Emission Inventories of Carbon-containing Greenhouse Gases in China and Technological Measures for Their Abatement

The report summarizes surveys on carbon inventories and initiatives on sustainable carbon cycling taken by the Research Center for Eco-Environmental Sciences, where the authors work/worked. The first part of the report, which appeared in the preceding issue of this journal, deals with the concept of sustainable carbon cycling, the historic evolution of carbon cycling processes in China, carbon pool enhancement, value addition, carbon sequestration and carbon balance. This very paper, as the second part of the report, covers the results of carbon dynamics modeling, emission inventories of various carbon-containing greenhouse gases and their potential abatement measures.     

Emission Inventories of Carbon-containing Greenhouse Gases in and Technological Measures for Their Abatement

The report summarizes surveys on carbon inventories and initiatives on sustainable carbon cycling taken by the Research Center for EcoEnvironmental Sciences, where the authors work/worked. The first part of the report, which appeared in the preceding issue of this journal, deals with the concept of sustainable carbon cycling, the historic evolution of carbon cycling processes in China, carbon pool enhancement, value addition,carbon sequestration and carbon balance. This very paper, as the second part of the report, covers the results of carbon dynamics modeling, emission inventories of various carbon-containing greenhouse gases and their potential abatement measures.     

重庆市温室气体排放系统动力学研究

在全球气候变暖和快速城市化的背景下,开展城市温室气体减排研究十分迫切。重庆作为中国五大中心城市之一和西部唯一的直辖市,其协调经济发展和节能减排的实现模式对广大西部地区具有重要示范意义。本研究从社会经济发展的内部结构出发,以经济和人口增长导致的能源消费为核心,构建重庆市温室气体排放的系统动力学模型。研究中考虑不同投资率下的高、中、低三种经济发展模式,并在此基础上设置节能和低碳情景,探求节能水平提高、能源结构改善和碳汇能力增强对未来重庆温室气体排放的影响。模拟结果表明,产业能耗水平降低即节能情景,是重庆市温室气体减排的主要途径,对保证2020年中国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%目标的实现具有一定借鉴意义。最后本文在产业结构、能源消费、碳汇增加等方面针对重庆未来低碳经济发展提出对策建议。     

重庆市温室气体排放清单研究与核算

城市化进程所带来的大量能源消费和温室气体排放已成为制约城市健康快速发展的瓶颈因素,亟需进行定量核算和分析。开展温室气体清单研究对节能减排和低碳城市建设具有重要的理论和实践意义。本文以重庆市为案例,通过清单方法分析主要温室气体排放源和碳汇,考虑主要能源活动、工业、废弃物处置、农业、畜牧业、湿地过程和林业碳汇,核算排放总量和强度,剖析重庆温室气体排放结构和现状。结果显示:1997-2008年重庆市温室气体排放总量呈现出上升趋势,2008年比1997年增长了2.31倍,其中增长幅度较大的是一次能源消费过程、外购电力和工业非能源过程。此外,随着温室气体排放量的增加,单位产值温室气体排放量却呈现下降的趋势,反映重庆市温室气体排放控制取得了一定效果。最后根据重庆市温室气体排放结果进行分析,提出了改变能源结构和工业结构、提高能效和加强"森林重庆"建设等政策建议,为重庆市转型低碳经济发展提供参考。     

农田温室气体净排放研究进展

农业是温室气体排放的主要排放源之一,农业温室气体减排对全球温室气体排放具有重要贡献,研究农田温室气体净排放潜力亦具有重要现实意义.本文阐述了农田温室气体净排放的涵义,并归纳总结了耕作方式、施肥、水分管理、间套作等农业措施对农田土壤有机碳(SOC)含量、农田土壤N2O和CH4、农田生产物资的使用所造成的温室气体(主要为CO2、N2O和CH4)排放的影响,结果表明:保护性耕作总体能提高表层SOC含量,减少CH4排放,但减少农田土壤N2O排放的研究尚存在一定的争议,耕作方式亦影响投入,从而影响温室气体的排放;施肥(特别是配施)能提高SOC含量.施氮肥越多,N2O排放量越大,而CH4主要受有机物料的影响较大;水分对减少N2O和CH4排放有相反作用,需综合进行平衡管理;不同的作物品种、间套作模式或促进或减少温室气体排放.此外,本文指出了国外在该领域的研究注重从系统角度考虑农田温室气体排放,而国内的研究则非常少,提出我国农田温室气体净排放可作为未来研究的一个重点,并对未来研究内容进行了初步归纳总结.     

