CMIP6情景中主要温室气体和气溶胶排放强度的时空分布特征分析

基于不同共享社会经济路径（Shared Socioeconomic Pathways, SSPs）形成的8组最新的未来可能情景（SSPx-y情景）,被用于第六次耦合模式比较计划（CMIP6）,以据此来预估未来气候变化的可能幅度和趋势。本文主要对比分析了8组SSPx-y新情景中主要温室气体和气溶胶排放数据的基准年排放强度分布、未来排放强度的时空变化、以及在6个典型区域排放强度的逐年变化等特征。结果表明:二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、黑碳（BC）、二氧化硫（SO₂）在基准年的排放强度高值区都位于东亚和南亚。相比于基准年,2100年CO₂和CH₄在高和低辐射强迫情景下表现出的排放强度变化有显著差异。此外,所有情景下2100年的BC和SO₂全球平均排放强度都弱于基准年的排放强度。在时间变化上,随着生物质能碳捕获与封存技术的不断进步,所有地区在4组不超过3.4 W/m2的低辐射强迫情景下,CO₂排放强度到2100年都呈现负值。其中,南美洲的负排放最强,2100年在SSP5-3.4情景下该地区的排放强度为－0.3 kg m－2 a－1。最后,对比东亚和南亚排放强度的逐年变化可以发现,在各情景所描述的未来发展过程中,东亚的减排行动的成效都要好于南亚。     

美国气候新政背景下的中国未来CO2排放情景预测

本文应用LMDI分解分析方法对中国2000—2014年生产部门CO₂排放量变化做因素分解分析,同时结合STIRPAT模型建立CO₂预测模型,分析2017—2030年中国的CO₂排放情况。结果表明,经济增长和能耗强度变化对中国CO₂排放量变化的影响分别为114.9%、-22.6%。基于预测模型变量构建未来情景,设定正常路线、减排路线和激进路线3条路线,共包含9种情景。正常路线的低碳情景和减排路线的基准情景下可实现2025年达到CO₂排放峰值,减排路线的低碳情景可实现2020年达到排放峰值。     

工业部门污染物治理协同控制温室气体效应评价——基于重庆市的实证分析

以高能耗为主要特征的工业部门是大气污染物和温室气体的重要排放源。为推动协同管控,文中结合生态环境部在重庆市组织开展的试点工作,对工业企业NOx污染治理协同控制温室气体的效应进行了量化分析。结果表明,以末端治理为手段的NOx治理措施协同控制温室气体的效果为负,即工业企业去除1 t NOx会直接或间接增加CO₂排放1.811 t,采用SNCR技术且选择氨水等非尿素类脱硝剂有助于减少工艺过程和电力间接CO₂排放。2017年工业企业NOx减排导致CO₂排放增加52.57万t,占重庆市能源活动CO₂排放总量的0.3%。电力碳排放因子降低1%和降低5%情景下,NOx减排的总协同度将分别提高0.9%和4.3%,尤以水泥制造业的协同效果改善最明显。减少尿素使用和提高电力低碳化程度有助于降低工业领域NOx减排对CO₂排放的负协同效果。     

基于飞行阶段的精细化航空二氧化碳排放因子研究

航空运输是交通领域CO₂排放增长最快速的部门。文中选择中国民航使用频率较高的超大型、大型、中型和小型飞机的典型机型,基于不同飞机在起飞、爬升、巡航、接近和滑行阶段引擎油耗速率、运行时间和油耗量的变化,计算航空飞机CO₂排放因子。同时结合各机型碳排放因子、额定载客量与客座率评估旅客搭乘不同飞机时的人均CO₂排放量（即单位客运周转量CO₂排放因子)。结果显示,超大型飞机、大型飞机、中型飞机和小型飞机在其航程区间内的平均CO₂排放因子分别为49.8、31.7、16.2和8.5 kg CO₂/km;满载条件下单位客运周转量CO₂排放因子均值分别为102.6、95.2、81.7和112.4 g CO₂/(人∙km)。起飞和爬升阶段引擎油耗速率约为巡航阶段油耗速率的2.6~3.4倍和2.0~2.8倍,飞机CO₂排放因子随飞行里程的提高而降低。航空运输是高碳客运方式,相同里程条件下,航空单位客运周转量CO₂排放因子显著高于高铁、道路机动车等其他客运方式。提升燃油效率、减少短途航运、合理安排航线以提高客座率并减少中途转机是降低航空碳排放量的有效途径。     

