1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.研究背景

1.1温室效应及全球变暖

联合国《气候变化框架公约》把”大气中吸收和重新释出红外辐针的自然和人为的气体成分”称为温室气体。大气中主要的温室气体有二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、一氧化二氮（N₂O）、臭氧（O₃）和氟利昂类物质（CFCs）等^[1]。由于温室气体对红外辐射强烈的吸收作用，地球表面从太阳辐射获得的热量相对较多，而散失到大气层以外的热量较少，地表温度得以维持，类似于栽培农作物的温室，故名温室效应（Greenhouse Effect）。近年来，由于全球经济的快速发展，工业化和城市化进程快速推进，人口数量激增，大量化石燃料的燃烧和砍伐森林、耕地减少等土地利用方式的改变，人为活动产生的温室气体排放量不断增加，打破原有天然温室气体源与汇的自然平衡，加剧温室效应，引发全球气候变暖^[2]。气候变暖导致海平面上升，淹没土地，侵蚀海岸，严重威胁岛屿国家和沿海低洼地区；气候反常，海啸、台风频繁，夏冬季热冷异常，极端天气越来越多，严重危害社会经济的发展，深刻触及到能源安全、生态安全、水资源安全和粮食安全，甚至威胁到人类的生存，全球气候变暖已成为人类面临的最突出的问题之一^[3]。政府间气候变化专业委员会（IPCC）第四次评估报告认为，过去100年气球表面气温升高0.74℃，预计到2100年全球气温”最可能的升高幅度”是1.8-4℃。诸多因素造成了全球平均气温上升，但经研究分析，90%以上与人类燃烧化石燃料排放的温室气体有关(IPCC，2007)。而CO₂作为重要的温室气体之一，气候变暖至少66%以上与人类活动排放的CO₂有关^[4]。

1.2中国碳排放现状

中国作为最大的发展中国家，经济结构尚不完善，在经济取得了快速发展的同时，碳排放量不可避免的会随着经济的增长而不断增加，现已成为最大的能源消费国和CO₂排放大国^[5]。1990-2012年，中国CO₂排放呈现指数增长态势，年均增长6.07%，占期间全球新增排放的55.4%。2006年，中国碳排放总量占世界碳排放总量的26%，超越美国成为世界第一大碳排放国，同年中国人均碳排放也超过了世界平均水平。2012年，中国化石燃料导致的CO₂排放为8.2Gt，占全球总排放的25.9%，同年中国人均CO₂排放是世界人均水平的1.3倍^[6]。

为了履行节能减排责任，扭转全球变暖趋势，中国己付诸了实际行动。1992年中国成为《联合国气候变化框架公约》缔约国之一；1997年签订《京都议定书》；2009年《哥本哈根协议》中国承诺到2020年，单位GDP CO₂排放（碳排放强度）比2005年下降40%-45%。同时，中国政府”十一五”规划中提出，到2010年全国各省单位GDP能耗（能源强度）平均降低 20%；”十二五”规划中要求，到2015年实现能源强度下降16%、碳排放强度下降17%的减排目标。一系列减排目标表明中国政府将同世界各国一起，在减缓全球气候变化的进程中发挥重要的作用^[7]。在减缓方面，中国政府通过调整产业结构、节能与提高能效、优化能源结构、控制非能源活动排放、增加碳汇等降低温室气体排放。在适应方面，中国在基础设施、农业、水资源、海岸带、生态系统、人群健康等方面积极采取行动，提高气候变化影响监测能力以及应对极端天气气候事件能力，减轻气候变化对社会经济发展和生产生活的不利影响。在能力建设方面，中国积极完善气候变化相关政策体系，强化应对气候变化科技支撑，稳步推进统计核算考核体系建设^[8]。

1.3城市碳排放现状

城市作为经济发展的核心，也是能耗和碳排放不断增加的主要推动者。城市碳源主要包括：化石能源使用、交通运行过程、工业生产过程、土地利用变化和废弃物处理等。2006年，我国287个地级以上城市的能源消耗达13.66亿，占全国能源消耗的55.48%；二氧化碳排放量达29.16亿吨，占全国总排放量的54.84%；地级以上城市的人均碳排放量是全国水平的1.96倍，GDP 100强城市的人均碳排放量是全国水平的2.4倍^[9]。由此可见，中国要实现社会、经济、环境协调发展的宏观布局，城市发展低碳经济实施低碳城市管理是关键。

