解读苏伟主编:中国温室气体清单研究2005

2024-06-01 17 次浏览温室气体环保产业双碳
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碳通通 · 脱水解读

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2005年的中国温室气体清单,是《中华人民共和国气候变化第二次国家信息通报》的核心内容,也是中国首次将温室气体估算种类从3种扩展到6种的国家级清单。这份清单覆盖能源活动、工业生产过程、农业活动、土地利用变化和林业、废弃物处理五大领域,最终得出2005年中国温室气体排放总量约74.67亿吨二氧化碳当量。对于今天做碳核算、碳盘查和双碳规划的从业者来说,这份清单不只记录历史数据,更展示了一套IPCC方法在中国落地的完整技术路径。它到底算了什么、怎么算、有哪些不确定性?下面我带你逐层拆解。

核心判断

  • 2005年中国温室气体排放总量约74.67亿吨二氧化碳当量,能源活动占77.27%。
  • 能源活动排放57.70亿吨二氧化碳当量,其中化石燃料燃烧占95.2%。
  • 工业生产过程排放7.67亿吨二氧化碳当量,水泥生产一项就占53.7%。
  • 农业活动排放8.19亿吨二氧化碳当量,动物肠道发酵和粪便管理占54.3%。
  • 土地利用变化和林业净吸收4.21亿吨二氧化碳当量,废弃物处理排放1.11亿吨。

脱水解读

这是一份什么性质的清单

从数据体系看,这份清单不是简单套用IPCC缺省值,而是在数据可获得的情况下尽可能选用更为详细的方法,在统计数据缺乏时开展了大量调查与研究工作。比如对主要工业部门分品种煤炭消费量、石灰产量、石灰石和白云石消耗量、硝酸生产企业、动物饲料与动物生产参数等做了专项调研,有些活动水平数据直接采用企业级数据。在排放因子方面,开展了分部门分煤种煤炭低位热值和含碳量调研、电站锅炉和工业锅炉碳氧化率抽样测试、煤炭开采甲烷逃逸排放强度测试资料统计分析、农村生活灶具排放因子测试、水泥熟料氧化钙含量抽样调研、稻田甲烷排放模型改进等工作。这些工作使得清单结果更能反映中国以煤为主的能源结构和农业生产实际。

总量与结构:74.67亿吨从哪来

2005年中国温室气体排放总量(不包括土地利用变化和林业)约为74.67亿吨二氧化碳当量,其中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和含氟气体所占比重分别为80.03%、12.49%、5.27%和2.21%。

2005年中国土地利用变化和林业的温室气体净吸收汇约为4.21亿吨二氧化碳当量。

扣除吸收汇后,2005年中国温室气体净排放总量(包括土地利用变化和林业)约为70.46亿吨二氧化碳当量,其中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和含氟气体所占比重分别为78.82%、13.25%、5.59%和2.34%。清单中各种温室气体的二氧化碳当量按《IPCC第二次评估报告》给出的100年时间尺度下的全球增温潜势计算。

从部门构成看,在不考虑土地利用变化和林业的情况下,2005年中国能源活动、工业生产过程、农业活动和废弃物处理的温室气体排放量分别为57.69亿吨、7.68亿吨、8.20亿吨和1.11亿吨二氧化碳当量,在排放总量中的比重分别为77.27%、10.26%、10.97%和1.50%。能源活动是绝对主力,占比超过四分之三,其中化石燃料燃烧又是能源活动排放的绝对大头。此外,2005年中国国际燃料舱(国际航空和国际航海)排放二氧化碳约为2117万吨,不计入排放总量。

能源活动:57.70亿吨的细账

2005年中国能源活动的温室气体排放量共计57.70亿吨二氧化碳当量,其中燃料燃烧排放54.94亿吨二氧化碳当量,占95.2%,逃逸排放2.76亿吨二氧化碳当量,约占4.78%。排放总量中,二氧化碳排放量为54.04亿吨,约占能源活动温室气体总排放量的93.7%,甲烷排放量为3.24亿吨二氧化碳当量,约占5.6%,氧化亚氮排放量为0.41亿吨二氧化碳当量,约占0.7%。

化石燃料燃烧的二氧化碳排放采用《1996年IPCC清单指南》推荐的部门方法编制,同时用参考方法交叉验证。活动水平数据以国家统计局能源统计数据为主,辅以行业数据、典型调研和专家估算。考虑到以煤为主的能源结构,