未来中国纯电动汽车的节能减排效益分析

采用燃料生命周期方法,选取能耗、CO₂、NO_x和SO₂排放等关键节能减排指标,对我国纯电动汽车、汽油汽车和混合动力汽车进行比较分析。通过对2010年和2020年两个时间点的考察,发现推广纯电动汽车并不一定有利于节能减排：在2010年技术水平和能源结构下,纯电动汽车的燃料周期能耗和CO₂排放低于燃油汽车（包括汽油汽车和混合动力汽车),但NO_x和SO₂排放要高出燃油汽车50%以上;到2020年,若国家相关规划目标得以实现,纯电动汽车的燃料周期能耗和CO₂排放将比2010年下降30%左右,NO_x和SO₂排放将比2010年下降80%以上,但由于发动机技术迅速改进等原因,届时纯电动汽车的燃料周期CO₂、NO_x和SO₂排放等都高于混合动力汽车。在此基础上,进一步分析了纯电动汽车节能减排效益的不确定性,并提出改善纯电动汽车节能减排效益的政策建议,如将纯电动汽车的推广与电力系统改造行动结合起来、基于能耗水平对纯电动汽车和燃油汽车进行分类管理等。     

国际碳排放特征演进及中国应对建议

通过系统地比较各主要国家CO₂排放总量、人均排放量及排放强度等,总结发达国家碳排放特点,分析中国碳排放历程及各阶段出现的原因。比较分析发达国家和发展中国家应对气候变化的相关政策,结合中外碳排放特征,总结中国碳排放及应对气候变化面临的主要问题。提出中国新常态下应对气候变化的建议,包括在国际层面上,积极参与气候谈判,推动国际社会低碳化发展,在中国层面上,切实改变经济增长方式,引领经济低碳发展等。     

基于统计学的中国典型大城市CO2排放达峰研究

对选取的36个中国典型大城市,分析2005—2019年直接CO₂排放与总CO₂排放特征,构建基于条件判断函数和Mann-Kendall趋势分析检验法的城市CO₂排放达峰判断模型,判断36个城市排放是否达峰,并对达峰城市特征和处于不同排放阶段的典例城市进行深入分析。结果表明,36个典型大城市中,昆明、深圳与武汉3个城市已达峰,8个城市处于平台期,其余25个城市综合来看尚未达峰。建议未达峰城市根据自身特点借鉴已达峰城市经验,调整产业结构与能源结构,降低碳排放强度,加强碳排放与经济增长的脱钩,尽早实现达峰。     

IPCC AR6报告解读：气候系统对二氧化碳移除响应

IPCC AR6报告中控温1.5℃和2℃的低排放情景需要在21世纪中叶以后实现净负CO₂排放,这需要在很大程度上依赖CO₂移除措施。AR6对CO₂移除的主要评估结论如下：CO₂移除有潜力从大气中去除CO₂（高信度);如果CO₂移除量超过CO₂排放量,将实现净负CO₂排放,降低大气CO₂浓度,减缓海洋酸化（高信度);通过CO₂移除方法从大气中去除的CO₂会部分被海洋和陆地释放的CO₂抵消（非常高信度);如果净负CO₂排放可以实现并且持续,CO₂引起的全球升温趋势将会逐渐扭转,但是气候系统的其他变化（例如海平面升高）仍会在未来的几十年到千年尺度上持续（高信度);不同CO₂移除方法会对生物化学循环和气候产生广泛的影响,这些影响会加强或减弱CO₂移除的降温潜力,并且影响水资源、食物生产和生物多样性（高信度）。     

公共建筑运营企业温室气体排放核算方法探讨

本文从完整性的角度提出了中国公共建筑运营企业温室气体排放核算方法,进行了案例分析,并对其在中国未来碳排放交易市场中的应用提出了建议。研究表明,公共建筑运营企业排放核算主要采用活动数据法,核算范围包括化石燃料燃烧排放、逸散型排放、新种植树木的排放抵消、外购电力和热力的排放。案例分析表明,电力和热力引起的排放占88.32%;制冷剂逸散排放、灭火器使用引起的排放、化粪池CH₄的排放、树木吸收的CO₂（即排放量为负值）占比都较小;汽车移动源的排放占11.99%,是否应纳入主要依据核算排放量的用途。对中国未来碳排放交易市场,公共建筑物排放的核算范围,初期仅考虑化石燃料燃烧排放、外购电力和热力的排放是合理的。     

