陳彬++楊維思



摘要 產業園區是一個協同實現經濟效益和環境效益的重要單元,同時也是重點碳排放源,其轉型和發展對實現國家和地區的低碳戰略起到關鍵作用。碳排放核算方法影響園區碳排放水平的評估,是制定有效碳減排策略的基礎。產業園區碳排放核算需要明確核算對象、核算結果表征和核算范圍。本研究首先界定核算對象,辨析“二氧化碳量”與“二氧化碳當量”兩種表征方式,認為二氧化碳量可以反映產業園區能源結構,而二氧化碳當量則能夠量化園區的不同排放過程和環境效應。同時,從價值鏈角度出發,將園區碳排放核算劃分為三個Scope,分別反映園區直接排放和上下游關聯企業的間接排放。然后,從排放活動和部門關聯出發,分析三種典型碳排放核算方法(清單分析法、投入產出分析和生態網絡分析),進一步劃分為流量分析模式和結構分析模式。流量分析模式主要從排放量角度對園區內部及其上下游產業鏈相關的碳排放活動進行核算;結構分析模式則聚焦園區相關碳排放部門和價值鏈的組織形式,從投入產出或者網絡關聯角度開展分析。研究發現清單分析法可以自下而上量化產業園區碳排放活動的流量,投入產出法則自上而下揭示碳排放單元的直接和間接流量以及平行結構,而生態網絡分析則采用混合式核算模式刻畫碳排放單元之間的網狀關聯結構。最后,本研究初步提出了產業園區碳排放核算方法的研究框架,力求提高排放因子精度,改進核算模式和建立動態核算模型,對碳排放總量和結構進行預測,從而實現產業園區的低碳發展。
關鍵詞清單分析;生態網絡;投入產出分析
中圖分類號X321文獻標識碼A文章編號1002-2104(2017)03-0001-10doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2017.03.001
產業園區(以下簡稱園區)是區域主要生產要素與能力的聚集地,表征相關產業在特定區域的發展水平[1]。同時,產業園區也是區域碳排放的主要來源,開展碳減排活動對于應對全球氣候變化和實現低碳經濟發展至關重要。低碳園區則是產業園區為達成低碳發展任務、建立可持續發展模式的新型工業組織形式,已成為應對諸多與低碳發展密切相關的資源與環境等約束性問題的理想園區模式[2]。為實現低碳化轉型,國內外已經開展了大量園區低碳發展研究和低碳建設實踐。2011年國務院發布了《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》,明確提出“依托現有高新技術開發區、經濟技術開發區等產業園區,建設以低碳、清潔、循環為特征,以低碳能源、物流、建筑為支撐的低碳園區”[3];2013年工業和信息化部、國家發展和改革委員會發布《關于組織開展國家低碳工業園區試點工作的通知》等推動工業園區低碳化發展的重要文件,55家工業園區率先獲批成為低碳工業園區建設試點[4];2013年,美國可持續社區發展協會和中國21世紀議程管理中心聯合發布《中國工業園區低碳發展研究報告》,報告中提出了一套園區低碳發展的評價指標體系,并對23個國家和省級園區進行了預評估[5];2015年,美國可持續社區發展協會編寫了《中國生態工業園區政策趨勢—中國低碳競爭力與國家級經濟技術開發區》,分析我國目前三大類園區的項目管理情況,深入探討其對低碳轉型的潛在影響、工業園區參與的動力和障礙[6]。而國外對產業園區低碳發展也高度關注。比利時Flanders地區已經針對產業園區制定碳中和發展策略,致力于提升建筑和生產過程中實現綠色電力消費[7];韓國為降低產業園區碳排放,鼓勵產業園區實施能量和資源再生項目的實施[8];英國NEPIC于2015年提出LOCIMAP計劃,推動歐洲地區的化工園區在碳減排方面的技術創新并推行碳封存技術[9];日本政府經濟產業部門和環境部在北九州、川崎和青森縣三個地方的產業園區引入以資源再利用為主的環保產業助推當地低碳經濟發展[10]。明確園區碳排放特征有利于推動園區低碳化和制定可靠的減排方案。而碳排放核算是掌握園區碳排放水平并識別主要碳排放源的核心手段。盡管園區碳排放核算已經在案例研究和方法學探討上有所積累,但是核算方法尚未形成結構清晰的框架。因此,本研究綜述園區碳排放核算方法,將其梳理為兩種模式:流量分析和結構分析,并從核算方法演化趨勢的角度進行探討。
