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关键词甲烷排放;减排政策;国际气候谈判;应对气候变化;国家战略
中图分类号X32文献标识码A文章编号1002-2104(2012)07-0008-07doi:103969/jissn1002-2104201207002
作为负责任的发展中大国,中国政府已经把应对气候变化纳入到社会经济发展规划,并不断采取强有力的措施[1]。应对气候变化已经或者未来相当长时期内一直是中国经济社会发展面临的主要任务,也是影响中国未来可持续发展的重大议题。科学合理地制定应对气候变化国家战略,需要正确认识温室气体排放问题。
甲烷(CH4)是仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体,占2004年全球人为源温室气体排放总量的14.3%[2]。中国的甲烷排放问题同样十分突出,仅考虑二氧化碳排放已经不能全面代表中国的温室气体排放[3]。根据国家气候变化初始信息通报公布的中国温室气体排放国家清单,1994年中国甲烷排放总量为34 287 Gg,占温室气体排放总量(以二氧化碳排放当量计,不考虑土地利用变化的二氧化碳排放)的23.4%[4]。据Zhang和Chen[3]的估计,在2007年中国经济部门温室气体排放的构成中,仅考虑甲烷一项,其当量二氧化碳排放量已达989.8 Mt,这一数值均已远高于英国、加拿大、德国等国化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量。因此,考虑甲烷对于反映中国温室气体排放的历史与发展趋势同等重要。
然而,尽管甲烷排放在中国温室气体排放整体格局中具有重要地位,国家尺度甲烷减排相关的政策研究仍然相对薄弱,诸多问题亟待进一步厘清。本文将从中国甲烷排放的研究进展出发,立足于甲烷排放的历史和现状,力图通过辨析甲烷与中国温室气体减排战略、中国甲烷系统减排策略与措施、中国甲烷排放与国际气候谈判的国家立场等问题,系统阐述中国甲烷排放与应对气候变化国家战略之间的关系,为我国政府相关政策的制定提供决策参考。
1甲烷与中国温室气体减排战略
全球大气中的甲烷与二氧化碳相比,其浓度要低2个数量级,属于大气痕量气体,其排放量的微小增加将会导致大气中甲烷浓度的明显升高。由于甲烷在大气中的寿命较短(12-17年),减缓甲烷排放对大气中甲烷的减少具有迅速的影响,而二氧化碳在大气中存留时间很长(50-200年),减少大气中二氧化碳则需要更长时间才能见效。因此,大气中甲烷浓度可以相对迅速地对甲烷减排活动做出响应。虽然多数研究集中于中国二氧化碳的减排策略,然而在《京都议定书》中,除二氧化碳以外,甲烷、氧化亚氮、氢氟化碳、全氟化碳和六氟化碳五种温室气体均在限制之列。显然,甲烷的纳入统计将拓宽中国温室气体减排的选择,甚至可以以最低的减排成本为目标实现优化减排。
甲烷排放在中国整体温室气体排放格局中占有极其重要的地位,在未来温室气体减排战略的实施过程中,甲烷减排可以做出直接贡献。2002-2007年,中国甲烷排放的年均增长率为4.2%,而同期中国二氧化碳排放的年均增长率为12.5%[5]。从排放强度来看,中国政府已经承诺到2020年单位GDP的二氧化碳排放与2005年水平相比减排40%-45%。按照历年单位GDP甲烷排放的下降趋势,在保持目前的经济增长速度情况下,中国甲烷排放也完全能实现相应40%-45%的减排目标。2005-2007年,中国单位GDP的甲烷排放已经下降了20.7%,而同期中国单位GDP的二氧化碳排放仅下降了4.3%[5]。即使基于最低的全球增温潜势(CO2∶CH4∶N2O=1∶25∶298)计算,甲烷排放强度(单位GDP排放量)降低了47.6 g CO2-eq/元,而同期二氧化碳排放强度降低了48.4 g CO2-eq/元。甲烷排放强度与二氧化碳排放强度的降低幅度基本相当。显然,甲烷强度减排对中国温室气体强度减排产生直接影响。
【关键词】温室气体;监测;本底浓度
1.引言
温室气体(Greenhouse Gases, GHG)是指大气中能产生温室效应的气体成分。《京都议定书》规定限排的6种主要温室气体为CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs和SF6,其时空分布及其变化在地气系统的辐射收支和能量平衡中起着决定性作用。温室气体监测是研究温室气体浓度变化趋势以及源和汇的构成、性质和强度等的基础,也是大气环境科学的重要课题[1],因此开展温室气体监测工作,对温室气体分布评估和应对气候变化有重要意义。
2.地面监测
地面温室气体监测可分为本底浓度监测和排放监测。国内外建立的CO2、CH4本底监测网台站大多在高山、岛屿和海岸,在城市地区开展高时间分辨率的监测研究相对较少。而城市作为人类活动的中心,其温室气体浓度数据对于掌握温室气体变化规律,源、汇以及对城市污染模式、气体排放模式的建立和应用都意义匪浅。
2.1温室气体本底浓度监测
上世纪70年代,世界气象组织(WMO)、世界卫生组织(WHO)和联合国环境计划署等联合建立了“大气本底污染监测网”(简称BAPMON),对温室气体、反应性气体等大气本底进行长期的全球性的监测,目前共建成200多个台站,其中基准站近二十个,莫纳罗瓦站(Mauna Loa)、巴罗站(Barrow)、南极站(South pole)等已积累了几十年的实测资料[2—4],取得了许多令人瞩目的结果。但是,BAPMON的基准站主要集中在大洋海岛上,大陆性基准站较少,这在一定程度上影响到BAPMON资料的广泛应用[4]。
1989年WMO组建全球大气观测网(GAW),如今是全球最大、功能最全的国际性大气成分监测网络,目前已有60个国家近400多个本底监测站(其中全球基准站24个)加入GAW网络,开展包括大气中温室气体的200多种要素的长期监测。美国、欧洲和加拿大等国家分别建立了IMPROVE、EMAP、CAPMoN观测网络,关注诸如温室气体等大气成分的变化。迄今为止,国际社会引用的全球温室气体浓度资料主要来自全球大气观测网(GAW)。但GAW的这些站点地理分布很不均匀,发达国家站点较多,亚洲内陆地区站点较为稀缺。
我国在大气成分本底观测方面的起步稍晚,20世纪80年代初,中国气象局在北京上甸子、浙江临安和黑龙江龙凤山建立区域大气本底站;1994年建立本底基准观象台(瓦里关基准站),开展的长期多种观测项目,包括利用气相色谱一氢火焰离子化检测器法(GC—FID法)在线观测大气CO2和CH4[5—8],其浓度资料已进入全球同化数据库,应用于WMO温室气体公报和IPCC评估报告。近年来,我国进一步加强温室气体在线监测分析能力建设,包括在我国7个本底站(包括云南、新疆、湖北)初步建成网络化采样系统,每周一次进行台站Flask瓶采样、实验室非色散红外吸收法CO2浓度分析。此外,环保部门和一些科研机构也开展了温室气体观测研究,这将弥补区域观测资料的不足。
2.2温室气体排放监测
国外对温室气体排放监测起步较早,很多地方已经形成了监测网络。2009年12月,芬兰对全国所有省份和大中城市实施网上监测温室气体排放,监测主要涵盖用电、取暖和道路交通所排放的温室气体,并将数据以动态变化图形的方式在网上公布。2010年2月美国加州政府采购Picarro公司制造的温室气体检测装置,精确监测该州范围内温室气体的排放,采集到的数据用于核实能源消费的数值。
国内对于城市污染大气中温室气体的长期变化规律的监测研究相对较少。中国科学院大气物理所大气化学实验室自行研制了一套温室气体自动监测系统,以HP5890气相色谱仪为分析仪器,对北京地区CH4和CO2浓度日变化将近一年的连续监测[9]。阚瑞峰[10]等利用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)对甲烷进行监测,获取了2005年秋季北京城区环境空气中的1min的时间分辨率连续1个月的甲烷气体监测数据。徐亮等[11]自行设计了一套基于长光程开放光路的傅里叶变换红外光谱(LP_FTIR)分析技术的监测系统,于2005年夏季对北京丰台地区进行了监测,获得了连续的CO2和CH4数据。中国科学院大气物理研究所从1985年开始,通过瓶采样和带有氢火焰离子检测器(FID)的气相色谱仪(GC)对北京大气甲烷做每周1次的长期定点监测,并陆续增加了对二氧化碳(1992年)和氧化亚氮(1993年)的监测。
国内已对农田、草原、森林等多种生态系统中土壤—植被温室气体排放进行了广泛的研究,且主要采用静态箱法采样[12]。卢兰[13]利用静态箱法采集土壤排放的CH4气体,然后在实验室内利用改装的气相色谱仪(GC3800,VARIAN)进行分析,对三峡库区几种土地利用方式土壤CH4排放通量的原位观测,比较不同土地利用方式的土壤CH4通量的大小,揭示CH4排放通量的季节变化规律。胡玉琼[14]采用静态箱—气相色谱法研究了内蒙古草原温室气体CO2、CH4、N2O与大气交换的日变化规律。
3.高空监测
碳源是指向大气释放温室气体的过程、活动或机制。向大气中释放二氧化碳的过程可分为人为排放和自然排放。人类活动特别是工业、能源活动,由于使用化石燃料或原料造成二氧化碳排放的过程属于人为范畴。联合国统计的温室气体排放和清除针对的是人类活动的结果。能源型碳源二氧化碳约占全球温室气体排放总量的55%,是人为活动的最主要碳源。能源消费尤其是化石能源的消费是大气中温室气体含量增加的主要原因。由于统计数据缺失,我国目前没有官方统一的二氧化碳排放数据。根据《温室气体减排的成本、路径与政策研究》一书,笔者应用单位标煤的碳排放系数(2.27t碳/t标准煤)以及《中国能源统计年鉴》能源消费数据,计算了历年的二氧化碳排放数据,如图1所示(图中所列碳排放仅考虑能源型碳源产生的碳排放)。
2我国纺织业温室气体排放分析
近几年,随着纺织产业高速发展,能源消费也显著增长。纺织工业能源消费总量由1995年的3531万吨标准煤增加到2013的6357万吨标准煤,增长了44%。纺织工业的能源消费主要集中在煤、电、热力的消耗上,占到90%左右。从工业企业生产成本构成看,纺织企业能源资源消耗占成本的比重超过70%。“十二五”时期,国家对纺织工业提出了新的要求,主要产品单耗值增加为新的约束性指标,并对单耗下降值提出了明确要求。纺织工业先后出台了《纺织工业“十二五”发展规划》和《建设纺织强国纲要(2011-2020)》两个纲领性文件。文件中明确提出了:“十二五”期间纺织工业节能发展目标:单位增加值能源消耗比2010年降低20%;工业二氧化碳排放强度比2010年降低20%。
3纺织工业的温室气体减排
我国经济发展进入新常态,正从高速增长转向中高速增长,经济发展方式正从规模速度型粗放增长转向质量效率型集约增长,经济结构正从增量扩能为主转向调整存量、做优增量并存的深度调整,经济发展动力正从传统增长点转向新的增长点。从资源环境约束看,过去能源资源和生态环境空间相对较大,现在环境承载能力已经达到或接近上限,必须推动形成绿色低碳循环发展新方式。在经济新常态的态势下,纺织行业也面临生产增速全面下降,出口形势严峻,资源环境承载压力大等情况,节能减排将成为纺织行业发展的突破口。纺织行业必须改变粗放增长方式,通过改变能源结构、提高能源利用效率、采用节能低碳技术来达到温室气体减排目的。纺织工业改变能源结构的方法有利用生物质能及太阳能。提高能源利用效率则可以通过采用厂房节能灯的使用、新型变压器的使用、变频器的使用、新型疏水阀、锅炉过量空气系数控制技术、耗热设备的保温技术、高温废水余热回收技术、热定形机尾气余热回收技术、节能风机等方法。节能低碳技术则包括低浴比印染技术、常温染整技术、无水染整技术、机械整理技术、数码印花技术、短流程印染技术等。
4结论
一、碳排放权交易市场的内涵
(一)碳排放权交易的概念
1. 碳产品的概念
低碳经济作为一种经济模式和形态,它的运行离不开包括生产、交换、分配和消费四个基本环节在内的社会再生产全过程。低碳经济是发达的商品经济,低碳经济交换、流通的低碳产品,又可分为广义和狭义两大类别。所谓广义低碳产品,指的是所有以低能源消耗、低环境污染、低碳排放代价产出的产品、商品或服务;所谓狭义低碳产品既包括了碳排放权和节能减排技术及解决方案这样的非实体产品,也包括了专门和直接用于节能减排的生产设备、生产资料和消费产品。
2. 碳排放权交易
碳排放权交易的概念源于1968年,美国经济学家戴尔斯首先提出的“排放权交易”概念,即建立合法的污染物排
放的权利,将其通过排放许可证的形式表现出来,令环境资源可以像商品一样买卖。目前所称碳交易,就是指的碳排放权交易,它是低碳经济下交换和流通的重要标志性产品,也是一种特殊商品。碳排放权本来是全球稀缺环境资源的公共产品,但是1997年《京都议定书》确立的碳排放交易制度,使它获得了“产权”,而且有了市场和交易价格,成为一种可以流通、交易、投资和追逐的资产。