低碳城市就是通过在城市发展低碳经济，创新低碳技术，改变生活方式，最大限度减少城市的温室气体排放，彻底摆脱以往大量生产、大量消费和大量废弃的社会经济运行模式，形成结构优化、循环利用、节能高效的经济体系，形成健康、节约、低碳的生活方式和消费模式，最终实现城市的清洁发展、高效发展、低碳发展和可持续发展^[10]。中国正在积极开展低碳城市建设，全国目前已有保定、上海等上百个城市提出了低碳城市建设规划。2010年国家发改委选择天津、重庆等8个城市进行低碳试点，试图通过典型城市的示范找出适合中国城市实际的低碳城市发展路径。城市作为省级单位的细分领域，是落实国家碳减排目标的驱动因素，在推动省级乃至国家层面的温室气体减排目标的实现上具有举足轻重的作用。因此，在城市尺度上开展碳排放的核算与方法学，建立一套”可复制、可报告、可核实”的精准科学的温室气体排放清单，有利于了解城市碳排放现状，针对不同城市制定有针对性的碳减排策略，为开展城市尺度的节能减排奠定坚实基础^[11]。

2.研究现状

2.1碳排放核算体系

目前，国际碳排放核算体系主要分为自下而上和自上而下两种类型，其中自下而上核算体系主要指基于产品、企业和项目的核算，自上而下核算体系主要指基于国家或区域的核算。基于产品、企业和项目的核算也称为碳足迹，是对产品全生命周期内碳排放的计算，能够清晰地反映微观主体在生产或消费过程中的碳排放情况；基于国家或区域的核算也称为清单编制法，通过从上到下，层层分解核算，具有广泛的适用性，在反映国家或区域总体碳排放特征时具有优势性，两者各有优势，在实际应用中通常将两者结合起来^[12]。

2.1.1”碳足迹”

”碳足迹”核算方法^[13]有多种：(1)按照计算的系统程度分为两种：一是利用生命周期评估(LCA)法，这种方法更准确也更具体；二是通过所使用的能源矿物燃料排放量计算，这种方法较一般；(2)按照计算的技术分为两大类：一类是系数法；一类是计算法。其中，计算法又分为物料衡算法、实测法、模型法等。

碳足迹的计算通常有四步：(1)选择计算中要包括的气体排放源；(2)收集燃料用量的数据；(3)查询碳排放因子；(4)计算碳足迹。在二氧化碳减排的相关计算方面，存在着”减排二氧化碳量”(即CO₂)与”碳排放减少量”(以碳计，即C)的不同，但相互之间可以转换，即减排1吨碳(液碳或固碳)就相当于减排3.67吨二氧化碳。减排CO₂与减排C的计算结果相差较大，因此，要分清减排量的具体含义。

2.1.2清单编制法

清单编制法是以IPCC、IECD和IEA共同于1991年初提交的温室气体清单编制方法的报告为基础，经其他多方组织合作，历时5年修改和完善，最先于1996年提出了国家温室气体排放清单指南，随后经过几次修改完成《2006年国家温室气体排放清单指南》（简称《指南》），对碳排放源做了详尽的分类，将温室气体排放源主要分为能源消费、工业过程及产品使用、农业林业和其他土地利用、废弃物等4个单元。

世界各国基于IPCC碳排放清单指导框架，纷纷研究制定适合本国国情和更有针对性的碳排放清单，用于更为详尽的盘查本国碳排放特点和数量。中国政府于 2001 年针对可代表本国碳排放清单所包含的5大单元---能源相关（能源生产、能源加工与转换、能源消费、生物质能燃烧）、工业生产、农业活动、城市废弃物处置处理、土地利用变化与林业^[14]进行明细化研究，并分别形成最终清单。该清单充分体现了中国碳排放源的特点：生物质能燃烧被单列出来加以考察，主要由于中国农村地区还广泛存在着直接燃烧生物质能燃料的现象；中国农业活动在经济部门中占有较大比例，粮食主产区分布广泛，地跨多个自然带，受区域地形和小气候影响，耕作制度复杂多样，因此将农业活动碳排放单列；中国快速的城市化过程已导致的污染问题突出，城市废弃物的处理和处置亦被列入清单。

表1 中国气候变化委员会公布碳源分布

注：数据来源，国家发改委气候变化协调小组（2002）

2.2 碳排放核算方法

IPCC推荐排放因子法、质量平衡法和实测法3种使用范围较广、兼具宏观和微观特点的碳排放核算方法。其中，基于碳排放清单列表的排放因子法目前应用最为广泛，针对每一种排放源构造其活动数据与排放因子，以活动数据和排放因子的乘积作为该排放项目的碳排放量估算值^[15]。其中，活动数据主要来自国家相关统计数据、排放源普查和调查资料、监测数据等；排放因子可以采用IPCC报告中给出的缺省值（即依照全球平均水平给出的参考值），也可以参考经同行评议的国际或国内杂志的数据和大学等研究机构的研究成果、普查、调查、测量和监测数据。

