北极星

搜索历史清空

  • 水处理
您的位置:电力电力新闻碳管家碳管理碳数据管理评论正文

减污降碳|双碳背景下碳排放核算体系现状与展望

2025-06-25 09:54来源:环境工程技术学报作者:郭雪伟 曲昌盛 徐东耀关键词:碳排放碳排放核算减污降碳收藏点赞

投稿

我要投稿

在全球气候变化日益严峻的背景下,国家主席习近平于2020年在联合国大会上宣布了我国的“3060”目标,明确了碳达峰、碳中和(“双碳”)目标的内涵、基本路径和重点任务,“双碳”工作正式上升到国家战略层面。作为实现这一目标的基础性工作,碳排放核算体系的构建和完善尤为重要。碳排放核算是碳管理、碳交易及碳金融研究的基石,其科学性和准确性直接影响到国家政策制定、行业减排路径规划以及企业绿色转型的实施效果。

近年来碳排放核算体系的研究逐步深化,并在不同空间尺度上形成了从国家到产品层面的多层次框架。具体而言,国家层面的碳排放核算主要依据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的《2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories》(简称《2006年指南》)及其2019年修订版,省级层面主要依据《省级温室气体清单指南(试行)》等文件。然而,在地级市及以下层级,温室气体清单编制的技术积累相对薄弱,跨部门协调机制不够完善,限制了相关指南的制定与实施。在组织层面,ISO 14064-1:2018《温室气体 第1部分:组织层面温室气体排放量和清除量量化和报告指南规范》和《温室气体核算体系:企业价值链(范围3)核算与报告标准》为企业碳排放核算提供了规范化指导,但部分新兴行业尚未纳入核算范围,且不同方法间的可比性仍有待提升。而在产品层面,生命周期评价(LCA)方法因其能够全面反映产品全生命周期的碳足迹而受到广泛关注,但其数据需求量大、边界设定复杂等问题也制约了其广泛应用。

综上,尽管我国已初步建立了碳排放核算框架,但各层级下的碳核算方法仍面临诸多挑战,亟须进一步优化和完善。笔者以“双碳”目标为背景,主要介绍了碳排放核算体系在中国的应用现状和发展趋势。通过对不同空间尺度下的碳排放核算指南及标准的发展历程进行梳理,重点分析了国家、区域、组织、项目和产品等不同空间尺度下的核算指南与标准,包括各种核算方法的原理、核算视角及其适用性等,揭示了当前中国碳排放核算体系存在的问题,提出针对性改进建议,并展望了未来的发展方向。以期能够提升我国碳排放核算的准确性和透明度,为中国乃至全球的碳排放管理和气候变化应对策略的制定提供科学指导和技术支持。

碳排放核算背景

1992年各缔约国签署了《联合国气候变化框架公约》(简称《公约》),旨在限制人类活动产生的温室气体,以减缓全球气候变暖。作为全球首个针对气候变暖问题的国际性协议,《公约》为全球各国在气候行动上的合作提供了框架和指导原则。然而,《公约》并没有设定具体的减排目标,1997年签订的《京都议定书》,是对《公约》进一步具体化,规定了发达国家碳减排的具体目标。2015年12月,各国签署了《巴黎协定》,其核心目标是限制并减少各国温室气体的排放,将21世纪升温幅度控制在工业化前水平2 ℃以内,并努力限制在1.5 ℃以内。《巴黎协定》是第一个法律化的国际条约,其签署标志着国际社会在应对气候变化方面的新起点。

碳排放核算是“双碳”工作的重要基础。为了进一步规范碳排放核算方法,我国在2022年4月发布了《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》,提出建立全国及地方碳排放统计核算制度,完善行业企业碳排放核算机制,建立重点产品碳排放核算方法。进一步地,生态环境部联合其他14个部门于2024年6月推出了《关于建立碳足迹管理体系的实施方案》,提出到2027年和2030年分别需初步形成并进一步完成该体系的目标。为落实该方案中“发布产品碳足迹核算通则标准”的任务要求,由生态环境部指导制定的GB/T 24067—2024《温室气体 产品碳足迹 量化要求和指南》于2024年10月1日起实施。该标准作为国内产品碳足迹核算通则,填补了国内产品碳足迹核算通用标准的空白,引导我国各类产品碳足迹核算标准的编制。这是中国转向绿色低碳、高质量发展的重大契机,也体现了构建人类命运共同体、共同应对全球气候变化挑战的决心。