为了促进各国完成温室气体减排目标,人类历史上出现了首次以法规形式限制温室气体排放的《京都议定书》,设计并规定了两个发达国家之间可以进行碳排放额度买卖的“碳排放交易”,也就是说,难以完成削减任务的国家,可以从超额完成减排任务的国家购买本国超出的碳排放额度。至于尚无硬性减排额度的发展中国家,如果通过技术革新和改造,在新老项目上实现了节能减排,也可以把经过核实认证的碳减排量,出售给需要购买碳排放指标的发达国家。
(二)碳排放权交易市场的产生及分类
1. 碳排放交易市场的产生
按照《京都议定书》的规定,协议国家承诺在一定时期内实现一定的碳排放减排目标,各国再将自己的减排目标分配给国内不同的企业。当某国不能按期实现减排目标时,可以从拥有超额配额或排放许可证的国家(主要是发展中国家)购买一定数量的配额或排放许可证,以完成自己的减排目标。同样的,在一国内部,不能按期实现减排目标的企业也可以从拥有超额配额或排放许可证的企业那里购买一定数量的配额或排放许可证以完成自己的减排目标,排放权交易市场由此而形成。
2. 碳排放权交易市场分类
(1)根据交易对象划分
可分为配额交易市场和项目交易市场两大类。配额交易市场交易的对象主要是指政策制定者通过初始分配给企业的配额。如《京都议定书》中的配额AAU、欧盟排放权交易体系使用的欧盟配额EUA。项目交易市场的交易对象主要是通过实施项目削减温室气体而获得的减排凭证,如由清洁发展机制CDM产生的核证减排量CER和由联合履约机制JI产生的排放削减量ERU。
(2)根据组织形式划分
可分为场内交易和场外交易。碳交易开始主要在场外市场进行交易,随着交易的发展,场内交易平台逐渐建立。 截至2010年,全球已建立了20多个碳交易平台,遍布欧洲、北美、南美和亚洲市场。
(3)根据法律基础划分
可分为强制交易市场和自愿交易市场。如果一个国家或地区政府法律明确规定温室气体排放总量,并据此确定纳入减排规划中各企业的具体排放量,为了避免超额排放带来的经济处罚,那些排放配额不足的企业就需要向那些拥有多余配额的企业购买排放权,这种为了达到法律强制减排要求而产生的市场就称为强制交易市场。而基于社会责任、品牌建设、对未来环保政策变动等考虑,一些企业通过内部协议,相互约定温室气体排放量,并通过配额交易调节余缺,以达到协议要求,在这种交易基础上建立的碳市场就是自愿碳交易市场。
二、培育我区碳排放交易市场的必要性和现实性
(一)建立碳排放权交易市场是顺应低碳发展潮流的战略抉择
被誉为“第四次工业革命”的低碳经济是世界经济社会发展的大势所趋,也是各个国家、地区之间相互竞争与合作的焦点。一方面,发达国家为抢占未来技术、产业发展的制高点和“话语权”,通过率先发展“低碳经济”、把握技术进步的脉搏、建立碳交易市场等,引领世界经济的发展,从而继续保持自己的竞争优势。另一方面,借保护气候之名,酝酿对发展中国家产品征收碳关税,借口“环境标准”设置新的贸易壁垒,阻碍发展中国家的发展进程。这给我国产业发展也带来了前所未有的挑战。
同时,我国碳资源丰富,目前我国是全世界核证的温室气体减排量(CER)一级市场上最大供应国,项目数和减排量均居世界首位,碳市场前景可期。但是,由于我国目前处于国际碳市场及碳价值链的低端,且没有定价权,不得不接受外国碳交易机构设定的较低的碳价格,沦为全球低价的“卖炭翁”。面对国际碳交易“千帆竞发”、“百舸争流”的局面,要极大限度发挥我国丰富的碳资源和控制温室气体排放,建立碳排放交易市场迫在眉睫。资源禀赋和产业结构决定了内蒙古是全国无可争辩的碳源大区,在国内外碳排放交易市场加快建立、低碳环保产业加快发展的大背景下,培育和建立碳排放交易市场,对我区具有更加重要的意义。
(二)建立碳排放权交易市场是落实科学发展观、转变发展方式的迫切需要
经过三十多年的改革开放,我区已经形成了以能源、重化工等资源型产业为主导的产业体系,重型化特征明显,能源消耗大。未来一段时期,我区经济社会发展面临两大突出问题:一是控制温室气体任务艰巨。国家把单位国内生产总值二氧化碳排放下降作为约束性指标首次纳入“十二五”规划,我区预分解指标为20%。要实现温室气体减排目标需要付出艰辛的努力。二是结构调整转型、经济发展方式转变迫在眉睫。要解决上述问题,除了使用传统行政手段外,还需综合运用市场手段,探索行政手段与市场机制的结合问题,实行两条腿走路。从理论和国际经验来看,财税政策、标准和管制政策、排放交易是核心的政策工具。在碳排放权交易体系下,国家和地方层面设定了温室气体排放上限配额,并允许企业和个人交易这些配额。这些基于总量控制的强制性碳排放交易既是“紧箍咒”,也是“催化剂”,使得高排放、高耗能行业必须依靠科技创新,提升产业素质和竞争力,突破能源资源瓶颈制约,推动经济增长由资源依赖型向创新驱动型转变,否则将付出更大成本。因此,碳排放交易市场是实现减排目标的重要突破口,是推进产业转型升级、促进我区产业结构调整和升级的重要力量,也是转变经济发展方式的重要抓手。
(三)建立碳排放权交易市场是提高外资质量和水平、吸引清洁技术的重要途径
当前,国际资本和沿海产业加快向中西部地区转移。建立碳排放交易市场,通过运用排放配额的市场手段,一方面限制高耗能、高污染、高排放的企业进入;另一方面,鼓励和允许企业运用节能减排、先进技术产生的多余排放配额,在碳市场上出售,除了享受传统的成本优势外,还可以获得额外的利润,使企业在节能减排上“有利可图”,既有利于引导外资重点投向先进制造业、高新技术产业、现代服务业和农副产品深加工等领域,促进配套项目建设、产业链延伸和企业群扩充,也有利于把我区建设成为开放程度较高、最具投资吸引力的重要区域之一。同时,通过开展清洁合作机制,还有利于引进国内外先进低碳技术和先进管理经验,促进我区低碳发展。
(四)我区具有建立碳排放权交易市场的政策条件
未来我国有可能面对一个排放权稀缺的碳交易市场,国家已经将建立全国碳交易市场提上议事日程,初步打算在2015年建立全国碳排放交易市场。内蒙古具有建设碳排放权交易市场的政策条件,《国务院关于进一步促进内蒙古经济社会又好又快发展的若干意见 》中明确提出:开展主要污染物排污权有偿使用和交易试点工作,控制温室气体排放。
三、建设碳排放权交易市场的几点建议
建立碳排放交易市场是一项复杂的系统工程,并非仅仅建立一个交易平台。涉及的领域众多,且是一项新工作,推进难度大。我区此项工作尚未开展,缺乏配套管理机制和能力,需紧密结合全国统一市场的建设进程,稳步推进。
1. 加快建立温室气体排放统计核算体系
建立温室气体排放统计核算体系是交易市场建设的重要基础,不能准确掌握现实温室气体排放量将使交易市场建设陷入“巧妇难为无米之炊”的境地。因此,我区目前当务之急是加快建立碳排放核算体系和温室气体排放基础统计制度,将温室气体排放基础统计指标纳入统计指标体系,建立健全涵盖能源活动、工业生产过程、农业、土地利用变化与林业、废弃物处理等领域,适应温室气体排放核算的统计体系。根据温室气体排放统计需要,扩大能源统计调查范围,细化能源统计分类标准。重点排放单位要健全温室气体排放和能源消费的台账记录。
2. 加强温室气体排放核算工作
抓紧制定我区温室气体排放清单编制指南,规范清单编制方法和数据来源。研究制定重点行业、企业温室气体排放核算指南。建立温室气体排放数据信息系统。定期编制自治区温室气体排放清单。加强对温室气体排放核算工作的指导,做好年度核算工作。加强温室气体计量工作,做好排放因子测算和数据质量监测,确保数据真实准确。构建自治区、盟市、企业三级温室气体排放基础统计和核算工作体系,加强能力建设,建立负责温室气体排放统计核算的专职工作队伍和基础统计队伍。实行重点企业直接报送能源和温室气体排放数据制度。
3.加强能力建设
完善碳盘查和核证体系的规则和制度建设,编制排放清单,准确掌握主要企业的碳排放现状,科学预测我区2020年温室气体排放控制目标,研究制定碳排放权分配方法。同时,抓紧研究企业排放设施的数据核算和报告标准。积极培育自治区内独立的第三方核证机构,加强对从事与碳排放交易工作有关人员的能力培训,以使其尽快熟悉国际碳排放交易规则,以胜任相关工作。加快低碳技术研发人才和碳金融专业人才队伍建设,为碳交易提供有力的智力支持。
4.选择部分地区和行业进行试点
关键词 低碳农业;都市现代农业;碳汇;碳源;策略
中图分类号 F0622; F290文献标识码 A文章编号 1002-2104(2011)02-0130-07
工业革命以来,由于大量化石燃料的使用,森林过度砍伐和草地开垦等造成的温室效应逐步引起全球关注[1],“低碳经济”应时而生,并由此引申出低碳社会、低碳城市、低碳农村和低碳农业等理念。对于北京等众多试图缔造“都市型现代农业”的大中城市而言,如何在“现代都市”中实现“低碳农业”,无疑是一个新的探索和挑战。
1 低碳农业的源与汇
1.1 低碳农业的定义和特征
广义的低碳农业是一种通过技术改进、制度创新、产业转型、链条整合、新能源开发利用等多种手段,降低农业系统碳源影响,扩大碳汇效应,最终实现以温室气体减排为核心的农业生产发展和生态环境共赢的现代农业。与常规农业相比,低碳农业的外延和内涵更加丰富:首先,从外延来看,低碳农业不仅仅是指农田生产,而是包括种植、养殖、运输、加工、废弃物处理等诸多子系统组成的系统农业。其次,从低碳本身来看,“碳排放”不仅仅是指CO2,而是包括CH4、N2O等在内的所有温室气体,不仅仅指农业土壤的直接排放,还包括传统农业生产“上游”诸如化肥、农药等农资生产和运输的间接排放,也包括“下游”如农产品包装、运输、使用在内的排放,即所谓“从摇篮到坟墓(Cradle to Grave)”或者“从摇篮到摇篮(Cradle to Cradle)的全生命周期排放。再次,从内涵来看,低碳农业以降低整体能耗、减少温室气体为核心,同时也考虑农业生态系统的碳汇效应,力图实现“碳中和”和“负排放”,另外还涉及由减排引发的减缓环境酸化、富营养化等众多生态要素在内的环境影响。因此,低碳农业实质上就是在系统集成的前提下,通过内部自然性资源和外部各投入要素的优化组合,利用技术和制度创新,最终实现农业生产系统的低投、高产、低(负)碳、生态的整体目标。
完整的低碳农业应该具有以下特征[2]:首先,它是一个自然生态系统光热资源利用最大化,外源性投入最优化,资源循环高效利用的开放性系统;其次,它是一个高固碳、高中和、低能耗、低污染、低排放的“两高三低”的高技术集成系统;第三,它是一个从原料开采、农资生产,到农业生产,再到产品使用和废物处理的全生命周期过程;第四,它是安全型系统,必须采取多种措施,将农业产前、产中、产后全过程中可能对社会带来的不良影响降到最低限度。
1.2 农业系统的碳源
工业革命以后,农业生产从传统的依靠系统内部自身循环转变为主要依靠化肥、农药、机械等大量外源性投入的化石农业,这导致温室气体及污染物高居不下,可谓是“高碳农业”,农业成为一个巨大的“碳源”。以我国为例,根据《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》, 1994 年中国温室气体排放总量约为3 650 TgCO2eq,其中CO2、CH4和N2O分别占731%, 197%和72%。CO2排放主要来自能源活动,CH4排放主要来自农业活动和能源活动,N2O排放主要来自农业活动[3]。董红敏等的研究表明[4],中国农业活动产生的CH4和N2O分别占全国CH4和N2O排放量的5015%和9247%,农业源占全国温室气体排放总量的17%。预计随着农业成为一个涉及农资生产、农场种养殖、农产品包装、运输、销售以及废弃物处理相结合的综合系统,随着农业系统的外延和内涵的日渐复杂,农业对温室气体所应承担的“责任”越来越大。
梁龙等:北京现代都市低碳农业的前景与策略中国人口•资源与环境 2011年 第2期1.3 从碳源向碳汇转变是低碳农业的希望
在承受巨大减排压力的同时,农业也有着自身的优势。农业系统与工业系统在温室气体排放领域一个最明显的区别在于农业既是碳源,又是碳汇,即农业在排放温室气体同时,又在吸收温室气体。如果措施得当,农业系统的固碳效应不仅可以抵消其自身的排放,还可以部分抵消工业及其他领域的温室气体排放,这就使农业在创造经济效益的同时,还在创造生态效益和社会效益,也使经济上“以工补农”更加“名正言顺”。以美国为例,2009年美国环境保护署(EPA)报告显示:2007年美国温室气体排放总量为7 1501 TgCO2eq,其中农业排放为4131 TgCO2eq,但整个农业系统固碳达到1 0626 TgCO2eq,不但完全“抵消”了农业自身排放,而且使美国温室气体净排放降低为6 0875 TgCO2eq,农业的碳汇效应已经成为美国政府“以工补农”和世界温室气体谈判的重要依据[5]。
