我國城市工業化進程及其對氣候變化減緩的影響

6月27日，中國碳排放資料庫（China Emission Accounts and Datasets, CEADs）團隊在《科學》雜誌子刊《科學·進展》（Science Advances）上發表題為City-level climate change mitigation in China的研究論文 。研究編纂了我國180餘個城市的二氧化碳排放清單，結合經濟數據分析了我國城市所處的發展階段，發現處於不同工業化階段的城市應當制定不同的低碳發展路徑。不恰當的減排政策不僅會帶來區域經濟萎縮，甚至會引起全國總排放量的增加。針對少量的重點排放源（具有高強度的城市部門）採取技術進步與產業升級的手段，可以在保持城市現有經濟發展模式與結構不變的基礎上，最高削減我國31.4%的二氧化碳排放量。

撰文 單鈺理 （論文第一作者）

編輯 郭懌暄 譚坤

自21世紀初加入 WTO 以來，我國經濟受全球貿易一體化的影響迅速增長，各地市的工業化進程也逐漸加速。城市作為我國政策執行與落實的基本單元，是氣候變化減緩的核心。如何在快速工業化的進程中儘可能少的消耗化石能源，減少二氧化碳排放備受關注。在此背景下，編纂我國城市尺度二氧化碳排放清單，分析其排放特徵，並針對不同發展類型、不同工業化階段的城市提出具有針對性的減排政策，對下一階段減緩我國氣候變化以及實現巴黎協定目標至關重要。

圖1： 不同工業化階段城市分類

方法與結果

本研究運用聚類分析技術，以城市分部門工業產值為主要指標，將182個案例城市分成5類，分別以服務業（8個）、高科技產業（24個）、輕工業（67個）、重工業（51個）、能源生產（32個）作為經濟支柱行業，如圖1所示。支柱行業標誌了不同城市類別的工業化進程階段：以服務業和高科技產業為支柱的城市處於工業化後期；以輕工和重工製造業為支柱的城市處於工業化中期；以能源生產為支柱的城市則處於工業初期階段。通過空間分析，研究發現處於工業化進程後期的城市受其周邊製造型城市的支持，獲取生活生產必要的物資。與此同時，製造型城市受其周邊能源生產城市的支持，獲取能源動力支撐。因此研究提出：處於不同工業化階段的城市應當制定不同的低碳發展路徑。不恰當的減排政策不僅會帶來區域經濟萎縮，甚至會引起全國總排放量的增加。諸如一味關閉所有城市的重工業、能源生產工業，將會剝奪製造型與能源生產型城市的經濟增長點，從而引起區域經濟萎縮，也會嚴重影響發達城市的物資供給和經濟增長。將進入工業後期城市的製造業生產力轉移到欠發達地區，雖可以在短期內削減部分地區的碳排放，但由於區域間存在技術差異，不恰當的產業轉移會帶來全國總排放量的增加。

圖2：7098個城市部門的排放-洛倫茲曲線

研究還計算了182個城市共計7098個工業部門的排放強度（單位GDP二氧化碳排放量），將其按強度大小排序，繪製了排放-洛倫茲曲線（如圖2-A 所示）。研究發現：70%的碳排放來自於強度排名前2.5%的重點排放源（具有高排放強度的城市部門）：針對排放強度較高部門的集中治理，提高其技術水平，是一種降低碳排放、減緩氣候變化行之有效的手段。同時可以避免不必要的區域間產業轉移，保持各城市現有經濟發展模式與結構不變。

圖3：三種情景下二氧化碳減排力度

針對排放強度較高的城市部門，研究定義了三種不同力度的技術升級情景：1）高於行業平均排放強度2個標準差的城市部門將其排放強度降低至行業平均水平；2）高於行業平均排放強度1個標準差的城市部門將其排放強度降低至行業平均水平；3）高於行業平均排放強度的城市部門將其排放強度降低至行業平均水平。計算結果顯示：三種情境可分別為我國帶來6.5%、10.5%、31.4%的碳排放削減空間。

如何實現降低碳排放的目標

為了達到我國整體碳排放量降低60-65%的目標，國家在制定政策時需要充分考慮不同的區域性碳排放來源以及不同政策可能對當地碳減排以及經濟帶來的影響。本研究通過將我國城市根據發展階段以及工業組成進行歸類和碳排放量評估，發現避免「一刀切」的城市差異化政策才可以兼顧全國碳排放總量降低和經濟的良好健康發展，而不以過度犧牲仍處於發展中的城市為前提。

