基于自主体的全球碳交易模拟

碳交易是未来全球应对气候变化的重要组成部分之一。基于Agent建模技术,开发了一个包含中国、美国、日本、欧盟、前苏联地区以及世界其他地区的全球碳交易模拟系统,并且根据人均累积排放权均等和减排目标控制原则,设置了"丁标准"情景和"2℃目标"情景,对全球碳交易行为展开了模拟研究。研究发现:(1)随着碳排放权的逐年减少,未来碳交易价格将呈上升趋势;(2)碳交易将有助于资金从发达国家向发展中国家转移;(3)由于碳交易允许配额缺口区域向配额盈余区域购买碳排放权,未来发达国家的人均碳排放量仍将高于发展中国家;(4)虽然碳交易能提高全球累计拉姆齐效用,但无论从中国在未来碳市场中的收支情况,还是全球福利水平的改善程度来看,"2℃目标"情景均将优于"丁标准"情景。     

中国各省区碳足迹与碳排放空间转移

减排责任的区域分解需要科学评价各地区的排放责任。碳足迹可以全面客观地评价为满足消费而进行的生产的生命周期碳排放水平, 除了生产过程的直接碳排放, 也包括生产过程中所消耗的中间产品的隐含碳排放。应用2007 年各省区投入产出模型和2002 年中国省区间投入产出模型, 定量测算了各省区的碳足迹和省区间的碳排放转移。结果显示, 各省区之间碳足迹和人均碳足迹存在显著的差异。碳足迹较大的省份为经济大省, 主要分布在北方地区;人均碳足迹较高的省份主要是北京、上海等中心城市和能源富集区域及重化工基地;中国存在着从能源富集区域和重化工基地分布区域向经济发达区域和产业结构不完整的欠发达区域的碳排放空间转移。上述结果表明, 人均碳足迹高的经济发达省份应承担较大的减排责任, 能源富集区域和重化工基地分布区域有相当一部分的碳排放是为沿海发达省份和产业结构不完整的欠发达省份提供电力、原材料等高碳产品所致, 减排责任的区域分解需要考虑碳排放空间转移的因素, 适当减轻能源富集区域和重化工基地分布区域的减排责任, 或使沿海发达省份向能源富集区域和重化工区域提供资金和技术上的扶持, 帮助这些区域提高能源利用效率, 减少碳排放。     

“一带一路”沿线地区隐含碳流动研究

随着全球各区域的连通性不断增强,碳流动以及碳泄漏在全球碳减排过程中扮演着越来越重要的角色。伴随全球产业跨境转移的过程,发达国家的高碳行业逐渐转移到发展中国家,并从这些国家进口成品用于自身最终消费。基于多区域投入产出分析,本文测算了“一带一路”沿线地区隐含碳流动,分析了生产碳及消费碳强度在全球的空间分布,并以此为基础探讨了“一带一路”沿线地区的生产者及消费者责任。结果显示,“一带一路”沿线地区的生产碳强度大都高于消费碳强度,且两者的差值大多高于“一带一路”区域外发达地区。全球95%以上的隐含碳净流出发生在“一带一路”沿线地区,美国、西欧等发达国家/地区的消费所引发的“一带一路”沿线主要区域直接碳排放占比约为30%。考虑到跨国贸易中的隐含碳排放,“一带一路”沿线地区整体承受了较大的碳排放压力。从消费者责任着手衡量各国家/地区在全球气候变化中的碳排放责任,并以包容性全球化为基础推进“一带一路”气候治理体系构建,可为长期难以达成协议的全球气候治理问题提供有效思路。     

中国城市群碳转移及责任分担

厘清城市群碳排放责任,有助于实现城市群碳达峰和低碳社会建设。基于构建的中国城市多区域投入产出模型,分别测算了各城市群生产侧和消费侧碳排放及净碳转移规模和流向,并利用价值链理论,在对城市群贸易增加值分解的基础上提出一个城市群间的碳排放权责分配方案。结果显示：1）从生产侧责任转向消费者责任的核算方法下,中国各城市群的碳排放存在显著的差异,中间产品调入、调出以及来自其他城市群的最终产品需求是城市群碳转移的主要原因。2）城市群净碳转移不仅发生在经济发达的沿海地区城市群之间,而且在较不发达的内陆城市群与沿海城市群之间也尤为显著。3）在“责任共担”的碳核算方案下,各城市群碳排放规模显著变化。相比于消费侧责任,呼包鄂榆等12个城市群的“责任共担”碳排放量相对增加;与生产侧责任相比,珠三角等9个城市群的“责任共担”碳排放量有所增加。为此提出制定差异化的碳减排政策,建立兼顾效率与公平、协调减排责任和减排目标的城市群碳排放责任分配机制等建议。     