清单编制机构对2005年分矿区煤炭生产量、分部门煤炭销售量及其煤质、燃煤主要设备的碳氧化率进行了特别调研,从而确定了不同部门煤炭燃烧的潜在和实际排放因子。

逃逸排放方面,煤炭开采、矿后活动和废弃矿井是甲烷逃逸的主要排放源,采用了方法2(煤田平均法)和方法3(矿井实测法)相结合的方法估算,实测数据来自1.5万个矿井的统计监测资料,废弃矿井的甲烷逃逸排放第一次纳入清单。

工业生产过程:水泥是最大排放源

2005年中国工业生产过程温室气体排放总量为7.67亿吨二氧化碳当量,其中水泥生产排放所占比重达到53.7%,一氯二氟甲烷生产占13.9%,石灰生产占11.2%,钢铁生产占6.1%,其余9个生产过程排放量较少,合计约占排放总量的15.1%。工业生产过程二氧化碳排放量约为5.69亿吨,其中水泥生产排放约4.11亿吨,占72.4%;石灰生产、钢铁生产、电石生产、石灰石和白云石使用分别排放0.85亿吨、0.47亿吨、0.1亿吨和0.14亿吨,分别占15.1%、8.3%、1.8%和2.5%。

含氟气体是2005年清单第一次估算的重要新增内容。含氟气体排放量为1.65亿吨二氧化碳当量,其中氢氟碳化物排放1.49亿吨,占90.27%,六氟化硫排放0.11亿吨,占6.33%,全氟化碳排放0.05亿吨,占3.40%。一氯二氟甲烷生产过程排放的氢氟碳化物是最大的含氟气体排放源,以三氟甲烷为主,其排放量占含氟气体排放总量的64.43%。氧化亚氮排放量约为10.63万吨,其中己二酸生产过程排放5.95万吨,占56%,硝酸生产过程排放4.68万吨,占44%。

农业活动:稻田与牲畜的排放

2005年中国农业活动排放温室气体约8.19亿吨二氧化碳当量,其中水稻种植和农用地排放为3.74亿吨,占45.7%,动物肠道发酵和粪便管理为4.45亿吨,占54.3%。具体来看,2005年中国稻田甲烷排放量估计为792.6万吨,其中单季稻排放367.6万吨,占46.38%,双季早稻和晚稻分别排放153.3万吨和160.7万吨,合计占39.62%,冬水田非水稻生长期排放110.9万吨,占13.99%。

动物肠道发酵甲烷排放量为1437.9万吨,以非奶牛的排放量为主,占49.47%,水牛次之,占13.64%,猪的甲烷排放量占比超过5%。动物粪便管理甲烷排放量约为286.4万吨,以猪粪便管理排放为主,占75.70%,非奶牛次之,占10.71%。

2005年中国农业活动氧化亚氮排放主要来源于农用地和动物粪便管理,前者排放67.2万吨,占71.65%,后者排放26.6万吨,占28.35%。

农用地氧化亚氮排放中,69.86%来自农田直接排放,30.14%来源于间接排放。稻田甲烷排放因子用稻田甲烷排放过程模型计算,冬水田甲烷排放因子用经验公式计算。

土地利用变化和林业:净吸收4.21亿吨

2005年中国土地利用变化和林业的二氧化碳净吸收量约为4.22亿吨,森林转化过程中还有少量甲烷和氧化亚氮排放,约为73万吨二氧化碳当量。清单报告范围包括三部分:森林和其他木质生物质碳储量变化;森林转化为非林地引起的排放;农田和草地管理引发的碳储量变化暂不报告。

在森林及其他木质生物质碳储量变化中,乔木林生长吸收7.56亿吨,为最大的碳吸收汇,竹林、灌木林、其他林木的吸收量分别为0.13亿吨、0.89亿吨、0.86亿吨,森林消耗排放及经济林净排放分别为4.92亿吨和0.07亿吨,因此森林及其他木质生物质的碳储量变化净吸收二氧化碳4.46亿吨;森林转化二氧化碳排放0.25亿吨,甲烷和氧化亚氮排放分别为3.1万吨和0.02万吨。土地利用变化和林业是清单中唯一表现为净吸收的部门,这为理解中国整体碳收支提供了一个关键视角。生物量碳储量变化的估算采用生物量转换因子结合蓄积量生长率、消耗率的方法,竹林、经济林、灌木林通过单位面积生物量碳含量与面积年变化进行估算。

