放(government inventory)與市域排放(citywide inventory)”的界定方法,與之等同。

      組織邊界核算的是城市公共部門(包括行政機(jī)關(guān)、公立學(xué)校等)在日常運(yùn)營(yíng)中排放的溫室氣體,排放源主要有市政建筑、供水、廢棄物及污水處理、行政用車、路燈/交通信號(hào)燈、校園巴士等。而行政地理疆界的排放,主要涵蓋來(lái)自于居民、工業(yè)、商業(yè)、交通、廢棄物處理等部門的所有排放,實(shí)際上就是全市的碳排放量。

      公共部門這一組織的排放是行政地理疆界排放的一部分,之所以將其單獨(dú)列出,是由公共部門的組織特殊性決定的。首先,西方國(guó)家的城市政府有向市民公布自身運(yùn)行情況的義務(wù),以接受納稅人監(jiān)督;其次,公共部門的減排措施與其他部門不同,公共部門可以采取強(qiáng)制性手段進(jìn)行減排,而城市其他部門的減排,只能通過(guò)政策鼓勵(lì)或者財(cái)稅刺激等市場(chǎng)手段進(jìn)行。

      1.1.3范圍1排放、范圍2排放與范圍3排放

      通過(guò)劃分排放源的范圍以避免重復(fù)計(jì)算的思想,由世界資源研究所在關(guān)于企業(yè)溫室氣體排放清單編制的指南中首次提出[13]。城市碳排放核算邊界界定借鑒該思想,可分為3大范圍:范圍1是指城市轄區(qū)內(nèi)的所有直接排放,主要包括城鎮(zhèn)內(nèi)部能源活動(dòng)(工業(yè)、交通和建筑)、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、農(nóng)業(yè)、土地利用變化和林業(yè)、廢棄物處理活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體排放;范圍2是指發(fā)生在城市轄區(qū)外的與能源有關(guān)的間接排放,主要包括為滿足城市消費(fèi)而外購(gòu)的電力、供熱和/或制冷等二次能源產(chǎn)生的排放;范圍3指由城市內(nèi)部活動(dòng)引起,產(chǎn)生于轄區(qū)之外,但未被范圍2包括的其他間接排放,包括城鎮(zhèn)從轄區(qū)外購(gòu)買的所有物品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用和廢棄物處理環(huán)節(jié)的溫室氣體排放。

      1.1.4內(nèi)部排放、核心外部排放和非核心排放

      這種分類方法由Kennedy[14]提出并系統(tǒng)定義,與上文提到的范圍1、范圍2和范圍3依次對(duì)應(yīng),但以形象化的名稱替代了用序號(hào)表示的抽象“范圍”概念,該分類方法的關(guān)鍵價(jià)值在于通過(guò)定義四種系統(tǒng)邊界,提出了一個(gè)判別城市具體活動(dòng)的范圍歸屬的標(biāo)準(zhǔn)。這四種邊界分別是:①地理邊界(the geographical boundary):這一邊界從地理學(xué)角度定義,既可以指城市的行政邊界,也可以指代其他地理特征范圍,但邊界輪廓必須是“清晰可見(jiàn)”的。該邊界用來(lái)區(qū)分發(fā)生在城市內(nèi)部的排放和外部的排放;②時(shí)間邊界(the temporal boundary):定義該邊界的目的有兩個(gè),一是為了給可追蹤到的碳排放源確立一個(gè)可以納入核算的起點(diǎn)時(shí)間,二是確立該活動(dòng)產(chǎn)生碳排放的平均周期,以排除季節(jié)變化的影響;③行動(dòng)邊界(the activity boundary):該邊界所指的是城市理應(yīng)負(fù)責(zé)并且有能力負(fù)責(zé)的碳排放活動(dòng),這一邊界受多種因素影響,比如該活動(dòng)排放溫室氣體的數(shù)量規(guī)模、與城市核心功能的相關(guān)性以及城市對(duì)這部分排放的監(jiān)控能力等;④生命周期邊界(the lifecycle boundary):除了對(duì)城市產(chǎn)品和服務(wù)在整個(gè)生命周期的排放外,該邊界重點(diǎn)關(guān)注一些服務(wù)于城市的生產(chǎn)資料的排放是否應(yīng)當(dāng)納入核算范圍,如跨越城市邊界的基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)的排放。城市的活動(dòng)歸屬于哪種范圍,取決于該活動(dòng)相對(duì)于四種系統(tǒng)邊界的位置。