自20世纪末以来,国际组织和机构经过大量调查和研究,形成了包括国家、区域、行业、组织、产品等较为系统的碳排放核算体系。中国碳中和目标的实现涉及从中央到地方、从政府到企业的社会行为主体,因此碳排放核算尺度大到国家、小到产品。截至目前,发展出了政府和市场主体独自推进又交互反馈的路线,呈现出从国家、区域层面到组织、产品层面的空间尺度(图1)。这些不同核算层面的相互补充,共同构成了全面的碳排放核算体系。

图1  碳排放核算体系的空间尺度

碳排放核算指南/标准

自20世纪末以来,一些致力于环境管理和可持续发展的政府和非政府组织,如IPCC、WRI、ISC等经过广泛的研究和合作,建立了系统的碳排放核算指南/标准(表1),适用于国家、区域、组织、项目和产品层面。这些指南/标准成为各国开展碳排放核算的蓝本,为跨地域、跨行业的减排行动提供了统一且可比的衡量基准,有力推动了全球碳排放科学核算与有效控制。依据指南/标准,从核算原则、对象、范围、方法等方面进行概括性论述。针对各层级指南/标准的详细释义将在第3节具体论述。

表1  空间尺度下的碳排放核算参照指南及标准

2.1   碳排放核算原则

碳排放核算原则是指导国家、区域、组织识别、测量和核算温室气体排放的基础,遵循这些原则,能够确保排放数据的准确性、透明度和可比性。碳排放核算原则主要包括相关性、一致性、透明性、完整性及准确性等方面。

碳排放核算时,提高数据的准确性是确保实施有效减排政策的关键。1)在数据收集阶段,首先,采用标准化的测量和报告方法至关重要。遵循国际公认的标准,如IPCC指南,可以确保数据的一致性和可比性;政府部门的统计数据是重要基础,如国家统计局提供的能源消耗总量、工业生产以及农业生产等相关统计数据;企业层面的数据也不可或缺,包括企业的生产记录、能源采购清单、原材料使用明细等;此外,行业协会发布的行业报告、科研机构的专项研究数据等也能提供补充信息。例如,在核算工业碳排放时,除了官方统计的工业总产值和能源消费总量,还应深入收集企业内部不同生产工艺环节的能源消耗数据以及原材料含碳量信息。其次,提高数据收集频率与时效性,从传统的定期收集数据向更频繁的数据收集转变。借助现代信息技术实时数据收集,例如,在农业领域,通过安装在农田和养殖场的传感器实时监测温室气体排放,及时获取准确的排放数据;工业生产过程中,为设备安装智能传感器,实时监测能源消耗、废气排放流量和浓度等参数,并自动传输数据至数据处理中心。2)在数据验证过程,实施交叉验证策略,通过不同数据源的比对,确保数据的一致性和准确性。例如,核算工业企业碳排放时,根据生产工艺和能源利用效率,验证能源消耗数据与产品产量之间的关系是否合理。同时,对同一数据来源内部的数据进行逻辑校验,如检查时间序列数据的连续性和合理性,避免出现数据跳跃或异常波动。3)在数据处理过程中,数据清洗是关键环节。首先,识别和处理错误数据,如明显不符合物理规律或逻辑关系的数据点。其次,处理重复数据,确保每个数据点的唯一性。对于缺失数据,采用合理的插补方法,如根据历史数据趋势、同类型企业或设备的平均数据进行插补。此外,碳排放数据存在不确定性,采用多种方法量化不确定性,如蒙特卡罗模拟法;采用数据融合算法,将来自不同数据源、经过清洗和预处理的数据加权融合;同时,利用大数据分析技术优化碳排放模型。

