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三种范围下的全球城市碳排放清单

2021-8-25 18:23

来源:

图片来源:https://images.app.goo.gl/Ue2MW2TmKBvqnEFY6

原文信息

原文标题:Three-scope carbon emission inventories of global cities

原文作者(*通讯):Thomas Wiedmann, Guangwu Chen*, Anne Owen, Manfred Lenzen, Michael Doust, John Barrett, Kristian Steele

作者单位:新南威尔士大学土木与环境工程学院、北京师范大学环境学院、利兹大学地球与环境学院、悉尼大学物理学院、C40城市气候领导联盟、Arup集团有限公司

关键词:碳排放、碳足迹、城市、温室气体协议、产业生态学、低碳基础设施

刊载信息:2021年,第25卷第3期,第735-750页

原文链接:https://doi.org/10.1111/jiec.13063

击文末“阅读原文”即可查阅英文原文

查阅更多JIE中文摘要翻译:https://jie.yale.edu/chinese/


01

原文摘要

A major challenge for cities taking action on climate change is assessing and managing the contribution of urban consumption which triggers greenhouse gas (GHG) emissions outside city boundaries. Using a novel method of creating city-level input–output tables, we present the first consistent, large-scale, and global assessment of three-scope GHG inventories for 79 members of the C40 Cities Climate Leadership Group. These inventories cover the emissions from sources located within city boundaries (Scope 1), emissions occurring as a consequence of the use of grid-supplied electricity, heat, steam, and/or cooling (Scope 2), and all other GHG emissions that occur outside the city boundary as a result of activities taking place within the city (Scope 3). We find that, by only accounting for territorial emissions, without Scope 3, the 79 C40 cities under-report 4% of global annual GHG emissions from six key infrastructure-related transboundary sources (73%) and from service-related sectors (27%). In contrast, when only accounting for consumption-based emissions, the C40 cities would miss the mitigation target on 41% of their territorial emissions. We argue that cities should complement their GHG inventories, adding full Scope 3 to Scopes 1 and 2, and develop low-carbon consumption strategies in addition to current infrastructure-focused action on climate change.

摘要翻译:

评估和管理城市居民消费对城市边界外温室气体排放的影响是城市在应对气候变化行动中面临的一个主要挑战。文章以C40城市气候领导联盟中的79个成员城市为研究对象,修正城市级投入产出模型,展开基于三个范围的温室气体清单核算。清单包括城市边界内的直接排放即地域排放(范围1)、因电力、供热、蒸汽和/或制冷产生的排放(范围2)以及由城市消费活动引起但产生于城市边界外的所有其他GHG排放(范围3)。研究发现,若只考虑城市地域排放,不考虑跨边界排放,预计79个C40城市贡献的全球温室气体年排放量将减少4%,这些排放来自6个基础设施相关的跨边界排放(73%)和服务业部门排放(27%)。此外,若只考虑城市消费端排放,C40城市将无法实现41%的区域减排目标。本文认为城市应在范围1和范围2的基础上添加范围3,将其纳入城市碳账户,并在当前以基础设施为重点的气候变化行动中制定低碳消费策略。

02

论文导读

据联合国人居署统计,超过60%的温室气体排放来自城市地区,城市是造成气候变化的主要因素,在减缓全球气候变化方面起到关键作用。当前城市减排政策大多关注的是城市地域内的温室气体排放,忽略了城市边界和管辖范围外的间接排放影响。基于此,本文编制了基于城市层面的三种核算范围下的温室气体排放清单,开展首个采用一致性方法的大规模研究。利用消费端碳足迹(CBCF)指标核算贸易隐含排放量,衡量城市居民最终消费的所有商品和服务产生的温室气体排放,并将城市边界外排放和消费端碳足迹纳入全球多区域投入产出模型,核算79个C40城市(来自44个国家)在三种范围下的温室气体排放,同时探讨城市经济结构与贸易隐含排放之间的关系。

  • 方法与数据:

本研究定义的城市边界为城市行政管辖边界,核算的总CO2当量包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、九种氢氟烃(HFC)、四种全氟化碳(PFC)和六氟化硫(SF6)。

