徐媛倩,羅藝琳,付廣宇,劉 洋,孫 鵬,張志華,曹 霞,王 鑫

1.鄭州輕工業(yè)大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院,河南 鄭州 450000

2.鄭州市生態(tài)環(huán)境局,河南 鄭州 450000

3.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,國(guó)家環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100012

大氣環(huán)境中溫室氣體濃度的增加導(dǎo)致極端氣候、生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力改變等重大氣候變化挑戰(zhàn)[1-3]。 從排放角度,全球溫室氣體凈排放由1990 年的38 Gt(以二氧化碳計(jì),下同)增加至2019 年的59 Gt[4]。 為有效遏制大氣環(huán)境溫度持續(xù)升高,2015 年12 月12 日聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)上178 個(gè)締約方共同簽署了《巴黎協(xié)定》[5],旨在將溫度上升幅度限制在1.5 ℃以內(nèi)。 我國(guó)高度重視氣候變化,積極開(kāi)展應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家戰(zhàn)略,提出二氧化碳(CO2)排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值、2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。 在此背景下,精準(zhǔn)掌握我國(guó)溫室氣體排放是摸清溫室氣體來(lái)源與特征的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),也是科學(xué)制定減污降碳策略的關(guān)鍵科技支撐。

為指導(dǎo)排放清單編制,歐盟和美國(guó)自20 世紀(jì)70 年代開(kāi)始逐步建立排放源清單分類體系和排放因子庫(kù),形成了相對(duì)完善的排放清單編制體系,發(fā)布了多份清單編制指南,掌握了1990 年以來(lái)的長(zhǎng)時(shí)間序列排放數(shù)據(jù)[6-7]。 為規(guī)范溫室氣體排放,聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)于1995 年首次發(fā)布了《國(guó)家溫室氣體排放清單指南》,經(jīng)多次修正和更新,目前最新版本為《IPCC 2006 國(guó)家溫室氣體排放清單編制指南 2019 年修訂版》[8-10],該指南指出溫室氣體排放清單空間分辨率通常為1 ～10 km。 與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)相比,我國(guó)對(duì)于溫室氣體排放清單的探索起步較晚,于2011 年發(fā)布了《省級(jí)溫室氣體清單編制指南(試行)》,2013—2015 年相繼發(fā)布24 個(gè)行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南(試行),2022 年發(fā)布了《碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)城市高空間分辨率溫室氣體排放清單網(wǎng)格化技術(shù)指南(試行)》和《企業(yè)溫室氣體排放核算與報(bào)告指南 發(fā)電設(shè)施》。上述方法體系為編制我國(guó)溫室氣體排放清單提供了技術(shù)支撐。 隨著我國(guó)碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作的開(kāi)展和減污降碳工作的深化推進(jìn)[11],對(duì)溫室氣體排放清單的時(shí)空精度要求也越來(lái)越高。

本文通過(guò)調(diào)研國(guó)內(nèi)外組織機(jī)構(gòu)、科研團(tuán)隊(duì)在高精度溫室氣體排放清單方面的成果,綜述我國(guó)溫室氣體排放清單發(fā)展進(jìn)程,提出目前高精度溫室氣體排放清單編制存在的問(wèn)題,并提出對(duì)應(yīng)建議。

1 溫室氣體排放清單編制方法進(jìn)展

不同排放源溫室氣體核算的范圍與方法不同,本文從核算范圍、核算方法、時(shí)空化方法、評(píng)估與校驗(yàn)4 個(gè)方面介紹我國(guó)溫室氣體排放清單編制方法的進(jìn)展情況。

1.1 核算范圍

目前被廣泛使用的溫室氣體排放范圍包括3類:范圍1 被稱作領(lǐng)域排放,即在研究區(qū)域內(nèi)燃料消費(fèi)和工業(yè)生產(chǎn)等過(guò)程產(chǎn)生的直接排放,主要用于支撐管理者制定本區(qū)域的減排策略;范圍2 表示研究范圍外購(gòu)置/輸入的電力和熱力對(duì)應(yīng)的發(fā)生在研究區(qū)域外的排放;范圍3 表示研究范圍商品和服務(wù)消費(fèi)導(dǎo)致的供應(yīng)鏈上游溫室氣體排放。范圍2 和范圍3 反映的是區(qū)域或產(chǎn)品的間接排放。