碳排放核算结果的透明度是履行国际义务和促进环境政策有效实施的关键。核算结果的公开是提高核算结果透明度的基础,企业应主动披露其碳排放数据,包括排放量、排放源及减排措施等信息;建立标准化报告框架,确保组织和国家在报告碳排放数据时遵循一致的标准,例如,参考温室气体议定书、IPCC指南等国际公认的框架;选择官方网站、政府数据平台、行业数据库等渠道公开碳排放核算结果。

审计是确保碳排放核算透明度的关键环节。审计规定了核算范围、计算方法和数据质量要求。企业和组织应强化企业内部审计职能、引入第三方审计机构、及时公开审计结果并建立反馈机制,定期对碳排放核算工作进行审查。

第三方验证是提高核算透明度的重要补充。企业和组织应选择具备专业资质的验证机构、确保验证过程的独立性与客观性,如通过独立收集数据、重新计算排放量进行验证,并出具详细透明的验证报告。

2.2   碳排放核算对象

按照《公约》的相关规定,并结合我国国情,碳排放核算对象主要包括能源、工业生产、农业、土地利用变化和林业、废物处理5个领域的碳排放和吸收。核算时考虑的温室气体主要有CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs、SF6及NF3 7种。

2.3   碳排放核算范围

范围指碳排放源的类型,为清晰界定排放源和精确核算,应明确碳排放核算的范围。

2.3.1   直接排放和间接排放

直接排放是指自身拥有或控制的排放源产生的温室气体,通常是指发生在核算对象地理边界内的排放。间接排放不是直接来源于组织自身拥有的或控制的排放源,是指由核算边界内部活动引起、来源于核算边界外部的排放(如蒸汽、电力等能源设施的排放)。该分类体系依据排放源的地理位置进行划分,广泛应用于国家层面以下的层级,包括省级、市级以及企业的碳排放核算。

2.3.2   范围1排放、范围2排放和范围3排放

核算范围最初是由WBCSD与WRI在《温室气体核算体系》(Greenhouse Gas Protocol,GHG Protocol)中提出的,将企业碳排放核算分为3个范围,目前该范围划分在各领域的核算中得到应用。范围1,直接排放,是企业一系列活动的直接结果。范围2,能源间接排放,是指企业购买能源产生的间接排放。范围3,其他间接排放,是企业除了范围2之外的其他所有间接排放。根据GHG Protocol,对范围1、范围2、范围3排放总结如表2所示。

表2  范围1、范围2、范围3排放分析

2.3.3   内部过程排放、上/下游过程排放

对过程/流程进行分类是基于产品、组织的生命周期视角或者价值链视角。根据其发生的不同阶段,分为内部过程排放、上游过程排放和下游过程排放,各要素汇总即为产品/组织总的碳排放量。这种分类方式有助于识别生命周期阶段或价值链中的碳排放,从而采取有效的减排措施,实现整体的减碳。

内部过程排放通常归类为范围1排放,即直接排放。这些排放发生在组织的边界内,如燃烧化石燃料的排放、生产过程中的排放、废物处理过程的排放。

上游过程排放发生在组织的供应链中,但不在组织直接控制下的活动所产生的排放。上游过程排放归类为范围2、范围3排放中的类别,如外购电力、原材料获取、加工和运输过程的排放,及产品制造之前的所有相关活动。

下游过程排放指产品销售后直至其生命周期结束的所有阶段中产生的排放。下游过程排放为范围3中的类别,如产品的使用阶段(如售出汽车的运行),销售产品的加工、报废与处理,还包括在内部生产但用于出口的产品或服务的排放。

以上3种碳排放核算范围总结如图2所示。

图2  碳排放核算范围划分关系

2.4   碳排放核算方法

2.4.1   IPCC核算方法

IPCC核算方法是依据能源供应链生产端对碳排放进行核算],包括以下3种方法。

排放因子法:排放因子法又称排放系数法,基于活动数据和排放因子相乘核算温室气体的排放量,广泛应用于能源活动、工业生产、农业活动等各领域的碳排放核算。

质量平衡法:质量平衡法是基于化学反应原理和质量守恒定律进行核算。通过比较生物体中的碳储存量与死亡有机物质中碳含量的差异,来确定碳排放量。该方法主要应用于2.2节所述五大领域中的土地利用变化和林业领域。

