碳足迹分析方法研究综述

随着全球气候变暖日益引起各国政府和公众的普遍关注,碳足迹分析方法成为近年来学术界的新兴研究热点之一。碳足迹分析是一种评价碳排放影响的全新测度方法,其从生命周期的角度揭示不同对象的碳排放过程,具体衡量某种产品全生命周期或某种活动过程中直接和间接相关的碳排放量,为探索合理有效的温室气体减排途径提供科学依据。文章对国内外现有的碳足迹研究进行了系统的回顾,重点介绍了碳足迹的定义、计算方法和应用案例。其中碳足迹计算方法主要包括过程分析法和投入产出法。应用案例主要从不同尺度的碳足迹研究与特定产业/部门的碳足迹分析来阐述。最后,针对当前碳足迹的研究现状和研究趋势,从碳足迹的概念内涵、计算方法、研究尺度及研究内容等四个方面对碳足迹研究进行了展望,以期推动我国碳足迹模型的理论与实践的发展。     

基于多区域投入产出(MRIO)的中国区域居民消费碳足迹分析

近年来,居民消费活动和环境的关系逐渐受到关注,而与温室气体排放相关的研究更是其中的热点.因此,本文采用“居民消费碳足迹”概念来定义特定居民消费活动所导致的直接和间接温室气体排放的总和,主要包括CO2、CH4、N2O3种温室气体;构建了基于环境扩展的多区域投入产出(Multiregional input-output,MRIO)模型的碳足迹核算方法,并以2007年中国8个区域为例对其居民消费碳足迹的数量、构成、分布及转移进行了分析.结果显示,2007年全国居民消费碳足迹总量达到31.74亿t(以CO2当量计).此外,碳足迹还呈现出区域差异明显、间接排放大于直接排放、城乡差距过大等特征.人均碳足迹方面,发展水平较高的京津、东部沿海地区明显高于相对滞后的西北、西南区域.研究还对碳足迹的区域分布和转移进行了深入探讨.结果发现,东北、京津、西北和西南区域转移收支为负,表示这些区域为其他区域承担的排放大于其他区域为其承担的排放;剩余的北部沿海、东部沿海、南部沿海和中部区域情况则正好相反.这些结果对现阶段中国制定具体区域消费政策或分配碳减排责任等具有参考价值;本研究的方法论也适用于研究其他环境因子及足迹因子与居民消费的关系.     

中国木质林产品碳足迹的产业链分布特征分析

中国是木质林产品的生产、消费和出口大国,分析其产品碳足迹的分布特征对于林产行业的国际贸易和节能减排工作具有重要意义。文章采用投入产出生命周期模型计算中国木质林产品的碳足迹,并对不同种类木质林产品产业链上的碳足迹分布进行分析。研究结果表明,产品碳足迹总量最大的木质林产品是木家具(占总量的36%),而单位产品碳足迹强度最大的木质林产品是纸制品(占整体的16%);针对林产品行业内部的产业链角度,碳足迹的主要流量发生在从用材林的种植和养护业到最终产品的制造;林产品产业行业外部,碳足迹的贡献则主要来自于金属冶炼及压延加工业、化石燃料开采业等行业,这2个行业碳足迹贡献分别占21%和18%;整体上,中国木质林产品生产中温室气体的排放以燃料燃烧产生的二氧化碳为主,这与产业链外其他行业的碳贡献密不可分。研究表明,通过碳足迹在产业链上的分布可以有助于分析林产品碳排放的工作重心。     