溫室氣體排放清單實(shí)際編制過(guò)程中,根據(jù)不同研究目的選用不同的研究范圍,如用于碳排放反演的溫室氣體排放主要考慮范圍1[10];用于探索區(qū)域發(fā)展隱含或產(chǎn)品全生命周期的碳排放,厘清區(qū)域間的碳排放輸送和轉(zhuǎn)移問(wèn)題時(shí),則同時(shí)考慮范圍2 和范圍3 的碳排放[12-15]。 同時(shí),由于不同地區(qū)的產(chǎn)業(yè)布局差異,不同核算范圍反映不同的碳排放特征,如北京和重慶的碳排放,若僅考慮范圍1,重慶的碳排放大于北京,但考慮范圍2 和范圍3 后,重慶的碳排放僅為北京的2/3[16]。

1.2 核算方法

溫室氣體排放核算的方法主要有排放因子法、碳質(zhì)量平衡法、實(shí)測(cè)法和關(guān)系模型法等。

排放因子法基于燃料消耗量或產(chǎn)品產(chǎn)量等活動(dòng)水平乘以相應(yīng)排放因子計(jì)算溫室氣體排放,是目前應(yīng)用最廣泛的碳排放核算方法。 依據(jù)計(jì)算參數(shù)精度不同,排放因子法分為Tier 1、Tier 2 和Tier 3:Tier 1 利用能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和缺省排放因子計(jì)算溫室氣體排放;Tier 2 是根據(jù)能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和不同國(guó)家/地區(qū)特定燃料溫室氣體排放因子量化溫室氣體排放,以體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐娜剂掀焚|(zhì)、燃料熱值和排放特征;Tier 3 是基于不同燃燒/生產(chǎn)工藝技術(shù)的燃料使用量和排放因子相乘核算設(shè)備級(jí)溫室氣體排放[9]。 與Tier 1 相比,Tier 2 和Tier 3 需要的計(jì)算參數(shù)更多,核算結(jié)果的精度也更高。 兼顧數(shù)據(jù)可獲得性和精度,目前我國(guó)溫室氣體排放核算主要采用Tier 2,如JING 等[17]采用Tier 2 計(jì)算我國(guó)鋼鐵行業(yè)溫室氣體排放;MA 等[18]采用Tier 2計(jì)算深圳市工業(yè)源CO2小時(shí)排放;CUI 等[19]采用Tier 2 計(jì)算我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程CO2排放;LAO等[20-21]利用Tier 2 分別量化了我國(guó)木材和竹子加工業(yè)和家具制造業(yè)的碳排放。

碳質(zhì)量平衡法根據(jù)指定時(shí)間和研究區(qū)范圍內(nèi)生產(chǎn)使用的化學(xué)物質(zhì)和設(shè)備的輸入與輸出數(shù)據(jù)估算地區(qū)或企業(yè)的溫室氣體排放量,如計(jì)算排放設(shè)備更換頻繁、自然排放源復(fù)雜的溫室氣體排放時(shí),質(zhì)量平衡法取得較好的應(yīng)用效果[22]。

