碳交易市场体系中的碳排放基准线:应用实践、研究进展与展望

碳交易作为一种碳减排的市场化手段和政策工具,在推动绿色低碳可持续发展中发挥着重要作用. 碳排放基准线是碳交易市场体系的重要组成部分,其对标行业先进碳排放水平,是碳交易机制中使用基准线法计算碳配额的主要依据. 我国已发布了全国发电行业的碳排放基准线,随着碳交易市场的稳步推进和发展,对于其他行业碳排放基准线的研究和制定需求愈发迫切. 本文以水泥行业为例,概述了碳排放基准线的制定方法,梳理了国内外碳排放基准线的应用实践及研究进展. 总体上,当前我国碳排放基准线工作滞后于欧美地区,面临覆盖行业少、行业内部标准不一、数据基础薄弱、区域及企业间差异未充分考虑等问题,难以保证碳配额分配的科学性和公平性. 未来,建议以发电行业为突破口,尽快统一各行业内部基准线制定方案,优先考虑高碳行业;构建适用于我国碳市场的产品分类体系,完善不同主体的碳核算技术标准,明确不同产品的碳核算边界;加强对企业活动数据的监管力度,严格碳配额核算、分配过程,保证碳额分配的透明、公平;围绕地区或企业间的差异量化与配额修正等关键问题开展深入研究,提高基准线适用水平.      

垃圾焚烧发电项目碳排放核算与减排效应研究

采用IPCC国家温室气体清单指南法计算了合肥市某生活垃圾焚烧发电项目的碳排放,分析了项目碳减排效应,并给出了垃圾焚烧的减排路径。结果表明,该生活垃圾焚烧发电项目碳排放强度为398.89 kgCO₂e/t,其中焚烧过程碳排放为384.7 kgCO₂e/t,占比96.44%。塑料等含化石碳组分垃圾的碳排放占整个焚烧项目碳排放的92%以上,是主要排放源。项目通过替代垃圾填埋基准线排放为557.75 kgCO₂e/t,替代燃煤发电的基准线排放为385.73 kgCO₂e/t,综合净减排量为544.59 kgCO₂e/t,表明生活垃圾焚烧发电项目具有很好的减排效益。通过系统规范核算了焚烧发电项目温室气体排放的基础数据,为垃圾焚烧发电行业摸清碳排放底数、参与碳排放交易等提供支撑。     

北京试点碳市场行业基准值研究——以供热行业为例

以北京试点碳市场的供热行业为例开展行业基准值研究,基于2013～2019年碳试点经核查的热力重点排放企业数据,采取4种基准线情景对北京市热力行业碳排放基准值进行分析,结果表明:随着北京市大气污染治理措施推进,供热行业燃煤清洁化改造基本完成,以2017年为分水岭,供热强度由快速下降过渡到平稳状态,适宜选择更近的历史年份作为分析的基准年,经综合评估基准线数值的先进性,行业配额的盈余程度和配额不足企业比例,建议北京市供热行业基准值取值为63.1kgCO₂/GJ,该基准值比已发布的北京市地方行业能耗限额标准严格,与已发布的北京市供热行业碳排放先进值具有较好一致性;北京市热力行业从历史强度法转变为基准线法后,通过划定统一的基准线,令行业整体配额处于不足状态,公平性相比历史强度法进一步提高,对实现全市双碳目标下热力系统重构具有积极促进作用.     