废弃物处理与不确定性

废弃物处理温室气体排放总量约为1.11亿吨二氧化碳当量,其中矿物成因废弃物焚烧二氧化碳排放量为265.8万吨,占2%,固体废弃物处理和废水处理的甲烷排放量为8030.5万吨二氧化碳当量,占72%,废水处理的氧化亚氮排放量为2884.7万吨二氧化碳当量,占26%。2005年中国废弃物处理甲烷排放量为382.5万吨,其中固体废弃物处理排放220.4万吨,占57.62%,污水处理排放甲烷162.1万吨。清单首次计算了工业废水处理和生活污水处理的氧化亚氮排放,约为9.3万吨。

为降低清单不确定性,编制机构在方法、活动水平和排放因子方面做了大量工作,但限于认识水平和基础条件,2005年清单仍存在一定不确定性。

第一,中国目前的统计体系与清单编制所要求的数据体系并不完全一致,有些活动水平指标尚未纳入统计体系;第二,通过典型调研获取活动水平数据的样本充分性受到限制;第三,采用抽样测试、实地测量等方式获取的与排放因子相关的部分参数代表性不够;第四,在一些领域由于缺少本国特定的排放因子,使用了IPCC清单指南提供的缺省值。

这些不确定性在能源活动的煤炭相关环节、工业生产过程的行业统计误差、农业活动的区域参数、土地利用变化和林业的生物量扩展系数、废弃物处理的部分参数中都有体现。

图说解读

部门排放构成一览

这张图展示的是2005年中国温室气体排放总量(不包括土地利用变化和林业)在四大部门之间的分布情况。能源活动以77.27%的占比成为绝对主体,农业活动和工业生产过程分别占10.97%和10.26%,废弃物处理仅占1.50%。从这张构成图可以直观看出,能源活动是中国温室气体排放的最大来源,其排放量约57.69亿吨二氧化碳当量。

农业活动和工业生产过程占比接近,但结构完全不同。农业活动排放主要来自动物肠道发酵、粪便管理和稻田甲烷,工业生产过程则集中在水泥、石灰、钢铁等建材和冶金环节。废弃物处理虽然占比最小,但包含了首次纳入清单的废弃物焚烧排放。

能源活动
77.27%
农业活动
10.97%
工业生产过程
10.26%
废弃物处理
1.50%
2005年中国温室气体排放部门构成
碳通通

能源活动的排放分类

能源活动57.70亿吨二氧化碳当量的排放总量中,化石燃料燃烧贡献了54.29亿吨,占比约94%。煤炭开采逃逸排放2.71亿吨,生物质燃烧0.65亿吨,油气系统逃逸排放仅0.046亿吨。化石燃料燃烧是能源活动排放的绝对核心环节,而煤炭开采逃逸排放虽然规模较小,却是甲烷排放的重要来源。

从气体类型看,能源活动中二氧化碳排放54.04亿吨,甲烷折合3.24亿吨二氧化碳当量,氧化亚氮折合0.41亿吨二氧化碳当量。煤炭开采和矿后活动的甲烷逃逸排放达到1292.2万吨,占能源活动甲烷排放的83.75%,其中煤炭生产甲烷排放量约1141.1万吨,扣除回收利用量67万吨后净排放约1074.1万吨。

化石燃料燃烧
54.29亿吨CO2e
煤炭开采逃逸
2.71亿吨CO2e
生物质燃烧
0.65亿吨CO2e
油气系统逃逸
0.046亿吨CO2e
2005年能源活动温室气体排放构成
碳通通

工业生产过程的头号排放源

工业生产过程7.67亿吨二氧化碳当量的排放总量中,水泥生产以53.7%的占比遥遥领先,一氯二氟甲烷生产占13.9%,石灰生产占11.2%,钢铁生产占6.1%,其余9个生产过程合计仅占15.1%。水泥生产是工业生产过程最大的排放源,其二氧化碳排放量约4.11亿吨,占工业过程二氧化碳排放的72.4%。

值得注意的是,含氟气体排放虽然总量只有1.65亿吨二氧化碳当量,但其中一氯二氟甲烷生产过程排放的以三氟甲烷为主的氢氟碳化物,占含氟气体排放总量的64.43%。这意味着在工业生产过程中,非二氧化碳温室气体的排放同样值得关注,尤其是氢氟碳化物这类高全球增温潜势气体。

水泥生产
53.7%
一氯二氟甲烷
13.9%
石灰生产
11.2%
钢铁生产
6.1%
其他生产过程
15.1%
2005年工业生产过程温室气体排放主要行业
碳通通

