《IPCC 2006年国家温室气体清单指南 2019修订版》解读

碳道小编 · 2019-09-12 07:09 · 阅读量 · 163

摘要:《2019清单指南》是在《2006 IPCC 国家温室气体清单指南》(2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventory)(以下简称《2006清单指南》)上的重要进步,为世界各国建立国家温室气体清单和减排履约提供最新的方法和规则,其方法学体系对全球各国都具有深刻和显著的影响。

2019年5月12日,IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)第四十九次(IPCC-49)全会[1]通过了《IPCC 2006年国家温室气体清单指南 2019修订版》(2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventory)(以下简称《2019清单指南》)(图1)。《2019清单指南》是在《2006 IPCC 国家温室气体清单指南》(2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventory)(以下简称《2006清单指南》)上的重要进步,为世界各国建立国家温室气体清单和减排履约提供最新的方法和规则,其方法学体系对全球各国都具有深刻和显著的影响。

[1]共有包括中国和中国政府代表在内的127个国家的383个政府代表参加了IPCC-49全会。

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1. 指南修订背景

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1.1       IPCC基本情况


IPCC是经联合国大会批准,1988年由世界气象组织(WMO)和联合国环境规划署(UNEP)联合建立的政府间组织,秘书处在WMO日内瓦总部,现有195个成员国。IPCC是UNFCCC(联合国气候变化框架公约)和全球应对气候变化的核心技术支撑机构,在全球应对气候变化过程中发挥了决定性作用。IPCC下设3个工作组和清单工作组(WGI:评估气候与气候变化科学现状;WGII:评估气候变化影响及适应;WGIII:评估减缓气候变化的行动和对策;TFI:国家温室气体清单工作组)(图2),每个工作组的每份报告都会对全球应对气候变化产生显著且深刻的影响。



IPCC第四十九次(IPCC-49)全会现场


《2019清单指南》之前,IPCC最新发布的报告是《全球升温1.5°C特别报告》(2018年10月8日发布),对全球未来温室气体排放提出了更加严格的要求,开启了全球减排的新格局。本次正式通过的《2019清单指南》(2019年5月12日通过)是继《全球升温1.5°C特别报告》之后的另一重磅成果,揭开了世界各国温室气体清单的新范式和新规则。


IPCC组织结构


1.2  《2006清单指南》存在的问题


《联合国气候变化框架公约》要求所有缔约方采用缔约方大会议定的可比方法,定期编制并提交所有温室气体人为源排放量和吸收量国家清单。IPCC的清单方法学指南,成为世界各国编制国家清单的技术规范(不同国家会在IPCC清单指南的基础上根据国情略有调整)。

IPCC第1版清单指南是《IPCC国家温室气体清单指南》(1995年),但很快被《IPCC国家温室气体清单(1996修订版)》(以下简称《1996清单指南》)取代,并在此基础上出版了与《1996清单指南》配合使用的《2000年优良做法和不确定性管理指南》和《土地利用、土地利用变化和林业优良做法指南》。我国国家清单主要采用《1996清单指南》和《土地利用、土地利用变化和林业优良做法指南》,部分采用《2006清单指南》。《2006清单指南》是在整合《1996清单指南》、《2000年优良做法和不确定性管理指南》和《土地利用、土地利用变化和林业优良做法指南》基础上,构架了更新、更完善但更复杂的方法学体系。由于其复杂性和支撑数据较难获得,一直没有得到发展中国家的使用。在发达国家使用《2006清单指南》的过程中,也发现了不少问题和不足,对更新清单指南产生了强烈需求。主要表现在:

①2006年之后,IPCC陆续出版了两个增补指南《2006年IPCC国家温室气体清单指南2013年增补:湿地》(以下简称《湿地增补指南》)和《2013年京都议定书补充方法和良好做法指南》(简称《京都议定书补充方法指南》),这两个增补指南都需要在国家清单指南中充分体现出来。

②2006年以来,新的生产工艺和技术不断出现,带来新的排放特征,需要在国家清单编制中有所体现。同时随着科研人员对温室气体排放认知能力的提升和科学研究的进展,更加精细化的排放因子和核算方法学逐渐被公开发表,清单指南需要充分纳入最新科学研究成果。

③2011年德班会议授权启动特别工作组谈判,对2020年后适用于所有缔约方的“议定书”“其他法律文件”或“经同意的具有法律效力的成果”进行磋商,最晚于2015年完成谈判并于2020年开始实施。为配合拟议的全球统一协定,IPCC有意在2020年前出版一份综合的、能全面反映最新进展并且适用于所有缔约方的“统一”清单方法学指南。