面向配额分配模拟的工业行业碳排放绩效——以郑州市为例

开展工业行业碳排放绩效研究,对于落实碳减排承诺、完善碳交易体制、推动低碳产业发展具有重要意义。采用郑州市2013年181家工业企业的基础数据,通过构建碳排放综合绩效指标体系和配额分配模型,开展不同行业的综合绩效评价和配额分配模拟。主要结论如下:(1)不同行业的碳排放强度分布极不均衡且与碳排放总量具有一定的关联性,但关联类型不尽相同。电力、热力生产和供应业的碳排放强度最高(5.4115 t/万元),烟草制品业的碳排放强度最低(0.0046 t/万元)。(2)不同行业单位用地碳排放量、单位劳动力碳排放量差异较大。电力、热力生产和供应业的单位用地碳排放及单位劳动力碳排放明显高于其他行业。(3)碳排放综合绩效表明,电力、热力生产和供应业的碳排放绩效最低,汽车制造业的碳排放绩效最高。(4)不同行业因综合绩效的差异获得与基准年碳排放不同增减比例的配额,其中,电力、热力生产和供应业获得的配额最多,化学纤维制造业获得的配额最少。通过碳配额分配模拟,郑州市整体减排18.206万t,减排比例为5.56%。(5)建议完善行业配额分配方案,并试点实施以碳排放综合绩效评价为基础的行业配额分配,实现资源节约、环境保护和碳减排的协同。     

面向碳交易的上海市建筑运营维护阶段碳排放基准线研究

结合上海地区实际特点和需求,建立建筑运营维护阶段的碳排放静态和动态基准线制定方法。基于上海市碳交易试点建筑碳排放量信息,在统计分析上海市建筑行业碳排放强度的基础上,设置实际合理情景和先进情景2组基准线情景,开展上海市建筑行业碳减排适用性分析,并结合减排目标模拟2016-2025年上海市建筑行业动态碳排放基准线水平。研究表明:(1)根据碳交易试点建筑四分位统计,上海市五星级酒店、办公建筑和商业建筑静态碳排放基准线分别为138.7kgCO_2/m~2/a、106.2kgCO_2/m~2/a和187.9kgCO_2/m~2/a;(2)《上海市建筑合理用能指南》以及《北京市建筑行业碳排放强度》交叉验证了静态碳排放基准线的科学性和合理性;(3)结合温室气体减排目标,静态碳排放基准线宜设定为2020年碳排放基准线,2016-2019年、2021-2025年各业态建筑基准线分别按照(1-α/5)~(2020-n)和0.99的系数进行动态调整。     

2020年中国发电行业碳减排目标规划相符性分析

基于发电行业节能减排技术的现有应用规划,预测3种不同的GDP增长情景,即减速发展,基准情景和高速发展情景下,若能实现我国现有关于发电行业节能减排技术的规划目标,2020年发电行业的CO2排放量将达到35.32,39.15,43.20亿t.同时基于中国2020年碳强度减排承诺,计算得国家2020年CO2排放目标在不同发展情景下将达到97.30~127.96亿t不等.结合上述结果讨论,发电行业规划目标相符要求2020年的CO2排放比例为33.27%~36.82%.结果表明,若能实现我国现有关于发电行业节能减排技术的规划目标,则对应于不同的GDP增长速度,发电行业总碳排放量能够完成国家承诺碳强度减排的分解目标.     

基于LEAP模型的工业园区碳达峰路径：以南京某国家级开发区为例

工业园区是能源消费和碳排放的密集区域,推动工业园区碳达峰对国家早日实现碳达峰目标具有重要意义.以南京某国家级开发区为例,基于LEAP模型,设置基准情景（BAU）、非工业减排（S1）、全行业一般减排（S2）、全行业强化减排（S3）和深度减排（S4）共5类情景,分析各情景下的能源消费需求和CO2排放变化情况,评估各项措施的碳减排贡献,提出园区实现碳达峰目标的政策建议.结果表明,S2、S3和S4情景下能源消费需求和CO2排放量将分别于2035、2030和2028年达到峰值,能源消费需求峰值（以标煤计）分别为26.28、21.66和19.10万t,CO2排放峰值分别为75.35、59.34和53.24万t.工业是研究区域能源消费和碳排放的主要贡献行业,S2、S3和S4情景下工业能源消费和碳排放占比分别于2035年、2030年和2028年达到峰值57.1%、56.0%、53.6%和64.2%、66.2%和62.9%.工业能效提升的碳减排贡献最大,其次为经济增速放缓,交通新能源汽车推广和公共建筑节能的碳减排贡献不显著.综合考虑碳达峰时间和园区碳排放强度考核目标,建议将S3情景作为该园区碳达峰的实施...     