與此同時，從社會經濟學和環境學角度來看，本研究中的182個中國城市處於工業化進程中的不同階段。對於如此大範圍城市的綜合研究，或許會為其他發展中國家尋求縮短或避免工業化進程中排放強度最大階段提供幫助。

數據資源

本研究中 CEADs 團隊發布了首批由"共籌、共建"形式編製的中國182城市2010年碳排放清單。此清單編製、校驗歷時兩年有餘，由近百位各研究機構老師、同學先後無償的熱心參與聯合校驗。城市尺度碳排放清單與國家、省區級排放清單保持高度的一致性，具有相同核算口徑、數據來源、清單格式等。所核算的二氧化碳排放量包含17種化石燃料以及7種工業過程的相關排放，涵蓋農業、工業、服務業、居民生活消費等在內的46個社會經濟部門。歡迎大家下載使用並給我們提出寶貴建議。

研究團隊

本研究由來自英美中歐8國17名學者，依託中國碳排放資料庫CEADs，共同完成。

領銜第一作者單鈺理博士：英國東英吉利大學 University of East Anglia 資深研究員、丁鐸爾氣候變化研究中心 Tyndall Centre for Climate Change Research 成員，先後畢業於東英吉利大學、復旦大學。主要研究領域為碳排放核算、氣候變化經濟、區域低碳發展、能源環境政策等，在環境/能源領域頂級期刊發表論文30餘篇，曾榮獲國家優秀自費留學生獎學金、土耳其-英國學會優秀研究者、Applied Energy雜誌高被引原創論文獎、Environmental Research Letters雜誌最佳青年學者論文獎等。

通訊作者關大博教授：清華大學千人計劃特聘教授，英國東英吉利大學國際發展學院氣候變化經濟學教授、博士生導師，劍橋大學聖艾德蒙頓學院資深研究員、教務主任，兼任聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的學術委員會主管等。主要研究領域為氣候變化經濟學、生態經濟學和發展學，在氣候變化的成因、影響及應對策略、全球和國家層面減緩碳排放及降低資源消耗的可持續發展路徑等方面取得了突出的學術貢獻，在Nature、Science、Nature Climate Change、PNAS等國際頂級綜合期刊發表論文百餘篇，並被全球主流媒體New York Times、BBC、CNN等廣泛報道研究成果。先後獲得美國科學院 Cozzarelli獎、國際投入產出協會頒發的Leontief Prize 最佳論文獎、Environmental Science & Technology雜誌最佳政策論文獎、英國 Leverhulme Trust 授予的 Philip Leverhulme 獎等榮譽，併入選了聯合國政府間氣候變化委員會（IPCC）第五次報告的領銜作者。

CEADs 團隊

CEADs 致力於打造公開、透明、可驗證、全免費的中國碳核算資料庫。編製精準可靠的排放清單是減排政策實施的基礎與先決條件。清單編製需要大量的基礎工作。我們誠摯邀請所有感興趣的老師同學加入到 CEADs 團隊來，我們互相學習共同發展，為我國碳核算研究工作添磚加瓦。

CEADs團隊城市碳排放相關研究

相關論文信息

標題City-level climate change mitigation in China

作者Yuli Shan, Dabo Guan et al.

期刊Science Advances

DOI10.1126/sciadv.aaq0390

發表日期2018年6月27日

摘要As national efforts to reduceCO2 emissions intensify, policy-makers need increasingly specific, subnationalinformation about the sources of CO2 and the potential reductions and economicimplications of different possible policies. This is particularly true inChina, a large and economically diverse country that has rapidly industrializedand urbanized and that has pledged under the Paris Agreement that its emissionswill peak by 2030. We present new, city-level estimates of CO2 emissions for182 Chinese cities, decomposed into 17 different fossil fuels, 46 socioeconomicsectors, and 7 industrial processes. We find that more affluent cities havesystematically lower emissions per unit of gross domestic product (GDP),supported by imports from less affluent, industrial cities located nearby. Inturn, clusters of industrial cities are supported by nearby centers of coal oroil extraction. Whereas policies directly targeting manufacturing and electricpower infrastructure would drastically undermine the GDP of industrial cities,consumption-based policies might allow emission reductions to be subsidized bythose with greater ability to pay. In particular, sector-based analysis of eachcity suggests that technological improvements could be a practical andeffective means of reducing emissions while maintaining growth and the currenteconomic structure and energy system. We explore city-level emission reductionsunder three scenarios of technological progress to show that substantialreductions (up to 31%) are possible by updating a disproportionately smallfraction of existing infrastructure.

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