河南省不同产业碳水足迹效率研究

碳水关联分析是当前区域可持续发展研究的重要方向之一。从区域碳水耦合视角开展产业碳水足迹效率研究不仅有助于揭示资源利用强度和效率对产业碳排放的影响机制,而且对于全球化背景下区域产业转型中的节水和碳减排具有重要的实践意义。采用2012年河南省投入产出表及各产业取水量和能源消费数据,利用投入产出分析对不同产业的碳水足迹效率进行了对比研究。主要结论如下：（1）碳足迹和水足迹存在着行业不匹配现象。其中,农业水足迹最大,是水足迹最小的木材业的2333倍;采掘业碳足迹最大,是碳足迹最小的食品业的273倍。（2）不同产业碳水足迹效率具有较大的差异。一般来说,足迹较大的产业其足迹效率偏低。（3）产业碳水足迹效率的差异主要受产业属性、水能消耗强度、能源结构、企业技术水平及产业关联情况等因素的影响。（4）建议未来河南省应结合不同产业的特点及水能关联情况制定差别化的节水与碳减排政策,加强制度约束和法律监管,推动企业水能资源高效利用,进一步增强区域适应和减缓气候变化的能力。     

中国居民家庭消费碳足迹近20年增长情况及未来趋势研究

近年来,伴随着社会经济的快速发展,我国已成为全球温室气体排放量最大的经济体,而居民消费活动造成的碳排放始终是可持续消费领域的研究热点.本研究综合采用基于投入产出的生命周期评价、结构分解分析、截面分析等方法,并借助EORA数据库,系统研究了近20年中国居民消费碳足迹的总量与组成、驱动因素贡献及未来增长趋势.结果表明,居民消费碳足迹的快速上升通道已经形成,且内在结构演化也呈现规律性,即间接排放和城镇居民排放已占主导地位并且该趋势仍在加强.驱动因素方面,人口增长、城市化进程、消费水平提高是推动碳足迹增长的主要正向力量,同时另外三因素(排放强度、消费结构及经济结构)则构成了延缓碳足迹过快增长的减排力量.截面分析结果显示,未来中国居民消费跨越世界平均水平时其碳排放总量将达到2010年基数的1.45倍,当接近于美国人均消费水平时将达到5.45倍.可以预期,未来我国居民消费碳足迹将会加速增长.     

建筑陶瓷碳计量与优化模型研究

采用投入产出分析方法和目标规划方法,以某建陶企业为代表,建立了建筑陶瓷产业投入产出模型及低碳优化模型,利用投入产出模型计量和预估了建筑陶瓷产业关键环节碳排放和产品碳足迹;应用低碳优化模型对建筑陶瓷企业的产品计划进行了低碳优化.结果表明,建筑陶瓷企业年二氧化碳排放量达182 543.9 t,单位产品碳排放量多于国外先进水平10%以上;影响建筑陶瓷产业二氧化碳排放的关键环节为烧成和喷雾干燥过程,烧成和喷雾干燥过程排放的二氧化碳占总排放的80%以上;3种建筑陶瓷产品中,坯砖、抛光砖、釉面砖的万平米产量碳足迹依次为150.2、168.0、159.6 t.建筑陶瓷企业经低碳模型优化后可以在保证同样利润的同时降低5.4%的碳排放,也可以在保证碳排放相同的条件下使利润提高5.6%.     

投入产出法在虚拟水消费与贸易研究中的新应用

虚拟水是缓解水资源危机的一种途径。投入产出法是研究虚拟水的主要方法之一,可分为单区域投入产出模型（SRIO）和多区域投入产出模型（MRIO）。鉴于SRIO 和MRIO单独应用时存在一定局限性,论文提出同时运用单区域投入产出表和多区域投入产出表研究虚拟水,即：利用SRIO 计算完全用水系数,并直接利用单区域投入产出表区分本地水足迹与外来水足迹,再根据多区域投入产出表分析区域间的虚拟水贸易。广东省的案例研究显示：①2007 年广东省水足迹为333.9×10⁸ m³,其中本地水足迹223.6×10⁸ m³,外来水足迹110.3×10⁸ m³;②广东省同年虚拟水输出量445.4×10⁸ m³,输入量454.1×10⁸ m³,其虚拟水的外部来源主要是湖南、广西和浙江。结果表明以上方法可全面计算完全用水系数,有效区分本地水足迹与外来水足迹,揭示区域间的虚拟水贸易关系,为水资源管理决策提供方法支持。     