中国电力行业CO2减排技术及成本研究

在"双碳"目标提出的背景下,电力行业作为首要的碳排放行业,将承担起更大的减排份额及减排责任.筛选了13种电力行业的关键减排技术,评估并比较了各减排技术在碳达峰年前后的减排潜力及减排成本的变化趋势,以每5年为1个时间节点,对边际碳减排成本曲线进行分析,最终从技术选择的角度确定电力行业情景年的最优减排成本方案.结果 表明:筛选的13种电力行业技术在2020,2025,2030,2035年的总碳减排潜力为4.7亿,7.0亿,5.0亿,5.4亿t,对应平均碳减排成本为8,67,242,464元/t.其中,2020年技术的边际减排成本为-295～376元/t.从技术类型而言,各项减排技术在边际减排成本曲线(MACC)上表现出特异性,相较于系统灵活性提升和技术升级改造,电源结构优化具有更高的碳减排潜力及更低的碳减排成本.研究为电力行业在选择最优减排技术方案时提供了成本角度的数据参考.     

碳中和背景下中国交通部门低碳发展转型路径

基于LEAP构建中国交通部门碳减排模型(CERM-CT),包含4类228种减排技术和措施,设计基准、碳减排和深度碳减排3组情景,分析了交通部门背后的驱动因子和服务需求,并对技术措施进行了成本有效性分析,提出了中国交通部门低碳发展转型路径.结果表明,降低车辆能耗和发展新能源汽车较为成本有效,运输结构调整碳减排潜力大.碳减排情景下,交通部门长期碳排放2050年下降至4.4亿t,相比基准情景减排69.7%,较基准年碳排放减少3.3亿t,有望在2060～2070年间实现碳中和.深度碳减排情景下,交通部门2050年碳排放下降至1.9亿t,相比基准情景和碳减排情景分别减排86.9%和56.9%,较基准年和碳减排情景分别减少碳排放5.8亿t和2.5亿t,有望在2060年前实现碳中和.不断提高燃油经济性、大力推广新能源汽车、控制机动车保有量和调整交通运输结构是交通部门实现低碳发展转型的必要减排手段,分别能带来25.0%、16.7%、8.3%和50.0%的减排量.深度碳减排情景下2021～2030年和2031～2050年的低碳交通新增固定投资分别为4.2万亿和6.3万亿,平均每年0.4万亿,主要用于新建...     

中国电力行业CO2减排技术及成本研究

在"双碳"目标提出的背景下,电力行业作为首要的碳排放行业,将承担起更大的减排份额及减排责任.筛选了13种电力行业的关键减排技术,评估并比较了各减排技术在碳达峰年前后的减排潜力及减排成本的变化趋势,以每5年为1个时间节点,对边际碳减排成本曲线进行分析,最终从技术选择的角度确定电力行业情景年的最优减排成本方案.结果 表明:筛选的13种电力行业技术在2020,2025,2030,2035年的总碳减排潜力为4.7亿,7.0亿,5.0亿,5.4亿t,对应平均碳减排成本为8,67,242,464元/t.其中,2020年技术的边际减排成本为-295～376元/t.从技术类型而言,各项减排技术在边际减排成本曲线(MACC)上表现出特异性,相较于系统灵活性提升和技术升级改造,电源结构优化具有更高的碳减排潜力及更低的碳减排成本.研究为电力行业在选择最优减排技术方案时提供了成本角度的数据参考.     