      1.1.5內(nèi)部過(guò)程排放、上游過(guò)程排放和下游過(guò)程排放

      對(duì)過(guò)程/流程進(jìn)行分類是基于產(chǎn)品和服務(wù)的生命周期視角[15]。城市內(nèi)部過(guò)程排放指城市消費(fèi)的產(chǎn)品在城市轄區(qū)內(nèi)的直接排放,包括能源消費(fèi)、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、農(nóng)業(yè)、土地利用變化和林業(yè)。上游過(guò)程排放是指用于城市消費(fèi)的產(chǎn)品在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸?shù)裙?yīng)鏈上游環(huán)節(jié)的排放,包括一次能源生產(chǎn)、電力生產(chǎn)及進(jìn)口的產(chǎn)品和服務(wù)。下游過(guò)程排放指產(chǎn)品在消費(fèi)以后的處理環(huán)節(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的排放,如固體廢棄物處理、廢水處理等,另外還包括在城市內(nèi)部生產(chǎn),但用于出口的產(chǎn)品和服務(wù)所產(chǎn)生的排放。

      1.1.6生產(chǎn)視角排放、消費(fèi)視角排放與提取排放

      這是三種不同的城市碳排放核算視角,主要是從碳排放責(zé)任主體這一角度出發(fā)進(jìn)行考慮的。生產(chǎn)視角核算的是在城市轄區(qū)內(nèi)生產(chǎn)商品和服務(wù)產(chǎn)生的溫室氣體排放,也包括家庭對(duì)燃料的最終消費(fèi),與前文所述的“直接排放”相對(duì)應(yīng)。消費(fèi)視角核算的是城市轄區(qū)內(nèi)各種主體(政府、企業(yè)、居民)消費(fèi)商品和服務(wù)的行為導(dǎo)致的溫室氣體排放,其排放源可以來(lái)自城市地理邊界內(nèi),也可以來(lái)自地理邊界外。

      “提取排放”是從供應(yīng)側(cè)核算,由Davis[16]最先提出。該方法區(qū)分了產(chǎn)品(和服務(wù))貿(mào)易的隱含排放與燃料貿(mào)易的隱含排放,實(shí)際上是將產(chǎn)品和服務(wù)的碳排放追溯到上游過(guò)程的最初燃料提取環(huán)節(jié)。如一種商品在A城市消費(fèi)、B城市生產(chǎn),而B(niǎo)城市生產(chǎn)這一產(chǎn)品利用了從C城市礦藏中提取的燃料。這就涉及兩個(gè)貿(mào)易環(huán)節(jié):A城市從B城市進(jìn)口商品,B城市從C城市進(jìn)口生產(chǎn)商品的燃料。提取排放與生產(chǎn)排放的差值是燃料的凈進(jìn)口量產(chǎn)生的排放,也就是該案例中B城市進(jìn)口燃料的隱含排放。由于在世界范圍內(nèi),燃料的生產(chǎn)地有限,因此該方法的主要優(yōu)勢(shì)在于將減排工作限定在對(duì)少數(shù)幾個(gè)參與者的規(guī)制中,從而能夠提高減排效率[17]。不過(guò),該方法僅能從全球布局,離可操作性還有一段距離。

      1.1.7直接排放、應(yīng)負(fù)責(zé)的排放、被認(rèn)定排放和物流排放

      這一邊界劃分方法所依據(jù)的是生產(chǎn)活動(dòng)與消費(fèi)活動(dòng)的發(fā)生地點(diǎn)相對(duì)于城市的位置[18]。直接排放反映的是生產(chǎn)和消費(fèi)都發(fā)生在城市轄區(qū)內(nèi)的排放,比如家庭、商業(yè)和工業(yè)部門的能源消耗引發(fā)的排放;“應(yīng)負(fù)責(zé)的排放”指的是在城市內(nèi)部生產(chǎn)但在城市以外的地方消費(fèi)此類活動(dòng)的排放,比如用于出口的制造業(yè)產(chǎn)品;“被認(rèn)定的排放”與“應(yīng)負(fù)責(zé)的排放”恰好相反,指生產(chǎn)設(shè)施在外地,但供本地消費(fèi)的排放,如城市進(jìn)口的消費(fèi)品。而“物流排放”是指產(chǎn)品的生產(chǎn)與消費(fèi)都不在本地,只是通過(guò)該市轉(zhuǎn)運(yùn),比如過(guò)境貿(mào)易品在城市內(nèi)部產(chǎn)生的排放。

      1.1.8城市碳足跡

      “碳足跡”一詞源于生態(tài)足跡,其本身有多種定義方法,根據(jù)對(duì)碳足跡研究對(duì)象和研究尺度等的不同,碳足跡的分類也不盡相同,存在個(gè)人碳足跡、產(chǎn)品碳足跡、企業(yè)碳足跡、區(qū)域碳足跡等四類研究方向[19]。