实测法:实测法主要通过实时计量的碳表设备,直接测量排放气体的流量和浓度等参数来核算碳排放量,并结合工业互联网和区块链技术,以确保碳排放核算结果的准确性。

2.4.2   投入产出法

投入产出法(input-output,I-O)是由美国经济学家瓦西里·里昂惕夫于1936年创建的一种定量分析工具,用于探索经济体系内部各组分之间的投入产出依赖关系。20世纪70年代始应用于自然资源与环境保护领域的研究,基于投入产出表和数学模型,通过投入产出数据全面评估生产过程中的产生与排放,是一种自上而下的研究方法。

2.4.3   生命周期评价方法

LCA是环境管理中的关键工具,可以将清单数据量化为环境影响并进行比较。LCA的评估范围广泛,可以针对单一产品、技术或流程,也可以针对自然资源的开采、生产工艺、工业园区等系统性对象,覆盖了评估对象从“摇篮”到“坟墓”的整个生命周期。根据不同的数据收集及整理方法,LCA具体可分为以下3种方法。

基于清单分析的过程生命周期评价(PLCA)。PLCA是一种传统的、自下而上的核算方法。但PLCA在清单分析过程中存在横向、纵向截断误差以及“回路”现象,因此要完整实现对清单数据收集极其困难,在实际操作中往往将核算边界定义于某个节点,而这种基于主观判断的边界设定通常缺乏充分的科学支持。因此,边界的精确及完整核算是PLCA应用的一大挑战。

投入产出的生命周期评价(I-O LCA)。I-O LCA已被广泛应用于国家和省级层面的碳排放研究,不同于PLCA,I-O LCA是一种从宏观角度出发的生命周期环境影响评价技术,主要依托于经济领域的投入产出表。I-O LCA能够详细地追踪和计算不同经济部门之间的相互作用及其对环境的综合影响,评价对象主要是通过经济部门层面的数据来量化产品或服务在生产过程中对环境的影响。

混合生命周期评价(HLCA)。HLCA是一种结合了PLCA方法和I-O LCA的综合评价方法。该方法能够在保持LCA方法细节和精确性的同时,利用I-O LCA的宏观视角来扩展系统边界,从而更全面地评估产品或服务的环境影响,具有更大的灵活性。

2.4.4   核算方法对比分析

IPCC、I-O和LCA方法是碳排放核算方法的3种重要核算手段。IPCC方法具有标准化程度高、全面涵盖排放源且政策导向性强的优点,广泛适用于国家和区域层面的碳排放核算,为全球碳排放数据比较和政策制定提供了统一框架。然而,其排放因子不确定性高,对活动数据质量要求苛刻,且难以反映生产消费关系中的碳排放转移。I-O方法适用于分析产业结构变化对碳排放的影响,能够系统地揭示生产和消费活动之间的内在联系。但该方法对数据要求极高,模型假设严格,难以刻画生产环节细节,限制了其在实际中的精确应用。LCA方法适用于微观层面产品或服务的碳排放评估,尤其在产品设计、绿色供应链管理和消费者选择等方面具有重要应用价值。但数据收集工作量巨大,边界设定主观,模型计算复杂,大规模推广受限。

IPCC法适用于宏观层面核算,I-O法在分析产业关联对碳排放影响方面有优势,LCA法利于微观层面产品或服务的碳排放评估。优化核算方法组合策略能够充分发挥各核算方法的优势,实现核算的准确性和效率,有效弥补其局限性。如在国家层面的碳排放核算中,以IPCC法为主框架,确保核算的全面性和标准化,结合投入产出法分析产业结构变化对碳排放的影响,为宏观政策调整提供依据。同时加强数据共享整合,例如,将投入产出法中的部门能源消耗数据与IPCC方法中的排放因子计算相结合,提高碳排放核算的准确性。针对上述碳排放核算方法系统梳理、归纳与全面对比分析,相关结果汇总如表3所示。

表3  核算方法对比分析

空间尺度范畴下碳排放核算研究现状

不同空间层面的碳排放核算在目标、应用场景、核算范围和方法上各有侧重。国家/区域层面主要关注宏观政策制定、指南编写以及数据的收集与整合;组织层面侧重于制定具体的核算指南和标准,并明确企业的核算边界;项目层面重点在于评估环境影响,包括该项目在整个生命周期的碳排放;产品层面则分析某产品从原料、加工、运输、销售、使用、维护、报废、回收等阶段全生命周期碳排放。