1園區碳排放核算要素
1.1核算對象及結果表征
確定園區核算對象的依據來自兩個路徑:一是參考國際公約、標準、政府文件等官方文件中列出的溫室氣體種類,二是結合園區實際的碳排放源明確具體核算對象。國際上一些權威的文件可提供碳排放核算對象參考(見表1)。產業園區的碳排放源分為兩種類型:類型Ⅰ是基于排放部門,分為①原料開采;②農產品生產;③能源供應;④建筑和基礎設施;⑤工業生產;⑥交通運輸;⑦廢物處理;⑧景觀綠化。類型Ⅱ則基于排放過程,分為①一次能源燃燒;②二次能源使用;③其他化學過程(生產加工環節,焚燒和填埋,污水處理過程)。碳匯則是園區內綠化景觀植物。在確定溫室氣體排放類型時,類型Ⅰ、類型Ⅱ與溫室氣體具有層級結構,類型Ⅱ可看作類型Ⅰ在明確溫室氣體排放時的轉換單元,氣體排放種類與類型Ⅱ中的各個組分直接關聯(見圖1)。其中,核算能源消耗(一次能源燃燒和二次能源使用)的排放氣體種類有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O),且以二氧化碳(CO2)為主;在生產加工過程中,核算的溫室氣體種類依據生產工藝而定,可包含二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氯氟烴(CFCS)、六氟化硫(SF6);焚燒、填埋和污水處理過程中排放的溫室氣體一般包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)。
劉麗榮等依據類型Ⅰ將蘇州工業園區碳排放部門分為工業生產、交通、住宅建筑以及綠地,核算對象主要來自能源消耗排放和綠地吸收的二氧化碳[11]。張雁飛等將山東某工業園區內碳排放源分為能源直接燃燒、外部輸入的電力、熱力、固體廢棄物處理處置過程和水泥生產過程,選取二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)共3種溫室氣體為核算對象[12];魏康霞和廖兵對南昌某工業園區進行核算時將碳排放源劃分為工業及建筑業、服務業及其他、居民生活,主要計算各個部門能源消耗引起的碳排放,共選取6種溫室氣體,分別為二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCS)、全氟化碳(PFCS)和六氟化硫(SF6)[13]。而基于類型Ⅱ,熊鵬和劉慧麗[14]、李春燕和王勝[15]、謝華生等[16]則直接關注園區能源消耗引起的二氧化碳排放。另外,張敏高在對蘇州工業園區進行碳排放核算研究時,將類型Ⅰ和類型Ⅱ組合,將碳排放來源劃分為工業(包括建筑業)能源消耗,交通能源消耗、建筑能源消耗以及廢氣物填埋過程,在基本情景中選取二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、六氟化硫(SF6)、氫氟烴(HFCS)、全氟碳(PFCS);并在對未來預測時,碳排放來源增加電子產品生產過程,溫室氣體新增三氟化氮(NF3)[17]。
在碳排放核算結果表征上,分為兩種情況:①以二氧化碳量為結果表征;②以二氧化碳當量為結果表征。僅基于能源消耗時,碳排放核算對象以二氧化碳為主時,核算結果表征為二氧化碳量表征;若考慮能源消耗時排放甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)時,核算結果表征為二氧化碳當量。另外,在考慮多種過程來源排放(包括廢氣和固體廢物處理、生產加工等過程)溫室氣體時,由于氣體種類多樣,根據其不同的全球增溫潛勢進行折算,統一以二氧化碳當量的形式表征。