實(shí)測(cè)法是利用溫室氣體排放監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)排放源進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)探測(cè),匯總所有探測(cè)數(shù)據(jù)得到最終溫室氣體排放量,如連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)可以對(duì)固定污染源(如鍋爐、工業(yè)爐窯、焚燒爐等)排放中的煙氣流速、氣體濃度和濕度等進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量,對(duì)CO2和CH4排放進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè),準(zhǔn)確性和連續(xù)性更高,排放數(shù)據(jù)也可被實(shí)時(shí)上傳和發(fā)布。目前,美國(guó)和歐盟已開(kāi)展基于CEMS 的火電機(jī)組溫室氣體排放監(jiān)測(cè)[23-24]。 我國(guó)也逐步開(kāi)展基于CEMS 的火電等行業(yè)溫室氣體排放監(jiān)測(cè),但由于CEMS 安裝運(yùn)營(yíng)成本高,目前我國(guó)CEMS 系統(tǒng)以監(jiān)測(cè)SO2、NOx和煙塵為主,尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的碳排放監(jiān)測(cè)。 盡管如此,由于工業(yè)源CO2排放與NOx排放的相關(guān)性,CEMS 監(jiān)測(cè)的NOx排放被廣泛用作CO2排放表征的指標(biāo),如LIU 等[24]基于OM I NO2柱濃度反演電力行業(yè)NOx排放后,結(jié)合美國(guó)CEMS 數(shù)據(jù)中CO2與NOx排放比例,進(jìn)行電力行業(yè)CO2排放表征與校驗(yàn)。 ZHENG 等[25]根據(jù)TROPOM I NO2柱濃度反演的高時(shí)間分辨率NOx排放基礎(chǔ)上,結(jié)合電力、工業(yè)、交通等排放源CO2與NOx排放因子比例獲得高時(shí)間分辨率CO2排放清單。

關(guān)系模型法是根據(jù)已知的溫室氣體排放數(shù)據(jù)與衛(wèi)星遙感(如夜間燈光、人口密度、衛(wèi)星觀測(cè)熱異常等)等大數(shù)據(jù),構(gòu)建溫室氣體排放與多源大數(shù)據(jù)之間的關(guān)系模型,利用關(guān)聯(lián)模型估算目標(biāo)區(qū)域的溫室氣體排放,如CHEN 等[26]通過(guò)構(gòu)建區(qū)縣溫室氣體排放和夜間燈光之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系模型,重構(gòu)了中國(guó)1997—2017 年的溫室氣體排放。KONG 等[27]利用回歸樹(shù)模型,基于VIIRS 熱異常產(chǎn)品識(shí)別工業(yè)熱源溫室氣體排放時(shí)空格局識(shí)別工業(yè)熱源火點(diǎn),再根據(jù)自下而上的網(wǎng)格化排放與火點(diǎn),結(jié)合人口、夜間燈光等信息,通過(guò)構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)回歸樹(shù)模型建立排放與大數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化溫室氣體排放核算。

1.3 時(shí)空化方法

時(shí)空分辨率是溫室氣體排放清單的重要特性,也是影響排放反演和氣候效應(yīng)模擬結(jié)果的重要因素[28-30]。 對(duì)于溫室氣體排放清單的時(shí)空化,目前采用的方法主要有2 種。

第一種,基于高時(shí)空分辨率活動(dòng)水平計(jì)算溫室氣體排放,直接得到高分辨率排放清單。 如GURNEY 等[31-32]對(duì)美國(guó)分部門(住宅、商業(yè)、工業(yè)、電力生產(chǎn)、公路、非公路、商業(yè)船舶、機(jī)場(chǎng)、鐵路和水泥)化石燃料燃燒溫室氣體排放量進(jìn)行了詳細(xì)的估算,構(gòu)建了2000—2015 年1 km×1 km 分辨率的溫室氣體排放清單。 我國(guó)排放清單產(chǎn)品CHRED 基于超過(guò)150 萬(wàn)家企業(yè)級(jí)點(diǎn)源數(shù)據(jù),核算點(diǎn)源溫室氣體排放[33]。 LI 等[34]基于道路交通車流量讀取網(wǎng)格化的道路交通源活動(dòng)水平,以北京市為例開(kāi)展1 km×1 km 分辨率的道路移動(dòng)源溫室氣體排放清單編制。 同時(shí),基于分部門的月度活動(dòng)水平數(shù)據(jù),如牲畜、濕地、植被、生物質(zhì)燃燒、稻田、能源活動(dòng)、城市固體廢棄物、廢水等,以及不同源對(duì)應(yīng)排放因子,可計(jì)算獲得逐月的溫室氣體排放[35]。 因此,在數(shù)據(jù)可獲取情況下,上述方法可準(zhǔn)確量化研究區(qū)域的溫室氣體排放時(shí)空分布特征。

