城市能源消耗碳足跡研究述評

劉柄麟， 張 超

(1. 上海師范大學 城市生態(tài)與環(huán)境研究中心,上海 200234；2.上海師范大學 生命與環(huán)境科學學院,上海 200234)

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城市能源消耗碳足跡研究述評

劉柄麟1， 張 超2

(1. 上海師范大學 城市生態(tài)與環(huán)境研究中心,上海 200234；2.上海師范大學 生命與環(huán)境科學學院,上海 200234)

摘要：指出了城市的碳排放主要來源于城市的能源消耗，對城市能源消耗碳足跡及其影響因素的研究有助于促進城市的低碳發(fā)展，加快生態(tài)城市的建設(shè)。參考了國內(nèi)外較為有說服力的文獻和相關(guān)論文，歸納總結(jié)了相關(guān)研究進展，認為國內(nèi)外學者的研究有助于認識現(xiàn)階段城市的能源消耗碳足跡的生態(tài)壓力大小及產(chǎn)生壓力的原因，也可以作為測度區(qū)域碳匯的視角，并為城市未來的低碳發(fā)展提出了相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：城市；能源消耗；碳足跡

1引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化與工業(yè)化建設(shè)不斷加快，大量的能源消耗產(chǎn)生了大量的溫室氣體，這些溫室氣體的排放加快了全球氣候變暖的進程，引發(fā)了諸多環(huán)境問題，海平面上升、冰川面積減小、極端天氣等，對人類的生產(chǎn)生活構(gòu)成嚴重威脅。CO2等溫室氣體的產(chǎn)生主要源于城市的能源消耗，大量的化石能源消耗碳排放成為了溫室效應(yīng)的主要貢獻者。因此，城市能源消耗對溫室效應(yīng)的貢獻引發(fā)了學術(shù)界的廣泛關(guān)注[1,2]。

當前，中央和地方對生態(tài)環(huán)境提出了新要求，旨在實現(xiàn)綠色發(fā)展，建設(shè)美麗中國。要想實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，就必須走一條低碳發(fā)展的道路，也就是碳足跡要小，衡量其低碳發(fā)展的重要指標就是城市碳足跡。而城市碳足跡主要來自能源消耗碳排放，通過對能源消耗碳排放的測算便可得到該城市的能源消耗碳足跡。因此，城市能源消耗碳足跡的相關(guān)問題成了時下研究的熱點[3,4]。

2碳足跡的定義與解釋

碳足跡[4]一詞最早源于生態(tài)足跡，是由哥倫比亞大學的Rees 和 Wackernagel[5]提出。很快碳足跡這一概念在學界、政界和新聞界得到了廣泛關(guān)注。對碳足跡的概念而言，國外的學者看法就不一樣。Energetics[6]認為碳足跡是人們?nèi)粘；顒赢a(chǎn)生的全部直接或間接的CO2排放量；ETAP[7]把碳足跡視為人類活動對環(huán)境影響的度量；Druckman[8]則把碳足跡定義為由某種活動直接或間接產(chǎn)生的 CO2排放量；Post[9]認為碳足跡是指產(chǎn)品從生產(chǎn)到消亡整個生命周期內(nèi)排放的 CO2及其他溫室氣體的總量。綜合國外學者對碳足跡的定義，不難看出他們都把最終的研究焦點落在了 CO2等溫室氣體上，通過對產(chǎn)生的 CO2排放量進行分析測算得出相應(yīng)的碳足跡。

3研究進展與文獻綜述

2007 年，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署/國際環(huán)境毒理學與化學學會召開了主題為“生命周期倡議”的大會，大會設(shè)立了碳足跡專項研究小組,旨在討論碳足跡的具體計算方法 (生命周期法、投入產(chǎn)出法、IPCC 法等)與研究應(yīng)用[10-11]。就碳足跡的研究程度來看，歐美地區(qū)較為深入。美國自然保護協(xié)會通過對各州居民平均碳排量的計算，開發(fā)出了測算個人碳足跡的計算器。英國愛丁堡大學的巴斯敏和莫里斯對社區(qū)的碳足跡計量開展了研究，基于對日常生活圈頻繁使用的產(chǎn)品生產(chǎn)與分解過程中碳排放量的分析，建立了評估社區(qū)碳排放量大小和主要組成部分的碳足跡模型，指出交通出行方面的碳排放是社區(qū)碳足跡的主要組成部分。所以，國外對碳足跡的研究逐步從宏觀走向微觀，從整體走向局部，測算碳足跡的方法也越來越多樣化，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣泛，研究的程度也在不斷的深入。