我国“以工补农”的生态依据是否存在呢?美国学者Lal根据我国农业土壤碳库损失的资料提出我国50年内土壤固碳潜力为11 Pg,平均每年固碳潜力是224 Tg, 其中最大的潜力是退化土壤恢复,其次是农业耕作管理下的土壤固碳[6]。中科院王效科等初步估算出我国固碳潜力最大的分别是耕地、草地和森林资源,分别为1821 Tg•a-1,917 Tg•a-1,11546 Tg•a-1[7]。如果以国际能源署(IEA)公布的我国2005年温室气体排放5 101 TgCO2eq为基准值[8],按照Lal的估算,我国每年的土壤固碳可以抵消161%的温室气体排放;按照王效科等人的估算,仅农田土壤固碳就可以抵消131%的温室气体,可见未来农业系统的生态效应远远大于其经济效应。综合国内外研究成果[7-9],农业系统各要素的碳汇效应见表1。
表1 我国不同生态系统的固碳能力
Tab.1 C sequestration potentials of different
ecosystems in China生态系统类型
Ecosystem types平均植被覆盖度(%)
Vegetation coverageCO2吸附能力(t•hm2•a-1)
CO2 adsorptive capacity落叶针叶林41.839.64常绿针叶林55.539.27常绿阔叶林64.259.82常落阔叶林48.138.9灌丛45.227.53河流32.88.07湖泊19.45.51草地-1.73耕地40.517.63
2 北京都市型现代农业的碳排放现状
2.1 北京农业的基本情况
北京市位于北纬39°56′,东经116°20′,地处华北大平原的北部,全市土地面积16 410.54 km2。地势西北高耸,东南低缓。西部、北部和东北部是连绵不断的群山,东南是一片缓缓向渤海倾斜的平原。北京属暖温带半湿润气候区,全年降水量600 mm左右,主要集中于夏季。根据2008年的土地利用变更调查结果,北京市农用地为110.55 hm2,以林地和耕地为主,林地69.1万hm2,占农用地总量的62.5%;耕地23.34万hm2,占农用地总量的21.1%,未利用地以荒草地为主,北京土地利用类型构建见表2。
表2 北京土地利用类型构成 单位:万hm2
Tab.2 Land use types in Beijing种类
Types耕地
Farmland园地
Garden 林地
Forestland牧草地
Grassland其他农用地
Other agr-land居民点及工矿
Population center交通运输
Transport水利设施
Irrigation未利用地
Others数量23.3412.4269.10.25.4826.792.892.6221.25比重14.20%7.60%42.10%0.10%3.30%16.30%1.80%1.60%13.00%注:数据来源于《北京市2008年土地利用变化情况分析报告》。北京近两年的农业生产情况见表3,图表显示,北京市粮食作物以冬小麦和玉米为主,其次是蔬菜、瓜类、大豆和油料等经济作物,饲料和牧草相对较少,而且呈递减趋势。畜禽则以猪、羊、禽类为主,其次是肉牛饲养,农机比例也相当可观。
表3 2007-2008年北京农业生产概况
Tab.3 The situation of agricultural production of
Beijing in 2007-2008粮食和经济作物
Cereals and
cash crop20082007播种面积
(hm2)
Area总产量(t)
Total yield播种面积
(hm2)
Area总产量(t)
Total yield粮食226 328.91 254 509197 491.31 020 686稻谷444.32 989519.73 192冬小麦63 891.9327 39241 339.7203 850玉米146 187.3879 66713 899.2765 447蔬菜68 188.93 213 11970 099.73 401 037.3瓜类7 881.3333 6948 534.8384 893大豆9 351.119 1148 81614 516油料7 173.2 21 7037 042.921 865饲料3 740.3-4 046.6-牧草1 105.8-1 118.2-牲畜饲养20082007肉牛全年出栏(万头)11.915.64肉猪全年出栏(万头)292.69288.56肉猪年末存栏(万头)179.82168.18羊全年出栏(万只)89.98117.39羊年末存栏(万只)73.278.88家禽年末存栏(万只)2 724.262 950.4农业机械20082007农机总动力(万kW)267300.5柴油机动力(万kW)163181汽油机动力(万kW)3047电动机动力(万kW)7473注:数据来源于北京市农业局网站bjny.省略。
2.2 都市型现代农业本质上是一种低碳农业
1998年,在全国首次“都市农业研讨会”上,北京提出以现代农业作为都市农业新的增长点;2005年北京市《关于加快发展都市型现代农业的指导意见》中,正式将北京农业发展定位为“都市型现代农业”;2006年北京市公布的《关于区县功能定位及评价指标的指导意见》中,将通州、顺义、大兴、昌平、房山五个区和亦庄开发区确定为发展都市型现代农业的主要载体。
顾名思义,所谓都市型现代农业就是都市农业和现代农业的结合体。都市农业是指靠近都市,在城乡边界模糊地区发展起来的,包括观光农业、休闲农业、市民田园等多种形式的农业,都市农业不仅提供农业产品,还为都市人休闲旅游、体验农业、了解农村提供场所。而现代农业是以现代科技为基础,以农业产业化为依托,以规模经营为条件,集生产、服务、消费于一体的经济和生态等多种功能并存的农业[10]。因此,都市现代农业本质上是一种低碳农业、绿色农业、生态农业。
2.3 北京市农业碳源与汇的初步评估
根据北京市统计局公布的数据,第一产业能源消耗排放的CO2占总能源消耗所排放温室气体的153-253%之间,而农业GDP所占比重从2006年开始稳定在11%左右,与所消耗的能源呈正比,如表4所示。但如果把现代农业投入的诸多要素全部考虑进去,农业的碳源效应是值得关注的,以2008年北京市农业生产的氮肥投入为例,共施用纯氮约697万t,根据IPCC公布的计算方法,施用N肥农田排放的温室气体为036 TgCO2eq,氮肥生产、运输间接排放042-091 TgCO2eq。朱世龙的研究表明[11],2005年北京温室气体排放CO2、CH4和N2O分别为767%, 143%和79%,其中566%的CO2是化石燃料燃烧所致,173%是毁林、生物量分解所致(可视为农业范畴),但根据该文归类,建筑业和农业占北京市温室气体排放总量的169%,显然对农业排放低估。如果根据黄耀、董红敏等人的研究[4],农业占CH4和N2O排放量的5015%和9247%,则北京15%-20%的温室气体排放表4 2000-2008年北京市能源消耗量和CO2排放量
Tab.4 The amount of energy consumption and CO2 emission in Beijing from 2000 to 2008 项目 Item200020012002200320042005200620072008能源消耗量(万t标煤)4 144.04 229.24 436.14 648.25 139.65 521.95 904.16 285.06 343.7CO2排放量(万t)10 774.410 99611 533.912 085.313 36314 356.915 350.716 34116 493.62第一产业消耗(万t标煤)104.8105.4103.099.985.686.392.396.498.3第一产业CO2排放量(万t)272.48274.04267.8259.74222.56224.38239.98250.64255.58第一产业排放所占比重(%)2.532.492.322.151.671.561.561.531.55第一产业的GDP(%)2.52.21.91.81.61.41.11.11.1注:数据均来源于北京统计年鉴,2008年为初步核算数据bjstats.省略/tjnj/2009-tjnj/。与农业相关,似乎又高估。我们依照2008年农业生产数据,利用IPCC系列参数初步分析,农业源温室气体直接排放在10-20 TgCO2eq之间,大致为2005年排放总量的5-10%。但根据国际通行做法,农业温室气体排放还包括其“上下游”的排放,因此,北京农业碳源还需要进一步研究。
从北京情况来看,农业GDP仅为北京市国民生产总值的1%左右,与美国相似,但温室气体排放高居不下;就全国而言,农业源温室气体占排放总量17%,而农业在国家GDP中所占的比重大致是10%,研究预测,到2020年、2030年和2050年农业GDP分别会降为6.8%、4.3%、2.5%[5]。情况表明,农业温室气体减排速度远远赶不上GDP比重下降的速度,而国家的战略目标是在2020年实现万元GDP排放减少45%,可见农业减排任务艰巨。
就北京目前的碳汇而言,从表1-2可以看出,林地是北京最大的碳汇:截至2007 年底,北京市森林资源总碳储量为1.1 Pg,森林资源年固定CO2 量约为9.72 Tg。从固碳潜力看,目前北京森林覆盖率达36.5%,大幅度提高较难,但由于北京市森林资源质量不高,还有46 万hm2低效林,森林植被的碳储量仅为21 t•hm2,远远低于71.5 t•hm2 的全国平均水平,另外,北京还有2.73 万hm2 宜林荒山,因此,按照林业局计划,到2015 年还可增加2.91 TgCO2eq•a-1,林业碳汇还具有较大潜力。
关于农业土壤固碳,韩冰、王效科等人研究认为,北京农田土壤通过施肥、秸秆还田和少免耕固碳为0.08 Tg•a-1,相当于吸收了0.29 TgCO2eq•a-1,基本可以抵消农田硝化与反硝化产生的温室气体,而通过提高土壤有机质,北京农田土壤(包括园地)的固碳潜力为0.11 Tg•a-1,相当于固定0.41 TgCO2eq•a-1[7]。资料表明,农田采用免耕方式,每年可减少排放1.23-2.44 tCO2eq•hm2•a-1,如果北京23.2 万hm2 耕地全部实行免耕耕作,每年可减少二氧化碳排放0.43 TgCO2eq,两者合计,农田土壤的碳汇潜力为0.83 TgCO2eq排放。另外,有研究表明,北京目前畜禽粪便产沼气减排0.12 TgCO2eq•a-1,农作物秸秆利用减排0.1 Tg CO2eq•a-1,并且到2015 年还可分别增加0.25 和0.24 TgCO2eq•a-1。
综上所述,目前北京农业碳汇能力大致为10.23 Tg CO2eq•a-1,按照现有的固碳规划,到2015年碳汇潜能大致可以达到14.16 TgCO2eq•a-1,但根据北京未来的发展规划,显然在减源增汇上还有潜力。
3 北京都市型现代低碳农业策略
《北京市土地利用总体规划(2006-2020年)》(以下称《规划》)确立了未来北京“三圈九田多中心”土地利用总格局,同时正在编制《低碳城市规划发展纲要》,力图把北京打造成一个低碳生态的“宜居城市”。根据北京特点,未来的低碳农业建设一是减少碳源,二是增加碳汇,应该从技术和制度两方面着手。
3.1 技术层面
3.1.1 与种植相关的土壤碳汇建设
(1)农田碳汇。《规划》强调北京未来基本农田数量不减少、质量不降低,国内外研究表明,加强农田碳汇建设对减缓温室气体排放意义重大[13-15]。美国West等总结76 个长期定位试验,发现美国作物土壤实施免耕后40 年内可以有效增加土壤固碳,且累积效应来看,农业土壤在100年内仍然是“净”碳汇而非“净”碳源[16]。王礼茂认为,通过提高土壤有机质,全国耕地固碳潜力相当于美国和加拿大两国之和[17]。韩冰、王效科发现,农田土壤总的固碳潜力相当于目前我国能源活动碳排放量的23.9%。从1980 年到2000 年,北京农田土壤有机质从9.64 g/kg上升到12.89 g/kg,仍有着较大的提升空间[18]。目前增加土壤碳汇较为成熟的技术包括:a.实施保护性耕作;b.侵蚀控制;c.改进作物品种;d.有机和无机肥管理;e.灌溉管理;f.采用合理的轮作方式;g.间作绿肥;h.高留茬、减少田间休闲等。
(2)草地碳汇。北京市牧草地虽然仅占全市总面积的0.1%,但实践证明,园地、林地种草是固碳和实现碳中和的重要方法,因此,现有的园林也是未来潜在的草地。增加草地碳汇措施包括:a.严格控制过度放牧,避免鲜草的生产力降低;b.改良草种,引入豆科及深根草种,提高固碳速率;c.采取适当的施肥和灌溉措施,增加其地上和地下部生物量,同时避免N2O过量排放和甲烷氧化能力降低;d.对己退化草地进行适当的封闭式保护。