解讀碳排放核算結果時,不同碳排放核算結果表征是從不同角度反映園區碳排放情況。以二氧化碳量為表征的碳排放核算結果,主要用來反映園區的化石能源消耗結構,以便辨識重點排放過程和排放源,識別出高碳排能源使用類型。然而,由于溫室氣體全球增溫潛勢不同(SF6>PFCS>HFCS>N2O>CH4>CO2),不同排放部門之間產生溫室氣體種類和排放效果并不相同。因此,采用二氧化碳當量可有效表征多種碳排放過程及其環境效應。例如,產業園區內部有規模電子設備儀器生產、電力生產和鎂制品加工等,排放SF6氣體[18],或者以制糖業為主[19],在甘蔗生長-加工-制肥以及生產過程中污水處理過程伴生CH4、N2O等氣體[20],就需要考慮生產過程引發的多種異質溫室氣體排放量,以二氧化碳當量值表征更為適宜。能夠間接推斷園區中具體工業過程的差異。
1.2核算范圍
對碳排放核算范圍的界定起源于企業和產品的價值鏈研究。世界資源研究所(World Resources Institute,WRI)和世界可持續發展工商理事會(World Business Council for Sustainable Development,WBCSD)于2011年底發布的《企業價值鏈(Scope 3)標準》提供了測量企業價值鏈和產品溫室氣體排放的核算范圍,具體分為3個Scope:①Scope 1包含企業價值鏈燃燒過程和化學生產過程產生的直接排放;②Scope 2包含企業購買的電力、蒸汽、供暖或制冷產生的間接排放;③Scope 3是Scope 2之外的企業價值鏈產生的一切間接排放,包括企業所購買的產品的上游排放、運輸排放、使用之后的下游排放。近年來,三層次核算范圍從企業尺度直接拓展到城市尺度和國家尺度[21-24]。其中,蔡博峰將城市碳排放范圍具體分為3個Scope,其中Scope 1,所有直接排放過程,主要是指發生在清單地理邊界內的溫室氣體排放過程;Scope 2,由于電力、供熱的購買和外調發生的間接排放過程;Scope 3,未被Scope 2包括的其他所有間接排放(包括城市從外部購買的燃料、建材、機械設備、食物、水資源、衣物等等,生產和運輸)[23]。Yang and Chen提出了針對中國經濟部門碳排放核算的3個Scope,其中Scope 1,各個經濟部門中能源最終使用的直接排放;Scope 2,從外部購買的電力和熱力中的間接碳排放;Scope 3,供應鏈中上下游的隱含碳排放[24]。而產業園區介于企業和城市尺度之間,開展碳排放核算具有一定差異。作為企業聚集地,園區的碳排放一般涉及多個企業的價值鏈,存在相互作用甚至共生關系,較單一企業而言核算范圍比較復雜。目前,已有研究學者對與園區相關碳排放活動研究核算范圍劃分。張雁飛等認為發生在園區內部的能源直接燃燒、固體廢棄物處理處置和重點行業生產過程屬于Scope 1,而外部輸入的電力和熱力為間接排放,屬于Scope 2[12]。相似地,Wang等對蘇州工業園區的農業、工業、商業、交通運輸、居民居住、工業過程和廢物處理進行核算,認為以上碳排放活動整體屬于Scope 1和2,但未詳細劃分Scope 1和Scope 2[25]。劉麗榮等從用地類型的角度,劃分由蘇州工業園區內工業用地、居住用地、道路廣場用地、公共設施用地和綠地五種用地類型引起的一次能源以及外購電力和熱力引起的能源消耗等碳排放活動,將工業過程發生的直接能源消耗劃為Scope 1,居住用地和公共設施用地引起的外購電耗和熱耗、以及道路廣場用地發生在園區與外界發生聯系的電耗和熱耗引起的碳排放劃為Scope 2[11]。Liu等則從能源直接和間接消耗的角度對蘇州工業園區的制造業、商業、運輸、建造和居民住宅進行劃分,其中制造業和建造的直接能源消耗引起的碳排放歸于Scope 1,而其他商業、運輸和居民住宅由外購電力和熱力引起的間接碳排放歸于Scope 2[26]。