第二種,根據(jù)年度活動(dòng)水平計(jì)算目標(biāo)區(qū)域(國(guó)家、省份、城市或區(qū)縣)的溫室氣體年排放總量后,采用不同分配參數(shù)進(jìn)行排放源的時(shí)間和空間分配。 鑒于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)多以一年為周期,目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)核算的溫室氣體排放清單也多以一年為基準(zhǔn),再基于一定的時(shí)空分配參數(shù)實(shí)現(xiàn)溫室氣體排放的網(wǎng)格化。 該方法具體的時(shí)空分配思路如式(1)所示。

式中:Eg,t表示高空間分辨率網(wǎng)格g 在t 時(shí)段的溫室氣體排放量;Eannual表示溫室氣體年排放量;Pg,t為根據(jù)空間分配參數(shù)計(jì)算的網(wǎng)格g 在t 時(shí)的時(shí)空分配權(quán)重。

采用分配參數(shù)進(jìn)行溫室氣體排放清單時(shí)空化處理時(shí),根據(jù)排放源的空間分布形態(tài),溫室氣體排放可分為點(diǎn)源、面源和線源。 不同空間分布形態(tài)的排放源空間分配時(shí)使用的空間分配參數(shù)和計(jì)算方法不同,如點(diǎn)源直接根據(jù)其經(jīng)緯度即可實(shí)現(xiàn)高空間分辨率分配[33,36];面源則是根據(jù)目標(biāo)空間分辨率網(wǎng)格中空間參數(shù)特征值(如人口數(shù)量、GDP、土地利用面積、夜間燈光等)在研究區(qū)域范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)參數(shù)值總量的權(quán)重進(jìn)行空間分配[37-38];線源則是根據(jù)目標(biāo)分辨率網(wǎng)格內(nèi)空間分配參數(shù)長(zhǎng)度(如路網(wǎng)、航線等),結(jié)合路網(wǎng)(或航線)車(或船舶)流量與分型結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間分配,如XU 等[39]基于標(biāo)準(zhǔn)道路長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)我國(guó)道路移動(dòng)源CO2的10 km×10 km 空間分配。

1.4 評(píng)估與校驗(yàn)

排放評(píng)估與校驗(yàn)是保證溫室氣體排放清單質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),目前廣泛采用的評(píng)估與校驗(yàn)手段主要有橫向?qū)Ρ取②厔?shì)分析和基于大氣測(cè)量的評(píng)估。

橫向?qū)Ρ戎饕侵改繕?biāo)清單與獨(dú)立于當(dāng)前研究的同類清單之間對(duì)比,主要是在排放總量上對(duì)目標(biāo)清單的評(píng)估。 其中對(duì)比清單選擇時(shí)需以“研究團(tuán)隊(duì)、研究區(qū)域、研究時(shí)段”為主要考慮因素。同時(shí),針對(duì)不同清單結(jié)果之間的差異,從數(shù)據(jù)來(lái)源、估算方法等方面進(jìn)行分析和差異識(shí)別。 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)清單在排放總量、估算方法應(yīng)用以及數(shù)據(jù)來(lái)源方面的評(píng)估與初步校驗(yàn)[34,37,40]。 如SHAN 等[41]計(jì)算我國(guó)石灰行業(yè)CO2排放時(shí),不僅對(duì)比了采用不用來(lái)源排放因子的CO2排放量,還與 EDGAR( Em issions Database for Global Atmospheric Research,全球大氣研究排放數(shù)據(jù)庫(kù))和《中國(guó)氣候變化第二次國(guó)家信息通報(bào)》中的CO2排放進(jìn)行了橫向?qū)Ρ取?XU 等[39]通過(guò)對(duì)比多個(gè)研究結(jié)果,評(píng)估其構(gòu)建的中國(guó)道路移動(dòng)源CO2排放。 LIU 等[42]為評(píng)估其所構(gòu)建的中國(guó)電廠CO2排放的合理性,分別與其他研究對(duì)比了排放量和空間分布。