黄河下游沿岸地市CO2排放的时空分异

地市级尺度的碳排放结构演变与区域差异分析对通过技术学习与知识流动短期内抑制 碳排放的快速增长具有重要意义。以地市级行政区作为基本空间单元, 对黄河下游沿岸区、 两大子区及21地市化石能源与水泥工业生产过程排放的CO₂ 进行科学核算, 发现CO₂ 排放量 变化于2000年的364.12～4426.95万t至2009年的1238.98～10411.91万t,呈现出典型的 “S型”增长特征, 但不同尺度区域排放结构的时空差异显着。2006年以来, 工业化进程较快 的区域水泥排碳比例有显着增长, 产业结构优化策略促使少数地市水泥排碳比例有所下降。 CO₂ 排放强度与人均排放量的变动符合碳排放EKC曲线关系, 但时空分异特征并不一致。排 放强度的全区总体差异较为合理, 而人均排放量的区域差异偏大, 从而为涓滴效应的加速作 用创造了空间。地区内差异分别为两指标全区总体差异变动的主导因素, 整体上, 中原区内 地市间差异对两指标全区差异变动的贡献更大。     

温室气体排放评价指标及其定量分析

温室气体排放的科学定量评价是建立国际温室气体减排框架、确定各国合理的减排责任、部署国际减排行动的基础。通过系统阐述目前国际上通行的温室气体排放的主要评价指标(国别排放指标、人均排放指标、GDP 排放指标和国际贸易排放指标等), 并通过定量评价剖析这些评价指标的优缺点及其局限性。讨论了发展科学、公平和易于广泛接受的新评价指 标的可能性。基于可持续发展的公平性原则, 提出了“工业化累积人均排放量” 的新指标, 以客观定量评价世界各国工业化以来温室气体历史累积排放量的当代人均量。新指标的结果显示, 英美等老牌工业化国家的工业化累积人均排放量远高于全球平均水平和发展中国家的 水平。还提出并讨论了人均单位GDP 排放量、消费排放量、生存排放量等潜在的评价指标。     

双侧伽马分布在碳交易中的应用（英文）

由于二氧化碳的大量排放,导致生态环境急剧恶化,全球各国对碳排放量的关注度越来越高.推出碳金融衍生品、完善碳交易体系是促进碳减排的重要手段,而合理的碳金融衍生品定价是推出相关金融产品的基础。本文首次采用双侧伽马分布拟合碳配额收益率序列,得到碳配额价格的波动率并对期权定价模型进行优化,最终求得了碳期权价格。结果表明：碳配额收益率序列近似服从双侧伽马分布,而且此模型用于碳期权定价具有合理性。随后,综合考虑连涨、连跌收益率之间的关系及成交量对价格的影响,利用双侧伽马分布推导出价格涨跌条件概率的公式,进行了数值验证。因此,双侧伽马分布在碳交易中可用于期权定价和价格涨跌概率推断。     

中原经济区县域碳收支空间分异及碳平衡分区

区域碳收支核算是当前全球气候变化与碳排放研究的核心内容之一.开展县域空间碳收支与碳平衡研究不仅有助于从理论上构建县级尺度碳效率和碳生态压力评估的方法,而且对于县域空间碳补偿及低碳发展策略的制定也具有重要的现实意义.本文采用2009 年中原经济区县域单元的各种统计数据及土地利用数据,对县域空间的碳收支状况进行了核算分析,并在碳平衡分区的基础上提出了中原经济区主体功能区优化的思路和政策建议.主要结论:① 中原经济区2009 年碳吸收和碳排放总量分别为1.3 亿t 和2.1 亿t.碳排放量基本呈现“从市辖区到周边县(市) 逐渐降低”的规律;碳吸收量的分布具有“西北低、东南高”的特点;②县域空间碳补偿率的分布具有显著的区域差异,人均GDP 越高的地区,其碳补偿率往往越低;反之,碳补偿率越高;③ 由于县域单元碳源/汇具有较大的空间差异,中原经济区县域空间的碳排放经济贡献率和碳生态容量存在明显不匹配现象;④ 基于碳平衡分析,本文将中原经济区县域空间划分为碳强度控制区、碳收支平衡区、碳汇功能区、碳总量控制区及低碳优化区等5 类区域,并在此基础上提出了中原经济区主体功能区优化的思路及低碳发展策略.     