      城市碳足跡是區(qū)域碳足跡的一個(gè)分支,參考學(xué)術(shù)界的眾多研究,本文認(rèn)為城市碳足跡有廣義與狹義之分,廣義的城市碳足跡指的是城市各種活動(dòng)產(chǎn)生的碳排放,實(shí)際上即是城市碳排放總量,包括城市內(nèi)的直接和間接碳排放、城市之間調(diào)入調(diào)出和進(jìn)出口活動(dòng)的碳排放,因此可以從多個(gè)角度進(jìn)行分拆,如直接碳足跡、間接碳足跡、生產(chǎn)視角碳足跡、消費(fèi)視角碳足跡等[20]。而狹義的城市碳足跡,與消費(fèi)視角核算出的碳排放基本等價(jià),它著眼于一個(gè)城市為滿足最終需求所產(chǎn)生的完全碳排放,指某一年中該城市在城市建設(shè)、城市運(yùn)行以及城市居民消費(fèi)過(guò)程中引起的本地和外地所有前項(xiàng)投入環(huán)節(jié)和后項(xiàng)處理環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排放之和,可表示為這個(gè)城市直接排放總量減去出口(調(diào)出)引起的本地碳排放加上進(jìn)口(調(diào)入)并用于本地最終使用活動(dòng)的產(chǎn)品引起的外地碳排放[21]。

      1.1.9城市基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)鏈碳足跡

      這是介于生產(chǎn)碳足跡與消費(fèi)碳足跡之間的一種核算方法,主要由Chavez[22-23]系統(tǒng)提出并命名,也稱為“跨邊界基礎(chǔ)設(shè)施碳足跡(transboundary infrastructure footprint, TBIF)”,其原型是“以需求為中心的綜合生命周期法(demandcentered LCAbased inventory methodology)”[24]。該方法在生產(chǎn)視角排放基礎(chǔ)上,將城市進(jìn)口的重要物質(zhì)材料等跨邊界“核心基礎(chǔ)設(shè)施”的生命周期排放計(jì)算在內(nèi),但不包含家庭消費(fèi)的其他非基礎(chǔ)設(shè)施排放以及服務(wù)于當(dāng)?shù)毓I(yè)部門的非核心基礎(chǔ)設(shè)施生命周期排放。測(cè)度該部分排放的第一步即是判斷哪些基礎(chǔ)設(shè)施屬于“核心基礎(chǔ)設(shè)施”,一般標(biāo)準(zhǔn)是:城市GDP與該基礎(chǔ)設(shè)施所供應(yīng)的產(chǎn)品和服務(wù)正相關(guān),與該基礎(chǔ)設(shè)施生產(chǎn)并出口的產(chǎn)品與服務(wù)相關(guān)度低或不相關(guān)。根據(jù)多個(gè)城市的計(jì)算經(jīng)驗(yàn),這些設(shè)施一般包括電力供應(yīng)、燃料生產(chǎn)、水和污水處理、水泥生產(chǎn)、航空和道路運(yùn)輸、食品等部門。

      1.2各種界定方法之間的關(guān)系

      上述提到的9組邊界界定方法中,第一組、第三組、第八組以及第六組中的生產(chǎn)排放與消費(fèi)排放在目前已有的城市碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)中出現(xiàn)的頻率較高,其他幾組主要出現(xiàn)在一些前沿文獻(xiàn)中。第一組、第三組、第四組、第五組和第七組內(nèi)部各要素之間均為并列關(guān)系,每組內(nèi)各元素加總即為城市總的碳排放量。但需注意的是,由于對(duì)城市轄區(qū)外和隱含碳排放的核算、計(jì)入程度不同,這五組方法各自核算的城市碳排放總量并不一致。第二組為包含與被包含的關(guān)系,公共部門排放屬于城市總排放量的重要、特殊組成部分,而第六組和第九組是從四種不同的角度看待城市碳排放量,視角的不同導(dǎo)致算法的差異,在大多數(shù)情況下,生產(chǎn)、消費(fèi)、提取排放、基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)鏈這四種視角核算出的城市碳排放絕對(duì)量并不相同。第八組是本身存在狹義與廣義區(qū)分的概念,廣義城市碳足跡指的即是全市總碳排放量,而狹義的城市碳足跡與消費(fèi)視角碳排放基本等價(jià)。

      如果將各組內(nèi)部要素單獨(dú)比較,可以發(fā)現(xiàn)直接排放、范圍1排放、內(nèi)部排放、內(nèi)部過(guò)程排放及生產(chǎn)排放所核算的范圍和領(lǐng)域是相同的。大多數(shù)城市公布的溫室氣體排放清單基本都核算了這部分排放,分歧較小。基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)鏈碳足跡等價(jià)于范圍1排放、范圍2排放和一部分范圍3排放之和,是城市活動(dòng)碳足跡的主要組成部分。間接排放是范圍2排放和范圍3排放之和,目前城市碳排放核算實(shí)踐中,關(guān)于間接排放的分歧還比較大。在生產(chǎn)視角排放、消費(fèi)視角排放和提取排放三個(gè)核算視角中,生產(chǎn)視角排放的核算方法已經(jīng)成熟,提取排放僅僅停留在概念提出階段,而消費(fèi)視角核算屬于目前理論探討的熱點(diǎn)和前沿領(lǐng)域。