(3)森林碳汇。森林是北京当前和未来最大的碳汇。北京地区森林普遍以中幼林为主,增加森林碳汇的关键是提高森林质量,具体包括:a.合理地森林更新,包括选择合适的树种、树密度等,使森林的树龄组成结构合理;b.有效地森林施肥,改善森林的生长状况,提高林木固碳速率,同时尽可能减少因施肥引发的温室气体的排放;c.加强病虫害管理,通过保持可持续的森林条件来延长和增加森林立地的碳储量;d.对森林进行合理采伐,减轻对土壤干扰,使森林生物量及土壤碳储量的损失减小到最低限度。
(4)农业森林碳汇。农业森林是指那些种植或生长在草场或农田周围的成片或不成片的特殊森林,如果树、防护林、薪材林等,它们也是都市农业碳汇的组成部分。北京构筑的环城绿化隔离圈,以基本农田为核心的“九田”生态圈中,包含了大量的农业森林。因此,在“三圈九田”建设中,应该通过选择较好的树种、合理的养分供应以及病虫害防治和其它农作措施的综合利用,提高其碳汇效应。
(5)湿地碳汇。湿地是指地表有暂时或永久积水而生成的,以水生土壤、水生植被为主要特征的浅滩。湿地在植物生长,促淤造陆等生态过程中积累了大量的无机碳和有机碳,其碳累积速度为0.35 tC•hm2•a-1[19]。显然,采取合适的湿地恢复措施有利于碳汇建设。在北京《规划》中的“两山八水”建设中,一方面要以流域为单元,因地制宜,尽量恢复历史上原有的湿地,另一方面要维护和完善现有的湿地,防止破坏性开发,真正发挥境内水系和水库湿地的碳汇作用。
(6)城市绿地碳汇。城市绿地指城市中用于绿化的各种森林、树木、灌木、草地等,包括公园、公路绿化地、花园等。绿地具有直接吸收CO2和节省化石燃料碳排放的双重作用,无疑也是都市碳汇。北京城市绿地建设中,实施测土施肥、节水灌溉、科学防虫等维护性手段都是促进其生长和固碳的可行性措施。此外,延长城市绿地的生存期对其地上和地下部的碳累积也有贡献。
3.1.2 与养殖相关的减排技术
2006年联合国粮农组织和2009年看守世界中心(Worldwatch Institute)先后在报告中提出,畜牧相关产业造成的温室气体占全球总量的18%和51%以上,表5是国内(外)运用LCA计算的部分食品的碳排放,可以看出,反刍动物的碳排放远远高于非反刍动物,我国食品的碳排放是发达国家的2-3倍[20-21]。北京市常年畜禽饲养量为2 600-2 800万头生猪当量,根据IPCC提倡的方法,北京畜禽直接排放为2.4-3 TgCO2eq•a-1,与燃料排放相当。根据我国特点,种植业的直接和间接排放比例在1∶1.8-2.3之间,养殖业在1∶3-5之间,可以估算北京养殖业间接排放在7.2-15 TgCO2eq•a-1,可见养殖业的减排任务艰巨。
表5 部分食品生产的温室气体排放
Tab.5 The GHG emission of some food production食品名称
Foodkg CO2eq/kg
(20年)
GHGper 20 yearskg CO2eq/kg
(100年)
GHGper 100 yearskg CO2eq/kg
(100年)a
GHGper 100 yearsa牛肉111.155.5-羊肉96.332.7-猪肉10.53.57-10家禽1.30.381.1-1.6水稻2.40.741.4-1.6小麦0.350.320.67-0.82玉米0.250.220.43-0.47注:括号内年份为影响时间跨度;a为国内相关研究成果。
就目前而言,养殖减排技术主要包括:
(1)开发优良品种减排。研究表明,不同品种反刍动物甲烷排放水平可以相差数倍,如果能培养出低甲烷排放且适应当地环境的反刍动物品种,并进行推广和应用,减排的潜力是可观的。
(2)优化饲养管理技术减排。当前比较成熟的饲料技术包括:a.研究和改进秸秆青贮和氨化技术;b.调整日粮结构特别是粗精饲料比例;c.使用多功能舔砖或营养添加剂等。
(3)粪尿和固体废弃物处理减排。当前北京畜禽粪便处理最常见的办法是发展沼气和堆肥,需要继续推广。对于养殖污水的处理,实践证明以厌氧+好氧方式能够实现经济和生态的最佳结合[22]。当前关键是加大新技术、新设施的研究、开发、推广,加大后续追踪服务力度。
3.1.3 其他低碳农业减排技术
(1)生物质能减排。目前,北京市小麦玉米秸秆在还田、做燃料和饲料之后,还有0.08 Tg•a-1等待开发利用,林业废弃物的总量为4.5 Tg•a-1,因此,研究和引进生物质资源化利用的技术具有一定减排潜力。
(2)有机农业、立体农业、节水农业减排。研究表明,有机农产品温室气体排放仅为常规生产方式的1/3左右,无土栽培、立体农业更以其不占或少占耕地,充分利用光热资源、降低碳排放而倍受青睐[23]。北京拥有区位优势、科技优势、资金优势、市场优势和信息优势,有发展低碳的绿色、有机农业的条件。
(3)发展循环农业减排。现代循环农业通过物质和能量的多层次、多梯度的循环利用,实现以最低投入获得最佳效益。实践证明,发展种养加结合的循环农业,能够实现一定程度的“碳中和”而达到低碳目的,循环农业也减少了加工、运输的排放,是发展低碳农业的可行措施。
3.2 制度层面
3.2.1 建立农业布局调整机制
研究证明,粮食作物和经济作物、饲料作物轮作、间套作的碳汇效比单一的小麦玉米轮作高得多,而根据北京市土地粪便负荷估算,北京畜禽饲养量控制在1 600万头当量猪较为合适,因此,在保证粮食安全前提下,必须实行种养殖有机结合,进行结构调整,这显然需要在政府引导下统一调整。
3.2.2 建立农业清洁生产机制
农业必须产业化,因此,建立具有自身特色的清洁生产机制,包括对不同产业的设施选用、运行机制、废弃物排放标准等建立严格考评标准,作为进行奖惩和补偿的依据。
3.2.3 建立生态补偿机制
农业整体上属于低利润产业,其生态效应远远高于其经济效应,因此,无论农户生活、农业生产,对实施清洁生产、真正实现减排和发挥碳汇功能的低碳体系和行为,必须进行合理的生态经济补偿,使其达到其他行业的平均利润标准。
3.2.4 建立农业准入机制
未来的低碳农业,是一种高技术、高标准的行业,因此,可以考虑建立农业准入机制,对发展精品农业、精准农业、有机农业、特色农业实行资格准入,具有资质的主体才能得到土地、经济、税收等方面的优惠。
3.2.5 建立法律、教育、税收等综合调节机制
目前我国已经建立了有关种养殖、发展循环经济、低碳经济的法律法规,关键是如何落实,必须通过经济手段,促进人们有意识地进行碳汇建设;同时通过教育宣传,使低碳农业深入人心,运用多种手段,使发展低碳农业成为人们的自觉行动。
总之,通过扩大碳汇和减少碳源,未来北京农业的碳汇可以达到20-30 TgCO2eq•a-1,而其直接的碳源可以减少到4-5 Tg CO2eq•a-1,间接碳源为7-10 TgCO2eq•a-1,通过发展低碳农业,不仅可以抵消农业碳源,还能抵消6%-10%总温室气体,真正起到净碳汇功能,从而为缔造低碳宜居城市发挥应有的作用。
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LIANG Long DU Zhangliu WU Wenliang MENG Fanqiao
(College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China)
Abstract To develop the lowcarbon agriculture in modern city is essential to reduce greenhouse gas emission, which is one of the important component parts to realize national macroscopical strategy. In this paper, we propose the definition and characteristics for the lowcarbon agriculture. It is regarded as a modern agriculture system with low input, high productivity, low (i.e., negative) carbon and being ecofriendly, which can be established through technology improvement and system creation. The lowcarbon agriculture has four characteristics, namely open system, integrated technology, lifecycle management and process safety. Using the balanced method of carbon source/sink, we analyze the situation of agriculture in Beijing. The results indicate that the carbon source and carbon sink are 10-20 TgCO2eq•a-1 and 10.23-14.16 TgCO2eq•a-1 respectively,the carbon source might keep a stable level, and carbon sink has a great potential. According to the specific ecocharacteristics and the future position of agriculture in Beijing, the development of lowcarbon agriculture at a technical level should be focused on the soil carbon sink and breeding techniques, which is closely related to cultivation system and greenhouse emission. At the institutional level, we should establish a mechanism that can adjust and optimize the patterns of agricultural production, and development of cleaner production mechanism, ecological compensation mechanism, agricultural market access mechanism and integrated regulating mechanism should also be taken into account. For the prospect of the lowcarbon agriculture in Beijing, the preliminary results indicate that the amount of carbon sink potential might reach to 20-30 TgCO2eq•a-1, and the direct carbon source might decrease to 4-5 TgCO2eq•a-1. In conclusion, through the application of the lowcarbon agriculture in Beijing, the agricultural carbon source might be offset, andtotal carbon dioxide emission from greenhouse gases also might reduce by 6%-10%. Hence,the development of lowcarbon agriculture might actually play a key role in enhancement of the net carbon sink.
Key words lowcarbon agriculture;agriculture ofmodern city;carbon sink;carbon source;strategy[30]周晋红,李丽平, 秦爱民.山西气象干旱指标的确定及干旱气候变化研究[J]. 干旱地区农业研究, 2010,(3). [Zhou Jinhong,Li Liping,Qin Aimin.Study on the Determination of Meteorological Drought index and Drought Climate Changes in Shanxi Province[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2010,(3).]
