山西省CO2排放影响因素研究及情景分析

山西作为我国的能源大省,其碳排放强度更是持续位于全国最高水平,分析山西省CO₂排放影响因素,探究其发展模式,对于山西省的低碳发展意义重大.基于STIRPAT模型,将山西省能源CO₂排放的影响因素确定为人口、城镇化率、人均GDP、第二产业占GDP比重、能源强度.在岭回归拟合分析的基础上,利用灰色GM（1,1）模型对山西省CO₂排放驱动因素值进行预测,以提高能源CO₂排放预测的准确性,并结合情景分析方法,为山西省的CO₂减排设计了10种不同的发展情景.结果表明:①人口对山西省CO₂排放影响最大,其次是城镇化率和第二产业占GDP比重.②在当前经济发展阶段,能源强度和人均GDP等因素对山西省的CO₂排放影响不大,但能源强度对CO₂排放的抑制作用不可忽略.③山西省CO₂减排最佳的情景方案为适当控制人口数量和城镇化进程、加快产业结构的转型和技术的革新、降低第二产业占GDP比重和能源强度,并且大力推广新能源和清洁可再生能源的开发使用以优化能源消费结构.在该情景下,山西省2020年的CO₂排放量可以控制在5.16×108 t.      

基于BP神经网络的甘肃省二氧化碳排放预测及影响因素研究

基于排放因子法估算2000—2020年甘肃省三大产业及生活能源消费直接CO₂排放量,描述分析其时序演变特征。建立BP神经网络模型并预测2021—2030年甘肃省CO₂排放量。构建甘肃省CO₂排放影响因素的STIRPAT拓展模型,利用多元回归分析定量探究了各因素对CO₂排放量的影响程度和内在作用机理,并结合随机森林进一步识别重要影响因素。结果表明：甘肃省产业及生活能源消耗直接CO₂排放总体呈波动增长趋势,且第二产业占比在70%以上,是主要的CO₂排放源;BP神经网络模型的预测误差为2×10^-4,相关系数>0.99,对于预测甘肃省CO₂排放具有较高精度,并得出2026年的甘肃省能源消耗直接CO₂排放量达到最大;甘肃省CO₂排放的驱动因素作用差异显著,CO₂排放强度、经济发展、城乡消费对CO₂排放的正向作用较大,城镇居民人均消...     

中国服务业CO2排放的时空特征与EKC检验

采用IPCC温室气体排放清单中CO₂排放因子与估算方法,核算了1995—2012年中国30个省区(不含港澳台地区和西藏自治区数据,全文同)服务业的CO₂排放量,并对30个省区服务业人均CO₂排放量的时空特征进行分析;利用基于面板数据的EKC模型检验中国及其三大经济带服务业增长与CO₂排放之间的关系. 结果表明:在考察期内,中国服务业人均CO₂排放量从0.16 t升至0.77 t,服务业人均增加值从1 621.04元增至9 991.95元;服务业人均CO₂排放量排在前列的省区大都位于东部地区;东部和中部地区人均CO₂排放量与服务业人均增加值之间呈线性正相关,人均服务业增加值每增加1个单位,人均CO₂排放量将分别增加1.02和1.16个单位;西部地区人均CO₂排放量与服务业人均增加值之间呈单调递增关系. 在此基础上,提出差别化的碳减排对策:①东部地区应通过技术改进和优化产业结构、能源消费结构来降低CO₂排放,并成为中国服务业节能减排的“领头羊”;②中、西部地区应在保持服务业经济适当增速的前提下,将提高能源利用效率和降低能源强度作为减排重点.      