      2邊界界定中的熱點(diǎn)問(wèn)題

      2.1間接排放的計(jì)入程度

      在各種城市邊界界定準(zhǔn)則中,理論界對(duì)直接排放和間接排放的界定最為清晰、一致,其他界定方法也都不同程度的與之呼應(yīng)。將間接排放核算在內(nèi),可以更全面的反映城市碳排放現(xiàn)狀,也能夠更為精確地確定碳排放責(zé)任主體,提高減排措施的針對(duì)性,但間接排放本身內(nèi)涵豐富、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,城市究竟應(yīng)該對(duì)間接排放中的哪些部分負(fù)責(zé)并將其計(jì)入核算體系,是如今困擾城市層面碳排放核算研究最突出的一個(gè)問(wèn)題[25]。

      目前國(guó)際性的城市碳排放核算指南中都包括了一些間接排放內(nèi)容,但各種標(biāo)準(zhǔn)之間尚存在很大的不一致性,如表1。

      通過(guò)表1可以看出,各種清單指南都將外調(diào)電力、熱力和制冷部門(也即范圍2)的排放核算在內(nèi),而納入范圍3的排放部門數(shù)量參差不齊,納入的方式也不盡一致。范圍3排放主要是城市進(jìn)口消費(fèi)品的隱含排放,對(duì)其核算之所以相對(duì)滯后,從城市政府角度有三方面的原因:①核算這部分排放的能力有限:范圍3排放發(fā)生在城市的行政和經(jīng)濟(jì)控制范圍之外,相關(guān)數(shù)據(jù)往往由市外各種類型的組織分散獨(dú)有,甚至屬于保密數(shù)據(jù),城市政府沒(méi)有足夠的能力獲取這部分?jǐn)?shù)據(jù);②降低這部分排放的方法不足:雖然城市居民的消費(fèi)是這部分排放的責(zé)任主體,但城市政府除了對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行“道義勸阻”外,沒(méi)有更好的方法降低這部分排放;③抑制這部分排放的動(dòng)力缺失:碳排放是無(wú)形的、流動(dòng)的、跨區(qū)域的,城市居民對(duì)其變動(dòng)在短期內(nèi)并不敏感,但城市居民對(duì)一般消費(fèi)品的需求則是直接的、具體的、緊迫性的,此外消費(fèi)還能為當(dāng)?shù)刎暙I(xiàn)財(cái)政收入,因此城市政府往往更傾向于滿足甚至刺激居民的各種消費(fèi)需求,而不是限制消費(fèi)。一個(gè)明顯的反例是行政部門自身的排放,對(duì)這部分排放而言,政府有能力獲取范圍3的數(shù)據(jù),可以通過(guò)節(jié)約能耗、使用低碳產(chǎn)品等多種方式降低這部分碳排放量,也有動(dòng)力和責(zé)任進(jìn)行減排。因此,如果核算行政部門的排放,有必要將范圍3的排放納入[28]。

      2.2生產(chǎn)視角與消費(fèi)視角排放的優(yōu)劣勢(shì)

      生產(chǎn)視角和消費(fèi)視角的排放是從碳排放責(zé)任主體這一角度界定的。具有廣泛影響力的《京都議定書(shū)》及《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單編制指南》都主張從生產(chǎn)視角核算碳排放量,藉此確定各個(gè)國(guó)家的減排目標(biāo),這對(duì)城市碳排放量核算和減排任務(wù)分解產(chǎn)生了直接影響,許多城市從生產(chǎn)視角核算碳排放,編制城市溫室氣體排放清單。

      毋庸置疑,在城市層面運(yùn)用生產(chǎn)模式核算具有一定的優(yōu)勢(shì)。首先,生產(chǎn)法核算所囊括的碳排放源一般對(duì)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境有著重大影響,理應(yīng)首先被識(shí)別出來(lái),且須立刻采取減排行動(dòng)。其次,這些排放源都處于城市地理邊界以內(nèi),城市政府至少對(duì)其擁有行政管轄權(quán),能夠?qū)@部分排放施加重要影響。第三,用生產(chǎn)法核算碳排放的方法已經(jīng)相對(duì)成熟,一般使用“排放源的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)乘以排放因子”的計(jì)算公式,只是在排放因子的本地化方面還存在一些模糊之處,為此,各種城市清單編制指南都有規(guī)范化的質(zhì)量控制和不確定性分析程序來(lái)弱化這方面的影響。第四,生產(chǎn)視角的核算遵循IPCC清單指南,與國(guó)家層面的核算方法相一致,也利于城市之間的橫向比較。

