“迄今為止最準(zhǔn)確的中國(guó)碳排放估算” 到底準(zhǔn)不準(zhǔn)？
《自然》發(fā)表了哈佛大學(xué)肯尼迪政府學(xué)院劉竹博士的文章，文章提出政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)將中國(guó)二氧化碳排放量高估了12%。為什么碳排放量會(huì)被高估?被譽(yù)為在“迄今為止最準(zhǔn)確的中國(guó)碳排放估算”是怎么算的?今天能豆君邀請(qǐng)清華大學(xué)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究所的滕飛副教授來(lái)全面解析碳排放量估算方法，看中國(guó)碳排放量怎么算才最準(zhǔn)確。
事件回顧：2015年八月《自然》雜志發(fā)表了哈佛大學(xué)肯尼迪政府學(xué)院劉竹博士等作者撰寫(xiě)的論文“ReducedcarbonemissionestimatesfromfossilfuelcombustionandcementproductioninChina”.(以下簡(jiǎn)稱(chēng)劉文)。劉文的主要觀點(diǎn)為中國(guó)的排放估計(jì)具有較大的不確定性，而不確定性主要來(lái)自能源消費(fèi)數(shù)據(jù)和排放因子(也即每消耗一噸不同種類(lèi)的能源所排放的溫室氣體)。因此該文估計(jì)了新的化石燃料排放因子以及新的熟料生產(chǎn)的排放因子，并依據(jù)表觀能源消費(fèi)量重新估計(jì)了中國(guó)的二氧化碳排放(不含土地利用及土地利用變化)。
IPCC推薦的煤炭默認(rèn)排放因子是否高估了40%?
劉文的一個(gè)主要結(jié)論是政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)推薦的煤炭默認(rèn)排放因子高估了40%，這一結(jié)論是基于下圖。劉文認(rèn)為IPCC推薦的煤炭默認(rèn)排放因子是0.713，劉文基于煤樣計(jì)算的煤炭排放因子是0.491-0.499，因而IPCC推薦的默認(rèn)排放因子高估了約40%。
那么第一個(gè)問(wèn)題是所謂IPCC推薦的煤炭默認(rèn)排放因子從何而來(lái)?由于煤的排放因子隨煤的碳?xì)浜俊⑺趾突曳值鹊牟煌兓艽，因此IPCC清單指南并沒(méi)有給出一個(gè)籠統(tǒng)的煤的默認(rèn)排放因子，而是根據(jù)不同的煤種給出了對(duì)應(yīng)的排放因子。大致來(lái)說(shuō)，IPCC清單指南沿用了IEA和OECD對(duì)煤種的劃分，大致按熱值高低將煤劃分為無(wú)煙煤、焦煤、其他煙煤、次煙煤和褐煤五種，并分別給出了對(duì)應(yīng)的熱值和排放因子。
排放因子的比較只有在同樣的煤種定義下才是有意義的。例如我們?nèi)绻麑⑽牡呐欧乓蜃优cIPCC的次煙煤和褐煤的排放因子去比較，難道能得出IPCC低估了中國(guó)煤炭排放因子的結(jié)論嗎?因此劉文斷言IPCC高估了中國(guó)煤炭排放因子40%的結(jié)論是錯(cuò)誤的，其錯(cuò)誤在于將中國(guó)煤種平均的排放因子與IPCC特定的焦煤排放因子進(jìn)行了比較，并且混淆了焦煤與原煤的概念。
那么IPCC即便沒(méi)有將煤的排放因子高估40%，IPCC的默認(rèn)值是否高估了中國(guó)煤炭的排放因子呢?我的回答是這個(gè)問(wèn)題目前沒(méi)有答案，原因在于IPCC對(duì)煤炭的分類(lèi)與我國(guó)煤炭分類(lèi)的方式不同，因此相關(guān)數(shù)據(jù)并不能簡(jiǎn)單對(duì)比。我國(guó)目前采用的GB/T5751分類(lèi)是一種應(yīng)用分類(lèi)方式，主要依據(jù)煤的揮發(fā)分含量、粘結(jié)指數(shù)和膠質(zhì)層厚度對(duì)煤進(jìn)行分類(lèi)，雖然也分為無(wú)煙煤、煙煤和褐煤三大類(lèi)但與IPCC中的定義并不是完全可比的。表2給出了我國(guó)2005年國(guó)家溫室氣體排放清單各煤種的熱值及碳含量范圍。
計(jì)算方法是否更準(zhǔn)確?
