下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
从中国现有的文献来看，中国尚未公布各省份的二氧化碳排放数据，所以要研究中国低碳经济这一重要课题，估算中国的二氧化碳排放量就成为一个必须认真对待的问题。但是在现有文献中很少有详细介绍碳排放量估算方法的，这使得研究者在研究碳排放的过程中所使用的数据偏差比较大。因此，一个完整而详细的碳排放量估算方法是我们必须认真考虑的问题。
CO 2 排放源分为两大类，一类是自然环境的排放；另一类是人类生产活动所产生的二氧化碳，土壤、森林、海洋等是自然环境排放的来源，人们的各种生产活动是人为因素产生的排放来源，本文主要研究的是人为产生的二氧化碳。人类生产活动产生的CO 2 等温室气体大部分还是来自化石燃料的利用和燃烧，国际有关部门对化石能源的消费进行了一些方面的统计，大量化石能源的燃烧利用导致的CO 2 占世界上二氧化碳排放总量的95%还要多。对于各省份的碳排放量，没有官方直接公布的数据，因此相关研究有的是自己估计，有的学者则是采用权威机构提供的数据，根据目前学者们的研究来看，估算二氧化碳排放量的方法有模型估算法和指数估算法。
1992年，联合国政府间气候变化框架公约谈判委员会在联合国总部通过了《联合国气候变化框架公约》（以下简称《公约》），踏出人类应对气候变化挑战的重要一步。1995年至2013年，《公约》缔约方共举办了19次会议。根据《公约》第四条规定，所有缔约方根据“共同但有区别责任”原则，均有义务用可比方法定期编制、更新和公布《蒙特利尔议定书》未予管制的所有温室气体的不同排放源的人为排放与清除清单，即国家温室气体清单。
为了方便各国的清单估算结果具有透明性、一致性和可比性，IPCC编制了《国家温室气体清单排放》，并在1997年做了进一步的更新。该清单包括能源、工业过程及产品、农林业及其他土地利用、废弃物4类排放源的指南。IPCC在《国家温室气体清单排放（1995）》中对能源部口排放的定义为每一单位化石燃料燃烧所产生的CO 2 排放量乘以化石燃烧的消费量，通过排放量计算公式就可得到化石燃料燃烧消费量所产生的CO 2 排放量。虽然这一计算方法在估算CO 2 排放量中得到了广泛的认同，但是在一些特定计算CO 2 排放过程中，需要使用比这个方法复杂得多的方法才能相对准确地计算出CO 2 的排放量。
目前，主流机构能源燃烧排放的CO 2 计算方法主要有以下四种。
第一种：C碳排放量计算方法。
UFCCC的温室气体排放数据是依据各国提交的温室气体排放清单数据，包括CO 2 、CH 4 、N 2 O的数据。其中计算CO 2 排放的方法是依据IPCC指南介绍的方法，分为基准方法和部口方法。基准方法是针对能源燃烧的计算方法，计算步骤为：
（1）估算消耗的化石燃料数量；
（2）燃料单位的转换；
（3）扣除燃料中用于生产长期固碳材料（原料）的碳量；
（4）乘以氧化系数来与燃料中没有被氧化部分的碳进行折算；
（5）将碳转换为CO 2 并求出所有燃料总和。
计算公式为：
式（3.5）中， C i 为燃料 i 的CO 2 排放量； E i 为燃料 i 的年消耗量； CF i 为燃料 i 的能量转换系数； c i 为燃料 i 的平均含碳量； EC i 为燃料 i 扣除的碳量； OF i 为燃料 i 的氧化系数；。
第二种：CDIAC的碳排放量计算方法。
目前，CDIAC统计了全球2%个国家和地区的碳排放数据。CDIAC统计的CO 2 排放数据主要指的是固体燃料、液体燃料、气体燃料的 i 化排放，W及水泥制造和废气燃烧产生的CO 2 。其针对能源燃烧排放的CO 2 计算公式为：
其中， C i 为燃料 i 的CO 2 排放量； E i 为燃料 i 的年消耗量； OF i 为燃料 i 的氧化系数； c i 为燃料 i 的平均含碳量。
第三种：EIA的碳排放计算方法。
EIA搜集了自1971年至今不同燃料类型和不同部口能源利用的C&排放数据，包括140多个国家和地区。他采用的是IPCC的基准方法和部 n 方法，并针对能源部口做了一定修止。EIA将直接排放的碳源分为四个步驟：
（1）识别能源排放的类型；
（2）确定碳排放系数及能源消耗总量；
（3）通过上述两个步骤得出的值确定能源的碳氧化率；
（4）将燃烧排放的净碳排放量转化为CO 2 排放量。