3.1   国家/区域层面碳排放核算

3.1.1   国家层面碳排放核算现状

2006年,IPCC发布了《2006年指南》,制定了国家温室气体清单的方法、计算公式和相关参数,旨在为国家层面温室气体核算提供科学的技术支撑;并于2019年修订更新为《2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories》。截至目前,上述2个指南是国际上最权威、应用最广泛的国家温室气体排放清单编制指南。

根据《公约》相关要求并结合国情,我国从2014年开始编制国家清单《中华人民共和国气候变化两年更新报告》,并于2017年、2019年、2023年分别向《公约》提交。报告内容包括国家温室气体清单,以及我国最新温室气体减缓政策与行动,并对其减排效果进行了量化分析,标志着我国碳排放清单实时性、透明性和完整性显著提高,展现了我国在积极应对极端气候变化重大挑战下的大国决心与作为。

Tia利用自下而上和自上而下的双重方法对墨西哥的人为甲烷排放进行了核算研究,构建了用于评估该国甲烷排放的高分辨率清单,为墨西哥的排放评估及政策制定提供依据。针对不同的研究范畴,Yu等等构建了1990—2020年中国15种工业产品的过程相关温室气体排放清单数据集,该研究能够助力我国精准识别工业产品生产流程中的温室气体排放源,为我国制定并执行切实有效的减排政策提供数据支撑。

3.1.2   区域层面碳排放核算现状

区域层面的碳排放核算在行业内一般称为温室气体排放清单编制。为了加强省级区域温室气体清单编制能力,国家发展和改革委员会应对气候变化司组织清华大学等单位,参考《2006年指南》核算方法理论,于2011年颁布了《省级温室气体清单编制指南(试行)》(简称《省级清单指南》),为省级区域编制温室气体清单提出了规范性和操作性的指导意见。闫碗颖等基于排放因子法,建立了河南省2013—2021年温室气体排放清单,提供了河南省在温室气体排放方面的详细研究,为区域降碳过程提供决策参考。

目前,《省级清单指南》也逐步适用于市(区)等区域的温室气体核算。为了加强本省(区、市)市(区)级温室气体清单编制能力建设,在《省级清单指南》的基础上,广东省于2020年颁布了《广东省市县(区)级温室气体清单编制指南》,重庆市也发布了《重庆市区县温室气体清单编制指南(试行)》。郝思雅等参考《2006年指南》和《省级清单指南》,并对北京某高校进行案例分析,从清单计算方法、排放因子选择和活动水平数据获取等方面,建立了一套适合北京高校的温室气体清单编制方法。Long等参考《2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories》,系统计算了武安市能源、工业过程和产品使用以及农业相关的碳排放,该研究为了解中国县级市特别是钢铁产业城市的碳排放特征和制定低碳发展策略提供重要的数据和分析。为了更好地管理工业园区的碳排放,Zhang等以特定工业园区为研究对象,根据IPCC指南,建立了马鞍山经济技术开发区的二氧化碳排放清单,为园区碳排放核算和减排提供数据支持,助力工业园区实现碳达峰、碳中和。

城市碳排放占全国总量的85%,作为中国碳排放的重要组成部分,其减排的完成对中国实现“双碳”目标具有重要意义。在这一背景下,WRI、中国社会科学院城市发展与环境研究所、WWF和ISC,共同研发了针对中国城市的《城市温室气体核算工具指南(测试版1.0)》和《城市温室气体核算工具2.0》。核算工具对编制城市温室气体清单所需的排放因子进行整理,并提供了数据收集和计算的工具。赵芮熙等基于《城市温室气体核算工具指南(测试版1.0)》,对河北省碳排放进行研究,深入挖掘河北省碳排放的特点、问题及减排潜力,为河北省乃至其他省(区、市)的碳排放管理和决策提供详细的依据。针对较多城市的研究范畴,Cai等提供了2005年中国287个地级市的二氧化碳排放清单,详细分析了不同类型城市的排放特征,推动城市温室气体排放核算标准化和数据公开,研究为了解中国城市碳排放的空间格局和制定有效的中国城市减排策略提供科学依据。与此同时,对于资源型城市,Li等编制了2005—2017年中国资源型城市的二氧化碳排放清单,探讨了二氧化碳排放的贡献,并预测了资源型城市的二氧化碳排放峰值,为中国资源型城市的低碳发展提供了科学依据。不同区域层级的指南如表4所示。