1.3     《2019清单指南》出台过程


1.3.1 背景和程序

①2015年1月30日到2月27日,IPCC 国家温室气体清单工作组(TFI)首先组织了网上调查工作,广泛征集《2006年清单指南》的修订意向,共征集到全球243位专家的987条意见。

②2016年8月,增补大纲会议在白俄罗斯明斯克市举行,会议通过了工作大纲、工作计划和写作大纲。

③2016年 10月,IPCC第四十四次(IPCC-44)全会通过了最终决定,授权TFI组织方法学指南修订编写,终稿将提交至2019年全会讨论。2016年11月—2017年2月,TFI开始征集作者,《2019清单指南》编写工作正式开始。

1.3.2 中国作者

《2019清单指南》是IPCC迄今发布的所有报告中,中国作者参与度最高的。《2019清单指南》共5卷,每卷都有中国作者参与撰写,具体情况见表1。


1.3.3 撰写和评审

《2019清单指南》撰写工作历时2年,中间经过2次全球专家文件评审、2次各国政府文件评审和1次各国政府现场评审(表2),其中每次评审都会收到大量评审意见和建议(例如仅2018年第2次(7月2日—9月9日)各国专家和政府评审,就收到4106条评审意见),为保证《2019清单指南》的科学性、公正性、合理性和全球适用性奠定了坚实的基础。

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2.核心内容和对中国排放核算的潜在影响

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根据IPCC-44全会决议,《2019清单指南》在内容上并不是一个独立指南,需要和《2006清单指南》、《湿地增补指南》联合使用,即《2019清单指南》并未取代《2006清单指南》,而是修订、补充和完善了《2006清单指南》。因此,《2019清单指南》和《2006清单指南》在结构上完全一致,都分为5卷,分别为第1卷(总论)、第2卷(能源)、第3卷(工业过程和产品使用)、第4卷(农业、林业和土地利用)和第5卷(废弃物)(图1)。

《2019清单指南》是迄今最精细化和专业化的温室气体清单指南,加之需要和《2006清单指南》联合使用,导致清单指南体量和内容庞大(2019和2006两版指南的页数分别为2080页和1980页,合计4060页),对于各国清单编制者来说,学习、理解、熟悉和使用清单指南都是一个艰巨的工作。

以下分析和评估内容,仅针对《2019清单指南》在《2006清单指南》基础上更新和修改的内容,对于《2006清单指南》中未做改动的内容不再赘述。

注:页数按照英文原版计;中国排放数据来自《中华人民共和国气候变化第一次两年更新报告》(2016)中的2012年中国温室气体清单;CCUS:二氧化碳捕集、利用和封存


2.1 第1卷“总论”


第1卷“总论”(General Guidance and Reporting)主要内容是国家温室气体清单方法学中的共性问题,例如排放因子和活动水平获取、清单质量以及清单管理等(图2)。《2019清单指南》相比《2006清单指南》,在活动水平获取以及不确定性分析等方面都做出了较大修订。此外,《2019清单指南》提出温室气体清单和其他清单的关系,认为协同建设国家温室气体和大气污染物清单具有重要意义。在IPCC-49全会上,针对第1卷中的利用大气浓度反演温室气体排放量的方法及其在《2019清单指南》中的文字表述进行了多次讨论,凸显了各国对于这种新方法的重视。

2.1.1 主要修订内容

完善了活动水平数据获取方法,强调了企业级数据对于国家清单的重要作用。2006年以来,随着企业层面监测技术的进步和快速普及,企业级数据越来越完善,例如烟气排放连续监测系统(Continuous Emission Monitoring System,CEMS)、企业在线能源/环境直报系统等的使用,使得利用企业层面数据(指南中精度最高的Tier 3)支撑国家清单成为了可能,并且会极大提高国家清单的精度和可验证性。同时,由于不同国家和区域碳市场的快速发展,企业层面的温室气体排放报告和核查数据逐渐完整,这些数据都经过多方核查并纳入碳交易市场机制,因而数据质量较高,可以很好地支持国家清单编制。