劉文的另一個(gè)結(jié)論是基于能源表觀消費(fèi)量的計(jì)算方法比基于消費(fèi)端的部門(mén)法要好，而這一結(jié)論也是有待商榷的。計(jì)算溫室氣體排放清單大致有兩種方法，一種是部門(mén)法，其主要是以部門(mén)為基礎(chǔ)分部門(mén)、分燃料品種、分主要設(shè)備進(jìn)行溫室氣體排放的核算，這種方法對(duì)數(shù)據(jù)量的要求較大，但一般而言也認(rèn)為較為準(zhǔn)確;另一種是參考法，參考法以碳平衡為出發(fā)點(diǎn)，以“表觀消費(fèi)量”為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，參考法對(duì)數(shù)據(jù)要求不多易于計(jì)算，但參考法只考慮“表面消費(fèi)”而非“實(shí)際消費(fèi)”，并且由于采用的是綜合參數(shù)加上各種損失和誤差，結(jié)果可能并不精確，但大體可以作為其他方法計(jì)算結(jié)果的校驗(yàn)依據(jù)。
雖然劉文沒(méi)有明確的提出其所用方法就是參考法，但其基于表觀消費(fèi)量的計(jì)算方法實(shí)際上與清單指南的參考法并無(wú)區(qū)別。IEA的排放數(shù)據(jù)就是分別采用部門(mén)法和參考法估計(jì)的。由于兩種方法原理的不同，估計(jì)的結(jié)果自然是有差異的，這并不是什么新鮮的事情。
在《2005中國(guó)溫室氣體清單研究》中課題組也采用參考法利用表觀消費(fèi)量對(duì)能源部門(mén)的二氧化碳排放進(jìn)行了計(jì)算，并且按照IPCC清單指南的要求對(duì)對(duì)基于部門(mén)法和參考法的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明部門(mén)法與參考法的排放量相差3.12%，在IPCC指南要求的誤差允許范圍之內(nèi)(5%)。而劉文僅利用參考法進(jìn)行了測(cè)算，并未采用部門(mén)法進(jìn)行校驗(yàn)，就斷言其方法優(yōu)于從消費(fèi)端測(cè)算的部門(mén)法，并斷言包括國(guó)家溫室清單在內(nèi)的其他研究都嚴(yán)重高估了中國(guó)的排放，這是否有些言過(guò)其實(shí)了呢?
我們?cè)倩趪?guó)家溫室清單的參考法測(cè)算結(jié)果與劉文進(jìn)行對(duì)比。首先我們比較清單研究與劉文在能源表觀消費(fèi)量上的差異。應(yīng)當(dāng)注意的是，參考法中的“表觀消費(fèi)量”僅僅是“表面消費(fèi)量”，并非實(shí)際消費(fèi)量，它并沒(méi)有考慮在消費(fèi)端庫(kù)存的變化比如電廠(chǎng)存煤的變化。而中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒報(bào)告的數(shù)據(jù)是實(shí)際消費(fèi)量，兩者定義不同本不可比。
在清單研究中，課題組也采用了能源表觀消費(fèi)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。表3總結(jié)了兩者在能源消費(fèi)表觀消費(fèi)量上的差異，可以看出清單研究的能源表觀消費(fèi)量比劉文的估計(jì)都要高，并非劉文指出的實(shí)際消費(fèi)數(shù)據(jù)比中國(guó)官方的能源消費(fèi)數(shù)據(jù)高了約10%。用表觀消費(fèi)量與實(shí)際消費(fèi)量對(duì)比是不恰當(dāng)?shù)模鴨尉捅碛^消費(fèi)量的數(shù)據(jù)并不存在低估問(wèn)題。
另外要說(shuō)明的是清單研究與劉文的差異主要是由于，對(duì)于液體燃料劉文的數(shù)據(jù)沒(méi)有包括燃料油等成品油的進(jìn)出口，因而低估了液體燃料的表觀消費(fèi)量，對(duì)于氣體燃料差異主要是由于劉文扣除了非能源利用，而清單研究按照清單指南的要求計(jì)算了非能源利用的二氧化碳排放。在這一點(diǎn)上，國(guó)家溫室氣體清單的估計(jì)比劉文的更加全面。
與國(guó)家溫室氣體清單的12%差異從何而來(lái)?