研究首先对环境扩展的投入产出模型进行修正,将现有全球多区域投入产出(GMRIO)模型中的国家物联网及其进出口表按城市和国内其他地区(RoN)进行拆分,推导每个C40城市的物联网以及城市、本国与其他国家之间的贸易流量;然后使用IOA的标准Leontief需求拉动模型与修正的GMRIO模型计算城市消费端碳足迹(CBCF),并绘制各城市部门的温室气体排放洛伦兹曲线。

本文使用的全球多区域投入产出表来自GTAP 9数据库;城市总增加值(GVA)和最终家庭消费数据来自国家统计数据、经合组织、Euromonitor(欧睿国际市场研究机构)和CallCredit(英国信用咨询机构);对于可获取GPC(城市温室气体核算国际标准)数据的,参考匹配的联合国气候变化公约(UNFCCC)分配研究城市与国内其他地区(RoN)的排放份额;对于GPC中无可用数据的,使用行业GVA作为替代数据。

研究发现:

1、79个C40城市在三种范围下的碳排放总量为4.4Gt,占全球年度温室气体排放量的10%(以2011年作为参考年,下同)。城市边界外(范围3)的排放量为1.8Gt,占全球年度温室气体排放量的4%,对57个部门进行核算并将结果分为七大类后发现,C40城市的服务类相关部门排放占范围3排放总量的27%,另外73%为与基础设施相关的跨边界排放。此外,研究发现C40城市在三种不同范围下的人均排放为3.2-54.8t,并表现出与城市GDP的强相关性。

2、C40城市的地域排放随城市人均GDP的增加而增加,在出现拐点后,仍保持增长趋势,与环境库兹涅茨曲线(EKC)揭示的环境污染程度与人均收入水平的倒U型曲线关系矛盾,质疑了EKC的存在,启示未来的城市EKC研究可能需要考虑城市的跨边界排放问题。

3、C40城市间的贸易隐含排放表明,C40城市的很大一部分排放都是通过贸易外包出去,且不同地区的贸易隐含排放各不相同。北美和拉丁美洲的C40城市是隐含排放的净进口国,欧洲、非洲和东亚城市是隐含排放的净出口国,其他C40城市的贸易进出口相对平衡。

4、城市的地域排放和消费端排放之间存在较大差异的根本原因与城市经济结构(如以制造业或服务业为主)有关,制造业或服务业的增加值占城市总增加值的比重对贸易隐含排放平衡具有重要影响,当制造业和服务业的增加值分别占城市总增加值的21%和75%时,就会达到净贸易隐含排放平衡。因此,以服务业为主导的城市采用消费端核算方式具有更大的减排潜力,而以制造业为主导的城市可能需要将减排工作重点放在其地域排放上。

5、低碳基础设施策略(LCI)和低碳消费策略(LCC)偏好结果显示,消费端碳足迹较高而地域排放较低的拉丁美洲许多城市适合采用LCC策略,即直接针对消费水平和类型制定减排措施;对于许多北美城市而言,适合采用密集的LCI策略和更强的LCC策略;东亚和欧洲的一些城市则适合密集的LCC策略和更强的LCI策略。


原文图1:城市碳排放的三种核算视角

CBCF = EEI + RTE;TE = RTE + EEE;S123 = EEI + RTE + EEE(CBCF:消费端碳足迹;EEI:进口隐含排放;RTE:其他地域排放;TE:地域排放;EEE:出口隐含排放)

原文图4:C40城市的地域排放、电力进口和在范围3下的七大类别排放

原文图7:基于C40城市的消费端碳足迹核算与地域碳足迹核算结果的低碳基础设施 (LCI) 和低碳消费 (LCC) 策略偏好判断

原文图8: 三种核算范围下各城市部门的温室气体排放洛伦兹曲线

编者简介

内容袁秋玲  排版:张宇  审校:李霄

  • 袁秋玲,北京师范大学环境学院硕士研究生,师从杨志峰教授、孟凡鑫讲师。研究方向:蓝绿基础设施、食物-水-能耦合、城市代谢等。

  • 张宇,深圳大学土木与交通工程学院硕士研究生,导师段华波副教授。

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