以上園區碳排放核算范圍的探究集中于Scope 1和Scope 2,尚不能全面反映園區的碳排放水平。基于此,一些研究者延伸至Scope 3開展進一步研究。張敏高以行政區域為劃分邊界,對蘇州工業園區2005—2010園區行政區域內能源消耗部門(工業能耗、交通能耗、服務業能耗、居民生活能耗)、非能源碳排放(廢棄物填埋)和綠地碳匯產生的碳排放進行詳細核算,將工業、交通、服務業、居民生活、廢棄物填埋和綠地一起歸為Scope 1和2,并未對其進一步劃分,其他能源消耗則歸為Scope 3[17]。代旭虹追溯園區上游生產的原料投入以及下游生產排放,認為Scope 3涵蓋上游碳足跡(原料碳足跡、電力熱力碳足跡)和下游碳足跡(廢物處理碳足跡)[27]。Dong等認為Scope 3包括原材料消耗,固定資產折舊,工業產品生產引起的碳排放,并以沈陽經濟開發區作為案例[28]。齊靜和陳彬構建了五層次碳排放核算方法,涵蓋了能源消耗、工業生產、物質材料消耗、儀器設備投入、廢棄物處理處置、景觀綠化等園區碳排放,其中儀器設備投入和物質材料消耗歸為Scope 3[29]。
綜上,園區碳排放核算范圍歸納如下:
Scope 1:發生在園區邊界內部的所有直接排放過程(包括本地電力、熱力供應;工業生產;本地固體廢棄物處理等)。
Scope 2:園區外購電力和熱力引起的碳排放。
Scope 3:Scope 2之外產生的一切間接排放,包括園區各個企業和管理部門等購買產品的上游排放和運輸排放等間接排放。
2碳排放核算方法
研究認為碳排放核算應同時涵蓋碳排放的流量和結構。針對目前研究主要采用的三種方法:清單分析法、投入產出分析法和生態網絡分析法,本文將其歸類為流量分析和結構分析兩種模式。清單分析法多為流量分析模式,而投入產出分析法和生態網絡分析法既有流量分析模式,也有結構分析模式。本節重點綜述以上三種典型方法,分析核算方法演化趨勢,并初步提出核算方法框架。
2.1清單分析法
清單分析法是指利用碳排放核算標準中推薦使用的計算方法,選取適當的碳排放因子,使用收集的相關數據來估算碳排放量,并完成碳排放清單編制的碳排放量核算方法。園區使用的排放因子法往往借鑒國內外由相關權威機構公布的碳排放核算標準。國外在制定碳排放標準上起步較早,發布的權威性標準文件可作為重要參考,例如:2004年,世界資源研究所(WRI)和世界可持續發展工商理事(WBSCD)發布了《溫室氣體議定書企業核算與報告準則》;2006年,國際標準組織(ISO)發布了針對國家或地區尺度的《ISO14064溫室氣體管理規范》,確立了政府、市場和其他利益相關方有關溫室氣體資料與數據管理、匯報和驗證模式的具體規范。同年,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發布針對國家或地區的《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》,為各國或地區全面估算其溫室氣體排放量提供了計算公式和方法。2011年,WRI和WBCSD分別發布了用于全面測算和管理企業價值鏈與產品碳排放的《溫室氣體核算系:企業價值鏈(Scope 3)核算與報告標準》,ISO則發布《ISO14067產品碳足跡國際標準》。國內在碳排放標準研究方面也在不斷完善。中國標準化研究院發布了《為應對溫室氣體減排企業應采取的行動、政策和措施》和《企業溫室氣體核算與報告》,規定了企業層面溫室氣體清單編制和碳足跡核算方法。國家發改委為應對氣候變化發布了《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》,對各省市提供編制碳排放清單的科學方法。隨后,北京大學課題組發布《中國低碳園區的系統測算技術與評估體系》,重點闡述生態產業園區碳排放核算技術與多指標評價體系,碳排放核算標準詳見表2。
