三種范圍下的全球城市碳排放清單

A major challenge for cities taking action on climate change is assessing and managing the contribution of urban consumption which triggers greenhouse gas (GHG) emissions outside city boundaries. Using a novel method of creating city-level input–output tables, we present the first consistent, large-scale, and global assessment of three-scope GHG inventories for 79 members of the C40 Cities Climate Leadership Group. These inventories cover the emissions from sources located within city boundaries (Scope 1), emissions occurring as a consequence of the use of grid-supplied electricity, heat, steam, and/or cooling (Scope 2), and all other GHG emissions that occur outside the city boundary as a result of activities taking place within the city (Scope 3). We find that, by only accounting for territorial emissions, without Scope 3, the 79 C40 cities under-report 4% of global annual GHG emissions from six key infrastructure-related transboundary sources (73%) and from service-related sectors (27%). In contrast, when only accounting for consumption-based emissions, the C40 cities would miss the mitigation target on 41% of their territorial emissions. We argue that cities should complement their GHG inventories, adding full Scope 3 to Scopes 1 and 2, and develop low-carbon consumption strategies in addition to current infrastructure-focused action on climate change.

摘要翻譯：

評估和管理城市居民消費對城市邊界外溫室氣體排放的影響是城市在應對氣候變化行動中面臨的一個主要挑戰。文章以C40城市氣候領導聯盟中的79個成員城市為研究對象，修正城市級投入產出模型，展開基于三個范圍的溫室氣體清單核算。清單包括城市邊界內的直接排放即地域排放（范圍1）、因電力、供熱、蒸汽和/或制冷產生的排放（范圍2）以及由城市消費活動引起但產生于城市邊界外的所有其他GHG排放（范圍3）。研究發現，若只考慮城市地域排放，不考慮跨邊界排放，預計79個C40城市貢獻的全球溫室氣體年排放量將減少4%，這些排放來自6個基礎設施相關的跨邊界排放（73%）和服務業部門排放（27%）。此外，若只考慮城市消費端排放，C40城市將無法實現41%的區域減排目標。本文認為城市應在范圍1和范圍2的基礎上添加范圍3，將其納入城市碳賬戶，并在當前以基礎設施為重點的氣候變化行動中制定低碳消費策略。

據聯合國人居署統計，超過60%的溫室氣體排放來自城市地區，城市是造成氣候變化的主要因素，在減緩全球氣候變化方面起到關鍵作用。當前城市減排政策大多關注的是城市地域內的溫室氣體排放，忽略了城市邊界和管轄范圍外的間接排放影響。基于此，本文編制了基于城市層面的三種核算范圍下的溫室氣體排放清單，開展首個采用一致性方法的大規模研究。利用消費端碳足跡（CBCF）指標核算貿易隱含排放量，衡量城市居民最終消費的所有商品和服務產生的溫室氣體排放，并將城市邊界外排放和消費端碳足跡納入全球多區域投入產出模型，核算79個C40城市（來自44個國家）在三種范圍下的溫室氣體排放，同時探討城市經濟結構與貿易隱含排放之間的關系。

• 方法與數據：

本研究定義的城市邊界為城市行政管轄邊界，核算的總CO2當量包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）、九種氫氟烴（HFC）、四種全氟化碳（PFC）和六氟化硫（SF6）。

研究首先對環境擴展的投入產出模型進行修正，將現有全球多區域投入產出（GMRIO）模型中的國家物聯網及其進出口表按城市和國內其他地區（RoN）進行拆分，推導每個C40城市的物聯網以及城市、本國與其他國家之間的貿易流量；然后使用IOA的標準Leontief需求拉動模型與修正的GMRIO模型計算城市消費端碳足跡（CBCF），并繪制各城市部門的溫室氣體排放洛倫茲曲線。

本文使用的全球多區域投入產出表來自GTAP 9數據庫；城市總增加值（GVA）和最終家庭消費數據來自國家統計數據、經合組織、Euromonitor（歐睿國際市場研究機構）和CallCredit（英國信用咨詢機構）；對于可獲取GPC（城市溫室氣體核算國際標準）數據的，參考匹配的聯合國氣候變化公約（UNFCCC）分配研究城市與國內其他地區（RoN）的排放份額；對于GPC中無可用數據的，使用行業GVA作為替代數據。

研究發現：

1、79個C40城市在三種范圍下的碳排放總量為4.4Gt，占全球年度溫室氣體排放量的10%（以2011年作為參考年，下同）。城市邊界外（范圍3）的排放量為1.8Gt，占全球年度溫室氣體排放量的4%，對57個部門進行核算并將結果分為七大類后發現，C40城市的服務類相關部門排放占范圍3排放總量的27%，另外73%為與基礎設施相關的跨邊界排放。此外，研究發現C40城市在三種不同范圍下的人均排放為3.2-54.8t，并表現出與城市GDP的強相關性。

2、C40城市的地域排放隨城市人均GDP的增加而增加，在出現拐點后，仍保持增長趨勢，與環境庫茲涅茨曲線（EKC）揭示的環境污染程度與人均收入水平的倒U型曲線關系矛盾，質疑了EKC的存在，啟示未來的城市EKC研究可能需要考慮城市的跨邊界排放問題。

3、C40城市間的貿易隱含排放表明，C40城市的很大一部分排放都是通過貿易外包出去，且不同地區的貿易隱含排放各不相同。北美和拉丁美洲的C40城市是隱含排放的凈進口國，歐洲、非洲和東亞城市是隱含排放的凈出口國，其他C40城市的貿易進出口相對平衡。

4、城市的地域排放和消費端排放之間存在較大差異的根本原因與城市經濟結構（如以制造業或服務業為主）有關，制造業或服務業的增加值占城市總增加值的比重對貿易隱含排放平衡具有重要影響，當制造業和服務業的增加值分別占城市總增加值的21%和75%時，就會達到凈貿易隱含排放平衡。因此，以服務業為主導的城市采用消費端核算方式具有更大的減排潛力，而以制造業為主導的城市可能需要將減排工作重點放在其地域排放上。

5、低碳基礎設施策略（LCI）和低碳消費策略（LCC）偏好結果顯示，消費端碳足跡較高而地域排放較低的拉丁美洲許多城市適合采用LCC策略，即直接針對消費水平和類型制定減排措施；對于許多北美城市而言，適合采用密集的LCI策略和更強的LCC策略；東亞和歐洲的一些城市則適合密集的LCC策略和更強的LCI策略。

內容：袁秋玲  排版：張宇  審校：李霄

• 袁秋玲，北京師范大學環境學院碩士研究生，師從楊志峰教授、孟凡鑫講師。研究方向：藍綠基礎設施、食物-水-能耦合、城市代謝等。

• 張宇，深圳大學土木與交通工程學院碩士研究生，導師段華波副教授。