      由此看來(lái),城市現(xiàn)階段多采用生產(chǎn)法核算碳排放,有一定的合理性。盡管如此,生產(chǎn)法應(yīng)用于城市層面卻有明顯的不足之處,原因主要有三個(gè):其一,城市系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放性系統(tǒng),每天都與外界進(jìn)行物質(zhì)和能量交換,產(chǎn)生大量間接排放,而生產(chǎn)法將間接排放排除在外,低估了城市的碳排放量,不能描繪城市溫室氣體排放的全貌[29]。其二,生產(chǎn)法只將城市內(nèi)部的生產(chǎn)行為視為產(chǎn)生碳排放的元兇,沒(méi)有體現(xiàn)出消費(fèi)行為對(duì)碳排放的驅(qū)動(dòng)作用,對(duì)真實(shí)的碳排放責(zé)任有所歪曲。第三,如果采用生產(chǎn)法核算城市碳排放總量,那么類似“人均碳排放”等經(jīng)常用于比較城市碳排放效率的指標(biāo),實(shí)際上是不科學(xué)的,這一碳排放總量與城市總?cè)丝诓](méi)有太多關(guān)系,而是與生產(chǎn)人口也就是城市產(chǎn)業(yè)工人相關(guān)。因此,僅用生產(chǎn)法核算城市邊界內(nèi)的碳排放是有缺陷的,對(duì)政策層面也會(huì)產(chǎn)生一些誤導(dǎo),可能會(huì)使政府的注意力僅集中在幾個(gè)大型生產(chǎn)設(shè)備上,忽視對(duì)低碳消費(fèi)的宣傳和公眾參與減排的鼓勵(lì)。另外,基于生產(chǎn)視角的排放會(huì)激勵(lì)政府通過(guò)把溫室氣體排放源移出境內(nèi)的方式來(lái)達(dá)到減排目標(biāo),這種碳排放轉(zhuǎn)移無(wú)疑是減排的“快捷方式”,但增加了被轉(zhuǎn)移地區(qū)的負(fù)擔(dān),容易造成全球范圍內(nèi)的碳泄漏,對(duì)人類社會(huì)的整體減排成效無(wú)益。

      與生產(chǎn)法核算相對(duì)應(yīng)的是消費(fèi)法核算,該方法立足于產(chǎn)品和服務(wù)的生命周期排放,將產(chǎn)生于工商業(yè)領(lǐng)域的直接排放責(zé)任歸屬于最終消費(fèi)部門,因此能夠刻畫(huà)人類消費(fèi)選擇對(duì)氣候變化的影響。它的主要優(yōu)勢(shì)在于降低城市之間的碳泄漏、鼓勵(lì)減排技術(shù)的外溢[30]。另外,基于消費(fèi)法核算的人均碳排放指標(biāo)更真實(shí)的反應(yīng)了城市居民應(yīng)負(fù)的碳排放責(zé)任。在政策層面,該方法鼓勵(lì)公共消費(fèi),抑制碳密集度較高的私人消費(fèi),提倡從清潔生產(chǎn)地區(qū)購(gòu)買產(chǎn)品和服務(wù),對(duì)整個(gè)城市產(chǎn)品供應(yīng)鏈進(jìn)行綠化[31]。

      消費(fèi)法也存在不足之處:一些當(dāng)?shù)卣軌蚴┘佑绊懙幕顒?dòng),比如用于出口的產(chǎn)品,并未核算在內(nèi),這會(huì)降低部分減排效率;核算方法和程序相對(duì)復(fù)雜,常常受制于數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題;計(jì)算碳排放強(qiáng)度時(shí)會(huì)面臨溫室氣體排放的核算邊界和GDP的核算邊界不一致等問(wèn)題。已經(jīng)有大量的研究探討在國(guó)家層面用消費(fèi)法核算碳排放量、確定碳排放責(zé)任的可行性。但用消費(fèi)法核算城市碳排量剛剛處于起步階段,是碳排放核算方法發(fā)展的重要方向。

      3邊界界定準(zhǔn)則下的城市碳排放測(cè)度方法測(cè)度方法的不一致是引起城市碳排放量核算差異的又一重要因素。由于范圍1排放、范圍2排放與范圍3的排放的測(cè)度方法基本囊括了其他各種邊界所對(duì)應(yīng)的方法,比如直接排放測(cè)度與范圍1排放測(cè)度一致,城市碳足跡測(cè)度與范圍3測(cè)度都是基于生命周期視角,在基本思路上有相同之處,因此本文主要介紹這三種范圍的測(cè)度方法。

      3.1范圍1排放測(cè)度

      如前文所述,測(cè)度城市范圍1排放的方法已經(jīng)比較統(tǒng)一,基本核算公式是活動(dòng)水平數(shù)據(jù)與排放因子的乘積。根據(jù)溫室氣體排放的產(chǎn)生機(jī)理,測(cè)度該邊界內(nèi)的排放一般需要采集五個(gè)領(lǐng)域的活動(dòng)水平數(shù)據(jù),即能源活動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、農(nóng)業(yè)、土地利用變化和林業(yè)、廢棄物處理。目前在許多城市都可以獲取這些領(lǐng)域的原始數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)一些數(shù)據(jù)加工過(guò)程就可以滿足此種邊界的碳排放核算需要。但是在排放因子的本地化方面還存在一些障礙,為此,IPCC清單指南提供了一些缺省的排放因子,并在質(zhì)量控制程序中創(chuàng)造了“層級(jí)(tie)”的概念,不同層級(jí)表示不同的排放因子獲取方法(層級(jí)1運(yùn)用缺省排放因子,層級(jí)2運(yùn)用特定國(guó)家和地區(qū)的排放因子,層級(jí)3運(yùn)用具體排放源的排放因子),從層級(jí)1到層級(jí)3,方法復(fù)雜性和精確性都逐級(jí)提高。