排放是能源消費(fèi)與單位能源消費(fèi)排放因子的乘積。既然表3已經(jīng)說(shuō)明國(guó)家溫室氣體清單對(duì)能源表觀消費(fèi)量的估計(jì)與劉文并無(wú)顯著差異，那么兩者對(duì)溫室氣體排放估計(jì)的差別就只能歸因于對(duì)排放因子的不同估計(jì)。按照劉文給出的數(shù)據(jù)，其估計(jì)的噸煤排放因子為0.491-0.499tC/噸煤，而給出的國(guó)家溫室氣體清單的噸煤排放因子為0.491tC/噸煤。奇怪的是這兩個(gè)排放因子如此接近，而兩者對(duì)表觀消費(fèi)量的估計(jì)又無(wú)大差異，那么怎么會(huì)在碳排放上相差12%呢?
首先從方法上看，劉文是基于4342個(gè)煤礦和602個(gè)煤樣進(jìn)行的測(cè)算;而清單也是基于煤炭科學(xué)院的煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)及全國(guó)商品煤產(chǎn)銷(xiāo)合同中涵蓋的11億噸煤質(zhì)進(jìn)行的分析。在未對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行深入分析前，我們很難判斷哪個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)更能代表中國(guó)煤種的平均情況。因此從方法上，兩者目前難分優(yōu)劣。但劉文給讀者的感覺(jué)似乎是其他研究均采用的是IPCC默認(rèn)值，而劉文采用的是基于不同煤種的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因而劉文的估計(jì)更加可靠。
筆者沒(méi)有對(duì)其他清單的排放因子做深入研究，沒(méi)有發(fā)言權(quán)，但國(guó)家溫室氣體清單的排放因子顯然也是建立在詳細(xì)的煤質(zhì)調(diào)研基礎(chǔ)之上，劉文在方法上也未超出國(guó)家溫室氣體清單。但對(duì)劉文數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，劉文給出了時(shí)間序列的清單數(shù)據(jù)，而從1950-2012年的單位煤炭排放因子均是采用的0.491-0.499tC/t。這一結(jié)果表明，劉文似乎并沒(méi)有考慮煤炭生產(chǎn)結(jié)構(gòu)在各年之間的變化，而僅僅用基于某一年煤炭產(chǎn)量的數(shù)據(jù)對(duì)煤炭平均排放因子進(jìn)行了計(jì)算并應(yīng)用于整個(gè)計(jì)算期。
但如我們上文分析的，單位表觀消費(fèi)量的排放因子并不應(yīng)當(dāng)是恒定不變的，該因子受煤炭消費(fèi)中各煤種比例變化的影響，當(dāng)高排放因子的煤種(如無(wú)煙煤和焦煤)比例增加時(shí)，平均排放因子增加，反之則降低。不過(guò)由于煙煤(含焦煤)在煤炭生產(chǎn)中的比重在75%以上，因此這一變化并不十分明顯，大約會(huì)影響排放因子1%左右。因此目前兩者對(duì)排放因子的估計(jì)差異并不能完全得到解釋?zhuān)需要對(duì)兩者采用的中國(guó)煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行深入分析后才能得出結(jié)論。
對(duì)水泥熟料的排放因子計(jì)算是否正確?