计算公式为：
其中， E i 为CO 2 排放量； FC i 为能源消耗量； CECO i 为碳排放系数；0.99为氧化系数；3.67为净碳转换系数。
第四种：WRI的碳排放计算方法。
WRI界定的温室气体排放范围包括《京都议定书》认定的6种温室气体，数据包括累计排放、现状排放、排放预测等，主要以CO 2 排放为主。其CO 2 排放不仅包括了能源利用产生的CO 2 排放，还考虑了土地利用变化和林业对碳排放的影响。WRI计算CO 2 排放的方法主要是依据IPCC的基准方法。WRI认为不同的企业和部口需要根据自身的性质采用不同的计算工具。WRI将碳排放计算工具分为两类：一类是跨行业工具，可用于不同行业，包括固定燃烧、移动燃烧、用于冷藏与空调的氨气碳化物消耗的计算，W及与此有关的测量和估算的不确定性；另一类是特定行业工具，用于计算特定行业的排放量，如燃煤发电、钢铁、水泥、石油、天然气、造纸与纸浆及基于办公室工作的行业。
本文采用表面能源消费量估算法（属于物料衡算法的一种）进行2000—2018年中国的碳排放总量的估算和不同分类依据下（具体分为省份、行业、城乡）碳排放量的估算，参考了2006年IPCC公布的碳排放计算方法与参数。在计算时，将各种能源消费数量的终端能源消费类（标准统计量）乘以各自的碳排放系数，可得到各种能源消费的碳排放数量，最后将各种能源的碳排放量简单加总即可得到某个分类下（或省份、部门、行业等）的二氧化碳排放总量。值得注意的是，在以往大量的碳排放计算中，均采用终端能源消费量（实物统计量）乘以相应折标准煤系数的方法折算成标准统计量，而本文直接采用2001—2018年《中国能源统计年鉴》中的终端能源消费量（标准统计量），具体公式如下：
其中， i =1，2，…， m ，表示； j =1，2，…， n ，表示能源种类， CE 为能源消费碳排放总量（万吨）； F 为终端化石能源消费量（万吨或亿立方米，不包括用于产品制造原料的消费量），数据来自《中国能源统计年鉴》（2000—2017）； CV 为平均低位发热值（千焦 / 千克或千焦 / 立方米），来自《中国能源统计年鉴》（2013）； CCF 为燃料的碳含量（千克 / 106千焦），来自《2006年IPCC国家温室气体清单指南》； COF 为碳氧化率，来自《中国省级温室气体清单编制指南》；44和12分别表示CO 2 分子量和C原子量。
该公式同样可以简化为：
其中
i
=1，2，…，
m
，表示；
j
=1，2，…，
n
，表示能源种类；
CE
为能源消费碳排放总量（万吨）；
F
为终端化石能源消费量（万吨或亿立方米，不包括用于产品制造原料的消费量），数据来自《中国能源统计年鉴》（2000—2017）；
Coefficient
（CO
2
）代表该种化石能源的二氧化碳排放系数，二氧化碳排放系数指的是单位化石能源在燃烧或使用过程中产生的二氧化碳排放量，根据IPCC的假定，基本可以认为每种化石能源的二氧化碳排放系数是不变的，其计算方法即为第一个二氧化碳排放量计算公式中的
，值得注意的是，在计算过程中的单位转换十分重要。在下文对二氧化碳排放量进行测算时，会首先整理相应分类依据下所需化石能源的计量单位、
CV
（平均低位发热值，单位为千焦
/
千克或千焦
/
立方米）、折标准煤系数、
CCF
（燃料的碳含量，单位为千克
/
106千焦）、
COF
（碳氧化率）；其次对各种化石能源的二氧化碳排放系数进行计算；最后根据化石能源对应的终端能源消费量（标准统计量）与二氧化碳排放系数相结合得到该行业
/
省
/
城乡的该种化石能源的二氧化碳排放量。
为保证估算结果的合理性和准确性，本文将碳排放依照三个依据进行分类，分别为工业分行业、分省份和分城乡（商品能源），每个分类下根据实际掌握的数据和计算的可行性、有效性的不同，其合计门类下的化石能源的数量与类型也有不同。
本文碳强度测度采用的计算方法为碳强度等于二氧化碳排放量与GDP的比值，公式简化为：
其中， C 代表碳强度水平，亦即二氧化碳排放强度，量化指标为大于0的自然数。CO 2 代表二氧化碳排放量，量化指标采用上一章计算的数值，由于部分数据空缺，这里主要采用的是全国分省份的二氧化碳排放量和全国工业分行业（三大类，即采掘业、制造业、煤气及水生产和供应业）的二氧化碳排放量数据。 GDP 代表中国各省份或工业三大类各自对应的GDP。