      3.2范圍2排放測(cè)度

      電力、熱力部門是產(chǎn)生溫室氣體的重要排放源,2010年全球電力和熱力生產(chǎn)的排放量占所有能源活動(dòng)排放的48.2%,中國(guó)這一比例更是高達(dá)53.0%[32]。與熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)相比,電力生產(chǎn)和消費(fèi)的分布在城市間極不均衡,電力的調(diào)入調(diào)出大量而頻繁的發(fā)生,不同的電力轉(zhuǎn)移排放處理方式會(huì)給各城市排放結(jié)果造成較大影響。IPCC指南不計(jì)算外購(gòu)電的排放,也沒(méi)有對(duì)應(yīng)的估算方法,把城市電力的調(diào)入調(diào)出引發(fā)的間接排放核算在內(nèi),是城市清單與國(guó)家清單的重要不同點(diǎn)。

      由于城市電力調(diào)入調(diào)出的排放核算沒(méi)有參照系,用于發(fā)電的一次能源結(jié)構(gòu)也不一致,排放因子難以確定,因此測(cè)度難度較大。目前形成的幾種排放因子確定方法主要包括:①根據(jù)當(dāng)?shù)厮鶎俚膮^(qū)域電網(wǎng)排放因子確定;②根據(jù)全國(guó)各電網(wǎng)排放因子的平均值計(jì)算;③根據(jù)能否追蹤到外購(gòu)電的具體發(fā)電廠,劃分為“確定外購(gòu)電”和“不確定外購(gòu)電”,對(duì)確定外購(gòu)電根據(jù)發(fā)電的能源消耗結(jié)構(gòu)估算排放量,對(duì)難以確定電廠來(lái)源的不確定外購(gòu)電則采用電網(wǎng)綜合排放因子粗略估算。當(dāng)外購(gòu)電來(lái)源于多個(gè)電網(wǎng),或者城市既有電力調(diào)入又有電力調(diào)出時(shí),需要一步步分清電力的具體來(lái)源,方法更為復(fù)雜。

      3.3范圍3排放測(cè)度

      范圍3排放主要從生命周期角度入手,常用的測(cè)度方法一般有過(guò)程分析(process analysis,PA)和環(huán)境投入產(chǎn)出分析(environmental input—output analysis,EIOA)兩種,二者都依據(jù)生命周期評(píng)價(jià)的基本原理,但各有優(yōu)勢(shì)和不足。

      PA法是一種自下而上的方法,通過(guò)將產(chǎn)品或服務(wù)的生命周期分為一系列的流程單元,對(duì)重要生產(chǎn)過(guò)程的資源利用和環(huán)境影響進(jìn)行詳細(xì)分析。PA法精度高、透明性好,適合在一些微型系統(tǒng)中應(yīng)用。對(duì)城市范圍3排放核算來(lái)說(shuō),PA法存在兩個(gè)缺陷導(dǎo)致其適用性差:首先,過(guò)程分析的范圍不包括資本品的投入,因此容易低估碳排放量,尤其是低估對(duì)資本投入依賴較多的服務(wù)業(yè)產(chǎn)生的排放量;其次,由于城市許多過(guò)程發(fā)生在城市地理邊界之外,使用PA法容易產(chǎn)生截?cái)嗥`;第三,執(zhí)行PA法需要大量的時(shí)間和物質(zhì)投入,成本較高。

