城市居民碳排放空间分异机制研究
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2.2 居民碳排放核算方法

2.2.1 直接碳排放核算方法

2.2.1.1 家庭生活用能碳排放核算方法

一种是“自上而下”的方法,即将区域总体居民碳排放的数据,根据人口密度、建筑密度等指标估算居住区尺度或建筑尺度的居民碳排放(Baiocchi et al.,2015);另一种是“自下而上”的方法,即根据IPCC温室气体清单指南运用各分类化石能源的统计数据或微观调查数据,测算城市、社区或家庭尺度的生活用能碳排放(叶红等,2010;张艳等,2012),这种方法对微观尺度的研究精确性相对较高。根据碳排放系数核算居民各类直接碳排放的方法简称碳排放系数法(Emission Coefficient Method,ECM),即将居民生活中直接使用的各种能源消耗量乘以相应的CO2排放系数。碳排放系数的确定是直接碳排放测算的关键,目前国内研究采用的碳排放系数主要有以下几种。

第一,国际上采用最为广泛的直接碳排放测算方法是采用IPCC温室气体排放计算指南中提供的方法进行CO2排放量的测算,在居民家庭生活用能及出行碳排放方面也有大量实证研究(冯蕊等,2011;张艳等,2012;Golley et al.,2012),其各类能源的碳排放系数如表2-1所示。

表2-1 不同用能种类的碳排放系数

资料来源:IPCC。

第二,根据中国科技部提供的《公民节能减排手册》和中国台湾“能源局”等提供的CO2排放系数进行计算(杨选梅,2010),其碳排放系数如表2-2所示。

表2-2 不同用能种类的碳排放系数

资料来源:杨选梅(2010)。

除此之外,也有学者将不同类型的能源使用量折算为相应的标准煤量,然后根据标准煤的碳排放系数估算居民能耗碳排放量。

2.2.1.2 交通出行碳排放核算方法

交通碳排放是仅次于电力和热力碳排放的人类活动的重要碳排放来源。根据国际能源署(IEA)统计的数据,全球2012年交通碳排放量达到72亿吨,占碳排放总量的23%,其中,中国的交通碳排放从1990年的1.09亿吨增长到了2012年的7.02亿吨。交通机动化水平的不断提高,给区域的可持续发展和碳减排工作带来了巨大压力和挑战。

关于交通碳排放的研究,一直是国内外学者关注的焦点,大量学者进行了广泛和深入的研究。其中有两种交通碳排放的核算方法较为普遍:一种是基于燃料的碳排放系数法;另一种是基于距离的碳排放系数法。其中,国外不同出行类别的统计数据较为详细,因此,基于燃料的碳排放系数法应用较为广泛(见表2-3)。

表2-3 基于燃料类型的碳排放系数

资料来源:Schipper et al.(2009);Jain et al.(2016)。

基于距离的碳排放系数法,即根据IPCC的评估报告,结合各国的或地区的单位人次单位距离的能耗,进行能源和碳排放之间的转换,得出不同国家的各类交通工具的碳排放强度。中国交通领域的能源消耗统计仅包括公共营运部门,大量非运营的交通工具并未包含在内(蔡博峰等,2011),尤其是迅速增长的私人小汽车(黄晓燕等,2012)。事实上,一方面,虽然基于燃料的碳排放系数法比较权威,但其难以识别燃料的种类和不同的交通方式;另一方面,我国也没有单纯居民日常出行的能源统计数据、权威机构发布的公认的交通能耗标准,因此,居民交通碳排放的数据尚不明晰。基于此,我国目前较为适用的交通出行碳排放的核算方法是基于距离的出行碳排放核算方法,如柴彦威等(2011)根据欧盟TREMOVE 2.4手册和《中国大众交通工具的碳排放强度表》,并根据我国居民实际出行的特点进行了个别修改,得出的不同交通方式的碳排放系数如表2-4所示。同一研究团队的马静等(2011)虽然采用同样的方法,但是因核算方法不同,同时考虑了各种交通方式所消耗的燃料在生产过程产生的间接碳排放,因此得出的碳排放因子相对较大,各种交通方式CO2的总排放因子为:私人小汽车/单位小汽车/出租车(178.6)、公共汽车/单位班车/物业巴士/商场免费巴士(73.8)、地铁/城铁(9.1)、电动自行车(69.6)、步行/自行车(0)、摩托车/其他(113.6),单位为gCO2/pkm。

表2-4 不同交通方式的碳排放强度(柴彦威等,2011)

也有学者采用多个渠道获取不同交通工具的碳排放系数,如杨选梅等(2010)对南京家庭碳排放的调查研究,采用的碳排放系数如表2-5所示。

表2-5 不同交通工具的碳排放系数

国外对出行碳排放的细分更加深入,如Aggarwal等(2016)将私人电动车、小汽车类型进行了更进一步的细分,考虑了机动车使用年限的碳排放系数差异、不同类型电动车的碳排放系数差异,以及同一类型交通工具使用不同燃料的碳排放系数差异(见表2-6)。

表2-6 不同交通工具的碳排放系数(Aggarwal et al.,2016)

碳排放系数法操作简单、应用广泛,但是因能源效率不同等问题较难估算出不同地区因地制宜的碳排放系数,因此,采用这种方法测算的碳排放结果也会存在一定的误差(Zhang et al.,2015)。