我國碳足跡研究始于20世紀90 年代，且研究的理論與方法多借鑒國外的碳足跡研究。就目前國內(nèi)碳足跡的研究現(xiàn)狀來看，彭俊銘、朱嬋瓔、張約翰等人[12-14]對區(qū)域能源消耗碳足跡做了相關(guān)研究，構(gòu)建了碳足跡的計算模型，引入了能源消耗碳足跡產(chǎn)值(VCF值)，闡述了能源消耗碳足跡發(fā)生動態(tài)變化并提出了建議，為區(qū)域的低碳發(fā)展提供了科學依據(jù)；宋宇辰[15]等人對內(nèi)蒙古自治區(qū)做了能源消耗碳足跡的實證研究，運用 IPCC 法計算了該自治區(qū)的能源消耗碳足跡，新引入了能源消耗碳足跡強度指數(shù)等相關(guān)指標，并基于環(huán)境庫茲涅茨曲線探究了能源消耗碳足跡與經(jīng)濟發(fā)展水平之間的關(guān)系，據(jù)此得出相關(guān)結(jié)論；趙濤、鄭丹[16，17]等人對中國能源消耗碳足跡的生態(tài)壓力做了相關(guān)研究，借鑒了IPCC 法[18]測算了中國能源消耗碳排放量、碳足跡、碳足跡生態(tài)壓力指數(shù)等，又引入經(jīng)濟學中的脫鉤理論來研究能源消耗碳足跡與人均GDP二者的關(guān)系，據(jù)此得出相關(guān)結(jié)論。盧俊宇、黃賢金[19～24]等人對一些行政區(qū)能源消費碳足跡、碳足跡產(chǎn)值、碳足跡強度進行了分析;然后在此基礎(chǔ)上,采用嶺回歸函數(shù)對STIRPAT模型進行擬合,研究了人口與人均GDP與能源消費碳足跡的關(guān)系及其驅(qū)動因素分析。鄭丹[25]引入能源碳足跡生態(tài)壓力(EPICF)的概念,并對區(qū)域能源碳足跡生態(tài)壓力的時空變化進行了定量分析，以測度現(xiàn)有森林和草地的面積是否能夠滿足區(qū)域日益增加的能源碳足跡。縱觀我國碳足跡的研究進展，理論與方法正在不斷豐富與完善，研究的指標也不斷的多樣化，多學科的交叉也日益明顯，但有關(guān)區(qū)域差異的相關(guān)研究顯得有些不足,今后有待加強。

4結(jié)語

城市的能源消耗已不再是單純的能源利用問題，它還關(guān)系到整個城市的社會、經(jīng)濟、環(huán)境的發(fā)展，能源的利用效率反應(yīng)該地區(qū)的科技發(fā)展水平，能源的利用結(jié)構(gòu)關(guān)系到該地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及從事不同產(chǎn)業(yè)的人口調(diào)整，能源的消耗更是對該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力，危及到城市的生態(tài)安全，不利于城市的低碳發(fā)展。為了實現(xiàn)城市的低碳發(fā)展，走一條低能耗、低污染、高增長的生態(tài)城市道路，勢必要弄清城市的能源消費狀況，測算出城市的能源消耗碳排放量及碳足跡，分析城市的能源碳足跡強度、能源碳足跡產(chǎn)值、能源碳足跡生態(tài)壓力指數(shù)，找出產(chǎn)生能源碳足跡生態(tài)壓力的原因并提出合理化建議，為城市的生態(tài)文明建設(shè)提供科學的依據(jù)與方法。研究能源消耗碳足跡及其影響因素，計算碳排放指標，總體和人均碳足跡，通過脫鉤分析以及灰色關(guān)聯(lián)法等數(shù)學模型摸清區(qū)域現(xiàn)階段的能源消費狀況及能源利用效率，看清城市能源消耗碳排放、碳足跡的動態(tài)變化趨勢，有助于我們對城市碳匯的生態(tài)壓力大小及產(chǎn)生壓力的原因有比較清醒地認識，為此我們可以提出相應(yīng)的對策為城市未來的低碳發(fā)展創(chuàng)造有利條件。本文綜述了國內(nèi)外最新的研究成果，可以作為其他城市研究相關(guān)問題的借鑒。

參考文獻：

[1]段孟辰,薛科社,薛璐,等.城市能源消耗碳足跡動態(tài)變化及影響因素分析——以西安市為例[J].河南科學,2013,31(6):837～841.