中国农业生产温室气体排放量的测算

农业生产的温室气体排放在总排放量中占有较大比重,中国是农业大国,因此,对中国农业生产的温室气体排放量进行测算显得尤为重要。借鉴前人研究,结合农业生产中各种产品的温室气体排放系数,对1991-2008年中国农业生产的温室气体排放量进行了初步测算。结果表明:①1991-2008年,种植业的CH4排放量从999.5万t下降到931.44万t,N2O的排放量从34.67万t增加到48.74万t;②同期间的畜牧业的CH4和N2O排放量均呈先升后降的趋势;CH4排放量从1991年的763.53万t上升到2006年的1 111.43万t后,又下降到2008年的900.74万t;N2O排放量从1991年的35.32万t上升到2006年的55.93万t后,又下降到2008年的46.90万t;③从农业温室气体排放的地区特征来看,四川(含重庆)、湖南、江苏、河南、山东和安徽等农业大省的温室气体排放量一直位居全国前列。     

Evolutionof Sustainable Carbon Cycling Processes in China

This report summarizes the surveys on carbon inventories and initiatives on sustainable carbon cycling taken by RCEES. The first part of this report deals with the concept of sustainable carbon cycling, the historical evolution of carbon cycling processes in China, carbon pool enhancement, value addition, carbon sequestration and carbon balance. The second part covers the modeling of carbon dynamics, emission inventories of various carbon containing greenhouse gases and their potential abatement measures.     

Evolution of Sustainable Carbon Cycling Processes in China

Abstract

This report summarizes the surveys on carbon inventories and initiatives on sustainable carbon cycling taken by RCEES. The first part of this report deals with the concept of sustainable carbon cycling, the historical evolution of carbon cycling processes in China, carbon pool enhancement, value addition, carbon sequestration and carbon balance. The second part covers the modeling of carbon dynamics, emission inventories of various carbon-containing greenhouse gases and their potential abatement measures.     

主要部门污染物控制政策的温室气体协同效果分析与评价

工程减排、结构减排和监督管理减排是实现我国污染物减排的三个主要措施,近年来我国SO2的排放呈现出下降的态势,本文选取电力、钢铁和水泥这3个重要行业,测算了在"十一五"以来SO2的减排效果,以及由其带来CO2减排的协同效果。结果显示,"十一五"期间,3个主要行业减少污染物排放超过1 000万t,其中工程减少污染物排放超过700万t,结构减少污染物排放300万t。由此带来的协同效果显示,由于结构减排带来了超过7亿t CO2的减排,而由于工程效应减少污染物的同时带来的CO2增加500万t,因此总计带来7-8亿t CO2的减排。而"十二五"前两年减少污染物排放400万t,其中工程减少污染物排放350万t,结构污染物排放减少了40万t。由此带来的协同效果显示,由于结构减排减少了CO2排放1.74亿t,而由于工程效应减少污染物的同时带来的CO2的增加量为200万t,因此总计带来1.72亿t CO2的减排。结构减排和工程减排两种措施可以在行业内实现降低污染物的排放,但是其贡献程度由于行业的差异有所不同。"十一五"期间电力行业较多是依靠工程减排实现SO2排放的降低,而水泥和钢铁行业则更多是依靠行政命令如关停落后产能和机组实现污染物的减排,显示出电力行业通过技术实现污染物的减排,而其他两个行业则主要靠调整结构来实现减排。电力行业中的末端治理技术即工程减排贡献了大部分的污染物减排,但是与此同时由于末端治理技术会导致能源消耗的增加,即引起CO2排放的增加,因此污染物的协同控制效果较差,而钢铁和水泥行业的污染物减排则由于更多是通过结构调整的手段,如关停落后产能和机组,因此其协同效果较为显著。"十三五"期间,需要继续控制双高产业的发展,强化"前端"污染物控制减排,夯实结构减排的协同成效,加大工程减排的实施,缩小减排工程能力和实际减排效果的差距,实现"末端"污染物减排,加强"前端"审批和"中段"运行管理效果。     