首次完整提出基于大气浓度(遥感测量和地面基站测量)反演温室气体排放量、进而验证传统自下而上清单结果的方法。传统的温室气体排放核算主要是通过排放因子和活动水平计算获得。自上而下基于大气浓度反演排放量的方法,基于观测的温室气体浓度和气象场资料,利用地面排放网格定标,结合反演模式“自上而下”核算区域源汇及变化状况,成为国家温室气体清单检验和校正的重要手段。

图2 第1卷“总论”修订情况

2.1.2 对中国的影响

为中国在企业层面建设温室气体清单提供了理论和方法指导,为生态环境部开展应对气候变化和大气环境质量改善的协同管理指出了重要方向。原环境保护部(现生态环境部)已经组织开展了大量基于排放源的温室气体核算和空间网格化工作,为在企业层面开展清单建设奠定了坚实的基础,并在排放源和空间网格基础上为应对气候变化和大气环境质量改善的协同管理提供了有力支撑。运行良好的碳交易市场数据能为编制各级清单提供最有利的支持。

有利于推进中国自主碳卫星的研发和应用,提高中国温室气体排放空间化建设和定量反演能力。2016年12月中国自主碳卫星在酒泉卫星发射基地成功发射升空并在轨运行,成为继日本GOSAT和美国OCO-2后,国际上第3颗具有高精度温室气体探测能力的卫星。随着温室气体观测网络的不断完善以及反演模式应用的不断进步,国际上出现大量成功的案例,例如Ogle等在美国中部地区的研究发现基于二氧化碳浓度观测的反演结果与源清单方式具有较好的一致性[7];Bergamaschi等对欧洲28个国家的甲烷排放也进行了计算,并与源清单结果进行比对,发现基于“自上而下”的核算方式结果明显高于基于源清单统计的结果,可能存在因为湿地等自然源排放所引起的误差[8];Say等(2016)对英国HFC-134a进行“自上而下”的计算,发现与源清单统计结果存在较大差异,其研究证明有必要对IPCC的源清单方法中汽车空调等的排放因子进行修订[9]。

基于观测浓度的源汇评估正逐渐成为独立于源清单的另一种重要核算手段。IPCC将浓度观测作为源清单核算的重要验证手段纳入《2019清单指南》,并作为一般方法学报告的重要内容,未来该方式必将进一步发展。此外,世界气象组织(WMO)正在积极推进全球温室气体综合信息系统(IG3IS)计划,该计划旨在结合全球大气观测结果和反演模式,评估全球和区域温室气体源汇及变化情况,为政策制定者提供减排评估。


2.2 第2卷“能源”


《2006清单指南》中关于能源燃烧的清单方法学相对成熟,《2019清单指南》修订全部针对逃逸排放,即在化石能源的开采、加工转换、运输和终端消费过程出现的泄露、排空和火炬燃烧排放等(图3)。相比化石燃料燃烧,逃逸环节的排放源细碎分散、排放特征复杂、监测和控制难度大,因此不确定性较大。《2006清单指南》以来,化石燃料开采和加工等环节的技术系统发生了重大变革,尤以非常规油气开采技术发展为突出代表,《2019清单指南》在这些方面做出了重要修订。

2.2.1 主要修订内容

油气系统排放因子得到全面更新,新生产工艺和技术以及之前被忽略的环节得到了充分体现。《2006清单指南》中对于油气系统提供了分别适用于发达国家和发展中国家的两套排放因子体系,这两套体系中的很多数据本身是一样的,但不确定性范围有区别,针对发展中国家的数据通常被赋予了更高的不确定性上限。此次更新中,两张表合二为一,但为部分排放源提供了基于技术分类的不同缺省值。非常规油气开采技术、近海油气开采和运输、液化天然气接收站、煤气输配和加气逃逸等环节的排放源和排放因子都得到了补充,排放因子体系的完整性得到提升。在常规天然气开采环节,提供了基于天然气产量和井口数量的排放因子,并明确指出,如果条件具备的话,基于井口数量的核算方法更加准确。

煤炭生产逃逸排放源及排放因子得到补充,增补了煤炭井工开采和露天开采的二氧化碳逃逸排放核算方法和排放因子。增补的排放因子来源相对广泛。例如,井工开采二氧化碳逃逸排放因子参考了澳大利亚、日本、捷克、斯洛伐克、斯洛文尼亚、俄罗斯、乌克兰、中国、印度和南非等国文献;露天开采二氧化碳逃逸排放因子参考了澳大利亚、日本、哈萨克斯坦和南非等国数据。