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中图分类号: TQ541 文献标识码:A
一、现状概述
根据政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)的划分,主要有如下六种温室气体排放(Green Hose Gas, GHG)导致了大气温度的异常变化,即二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCS)、全氟碳化物(PFCS)、六氟化硫(SF6)。在此基础上,各国政府拟定了各种国内温室气体管控机制[],他们独自或与其它第三方组织、跨国企业建立温室气体计量的相关准则,或者在企业可持续性指标中加入温室气体评价项目,透过供应链的力量,要求企业上游供应链提供温室气体排放量相关信息,并寻求第三公证单位进行检验与查证。
这些温室气体计量方法或准则。《商品和服务生命周期温室气体排放评估规范》(PAS2050)是基于生命周期评价的产品碳排放计量方法。生命周期评价方法是一种“从摇篮到坟墓”的评价方法,正越来越多地被用来评价人类活动所产生的环境问题。它要求详细研究其生命周期内各单元过程的能源需求、原材料利用和活动可能造成的污染排放,包括原材料资源化、开采、运输、制造/加工、分配、利用/再利用/维护以及废弃物处理。因此,生命周期评价能够更加全面的体现企业在原料选取、生产过程、成品运输及控制产品能耗等方面的减排潜能,可以促进企业采取落实循环经济,使用再生原材料,合理处置副产品及废料,技术改造控制产品能耗等措施降低排放量,更好地实现节能减排的目的。
在本文用生命周期评价方法分析了国内某复合木地板生产工厂连续2年温室气体排放量,并尝试通过数据对比探讨生产型企业的碳减排途径。
二、方法简述
(一)方法学及参数的确定
LCA碳盘查在方法学上主要采用PAS2050:2008中生命周期评价方法学;产品的排放因子主要来自英国政府DEFRA碳排放数据库以及GHG protocol排放因子数据库,同时参考了《2006年IPCC国家温室气体清单指南》、《中国能源统计年鉴2010》、《中国区域电网基准线排放因子》等相关资料。
(二)分析阶段的划分
在LCA评价中,产品的生产过程分为原材料生产阶段、产品生产阶段、运输分销阶段、安装使用阶段、以及处置或再生阶段。其中,原材料生产阶段主要指原、辅材料的生产和有关的过程;产品生产阶段指所有生产过程和与生产有关的运输/储存活动、包装、与场地相关的排放,以及产生的所有材料如产品、废物、共生产品和直接排放,排放源包括厂内叉车、空调、冰箱、检测设备制冷、灭火器、乙炔、柴油、化粪池及电力等的使用;运输阶段主要包括卡车、轮船、火车等;安装使用阶段是指安装过程中使用的材料及能源,包括防潮膜及极少量电力,使用阶段消费者基本无能源消耗;处置阶段指产品废弃后的处理处置排放。
三、盘查结果及分析
(一)主辅料排放
第二年与第一年相比总产量减少了102321平方米,主料排放量减少710tCO2e,辅料排放量增加310 tCO2e,总体上原材料部分排放量减少400 tCO2e,但减排量相对产生量极小。
(二)生产阶段排放
生产环节的排放量增加了1662tCO2e,经对比可以看出,除原材料运输外,生产阶段排放主要来自用电、叉车运输和自有车辆使用三个部分。
进一步分析得知,第二年生产环节电、油等消耗有所增加导致排放量增加,具体见下表
可以看出,该厂在产量大幅下降的同时生产电耗、油耗和自有车辆使用量的相对增加造成了生产阶段的排放量增加。
(三)运输阶段排放量
运输阶段排放量增加了577tCO2e,其中海运和铁路运输的比例有所增加,由于海运和铁运的排放因子小于汽运的排放因子,因此增加海运和铁运的比例有助于降低运输阶段排放量。但由于业务范围日趋扩大,产品的销售网络也日益完善,随即增加了运往各地的里程数,因此运输总里程增加较多,运输阶段排放量仍有较明显的增加。
(四)安装使用阶段排放
由于盘查的前设条件为安装阶段仅消耗极少电力并使用一定量的防潮膜,消费者在使用过程中仅消耗少量水进行清洁,电力和水的消耗量极小,可忽略不计,因此安装和消费者使用阶段的主要排放来自防潮膜的上游排放。该部分排放量约占总排放量的5%左右,但因防潮膜的使用量不在企业可控范围内,对于企业主动减排讨论意义不大,因此不做赘述。
(五)废弃阶段
该厂生产的废弃物主要为木糠和地板产品最终废弃后的处置,其中木糠处理分为厂内做燃料燃烧和外运做其他产品原料;因此厂内处理的排放为木糠燃烧的排放量,而厂外处理的排放仅为运输阶段的排放,厂外处置部分排放计入下游产品排放,不在盘查范围内;废弃地板处置方式假设为全部燃烧。
可以看出废弃阶段主要排放来自废弃地板处理,占废弃阶段总排放的90%以上。
四、评价结果及减排途径分析
由以上分析可以看出,各阶段的GHG排放特点各有不同,其中有汇率、价格变动等客观原因导致的排放量变化,也有生产率变化、生产能耗变化等企业经营管理方面的原因导致的排放量变化。
原材料阶段排放主要来自原辅材料的上游排放,包括材料从自然界开采、加工、包装等过程的排放,因此这一阶段的减排应主要依靠:①提高工艺技术水平,提高成品率,减少原辅材料的使用量;②尽量采购上游排放较少的原辅材料,如经过碳中和认证的材料、或生产过程中碳排放较少的产品,以及其他生产的副产品等。
生产阶段的主要排放来自用电、叉车使用和自有车辆使用。这一阶段的减排主要依靠:①企业提高自身管理水平,减少不必要的出行,或提高自有车辆的使用效率;②因叉车主要用于物料的搬运,电力使用也是生产不可或缺的一部分,与生产息息相关,企业应自查原因,在产量较大幅度减少的前提下,生产能耗和叉车使用量大大增加,提高管理水平,优化电力和叉车的使用效率,降低排放。
运输阶段的排放量上升与企业业务发展水平有关,同时也与企业运输外包商的运输策略有关。在相同的运输距离和载重前提下,不同运输途径的排放因子为海运<铁运<汽运,因此运输外包商应尽可能多的使用海运和铁运,减少汽运。若企业依靠自身的市场地位影响运输外包商的运输策略,将有可能对企业的GHG减排带来较为可观的效益;此外,企业在经销商的设置上也可以考虑布局方式和位置,以便减少运输距离,减少运输阶段排放量。
废弃阶段排放主要来自残品的处置排放。这一阶段的减排策略包括:①提高生产技术和管理水平,提高产品优良率,减少残品数量;②尽量与其他厂商签订回收协议,使废弃的地板进入下游产业链,成为其他产品的原辅料,降低下游排放。
五、结论
关键词城市;CO2排放清单;研究特点
中图分类号X321文献标识码A文章编号1002-2104(2013)10-0072-09
城市CO2直接排放和受城市消费引发的间接排放占全球总排放的绝对主体[1-2]。CO2排放清单是城市碳减排和低碳发展的基石和标尺。可测量才可达到,清单方法的科学性和准确性对城市低碳政策和碳减排效果的评价及城市低碳目标的实现具有重要意义。由于城市是物质和能量都非常开放的实体,所以不同学者、不同组织机构和不同城市由于对城市CO2排放的认识角度不同,提出和建立了不同的城市CO2排放清单方法体系,而这些清单方法学的差异已经成为不同城市CO2排放水平差异较大的重要原因之一[3-6]。CO2是城市内绝对主要的温室气体,并且其产生和排放在城市内普遍存在,同时CO2排放清单研究和城市早期碳物质循环研究有着非常深刻的联系,因而本文系统综述国际城市CO2排放清单研究现状和进展,归纳、评述、比较和分析不同方法的特征和优劣,并且讨论城市清单发展趋势和对我国城市清单的意义。
1城市CO2排放清单研究进展1.1学术研究
早期城市CO2排放研究主要源自城市系统的新陈代谢研究,碳循环是作为城市物质流中关键元素之一被系统研究[7-8]。随着气候变化问题的凸显和政府间气候变化专门委员会(IPCC)方法学的成熟和被广泛接受,城市CO2排放清单受到了IPCC方法学的很大影响。
基于IPCC方法学的城市CO2排放清单从20世纪90年代就已经开始,例如Harvey建立了加拿大多伦多市的CO2排放清单[9]。Dodman计算伦敦、纽约等城市温室气体排放[10],Sovacool等人计算全球12个典型城市CO2排放水平[11]等都是采用直接排放方法。直到2006年,美国也仅有10个城市建立了较为完整的温室气体清单[12]。2010以来,城市CO2排放清单已经从学术研究发展为许多城市应对气候变化的常规工作,纽约、伦敦等大城市都开始定期其城市CO2排放清单[13-14]。
世界资源研究所(WRI)/世界可持续发展工商理事会(WBCSD)将城市等单元的温室气体排放分为范围1(Scope1)、范围2(Scope2)和范围3(Scope3)排放。范围1是城市行政区域内的直接排放;范围2是城市电力和热力购买的间接排放;范围3是范围2以外的其他间接排放[15]。WRI/WBCSD这一分类方法得到了城市CO2排放清单研究者的广泛认同,此后许多学者的研究尽管在不同范围所包括的具体内容上有所差异,但这种分类思路和界定方法却一直沿用至今。
蔡博峰:国际城市CO2排放清单研究进展及评述中国人口・资源与环境2013年第10期许多学者认识到简单采用IPCC方法体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减排。而借鉴早期城市碳循环的思想,考虑城市产品生产链条或者全生命周期的CO2排放更能体现城市作为终端消费者的特点,也更有利于通过城市的低碳措施影响城市上游供给链条的碳减排。随着城市CO2排放清单的深入研究,系统代谢循环的思想和方法对城市清单产生了较大影响。
随着研究的不断深入,越来越多的学者考虑了城市范围2排放。Dhakal研究东京、首尔、北京、上海温室气体排放[16],Glaeser等核算美国66个大城市温室气体排放[17],Kennedy等人分析了全球典型城市的温室气体排放[18],Kennedy等研究国际44个城市温室气体排放[19-20];Ali和Nitivattananon研究巴基斯坦拉合尔大都市的CO2排放[21]等,都同时考虑了范围1排放和由外部调入电力和供暖导致的范围2排放。
此外,不少学者不仅考虑范围2也将范围3排放纳入城市清单研究中。Norman等人考虑了建筑材料全生命周期CO2排放[22];Ramaswami等人认为城市清单应该包括供应城市需求的一些重要的能源和物品的范围2和范围3排放,例如电力、供暖、水资源和食品等[23];Hillman 等提出了混合型生命周期碳足迹方法,清单范围包括了范围2和城市4种必需品(食物、燃油、水和建材)范围3排放[24]。Schulz研究新加坡(可以作为城市)排放清单时考虑了进口商品的范围3排放[25];Kennedy等人建立的城市温室气体清单方法强调了对城市有关键影响(判定基于是否由城市负责,是否和城市功能相关以及城市政策是否会对其产生有效作用)的范围3排放[26]。
一些研究者将城市碳循环的思想和方法贯彻得更为彻底,完全从城市碳循环的角度研究城市清单,并且在空间上研究碳元素在城市不同区域内流动。例如Churkina基于城市新陈代谢方法研究了加拿大温哥华市的Sunset社区的碳清单[27];Larsen和Hertwich基于全生命周期方法计算挪威特隆赫姆市政府部门的CO2排放清单[28]等。
1.2组织/机构的标准和协议
组织/机构针对城市CO2排放清单的标准、协议或者方法体系不侧重理论研究,而是侧重方法体系的规范性和统一性,因而其应用性更强。并且一些重要组织/机构对于城市和公众的影响力要远大于学者,许多城市清单方法学的组织机构本身就有很多会员城市,其提出和建立的方法体系对于城市CO2排放清单的应用和推广具有重要影响。
针对范围小,能源、经济活动的开放体,WRI/WBCSD于2004年联合温室气体核算和上报协议,较为系统地提出了清单原则、清单边界和清单范围等关键问题的解决方法,比较适合城市CO2排放清单[15]。世界地方环境理事会(ICLEI)是全球最早(1991年)发起城市CO2减排项目的组织[29],ICLEI在WRI/WBCSD协议的基础上,2008年明确提出针对城市的温室气体清单方法[30],2012年,ICLEI联合C40(大城市领导组织)重新修订和区域性(区域、城市等)温室气体清单协议[31]。这套体系和方法已经被国际上的大城市广为接受,其84个国家的1012个会员城市 (2013年2月)采纳了该温室气体清单方法。