基于空间计量经济学的碳排放与经济增长分析

本文采用空间计量经济学的方法对我国各省份的经济增长与碳排放之间的关系进行了实证分析,结果表明:我国各省份的碳排放在空间分布上表现出一定的空间正自相关性,碳排放量最高的省份多处于经济发达的沿海地区,如以北京为中心的环渤海地区,以上海为中心的长三角地区和以广东为核心的珠三角地区,而次之的是经济较为发达的地区,如中部的山西、湖北、湖南、江西、安徽和西南地区;我国各省份的碳排放在空间分布上存在一定的空间集群效应,如环渤海地区就表现出高碳排放的空间集群效应,而西部地区的西藏、新疆、甘肃、青海却表现出低碳排放的空间集群效应.经济增长与碳排放呈现出正相关关系,高碳排放的地区多处于经济发达的沿海地区,而低碳排放的地区多处于经济落后的内陆地区;我国目前的经济增长对碳排放的依赖性较强,经济增长对碳排放的弹性系数约为0.8左右,说明在未来的短时间内很难实行低碳经济的发展模式.     

碳排放的人文发展绩效指标与实证分析

随着气候问题的日益凸显,发展低碳经济已成为全球共识.因此,提高碳排放绩效便成为题中应有之义.既有的关于碳排放绩效的研究主要围绕碳生产率指标展开,问题在于碳生产率测度的是碳排放的经济绩效,而非经济社会福利绩效.本文综合排放总量、人均排放以及发展阶段三个因素,构建碳排放的人文发展绩效指标,在此基础上对二十国集团1990-2006年的碳排放绩效进行分析,结果显示历年绩效平均值排前五名的国家是印度尼西亚、巴西、阿根廷、土耳其和墨西哥.七个国家的碳排放绩效呈现上升的趋势,其中德国和英国碳排放绩效增速较快,且在控制碳排放的同时保持了人类发展水平的提高,值得其他国家效仿.人类发展指数和碳排放绩效二维组合的国家分类表明,碳排放绩效不高是各国普遍存在的问题.无论从动态还是静态角度来看,中国目前都不具备低碳竞争优势.最后对中国如何提高碳排放绩效提出了从技术、制度与理念三方面进行创新的政策建议.     

中国城市温室气体清单研究

介绍城市温室气体排放特征和国际城市温室气体清单研究进展,研究了全球城市化和城市CO2排放的强正相关性,以及中国城市清单方法研究起步较早但发展缓慢的特点。分析了城市温室气体清单相对国家清单的特征,即城市清单编制往往采用消费模式,区别于国家清单的生产模式;国际城市清单中往往包括了由于外调电和供暖产生的CO2排放,同时城市温室气体清单编制灵活性和针对性更强。针对我国城市温室气体清单研究的不足,提出了我国城市温室气体清单方法,强调中国城市采用尺度1+尺度2的范围,暂不考虑尺度3的范围,即生产+消费的混合模式,并且在城市市域温室气体排放研究的基础上,加强狭义城市温室气体排放水平的研究。选择北京市和纽约市,对比分析了两个城市CO2排放特征,结果显示,在确定的清单体系下,北京市和纽约市具有较好的可比性。纽约市的总排放量(尺度1+尺度2)略低于北京市排放量,人均排放量略高于北京市。     