中国服务业能源消费CO2排放及其因素分解

基于IPCC温室气体排放清单指南中的CO₂排放因子与核算方法,估算了1995—2010年中国服务业能源消费与CO₂排放量,并对其总体变化趋势进行时间序列分析;以LMDI(对数平均迪氏指数)法辨识与分解3个时段(1995—2000年、2000—2005年和2005—2010年)中影响中国服务业CO₂排放量变动的关键因素及其对CO₂排放量的贡献值. 结果表明:1995—2010年中国服务业能源消费CO₂排放量增长态势明显,累计排放总量为853197.55×104t;服务业能源消费主要依赖于高碳化能源燃料,各年度油品和煤品分别占能源消费总量的67%~74%和5%~27%;LMDI分析结果显示,1995—2010年产业规模和人口效应引起CO₂排放增加量分别为133357.10×104和7691.25×104t,能源效率和能源结构引起CO₂排放减少量分别为59034.50×104和23898.60×104t. 提出CO₂减排对策:①以经济、政策和监管手段促进服务业节能减排;②依托科技创新提高能源综合利用效率,降低服务业CO₂排放量.      

上海市居民出行方式与城市交通CO2排放及减排对策

以上海市居民出行方式为研究对象,利用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)温室气体排放计算指南中关于交通能源消费碳排放量的计算方法,探讨2002—2006年上海市居民出行选择的不同交通方式对CO₂排放的影响和规律,并提供应对策略.结果表明,2002年以来上海市因居民出行导致的交通CO₂排放总量呈显著增长趋势.私家车的CO₂排放量增加速度最快,截至2006年私家车CO₂排放量约相当于出租车、轨道交通和公交车3种公共交通方式之和.公共交通中,出租车的CO₂年排放量和人均CO₂排放量都最大,轨道交通的CO₂年排放量和人均CO₂排放量最小.公交车和出租车的CO₂排放量所占比例减少,轨道交通的CO₂排放量所占比例增加,这种排放结构的变化有利于减少CO₂排放总量.CO₂减排的具体措施包括限制私家车数量,设计合理的道路交通方案,使汽车尽可能接近其经济车速,改变汽车燃料种类等,其中限制私家车数量最为关键.      

基于车载CO2/CH4移动观测的城市站点空间代表性和热点识别研究

基于车载激光气体分析仪于2020年冬季和2021年春季在杭州道路观测近地面大气CO₂和CH₄浓度.结果表明:(1)城市不同区域道路近地面大气CO₂浓度与城市背景站差值(ΔCO₂)的排序为工业区>商业居民混合区>沿江住宅区>自然风景区,而CH₄差值(ΔCH₄)的排序为沿江住宅区>商业居民混合区>工业区>自然风景区,这说明城市CO₂和CH₄排放源有差异.(2)城市CO₂和CH₄排放热点同一位置多次观测浓度均高于周边地区30%以上,且CO₂和CH₄浓度昼夜差异明显.(3)杭州隧道内CH₄:CO₂浓度比值为(0.000912±0.00002),表明杭州主城区车辆以汽油车为主.(4)在高度约为20～30m的高架处观测的CO₂浓度对于不透...     

长江经济带二氧化碳净排放时空演变特征及脱钩效应

研究区域CO₂净排放,对“碳中和”战略的实现具有重要意义.以长江经济带为例,在揭示1999～2018年长江经济带CO₂净排放时空演变特征的基础上,分析长江经济带不同区域社会发展与CO₂净排放的脱钩效应,以期为差异化区域产业发展和碳减排路径提供支持.结果表明：(1)1999～2012年长江经济带CO₂排放量上升了2 244.23×10⁶ t,碳汇量在研究时间段增长了148.07×10⁶ t;(2)长江经济带呈现“变绿”趋势,2013～2018年中高碳汇量区域(NPP>800 g·m^-2,以C计)面积较1999～2012年上升了23.25%;(3)长江经济带下游经济社会发展与CO₂净排放脱钩效应较强,上、中和下游强脱钩城市占长江经济带强脱钩城市的比例分别为12%、34%和54%.     

