第一节 北京二氧化碳排放总量计算

一、不同计算理念的比较

本质上，计算方法的不同来源于理念的不同。本书将其总结为两大不同：生产碳排放与消费碳排放；直接碳排放与隐含碳排放。

（一）生产碳排放与消费碳排放

在全球化的背景下，物品和服务的生产与消费在空间上已产生巨大的分离，碳排放计算也因此有两种不同理念：一部分专家认为应该按照生产地计算，一部分认为应该按照消费地计算。

以生产地为基准计算碳排放可操作性强、相对简便，因此现有国际协议通常采用这种方式，但该方法的公平性被广泛质疑，也已被证明不利于世界各国共同遏制碳排放增长。毕竟碳排放是一个全球性的问题，将碳排放密集产品（carbon intensive product）的生产和服务环节放置于其他国家，对于解决全球气候问题没有任何意义。

例如，威科夫等（Wyckoff et al.,1994）分析了6个OECD国家1984—1986年进口商品的碳排放足迹，发现如果国内消费的大量商品是从国外进口的话，那么这些国家所谓卓有成效的温室气体减排是毫无意义的。阿马德和威科夫（Ahmad and Wyckoff,2003）进而指出，由于发达国家通常拥有较高的能源利用效率，因此从发展中国家大量进口碳排放密集产品的做法对于全球温室气体的排放实质上起了促进作用。

按照消费地计算碳排放显然具有更好的道德意义。消费“高碳”产品的人们，也应为其高耗能的生产过程承担起相应的责任。但基于消费地计算碳排放极其难以操作：产品的实际生产和碳排放过程发生在某一国家，其能源使用和产品生产效率并不为其他国家所知，如何计算是一个难以解决的问题。

再考虑全球生产网络的复杂性，基于消费地的碳排放计算更为复杂。例如，一架飞机的零部件在世界各地生产，由于生产水平、生产内容不同，产生的排放也不同，而当地的生态环境对碳的吸收能力也不尽相同；同时，这些物资在全球运输过程中也将产生碳排放。即使能把上述问题厘清，下一个问题是：飞机生产的碳排放应由飞机所注册的航空公司承担，还是乘坐飞机的顾客承担？

此外必须承认的是，作为制造业大国，中国替世界各国承受了更多污染，产生了更多碳排放，但从另一个侧面看，外商直接投资（FDI）和出口为中国解决了大量劳动力就业问题，并强有力地推动了经济增长。以我国现阶段的发展水平以及资源情况，显然还未到对所有碳密集产业说“不”的时候。

在开放的全球经济体系中，产品的生产者和消费者都应该对二氧化碳排放承担责任，而在当前的碳排放计量标准中，消费者应该承担比之前更多的责任。关于生产碳排放和消费碳排放的讨论不仅对世界各国有意义，即使对中国内部设定减排目标也有积极意义。

在分析国内省市区或区域间碳排放时，不应该只用生产地统计的方式去衡量。以北京和山西为例，北京是能源输入地，山西是能源输出地，将山西输出到北京的能源而产生的碳排放都计算到山西并不公平，也不利于北京寻找真正影响其城市碳排放的因素。

基于现有的统计数据，在力所能及的范围内，本书力图采用消费碳排放的方式计算。

（二）直接碳排放与隐含碳排放

直接碳排放指的是在利用碳基能源的过程中所产生的碳排放，而所谓的隐含碳排放（embodied carbon emission）则指所消耗的产品和服务在生产、递送以及废物处理过程中所产生的所有碳排放。

这两种不同的理念和另外一个概念“碳足迹”紧密相连。碳足迹指每个人或者产品的温室气体排放量，衡量了每个人或者产品在天空不断增多的温室气体中所留下的痕迹。一般认为，碳足迹可以分为第一碳足迹和第二碳足迹，前者类似于直接碳排放，后者类似于隐含碳排放。

第一碳足迹指因使用化石能源而直接排放的二氧化碳，比如个人乘坐飞机、驾驶汽车、使用空调暖气等造成的二氧化碳排放；第二碳足迹是因使用各种产品而间接排放的二氧化碳，比如消费一瓶普通的瓶装水，会因它的生产、运输以及回收过程中产生的碳排放而带来第二碳足迹，即所谓的全生命周期评估法（life cycle assessment, LCA）（World Wildlife Fund,2008）。

全生命周期评估法理念先进，但计算过于复杂。其碳足迹的计算不仅包括一切用于电力、建设、运输、生产等活动所消耗的能源，还包括日常生活所使用的一切消耗品和服务。对于城市和区域研究而言，在现今的统计体系下厘清能源消耗情况已非易事，而计算出每一项物品和服务所产生的碳排放，再统计出这个城市或区域总共消耗多少物品和服务近乎不可能。

