摘要 綜述和分析了國(guó)際城市CO2排放清單研究進(jìn)展，及國(guó)際組織/機(jī)構(gòu)建立的城市清單標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。將城市清單方法劃分為直接排放法、碳足跡法和直接-間接排放混合法，并比較分析了各種方法的特點(diǎn)和優(yōu)劣勢(shì)。探討了城市清單中范圍3的內(nèi)容和計(jì)算深度及城市交通排放分配問(wèn)題。早期城市排放清單基本沿用國(guó)家清單方法，但當(dāng)城市作為消費(fèi)者的特色愈加明顯，其清單方法學(xué)受城市物質(zhì)循環(huán)思想的影響，已經(jīng)不同于國(guó)家清單方法并逐漸成熟。在準(zhǔn)確性、公平性和效率性原則下，直接-間接排放混合法成為城市清單的主流方法，當(dāng)前排放主要包括范圍1+范圍2，但未來(lái)范圍1+范圍2+范圍3（重點(diǎn)產(chǎn)品和服務(wù)）將成為主流趨勢(shì)。城市清單中范圍3的標(biāo)準(zhǔn)化和可操作性問(wèn)題，及城市交通分配方法的統(tǒng)一和規(guī)范是近期城市清單研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。城市CO2排放監(jiān)測(cè)將會(huì)成為城市清單的重要支撐，其作為獨(dú)立數(shù)據(jù)源將在城市清單的可測(cè)量、可報(bào)告、可核查中會(huì)發(fā)揮重要作用。

關(guān)鍵詞城市；CO2排放清單；研究特點(diǎn)

中圖分類號(hào)X321文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1002-2104（2013）10-0072-09

城市CO₂直接排放和受城市消費(fèi)引發(fā)的間接排放占全球總排放的絕對(duì)主體[1-2]。CO₂排放清單是城市碳減排和低碳發(fā)展的基石和標(biāo)尺。可測(cè)量才可達(dá)到，清單方法的科學(xué)性和準(zhǔn)確性對(duì)城市低碳政策和碳減排效果的評(píng)價(jià)及城市低碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。由于城市是物質(zhì)和能量都非常開(kāi)放的實(shí)體，所以不同學(xué)者、不同組織機(jī)構(gòu)和不同城市由于對(duì)城市CO₂排放的認(rèn)識(shí)角度不同，提出和建立了不同的城市CO₂排放清單方法體系，而這些清單方法學(xué)的差異已經(jīng)成為不同城市CO₂排放水平差異較大的重要原因之一[3-6]。CO₂是城市內(nèi)絕對(duì)主要的溫室氣體，并且其產(chǎn)生和排放在城市內(nèi)普遍存在，同時(shí)CO₂排放清單研究和城市早期碳物質(zhì)循環(huán)研究有著非常深刻的聯(lián)系，因而本文系統(tǒng)綜述國(guó)際城市CO₂排放清單研究現(xiàn)狀和進(jìn)展，歸納、評(píng)述、比較和分析不同方法的特征和優(yōu)劣，并且討論城市清單發(fā)展趨勢(shì)和對(duì)我國(guó)城市清單的意義。

1城市CO₂排放清單研究進(jìn)展1.1學(xué)術(shù)研究

早期城市CO₂排放研究主要源自城市系統(tǒng)的新陳代謝研究，碳循環(huán)是作為城市物質(zhì)流中關(guān)鍵元素之一被系統(tǒng)研究[7-8]。隨著氣候變化問(wèn)題的凸顯和政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）方法學(xué)的成熟和被廣泛接受，城市CO₂排放清單受到了IPCC方法學(xué)的很大影響。

基于IPCC方法學(xué)的城市CO₂排放清單從20世紀(jì)90年代就已經(jīng)開(kāi)始，例如Harvey建立了加拿大多倫多市的CO₂排放清單[9]。Dodman計(jì)算倫敦、紐約等城市溫室氣體排放[10]，Sovacool等人計(jì)算全球12個(gè)典型城市CO₂排放水平[11]等都是采用直接排放方法。直到2006年，美國(guó)也僅有10個(gè)城市建立了較為完整的溫室氣體清單[12]。2010以來(lái)，城市CO₂排放清單已經(jīng)從學(xué)術(shù)研究發(fā)展為許多城市應(yīng)對(duì)氣候變化的常規(guī)工作，紐約、倫敦等大城市都開(kāi)始定期發(fā)布其城市CO₂排放清單[13-14]。