省级层面碳排放估算及减排路径方法研究——以宁夏为例北大核心CSCD

从省级层面研究碳排放年际变化进而探讨减排路径对制定碳减排措施和实现“双碳”目标具有重要意义。以西北典型干旱省份宁夏为例,综合对数平均迪氏指数分解、相关分析、脱钩分析等方法分析碳排放的多年变化趋势、影响因素及减排路径。结果表明:(1)宁夏年碳排放量、人均碳排放量及单位面积碳排放量均逐年增加,而碳排放强度呈现出先升后降又回升的波动趋势。(2)经济和产业结构是年碳排放量增加的主要影响因素,能源结构和能源强度对碳排放增长具有一定的抑制作用。(3)十大高排放行业主要利用热值低且碳排放高的原煤等能源,导致宁夏碳排放和GDP仍未脱钩,但脱钩的行业数量在增加。本研究采用年碳排放量、碳排放强度、人均碳排放量及单位面积碳排放量等多个指标全面服务于碳达峰、产业结构优化、碳公平等目的,依据主要影响因素、细分行业分类及能流分析,从产业结构优化和能源结构调整等角度提供有效的碳减排路径。研究结果将为“双碳”目标下省级层面绿色发展规划措施的制定提供科学支持。     

最优增长路径下的中国碳排放估计

从能源消费、水泥生产和森林碳汇3 个方面对中国未来的碳排放进行了较为全面的估计。其中,能源消费碳排放是在能源-经济框架下利用经济动力学模型对最优经济增长路径下的能源需求进行预测得到的,同时考虑了能源结构的演化及不同能源品种在碳排放系数上存在的差异;水泥生产碳排放则是在对水泥产量预测的基础上进行的,认为水泥产量与城市化进程存在一定的联系,而城市化进程遵循“S曲线”发展规律;森林碳汇是通过引入CO2FIX模型,分别对原有森林与新增可造林的固碳能力进行估算,最终合成了中国未来的净碳排放曲线。结果发现,能源消费碳排放在2031 年达到高峰,为2637 MtC,对应的人均GDP低于OECD国家的实证经验;人均排放高峰出现在2030 年,为1.73 tC/人,远低于美国欧盟和日本2006 年水平;水泥生产碳排放增长放缓,2050 年控制在254 MtC左右,占工业总排放的12%;森林碳汇至2050 年可累计吸收6806.2 MtC,年吸收量逐渐下降;净排放也于2033 年达到峰值,为2748 MtC。     

河南省碳源碳汇的时空变化研究

碳源、碳汇是影响低碳发展的重要因素,由其形成的碳盈亏是区域低碳经济发展战略及政策制定的重要依据。本文基于能源消耗数据、主要工业产品产量,参考IPCC的碳排放标准,结合其他相关研究,计算了河南省能源消耗及水泥、钢铁、合成氨生产过程中产生的碳排放;在对研究区遥感影像处理的基础上,通过归一化植被指数(NDVI),将河南省的碳汇分为耕地、林地和草地,根据各种植被的碳排放和碳吸收系数,计算了河南省的碳汇及其变化,并对碳盈亏及其空间变化进行分析。结果表明：①研究期内,河南省碳排放及人均碳排放呈上升趋势,碳排放总量及人均碳排放年均分别增长11.22%和10.72%,而且空间差异明显,豫西、豫北、豫中地区人均碳排放相对较高,而豫南、豫东南地区则相对较低。②能源消耗是河南省的主要碳源,其碳排放量呈逐年增加趋势,但所占比重在不断下降;水泥、钢铁是除能源消耗外的另一种主要的排放源,其碳排放量及所占比重则呈逐年上升趋势。③河南省碳汇主要以林地和耕地为主,草地所占比重很小;全省碳汇呈减少趋势,2005-2013年期间减少了7.40%(47.05万t),年均减少5.88万t。④河南省总体上呈现碳亏状态,研究期内碳亏呈增长趋势,且碳亏的地区数量也在增加,总的来看,豫南、豫东南、豫西地区处于碳盈或弱碳亏状态,豫中及豫北地区处于较严重的碳亏状态。⑤河南省应通过改善能源结构、调整产业结构、优化用地布局等措施,减少碳源,增加碳汇,通过区域碳补偿或生态补偿等手段鼓励碳盈地区减源增汇,为低碳发展创造良好的外部环境。     