其他燃料加工转换过程逃逸排放得到适当增补。对“固体燃料到固体燃料”的加工转换,新增木炭/生物炭生产过程和炼焦生产过程的温室气体逃逸排放核算方法和排放因子。新增煤制油以及天然气制油过程的温室气体逃逸排放核算方法和排放因子。其中,煤制油过程考虑了二氧化碳、甲烷和氧化亚氮3种温室气体,提出了多级别核算方法学并提供了排放因子;天然气制油过程只考虑了二氧化碳逃逸排放,提出多级别核算方法学并提供了排放因子。

图3 第2卷“能源”修订情况


2.2.2 对中国的影响

能源领域更加精细化和完整的清单指南,会影响我国排放清单的完善性,不可避免地导致中国纳入核算报告范围的温室气体排放量进一步增加。我国作为最大的煤炭生产消费国、第二大石油消费国、煤制油/煤制气大国和天然气生产/消费/进口量大国,能源生产、加工和输配等各个环节的温室气体逃逸排放量不容小觑。针对我国逃逸排放清单中缺失的环节,按照《2019清单指南》提供的排放因子,经简单计算可以发现,此次增补对我国排放量的影响至少在千万吨以上,仅井工开采二氧化碳排放一项就将增加排放4000万吨。


2.3 第3卷“工业过程和产品使用”


《2006清单指南》第3卷新增了制氢和稀土等行业的方法学,重点更新铝生产行业的核算方法和排放因子,并且进一步完善了钢铁过程排放核算方法学(图4)。

新增制氢和稀土等行业的方法学,建立了当前最为完整的工业过程温室气体排放核算体系。传统石化和化工行业的制氢一直存在,但氢大部分作为中间产品,氢作为终端能源产品在近年才得到广泛发展和应用。未来氢能有着很好的发展和市场应用前景,因此,《2019清单指南》将制氢作为一个独立行业,提供温室气体核算方法。稀土行业之前由于数据匮乏,一直缺少温室气体(四氟化碳、六氟化二碳和二氧化碳)排放核算方法学和相应的排放因子,因此,IPCC多次提出要建立稀土行业排放方法。《2019清单指南》提出了相对较为完整的稀土生产温室气体清单方法学,弥补了全球工业过程温室气体排放的一个空白。

更新铝生产行业的核算方法和排放因子。《2006清单指南》中的铝生产温室气体排放的“阳极效应”仅针对“高压阳极效应(HVAE)”,主要排放四氟化碳和六氟化二碳。而随着对铝生产温室气体排放认知的提升,发现生产过程中在低压情况下,也会产生相当量的四氟化碳和六氟化二碳。因此,《2019清单指南》的“阳极效应”包括“高压阳极效应(HVAE)”和“低压阳极效应(LVAE)”。同时,全面修改和完善了核算方法,提出基于阳极效应持续时间和企业现场测量等更加完善和精细化的核算方法。

进一步完善钢铁行业核算方法和排放因子,并明确了钢铁行业能源和工业过程排放分配问题。钢铁生产中的能源产品(例如冶金焦等)既发挥化学品作用(还原剂),又发挥能源作用(供热),其排放是归属能源排放还是工业过程排放,是《2019清单指南》修订过程中一个争议焦点。在第3卷作者撰写过程中常常就此展开激烈讨论,但最终根据《2019清单指南》修订原则,所有类似过程都归属为工业过程排放。冶金焦、焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气等,只要是在钢铁企业内部使用,都计为工业过程排放,即钢铁生产中,基本上所有的能源燃烧(除了炼焦)都被归结为工业过程排放。

图4 第3卷“工业过程和产品使用”修订情况

2.3.2 对中国的影响

澄清国际对于中国稀土温室气体排放的严重误解,有利于科学、客观地评估中国稀土行业的温室气体排放。中国是稀土生产大国,2016年全球稀土产量为12.6万吨,其中中国生产10.5万吨,占比高达83%。国际专家Hanno Vogel等认为稀土生产的温室气体排放因子较高,达到700 千克二氧化碳当量/千克钕(Nd),全球稀土生产温室气体排放量会达到8000万吨,中国稀土生产行业温室气体排放量达到7000万吨,是非常重要的一个温室气体排放行业。这是IPCC采纳稀土进入《2019清单指南》的一个重要原因。