[2]焦文獻，陳興鵬，賈卓，等.甘肅省能源消費碳足跡變化及影響因素分析[J].資源科學，2012，34(3)：559～565.

[3]桓漢青,陳冬冬,陳超凡等，.四川省能源消耗碳足跡的分析[J].環(huán)境污染與防治， 2014,36(4):96～101.

[4]郭運功,汪冬冬,林逢春.上海市能源利用碳排放足跡研究[J].中國人口·資源與環(huán)境,2010,20(2):103～108.

[5]Wackemagel M, Rees W E. Our Ecological Footprint: Reducing Human Impact on the Earth[R]. Gabriola island (Canada): New Society Publishers,1995.

[6]Energetics. Carbon footprint of different hdustrial spaces base on energy cansupmtion in China[R].The reality of carbon neutrality.2007.

[7]ETAP.The carbon trust helps UK businesses reduce their environmental impact[R].The rcality of carbon neutrality,2007.

[8]Druckman A，Jackson T. The carbon footprint of UK households 1990— 2004 a socio economically disaggregated，quasi-multi-regional input-output model[J]. Ecological Economics，2009，68(7)：2066—2077.

[9]POST. Carbon Footprint of Electricity Generation[R].London: Parliam entary Office of Science and Technology, 2006.

[10]IPCC. 氣候變化報告 2007[EB/OL].www.ipcc.ch.

[11]宋宇辰,張靜,孟海東.內(nèi)蒙古能源消費碳足跡研究[J].寧夏大學學報(自然科學版),2013,34(2):177-181.

[12]彭俊銘, 吳仁海. 基于LMDI的珠三角能源碳足跡因素分解[J]. 中國人口·資源與環(huán)境, 2012, 22(2):69-74.

[13] 張約翰, 張平宇. 長吉都市區(qū)能源碳足跡測度及影響因素研究[J]. 地理科學, 2012, 32(9):1099-1105.

[14] 朱嬋瓔. 江蘇省能源消費的碳足跡特征分析[D]. 南京：南京信息工程大學, 2013.

[15] 宋宇辰,張靜,孟海東.內(nèi)蒙古能源消費碳足跡研究[J].寧夏大學學報(自然科學版),2013,34(2):177-181.

[16] 趙濤,鄭丹.1996-2010 年中國能源碳足跡生態(tài)壓力研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2014,28(2):1-6.

[17] 張清,鄭丹,許憲碩.中國能源碳足跡生態(tài)壓力變動的因素分解研究[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境，2015,29(4):41-46.

[18] IPCC. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories - Volume 2 Energy[R].IPCC，2006.

[19]盧俊宇, 黃賢金, 陳逸,等. 基于能源消費的中國省級區(qū)域碳足跡時空演變分析[J]. 地理研究, 2013, 32(2):326-336.

[20]Xiaowei C, Li L, Huang X, et al. Temporospatial changes of carbon footprint based on energy consumption in China[J]. 地理學報(英文版), 2012, 22(1):110-124.

[21]Zhao R, Huang X, Liu Y, et al. Urban carbon footprint and carbon cycle pressure: The case study of Nanjing[J]. Journal of Geographical Sciences, 2014, 24(1):159-176.

[22]盧娜, 曲福田, 馮淑怡,等. 基于STIRPAT模型的能源消費碳足跡變化及影響因素——以江蘇省蘇錫常地區(qū)為例[J]. 自然資源學報, 2011(5):814-824.

[23]盧娜, 馮淑怡, 曲福田. 基于STIRPAT模型的能源消費碳足跡變化及影響因素分析—— 以無錫市為例[C]∥中國生態(tài)經(jīng)濟建設(shè)2010太原論壇， 2010.

[24]陳操操, 劉春蘭, 汪浩,等. 北京市能源消費碳足跡影響因素分析——基于STIRPAT模型和偏小二乘模型[J]. 中國環(huán)境科學, 2014(6):1622-1632.

[25]鄭丹. 1996-2010年中國能源碳足跡生態(tài)壓力研究[D]. 天津：天津大學, 2014.

中圖分類號：X703

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)12-0068-02