本书以北京为研究对象，在现有统计数据的基础上，只能做到以直接碳排放方法计算城市的总体碳排放。现阶段的低碳研究大抵只能做到这个程度，未来随着实证研究的进一步深入，也许能够以全生命周期评估法去计算一个城市所消耗物品和服务的隐含碳排放之和。

二、不同计算方法的比较

以下着重探讨以能源消耗为基础的碳排放计算方法。在现有文献中，较为常用的碳排放计算方法有以下几种：

（一）一次能源总消费法

该法利用表1—2给出的碳排放系数，对输入城市的一次能源（主要是原油、原煤和天然气）进行碳排放转换和计算。这种方法简单易行，但忽视了一次能源转化为二次能源的碳排放变化。更为严重的是，该法忽视了电力的输入和输出，而电力已经是城市消耗能源的主要方式，因此会产生统计结果偏小的情况。

以一次能源总消费法计算，北京1998—2008年的二氧化碳排放如表3—1所示。

（二）终端能源消费量法

该法同样利用表1—2给出的碳排放系数，对在一个区域实际消耗的主要能源进行碳排放转换和计算。该方法考虑了电力输入，但忽视了一次能源转化为二次能源过程中的能源消耗及其碳排放，在某种程度上也是偏小统计。

以终端能源消费量法计算，北京1998—2008年的二氧化碳排放如表3—2所示。

可以看到，依此法计算的结果比依一次能源总消费法计算的结果偏大。考虑到北京的电力消费从1998年的318亿千瓦时增加到2008年的708亿千瓦时，仅仅计算一次能源消耗的方法所得的数值显然过于偏小。

但这个方法依赖于各个城市的能源平衡表，公开的统计数据未必包含所有终端能耗的情况。即便是北京，在2001年的能源统计中也缺少相应的数据。

（三）实际能源消费总量法

这种方法考虑了城市中所有的实际能源消费总量，再以表1—2的碳排放系数转换为碳排放量。理论上，此法的统计结果有可能偏大。这是因为能源消费总量是按照输入城市的一次能源和二次能源综合统计的，但其中很大一部分一次能源会在城市中转化为二次能源，而经过精加工得到的二次能源碳排放在多数情况下会小于一次能源的碳排放。比如，原油经过热加工转化为汽油、柴油、煤油等油品，虽然加工过程耗费了能源，但提纯了油品质量，在产生相同热量的情况下减少了碳排放。

经过比较，基于现有数据，本书认为第三种方法虽然有可能造成结果偏大，但对比一次能源总消费法和终端能源消费量法而言是最为合理的计算方法。

表3—3即以此方法计算了1980—2009年北京市碳排放的总量，并以此为基础计算了人均二氧化碳排放量和万元GDP二氧化碳排放，其历史发展趋势及与其他国家城市的对比如图3—1到图3—4所示。

三、基于实际能源消费总量法的北京市二氧化碳排放分析

如表3—3所示，1980—2009年北京市人口增长0.94倍，人均GDP增长44.63倍，二氧化碳排放总量增长2.44倍，万元GDP二氧化碳排放降低至3.94%，而人均二氧化碳排放量增长0.77倍。

从增长趋势上看，北京市二氧化碳排放总量尚观察不到绝对减少的趋势，反而在2002—2007年进入加速增长期（见图3—1）。

从1980年到2009年，北京的人均GDP处于高速增长期，同期的人均二氧化碳排放量也在增长，从1980年的5.18吨增长到2009年的9.19吨，2008年出现暂时下降（见图3—2）。

从碳排放强度（万元GDP二氧化碳排放量）看，国家设定的目标是2020年的单位GDP碳排放量比2005年减少40%～45%。从1980年到2008年，北京的二氧化碳排放强度已经从33.68吨/万元降到1.32吨/万元；在2005—2008年的四年间，北京的二氧化碳排放强度从1.96吨/万元降到1.32吨/万元，已经降低32.5%（见图3—3）。从现有趋势上看，北京市2020年达到国家设定的总体目标不成问题。

但与其他一流的世界城市相比，北京的人均碳排放尚处于较高的水平（见图3—4）。根据《大东京管理报告》，东京2003年人均碳排放为5.9吨，伦敦为6.95吨，而根据纽约规划局数据，纽约2005年人均碳排放为7.1吨。北京要建设一流的世界城市，必须进一步探索减少碳排放的措施，构建新时代的先锋低碳世界城市。