《2019清单指南》的稀土温室气体排放方法学和排放因子,全部采用中国研究人员基于FTIR 连续监测和时间积分采样(在实验室使用高精度Medusa GC-MS离线分析)两种方法的测量结果数据(论文发表于国际期刊《Resources, Conservation and Recycling》和《Atmospheric Pollution Research》),所得到的不同技术和稀土金属产品的排放因子,被纳入《2019清单指南》,四氟化碳排放因子为146.1 g四氟化碳/吨稀土(Dy-Fe),35.8 g四氟化碳/吨稀土(Nd)。

采用《2019清单指南》方法,即便排放因子最高的Dy-Fe稀土生产,排放因子也仅为0.97吨二氧化碳当量/吨稀土(Dy-Fe),同等稀土产品(Nd)的排放因子仅为0.24吨二氧化碳当量/吨稀土(Nd),是Hanno Vogel等提出的排放因子的万分之三。按照《2019清单指南》排放因子,中国稀土生产的温室气体排放量不会超过10万吨二氧化碳当量。


 2.4 第4卷“农业、林业和土地利用”


第4卷在IPCC-49全会上各国代表的问题较多,主要集中在年度变化、生物质炭(Biochar)和水淹地(Flooded Lands)等问题上,其中就年度变化和水淹地问题还专门成立了专题讨论组(Contact Groups)进行深入讨论,主要修订见图5。

2.4.1 主要修订内容

细化核算矿质土壤碳储量变化的方法和因子,新增生物质炭添加到草地和农田矿质土壤有机碳储量年变化量的核算方法。生物质炭是近十几年来的一个研究热点,矿质土壤添加生物质炭后,有机碳年变化等于生物质炭添加量、生物质炭有机碳含量和有机碳残留系数三者的乘积。新增了更少活动水平数据需求的方法2(Tier 2)专用模型——三库稳定态碳模型,以产量数据为基础来评估农田矿质土壤的有机碳输入,同样也适用于草地、林地、湿地和居住用地。增加了以观测为基础的方法3(Tier 3),并列举了澳大利亚、芬兰、日本和美国等4国例子。

新增两种生物量碳储量变化的核算方法,包括“异速生长模型”法和“生物量密度图”法。这两种方法均作为方法2(Tier2)的推荐方法,同时也可以作为方法3的组成部分。异速生长模型(或异速生长方程)反映了生物质某些变量之间的定量关系,可以用于单木、植被类型或林分水平上的林木蓄积、生物量和碳储量定量评估。但是相对于《2006清单指南》中已有的生物量排放因子法(BEFs),异速生长模型的方法有可能精度更低。而且如果采用异速生长模型方法替代以往的方法或模型,还需要对历史时间序列的碳储量进行回算。生物量密度图法的运用,需要建立符合国情的高质量生物量密度图。现有的大区域生物量密度图可能与国家特有定义的森林、生物量碳库等数据不一致,因而在核算国家或区域尺度碳储量及其变化时,可能会存在较大的系统误差。

提出区分人为和自然干扰影响的通用方法指南。《2019清单指南》强调了清单编制的年际变化,尽可能地将人为活动导致的温室气体排放/清除量与自然干扰的影响区分开来,并给出了如何区分人为和自然干扰影响的通用方法指南。评估被管理土地上自然干扰对排放/清除的影响,通常包括如下步骤:(1)量化被管理土地上的总排放/清除量;(2)国家特有的“自然干扰”定义;(3)量化自然干扰导致的排放/清除量。

更新和完善核算管理土壤氧化亚氮排放方法和排放因子。更新了核算管理土壤氧化亚氮直接排放的排放因子,更新核算作物残留物(包括固氮作物和牧草更新)中的氮归还给土壤的公式,更新土壤氧化亚氮间接排放的缺省值、挥发和淋溶系数。

更新和完善畜牧业肠道发酵和粪便管理甲烷排放因子。肠道甲烷排放针对动物生产力水平不同,提供了高、低生产力水平下的排放因子。粪便管理部分的甲烷排放因子提供了以粪便挥发性固体含量为基础的计算方法和排放因子;补充更新了沼气工程排放计算方法。