联合国环境规划署(UNEP)和联合国人居署(UNHABITAT)联合世界银行于2010年共同提出了城市温室气体清单国际标准[32],该标准认可WRI/WBCSD将由于城市活动和消费引发的间接温室气体排放纳入城市清单,但认为全部核算城市消费产品和服务的间接排放并不现实,因而城市清单只需要包括部分范围3排放。该方法标准对于许多技术问题都给出了明确的解决方法。如城市航空和航海,废弃物处理等。UNEP的方法相当于包括了部分范围3(供电输送和分配损失、固体废弃物处理)的排放。区域温室气体清单协议(GRIP)由曼彻斯特大学开发,服务于EU CO2 80/50 项目(该项目计划完成100多个欧洲城市/大都市区+100多个美国城市/大都市区的温室气体排放清单)[33]。GRIP方法的一个特点是清单中不同部门需要明确采用哪个层次方法,从而可以使管理者或者决策者判断不同部门排放数据的质量和不确定性[34],其方法仅包括电力消费的间接排放。学术研究和组织机构关于城市CO2排放清单的研究对比分析见表1,可以看出,大部分城市清单研究都包括了范围1和范围2排放,有少数研究包括了范围3排放,但包括内容不尽相同。
图1总结了当前学术研究和组织/机构关于城市CO2排放清单所包括的范围。城市清单包括范围1和范围2排放已经得到较为广泛的认可和接受,范围1属于直接排放,范围2属于上游间接。范围3排放包括内容相当复杂,包括上游排放和下游排放。当前主流研究重点关注城市必需品(如食品、水资源、燃料等)上游排放,下游排放仅考虑废弃物处理,但也有研究提及城市投资等可能产生的排放。
1.3基于监测的清单研究
当前已经有不少城市利用CO2排放直接监测数据来支持和验证城市清单。芝加哥是开展城市CO2排放通量监测并应用于城市清单的最早城市,Grimmond等人探讨了城市CO2排放监测的方法和技术,并对利用涡度相关法
图1城市CO2排放清单所包括的范围
Fig.1Scope of city CO2 emission inventory的监测高度、方向等技术问题进行了探讨[35];Soegaard和MllerJensen通过监测研究了丹麦哥本哈根中心市区CO2的排放水平,其结果对比基于能源统计数据计算的排放水平(830万t)表现出较好的一致性[36];Pataki等人利用涡度相关法监测结果检验美国盐湖城大都市区的CO2排放清单数据质量,通量监测结果为282 kg/m2.d和基于清单(不包括外部电力的间接排放)估算的275 kg/m2.d具有较好的一致性[37];Matese等人通过涡度相关法监测了意大利佛罗伦萨市中心的CO2排放情况,基于监测的城市CO2排放数据与排放清单数据比较有较好的一致性[38]。
此外,也有不少研究利用监测数据分析城市CO2排放变化及驱动原因。Nemitz等人利用涡度相关法监测了英国爱丁堡市的CO2排放通量,发现市中心的CO2排放通量均值与交通流量有非常显著的相关性,居民和非居民建筑天然气采暖对城市白天CO2排放贡献39%,夜晚贡献64%[39];Velasco等人利用涡度相关法监测墨西哥市的CO2排放通量,监测结果发现CO2排放日变化特征和交通变化一致[40];Gioli等人分析了意大利佛罗伦萨市利用涡度相关法的CO2排放监测,并且基于监测数据和模型研究了道路交通、城市供暖和天然气管线泄漏对城市温室气体排放的贡献[41];Pawlak等人监测了波兰罗兹市2006-2008年CO2排放,其结果认为交通对城市CO2排放具有较大影响[42]。
直接排放监测是城市CO2排放清单工作的一个全新并且非常重要的方向,因为监测数据提供了独立于传统基于物料平衡清单方法的数据源,非常有利于城市清单的可测量、可报告、可核查(MRV),同时直接监测数据最大的优点在于时效性强并且能提供时间序列数据,对于评价城市能源和碳减排政策的效果和影响,例如能源替换、道路交通管制等具有非常重要的意义。
2城市温室气体清单研究特点
不同空间尺度的研究单元,其CO2排放清单由于地域范围和开放程度的不同,方法往往会有较大差异[3]。随着空间尺度的增大,研究对象对外部能源、物质的依赖性往往逐渐减少,因而直接排放的方法适宜于国家或者区域尺度的CO2排放清单;随着研究尺度的降低,尤其对于人为活动较为剧烈的地区例如城市,其能源、物质的自给能力就越弱,系统的开放性越强,因而排放清单的方法也越来越倾向于基于消费角度(见图2)。
基于消费的清单方法学不可避免地需要考虑不同生产、消费情况下的CO2排放归属问题。城市CO2排放按归属可以分为4类:即当地生产、当地消费产生的排放(A);当地生产、外地消费在当地产生的排放(B);外地生产、当地消费在外地产生的排放(C);外地生产、外地消费,但由于运输、周转、存储等经过当地导致的排放(D)(括号中英文字母为其代号,以下论述采用代号)。基于对于这4类排放纳入情况及具体计算方法,可以将当前城市CO2排放清单方法归纳为直接排放法、碳足迹法和直接-间接混合方法。以下比较和分析这三类方法体系的特征。
【关键词】 碳审计; 碳足迹; 审计步骤; 政策建议
一、碳审计的基本涵义与缘起
根据全球碳管理广泛采取的标准《温室气体核算体系》,碳审计指在定义的空间和时间边界内进行碳足迹计算的过程,它是审计机构接受政府授权或其他有关机构委托,依据国家政策、法律和有关规章、制度、标准,遵循审计准则,对被审计单位或部门的低碳生产经营、资源利用、财务信息、职责履行等活动进行的特殊管理。碳审计的作用在于建立“碳足迹①”以此作为衡量温室效应的一种工具。从这个意义上来说,碳审计立足于国家战略和全局高度,将审计融入经济社会发展,间接参与资源环境保护。因此它是通过审计监督促进节约资源、保护环境政策目标落实的一种重要手段。
碳审计的出现并非偶然。近几十年,环境问题的日趋严重、对可持续发展呼声的提高使政府和相关机构开始计划和实施环境审计。早在1989年,英国地球的朋友(Friends of the Earth,FOE)协会在其章程中拟定了地方政府应实施的环境审计框架。而作为世界环境问题中最为严峻的一项,由温室气体排放导致的地球温室效应也得到了人们的关注。如果说环境审计有利于规划更加稳定和谐的未来,那么碳审计作为环境审计的一个分支,无疑成为了环境审计中致力于降低CO2排放的关键第一步(Jessie,2003)。虽然估计一个组织CO2排放情况存在某些难点,但随着对温室气体强制性信息披露需求的增加,碳审计的发展刻不容缓。
由全球环境问题引发的温室气体经济效应再次推进了碳审计的出现与蓬勃发展。1997年《京都议定书》将市场机制引入到全球温室气体减排项目中,允许将碳排放权和减排量额度作为一项金融资产进行交易。同时,《京都议定书》还提出了清洁发展机制(CDM)、联合履行(JI)和排放交易(ET)三种碳交易机制,至此碳交易应运而生。在2005年《京都议定书》正式生效后,全球碳交易市场出现了爆炸式的增长,随之而来的碳会计、碳审计问题等规范的探讨也愈加热烈,日渐引起理论界与实务界的关注和重视。
由于碳排放的特殊性和复杂性,除了一些政府或非政府组织的报告外,现有学术文献还较少提及碳交易或碳信用等碳鉴证与审计问题(周志方、肖序,2009)。在20世纪90年代,环境及生态领域的相关学者就国家、地域及全球范围的碳存量和流量进行过核算(Carbon Accounting),但该核算仅针对碳实务量,与企业财务会计系统内的价值核算和信息反映并无实质关联。随着对碳排放交易的日益关注,有学者指出,由温室气体排放引起的会计事项不应仅仅局限在传统的排污权框架内,而应同时设置一个类似于社会会计中的碳账户对其不确定性和风险进行处理(Jan Bebbington et al.,2008);也有学者将碳固(Carbon Sequestration)及碳鉴证(Carbon Assurance)纳入其中,认为企业的碳账户在排放市场中进行交易前须经第三方进行独立鉴证(Janek Ratnatunga et al.,2008),也就是说需要对企业的碳账户实施碳审计。
在实务操作方面,各国政府一直努力制定相关标准以保证碳排放计量的准确性与可比性。英国是最早提出“低碳经济”和“低碳审计”的国家,其在2003年《我们未来的能源:创建低碳经济》的白皮书中首次提到“低碳经济”,指出低碳经济的实质是提高能源利用效率、创建清洁能源和再生能源。2009年,英国环境审计委员会(EAC)提出了对低碳问题进行全面审计的报告,为其他国家低碳审计的发展起到了良好的借鉴作用。2010年5月,在ISO14000系列和PAS 2050等环境标准基础上,英国标准协会(BSI)又制定了“PAS 2060――碳中和承诺新标准”,提出了通过温室气体排放的量化、还原和补偿来实现和实施碳中和的组织所必须符合的规定。丹麦作为最先提出在2025年前达到碳中和的国家,其政府为实现这个目标也发挥了积极作用,采取的主要方法就是碳核算和碳审计,并采取了税收惩罚政策,以期对碳排放进行监督和跟踪。香港是我国率先实行碳审计的地区,由于其79%的温室气体排放来自于建筑物,因此香港政府在2008年7月推出了香港首部建筑物“碳审计”指引,以此协助建筑物用户及管理人员提升对温室气体排放的认识、量度温室气体排放情况。目前, 国际标准化组织已于2010年制订出有关温室气体排放的管理标准ISO14067CD版文件(委员会草案版),并且经过多次讨论后于2011年12月23日了ISO 14067 DIS版文件(国际标准草案版),这个版本的表明碳足迹的规范框架已经确定完成,剩下的只是文字上的修饰了。毫无疑问,各国组织相关低碳标准与认证的制定已成为了碳审计开展的有力保障。
二、碳审计目标与碳评估方法
(一)碳审计目标
审计目标是审计既定的方向,是在一定的历史条件下,为实现审计目的,对审计对象进行审查所期望达到的境地或结果(程新生,2001)。某一项审计活动的具体审计目标应与其所处审计环境和社会历史背景相匹配,讨论碳审计的目标必须结合碳审计的产生和发展根源进行。根据前面讨论的碳审计的产生和发展根源可知,碳审计是基于人类控制碳排放量,减少人类活动对气候和环境的影响,改善生态环境而实施的一项管理工具,是各国政府和国际组织为了实现低碳经济而推行和倡导的政策举措。因此,一个国家推行碳审计的总体目标是通过审计监督,促进低碳政策、低碳技术的合理、有效应用,保障低碳经济健康发展,减缓气候变化(李兆东、鄢璐,2010),控制碳排放量,缓解温室效应,实现经济的可持续发展。
碳审计的总目标需要通过各个具体的审计目标予以实现。对各个组织而言②,碳审计的具体目标是改善资源利用的投入产出关系,通过对具体能源利用效益的测算,检查对某项能源的具体开发利用程度,即计算创造了多少效益,浪费了多少资源(何雪峰、刘斌,2010),使企业的碳排放政策和程序符合国家相关规定,达到预定节能减排目标,碳排放量得到有效控制。各个组织的具体审计目标实现了,国家的总体审计目标也就得到实现,二者是相互依赖的关系,总体审计目标对具体审计目标起指导作用,而总体审计目标的实现也依赖于具体审计目标的实现。
《京都议定书》引入了清洁发展机制,通过这项机制,发达国家能够以较低成本履行减排义务,发展中国家能够借此从发达国家获得资金和技术促进本国的可持续发展,企业则可以通过出售减排量获得额外收益。对全球而言,在实现共同减排目标的前提下,减少减排总成本。但首要的问题是必须有一套标准化的方法来计算和验证排放量数值,确保每一吨二氧化碳的测量方式在全球任何地方都一样(ISO14064,ISO14065)。目前国际上主要有两个相关标准,分别是世界资源研究所(WRI)及世界可持续发展工商理事会(WBCSD)于2004年的《温室气体核算体系》,以及国际标准化组织的ISO14064和ISO14065系列条款。这些规程确定了排放核算范围、数据搜集方法、排放量配额等诸多方面,其目的就是确保碳排放计量的准确性与可靠性。然则,如何确保碳排放计量的准确性和可靠性成为了一个难题。而通过碳审计保证各个组织的碳排放量计算程序和方法符合相关准则规定,保证各个组织的碳排放量计量的可靠性和准确性也是碳审计所要达到的目的。
因此,可以简单地说,碳审计目标可以简单概括为遵循性目标:一是通过碳审计使企业碳管理政策程序与国家相关规定相符,达到预定减排目标;二是通过碳审计使企业的碳排放量计算和披露符合国际准则或标准的规定。
(二)碳评估方法
碳审计作为环境审计的一个分支,在方法运用上与环境审计有相似之处。在碳审计的早期阶段,企业对碳足迹的估测通常仅仅基于其所消耗的能源总量。随着相关理论的不断完善,碳足迹的测量也越来越细化,碳审计已由单一企业的个体行为演变成企业的价值链和产品生命周期分析(LCA)③。评价一个行业是否属于低碳行业,不能单纯从其生产经营活动排放的碳量加以判断,而应同时考虑该企业采购的产品是否高能耗、高碳量,即应从其整个生命周期链条的碳排放量角度加以衡量(张天立,2010)。同样,一个产品是否属于低碳产品,也不能只看碳直接排放量,还要考虑间接排放量。因此采取产品生命周期法评估产品或服务的碳足迹,将扩展碳排放的核算范围,将企业的供应商到销售商、原材料采购到生产、货物运输以及最后的废物处理与回收等各项环节均涵盖其中。
具体说来,生命周期法主要运用财务核算的原理推算某个产品整个生命周期过程中的碳排放量,既计算提高效率而减少的碳排放量,还要计算整个采购、生产、销售及售后维护等各方面的能耗,最后用整个生命周期链(见图1)对碳排放总量进行度量,看是否真正低碳,从而决策某项生产或服务是否应该立项、推广应用。碳审计的结果可以是只关注于温室气体排放源和信息的碳排放清单,也可以是一份完整的碳审计报告用以公开碳排放。