户用沼气模式生命周期减排清单与环境效益分析

相对于传统农业活动,以沼气为纽带的生态农业生产具有清洁的能源生产和高度闭环的废物回收处置等明显优势,在全国范围内得到入户推广。本文综合考虑沼气工程建造、使用和综合利用等生命周期过程,分析了典型户用沼气池综合利用各阶段环境节能减排清单,并在此基础上评价其环境效益。结果表明,"猪-沼-稻-果"综合农业利用模式下单位沼气池节能减排效果明显,其中CO2、PM10、CH4和CO净减排量分别达3 060.700kg、19.820kg、12.960kg和75.590kg,总净节能达9 068.4MJ。其中,玉米秸秆、沼液沼渣的利用和燃煤替代对温室效应的减缓明显,畜禽粪便的利用和燃煤的替代减缓了环境酸化以及富营养化过程,而光化学氧化的减缓主要来自玉米秸秆的利用而减少的CO、VOC的排放,沼气工程对人体毒害的减缓主要是来自燃煤替代而减少的SO2和PM10排放。户用沼气利用对各种环境影响均有减缓作用,其中对光化学氧化、富营养化、环境酸化和温室效应的改善最为显著,对于降低能源耗竭、减缓对人体的毒性也起到了较好的作用。     

Carbon Embodied in International Trade of China and Its Emission Responsibility

Carbon emissions embodied in international trade of China during 1997-2007 are accounted by input-output method based on Chinese input-output table and global trade analysis project database.It is revealed that carbon emissions embodied in imports and exports both increased during 1997-2007,but carbon emissions embodied in exports are greater than those embodied in imports,China is a net export nation in embodied carbon.The net exports of embodied carbon account for about 10.82% of the total carbon emissions in 1997,dropped to 7.15% in 2002,increased to13.13% in 2006,and slightly dropped to 12.64% in 2007.Low-end position of international industry division is an objective factor of being a net exporter of embodied carbon for China,and usage of a large amount of obsolete energy-using equipments wasted much energy and increased carbon emissions embodied in exports.Importers should take more responsibilities for carbon emissions embodied in trade,and China should take a certain responsibility for unreasonable energy dissipations too.     

Carbon Embodied in International Trade of China and Its Emission Responsibility

Abstract

Carbon emissions embodied in international trade of China during 1997–2007 are accounted by input–output method based on Chinese input–output table and global trade analysis project database. It is revealed that carbon emissions embodied in imports and exports both increased during 1997–2007, but carbon emissions embodied in exports are greater than those embodied in imports, China is a net export nation in embodied carbon. The net exports of embodied carbon account for about 10.82% of the total carbon emissions in 1997, dropped to 7.15% in 2002, increased to 13.13% in 2006, and slightly dropped to 12.64% in 2007. Low-end position of international industry division is an objective factor of being a net exporter of embodied carbon for China, and usage of a large amount of obsolete energy-using equipments wasted much energy and increased carbon emissions embodied in exports. Importers should take more responsibilities for carbon emissions embodied in trade, and China should take a certain responsibility for unreasonable energy dissipations too.     

中国碳排放态势与绿色经济展望

中国从2007年开始已成为世界温室气体排放第一大国,减排的国际压力越来越大。本文采用国际能源署公布的国别时间系列数据(1990-2007),系统分析了中国碳排放的现状、特点及历史变化;从经济发展、能源消费、经济全球化、社会转型等多方面解析了中国未来碳排放总量将会继续增长的基本态势。同时,从绿色技术、可再生能源的发展、生态城市建设等方面论述了中国未来必然成为世界绿色经济大国的可能性。最后,为了实现中国从排放大国走向绿色经济大国,提出了理论上需要深入研究的几个问题,即:碳排放速度与不同空间尺度问题,经济转型与反转型,碳排放的责任与国界。     