趨勢(shì)分析主要是指將目標(biāo)趨勢(shì)清單與長(zhǎng)時(shí)間序列相關(guān)參數(shù)的對(duì)比,如能源消費(fèi)、GDP、人口、工業(yè)產(chǎn)值以及長(zhǎng)時(shí)間序列的地基監(jiān)測(cè)或衛(wèi)星監(jiān)測(cè)濃度變化趨勢(shì)等。 趨勢(shì)對(duì)比通常采用5 年及以上時(shí)段的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對(duì)比目標(biāo)清單與參數(shù)變化趨勢(shì)的相關(guān)性與一致性。 該方法可在排放清單的趨勢(shì)變化上做初步的合理性評(píng)估與驗(yàn)證,同時(shí)也能夠在對(duì)比分析過(guò)程中識(shí)別出清單估算時(shí)的關(guān)鍵不確定性來(lái)源。 如 SHAN 等[43]通過(guò)對(duì)比1997—2015 年中國(guó)能源消費(fèi)及EDGAR 和MEIC(中國(guó)多尺度排放清單模型)等排放清單的變化趨勢(shì),評(píng)估其所構(gòu)建的中國(guó)能源消費(fèi)與工業(yè)CO2排放。

基于大氣測(cè)量的評(píng)估是以地面觀測(cè)、飛機(jī)航測(cè)或衛(wèi)星觀測(cè)等的溫室氣體濃度為約束,結(jié)合大氣化學(xué)傳輸模型模擬,建立先驗(yàn)排放與環(huán)境濃度之間的關(guān)聯(lián),根據(jù)三維/四維變分、卡爾曼濾波、伴隨模型和貝葉斯等反演模型,對(duì)先驗(yàn)排放清單進(jìn)行優(yōu)化和校驗(yàn)[44-47]。 該方法是《IPCC 2006 國(guó)家溫室氣體排放清單指南編制指南 2019 修訂版》中特別增加說(shuō)明的基于碳監(jiān)測(cè)的排放校驗(yàn)方案[10]。 與橫向?qū)Ρ群挖厔?shì)分析法相比,基于大氣測(cè)量的排放評(píng)估能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不斷優(yōu)化先驗(yàn)清單的排放總量與時(shí)空分布,得到更加準(zhǔn)確的排放清單。 隨著我國(guó)碳監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作的開(kāi)展,該方法目前已逐步在各試點(diǎn)城市開(kāi)展應(yīng)用。

2 現(xiàn)有溫室氣體排放清單數(shù)據(jù)庫(kù)與排放特征

目前針對(duì)國(guó)家尺度的溫室氣體排放清單數(shù)據(jù)庫(kù)主要有中國(guó)高空間分辨率排放網(wǎng)格數(shù)據(jù)(CHRED)、中國(guó)碳核算數(shù)據(jù)庫(kù)(CEADs)、中國(guó)多尺度排放清單模型(MEIC)和中國(guó)高分辨率排放清單(MEIC-HR)等。

CHRED 結(jié)合CEMS、環(huán)境統(tǒng)計(jì)(ES)、排放許可實(shí)施報(bào)告(EPIR)以及國(guó)家統(tǒng)計(jì)局(NBS)等多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),建立了基于點(diǎn)狀排放源自下而上的空間化方法,包括點(diǎn)排放源(工業(yè)企業(yè)、污水處理廠、垃圾填埋場(chǎng)、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)/小區(qū)、煤礦開(kāi)采、水運(yùn)船舶等)和其他線源(交通源)、面源(農(nóng)業(yè)、生活源等)數(shù)據(jù),最新版本3.0A,提供2018 年10 km 分辨率CO2排放網(wǎng)格數(shù)據(jù)[33,38,48-50]。 CHRED顯示,2018 年中國(guó)CO2排放量為107.28 億t,其中電力行業(yè)CO2排放量為49.13 億t,工業(yè)CO2排放38.05 億t,交通CO2排放13.02 億t,居民CO2排放7.08 億t。

CEADs 采用排放因子法,涵蓋47 個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門的17 種能源消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放,包含國(guó)家、省份、城市和縣等多個(gè)尺度的碳排放,其中國(guó)家、省份和城市尺度的碳排放清單更新至2019年,縣尺度更新至2017 年[15,40,51]。 CEADs 數(shù)據(jù)庫(kù)中我國(guó)2019 年范圍1 的CO2排放量為97.95億t,CO2排放量主要來(lái)自原煤燃燒和焦化行業(yè),分別占CO2排放的50.2%和13.2%,其中原煤消耗主要用于火力發(fā)電行業(yè),CO2排放量占原煤CO2排放量的84.2%。