新建“水淹地”温室气体排放与清除核算方法。在《2006清单指南》中,针对湿地的指南,仅限于有管理的泥炭地。在《2019清单指南》中,IPCC提供了包括水库和塘坝等水淹地的排放与清除核算方法指南。指南将水淹地分为两个主要类型,即仍为水淹地的水淹地(对水库而言,是指人工建坝拦蓄后一直为水淹地达到20年以上)和转化为水淹地的土地(由其他土地利用转化为水淹地的时间不足20年或仅有20年)。对这两个类型水淹地的温室气体排放与清除均提供方法学。全球仍为水淹地的水淹地和转化为水淹地的土地这两个类型,根据其所处气候带(共划分为6个气候带),分别给出排放因子。在处理人类活动引起的水库二氧化碳排放时,《2019清单指南》认为,在建坝后20年,水库的二氧化碳排放主要是上游含碳物质转化而来,为了避免双重计算,不再提供指南。对于此类水库的甲烷排放,《2019清单指南》中将其分成水面扩散与气泡排放、坝下出水口的脱气排放两部分,并按6个气候带给出了相应的排放因子。

图5第4卷“农业、林业和土地利用”修订情况


2.4.2 对中国的影响

生物质炭利用方法学将积极推动我国农田增产、温室气体减排和污染物控制的协同管理。生物质炭施用于土壤可大幅度提升土壤碳库,并因其结构性质有利于农田土壤固持养分、提高养分利用率和改善微生物生境,从而达到提高土壤质量而促进作物增产的双赢效果。生物质炭施入土壤后同时也有减排甲烷和二氧化碳等温室气体的作用。国际上对将农田废弃物制成生物质炭施用于土壤作为农业增汇减排的一种关键途径的呼声越来越高。我国农业每年产生大量作物秸秆,如果露天焚烧,会产生和排放大量的黑碳、挥发性有机物、有机碳、一氧化碳和二氧化碳等。秸秆焚烧不仅造成环境污染、增加温室气体的排放,而且还造成土壤肥力下降。近年来我国对生物质炭的开发利用越来越多,《2019清单指南》新增生物质炭添加到草地和农田时有机碳储量年变化量的核算方法,有利于推动我国农田生物质炭的使用和在温室气体减排中发挥积极作用。

推动我国区分并量化人类活动和自然干扰对温室气体排放/清除影响,加强森林保育和减排增汇的协同作用。量化自然干扰对温室气体排放/清除影响,有助于更加准确地量化人为活动和人为减排行动对于温室气体排放/清除的贡献,这也是长期以来的重大科学挑战。《2019清单指南》提到,采用“储量平衡法”需要有逐年连续的监测数据才能评估直接和间接人为影响,区分自然变化和自然干扰的影响。而采用“损益法”评估时,也只有基于气候变化动态模型,才能区分直接/间接人为活动和自然干扰对活生物质碳库、死有机质碳库和土壤有机碳库的影响。这需要有逐年的森林管理、土地利用变化和自然干扰数据。而基于固定的排放因子、经验产量表和气候不变的假设,则难以区分这些因素。目前我国林业清单评估主要采用排放因子法,未考虑人为活动(如采伐)和自然干扰(如火灾和病虫害)对生长和死亡的影响,也未考虑气候变化的影响。《2019清单指南》的发布,将推动我国森林管理、土地利用变化和自然干扰的连续监测,区分并量化人类活动和自然干扰对温室气体排放/清除影响,加强森林保育和减碳增汇的协同作用。

推动我国提高畜禽生产力、废弃物资源利用和温室气体减排的协同作用。用不同废弃物管理下挥发性固体含量为基础计算甲烷排放因子替代动物头数为基础的排放因子,将区别不同粪便管理方式的减排贡献,有利于推动低排放管理方式的推广应用。我国缺少粪便中挥发性固体含量的数据以及不同粪便管理甲烷排放潜力转化系数,建议加强畜牧业温室气体排放的监测和核算,发挥废弃物资源利用和奶业振兴等计划的协同减排作用。

加强我国水淹地温室气体排放核算,有利于我国水电业、水产养殖业的技术进步与高质量发展。《2019清单指南》提供水淹地清单方法学,将会完善我国清单排放源,有利于水电和水产养殖业的科学发展。近年来,我国为了防灾减灾防洪抗旱,以及调整能源结构实现绿色发展,积极开展水库和水电站建设,拥有了一大批大型水库与水电站。从现有研究文献看,无论是大型水库、大坝,还是小型池塘、水坝,都是二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体的排放源,很少能够作为吸收汇。以前因缺乏可用的核算方法,此类水库、大坝和池塘的温室气体排放量世界各国都没有列入国家清单进行统计。随着《2019清单指南》正式发布,此类土地的温室气体排放量必将逐步纳入国家清单体系。我国也会将水库、大坝和池塘等温室气体排放纳入进国家清单体系中。对水淹地温室气体排放与清除科学认识的清晰化和精准化,有利于我国水电业和水产养殖业通过技术进步与高质量发展实现水淹地领域的碳中和。