世界資源研究所（WRI）/世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會(huì)（WBCSD）將城市等單元的溫室氣體排放分為范圍1（Scope1）、范圍2（Scope2）和范圍3（Scope3）排放。范圍1是城市行政區(qū)域內(nèi)的直接排放；范圍2是城市電力和熱力購(gòu)買的間接排放；范圍3是范圍2以外的其他間接排放[15]。WRI/WBCSD這一分類方法得到了城市CO₂排放清單研究者的廣泛認(rèn)同，此后許多學(xué)者的研究盡管在不同范圍所包括的具體內(nèi)容上有所差異，但這種分類思路和界定方法卻一直沿用至今。

蔡博峰：國(guó)際城市CO₂排放清單研究進(jìn)展及評(píng)述中國(guó)人口·資源與環(huán)境2013年第10期許多學(xué)者認(rèn)識(shí)到簡(jiǎn)單采用IPCC方法體系并不能真正反映城市CO₂排放特征，也不能有效支持城市碳減排。而借鑒早期城市碳循環(huán)的思想，考慮城市產(chǎn)品生產(chǎn)鏈條或者全生命周期的CO₂排放更能體現(xiàn)城市作為終端消費(fèi)者的特點(diǎn)，也更有利于通過(guò)城市的低碳措施影響城市上游供給鏈條的碳減排。隨著城市CO₂排放清單的深入研究，系統(tǒng)代謝循環(huán)的思想和方法對(duì)城市清單產(chǎn)生了較大影響。

隨著研究的不斷深入，越來(lái)越多的學(xué)者考慮了城市范圍2排放。Dhakal研究東京、首爾、北京、上海溫室氣體排放[16]，Glaeser等核算美國(guó)66個(gè)大城市溫室氣體排放[17]，Kennedy等人分析了全球典型城市的溫室氣體排放[18]，Kennedy等研究國(guó)際44個(gè)城市溫室氣體排放[19-20]；Ali和Nitivattananon研究巴基斯坦拉合爾大都市的CO₂排放[21]等，都同時(shí)考慮了范圍1排放和由外部調(diào)入電力和供暖導(dǎo)致的范圍2排放。

此外，不少學(xué)者不僅考慮范圍2也將范圍3排放納入城市清單研究中。Norman等人考慮了建筑材料全生命周期CO₂排放[22]；Ramaswami等人認(rèn)為城市清單應(yīng)該包括供應(yīng)城市需求的一些重要的能源和物品的范圍2和范圍3排放，例如電力、供暖、水資源和食品等[23]；Hillman 等提出了混合型生命周期碳足跡方法，清單范圍包括了范圍2和城市4種必需品（食物、燃油、水和建材）范圍3排放[24]。Schulz研究新加坡（可以作為城市）排放清單時(shí)考慮了進(jìn)口商品的范圍3排放[25]；Kennedy等人建立的城市溫室氣體清單方法強(qiáng)調(diào)了對(duì)城市有關(guān)鍵影響（判定基于是否由城市負(fù)責(zé)，是否和城市功能相關(guān)以及城市政策是否會(huì)對(duì)其產(chǎn)生有效作用）的范圍3排放[26]。

一些研究者將城市碳循環(huán)的思想和方法貫徹得更為徹底，完全從城市碳循環(huán)的角度研究城市清單，并且在空間上研究碳元素在城市不同區(qū)域內(nèi)流動(dòng)。例如Churkina基于城市新陳代謝方法研究了加拿大溫哥華市的Sunset社區(qū)的碳清單[27]；Larsen和Hertwich基于全生命周期方法計(jì)算挪威特隆赫姆市政府部門的CO₂排放清單[28]等。

1.2組織/機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議

組織/機(jī)構(gòu)針對(duì)城市CO₂排放清單的標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議或者方法體系不側(cè)重理論研究，而是側(cè)重方法體系的規(guī)范性和統(tǒng)一性，因而其應(yīng)用性更強(qiáng)。并且一些重要組織/機(jī)構(gòu)對(duì)于城市和公眾的影響力要遠(yuǎn)大于學(xué)者，許多發(fā)布城市清單方法學(xué)的組織機(jī)構(gòu)本身就有很多會(huì)員城市，其提出和建立的方法體系對(duì)于城市CO₂排放清單的應(yīng)用和推廣具有重要影響。