依托國內外在碳排放核算標準方面取得的工作成果并結合產業園區系統的特點,很多研究者利用清單分析法開展園區碳排放核算研究工作,積極構建產業園區碳排放核算的計算體系。劉麗榮等以IPCC碳排放模型為基礎,對園區內部工業居住、道路廣場、公共設施和綠化用地等五種用地類型分別構建碳排放計算公式,對蘇州工業園區2010年碳排放總量進行計算分析[11]。張雁飛等以WRI和IPCC碳排放核算項目為框架,對部分關鍵行業和部門的排放系數進行本地化修正,構建包括能源消費、固體廢棄物處置和重點行業生產等過程的碳排放核算體系,并以山東一案例工業園區進行分析[12]。在此基礎上,魏康霞和廖兵用國內溫室氣體清單編制要求中的推薦值,對南昌市案例園區進行核算分析和情景預測[13]。呂斌等提出園區碳排放核算的四方面特征,以IPCC核算方法為基礎,通過本地化修正系數,構建了適應國內園區發展特點的計算體系[30]。
清單編制法在園區應用上存在兩個問題:①碳排放因子選取:大部分碳排放核算研究使用的是IPCC《國家溫室氣體指南》中推薦的方法1中的缺省因子,但是由于各個國家或城市的燃料類型、燃燒技術、燃燒條件等方面存在差異,利用缺省因子在計算時引入較高的不確定性。相比之下,本地化排放因子對反映園區實際碳排放情況適宜性更好。②方法局限性強,理論上該方法能夠涵蓋Scope1、2、3,但在實際應用在園區上一般只涵蓋Scope1和2,即計算園區內的直接碳排放以及外購電力和熱力部分的間接碳排放,若要利用該方法計算Scope 3的碳排放量,則需要收集大量、詳細的相關數據,及配套投入規模較大的人力、物力和時間,可操作性不夠強。
2.2投入產出分析法
投入產出法是通過編制投入產出表,按照生產理論中經典的原料輸入與產品輸出之間的數學關系,在經濟系統建立的各部門之間直接和間接關系的一種經濟統計方法。該方法由Leontief于1936年建立[30],隨后引入碳排放系數矩陣,形成了環境領域應用分支,即Environmental InputOutput Analysis(簡稱EIO)。該方法在計算碳排放時EIO常與生命周期法(Life-cycle assessment,簡稱LCA)聯合使用,被稱為EIOLCA法,其中投入產出表被用來追溯由產品消耗引入的上游隱含碳排放。
與直接碳排放相比,輸入端由原料投入、交通運輸以及能源開采等上游生產活動引起的隱含碳排放(Scope 3)占整體碳排放的比例不可忽視。Matthews[32]利用投入產出表對美國出版部門和發電部門的碳排放進行核算,結果發現傳統的直接排放大約只占到了全生命周期核算的14%,而隱含碳排放顯著高于直接碳排放;鞠麗萍等[33]利用投入產出表對重慶市產業部門碳排放進行核算,發現28個產業部門中70%的行業在Scope 1和Scope 2的碳排放量占總排放量低于40%。為了避免產業園區碳排放核算在總量上的不完整,除了利用清單分析法對Scope 1和Scope 2進行碳排放核算,很多研究者借鑒城市和產業部門的隱含碳排放核算,利用投入產出法追溯上游碳排放,開展Scope 3層面的碳排放核算。代旭虹基于投入產出表,構建了工業園區碳足跡評估體系,對福建荔城工業園區的案例研究時表明原料消耗引起的上游碳排放占該園區總碳排放量約為42%[27]。Dong等將投入產出表和生命周期法結合,構建了評估工業園區碳足跡的框架方法,對沈陽經濟開發區的研究表明原材料消耗引起的隱含碳排放占36.08%[34]。由此可見,產業園區的上游生產引起的隱含碳排放占總碳排放量較大,必須基于Scope 3進行碳排放核算。
投入產出法揭示了產業園區上游生產引起的隱含碳排放,彌補了在應用清單分析法時的局限性。當前,研究者通常將清單分析法對Scope 1和Scope 2的碳排放進行核算,再利用投入產出表追溯園區上游碳排放。但是投入產出法具有一定不足,體現在三方面:①投入產出表是一種宏觀層面自上而下的核算工具,提供的數據精度較低;②投入產出表的建議基礎是貨幣量與物質之間的關聯,但是,生產過程中具有相同貨幣價值的物品所隱含的碳排放可能差別很大;③投入產出表的基本單元是部門,而同一部門內部存在很多不同的產品,這些產品的碳排放可能具有較大的差異性,因此這種采用平均化方法很容易產生誤差;④投入產出表的編制時間較長,在利用其進行碳排放核算時有一定的滯后性,導致核算時找不到對應年份的投入產出表。