农业活动两大排放板块

2005年农业活动排放温室气体约8.19亿吨二氧化碳当量,其中动物肠道发酵和粪便管理合计占54.3%,水稻种植和农用地排放合计占45.7%。在稻田甲烷排放中,单季稻排放367.6万吨,占46.38%,双季稻合计占39.62%,冬水田非水稻生长期排放占13.99%。

动物肠道发酵甲烷排放量1437.9万吨,以非奶牛为主,猪的甲烷排放量占比超过5%。动物粪便管理甲烷排放量约286.4万吨,猪粪便管理排放占75.70%。农业活动氧化亚氮排放主要来源于农用地,排放67.2万吨,占71.65%,动物粪便管理排放26.6万吨,占28.35%。农业活动的温室气体排放以甲烷和氧化亚氮为主,与能源活动的二氧化碳主导格局形成鲜明对比。

动物肠道发酵与粪便管理
54.3%
水稻种植
45.7%
农用地
45.7%
动物粪便管理
28.4%
2005年农业活动温室气体排放构成
碳通通

甲烷排放的三大来源

2005年中国甲烷排放量为4445.5万吨,其中农业活动排放2516.9万吨,占56.62%,能源活动排放1542.9万吨,占34.71%,废弃物处理排放382.5万吨,占8.60%,土地利用变化和林业排放3.1万吨。农业活动是甲烷的第一大排放源,这与农业活动中稻田种植和动物养殖的排放特征直接相关。

能源活动的甲烷排放主要来自煤炭开采和矿后活动,排放量1292.2万吨,占能源活动甲烷排放的83.75%。生物质燃烧甲烷排放约216.3万吨,油气系统甲烷逃逸排放约21.8万吨,其中天然气开采、常规原油开采、天然气输送活动是重要排放源。废弃物处理的甲烷排放中,固体废弃物处理排放220.4万吨,污水处理排放162.1万吨。

农业活动
56.62%
能源活动
34.71%
废弃物处理
8.60%
土地利用变化和林业
0.07%
2005年中国甲烷排放来源分布
碳通通

能源活动分部门二氧化碳排放

2005年中国能源活动的二氧化碳排放量为54.04亿吨,全部来源于化石燃料燃烧。其中能源生产和加工转换部门排放24.08亿吨,占44.55%,制造业和建筑业排放21.14亿吨,占39.11%,交通部门排放4.16亿吨,占7.70%,居民部门排放2.63亿吨,占4.87%,商业部门排放1.37亿吨,占2.53%,农业部门排放0.67亿吨,占1.24%。能源生产和加工转换部门与制造业+建筑业合计占能源活动二氧化碳排放的83.66%,是绝对主力。

这一分布与中国以煤为主的能源结构和制造业大国地位高度吻合。道路交通甲烷排放约12.6万吨,其中97.5%来自道路交通。移动源化石燃料燃烧的氧化亚氮排放约4万吨,占能源活动氧化亚氮排放的29.85%,火力发电排放约3万吨,占22.39%,生物质燃料燃烧排放约6.4万吨,占47.76%。

能源生产和加工转换
制造业+建筑业
交通
居民
商业
农业
排放占比(%)
44.55
39.11
7.7
4.87
2.53
1.24
2005年能源活动分部门二氧化碳排放构成
碳通通

废弃物处理的排放构成

废弃物处理排放总量约1.11亿吨二氧化碳当量。其中固体废弃物处理甲烷排放220.4万吨,占废弃物处理甲烷排放的57.62%,污水处理甲烷排放162.1万吨。废弃物焚烧处理矿物成因的二氧化碳排放量265.8万吨,生物成因废弃物焚烧排放二氧化碳392.7万吨,但生物成因部分不计入排放总量。

2005年清单首次计算了工业废水处理和生活污水处理的氧化亚氮排放,约为9.3万吨。工业废水处理氧化亚氮排放采用了中国的人口数和食物的人均蛋白质含量作为活动水平数据,排放因子为IPCC缺省值。废弃物处理虽然只占全国温室气体排放的1.50%,但其清单编制方法涉及一阶衰减方法、甲烷修正因子、可降解有机碳等多个技术参数,是清单编制中方法较为复杂的领域之一。

固体废弃物处理
220.4万吨CH4
污水处理
162.1万吨CH4
废弃物焚烧
265.8万吨CO2
废水处理N2O
9.3万吨N2O
2005年中国废弃物处理温室气体排放
碳通通