新疆农地利用碳排放时空差异及驱动机理研究

基于化肥、农药、农膜、农用柴油、翻耕、灌溉6个主要方面的碳源,测算了新疆1993-2010年及各地州2010年的农地利用碳排放量。结果表明：（1）新疆农地利用碳排量总体呈“快速-缓慢-快速”的三阶段增长特征,其碳排放强度变化轨迹与此基本一致;（2）各地州区域差异明显,昌吉回族州属碳排放量、碳排放强度“双高”型地区;乌鲁木齐等3地区属低碳排放量、高碳排放强度地区;塔城等四地区属高碳排放量、低碳排放强度地区;哈密等六地属碳排放量和碳排放强度“双低”型地区。同时,利用kaya恒等式对其驱动机理进行分解,得出农业经济发展水平是农地碳排放的最主要驱动因素;农业生产效率对农地碳排放具有较强抑制作用;而农业结构、农业劳动力规模在不同程度上推动农地碳排放,进而提出促进新疆农地碳减排的对策建议。     

基于交通大数据的广东省高速公路碳排放计量模型与空间格局

以广东省为例,基于高速公路联网收费系统的路段车流数据,建立包含I~IV类客车和I~VI类货车在内的全样本、高精度碳排放计量模型,并采用地理空间分析法探索广东省高速公路碳排放空间差异性。结论主要有：1）广东省高速公路碳排放主要来自于货车,货车碳排放占碳排放总量的57.1%;客车占42.9%。其中,中小型机动车,如I类客车（即小汽车）、I类和III类货车等是高速公路主要碳排放源。2）在高速公路网络中,碳排放高值路段具有集中于国家级高速公路、邻近经济发达和人口密集区、邻近机场和港口等空间特征。客车碳排放高值路段主要集中在珠三角区域,沿广州市向外呈放射状分布;货车碳排放高值路段主要分布在国家级高速公路,且货车载货量越小,碳排放空间分布越集中。3）广东省高速公路碳排放较高的地市多集中在珠三角城市群,广州市城市首位效应突出。县区尺度下,高速公路碳排放的空间非均衡特征显著,碳排放较高的县区多为广州市和佛山市下属县区。     

河南省能源消费碳排放动态变化及空间分异

在分析河南省1978—2015年能源消费碳排放总量和结构变化的基础上,利用Im PACT等式对河南省碳排放驱动因素进行了研究和对未来碳排放量进行了情景预测,并运用空间自相关分析法探讨了空间分异特征。结果表明:(1)1978—2015年,河南省碳排放量总体上呈现增加的趋势,年均增长5.11%,由煤炭和石油消费导致的碳排放比重一直稳定在95%以上。(2)弹性分析表明人均真实GDP增加1%将导致人均能源消费量增加0.48%,利用强度下降0.52%,而环境影响增加0.53%。(3)保持经济增长的同时,与2011—2015年相比,1978—2015年效率年均增长率提高5.25倍,是河南省实现循环经济建设的一种可行方案。(4)河南省2015年碳排放全局Moran’s I值为0.047,呈微弱空间正相关,各地市碳排放具有明显的二元结构特征,空间集聚特征不明显。     

我国城市居民直接能耗的碳排放类型及影响因素

针对我国287个地级以上城市,在测算了近9年居民直接能耗导致的CO₂排放量的基础上,进行聚类、对比,并分析城市居民直接能耗的碳排放影响因素,得到以下结论:全国分为6类城市居民直接能耗碳排放类型;高碳排放型城市的地均碳排放强度、人均工资碳排放强度及居民直接能耗CO₂排放总量等方面均比低碳排放型城市高,人均地方生产总值碳排放强度低于低碳排放型城市,并多为经济发达城市和资源丰富城市,其碳排放构成上分别以电、交通能耗碳排放和气碳排放为主导,高碳排放型城市居民直接能耗CO₂排放量占全国地级以上城市的86.20%。我国大部分地级城市居民直接能耗的碳排放属于相对低碳排放型,其人均CO₂排放量低于全国平均水平。城市所在地的降温度日数(CDD)、采暖期、采暖强度、人均能源供给量、居民的人均工资、城市人均地方生产总值是影响城市居民直接能耗CO₂排放量的主要因素。     

中国城市居民生活用电碳排放差异及时空演变

以地级市为研究单元,以人均生活用电碳排放为测度指标,借助经典统计学中的各类不平衡指数,对2002―2011年间中国城市居民生活用电碳排放的差异程度进行动态时序分析。同时,运用ESDA方法,从静态的碳排放量和动态的碳排放增长率2个角度,定量描述了2002年以来中国城市生活用电碳排放的时空演化特征。结果表明：中国城市居民人均生活用电碳排放差异逐渐缩小;就人均碳排放量来说,总体上表现为空间正相关,且集聚程度逐渐增强,冷热点格局基本稳定,高值区域从广东省逐渐向北延伸至其他东南沿海地区;就碳排放增长率来说,碳排放增长在总体上无显著的空间相关性,地理集中现象不明显,冷热点区域转换迅速,高值区域数目显著增加且表现出向北转移的趋势。     