2.3生態網絡分析
生態網絡分析由Pattern在1976年正式提出[35],最初應用于自然生態系統中分析不同分室間物質、能量流動的
發布組織及年份名稱適用范圍2004 WRI和WBCSD溫室氣體議定書企業核算與報告準則企業范圍內2006 ISOISO14064 溫室氣體管理規范政府、市場和其他利益相關2006 IPCC2006年IPCC國家溫室氣體清單指南國家和地區2008 ICLEI國際間當地政府碳排放草案國家和地區2009 BSI碳中和承諾新標準(PAS2060)產品全生命周期(企業到企業,企業到消費者)2011 WRI和WBCSD溫室氣體核算體系:企業價值鏈(Scope 3)核算與報告標準企業價值鏈2011 ISO產品壽命周期標準企業產品ISO14067 產品碳足跡國際標準企業2010,2011中國標準化研究院企業溫室氣體核算與報告企業2011國家發改委省級溫室氣體清單編制指南(試行)省2011北京大學中國低碳園區的系統測算技術與評估體系園區
結構[36]。隨后該方法的應用方向轉向人工系統的研究[37-40],但很少應用在產業園區這一領域。當前已經開區內部碳排放各部門間的相互關系;利用控制分析識別出碳排放各部門對其他部門或整個網絡系統的控制水平。該研究發現碳流密集部門對園區整體碳排放的影響更大,外部的物質投入和能源供給對該園區的碳排放整體水平也有重要影響。綜上,生態網絡分析可以:①識別不同部門的直接碳排放和間接碳排放;②展的園區碳排放核算研究主要從產業鏈出發,聚焦生產過程的含碳物質與輸入輸出及氣體排放,而對不同部門和生產過程之間的復雜關聯未進行剖析;同時,將園區設定為行政邊界,缺乏考慮其與外部環境生態之間的互動關系。生態網絡分析方法將產業園區比擬為一個生態系統,各個部門則作為生態系統的分室,在“代謝”的模式下相互作用。盧伊等[40-41]應用生態網絡分析方法構建了產業園區的碳代謝框架,并將其應用在北京經開產業園區,通過通量分析確定園區碳排放的流量規模;利用效用分析確定園定量分析園區部門之間的效用關系和控制強度;③辨識園區不同部門之間的協同碳減排路徑。
2.4方法演化分析
清單分析法屬于自下而上的核算方法,對排放因子和物質消耗等微觀層面數據精度要求較高。因此,盡管試圖對Scope 1、Scope 2、Scope 3進行完整核算,但是實際操作過程中對Scope 3的核算仍然難以實現。投入產出法則提供了一種自上而下的核算思路,減少對微觀層面物質消耗數據的依賴,建立了宏觀經濟數據與物質消耗、碳排放量之間的關系,從而完成基于Scope 3的核算。由此看出,投入產出法使得園區碳排放核算能夠更好地貫穿生命周期理念,進一步延伸了園區產業鏈的核算范圍。生態網絡的引入從方法學層面進一步豐富碳排放核算的內涵,將價值鏈型核算模式拓展到了網絡型核算模式。清單分析法和投入產出分析法往往將園區的邊界定義為實際的行政區劃(地理邊界),核算得出上下游價值鏈的直接和間接碳排放量。而生態網絡能夠利用流量分析、效用分析和控制分析等手段確定各部門之間碳排放的網狀控制關系,并識別出關鍵部門和價值鏈環節,實現多部門碳排放的協同控制。
2.5方法框架建立
由此,本文嘗試建立產業園區碳排放核算方法框架(圖2)。其中,產業園區碳排放核算方法可以歸結為兩種模式:流量分析模式和結構分析模式。流量分析模式對園區內部及其上下游產業鏈相關的碳排放活動從排放量角
度進行核算;結構分析模式則對與園區相關碳排放部門從網絡關聯的角度開展分析。本研究對三種典型碳排放核算方法(清單分析法、投入產出法和生態網絡分析法)進行探討,考慮排放活動、排放對象、排放層次三個要素。排放層次(Scope 1、2、3)與三種核算方法間存在緊密聯系。從理論上來說,清單分析法、投入產出法、生態網絡分析法均能夠涵蓋3個Scope。但在實際應用上,投入產出法和生態網絡分析法與理論核算范圍相符,而清單分析法在Scope 3上獲取詳細數據難度較大,因而實際應用時較難包含Scope 3;此外,清單分析法是從碳排放活動單元的角度來核算相應Scope中的碳排放量,而投入產出法和生態網絡分析法則是將3個Scope中的排放活動從產業部門的角度整合后進行核算分析。