广东省船舶二氧化碳排放驱动因素与减排潜力

船舶是广东省二氧化碳(CO₂)的重要排放来源,研究广东省船舶CO₂排放的历史变化趋势、驱动因素和减排途径,可为广东省制定碳达峰与碳中和路径提供科学依据.采用排放因子法估算广东省船舶CO₂排放量,利用对数平均指数法(LMDI)识别排放驱动因素,并结合情景分析法探究船舶CO₂的减排途径.结果表明：(1)2006～2020年广东省船舶CO₂排放量从331.94万t增加至639.29万t,其中干散货船和集装箱船是导致排放增加的主要船型.(2)2006～2020年广东省船舶CO₂排放的关键正向驱动因素是运输强度(51%)和经济因素(49%),主要负向驱动因素是能源强度(93%)和货类结构(7%).(3)到2030年,如果广东省船舶运输保持当前政策(基准情景)发展,将无法实现碳达峰.(4)到2060年,同时考虑优化能源结构和降低能源强度(节能低碳情景),相比于基准情景有56.51%的CO₂减排潜力.可为广东省制定船舶航运行业碳达峰与碳中和管控策略...     

北京城市地区CO2通量特征

城市CO₂排放是全球大气CO₂的重要来源. 为探讨不同气象背景条件、土地利用方式和覆盖类型以及能源消耗方式对城市CO₂排放的影响,利用北京325m气象塔(39°58′N、116°22′E)上140m高涡动相关仪监测的湍流数据,对2009年6月26日—2011年12月31日气象塔周边区域共919d CO₂通量的时间变化及方向分布特征进行了研究,并计算了CO₂的年排放量. 结果表明:CO₂通量受交通因素影响明显,各季节CO₂通量日间早、晚峰值出现时间与车流量高峰时间一致,该特征在冬季表现尤为突出. 冬季取暖会显著增加CO₂排放量;受供暖排放和植物休眠的影响,冬季CO₂通量全天均高于其他季节,日均值为30.1μmol/(m2·s),显著高于春、夏、秋三季的15.2、17.9和15.8μmol/(m2·s) (t-test,P<0.001). CO₂通量在不同方向的分布特征表明,其值与源区内人工建筑面积所占比例成正比;而在植被覆盖比例较高的方位,其CO₂通量相应较小. 气象塔周边区域CO₂年均排放量达到30.0kg/(m2·a),但仍小于伦敦的35.5kg/(m2·a).      

2005-2009年我国省域CO2排放特征研究

利用IPCC的参考方法测算并比较分析了2005-2009年我国30个省(市、自治区)的CO₂排放总量、人均排放量、排放强度、综合能源排放系数等重要指标,并在此基础上,依据人均GDP、第二产业比重和能源利用结构与碳排放强度的关系,将各省(市、自治区)划分为不同的CO₂排放类型。研究结果表明,省域间各指标差异较大,影响碳排放的因素也不尽相同。省域减排的政策、途径和措施须充分考虑各自的经济发展水平、产业结构和能源利用结构等因素。     

基于1 km网格的天津市二氧化碳排放研究

中国城市建制及地理边界特征使得国际城市CO2排放的关键问题在中国难以深入研究.例如,城市排放占比,城市与周边区域排放差异等.本文基于天津市CO2排放的1 km网格,分析天津市CO2排放的空间特征,探讨天津市不同城市范围的CO2排放水平,并与纽约市进行对比分析.结果显示,2007年天津市市域内CO2排放总量为12599万吨,人均排放11.30 t.天津市市域CO2排放的空间格局是从中心6个城区向外单位网格排放量逐渐降低.CO2排放在空间上具有显著的正空间自相关性,中心6个城区、滨海新区及郊区县中心镇的CO2排放对其周边区域CO2排放影响显著,天津市狭义城市人均CO2排放量为4.71 t,低于纽约市的6.33t;狭义城市范围1排放占总排放的比例为69.26％,略高于纽约市的59.70％.以狭义城市为城市范围时,天津城市及周边区域人均CO2排放的空间特征与发达国家城市的排放特征研究结论一致,都是从城区—郊区—周边区域,人均排放水平逐渐升高;在此范围下,天津城市CO2排放仅占全市域的14.00％.     