三、开展碳审计的基本步骤
碳审计是协调企业与社会、自然的关系,从而实现可持续的和谐发展。很多碳审计指引中提出碳审计表现为逐步推进的线性结构,但实际上这种活动更类似于一个循环的反馈系统,每一步活动所获得的信息既提供于下一步骤,又同时对上一步骤的信息进行检查与验证。图2具体反映了这一流程。左边的箭头表示广义上的流程步骤,右边的箭头表示利用新信息进行修正的循环过程。
(一)确定温室气体排放源
碳审计所涉及的温室气体,主要是《京都议定书》中规定的6种,分别是二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳物(PFCs)、六氟化硫(SF6)。因为这6种气体尤其以二氧化碳最为主要,故而在实际监测和计算中,常依据各种气体温室效应的能力不同,统一换算成二氧化碳当量(CO2e)来进行衡量。一种温室气体的二氧化碳当量是这一气体的排放量乘以其对应的全球变暖潜势值(Global Warming Potential,GWP),不同的温室气体,其GWP值各不相同,但人们习惯上用“碳”来代称温室气体。
开展碳审计的第一步就是确定温室气体的排放源,即确定被审计单位或被审项目排放的哪些气体是属于《京都议定书》中规定的温室气体。温室气体排放源清单是否全面、准确影响碳排放量计算的准确性,因此碳审计中应把被审计单位或项目排放的《京都议定书》中规定的6种气体全部纳入温室气体范畴,并作为后期估算碳足迹的依据。
(二)选定碳检测产品
碳审计的一个重要手段就是计算个人或者团体的“碳耗用量”,国际上一般用相等之二氧化碳排放量显示的“碳足迹”来表示这一衡量结果。在选择进行碳足迹计算的产品时,应直接源自项目开始时约定的目标,如考虑哪些产品能产生最大的减排空间,其产品规范、制造过程等环节是否与公司整体的减排战略最为相关,碳足迹分析可能对关键利益相关方产生什么影响等等。此外,碳足迹分析所要花费的时间与资源也需要加以考虑。一旦选定了产品,下一步就是指定功能单位。功能单位是为了方便计算碳足迹而对某种产品设定一个有意义的度量标准(PAS 2050,2008)。它反映了该产品或服务被最终用户实际消费的方式④,因此它提供了不同消费形式间相互比较的基础。一般说来,使用较大的功能单位(如1t薯条相对于200g薯条,一片铝板相对于一个易拉罐)进行分析可能会更为容易。选择功能单位时,可能没有单一的正确答案,企业应将其设定为一个容易被理解或使用的单元。企业也可以参考针对特定行业的标准指南,如食品生产中的功能单位可以设定为单位包装产品产生的碳排放量。
(三)确定碳审计的操作范围
碳审计的开展必须要确定边界范围⑤,边界范围包括组织边界和营运边界。组织边界主要是从企业集团角度着眼,需涵盖旗下子公司、转投资公司、合资企业各自握有权益的独立法人或非法人机构,具体计算可基于控制权或股权比例。而营运边界主要是指公司的营运活动,其计算可基于温室气体排放情况来确定。根据世界企业持续发展委员会及世界资源研究所2005年的《温室气体专案量化协定》,温室气体排放可分为三种不同的范围:
1.直接排放。包括固定设备(例如锅炉、发电机、焊接设备等)的燃料燃烧;私人机动车辆的燃料燃烧;温室气体释放与消除等。
2.能源间接排放。主要指电力消耗与煤气消耗等。
3.其他间接排放。包括原料的使用、废物处理、公共交通等。
除此之外,企业还应规定温室气体排放和清除的基准年⑥,以便提供参照、达到温室气体方案的要求或满足清单的其他用途。
(四)收集整理相关数据资料
在计算碳足迹时需要两类数据:活动水平数据和排放系数。活动水平数据是指产品生命周期中涉及的所有材料和能源(物料输入和输出、能源使用、运输等)。排放系数是衡量活动排放情况的固定比例,可将“单位”活动水平数据排放的温室气体数量转换成温室气体排放量⑦。活动水平数据和排放系数可来自初级或次级数据。初级数据是指针对具体产品生命周期由内部或者是由供应链中别人所做的直接测量;而次级数据是指不针对具体产品的外部测量,它是一种对同类过程或材料的平均或通用测量(如行业协会的行业报告或汇总数据)。目前我国次级数据库的建立中行业差距较大,其中电信及信息技术、银行及金融业的参与度较高,其次是石油天然气、建筑及建筑材料行业,而风电、太阳能等新兴能源尚缺乏统一的计量标准,但国家正在不断努力对此进行开发和更新⑧。为了保证数据的可靠性,次级数据的选择最好使用经同行评审过的出版物中的数据,以及其他合格来源(如国家政府、联合国正式出版物和由联合国支持机构的出版物)的数据。但为了提高结果的精度与针对性,企业最好能够建立一套适合于自身情况的初级数据。
(五)计算产品碳足迹
收集和汇总了温室气体排放源的活动强度和对应的排放系数后,即可进行温室气体排放的评估量化。计算产品碳足迹的方法包括直接检测和基于排放系数的公式运算。直接检测由于受现实技术制约,不太常用。目前碳审计主要是采用第二种办法,将整个产品生命周期中所有活动的材料、能源和废物乘以其排放因子取和。审计人员可以根据“排放量=活动强度(质量/体积/千瓦时/千米)×排放系数(每个单位的CO2当量)”这个公式估算,每项活动的温室气体排放一经计算出来,则利用GWP将其换算为二氧化碳当量。也可根据所用燃料的含碳量和燃料使用量来估算⑨,还可通过IPCC的指导准则⑩来估算。
计算碳足迹通常需要对进出过程的所有材料总量进行量化以达到“质量平衡”,使输入过程的总质量与输出过程的总质量相等,从而确保所有输入、输出和废物流均被计入。在实践中,可以通过这种方法找出未被发现的废物流,如果输出过程的质量小于各种输入的质量,则必有其他部分流――最有可能是废物在该过程中被遗漏。《PAS 2050规范》使用指南中也提到了羊角面包生产阶段的质量平衡过程:为简化计算可以在搜集数据的同时结算质量平衡,从面包的购买点向后算起,既包括小麦采买、面粉加工、制作烘焙、产生共生产品{11}、包装销售等各输入输出环节的材料和能源,还包括各流通环节之间的储存、运输消耗,产生的废料、废气等质量,以确保获得该羊角面包在使用阶段和处置阶段的总质量。只有基于质量平衡,才能完整而准确地测量某种产品的碳足迹,进行比较分析。
(六)不确定性检查
计算出产品碳足迹后,企业可以对这一结果进行不确定性分析。这一步骤是对碳排放精度的衡量,目标是分析评价碳足迹结果中的不确定性并使其最小化,提高碳足迹比较结果的可信度,更好地认识碳足迹模型本身的贡献,提高基于碳足迹的决策水平。正如《PAS 2050规范》所鼓励的那样,将碳足迹计算中存在的不确定性最小化,有助于提供最确凿、可靠和可重复的结果。实际工作中,企业可以采用下面的一些方法:如利用质量好的初级活动水平数据替代次级数据;采用更具针对性、更完整的次级数据;不断改进用于碳足迹计算的模型;把这一分析任务委托给具有不确定性分析经验并熟悉产品碳足迹模型的某个单位完成等。
(七)形成碳审计报告
碳审计的最后一个步骤是编制碳审计报告。该报告是把审计结果向节能减排转换的一个重要过渡,其编撰范式可根据企业的评价目标而定,若审计报告需要向消费者或投资者公布,则验证等级及详略程度需高于仅供内部使用的数据。近年来,作为拥有世界上最大的企业气候变化信息数据库的碳信息披露项目(CDP)正积极鼓励世界各国企业披露其温室气体排放情况和应对战略,以便更好地设定减排目标、改善绩效,并有利于投资者识别“低碳”公司,做出合理的投资决策。毫无疑问,该项目进一步推动了碳审计报告的标准化与合规化,并促使企业根据自身实际情况撰写报告加以利用,从而更好地进行碳排放管理。
相对于一般财务审计,碳审计报告更侧重碳燃料使用范围、耗费、排放的统计与计算。例如在建筑物温室气体排放审计中,审计报告就需要留意以下的建筑物相关性能:空间设计、建筑材料、建筑物朝向、外墙遮阳装置、电力装置、照明装置、办公设备、空调装置、升降机及自动梯装置、供水排水装置、煤气和石油气、相关交通工具的使用等(刘少瑜等,2009)。此外,由于碳审计要通过对碳排放情况进行分析,确定可以减排的项目,以减少碳排放量,故报告中应对审计对象的排放情况提出减排建议与措施。
四、开展碳审计工作的若干政策建议
随着低碳经济的提出及其付诸实践,适时推出碳审计制度,适应经济发展方式的转变,已成为现实需要。然而碳审计还属于新生事物,推行碳审计工作,存在很多困难,正如陈燕燕、彭兰香(2010)所指出的,碳审计标准缺乏、获取核算数据困难、专业人才稀少等都成为碳审计工作顺利开展的瓶颈。因此,为了顺利开展碳审计工作,至少应做好以下几个方面的准备工作。
(一)创造进行碳审计的前提条件
首先是提升公众碳审计意识。目前社会各界对碳审计的认知度不高,为了推动碳审计工作的有力开展,可以充分利用各类媒体加强碳审计的舆论宣传导向,提高全社会的低碳环保意识,尤其是对企业碳审计的宣传与倡导,要求企业履行社会公共责任。政府审计机构可以推出相关鼓励政策,鼓励企业自愿实施碳披露,在年报上披露节能减排、碳审计和环保项目投资等信息,严肃查处碳排放领域的违法犯罪行为。建立完善的环保信息公开和公众参与制度,保护社会公众的环境保护知情权、参与权和监督权。要求环境保护的责任主体增强环保意识,加强环境保护和碳管理,为碳审计提供真实完整的各项数据,以利碳审计工作的顺利进行。
其次是尽快推出碳会计和碳披露。实施碳会计和碳披露是高效开展碳审计工作的前提。让企业实施碳会计或参与碳披露项目,可以反映企业的碳源、碳固、碳排放量的变化,以及与碳相关的资产与负债情况,了解被审单位的碳管理现状,为碳审计的开展提供基础材料。美国、欧盟、日本等都曾过与碳会计相关的草案或指南,而以FASB的对参与总量――交易机制下的排污权会计基准草案(EITF03-14)和IASB的排污权解释公告IFRIC3最为典型(郑玲、周志方,2010)。我国可以在借鉴相关国际组织碳会计规则的基础上,推出碳会计准则或碳披露准则,规范企业的碳管理与披露行为。
(二)建立碳审计制度和指南
一项审计活动的顺利高效进行,建立一套高质量的准则指南是前提。建国以来,我国国家审计根据国家社会和经济发展需要,先后推出了合法性审计、经济责任审计、绩效审计等,也及时制定和完善了各项审计准则和法规,2011年又开始实施新修订的国家审计准则,这些现有审计制度与规范为推进碳审计奠定了良好基础。
但要保障碳审计工作的顺利开展,还需要制定更为具体的碳审计准则和指南。碳审计要求审计人员具备更为专业的知识和技能,而且碳审计属于新生事物,审计人员缺乏经验准备,在初次执行碳审计时,必须有章可循。因此,政策部门可制定操作性强的碳审计准则和指南,对审计目标、审计对象、审计范围、审计机构、审计人员、审计方法、审计报告等进行详细规范,指导审计人员开展碳审计工作。
国际标准化组织自2006年起颁布了ISO14064、ISO14065、ISO14066和ISO14067―1、ISO14067―2系列规范,用于指导碳足迹计算和碳审计工作。英国标准协会也自2004年起颁布了PAS 2050和PAS 2060系列规范,对商品和服务生命周期温室气体排放评估、碳中和认证等进行了规范。我国香港特别行政区在2008年颁布了指导碳审计工作的《香港建筑物(商业、住宅或公共用途)温室气体排放及减除的审计和报告指引》,对建筑物边界、营运边界、量化方法、作业步骤和报告格式样本等进行了详细规范。我国在制定全国统一的碳审计指南和准则时,可在借鉴上述规范的基础上,详细论证制定。
(三)建立碳审计协调机制
碳审计所涉及的政府监管部门较多,需要建立协调监控机制。从审计行政主管部门来说,涉及各级审计机关;从推动企业节能减排的环境保护行政主管部门来说,涉及环境保护部和各级环境保护管理部门;从企业行政主管部门来说,涉及证监会、国资委、各地国资管理、企业管理等部门;从碳会计的规范行政主管部门来说还涉及财政部。如何协调各个部门之间的关系,发挥联合效应,有效实施碳审计,是一个需要考虑的问题。
目前对企业尤其是上市公司环境保护监控较多,主要是环境保护部和证监会颁布了相关规定。环境保护部(局)先后了《关于对申请上市的企业和再融资的上市企业进行环境保护核查的通知》、《关于进一步规范重污染行业生产经营公司申请上市或再融资环境保护核查工作的通知》、《环境信息公开办法(试行)》、《关于进一步严格上市环保核查管理制度加强上市公司环保核查后督查工作的通知》,证监会颁布了《上司公司信息披露管理办法》、《关于重污染行业生产经营公司IPO申请申报文件的通知》,最近环境保护部还了《上市公司环境信息披露指南》征求意见稿。从上述文件精神来看,对企业环境保护监控主要是环境保护行政主管部门和证监会,审计部门和财政部门参与不多。
今后应更多地发挥审计行政主管部门对各类组织在履行环境保护、节能减排方面的作用,推动碳审计和环境审计的广泛开展,并与环境保护部和证监会、国资委等进行沟通和协调,在法规制定、工作开展方面进行合作,建立联合机制,在取得环境保护责任主体行政主管部门的大力支持下,既发挥环保部门环境指标测度、碳排放量核算的技术专长,又发挥审计部门的审计核查专长,提高碳审计工作的效率与效果。
(四)培养和储备碳审计技术人才