最后劉文對(duì)IPCC水泥工業(yè)過(guò)程排放因子的計(jì)算進(jìn)行了分析，認(rèn)為IPCC對(duì)于水泥熟料比的默認(rèn)值比中國(guó)的實(shí)際情況偏高，因而應(yīng)當(dāng)采用基于熟料的計(jì)算方法計(jì)算工業(yè)過(guò)程排放。
這一結(jié)論是正確的，但早已為國(guó)內(nèi)研究清單的學(xué)者注意到。無(wú)論是國(guó)家溫室氣體清單還是環(huán)保部環(huán)規(guī)院基于第一次污普數(shù)據(jù)的溫室氣體清單均是依據(jù)熟料計(jì)算工業(yè)過(guò)程排放的(兩者的發(fā)布時(shí)間均遠(yuǎn)早于劉文)。而IPCC也指出了利用水泥熟料比的方法僅在沒(méi)有熟料數(shù)據(jù)的情況下才適用，因此這一發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有特別的意義。但是劉文在計(jì)算熟料排放因子的時(shí)候僅僅考慮氧化鈣，而忽略了中國(guó)的水泥熟料中大約有0.7%-4%的氧化鎂，這是劉文估計(jì)的熟料排放因子低于國(guó)內(nèi)其他估計(jì)(約低10%)的主要原因(見(jiàn)表5)。因?yàn)槭炝吓欧乓蜃?(熟料氧化鈣含量*44/56+熟料氧化鎂含量*44/40)，因此對(duì)熟料排放因子的不同估計(jì)實(shí)際上是源于對(duì)熟料中氧化鈣和氧化鎂占比的不同估計(jì)。至于各方估計(jì)誰(shuí)更接近于事實(shí)，不是水泥方面的專(zhuān)家，因此留待其他專(zhuān)家對(duì)這些參數(shù)選取的適當(dāng)性做出評(píng)判。
劉文計(jì)算的二氧化碳排放(1457.77MtC)包含了能源活動(dòng)和水泥生產(chǎn)過(guò)程的排放，而國(guó)家溫室清單則包含了能源活動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程(水泥、石灰、鋼鐵、電石、石灰石和白云石使用等)以及廢棄物焚燒處理。因而劉文引用的1630MtC的數(shù)據(jù)與其文中的數(shù)據(jù)并不在同一尺度上。如果僅計(jì)入清單數(shù)據(jù)中的能源活動(dòng)和水泥工業(yè)過(guò)程排放則對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)為1586.2MtC，約比劉文的估計(jì)高8.8%而不是文中的12%。而如果采用清單中參考法計(jì)算的結(jié)果(與劉文更加可比)，則應(yīng)是1554.5，約比劉文高6.6%。而單比較能源活動(dòng)排放，兩者的差異是9.0%(國(guó)家清單部門(mén)法)和6.6%(國(guó)家清單參考法)。
劉文將基于不同煤種平均的排放因子與IPCC給出的焦煤排放因子進(jìn)行了比較，得出了“IPCC高估排放因子40%”的錯(cuò)誤結(jié)論。由于我國(guó)煤炭分類(lèi)的方式與IPCC采用的煤炭分類(lèi)方式不同，因此難以斷言IPCC的默認(rèn)排放因子是否存在高估。但即便如此IPCC也鼓勵(lì)各國(guó)采用各國(guó)的國(guó)別排放因子進(jìn)行清單測(cè)算，我國(guó)的溫室氣體清單中正是基于詳細(xì)的煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)利用部門(mén)法和參考法對(duì)溫室氣體進(jìn)行了仔細(xì)的測(cè)算，其中的參考法就是劉文中的基于表觀消費(fèi)量的方法。而劉文在水泥熟料排放因子及數(shù)據(jù)對(duì)比的口徑上也存在其他一些錯(cuò)誤。無(wú)論是從方法還是從數(shù)據(jù)上，國(guó)家溫室氣體清單基于IPCC清單指南的測(cè)算均比劉文更加全面，不存在劉文方法優(yōu)于清單方法的問(wèn)題。