針對(duì)范圍小，能源、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的開(kāi)放體，WRI/WBCSD于2004年聯(lián)合發(fā)布溫室氣體核算和上報(bào)協(xié)議，較為系統(tǒng)地提出了清單原則、清單邊界和清單范圍等關(guān)鍵問(wèn)題的解決方法，比較適合城市CO₂排放清單[15]。世界地方環(huán)境理事會(huì)（ICLEI）是全球最早（1991年）發(fā)起城市CO₂減排項(xiàng)目的組織[29]，ICLEI在WRI/WBCSD協(xié)議的基礎(chǔ)上，2008年明確提出針對(duì)城市的溫室氣體清單方法[30]，2012年，ICLEI聯(lián)合C40（大城市領(lǐng)導(dǎo)組織）重新修訂和發(fā)布區(qū)域性（區(qū)域、城市等）溫室氣體清單協(xié)議[31]。這套體系和方法已經(jīng)被國(guó)際上的大城市廣為接受，其84個(gè)國(guó)家的1012個(gè)會(huì)員城市 （2013年2月）采納了該溫室氣體清單方法。

聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）和聯(lián)合國(guó)人居署（UNHABITAT）聯(lián)合世界銀行于2010年共同提出了城市溫室氣體清單國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[32]，該標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可WRI/WBCSD將由于城市活動(dòng)和消費(fèi)引發(fā)的間接溫室氣體排放納入城市清單，但認(rèn)為全部核算城市消費(fèi)產(chǎn)品和服務(wù)的間接排放并不現(xiàn)實(shí)，因而城市清單只需要包括部分范圍3排放。該方法標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于許多技術(shù)問(wèn)題都給出了明確的解決方法。如城市航空和航海，廢棄物處理等。UNEP的方法相當(dāng)于包括了部分范圍3（供電輸送和分配損失、固體廢棄物處理）的排放。區(qū)域溫室氣體清單協(xié)議（GRIP）由曼徹斯特大學(xué)開(kāi)發(fā)，服務(wù)于EU CO₂ 80/50 項(xiàng)目（該項(xiàng)目計(jì)劃完成100多個(gè)歐洲城市/大都市區(qū)+100多個(gè)美國(guó)城市/大都市區(qū)的溫室氣體排放清單）[33]。GRIP方法的一個(gè)特點(diǎn)是清單中不同部門需要明確采用哪個(gè)層次方法，從而可以使管理者或者決策者判斷不同部門排放數(shù)據(jù)的質(zhì)量和不確定性[34]，其方法僅包括電力消費(fèi)的間接排放。學(xué)術(shù)研究和組織機(jī)構(gòu)關(guān)于城市CO₂排放清單的研究對(duì)比分析見(jiàn)表1，可以看出，大部分城市清單研究都包括了范圍1和范圍2排放，有少數(shù)研究包括了范圍3排放，但包括內(nèi)容不盡相同。

圖1總結(jié)了當(dāng)前學(xué)術(shù)研究和組織/機(jī)構(gòu)關(guān)于城市CO₂排放清單所包括的范圍。城市清單包括范圍1和范圍2排放已經(jīng)得到較為廣泛的認(rèn)可和接受，范圍1屬于直接排放，范圍2屬于上游間接。范圍3排放包括內(nèi)容相當(dāng)復(fù)雜，包括上游排放和下游排放。當(dāng)前主流研究重點(diǎn)關(guān)注城市必需品（如食品、水資源、燃料等）上游排放，下游排放僅考慮廢棄物處理，但也有研究提及城市投資等可能產(chǎn)生的排放。

1.3基于監(jiān)測(cè)的清單研究

當(dāng)前已經(jīng)有不少城市利用CO₂排放直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)支持和驗(yàn)證城市清單。芝加哥是開(kāi)展城市CO₂排放通量監(jiān)測(cè)并應(yīng)用于城市清單的最早城市，Grimmond等人探討了城市CO₂排放監(jiān)測(cè)的方法和技術(shù)，并對(duì)利用渦度相關(guān)法

圖1城市CO₂排放清單所包括的范圍

Fig.1Scope of city CO₂ emission inventory的監(jiān)測(cè)高度、方向等技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了探討[35]；Soegaard和MllerJensen通過(guò)監(jiān)測(cè)研究了丹麥哥本哈根中心市區(qū)CO₂的排放水平，其結(jié)果對(duì)比基于能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算的排放水平（830萬(wàn)t）表現(xiàn)出較好的一致性[36]；Pataki等人利用渦度相關(guān)法監(jiān)測(cè)結(jié)果檢驗(yàn)美國(guó)鹽湖城大都市區(qū)的CO₂排放清單數(shù)據(jù)質(zhì)量，通量監(jiān)測(cè)結(jié)果為282 kg/m2.d和基于清單（不包括外部電力的間接排放）估算的275 kg/m2.d具有較好的一致性[37]；Matese等人通過(guò)渦度相關(guān)法監(jiān)測(cè)了意大利佛羅倫薩市中心的CO₂排放情況，基于監(jiān)測(cè)的城市CO₂排放數(shù)據(jù)與排放清單數(shù)據(jù)比較有較好的一致性[38]。