水泥熟料生产企业CO2直接排放核算模型的建立

为快速掌握区域内全部水泥企业的碳排放情况,在部分企业实际生产数据未知时,也能建立其生产碳排放清单,文中基于熟料生产特征,构建了可根据设备设计产能和运行时长两种参数来核算企业CO₂排放的数值模型。以京津冀地区59条典型水泥熟料生产线的生产数据作为统计样本,借助Eviews对生产线的实际产能、熟料烧成煤耗与设计产能间的关系进行回归分析,并引入了生产时间修正系数,完成了CO₂核算模型的建立。将其应用到京津冀地区全部106条水泥熟料生产线中,得出 2018年度京津冀地区水泥熟料总产量,该核算值与数字水泥网发布的统计数据之间的相对误差均值为7.81%。通过核算,CO₂直接排放系数为0.93 t CO₂/t熟料,与国内均值相差7.27%。构建的核算模型与实际生产契合良好,更重要的是可以通过此数值模型自下而上建立区域内全部企业的CO₂排放清单,实现较高时空精度的清单网格化,并可与现有卫星遥感探测、移动监测设备所得的数据形成比对,使水泥行业的碳监测和减排政策的制定更具针对性。     

碳普惠制下市民乘坐地铁出行减碳量核算方法研究——以广州为例

碳普惠制是一种以城市居民为主体的温室气体自愿减排机制。将乘坐地铁出行作为低碳行为纳入碳普惠制,是建设全民参与型低碳社会的重要探索。本文提出了替代法和均值法两种市民乘坐地铁出行减碳量的核算方法,并以广州市为例,计算了2015年广州市民乘坐地铁出行的减碳量。结果显示：替代法下广州市民乘坐地铁出行的减碳量约为0.5419 kg CO₂/人次,均值法下约为0.5155 kg CO₂/人次,如果按2015年广州市地铁系统的客运量计算,替代法和均值法下全市地铁系统的年减碳量分别约为130万t CO₂和124万t CO₂。其中,替代法主要参考已有的CCER方法学设计,具有一定的理论基础,但其替代出行模式的确定受被调查对象的主观影响较大,而均值法以城市现有的机动化出行模式为基准线,较少受到人为因素的干扰,均值法被认为更适合于计算碳普惠制下市民乘坐地铁出行的碳减排量。     

基于MRIO模型的中美欧日贸易隐含碳特点对比分析

基于GTAP8数据库,构建了2004年和2007年全球多区域投入产出（MRIO）表,测算了中国、美国、欧盟和日本基于生产端和消费端的碳排放量,对比了中、美、欧、日各自对外贸易隐含碳特征,分析了中美、中欧、中日双边贸易中的隐含碳特点。结果表明：2004和2007年,中国基于生产端的碳排放高出消费端15%以上,而美、欧、日则低5%左右;中国是隐含碳净出口国,而美、欧、日则属于隐含碳净进口国;中国出口隐含碳最高的前三个行业依次是设备制造业、纺织服装业和其他制造业;美、欧出口隐含碳最多的行业则是设备制造业、交通业和石化工业,日本的出口隐含碳高度集中于设备制造业。     

基于CGE模型的上海市碳排放交易的环境经济影响分析

通过应用上海市能源－环境-经济CGE模型,针对碳排放交易机制所涉及的重要要素,包括覆盖行业和分配方式等设计不同的情景,模拟了在不同的就业条件下碳排放交易机制对经济的影响和对传统污染物的协同减排效应。结果表明,如果碳交易纳管行业释放出来的劳动力能及时被其他行业吸纳和消化,则碳交易对GDP的整体影响为正,碳交易的实施产生了双重红利。若劳动力不能及时转移,则碳交易对GDP的整体影响为负,2020年不同情景下GDP损失为1.5%～2.4%;相比覆盖部分行业,在覆盖全部行业的情景下,碳价格最低,从2013年的30元/t增加到2020年的202元/t,对高耗能行业的竞争力影响相对较小,但是由于所有行业都纳入到纳管范围,使得对GDP的负面影响最大;此外,实施碳交易能明显改善环境效益,有助于推动SO₂和NO_X减排目标的实现。     