开展碳审计工作,除了要求审计人员具备一般项目审计的基本素质外,还要求审计人员掌握各种统计检测分析的标准和方法,能根据企业能源投入产出的有关数据计算出各种能耗指标,并要根据这些指标分析出企业用能存在的问题,找出节能潜力,提出合理化建议(陈燕燕、彭兰香,2010)。目前尚缺乏开展大规模碳审计的审计专业技术人才,做好人才培养工作将是开展碳审计的当务之急。
一方面,在审计人员招聘上有意识地从环境工程、环境科学、环境管理、环境化学等专业招聘审计人员,将这些人员与原有财务审计人员结合组建碳审计项目组,形成碳审计项目组成员合理的专业结构;另一方面,加强碳审计的培训和教育,聘请统计、环境保护、环境工程、国际标准化组织、英国标准化协会的专家学者,以及已经开展了碳审计项目的国家或地区的优秀审计人员进行集中培训,切实提高审计人员的碳审计知识和技能,为碳审计的顺利开展提供人力资源保障。
【参考文献】
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关键词:碳排放;外部性;CO2
中图分类号:F74文献标志码:A文章编号:1673-291X(2011)01-0182-03
一、 研究背景
1.全球气候变化与温室气体排放。自从18世纪60年代工业革命以来,人类分工有了新的形态,社会生产力也开始狂飙突进式地发展,与此同时,人类活动对环境的影响也前所未有地扩大了。20世纪80年代以来,越来越多的证据表明人类活动所造成的温室气体排放成为全球气候变化的主要因素[1]。统计学意义上的气候变化是指气候平均值和气候离差值出现了显著变化,如平均气温、平均降水量、最高气温、最低气温,以及极端天气事件等的变化。《联合国气候变化框架公约》将 “气候变化”定义为:“经过相当一段时间的观察,在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。”这个定义旨在将因人类活动而改变大气组成的“气候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来,本文所涉及“气候变化”的含义都依据此定义。
在全球变暖的大背景下,中国的气候也发生了明显变化。近百年来,中国年平均气温升高了0.5℃~0.8℃,略高于同期全球增温平均值,年均降水量变化趋势虽然不显著,但区域降水变化波动较大;近五十年来,中国主要极端天气与气候事件的频率和强度出现了明显变化,沿海海平面年平均上升速率为2.5毫米,略高于全球平均水平;山地冰川快速退缩,并有加速趋势[2]。
政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告(2007)指出,近五十年的全球气候变暖主要是由人类活动大量排放的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体的增温效应造成的。自从1750年以来,人类活动导致全球大气中CO2及CH4氮氧化物浓度显著增加,目前已经远超过了工业革命之前的值。全球浓度从工业革命前的280ppm上升到了2005年的379ppm。温室气体,是指大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气态成分,《京都议定书》明确针对六种温室气体进行削减,包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)。其中以后三类气体造成温室效应的能力最强,但对全球升温的贡献百分比来说,二氧化碳由于含量较多,所占的比例也最大,约为55%。在现行的国际碳排放交易活动中,交易的对象也都是CO2,因此本文所说之温室气体即指CO2而言。
针对全球气候变化的严峻形势,联合国环境与发展大会于1992年达成联合国气候变化框架公约(UNFCCC),1994年正式生效。为完成《公约》的目标,1997年签订了《京都议定书》,其中规定工业化国家确保二氧化碳、甲烷等六种受控的温室气体排放总量,在2008―2012年的第一个承诺期内比1990年的排放水平减少5.2%,2001年的COP7上通过了《马拉喀什协议》,为《议定书》的执行制定了细则,铺平了道路,2005年2月16日《京都议定书》正式生效。
《京都议定书》是人类历史上第一次以国际法的形式对污染物排放量做出定量限制。也是继联合国和世界贸易组织之后第三个影响世界发展格局的国际新规则。为了帮助发达国家各缔约方减轻其承担的减排义务负担,在《京都议定书》别规定了三种减排机制以确保减排目标的实现,其中包括:清洁发展机制(Clean Development Mechanism,CDM)、联合履行(Joint Implementation,JI)和排放交易(Emissions Trade,ET) [3]。这些机制的共同指向在于通过按照规定程序核证的减排单位可以在国际市场上进行交易,即构建国际上有效的碳交易形式。
2.理论与实践。各国的工业和经济活动在推动世界经济发展的同时,带来了一个严重的外部性,就是温室气体的大量排放。而国际碳排放交易旨在建立一种以市场为基础的制度安排,在确定总的环境容量和各经济体排放限额的前提下,各排放单位之间可以通过货币的方式互相调剂排放量,从而达到减少排放的目的。它对企业的激励在于,超量减排的企业可以在市场上出售他的排放权剩余,以获得保护环境的经济补偿,而增加排放的企业必须付出经济代价。通过市场交易的机制使CO2这种无色无味的气体资本化。
1960年,英裔美国经济学家科斯[Coase,Ronald (Harry)]提出排污权交易理论概论;美国经济学家戴尔斯(Dales)于1968年首次提出排污权交易制度安排[4]。并于20世纪70年代首先被美国环境保护局(EPA)用于大气污染源及河流污染管理,而后德国、澳大利亚、英国等国相继进行了排污权交易的实践。2000年以来,中国在部分两控区省市也开展了排污权交易试点,并取得了一定的效果。2008年,北京环境交易所、上海环境能源交易所以及天津排放权交易所纷纷成立。2009年8月16日,昆明环境能源交易所挂牌成立。
温室气体的排放本身是一个环境问题,但排放交易机制确实一种经济安排,而排放限额的设定又涉及国际政治格局博弈,因而需要跨学科的综合视野。同时,国际排放贸易区别于传统的国际货物贸易和服务贸易,成为一种新型的国际贸易形态,因而引起经济学者的极大兴趣,以这一课题为主体的环境经济学也于近年来成为经济学研究最为活跃的领域。本文即从经济学的视角出发,对经济学家针对CO2排放交易这一新贸易形态所作出的经济学解释作一系统梳理。
二、目前的理论研究现状
(一)新古典经济学的缺陷
新古典经济学认为,资源稀缺和有效配置是经济学研究的核心,因而用边际效用理论和一般均衡理论解决了这一问题,即在自由市场机制下,可以自动实现资源的有效配置和个人利益的最大化。但新古典主义在解释全球气候变暖的碳排放交易问题上遇到了困难(沈小波,2008)[5]。其一,新古典经济学假设市场是完备的和信息是完全的,而在温室气体排放问题上,这两个假设都不存在,各国的环境容量与减排能力等相关信息并不是完全的,目前也并无完备的市场机制来安排这一交易活动,更为重要的是,当我们考察排放对环境造成的污染时,遇到的是跨期选择下的不确定性问题。其二,新古典主义认为市场上交易的都是私有物品,而非公共物品,但CO2这种气体本身即具有典型的非竞争性与非排他性。其三,新古典经济学认为不存在外部性,而温室气体排放本身却是全球最大的市场失灵,一国生产的发展带来的是全球温度的升高。基于以上原因,新古典经济学在解释国际碳排放贸易的形成机制时遇到了很大的困难。而这一全新的交易领域的魅力又的确吸引着众多经济学家的注意力,因而,不同的经济学从不同的视角出发,企图对此作出新的解释。
(二)外部性理论和公地悲剧
1.庇古税。从经济学的视角看,温室气体的排放问题是一个外部性的问题。在经济中,每一个经济行为人都关注于自己的利益最大化,就带来了全球气候变暖这个外部效应,当外部性出现时,市场机制不一定会是帕累托有效率的[6]。Sandler和Hartley(2001)认为,此时一个国家的行为使其他国家获利或受损,且无法通过市场来进行弥补[7]。福利经济学认为,当私人成本小于经济活动所造成的社会成本时,政府应该发挥作用,以使外部不经济内部化。美国经济学家庇古(Pigou,Arthur Cecil,1877―1959)提出应通过税收或者补贴的办法将外部性内部化,这就是著名的庇古税(Pigouivaintax)。庇古税属于直接环境税,它按照污染物的排放量来确定纳税义务,因而是一种从量税,单位税额的确定按照一项经济活动的边际社会成本与边际收益的均衡点来决定。其实质是,通过政府的作用来矫正私人成本,以使其等于社会成本。庇古税实施的难点在于怎样准确计量温室气体的排放,另一个重要的问题是,温室气体不仅是一种厌恶品,而且是一种公共厌恶品,换言之,我们必须注意到,这并非是外部性的一个简单推广,因为温室气体的排放所造成的影响已经超越了国境,而不再局限于那些产生这些问题的国家。还有,外部性理论的讨论目前只是集中于消费的外部性,而没有涉及生产的外部性。
2.公地悲剧。科斯(Ronald Coase)[8]认为,如果产权得到明确界定的话,外部性就不会带来什么问题。但如果产权界定不明确的话,经济相互作用的结果将毫无疑问是无效率的。在产权明确界定的前提下,通过各种机制给人们提供谈判的机会,那么人们就可以交换他们产生的外部性,前提是交易成本为零。因而在科斯看来,真正的问题不是如何阻止污染,而是对公共厌恶品产权的界定。
在科斯条件下,政府是没有必要对市场失灵进行干预的。科斯定理强调明晰的、可实施的产权对资源配置效率的重要性。设想一下,在一个法律不健全、腐败盛行、偷盗成风的国度,当有人随时可能以非法方式抢劫属于他人的合法财产时,谁还会愿意进行投资并付出劳动努力呢?因此,得到法律保护的明晰产权,是保证资源被用于最有价值的用途,进而实现资源有效配置的制度基础。
新制度经济学认为,排放权是一种特殊的财产权,因而从产权理论的角度来看,气候问题之所以会产生,原因是排放的产权没有得到明确界定,或者虽然有明确规定但无法有效实施。
大气是一种全球公共物品(Global PublicGoods,简称“GPG”),具有非排他性和非竞争性,无法进行转让。结果是各经济体必然大肆排放。
3.排放权交易。假定当前环境资源的配置是帕累托无效率的,现在存在着某种帕累托改进的方法,此时所有成员都应该能够接受这种改进,更重要的是,更好结果的出现与谁拥有排放的权利没有关系。如果A国有权利排放温室气体,但B国愿意向其支付的金额比A国减少排放的成本更高,那么A国会削减污染,全球的福利都改善了。反过来,如果B国拥有享受清洁空气的权利,而A国愿意向其支付,以换取有权利排放一定量的CO2,只要这种支付在边际上超过了A国排放对B国造成的损失,那么B国会允许A国排放,全球的福利也同样改善了。所以不论谁拥有排放的产权,他们都会讨价还价,直到在某一点上,额外排放对排放者的边际收益正好补偿了对被受害者的边际损害。
基于科斯定理的上述证明,1968年美国经济学家戴尔斯(Dales)首先提出“排放权交易”的设想。这一设想试图从生产的外部效应的角度来解决排放的问题,但这种机制实现排放总成本最小化的必要条件是各厂商之间控制排放的边际成本必须相等。但所有厂商的排放成本信息是很难得到的。因而政府很难估计出各厂商适合的排放限额。还有一点值得注意,科斯定理要成立,交易成本必须为零,而在现行京都体系之下,各交易方都面临着巨大的时间成本与谈判成本。
另外的问题是,由于前面论述过,温室气体的排放是一种全球的公共物品,因而在所有国家都加入《京都议定书》体系之前,就很难避免“搭便车”的行为发生。“搭便车”的行为阻碍了防止气候变化所作出的巨大努力,如果这种行为得不到有效矫正,那么就很难在全球变暖问题上达成任何实质性的结果,这也是对《京都议定书》达成后的后续减排目标谈判如此艰难的一个经济学解释。在此方面,西方经济学者Maler(1990)、 Cline(1992)、Carraro和Siniscalco(1993)以及Barrett(1994)相继从博弈论的角度对此给出了解释,其中Barrett(2008)还提出一种“地球工程”(geo-engineering)的方法,这种方法只需要少数几个甚至单个国家就可进行,避免了“搭便车”的问题,但关于技术的管辖权仍需妥善解决[9]。
三、结论
国际碳排放贸易,是一种新的贸易形式,对于其产生的经济学解释,目前国内外有许多研究。综合起来看,这些研究着眼的大多集中于对贸易形式本身的解释,且关注点多在需求侧。从目前现有的资料看来,还没有从供给观点出发来解释这一现象的。CO2的排放本身源于生产环节,其与供给活动息息相关。因而从供给侧对其发生机理作出恰当的经济学解释,并由此提出一种系统的分析框架,或许将开启这一领域新的研究空间。
参考文献:
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