此外，也有不少研究利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析城市CO₂排放變化及驅(qū)動(dòng)原因。Nemitz等人利用渦度相關(guān)法監(jiān)測(cè)了英國(guó)愛(ài)丁堡市的CO₂排放通量，發(fā)現(xiàn)市中心的CO₂排放通量均值與交通流量有非常顯著的相關(guān)性，居民和非居民建筑天然氣采暖對(duì)城市白天CO₂排放貢獻(xiàn)39%，夜晚貢獻(xiàn)64%[39]；Velasco等人利用渦度相關(guān)法監(jiān)測(cè)墨西哥市的CO₂排放通量，監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)CO₂排放日變化特征和交通變化一致[40]；Gioli等人分析了意大利佛羅倫薩市利用渦度相關(guān)法的CO₂排放監(jiān)測(cè)，并且基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和模型研究了道路交通、城市供暖和天然氣管線泄漏對(duì)城市溫室氣體排放的貢獻(xiàn)[41]；Pawlak等人監(jiān)測(cè)了波蘭羅茲市2006-2008年CO₂排放，其結(jié)果認(rèn)為交通對(duì)城市CO₂排放具有較大影響[42]。

直接排放監(jiān)測(cè)是城市CO₂排放清單工作的一個(gè)全新并且非常重要的方向，因?yàn)楸O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提供了獨(dú)立于傳統(tǒng)基于物料平衡清單方法的數(shù)據(jù)源，非常有利于城市清單的可測(cè)量、可報(bào)告、可核查（MRV），同時(shí)直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)最大的優(yōu)點(diǎn)在于時(shí)效性強(qiáng)并且能提供時(shí)間序列數(shù)據(jù)，對(duì)于評(píng)價(jià)城市能源和碳減排政策的效果和影響，例如能源替換、道路交通管制等具有非常重要的意義。

2城市溫室氣體清單研究特點(diǎn)

不同空間尺度的研究單元，其CO₂排放清單由于地域范圍和開(kāi)放程度的不同，方法往往會(huì)有較大差異[3]。隨著空間尺度的增大，研究對(duì)象對(duì)外部能源、物質(zhì)的依賴性往往逐漸減少，因而直接排放的方法適宜于國(guó)家或者區(qū)域尺度的CO₂排放清單；隨著研究尺度的降低，尤其對(duì)于人為活動(dòng)較為劇烈的地區(qū)例如城市，其能源、物質(zhì)的自給能力就越弱，系統(tǒng)的開(kāi)放性越強(qiáng)，因而排放清單的方法也越來(lái)越傾向于基于消費(fèi)角度（見(jiàn)圖2）。

基于消費(fèi)的清單方法學(xué)不可避免地需要考慮不同生產(chǎn)、消費(fèi)情況下的CO₂排放歸屬問(wèn)題。城市CO₂排放按歸屬可以分為4類：即當(dāng)?shù)厣a(chǎn)、當(dāng)?shù)叵M(fèi)產(chǎn)生的排放（A）；當(dāng)?shù)厣a(chǎn)、外地消費(fèi)在當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生的排放（B）；外地生產(chǎn)、當(dāng)?shù)叵M(fèi)在外地產(chǎn)生的排放（C）；外地生產(chǎn)、外地消費(fèi)，但由于運(yùn)輸、周轉(zhuǎn)、存儲(chǔ)等經(jīng)過(guò)當(dāng)?shù)貙?dǎo)致的排放（D）（括號(hào)中英文字母為其代號(hào)，以下論述采用代號(hào)）?；趯?duì)于這4類排放納入情況及具體計(jì)算方法，可以將當(dāng)前城市CO₂排放清單方法歸納為直接排放法、碳足跡法和直接-間接混合方法。以下比較和分析這三類方法體系的特征。

2.1直接排放法

直接排放法是核算城市行政地域內(nèi)的CO₂直接排放，主要是A類和B類CO₂排放。這類清單方法主要是國(guó)家表1學(xué)術(shù)研究和組織/機(jī)構(gòu)關(guān)于城市CO₂排放清單方法學(xué)比較