产业转移视角下京津冀石化产业碳排放因素分解与减排潜力分析

石化产业是我国经济的支柱性产业,但其大量的碳排放却给环境造成严重负担,因此提倡石化产业低碳发展能有效推动京津冀区域经济与环境绿色均衡发展.基于产业转移视角,分析2007-2016年京津冀区域石化产业碳排放量现状;运用对数平均迪式分解（Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI）法分解并分析京津冀区域石化产业碳排放量影响因素在三地的作用效果,进而借助产业竞争力系数佐证碳排放量影响因素作用效果在区域间的关联性;最后通过合理调整京津冀区域石化产业能源结构,将未调整和调整后的能源结构类型分别设置为基准情境和低碳情境,利用SPSS拟合最优曲线来预测2017-2030年京津冀区域石化产业减排潜力.结果表明:①2007-2016年京津冀区域石化产业碳排放量增加386.79×104 t,碳排放强度由0.77 t/（104元）降至0.31 t/（104元）.②2007-2016年,能源强度因素使京津冀区域石化产业碳排放量减少13 663.77×104 t,其贡献率高达148.38%;人均GDP因素促使石化产业碳排放量增加12 327.10×104 t,贡献率达110.69%.③对于石化产业竞争力系数,北京市由0.03降至-0.02,为三地石化产业转出地;河北省由-0.14增至0.16,为转入地.④在低碳情境下,2020年、2030年京津冀区域石化产业碳排放量分别比基准情境减少502.84×104、528.95×104 t,碳排放强度分别降至0.19、0.17 t/（104元）,均达到发展目标的要求.研究显示,2007-2016年京津冀区域石化产业碳排放量逐年上升,承受巨大减排压力,该区域可以通过调整石化产业能源结构来挖掘碳减排潜力,推动石化产业绿色发展.      

多情景视角下京津冀碳排放达峰预测与减排潜力

京津冀地区是中国核心经济区的重要组成部分,也是碳排放重点区域,其碳排放早日达峰对实现国家达峰目标尤为关键。通过分析碳排放及影响因素的关系,构建碳排放系统动力学模型,并设置六种情景方案,模拟预测其对北京、天津和河北碳达峰时间、峰值及减排潜力的影响。结果显示：（1）基准情景下,北京已经实现碳达峰,天津预计2023年碳达峰,而河北则难在2035年前达峰。（2）协调发展情景即综合调控政策,较单一措施情景,各地区碳减排效果最优;其中,北京2020—2030年碳排放较基准情景下降13.52%,天津碳达峰可提前至2021年,河北则可在2030年达到峰值。（3）单一措施情景下,环保情景对北京碳减排作用最显著,而节能减排情景则是实现天津与河北碳达峰的最佳发展模式。     

基于STIRPAT模型天津减污降碳协同效应多维度分析

基于STIRPAT模型,从排放总量、减排量和协同效应系数这3个维度定量分析了天津市减污降碳协同效应.结果表明,天津市大气污染物和温室气体的主要排放源均为工业源,大气污染物和温室气体的Pearson相关系数为0.984;人口总数、城镇化率、地区生产总值、能源强度和二氧化碳排放强度是影响天津市减污降碳协同效应的重要因素;天津市2011年和2012年大气污染物和温室气体协同增排,协同效应系数分别为0.18和0.17;2013~2014年和2018~2023年大气污染物减排且温室气体增排,协同效应系数均小于0,减污降碳不具有协同效应;2015~2017年和2024~2060年大气污染物和温室气体同时减排,协同效应系数范围为2.74~8.76.天津市具备在2024年进入减污降碳协同增效阶段的条件,天津市推动减污降碳协同增效最关键的是严格控制温室气体排放总量,持续推动能源强度和二氧化碳排放强度的下降,合理控制人口总数、城镇化率和地区生产总值.     

天津市工业能源消费碳排放量核算及影响因素分解

天津市工业经济的快速发展促使其能源消费量持续增加,已经成为该市能源消费的主体.建立能源消费的碳排放核算方法,对天津市工业能源消费碳排放量的时间序列进行分析.结果表明:在过去10 a内天津市工业能源消费的碳排放量年均增长10.41%,比工业增加值平均增速低58.53%;工业能源强度持续下降,万元(104元)增加值碳排放强度整体呈下降趋势,由1999年的2.38 t/万元降至2009年的0.68 t/万元,表明工业节能减排效果较明显;在工业终端能源消费结构中,煤炭占57.80%,高于北京、上海等地.采用对数平均迪氏指数分解法(LMDI)对工业经济规模、行业结构、能源效率和能源结构等因素进行分析.结果表明:工业经济规模是碳排放持续增长的主导原因;行业结构、能源结构整体上对碳排放量影响较小;能源利用效率提高是工业节能减排成效的最主要贡献因素,对碳排放量变化的贡献率达-140.80%.通过对天津市工业行业的进一步分析可知,能源密集型行业严重影响了工业能源消费碳排放量的变化.      