中国主要农产品生产的生态足迹研究

生态足迹是追踪和评价人类生活生产方式对自然依赖与影响的有效工具。近年来生态足迹研究向中观产业部门与微观产品扩展,但面临着生态足迹系数匮乏的制约。研究综合运用生命周期理念、物质流分析技术与生态足迹模型,根据2010 年中国平均生产效率,核算了近80 种农产品离开生产系统时的生态足迹,并采用消费品-土地利用矩阵的形式详细地呈现其生态足迹组分信息。核算得到的农产品生态足迹系数反映了产品生产的生态效率与生态影响,为在个人、家庭、社区、组织、区域等不同尺度上核算人类生产和消费的生态足迹提供了基础参数。     

负投入法在循环经济规划中的应用

采用基于物质流核算框架和三维物质投入产出表(PIOT)的物质代谢调控模型编制循环经济规划时,在实际中存在着同一行业的产品计量单位不一致的问题,给物质代谢调控模型的构建带来了困难,尝试用负投入法对此加以解决.首先,在理论上对负投入法的可行性进行了探讨.其次,给出了如何在三维PIOT框架下运用负投入法解决前述问题的具体方法.最后,以河南省义马市循环经济规划为例,对所提出的方法进行验证.结果表明,在PIOT中,负投入法仍能够准确地反映主产品和副产品之间的技术关系.而负投入法在价值型投入产出表中的2个缺点,在PIOT的应用中都可以克服.在具体应用中,需要处理好由投入产出分析行模型计算所得的“负投入”量与实际总需求量之间的关系,以及副产品的需求量与供应量之间的关系.案例分析表明该方法是实用、可行的.     

京津冀地区大气主要污染物虚拟治理成本分摊研究

京津冀地区空气质量跨区域补偿机制欠缺,已成为制约该区域大气污染联防联控的短板.基于投入产出模型,核算了 2017年生产者负责原则与消费者负责原则下京津冀地区大气污染虚拟治理成本,分析了空气质量补偿主体及资金规模.结果发现,京津冀地区污染物排放具有较强的区域关联关系,说明治理大气污染不只要关注本地减排,还要加强不同地区间...     

中国旅游足迹家族研究进展

作为定量评估的有效工具,旅游足迹方法在考察旅游资源消费和废弃物排放对生态环境的影响方面发挥着重要作用。基于研究的尺度、方法、内容等角度对中国旅游足迹家族（主要成员包括旅游生态足迹、旅游碳足迹和旅游水足迹等）相关代表性成果进行了系统梳理,总结旅游足迹研究取得的主要进展,比较旅游足迹家族成员之间的异同,分析旅游足迹方法的比较优势,剖析当前旅游足迹研究存在的不足,同时结合国际旅游足迹研究最新动向对完善中国旅游足迹研究进行展望,以期为中国旅游足迹研究以及可持续旅游发展实践提供参考。     

基于MRIO模型的中国省级区域碳足迹及碳转移研究

科学识别我国各省区碳足迹及省际间碳转移特点,对于促进全国统一碳市场的建立和运行具有重要意义.基于MRIO模型,自主编制了包括12个省级区域、14个行业的2007年中国区域间投入产出表,测算了这12个省级区域的碳足迹特点和省际间碳转移情况.结果显示:由于经济发展水平、产业结构、能源结构、工业化程度和人口等因素的不同,各省碳足迹特点呈现较大差异;我国存在由能源资源丰富地区和重化工业密集省份向经济发达地区和资源短缺省份的碳转移现象,其中,河北、山西和内蒙古三省对外省区呈现碳净调出态势且调出量较大;省际间距离越近,产业结构互补性越强,则省际间的碳转移规模也就越大.当前,我国应加快推进能源结构调整和产业升级转型;强化区域内省际之间的相互协作,降低碳减排成本;在未来全国碳排放权交易体系下,应综合考虑各省的碳足迹水平和省区间碳转移情况,科学界定各省区的碳排放责任,公平合理地分配碳排放配额,以促进我国碳市场的顺利运行.     