 2.5 第5卷“废弃物”


第5卷主要更新固体废弃物产生量、成分和管理程度相关参数,以及增加工业废水处理氧化亚氮排放计算方法等(图6)。

2.5.1 主要修订内容

更新固体废弃物产生量、成分和管理程度相关参数,增加主动曝气半有氧管理的垃圾填埋场甲烷排放方法学。废弃物的成分是影响固体废弃物处理温室气体排放的主要因素之一,受文化程度、经济发展水平、气候和能源消耗等因素的影响。指南更新了固体废弃物的产生率、成分和管理程度参数,增补了不同废弃物成分的可降解有机碳值,更新了可降解有机碳默认值的不确定性,并增加了计算主动曝气半有氧管理的垃圾填埋场甲烷排放的一阶衰减方法(FOD),提供了排放因子。

更新废弃物焚烧处理的氧化因子,增补焚烧新技术的排放因子。《2006清单指南》中焚烧的氧化因子都来自日本的实验研究结果,《2019清单指南》更新了氧化因子,增补和说明了热解、气化和等离子体等焚烧新技术的甲烷和氧化亚氮的排放因子。

增加污泥碳和氮含量信息,更新计算方法和排放因子。《2006清单指南》指出在一些国家,污泥包含在城市固体废弃物和工业废弃物中,在计算排放时提供的方法中,有的国家默认污泥的甲烷排放为零,有的国家计算中甚至污水处理是负排放。《2019清单指南》增加了污泥的碳含量和氮含量信息,并给出了可降解有机碳的区域默认值,各国需核算从废水处理中产生的污泥量(质量)。更新计算污泥处理的甲烷和氧化亚氮排放方法,增加了排放因子。

增加工业废水处理氧化亚氮排放计算方法,更新废水处理系统的排放因子。废水处理过程中,增加了工业废水处理氧化亚氮排放计算方法,以核算集中式污水处理厂的氧化亚氮排放。更新了排放到自然水环境的废水的氧化亚氮排放因子,并更新了排放到自然水环境的废水中氧化亚氮排放的计算方法;更新了不同处理类型和不同处理过程的甲烷修正因子;增补与大型污水处理厂相连的化粪池系统的排放核算方法,同时新增化粪池系统的排放因子。更新排放到自然水环境的废水甲烷排放因子,并引入了排放到水库、湖泊和河口的新排放因子。

图6 第5卷“废弃物”修订情况


2.5.2 对中国的影响

推动清单编制更精细和全面,对我国统计体系支持清单建设提出更加严格的要求。废弃物处理的温室气体排放指南更加全面,使得计算更加精细和全面。热解和气化等焚烧新技术在我国也有应用,污泥处理也在全国范围内有应用,但是具体的统计数据还没有完全跟上,所以相关基础数据在我国很难获取,这对于新指南应用是一个挑战。

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3. 政策建议

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《2019清单指南》+《2006清单指南》+《湿地增补指南》构成了IPCC国家温室气体清单指南的全新体系,也是迄今核算人类活动所导致的温室气体排放与吸收的最科学、最直接、最全面的方法学体系。总书记明确指出:“应对气候变化是中国可持续发展的内在要求,也是负责任大国应尽的国际义务,这不是别人要我们做,而是我们自己要做。”因此,在应对气候变化工作上,我们不仅要做好,而且要以全球看得见、看得清的方法和规范做好,树立负责任大国形象,展现我们对全球的减排贡献。综上所述,建议我国在温室气体清单方法领域开展如下工作:

(1)快速适应并开始使用《2019清单指南》方法和规则,加强国家、省和城市等各级清单的标准化、规范化和一体化,避免和减少由于清单方法体系不一致导致的减排政策误判和人力、物力资源浪费

《2019清单指南》是IPCC组织了全球197名温室气体清单领域的顶级专家历时2年完成的研究成果,期间又经历了2次全球专家文件评审、2次各国政府文件评审和1次各国政府现场评审(IPCC-49全会),体系完整、结构严密(避免了各种漏算、错算和重复计算以及边界不清、分类模糊的各种情况)、方法内容详尽且代表了最新科学认知和技术进展,排放因子更加精细化,排放因子和活动水平的分类也更加科学和合理(例如改变《2006清单指南》以发达国家和发展中国家分类提供排放因子,而以不同技术水平分类提供排放因子),非常有利于支持我国温室气体清单的精细化、精准化工作。