MEIC 采用自下而上的方法核算了電力和供熱、工業(yè)和建筑業(yè)、交通、民用和商用部門的CO2排放,目前最新版本V2.0,提供我國(guó)1990—2021年間的CO2排放[52-54]。 2021 年我國(guó)CO2排放量為104.5 億t,其中電力與供熱行業(yè)、工業(yè)與建筑行業(yè)排放居多,年排放量分別占CO2排放總量的45.7%和37.8%。

MEIC-HR 根據(jù)多源數(shù)據(jù)融合算法,建立了包含約10 萬(wàn)個(gè)工業(yè)企業(yè)的點(diǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù),并與MEIC中的線源和面源耦合,最終建立了2013 年中國(guó)1 km×1 km 分辨率人為源排放清單。 與MEIC 清單相比,MEIC-HR 清單點(diǎn)源排放占比明顯提升,尤其是由工業(yè)燃燒源和工藝過(guò)程源主導(dǎo)的CO2排放的點(diǎn)源比例,從MEIC 清單中最高30%提高到MEIC-HR 中最高84%[55]。 2013 年中國(guó)的人為源CO2排放為103.5 億t,主要集中在電力和供熱、非金屬礦物制品、冶金、化工和焦化等行業(yè)。

除上述用于科學(xué)研究的溫室氣體排放清單數(shù)據(jù)庫(kù),我國(guó)在業(yè)務(wù)領(lǐng)域也開(kāi)發(fā)了多層次溫室氣體排放清單。

1)基于國(guó)際履約以及國(guó)家溫室氣體控制政策措施需求開(kāi)發(fā)的國(guó)家清單。 根據(jù)《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》要求,所有締約方應(yīng)按照IPCC 國(guó)家溫室氣體清單編制指南編制各國(guó)的溫室氣體清單。 我國(guó)作為《公約》非附件一締約方,積極履行應(yīng)盡的國(guó)際義務(wù)和責(zé)任,已分別于2004、2012、2017 年提交了《中華人民共和國(guó)氣候變化初始國(guó)家信息通報(bào)》《中華人民共和國(guó)氣候變化第二次國(guó)家信息通報(bào)》《中華人民共和國(guó)氣候變化第一次兩年更新報(bào)告》,2019 年提交了《中華人民共和國(guó)氣候變化第三次國(guó)家信息通報(bào)》《中華人民共和國(guó)氣候變化第二次兩年更新報(bào)告》,分別提交了3 次國(guó)家信息通報(bào)和2 次兩年更新報(bào)告,全面闡述了中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的主要政策與行動(dòng)及其相關(guān)信息,并報(bào)告了1994、2005、2012、2014 年國(guó)家溫室氣體清單。

2)基于國(guó)內(nèi)碳達(dá)峰和減排目標(biāo)分配需求開(kāi)發(fā)的省級(jí)清單。 2010 年,根據(jù)《關(guān)于啟動(dòng)省級(jí)溫室氣體清單編制工作有關(guān)事項(xiàng)的通知》(發(fā)改辦氣候〔 2010 〕 2350 號(hào)),我國(guó)啟動(dòng)了省級(jí)溫室氣體清單指南的編制,部分試點(diǎn)建立了常態(tài)化溫室氣體清單編制和溫室氣體排放統(tǒng)計(jì)報(bào)告制度。 同時(shí)為加強(qiáng)省級(jí)清單編制的科學(xué)性、規(guī)范性,2011年國(guó)家發(fā)改委應(yīng)對(duì)氣候變化司組織編制了《省級(jí)溫室氣體清單編制指南(試行)》,主要參考了基于分部門、分燃料品種、主要產(chǎn)品產(chǎn)量等活動(dòng)水平數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)排放因子的IPCC Tier 2 和Tier 1。 目前全國(guó)完成了2005 年和2010 年省級(jí)清單編制工作,大部分省市完成了2012、2014、2015、2016 年省級(jí)清單,部分省啟動(dòng)了2018 年清單。 質(zhì)控方面,國(guó)家建立了省級(jí)清單聯(lián)審機(jī)制,生態(tài)環(huán)境部組織開(kāi)展了2012 年和2014 年清單評(píng)審工作。