      相較而言,EIOA法是一種自上而下的方法,利用部門矩陣描述復(fù)雜經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的相互依存關(guān)系。該方法主要基于投入產(chǎn)出表,計(jì)算簡(jiǎn)便、快捷,不存在截?cái)嗥`,在國(guó)家一級(jí)的碳排放核算中使用較多。近幾年,EIOA法在城市層面已經(jīng)得到應(yīng)用,如澳大利亞的悉尼和墨爾本市[33]以及挪威的一些城市[34]都利用該方法測(cè)度城市碳足跡。盡管如此,城市應(yīng)用EIOA仍然存在許多障礙和不足,這表現(xiàn)在:①投入產(chǎn)出表是投入產(chǎn)出分析的基礎(chǔ),然而很少有城市編制投入產(chǎn)出表,目前使用該方法核算的城市,他們的投入產(chǎn)出表大都是根據(jù)國(guó)家投入產(chǎn)出表按比例縮減而來(lái),其精度依賴于城市條件與國(guó)家平均水平的接近、匹配程度;②EIOA方法本身存在的一些缺陷會(huì)降低城市碳排放量核算的精度,如根據(jù)“純部門假設(shè)”,具有不同環(huán)境影響的工業(yè)部門需要合并為投入產(chǎn)出表中的一個(gè)部門,然后統(tǒng)一使用合并后所屬部門的排放因子,這顯然會(huì)存在偏差,因此如果考慮數(shù)據(jù)質(zhì)量分層,EIOA方法應(yīng)視為層級(jí)1,即數(shù)據(jù)質(zhì)量是一般的;③EIOA計(jì)算部門排放因子用的是貨幣單位而不是實(shí)物單位,如果一個(gè)城市購(gòu)買了價(jià)格較高的低碳類產(chǎn)品,那么根據(jù)EIOA方法得出的排放量就會(huì)增加,這實(shí)質(zhì)上錯(cuò)誤評(píng)價(jià)了政策效果;④根據(jù)EIOA僅能提出與投入產(chǎn)出表中各部門相關(guān)的減排方案,對(duì)特定區(qū)域的減排政策措施并不敏感;⑤投入產(chǎn)出表編制時(shí)間長(zhǎng),更新頻率低,而且僅能測(cè)算特定年份。

      應(yīng)用EIOA方法時(shí)必須注意對(duì)進(jìn)出口貿(mào)易數(shù)據(jù)的技術(shù)處理,需將城市投入產(chǎn)出表中用于出口貿(mào)易的部分?jǐn)?shù)據(jù)剔除,并將滿足本地消費(fèi)的外地進(jìn)口貿(mào)易排放計(jì)算在內(nèi)。在核算進(jìn)口貿(mào)易排放時(shí),需注意進(jìn)口產(chǎn)品來(lái)源地的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、能源利用結(jié)構(gòu)與本地城市一般不同,因此不同來(lái)源地同一部門的排放因子會(huì)存在差異,如果在計(jì)算時(shí)均使用本地部門排放因子,也就是運(yùn)用單區(qū)域投入產(chǎn)出法(singleregion inputoutput, SRIO),測(cè)算出的是進(jìn)口貿(mào)易節(jié)約了多少本地碳排放量。更精確的測(cè)度城市碳足跡需要運(yùn)用到多區(qū)域投入產(chǎn)出法(multiregion inputoutput, MRIO),該方法對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品使用進(jìn)口來(lái)源地的排放因子。

      另外需要格外引起重視的是,投入產(chǎn)出分析僅僅反映了產(chǎn)業(yè)之間的相互聯(lián)系,因此利用EIOA方法計(jì)算得到的碳足跡只包括城市產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)產(chǎn)生的碳排放,對(duì)于城市居民生活消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放及消費(fèi)之后廢棄物處理環(huán)節(jié)的碳排放都沒(méi)有計(jì)算。只有把這些部分納入,才能完整反應(yīng)一個(gè)城市的碳足跡。

      綜上所述,從生命周期角度核算的PA法精度高但費(fèi)時(shí)較多,而EIOA法雖然計(jì)算快捷卻相對(duì)粗糙,有學(xué)者試探性的將兩種方法結(jié)合起來(lái),形成混合法(hybridEIOLCA)。

      4結(jié)論與建議

      4.1主要結(jié)論

      科學(xué)地核算城市碳排放量是低碳城市建設(shè)的首要環(huán)節(jié),理論意義與應(yīng)用價(jià)值重大。目前城市碳排放核算因受制于邊界界定問(wèn)題及測(cè)度方法的不一致,滯后于低碳城市建設(shè)的需要。本文從不同層次和角度歸納了“直接排放與間接排放”、“組織邊界排放與行政地理疆界排放”、“范圍1排放、范圍2排放與范圍3排放”等9種城市碳排放核算的邊界界定方法,理清了各種界定方法之間的關(guān)系。討論了間接排放在各種城市碳排放清單指南中的計(jì)入程度,發(fā)現(xiàn)各種清單指南都把范圍2的排放核算在內(nèi),而納入范圍3的排放部門數(shù)量和納入方式不盡一致。分析了生產(chǎn)視角核算與消費(fèi)視角核算各自存在的優(yōu)劣勢(shì),認(rèn)為消費(fèi)視角核算是未來(lái)城市碳排放核算方法發(fā)展的重要方向。介紹了范圍1排放、范圍2排放與范圍3排放的測(cè)度方法,提出了應(yīng)用各方法時(shí)須注意的問(wèn)題。