表4  区域温室气体清单指南

3.1.3   国家/区域温室气体清单数据收集

温室气体清单编制主要采用排放因子法,统计领域主要为2.2节所述五大领域(表5),其核心是填写温室气体清单。在数据收集过程中,采用自上而下的收集方式,优先选择政府职能和当地统计部门的数据,其次是各行业协会数据,最后才考虑通过调研获得数据。

表5  不同领域的温室气体清单编制对比分析

3.2   组织层面碳排放核算

3.2.1   碳排放核算指南/标准

“组织”是指为实现共同目标而形成的集合体。组织层面碳排放核算在我国指企业碳排放核算,旨在量化企业运营过程中产生的温室气体。最早的企业碳排放核算方法源于2001年WRI与WBCSD发布的《温室气体核算体系:企业核算与报告标准》(简称《企业标准》),但并未对排放系数做出过多的规定。WRI与WBCSD于2013年发布了《温室气体核算体系:企业价值链(范围3)核算与报告标准》,该标准与《企业标准》相辅相成,共同指导企业进行温室气体核算,并帮助企业识别排放源和实施减排措施。

ISO发布了国际通用指南14064系列,其中ISO 14064-1:2018用于指导企业量化温室气体排放。《温室气体核算体系:企业价值链(范围3)核算与报告标准》和ISO 14064-1:2018指导框架基本相近,区别是ISO 14064-1:2018对范围3进行了更具体的描述,细分为“组织边界外的运输排放”“产品使用产生的碳排放”“组织所生产的产品在使用过程中产生的排放”及“其他碳排放”等类别。

参考《省级清单指南》、GHG Protocol、ISO 14064-1:2018等文件,国家发展和改革委员会于2013年起相继发布24个行业企业的温室气体排放核算方法与报告指南——《企业碳排放核算方法与报告指南》(简称《行业指南》),在确认核算对象、识别排放源、选取排放因子等方面做出介绍。在《行业指南》基础上,国家碳排放管理标准技术委员会于2015年发布了GB/T 32150—2015《工业企业温室气体排放核算和报告通则》,为工业企业提供一个基本框架来核算和报告温室气体排放。Chen等参考《2006年指南》、GB/T 32151.11—2018《温室气体排放核算与报告要求 第11部分:煤炭生产企业》和《温室气体核算体系:企业价值链(范围3)核算与报告标准》,核算了煤炭企业的碳排放量,并提出企业的低碳发展道路。上述碳排放核算主要集中在企业范围,徐军等]参考《工业企业温室气体排放核算和报告通则》《中国钢铁生产企业温室气体排放核算方法与报告指南(试行)》,从核算边界、排放源清单及核算方法等层面提出一套完整的钢铁生产工序碳排放核算方法。

综上,组织层面碳排放核算指南/标准发展历程如图3所示。

图3  组织层面碳排放核算指南/标准发展历程

3.2.2   核算边界

国家和区域碳排放核算边界一般为地理边界和行政边界,而组织碳排放核算时通常需要确定组织边界与运营边界。组织边界是界定组织内部与外界环境间的分界线,常用的边界划分方法包括股权法、财务控制、运营控制法等。运营边界则是基于组织边界确定哪些活动或设施产生的温室气体被纳入核算,通常包括范围1、范围2及范围3,如图4所示。

图4  企业的运营边界

3.3   项目层面碳排放核算

项目层面的碳排放核算是指对特定项目(如建筑、基础设施等项目)或活动在整个生命周期内产生的温室气体排放进行量化的过程,核算范围包括范围1、范围2、范围3。

ISO 14064-2:2019 为项目层级的温室气体减排与清除量提升活动,提供了系统化的量化、监测及报告方法学框架。Vrachni等根据ISO 14064-2:2019,明确了项目的边界,包括设备升级、能源使用优化和可再生能源系统的引入,准确评估项目的减排效果。