但有一點(diǎn)可以肯定的是，劉文基于4342個(gè)煤礦和602個(gè)煤樣計(jì)算出的平均排放因子確實(shí)與國(guó)家溫室氣體清單的平均排放因子存在約10%的差異。但由于兩個(gè)結(jié)果均是基于豐富的煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)和詳盡的調(diào)查得出的，因此基于目前的分析無(wú)法對(duì)兩個(gè)不同估計(jì)的準(zhǔn)確程度做出評(píng)判。只有進(jìn)一步對(duì)兩個(gè)研究采用的煤質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比分析才有可能得出這一差異的原因所在。斷言該研究是“迄今為止最為準(zhǔn)確的對(duì)中國(guó)碳排放的估計(jì)”不僅言之尚早，而且言過(guò)其實(shí)。
劉文作為一個(gè)獨(dú)立的溫室氣體排放清單研究有其價(jià)值所在，其從側(cè)面證明了我國(guó)國(guó)家溫室氣體清單的測(cè)算在科學(xué)的基礎(chǔ)上充分考慮了中國(guó)的實(shí)際情況，國(guó)家溫室氣體清單的關(guān)鍵數(shù)據(jù)經(jīng)得起推敲和質(zhì)疑。本文并不期望終結(jié)對(duì)中國(guó)排放數(shù)據(jù)的討論和爭(zhēng)論，這一討論會(huì)一直持續(xù)下去，并且我們相信尊重科學(xué)與事實(shí)的爭(zhēng)論對(duì)提高中國(guó)溫室氣體排放的透明度有益無(wú)害，但任何有益的討論首先應(yīng)建立在對(duì)現(xiàn)有研究正確的理解之上，而理解的方法只有一個(gè)，判斷他們的時(shí)候不要急躁。
大家對(duì)碳排放量這件事怎么看?
國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化戰(zhàn)略中心副主任鄒驥：我覺(jué)得對(duì)于這件事情，我們應(yīng)該以平常心看待，不必過(guò)度解讀。我們的學(xué)者有我們的觀點(diǎn)、我們的研究成果出來(lái)，就去多借鑒，我想經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力，這種數(shù)據(jù)的差距會(huì)逐漸縮小。(摘自觀察者網(wǎng)《鄒驥：估準(zhǔn)中國(guó)的碳排放不容易》)
清華大學(xué)教授賀克斌：IPCC發(fā)布的氣候變化科學(xué)報(bào)告等，依據(jù)的都是美國(guó)和歐盟提供的數(shù)據(jù)，“以前我們沒(méi)有自己系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，在這方面也就少有發(fā)言權(quán)”。這一成果發(fā)表在高影響因子的學(xué)術(shù)雜志上，也就意味著這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)將被國(guó)際學(xué)術(shù)界廣泛接受。(摘自觀察者網(wǎng)《<自然>刊文：中國(guó)碳排放長(zhǎng)期被高估13年間被高估106億噸》)
斯坦福大學(xué)能源資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)博士于洋：我個(gè)人一直認(rèn)為，基于核算而非監(jiān)測(cè)的二氧化碳排放數(shù)值，用于碳稅和碳交易的基礎(chǔ)，是并不恰當(dāng)和危險(xiǎn)的。這不僅僅是準(zhǔn)確與否亦即由此帶來(lái)的扭曲問(wèn)題，更重要的是，核算而非監(jiān)測(cè)提供了天然的政策、制度和市場(chǎng)漏洞，可以讓參與者鉆空子、操弄市場(chǎng)。
同濟(jì)大學(xué)可持續(xù)發(fā)展與管理研究所所長(zhǎng)諸大建：如果此前中國(guó)二氧化碳排放量被高估，那么對(duì)中國(guó)年底參加巴黎會(huì)談?dòng)欣矊?duì)2030城市化增加排放空間是有利的。但是有人反駁說(shuō)，劉博士的文章把IPCC的煤炭排放系數(shù)取高值對(duì)比是誤讀。不管怎樣，中國(guó)學(xué)者需要在碳排放系數(shù)研究上有話(huà)語(yǔ)權(quán)。
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