大气污染物与温室气体减排协同效应评估方法及应用

基于二维四象限图构建了一个量化大气污染控制和温室气体减排协同效应的评估指标,建立了量化评估协同效应方法;针对《大气污染防治行动计划》评估中能源结构调整和产业结构调整措施进行了协同效应量化实施效果评估。结果显示：所有实施的减排污染物的措施均有正的CO₂减排协同效应,应该积极鼓励和推荐。实现CO₂和SO₂减排最大协同效应的措施是减少煤炭消费总量;此外,电力替代煤炭和油品、天然气替代燃煤等也可以实现较大的SO₂减排,但其CO₂的减排效果相对较小;淘汰小型燃煤锅炉可以实现较高的NO₂和CO₂减排;淘汰落后产能和化解过剩产能等也有较高的协同效应;SO₂和CO₂协同效应评估指数最高的是能源消耗下降措施,其次是燃料替代措施;NO₂和CO₂协同效应评估指数最高的是淘汰燃煤锅炉措施,其次是天然气替代燃煤措施;烟尘和CO₂协同效应评估指数最大的是燃煤替代措施,其次是能源消耗下降措施。2013—2017年《大气污染防治行动计划》能源结构调整和产业结构调整部分措施的实施,实现了SO₂减排2264.78万t,NO₂减排656.1万t,烟尘减排469.18万t,同时实现了CO₂减排14.62亿t,具有显著的正向协同效应。     

实施低碳水泥标准的影响及协同减排效果分析

采用MAP-CGE模型,模拟了我国水泥行业实施低碳水泥标准对不同生产工艺产出、能耗及污染排放的影响,测算了对其边际减排成本和均衡价格的影响,分析了对不同污染物的协同减排效果。模拟结果表明：实施低碳水泥标准有利于水泥生产工艺的升级换代,并有助于水泥行业节能减排;在现有技术水平下,水泥行业在减排1 t CO2的同时将带来约1.17 kg的SO2减排量和4.44 kg的NOx减排量;实施低碳水泥标准对于水泥行业控制NOx排放很有利;但水泥行业也需承担减排成本并导致其均衡价格的小幅上升。     

我国能源活动CO2排放在2020—2022年之间达到峰值情景和可行性研究

全球到2100年实现将温度上升控制在和工业化前相比2℃以内,已经成为一个政策目标。本文结合中国能源环境政策综合评估（IPAC）模型的近期研究结果,分析了实现全球2℃温升目标下我国能源活动的CO₂排放情景,并对其关键因素进行研究,得到实现这些情景的可行性。研究表明,考虑到我国经济转型、能源效率提升、可再生能源和核电的发展、碳捕获和碳封存技术,以及低碳生活方式的转变,我国能源活动的CO₂排放是可以在2025年之前,甚至更早（如在2020—2022年）实现排放峰值,峰值总量在90亿t左右,之后开始下降,这和我国在全球2℃温升目标情景中给予的碳空间相一致,支持我国未来在全球温室气体减排中的国际合作路径,以及国内低碳发展政策的制定。实现这样的减排路径,需要在既有的环境和能源政策之外制定针对气候变化减缓的明确和长期的政策,如碳定价。     

上海郊区二氧化碳通量特征分析

利用上海郊区奉贤的涡动相关通量观测资料,对2015年9月至2016年8月二氧化碳(CO₂)通量的时空分布特征、年总排放量进行了分析。结果表明,上海奉贤春、夏、秋季的9—14时CO₂通量几乎全为负值,冬季CO₂通量则全天均为正值。奉贤CO₂通量没有明显的周末效应。植物光合作用是影响奉贤CO₂通量时间变化特征的主要因素。各方向CO₂通量大小与其周边下垫面情况密切相关,受植被覆盖影响,绝大部分方向的夏季白天CO₂通量明显低于其他季节。奉贤CO₂年总排放量为3.83 kg·m^-2,明显小于植被覆盖率较低的东京、墨尔本和北京的郊区,也明显小于上海的中心城区。