沈阳市中心城区和市郊区能耗碳排放格局差异

以沈阳市和平区和沈北新区2个不同类型的城区创建国家可持续发展实验区为契机,对比分析了中心城区和市郊区能耗碳排放格局的差异,提出了针对不同区域的特点将碳减排纳入到实验区的可持续发展建设中. 结果表明:中心城区和平区的能耗碳排放格局以原煤、电力和汽油的消耗为主,其中2006─2008年该区燃煤比重逐年下降,汽油比重逐年上升,电力排放总量虽缓慢增加但排放比重却有所下降;而对于郊区沈北新区而言,能耗碳排放格局则以燃煤和电力为主,其中燃煤比重逐年下降,而电力排放逐年上升. 情景预测结果表明: 到2015年和2020年,和平区CO₂排放强度将分别达到1.16和1.11 t/(104元),比2006年分别下降23.2%和26.5%,不能实现2020年单位GDP CO₂排放量比2005年下降40%～45%的减排目标;沈北新区CO₂排放强度下降趋势明显,2015年和2020年将分别达到2.48和2.07 t/(104元),比2006年分别下降63.1%和69.3%,可实现40%～45%的CO₂减排目标. 讨论了中心城区和郊区碳排放格局的差异,并分别给出了适合的碳减排建议.      

基于假设抽取法的中国区域间碳排放关联分析

区域间碳排放的产业关联可为区域间碳减排责任分摊提供科学依据,运用HEM（hypothetical extraction method,假设抽取法）,以不同年份中国各省（自治区、直辖市）区域间投入产出表（不包含港澳台地区数据）为基础,对比分析了2012年和2007年中国八大区域17个产业群的碳关联以及各区域的PBE（基于生产的碳排放）和CBE（基于消费的碳排放）.结果表明:①与2007年相比,2012年中国八大区域总碳排放量变化趋势稳定,但是部分区域某些产业群的碳排放量有明显上升或下降的趋势;2012年和2007年八大区域各产业群对产业系统净输出和净吸收的碳具有显著的相似性.②2012年和2007年中国八大区域的建筑业后项碳关联相对指标均大于1,其中,2012年中部区域、西北区域和西南区域建筑业后项碳关联相对指标分别为9.446、6.935、8.365,2007年分别为5.428、7.576、5.298,这3个区域的建筑业后项碳关联位居八大区域的前三位,是建筑业最具潜力的三大碳排放区域;除京津区域和南部沿海区域以外,其余区域的石化工业,电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业等前项碳关联相对指标均大于1.③PBE较大的区域,其CBE也较大,如三大沿海区域、中部区域和西部区域,而京津区域的PBE和CBE均最小.④各区域的石化工业和电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业的PBE均最大,建筑业和其他服务业的CBE最大.研究显示,发达的沿海区域和发展中区域减排责任分摊比重较高,其对能源需求较高,致使产生的碳排放较多,其中尤以石化工业和电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业等对碳排放的影响较大.      

西安高新区多情景碳达峰预测及减排路径分析

第十三届全国人民代表大会第五次会议提出要致力于推进碳达峰碳中和工作,促进经济社会向全面绿色低碳转型,实现高质量发展.西安高新区作为陕西省重要的科技创新和产业聚集区,经济发展在很大程度上依赖于能源消耗,碳减排的任务就显得尤为艰巨.以西安高新区为研究对象,首先通过系统核算园区内碳排放,对不同能源种类和不同行业企业碳排放现状进行分析;然后利用Kaya模型设定多种独立的碳达峰情景,预测不同情景下的碳排放总量值及碳达峰时间;最后结合西安高新区发展特点科学甄选相应的碳减排路径,给出合理的减排建议.结果表明,目前电力消耗碳排放占比最多且份额呈逐年上升趋势,工业碳排量始终占主导地位且第三产业发展日益蓬勃;碳排放因子情景、能源强度情景和经济水平情景这3种情景下可于2030年达到碳达峰,其中经济发展水平对西安高新区未来碳达峰的峰值和时间影响最大,产业结构情景、能源结构情景和人口规模情景在2030年前没有出现峰值;未来减排路径主要从电力部门脱碳、经济稳健高质量发展、能源及产业结构绿色升级和构建绿色交通体系入手,可为实现碳中和预留更多的准备时间,也为我国工业园区低碳发展提供决策参考.     