3)基于碳市場(chǎng)、碳交易及配額分配等需要建立的重點(diǎn)排放單位溫室氣體核算和報(bào)告制度。 為全面掌握重點(diǎn)單位溫室氣體排放情況,2014 年發(fā)布了《關(guān)于組織開(kāi)展重點(diǎn)企(事)業(yè)單位溫室氣體排放報(bào)告工作的通知》(發(fā)改氣候〔 2014 〕 63號(hào)),確定了開(kāi)展重點(diǎn)單位溫室氣體排放報(bào)告的責(zé)任主體和對(duì)象,重點(diǎn)單位根據(jù)自身實(shí)際報(bào)告6種溫室氣體排放情況,省級(jí)主管部門需按期組織完成對(duì)報(bào)告內(nèi)容的評(píng)估和核查。 國(guó)家相繼發(fā)布了23 個(gè)重點(diǎn)行業(yè)的《溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南》及《工業(yè)其他行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南》。 按照統(tǒng)一要求,省級(jí)生態(tài)環(huán)境部門組織開(kāi)展了2016、2017、2018 年度企業(yè)溫室氣體排放報(bào)告第三方機(jī)構(gòu)核查工作。

4)基于碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)建立的城市高空間分辨率溫室氣體排放清單。 為推進(jìn)碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)工作順利開(kāi)展,中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站2021 年12月發(fā)布了《碳監(jiān)測(cè)評(píng)估試點(diǎn)城市高空間分辨率溫室氣體排放清單編制技術(shù)指南(試行)》,明確各試點(diǎn)城市和本地實(shí)際情況,開(kāi)展基于點(diǎn)源和區(qū)縣為基本單位的分領(lǐng)域、分行業(yè)溫室氣體排放清單編制,要求結(jié)合不同排放源不同網(wǎng)格化分配參數(shù)編制高空間分辨率溫室氣體排放網(wǎng)格化清單,編制形成2020、2021、2022 年網(wǎng)格分辨率為1 km×1 km 或更高的溫室氣體排放網(wǎng)格化清單。

3 問(wèn)題與建議

3.1 存在問(wèn)題

1)研究目的、對(duì)象、采用的方法和參數(shù)不同,導(dǎo)致不同研究的排放數(shù)據(jù)之間差異顯著,目前普遍采用的橫向和趨勢(shì)對(duì)比法雖然能夠定性地判斷碳排放核算結(jié)果的合理性,但難以準(zhǔn)確評(píng)估不同結(jié)果的合理性。 雖然近年來(lái)基于觀測(cè)的碳排放反演取得長(zhǎng)足發(fā)展,但目前對(duì)于國(guó)內(nèi)的研究還較少。另外,我國(guó)碳監(jiān)測(cè)試點(diǎn)尚處于起步階段,地面觀測(cè)、航測(cè)等數(shù)據(jù)的缺失也是制約我國(guó)開(kāi)展基于碳監(jiān)測(cè)的碳排放反演與校驗(yàn)評(píng)估的重要因素。

2)目前我國(guó)的溫室氣體排放清單大多以省為單位編制,只有部分工業(yè)源進(jìn)行單獨(dú)核算,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)源化。 從空間精度上,1 km×1 km 空間分辨率的溫室氣體排放清單研究主要集中在試點(diǎn)區(qū)域和發(fā)達(dá)地區(qū),而欠發(fā)達(dá)地區(qū)的排放數(shù)據(jù)僅能夠從基于宏觀數(shù)據(jù)的碳排放數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取,缺少基于領(lǐng)域和行業(yè)特征的空間化特征識(shí)別與分析。 溫室氣體排放清單研究的區(qū)域分布不均導(dǎo)致區(qū)域間的對(duì)比與評(píng)估難以有效開(kāi)展。