中国农业温室气体排放:现状及挑战

该文从农业生产过程和化肥、能源等投入方面计算了中国农业温室气体排放.2009年,中国农业总计排放温室气体158 557.3万t CO2当量,比1980年增长52.03％,年均增长1.46％.其中,CH4占总排放的25％,N2O占总排放的52％,CO2占总排放的23％.按来源分析,在2009年排放的温室气体中,水稻种植排放14 264.45万t,占9％;畜牧生产排放42 709.94万t,占26.94％;土壤排放47 457.81万t,占29.93％;化肥、能源、农药、农膜等投入引起的排放54 125.11万t,占34.14％.2009年农业GDP排放的温室气体为2.98 kg/元,粮食排放的温室气体为1.5 kg/kg.在2008年,牛肉排放的温室气体为28.54 kg/kg,羊肉为15.5 kg/kg,猪肉为1.49kg/kg,禽肉为0.54 kg/kg,牛奶为1.04 kg/kg,禽蛋为0.83 kg/kg.由于技术进步和生产效率提高,单位粮食、肉类和牛奶排放的温室气体都有较大幅度降低.对于种植单季粮食的土地,CO2交易价格为80元/t将使23.27％的耕地退出粮食生产;当CO2交易价格为100元/t时,这一比例高达63.31％.对于种植双季粮食的土地,CO2交易价格为130- 140元/t时,将有50％的耕地退出粮食生产.由于中国粮食生产利润率过低,CO2较低的价格使严重影响粮食生产面积和产量.     

产业结构变动对中国碳排放的影响

采用LMDI分解方法,对中国1996-2009年的碳排放进行分解,定量分析产业结构变动对碳排放变动的影响。在此基础上,依据对未来中国产业结构变动的预测,估算了2020年之前产业结构变动对中国碳减排的贡献。基本情况是,1996-2009年中国碳排放增长464 678万t,其中,经济总量效应531 337万t,产业结构效应49 887万t,能源消费强度效应-223 940万t,能源消费结构效应107 395万t,诸因素对碳排放增长的贡献度分别为114.3%,10.7%,-48.2%和23.1%。产业结构变动驱动了碳排放增长,尽管它不是最主要因素。进一步研究发现,高耗能产业上升或下降1个百分点所对应的CO2排放量增加或减少2.2-2.9亿t。依据对高耗能产业结构变动值的预测,到2020年,产业结构变动效应约为-5亿t,占期间碳排放增量的-15%。这表明,与此前产业结构变动导致碳排放量增加情形相反,未来产业结构变动将有助于减少碳排放。     

中国碳排放强度与产业结构的关联分析

产业结构调整与低碳经济发展相互联系,内在统一,从产业结构角度探讨碳排放强度问题,有利于正确判断和把握影响碳排放量变化的产业因素,有效制定控制碳排放的产业发展政策。本文在对我国碳排放总量变化趋势进行分析的基础上,选用2001-2008年全国及28个主要省域的碳排放总量、三次产业比重、单位GDP碳排放量数据,运用灰色关联分析方法,研究了我国碳排放强度与第一产业、第二产业和第三产业之间的关联性,得到以下结论:第二产业是影响地区碳排放强度的主要因素,全国有16个地区二次产业与碳排放强度关联度最大,但第二产业并不是影响地区碳排放量增大的绝对因素;第三产业对地区碳排放强度的降低效应并不明显,全国有11个地区第三产业对碳排放量的影响超过第二产业的影响,需要引起重视;第一产业对碳排放强度的影响最小,全国只有4个地区第一产业对碳排放强度的影响不是最小。在此基础上,探讨了未来我国产业结构调整的碳减排策略,以期能有效控制产业发展对我国碳排放强度的影响。     

中国30省区碳排放时空格局及其影响因素的灰色关联分析

本文对1995-2007年我国30省区碳排放量和碳排放类型的时空格局进行了深入分析,并在此基础上,通过运用灰色关联分析法,测算了11个省区1997-2007年碳排放量影响因素的灰色关联度.研究结果表明:在本文的研究时序内(1995-2007年),我国30省区的碳排放总量和排放类型都呈现出明显的、一致的阶段性,即1995-2001年的变化不大,2002-2007年的碳排放量急速增长、碳排放类型发生显著变化.在造成碳排放量急速增长、碳排放类型发生显著变化的三因素(人均消费、人口总数、碳排放强度)中,人均消费与碳排放量的关联度最大,对碳排放量的解释作用最大;人口总数、碳排放强度次之.因此,结合“十二五”期间提高居民消费能力、扩大内需将是我国调整经济结构首要任务,我国除在生产领域积极开展节能减排、发展低碳经济外,还应通过政府引领、社会组织积极推进、公民广泛参与发展低碳消费方式.