中国石化化工行业二氧化碳排放达峰路径研究

石化化工行业是高耗能高排放行业之一,约占工业部门碳排放比例的10%,研究石化化工行业碳排放达峰路径不仅能推动工业部门尽早实现达峰,同时也为石化化工行业加快绿色低碳转型指明方向. 基于中国统计年鉴、行业协会、企业碳核查等多来源数据,在分析历史排放趋势的基础上,识别能源集中度高的重点行业和产品,采用情景分析法针对石油和天然气开采业、石油煤炭及其他燃料加工业、化学原料及化学制品制造业三大子行业中的炼油、乙烯、丙烯、对二甲苯和合成氨等重点产品,预测其基准情景和控排情景下的重点产品产量和碳排放强度,以及石化化工行业2021—2035年二氧化碳排放趋势. 石化化工行业在基准情景下排放量无法实现2030年前达峰,控排情景下将于2030年达峰,峰值为17.3×108 t. 通过能源结构调整、节能和低碳技术改造、低碳循环及高效利用等途径可以实现行业减排,与BAU(仅考虑石化产品产量变化,不考虑产品结构、单位产品能耗变化)情景相比,减排贡献最大的路径是化石能源利用清洁化改造,2030年相对BAU减排1.19×108 t,贡献率约44%;其次是加大节能和低碳技术改造力度和资源循环及高效利用,减排量分别为0.8×108和0.6×108 t,减排贡献率分别达到29%和22%.      

天津市减污降碳协同效应评估与预测

为评估和预测天津市减污降碳协同效应,采用减排量弹性系数法评估减污降碳协同效应,基于STIRPAT模型预测天津市“十四五”期间的减污降碳协同效应,并分情景预测天津市2026~2060年的减污降碳协同效应.结果表明：大气污染当量和温室气体的主要排放源均为工业源;2015~2017年天津市减污降碳协同效应系数范围为0.11~0.26,2013~2014年和2018~2020年天津市的减污降碳协同效应系数均小于0;天津市“十四五”期间减污降碳协同效应系数为0.06;各种情景下,2026~2060年天津市减污降碳协同效应系数均大于0.天津市2011~2020年减污降碳协同效应波动变化,“十四五”时期或可进入减污降碳协同增效阶段.天津市要在2026~2060年实现较高水平的减污降碳协同增效,就需要合理控制城镇化率、人口总数和地区生产总值,增加第三产业比重和高技术比重,持续降低能源强度.     

中国碳强度下降和碳排放增长的行业贡献分解研究

现阶段碳强度约束性指标和总量控制碳排放权交易试点是中国温室气体减排的两种重要手段,研究各行业及其相关因素对全国碳强度和碳排放变化的影响机制对制定行业碳强度减排政策和选择碳交易体系纳管行业具有重要意义.运用LMDI模型对1996~2010年中国碳强度以及碳排放变化进行了行业贡献分解.结果表明,全国碳强度下降受各行业碳强度和增加值占比变化的影响,前者贡献较大,后者贡献较小;全国碳排放增长受各行业碳强度和增加值变化的影响,前者起到抑制效应,后者发挥决定性的促进作用.电力、热力的生产和供应业,非金属矿物制品业,黑色金属冶炼及压延加工业,交通运输、仓储及邮电通迅业,化学原料及化学品制造业等5个行业对全国碳强度下降和碳排放增长的贡献最大;石油加工及炼焦业和建筑业对全国碳强度下降贡献较小,但对碳排放增长贡献较大;它们是我国碳强度约束和总量控制试点应当重点关注的减排领域.第三产业对全国碳排放增长的贡献呈上升趋势,尤其是交通运输、仓储及邮电通迅业和批发和零售贸易业、餐饮业,应当逐步加强对其进行碳排放管控.