基于STIRPAT模型的重庆市能源消费碳排放影响因素研究

定量分析人类活动对环境的影响,对减少碳排放和建设环境友好型社会具有重要的指导意义.因此,本文采用重庆市1980-2010年能源消费碳排放时间序列数据,基于STIRPAT模型,通过岭回归拟合得到能源消费碳排放与人口数量、人均GDP及其二次项、能源强度、第三产业比重、城镇化水平的多元线性模型.结果表明,人口数量、人均GDP、能源强度、城市化水平每增加1％,将引起重庆市能源消费碳排放相应增加0.963％、(0.398 +0.463lnA)％、0.059％、0.266％,其中,A为人均GDP.可以看出,人口数量对重庆市能源消费碳排放量影响最大.第三产业比重每增加1％,能源消费碳排放将会减少0.093％.     

基于STIRPAT模型的中国旅游业碳排放影响因素分析

采用"自下而上"的CO_2排放计算方法,对1995—2014年中国各区域旅游业CO_2排放量进行测算,从动态视角分析各区域旅游业CO_2排放总量及旅游接待人次、人均旅游收入、旅游业CO_2排放强度和旅游交通CO_2排放占比等影响因素的变化趋势特征,并基于STIRPAT模型对旅游业CO_2排放的主要影响因素进行定量分析.结果显示:各区域旅游业CO_2排放总量均呈逐年上升的趋势,且不同区域各影响因素的作用存在显著差异;其中,人均旅游收入对中国旅游业碳减排压力的弹性变化区间最小,仅从0.156变化到0.287,旅游交通CO_2排放占比的弹性变化区间最大,其CO_2排放占比每提高1%,东部地区旅游业CO_2排放总量将提高0.239%,而中部地区仅提高0.013%;旅游业CO_2排放强度是抑制碳排放的关键因素;研究期内,分析结果不支持倒"U"型环境Kuznets曲线的观点.最后,根据上述结论提出差异化的区域碳减排调控对策.     

China’s carbon emissions from urban and rural households during 1992-2007

In China, Rapid economic growth has stimulated fast urban expansion and rural household income and consumption expenditure. In current paper, an input-output method is used to determine the impact of China’s increased urban and rural household consumption on carbon emissions. The results shows that the direct and indirect CO₂ emission from household consumption accounted for more than 40% of total carbon emissions from primary energy utilization in China in 1992-2007. The population increase, expansion of urbanization and the increase of household consumption per capita all contribute to an increase of indirect carbon emissions, while carbon intensity decline mitigates the growth of carbon emissions. Therefore, at the domestic level, household consumption is of great significance for CO₂ emission, which could be mitigated through changing the composition of goods and services consumed by households, and switching to consumption pattern of less carbon-intensive products. The government must consider the substantial contribution of household consumption to carbon emissions when China is encouraging consumption in order to address the current global financial crisis.     

Can Advances in Science and Technology Prevent Global Warming?

The most stringent emission scenarios published by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) would result in the stabilization of atmospheric carbon dioxide (CO₂) at concentrations of approximately 550 ppm which would produce a global temperature increase of at least 2 ^{^}C by 2100. Given the large uncertainties regarding the potential risks associated with this degree of global warming, it would be more prudent to stabilize atmospheric CO₂ concentrations at or below current levels which, in turn, would require more than 20-fold reduction (i.e., ≥95%) in per capita carbon emissions in industrialized nations within the next 50–100 years. Using the Kaya equation as a conceptual framework, this paper examines whether CO₂ mitigation approaches such as energy efficiency improvements, carbon sequestration, and the development of carbon-free energy sources would be sufficient to bring about the required reduction in per capita carbon emissions without creating unforeseen negative impacts elsewhere. In terms of energy efficiency, large improvements (≥5-fold) are in principle possible through aggressive investments in R&D and the removal of market imperfections such as corporate subsidies. However, energy efficiency improvements per se will not result in a reduction in carbon emissions if, as predicted by the IPCC, the size of the global economy expands 12–26-fold by 2100. Terrestrial carbon sequestration via reforestation and improved agricultural soil management has many environmental advantages, but has only limited CO₂ mitigation potential because the global terrestrial carbon sink (ca. 200 Gt C) is small relative to the size of fossil fuel deposits (≥4000 Gt C). By contrast, very large amounts of CO₂ can potentially be removed from the atmosphere via sequestration in geologic formations and oceans, but carbon storage is not permanent and is likely to create many unpredictable environmental consequences. Renewable energy can in theory provide large amounts of carbon-free power. However, biomass and hydroelectric energy can only be marginally expanded, and large-scale solar energy installations (i.e., wind, photovoltaics, and direct thermal) are likely to have significant negative environmental impacts. Expansion of nuclear energy is highly unlikely due to concerns over reactor safety, radioactive waste management, weapons proliferation, and cost. In view of the serious limitations and liabilities of many proposed CO₂ mitigation approaches, it appears that there remain only few no-regrets options such as drastic energy efficiency improvements, extensive terrestrial carbon sequestration, and cautious expansion of renewable energy generation. These promising CO₂ mitigation technologies have the potential to bring about the required 20-fold reduction in per capita carbon emission only if population and economic growth are halted without delay. Therefore, addressing the problem of global warming requires not only technological research and development but also a reexamination of core values that equate material consumption and economic growth with happiness and well- being.     