安徽省会经济圈碳排放强度与生态补偿研究

通过对1997年和2007年碳排放强度分析,揭示安徽省会经济圈内各市县对碳排放的影响和区域差异,根据相关固碳价格计算省会经济圈市县的生态补偿标准。研究结果显示:(1)省会经济圈总体上为碳汇区,1997—2007年间碳排放总量增加1 049.9万t,年均增长14.4%,其中,合肥市碳排放量增长最大。(2)2007年经济圈内地均建设用地碳排放强度和地均碳排放强度分别增加为1997年的2.18,2.41倍。1997—2007年,省会经济圈内的碳排放量、地均碳排放强度和地均建设用地碳排放都呈现合肥市>巢湖市>六安市。(3)经济圈内各县市地均碳排放强度差异显著,建设用地平均碳排放强度以合肥市最高(784 t/hm2),其次是霍山县和金寨县,其他区域的建设用地平均碳排放强度相差不大。(4)2007年合肥市提供的生态补偿标准是12.8～105.1亿元,六安市和巢湖市得到的生态补偿标准范围分别为31.9～278.1,0.6～13.8亿元;各县市生态补偿差异也很大。     

基于IPAT模型的安徽省不同情景碳排放趋势测度分析

基于1995-2010年能源消费数据,利用IPAT模型,分规划情景、惯性情景、低碳情景对安徽省未来碳排放量及碳排放强度进行测度,结果表明:2015年,安徽省在规划情景、惯性情景、低碳情景下的碳排放量分别为16 680.96万t、14 790.52万t、11 235.49万t,均呈增长态势,碳排放强度分别为0.6952t/万元、0.6661t/万元、0.6533t/万元,呈下降趋势,规划与惯性情景模式下的碳排放量和碳排放强度均高于低碳情景模式。3种情景碳排放曲线表明,不会出现库兹涅茨曲线(EKC)拐点。科技创新、机制创新是实现碳减排的重要途径,"十二五"期间,安徽省通过提高能源效率、优化能源结构、创新机制等举措,碳排放仍有较大削减空间。     

陕西省碳足迹时空变化研究

为了解近年来陕西省碳足迹的状况,采用《2006年IPCC国家温室气体清单指南》和中国《省级温室气体编制指南》推荐的方法测算了陕西省及其各市的碳足迹。结论如下：1995~2009年,陕西省碳足迹从4 129.38×10⁴t上升到22 460.23×10⁴t,增加了443.91%。从空间上全省碳足迹可分为3类：陕南始终为负值;陕北和渭南市较高;关中除渭南市以外的地区较低。14 a间全省人均碳足迹由1.18 t增加到5.95 t;各市人均碳足迹,陕北较高,关中较低,陕南为负值。全省碳足迹密度从2.00 t/hm²增高到10.90 t/hm²。陕西省的人均和单位面积的碳足迹远高于应对全球气候变化的目标,但空间上差异很大。以2009年为例,全省人均碳足迹是应对全球气候变化目标的2.98倍,而陕北则超过10倍,高于美国;关中为1.29~4.57倍。全省2009年碳足迹密度是应对全球气候变化目标的4.89倍;渭南、咸阳、西安3市高达9.63~16.95倍;榆林、铜川、延安和宝鸡4市为3.54~7.10倍;陕南植被的固碳作用消除了当地的碳排放外,还有剩余碳汇,但尚不能抵消陕北及关中的较高的碳足迹,因此总体看,对气候变化有负面影响,陕西的碳减排任务仍较重。     

一次能源消费导致的二氧化碳排放量变化

从不同燃料和不同地区入手,分析了我国1995~2006年间一次能源消费导致的二氧化碳排放量变化情况。结果表明:1995~2006年间,我国一次能源消费导致的二氧化碳年总排放量呈现"先减少后增加"的发展态势,其拐点出现在2000年,而且2001年后各个省(区、市)的二氧化碳年排放量较前期均有大幅度的增加,总排放量由1995年的78678万t碳增长到2006年的146919万t碳,年均增长率5.84％,人均二氧化碳年排放量也由0.62t碳/人增加到1.12t碳/人;煤炭消费导致的二氧化碳排放量占全国二氧化碳年总排放量的79%~85％;我国七大区和大部分省(区、市)二氧化碳年排放量与全国总排放量有类似的发展态势,其中华北、华东地区二氧化碳排放量居全国首位,山西省的二氧化碳排放量位居全国第一。