中国水足迹结构解析及投入产出分析框架研究

在回顾水足迹理论和应用发展的基础上,以2009年数据对中国"蓝水"足迹和"灰水"进行了测算,结果显示中国"灰水"足迹总量远高于"蓝水"足迹,工农业水耗占到中国"蓝水"足迹的85%,而"灰水"足迹的88%由农业部门产生,面源污染将是未来水污染防治的首要目标。基于传统价值型投入产出表,构造了水足迹投入产出的"价值-实物"混合型投入产出表,定义了部门表观水足迹和实质水足迹等核心概念,将农业"绿水"足迹和产业部门"灰水"足迹纳入水足迹投入产出分析,并给出了表观水足迹强度矩阵、完全水足迹强度矩阵、部门实质水足迹分组矩阵等指标集的基本核算流程,该方法可有效体现产业部门的水资源消耗和水污染物排放关联,实现对全过程、结构性水资源和水环境管理的支持。     

多区域投入产出分析下中国水足迹地区间比较——基于“总量-相关指标-结构”分析框架

在“总量-相关指标-结构”分析框架下,采用中国大陆30省区（除西藏）42经济部门多区域投入产出及伪基尼系数差异成因分解方法,估算、比较各省区水足迹并分析差异成因,衡量省区降低水足迹（即水足迹总量）的紧迫性并识别调整重点,对具体调整提出建议,为构建中国特色水安全保障体系提供依据。研究表明：1）30省区水足迹均方差系数为51.79%,其中新疆、黑龙江水足迹最高,天津、北京对应最低。2）结合相关指标地区间比较,30省区中宁夏、黑龙江、上海降低水足迹紧迫性最强;天津、山西等提高居民生活直接用水效率紧迫性最强。3）根据部门结构地区间比较,列出各省区降低水足迹中须重点关注的部门,可以看到各省区均须重点调整农林牧渔业、食品制造及烟草加工业用水。4）来源结构地区间比较中,青海、宁夏和新疆的水足迹主要靠当地来供给,其余各地区水足迹均主要源于国内其他地区;可得到各省区上述降低水足迹中应重点关注部门的水足迹主要来源地,如黑龙江、天津、海南等地农林牧渔业水足迹主要源自当地。因此,各地区应结合上述紧迫性、重点关注部门及主要来源分析结果,加强节水工作的针对性。     

环境约束下的中国八大经济区出口结构优化模拟研究

论文基于2007—2010年中国30个省份区域间投入产出表数据,结合线性规划建立了多区域投入产出优化模型,研究了环境约束下中国八大经济区的出口结构优化。结果表明：2007—2010年需要提高服务业和农业的出口比重,同时降低煤炭开采和洗选业、造纸印刷及文教体育用品制造业、金属冶炼及压延业和电力热力生产供应业的出口比重,通过以上结构调整达到最优出口结构,可以实现在不增加碳、工业二氧化硫和工业废水排放的基础上促使全国GDP分别提高6.84%和8.17%。东北区域、黄河中游区域、长江中游区域、大西南区域和大西北区域需要降低的出口部门较多,且多集中在高能耗高排放产业;东部沿海区域、南部沿海区域、北部沿海区域需要提高的出口部门较多,主要集中在制造业和服务业,2010年东部沿海区域、南部沿海区域和大西北区域的总体出口结构优化度比2007年有所提高。在八大经济区中,东部沿海区域和南部沿海区域由于区位优势,其出口结构整体优化度相对较高,而东北区域则最低。地理区位对于区域出口结构优化具有一定程度的影响。