宜居地球、碳中和与全球可持续城市化

人类世标志人类活动已经对地球系统产生重要影响。全球大规模城市化过程伴随碳排放快速增加和下垫面改变,对地球表层影响加剧,地球宜居性遭受破坏。碳中和是应对气候变化的国际共识、建设宜居地球的关键举措。基于多源数据对全球大规模城市化的地理格局与演化过程进行多维度刻画,对碳排放与城市化关联进行初步分析。主要结论如下：（1）全球城市化进程持续推进,城乡人口结构增长呈分化趋势,城市规模结构整体增长,规模增长的空间热点集中在东南亚以及非洲中东部等地区,越来越多的人口生活在大城市。（2）全球城镇用地显著增长,自1992年的36.4 km²增长至2018年的79.3万 km²,增长率达126.0%。同期,亚洲增长占比45.4%,是全球城镇用地扩张的主要地区。（3）伴随快速城市化全球能源碳排放迅速增长,2018年碳排放量达到376.7亿t CO₂,自1970年增长219.1亿t CO₂,其中,结构上电力部门增长占比45.8%、地区上亚洲增长占比84.3%。城市化率、人均GDP与人均碳排放关联呈分异特征,高城市化率、高收入国家间分异显著。呼吁建立跨学科的协同研究,探究“碳中和—宜居地球—可持续城市化”的关联关系,认识可持续城市化对于碳中和目标的潜力。     

我国城市生活垃圾处理温室气体排放特征

CH₄和CO₂是大气中主要的温室气体,研究我国城市生活垃圾处理过程中二者的排放情况,对制订温室气体减排政策和应对气候变化有着至关重要的意义. 利用IPCC(政府间气候变化专门委员会)提供的废弃物处理排放CH₄和CO₂的计算方法,对1979—2011年我国城市生活垃圾处理CH₄和CO₂排放量(不含港澳台数据)进行统计分析. 结果表明:①2011年我国城市生活垃圾人均清运量为0.46 t,比2000年增加了53.3%. ②1979—2011年,我国城市生活垃圾处理仍以填埋为主,焚烧和堆肥处理方式相对较少,但近年来焚烧处理量呈逐年增加趋势,其中2011年焚烧处理量是2001年的16.8倍. ③我国城市生活垃圾处理产生的CH₄和CO₂排放量均呈逐年增长趋势,至2011年,二者分别达到7 024.03×104 (以CO₂当量计,下同)和706.22×104 t;其中,2011年CH₄排放量是1990年的20.0倍,CO₂排放量是2001年的16.8倍. ④城市生活垃圾产生的温室气体排放具有明显的地域特性,其中华东地区CH₄和CO₂排放总量高达2 570.98×104 t;西北地区最小,仅为482.3×104 t. 该差异与城市发展规模、人们生活习惯和城市化进程等影响因子紧密相关.