我国目前温室气体清单编制主要参考《1996清单指南》,尚未开始全面使用《2006清单指南》。从目前形势看,《1996清单指南》已属淘汰之列,建议我国快速适应并开始使用《2019清单指南》方法和规则。同时形成国家、省和城市等各级清单方法学的标准化、规范化和一体化,形成完善的各级清单编制体系。

(2)加强国家、省级和城市层面清单排放因子和活动水平的公开化和透明化,建立国家温室气体排放因子公开数据库和动态更新机制

《2019清单指南》特别强调精细化的排放因子应用以及科学文献支持,对我国温室气体清单的透明度建设提出了进一步要求。《2019清单指南》尽管最大限度地更新和完善了排放因子数据,但在一些领域仍然缺乏完整、有效并且有科学文献支持的排放因子。例如煤炭勘探过程中的甲烷和二氧化碳的排放因子非常缺乏,对于作为煤炭生产大国的中国,有着非常显著的影响。我国作为排放大国,几乎覆盖了所有种类的排放源类型和工业技术,并且在排放清单很多领域做出了大量科学研究和基础贡献,但数据公开程度不够,国际社会甚至是IPCC指南都无法采信和使用。

建议全面公开中国国家温室气体清单排放因子和活动水平数据,选择性公开省级和城市层面的数据,推进国家清单的可对比性和透明性。建立国家温室气体排放因子公开数据库和动态更新机制,鼓励国际社会使用和引用我国排放因子数据库,逐渐通过我国自己建设的排放因子影响全球温室气体清单编制和排放核算,在温室气体清单这一最为基础和核心的领域引领和影响全球应对气候变化。

(3)加强温室气体清单空间化研究和建设,推进基于大气浓度(尤其是遥感监测浓度)反演温室气体排放量的技术和方法,提高排放核算的时效性,自主研究和建立针对全球典型国家的温室气体排放快速报告体系

从《2019清单指南》中可以明显看出,基于大气浓度(遥感测量和地面基站测量)反演温室气体排放量,从而验证传统自下而上清单结果的方法会越来越重要。地面高空间分辨率的温室气体排放空间网格数据是大气浓度反演的基础数据和定标数据,是国际遥感数据(GOSAT和OCO-2等温室气体观测卫星数据)定量反演的关键,欧美等国家和区域都已经建立了较为成熟的自下而上二氧化碳/温室气体网格系统(例如EDGAR和FFDAS等),并在科学研究、减排实践和政策制定中发挥了重要作用。下一步国际社会利用大气浓度(遥感测量和地面基站测量)等数据反演中国温室气体排放量,检验和核对我国提交的温室气体结果,已成必然。

建议加强温室气体清单空间化研究和建设,建设高空间分辨率温室气体排放网格数据库,以此数据库和遥感数据为基础,大力推进基于大气浓度(尤其是遥感监测浓度)反演温室气体排放量的技术和方法。自主研究和建立针对全球典型国家的温室气体排放快速报告体系,充分利用国产卫星数据和高空间分辨率温室气体排放网格数据,快速反演全球和典型国家温室气体排放量,在全球气候变化谈判、履约和合作中,做得知己知彼,充分掌握话语权,提高主动性。加强高空间分辨率温室气体排放网格和遥感数据的协同建设,获取连续稳定时间序列的土地利用与土地利用变化数据和排放数据,定期监测和报告各类与土地利用相关的人为活动、管理模式和自然干扰发生情况,从而支持农业、林业和土地利用清单编制,推动在清单编制中区分人为活动和自然干扰的影响,准确评价人为活动和人为减排措施导致的温室气体排放/清除量。

 

作者:蔡博峰(生态环境部环境规划院 气候变化与环境政策研究中心);朱松丽(国家发展与改革委员会能源研究所);于胜民(生态环境部国家应对气候变化战略研究和国际合作中心);董红敏(中国农业科学院 农业环境与可持续发展研究所);张称意(中国气象局国家气候中心);王长科(中国气象局国家气候中心);朱建华(中国林业科学研究院 森林生态环境与保护研究所);高庆先(中国环境科学研究院);方双喜(中国气象局气象探测中心);潘学标(中国农业大学 资源与环境学院);郑循华(中国科学院大气物理研究所)

原文见《环境工程》2019年第8期(总254期)

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