项目层面上的核算以清洁发展机制方法学最为全面,包括大规模方法学、小规模方法学、大规模造林和再造林方法学、小规模造林和再造林方法学及碳捕集和封存项目方法学,旨在帮助发达国家实现温室气体减排目标,同时也促进发展中国家低碳技术和实践的发展。

3.4   产品层面碳排放核算

3.4.1   产品碳足迹与生命周期评价

中国作为全球最大的国际贸易国之一,对外进出口贸易时存在“隐含碳”排放转移。“隐含碳”概念第一次被提出,最早可追溯到《公约》,是指商品从原材料获取、生产加工、成为商品到消费者手中这个过程排放的CO2 ,主要是指产品在制造过程中产生的排放。与国家间碳转移类似,区域间产品贸易使得生产要素在不同地区流动,生产和消费空间上的分离导致隐含碳的排放,且我国对国内贸易的依赖远大于国外贸易,因此隐含碳转移问题日益突出,造成“碳泄漏”等问题,进而影响我国“双碳”目标的实现。

根据PAS 2050、ISO 14067:2018,产品的碳排放核算主要是基于LCA,又称为产品碳足迹核算,是产品在供应链上下游延伸的碳排放,核算时包括产品的上下游企业。1997年,ISO发布了第一个LCA国际标准ISO 14040,对生命周期评价的概念、原则、框架等进行了明确的描述。于2006年发布ISO 14040:2006《环境管理 生命周期评估 原则和框架》、ISO 14044:2006《环境管理 生命周期评估 要求和准则》,ISO 14044:2006旨在为LCA提供详细的指导和规范要求。近年来,生命周期评价取得了较大的发展,为满足我国广大组织采用新标准的需求,全国环境管理标准化技术委员会于2008年将ISO 14040:2006、ISO 14044:2006标准转化为GB/T 24040—2008《环境管理 生命周期评价 原则与框架》与GB/T 24044—2008《环境管理 生命周期评价 要求与指南》。

与IPCC基于源头方法相比,LCA方法可以核算产品生产过程中及上下游阶段的排放,并体现隐含碳的排放。随着国家对“碳泄漏”问题的关注,LCA迅速发展,成为一种评估产品层面的碳排放核算方法。其中PLCA是一种主流的环境影响评价方法,且具有清单数据完善,针对性、灵活强的特点。Zhang等采用PLCA方法,对中国再生铝生产铝硅合金的环境影响进行深入研究和分析,并提出了减少环境负担和碳足迹的潜在策略。同时,Spreafico等指出,根据LCA的结果,决策者和生态设计师可以准确确定对环境负荷贡献最高的关键物质,从而减少产品生命周期各个阶段对环境的影响。

3.4.2   PLCA核算框架

参照ISO 14040:2006、ISO 14044:2006标准,PLCA主要包含4个步骤,如图5所示。LCIA是PLCA的核心部分,根据清单建立阶段收集的数据进行量化评估,将数据转化为GWP,确定产品或服务的碳足迹。

图5  PLCA核算框架

碳排放核算评述


4.1   碳排放核算存在问题

4.1.1   核算指南不完善

行业指南覆盖不全面。截至目前,我国发布了涵盖24个行业的温室气体核算指南,其中重点行业企业温室气体核算指南覆盖行业有限,导致尚未出台行业指南的企业进行温室气体核算时无所适从。

市(区)清单编制指南不足。我国在温室气体清单编制领域的技术积累较弱,尤其是在地级市层面。地级市层面的政策和支持力度仍有待加强,跨部门协调机制不够完善,各部门间沟通协作不够顺畅,专业人才匮乏等问题普遍存在,限制了相关指南的制定和完善。

参考标准难统一。目前,我国同时存在国家、区域、行业等不同层面的指导文件,而并没有规范文件明确表明最适宜采用何种标准,导致不同区域、行业进行碳排放核算时,选取指南不统一,造成核算口径不一致。