数据解读

指标数值单位出处
温室气体排放总量(不包括土地利用变化和林业)746724万吨CO2当量第1章表1-1
二氧化碳排放占比80.03%第1章表1-2
甲烷排放占比12.49%第1章表1-2
氧化亚氮排放占比5.27%第1章表1-2
含氟气体排放占比2.21%第1章表1-2
土地利用变化和林业净吸收42153万吨CO2当量第1章表1-1
温室气体净排放总量(包括土地利用变化和林业)704644万吨CO2当量第1章表1-1
2005年中国温室气体排放总量与构成

2005年中国温室气体排放总量约为74.67亿吨二氧化碳当量,其中二氧化碳占80.03%,甲烷占12.49%,氧化亚氮占5.27%,含氟气体占2.21%。扣除土地利用变化和林业净吸收的4.21亿吨二氧化碳当量后,净排放总量约为70.46亿吨二氧化碳当量。从气体构成看,二氧化碳是绝对主体,但甲烷和氧化亚氮合计仍占约17.76%,在减排工作中不可忽视。 按部门看,能源活动排放57.69亿吨二氧化碳当量,占77.27%,农业活动排放8.20亿吨,占10.97%,工业生产过程排放7.68亿吨,占10.26%,废弃物处理排放1.11亿吨,占1.50%。土地利用变化和林业表现为净吸收汇,吸收4.21亿吨二氧化碳当量,这是理解中国温室气体收支全貌的重要组成部分。清单中各种温室气体的二氧化碳当量按《IPCC第二次评估报告》给出的100年全球增温潜势计算,其中甲烷为21,氧化亚氮为310。

指标数值单位出处
能源活动排放总量57.70亿吨CO2当量第1章表1-8
化石燃料燃烧排放54.29亿吨CO2当量第1章表1-8
煤炭开采逃逸排放2.71亿吨CO2当量第1章表1-8
工业生产过程排放总量7.67亿吨CO2当量第1章表1-10
水泥生产过程排放4.12亿吨CO2当量第1章表1-10
农业活动排放总量8.20亿吨CO2当量第1章表1-11
废弃物处理排放总量1.11亿吨CO2当量第1章表1-13
主要领域温室气体排放明细

分领域看,能源活动排放57.70亿吨二氧化碳当量,其中化石燃料燃烧排放54.29亿吨,煤炭开采逃逸排放2.71亿吨。工业生产过程排放7.67亿吨,其中水泥生产排放4.12亿吨,占工业生产过程的一半以上。农业活动排放8.20亿吨,废弃物处理排放1.11亿吨。能源活动、工业生产过程和农业活动三大领域合计占全国排放总量的约98.5%,是温室气体排放的主要来源。 从更细的排放源看,能源活动中的化石燃料燃烧、工业生产过程中的水泥生产、农业活动中的动物肠道发酵和稻田甲烷排放,都是各自领域的关键排放源。清单编制机构确定的关键排放源包括公用电力和热力生产、钢铁工业、建材工业、道路交通、化学工业、居民生活等,这些部门的二氧化碳排放量占化石燃料燃烧二氧化碳排放的95%。

指标数值单位出处
甲烷排放总量4445.5万吨CH4第1章表1-6
农业活动甲烷排放2516.9万吨CH4第1章表1-6
能源活动甲烷排放1542.9万吨CH4第1章表1-6
废弃物处理甲烷排放382.5万吨CH4第1章表1-6
氧化亚氮排放总量127.1万吨N2O第1章表1-7
农业活动氧化亚氮排放93.8万吨N2O第1章表1-7
能源活动氧化亚氮排放13.4万吨N2O第1章表1-7
工业生产过程氧化亚氮排放10.6万吨N2O第1章表1-7
甲烷与氧化亚氮排放来源

2005年中国甲烷排放量为4445.5万吨,其中农业活动排放2516.9万吨,占56.62%,能源活动排放1542.9万吨,占34.71%,废弃物处理排放382.5万吨,占8.60%。农业活动是甲烷的最大排放源,其中动物肠道发酵排放1437.9万吨,稻田排放792.6万吨,动物粪便管理排放286.4万吨。能源活动的甲烷排放中,煤炭开采和矿后活动排放1292.2万吨,占能源活动甲烷排放的83.75%。 氧化亚氮排放量为127.1万吨,其中农业活动排放93.8万吨,占73.79%,能源活动排放13.4万吨,占10.54%,工业生产过程排放10.6万吨,占8.34%,废弃物处理排放9.3万吨,占7.32%。农业活动氧化亚氮排放中,农田直接排放47.0万吨,占50.11%,农田间接排放20.2万吨,占21.54%,动物粪便管理排放26.6万吨,占28.36%。这些数据表明,农业活动在非二氧化碳温室气体排放中占据核心地位。

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