從核算角度和結果來說,三種核算方法之間存在相似性和差異性。相似性表現為:①清單分析法、投入產出法和生態網絡分析法是從三種不同的側面來表征3個Scope的碳排放。②投入產出法和生態網絡分析法都能夠基于流量對園區的碳排放結構進行闡釋。差異性則主要體現在:①清單分析法是從自下而上的角度,收集Scope 1、2、3中的排放活動單元的基礎數據(例如,Scope 1中的能源消耗、內部產業活動和固體廢氣物處理;Scope 2中的外調電力和熱力、運輸消耗以及Scope 3中產品加工、原料生產等)來反映園區碳排放活動單元的碳流量。②投入產出法是從自上而下的角度,利用宏觀層面數據(涵蓋經濟產業部門的投入產出表)來計算園區各排放部門的碳流量,并表征產業部門排放的平行結構。③生態網絡分析是結合了自下而上角度和自上而下角度的一種混合式核算方式,其中通量分析是對產業園區具體碳排放部門排放路徑的量化分析,而效用分析、控制分析和穩定性分析能夠揭示園區碳排放部門的關聯結構,其中效用分析能夠量化園區碳排放部門間的相互作用關系、控制分析能夠量化碳排放部門之間的控制作用關系,而穩定性分析則能根據園區的碳流量建立各個部門之間的層級,進而分析產業園區的碳排放組織水平。
3研究展望
產業園區種類較多,特點不一,因此碳排放核算對象沒有明確的規定。目前研究往往需要借鑒其他尺度(企業價值鏈、城市或國家)的文件或者根據所研究的產業園區的能源消耗等過程來確定核算對象。其次,產業園區的碳排放核算范圍多局限于地理邊界,缺乏從價值鏈角度考慮。園區雖然具有企業聚集現象,但不一定包含生產企業完整的價值鏈。僅從地理邊界界定核算范圍可能會嚴重低估園區運行期間所造成的間接碳排放。另外,主流的產業園區碳排放核算方法仍有一定局限。例如,清單分析法在應用時最大的局限性在于難以深入Scope3進行核算,主要體現在獲取該范圍的基礎數據難度較大。而投入產出法則受制于投入產出表的編制,其不連續性以及數據精度等問題會導致相應核算精度降低。生態網絡分析法也依然需要利用清單分析法和投入產出法基礎構造碳流量矩陣,其核算精度仍然受限。
綜上,產業園區碳排放核算方法可從以下三方面開展進一步研究:①提高排放因子精度,深入調查產業園區所在區域的燃料類型、燃燒技術等,更加精確地計算碳排放因子。這項研究工作需地方政府、標準化組織以及相關科研機構協力合作,對產業園區所在地使用的能源種類、燃燒技術等方面開展調查,進而搭建權威可信的碳排放因子數據平臺。②改進自下而上算法和自上而下算法。一方面開展更多園區生產過程的物質流和生命周期分析,收集微觀數據;另一方面考慮區域經濟結構,合理編制投入產出表,力求實現園區碳排放的混合式核算。③建立動態碳排放核算模型,對碳排放總量和結構進行預測,從而實現產業園區碳減排的有效控制。
(編輯:李琪)
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收稿日期:2017-01-04
作者簡介:陳彬,教授,博導,主要研究方向為生態核算與管理。Email: chenb@bnu.edu.cn。
通訊作者:楊維思,碩士,主要研究方向為城市生態學。Email: weisi_yang@mail.bnu.edu.cn。
基金項目:國家自然科學基金“城市生態經濟系統碳代謝研究”(批準號:71628301); 國家科技部中歐國際合作專項“城市智慧產業園區能源信息分析與大氣污染預警集成研究及示范應用”(批準號:SQ2013ZOA000022);國家重點研發計劃課題“中高緯度濕地生態風險評估與適應性調控途徑”(批準號:2016YFA0602304)。