4.1.2   核算结果准确性低

数据收集难度大。编制国家和区域层面的温室气体清单基础数据主要从统计年鉴中获取,涉及多个行业领域的数据搜集,数据获取及验证工作量较大。

数据质量参差不齐。不同企业的技术水平及管理水平存在显著差异,进行碳排放核算时所提供的数据质量及完整性不能有效保证,甚至部分数据可能存在遗漏或错误。选取排放因子核算碳排放时,实测排放因子与默认值有较大差异。

核算方法不统一。目前,我国在碳排放核算时采用多种方法,如IPCC核算方法、投入产出法等。然而,由于方法之间缺乏一致性和可比性,采用不同核算方法得出的碳排放数据存在较大差异。

4.2   碳排放核算发展趋势

4.2.1   碳排放核算体系改进

推动全球范围内核算标准统一,国际组织将在现有指南的基础上,进一步细化和协调核算标准,促进各国之间碳排放数据的可比性和一致性,为全球气候合作提供更坚实的数据基础。国内组织行业专家、科研机构和企业代表共同参与核算指南的修订工作,充分收集各方意见和实际数据,建立核算指南的动态更新机制,定期评估新的研究成果和行业实践变化,及时调整核算指南。然而由于行业特征复杂多样,存在数据差异大、质量差及新兴产业数据不完整、动态追踪及前瞻性不足等挑战。

针对现有核算方法的不足,研究人员正在研发更精细化、动态化的核算方法。例如,改进排放因子的确定方法,考虑更多影响因素(技术进步、管理水平提升等),使其更符合实际情况;建立动态模型,实时反映经济结构调整、技术创新等因素对碳排放的影响。然而获取实际监测数据以更新排放因子,面临数据收集成本高、企业配合度不确定等挑战。整合不同核算方法的优势,构建集成模型。例如,将IPCC方法的全面性、I-O法的产业关联分析能力和LCA法的微观视角相结合,实现从宏观到微观、从静态到动态的全方位碳排放核算,提高核算结果的准确性和可靠性。

4.2.2   加强碳排放核算人才培养

碳排放核算涵盖了广泛的行业和复杂的工艺流程,这造成了对碳排放核算人才要求较高。因此,需加强我国碳排放核算人才培养,提高核算能力和水平。鼓励高校设立碳排放核算相关专业或方向,与企业合作开展实践教学,探索校企碳排放核算卓越工程师培养机制。在推进人才培养过程中,困难与挑战并存。高校专业建设需要投入大量资源,包括师资队伍建设、教材编写等,在学科交叉融合方面开展课程设置和教学协调。

4.2.3   数字化技术创新应用

随着大数据技术和物联网的发展,通过在能源生产、工业设备、交通运输等碳排放源安装传感器,实时、连续地监测数据,实现海量数据的自动采集和传输。受到多种环境因素的影响,确保传感器数据的准确性和可靠性是一个挑战;大数据技术需有效管理、整合和分析来自不同源和格式的大量数据,面临着数据异构性及规模的挑战。

此外,卫星遥感与地理信息系统结合可以更精确地定位和分析排放源的空间分布特征,提供全球和区域尺度的碳排放监测能力。在实际应用过程中存在精度和分辨率不高,数据一致性和兼容性较差,数据处理技术复杂等问题,需要在技术探索、国际合作等方面开展进一步深入研究。

结语

全面分析了我国在不同空间尺度上的碳排放核算体系,回顾了各尺度下碳排放核算指南与标准的发展历程,并归纳了适用于不同层级的核算方法。通过对这些方法的基本原理、核算角度及适用范围进行对比研究,指出了我国现有碳排放核算体系面临的若干问题,例如核算指南不健全、行业指南覆盖不全面、参考标准难以统一以及核算结果准确性不足等。为应对上述挑战,建议在全球范围内推动核算标准的一致性,同时通过优化排放因子的确定方式和开发综合集成模型等手段提高核算的精确度与可信度。此外,强化碳排放核算领域的人才培养以及加速数字化技术创新的应用亦是未来可持续发展的核心策略和关键方向。

原标题:减污降碳|双碳背景下碳排放核算体系现状与展望
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。

碳排放查看更多>碳排放核算查看更多>减污降碳查看更多>