3)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,溫室氣體排放清單為氣候模型模擬、減排策略制定提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支撐。 其中,排放的時(shí)空參數(shù)是影響模型模擬、策略制定的關(guān)鍵因素。 雖然部分研究已實(shí)現(xiàn)了高空間分辨率的溫室氣體排放網(wǎng)格化分配,但目前溫室氣體排放結(jié)果仍多以年度為基準(zhǔn),對(duì)年排放的時(shí)間分配或基于高時(shí)間分辨率的活動(dòng)水平的排放核算研究則相對(duì)較少。

4)受實(shí)地調(diào)查和排放源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成本的局限,目前碳排放核算通常參考以年為單位的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),對(duì)應(yīng)的碳排放也多以基準(zhǔn)年為單位進(jìn)行核算,然而,年鑒等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)往往存在1 ～2 年的滯后期,導(dǎo)致應(yīng)用其數(shù)據(jù)編制的碳排放清單也滯后1 ～2 年,在時(shí)效性上難以及時(shí)反映目標(biāo)區(qū)域的碳排放特征,從而影響碳排放清單的應(yīng)用效果。

3.2 建議

1)統(tǒng)籌規(guī)劃溫室氣體排放清單編制工作,在原則、方法統(tǒng)一基礎(chǔ)上,支持、鼓勵(lì)更多地區(qū)根據(jù)本地能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與交通結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選取典型行業(yè),基于主要原材料、工藝特點(diǎn)等基本信息開(kāi)展區(qū)域本地化溫室氣體排放系數(shù)測(cè)試,建立我國(guó)本地化的CO2排放因子庫(kù),結(jié)合本地實(shí)際情況開(kāi)展高精度溫室氣體排放清單編制;同時(shí),加強(qiáng)對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)的技術(shù)幫扶和支持,強(qiáng)化城市、區(qū)域間的溫室氣體排放清單編制交流,增強(qiáng)區(qū)域溫室氣體排放的一致性與可比性。

2)為豐富排放清單評(píng)估驗(yàn)證數(shù)據(jù)積累,需加強(qiáng)碳監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè),提倡省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)逐步開(kāi)展自主監(jiān)測(cè),構(gòu)建多尺度網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái),建立完整的碳監(jiān)測(cè)技術(shù)體系,為基于監(jiān)測(cè)的碳排放反演與評(píng)估校驗(yàn)提供數(shù)據(jù)支撐,以獲取更精準(zhǔn)、科學(xué)合理的碳排放數(shù)據(jù)。

3)高精度碳排放清單和科學(xué)的碳減排策略制定依賴對(duì)排放源特征的精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)把握,鼓勵(lì)支持基于大數(shù)據(jù)的碳排放動(dòng)態(tài)表征技術(shù)研究,充分利用物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì),基于動(dòng)態(tài)大數(shù)據(jù)構(gòu)建實(shí)時(shí)的碳排放清單,以實(shí)時(shí)掌握溫室氣體排放特征,及時(shí)部署碳減排策略。

4)加強(qiáng)數(shù)據(jù)信息平臺(tái)建設(shè),構(gòu)建監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系,建立能夠系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)和分析的平臺(tái),集成我國(guó)溫室氣體相關(guān)數(shù)據(jù)資料,建立面向全國(guó)的溫室氣體信息數(shù)據(jù)庫(kù),支撐編制我國(guó)高分辨率、高精度、動(dòng)態(tài)化的溫室氣體排放清單。

4 結(jié)論

近年來(lái)我國(guó)在溫室氣體排放清單研究領(lǐng)域開(kāi)展了大量研究,并在技術(shù)體系和數(shù)據(jù)成果方面取得較大進(jìn)步。 未來(lái)可通過(guò)統(tǒng)籌高精度溫室氣體排放清單編制工作,加強(qiáng)區(qū)域間的交流,以減少溫室氣體排放清單差異性和不確定性;基于碳監(jiān)測(cè)開(kāi)展溫室氣體排放校驗(yàn),提高溫室氣體排放清單合理性;基于多源大數(shù)據(jù)開(kāi)展近實(shí)時(shí)溫室氣體排放動(dòng)態(tài)表征提升排放清單時(shí)效性和時(shí)空精度。