表2 IPCC推荐碳排放估算方法

城市碳排放量分为能源单元排放总量和非能源单元总量，其中，能源单元排放总量又分为工业能源排放、交通能源排放、居民生活能源排放和商业能源排放，非能源单元排放总量分为工业过程排放和废弃物排放。化石能源是城市碳排放的主要来源，由于城市尺度的统计数据限制，目前国内外能源消费碳排放研究大部分以基于能源表观消费量的参考方法为主，一般采用系数法与物料衡算法；工业产品碳排放量一般主要计算生产水泥、钢材过程中的二氧化碳排放量，其中，钢材生产过程中的二氧化碳排放主要体现在能源使用方面，故不再计算；土地利用变化一般是指农田、森林、草地、湿地、建设用地之间的相互转换，导致碳排放或碳固定强度变化，在一定程度上影响区域的碳排放总量。一般来说，计算城市土地利用的碳排放只计算林业、草地的碳吸收量及农业的碳排放与碳吸收，其它用地(如建设用地) 的碳排放量已计入在能源碳排放计算中了。而城市农用地一般较少，草地吸收二氧化碳量有限，因此，林业的碳吸收量计算至关重要；废弃物的碳排放一般按照垃圾焚烧和填埋的处置方式计算，填埋主要产生甲烷，焚烧主要产生二氧化碳。根据《指南》第5卷，垃圾焚烧产生的温室气体只需要计算焚烧时产生的二氧化碳量，垃圾填埋产生的温室气体则需要计算甲烷的排放量，另外根据数据的收集情况可考虑氧化亚氮的排放量。

2.3 清单编制法相关研究成果

国内外相关学者对清单编制法进行了许多研究，探讨研究方法、研究内容、研究尺度以及研究单元等，分析碳排放影响因素并提出碳排放分类调控策略。徐新华等^[16]1997年根据IPCC Guidelines(1995)，对江浙沪地区的交通部门温室气体排放进行了核算和研究，统计分析后提出了交通部门温室气体减排的措施，在国内较早应用清单编制法。Schmalensee等^[17] 1998年对全球1950-2050年温室气体排放进行了粗略的估算，其中包括了对中国温室气体排放的估算，但测算范围局限于能源利用领域，是较早进行的清单编制法研究。徐国泉等^[18]2006年对我国1995~2004能源消费碳排放进行了实证分析，并定量分析了能源结构、使用效率、工业过程发展、产业结构和经济发展等因素对中国人均碳排放的影响。Auffhammer等^[19]2008年利用IPCC导则推荐的方法对中国省级层面进行碳核算，得出中国各省碳排放的统计数据。王铮等^[20]2008年利用IPCC导则推荐的方法对我国能源消耗产生的温室气体排放量进行估算，并在省级尺度上对中国1995~2006年的能源消耗碳排放进行时间序列分析，指出了以煤为主要能源的地区或者是第二产业比重大的地区是碳排放较高的集中省份。邹秀萍等^[21]2009年对我国30多个省市1995~2005年温室气体排放定量分析，研究其与社会经济水平、产业发展水平、产业结构、能源效率、居民生活社会消费等之间的关系。孙建卫等^[22]2010年依据IPCC清单法对1995-2005年中国碳排放进行核算，并从时间序列上对碳排放量与碳排放强度及其变化的因素进行分析，提出我国低碳发展的政策建议。刘竹等^[23]2011年参照 IPCC 清单，利用能源表观消费量数据得到三种能源消费核算方法，并以北京为例对三种核算结果进行比较。谢守红等^[24]2012年对无锡市1992~2010年工业碳排放量进行研究，分析无锡市历年碳排放量特征。

2.4城市碳排放核算方法存在的问题

城市碳排放核算是定量化表述碳排放变化趋势和分析碳减排潜力的基础，然而目前在城市尺度的碳排放核算与清单编制并没有统一公认的方法学。区域尺度的碳排放核算多数根据政府间气候变化委员会（IPCC）国家温室气体排放清单编制指南中的一般方法、 优良方法和参考方法进行编制。但是，目前城市尺度的温室气体排放核算仍然有一系列技术障碍^[23]，主要有：

（1）缺乏生命周期视角。目前城市尺度的碳排放核算都是基于某一时刻的核算，没有从城市的能源生产和消耗建立城市能源系统的生命周期核算体系。

（2）城市的定义和空间尺度的划分不够清晰。由于世界上各个国家行政区划方法的不同，城市的空间尺度在不同国家中也具有明显差异，阻碍了城市尺度碳排放核算的横向对比性。

（3）城市尺度上的各种活动，特别是如交通、电力生产和消费等由于其边界已超出城市本身，所产生的碳排放很难确定。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.研究内容

以苏州市为研究对象，查阅相关文献资料，收集苏州市2001-2013年统计年鉴，获取碳排放量核算所需相关数据，参考联合国政府间气候变化专门委员会碳排放技术指南，确定各项排放因子。依据《指南》建立城市碳排放核算方法体系，并分别计算工业能源消费、交通能源消费、居民生活能源消费、商业能源消费、工业过程和废弃物处理等六个单元的碳排放量。根据模型计算结果分析苏州市2001-2013年碳排放特征及主要影响因素，并提出合理的城市控制和减少碳排放的技术路线和对策。