      通過(guò)全文分析,本文認(rèn)為:目前城市尺度的碳排放核算距滿足完整性、精確性、可比性、一致性四大原則的要求仍有一定距離;國(guó)際城市碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)對(duì)范圍3排放的界定最為混亂,各類城市溫室氣體排放清單編制標(biāo)準(zhǔn)組織應(yīng)聯(lián)合起來(lái)對(duì)范圍3排放進(jìn)行更明確的定義和分類,規(guī)范核算流程和測(cè)度方法,以完善城市溫室氣體清單編制的方法學(xué);碳排放責(zé)任分配應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)和消費(fèi)兩種視角,做到公平與效率兼顧。

      4.2對(duì)中國(guó)的建議

      中國(guó)正處于快速城市化進(jìn)程中,格外重視城市層面的溫室氣體減排,于2010年和2012年分兩批確定了36個(gè)低碳試點(diǎn)城市,明確要求這些試點(diǎn)城市編制溫室氣體排放清單。與西方國(guó)家城市相比,中國(guó)城市在空間結(jié)構(gòu)、管理方式及統(tǒng)計(jì)體系等方面都有著自己的特殊性,此外國(guó)內(nèi)不同城市相互之間的資源稟賦、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和消費(fèi)習(xí)慣等也各不相同。因此,中國(guó)城市碳排放核算需要在參考各清單指南基礎(chǔ)上,根據(jù)中國(guó)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,并充分考慮不同區(qū)域之間的異質(zhì)性。

      綜合各種因素,本文認(rèn)為中國(guó)現(xiàn)階段城市碳排放核算邊界界定及測(cè)度方法選擇應(yīng)注重考慮以下幾個(gè)方面。

      從城市角度:①城市采用哪種碳排放核算邊界,主要取決于核算的目的。在能力具備的條件下,城市應(yīng)盡可能編制內(nèi)容詳盡的碳排放清單,可以基于多種邊界界定準(zhǔn)則,給出不同視角的碳排放清單報(bào)告,以滿足不同目的的需要。這需要城市首先加強(qiáng)碳排放核算的支撐能力建設(shè),改變現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)體系與碳排放核算體系不相適應(yīng)的狀況。②加強(qiáng)城市之間的協(xié)調(diào)減排,相鄰城市可以共同規(guī)劃、建設(shè)共用的基礎(chǔ)設(shè)施,比如A城市消費(fèi)的水泥主要來(lái)源于B城市,那么A城市可以與B城市聯(lián)合進(jìn)行低碳技術(shù)研發(fā)或者為B城市引進(jìn)水泥低碳技術(shù)提供資金支持。③城市對(duì)既有的一些政策措施應(yīng)進(jìn)行重新評(píng)估、修訂,比如大多數(shù)城市的戰(zhàn)略規(guī)劃中提出“調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)”,但很多第三產(chǎn)業(yè)部門產(chǎn)品根據(jù)消費(fèi)視角核算的碳排放也比較高,因此從減排角度出發(fā),城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向不應(yīng)當(dāng)是簡(jiǎn)單的擴(kuò)大第三產(chǎn)業(yè)比重,而是要注重發(fā)展在整個(gè)生命周期階段具有低排放特征的產(chǎn)業(yè)。

      從國(guó)家主管部門角度:①由于城市能夠控制或影響直接排放,因此鑒于當(dāng)前嚴(yán)峻的減排壓力,在間接排放核算邊界和方法尚存爭(zhēng)議的條件下,應(yīng)秉持“效率優(yōu)先、兼顧公平”的原則,要求城市首先核算出直接排放量,并立即對(duì)這部分排放付諸減排行動(dòng)。②如果國(guó)家要向城市一級(jí)分解碳排放指標(biāo),應(yīng)首先明確核算邊界,規(guī)定相對(duì)統(tǒng)一的測(cè)度方法,提供支撐各種方法的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)和排放因子選取的標(biāo)準(zhǔn)與流程。同時(shí)應(yīng)根據(jù)不同類型城市的排放特點(diǎn),綜合考慮生產(chǎn)者責(zé)任和消費(fèi)者責(zé)任后,再確定城市的具體減排指標(biāo)。例如,工業(yè)城市一般生產(chǎn)視角排放多,消費(fèi)視角排放少,如果國(guó)家統(tǒng)一按生產(chǎn)視角核算的碳排放量分配減排責(zé)任,那么對(duì)這類工業(yè)城市可以適當(dāng)降低要求,或者給予更多的優(yōu)惠政策。③對(duì)電力和航空排放等難以確定地域歸屬的排放源,首先要鼓勵(lì)城市按照多種方法核算,并在其控制范圍內(nèi)對(duì)這部分排放施加影響。其次,考慮到這些行業(yè)一般屬于寡頭壟斷的市場(chǎng)結(jié)構(gòu),因此為降低減排的交易成本,可以主要從行業(yè)監(jiān)控入手,設(shè)定行業(yè)減排標(biāo)準(zhǔn),發(fā)揮行業(yè)自律的作用,以在城市溫室氣體排放控制領(lǐng)域形成一種政府為主導(dǎo)、社會(huì)各方面力量廣泛參與的社會(huì)治理體制。

      (編輯:李琪)

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