来自燃料燃烧的二氧化碳排放：概述（推荐）
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2019年11月，国际能源署发布《来自燃料燃烧的二氧化碳排放：概述（推荐）》，在此ERR能研微讯研究团队对全文进行了翻译，分享给大家，欢迎转发扩散！ERR能研微讯下半年情报收集产品征订开催，有需要的请联系ERR能研君微信（上方右侧二维码添加）垂询。
燃料燃烧排放的二氧化碳量达到新的高点
在持续3年的稳定之后，2017年全球燃料燃烧排放的二氧化碳量再次出现上涨，达到了328亿吨。快报数据显示，由于经济的强劲增长以及可再生能源普及的放缓远远抵消了能源效率的提高，因而在2018年该数值上涨的甚至更快（图1）。
图1 燃料燃烧的二氧化碳排放全球趋势
和过去几年一样，2017年及2018年出现的增长主要来自非经合组织国家，其中主要是东南亚及中东地区。非经合组织国家整体2年表现出来的增速都要高于2%（图2），2018年总量超过了200亿吨。由于非经合组织国家二氧化碳排放量的变化超过了经合组织国家的十倍，因而非经合组织国家的排放水平快速的增长为经合组织国家的两倍。
图2 经合组织国家与非经合组织国家二氧化碳排放量变化
自2013年以来，经合组织国家2018年二氧化碳排放量出现了增长，原因很大程度上是由于2018年一次能源供应总量的明显增长，总量达到了54亿吨油当量，为2010年来的最高值。其中，天然气增长最快，在2018年增长了7000万吨油当量；尽管可再生能源出现了增长并且煤炭有所缩减，但是低碳能源还是无法跟上天然气增长的脚步，进而导致二氧化碳排放量增长了0.5%。在经历了2010~2017年年均缩减1%的阶段之后，虽然能效有所提升同时可再生能源普及加大，但是经济产量的增长仍然是经合组织国家排放量增长的主要拉动力。与前些年不同的是，能源效率的提升并不能抵消能源需求增长导致的二氧化碳排放量的增加（图3）。在近年来日本及欧洲保持稳定趋势的同时，美国能源强度在2018年首次出现增长。冬季极端天气条件侵袭北美或许在其中起到十分重要的作用。
图3 二氧化碳排放量变化的主要驱动力选定的经合组织国家
除2013~2016年，自2000年以来非经合组织国家二氧化碳排放量出现持续且稳定的增长。经济产量及人口的增长是该长期趋势的主要驱动力；同时，这些国家高度依赖化石燃料也在其中起到重要的作用（图4）。自2010年后，非经合组织国家能源结构的能源效率及碳强度的提升（尤其是中国）导致了排放增长的缩减，但其仍然十分可观。
图4 二氧化碳排放量变化的驱动力，选定的非经合组织国家
总的来说，自2010年来三分之二的国家二氧化碳排放量出现了增长（图5）。33个国家（超过总数的20%）年均增长速度超过了5%；其排放总量占全球总量的5%且均匀的分布在不同的地区。
图5 2010~2017年二氧化碳排放量变化按不同国家数量区划分
2010~2017年，全球排放量每年增长1个百分点，其最主要受到中国（+2.4%）和美国（-1.7%）趋势的影响，其排放量占比分别为28%和15%。年间，印度每年的增长率均超过了4%。
电力/供热部门以及运输部门的二氧化碳排放量在排放总量中的占比达三分之二（图6），这与2010年来二氧化碳排放量的增量相当；剩余三分之一的排放量出现在建筑及工业部门。各国终端消费量的占比各有不同：美洲国家交通部门是主要的排放部门，而在亚洲地区，超过一半的排放量源自发电，而交通部门排放量占比小于六分之一。
图6 2017年全球二氧化碳排放，按部门划分
当将二氧化碳排放量从发电部门重新分配到终端部门中时，情况发生了变化：工业部门二氧化碳排放量在总排放量中的占比略低于一半，而建筑部门以及运输部门各占1/4。建筑部门消费了全球一半的电力（21000太瓦时），另一半则是工业部门消费；运输部门在电力消费中占比很少。经合组织国家建筑部门消费量最大，而亚洲地区则是工业部门消费量最大：由于两个地区发电的碳强度不同，从全球水平上来看，工业部门间接排放略微上涨。
2010~2017年，全球接近一半排放量的增长来源于亚洲地区的发电：印度和中国二者独自推动了发电部门的二氧化碳排放，每年达2亿吨（图7）。
图7 发电部门每年排放变化量的驱动力
自2000年以来，发电需求每年增加600太瓦时，这一巨大增长是全球发电排放量增加的主要驱动力，同时并没有被发电碳强度任何的显著下降所抵消。由于严重依赖燃煤电厂的亚洲的作用越来越大，所以尽管过去20年大多数主要生产国的碳排放强度下降，但世界平均水平仍相对持平。2010年后登记的可再生能源普及率和电厂效率的提高，有助于减少单位发电量的排放，并将2010~2017年的排放年增长率降低到前十年的一半。
建筑部门是导致电力需求增加的两大部门之一。但是，尽管全球对电力的依赖都很大，但各国之间的能源结构存在差异。在经合组织中，80%的天然气消费用于供暖、电器、照明和空调的电力（图8）。在非经合组织国家中，可以观察到不同的模式：生物质的比例通常很高，特别是在非洲和亚洲（不包括中国），特别是传统的用于烹饪的生物量，通常是不可持续消费的。
图8 2017年建筑部门的能源消费按能源品种划分
在大多数地区，自2000年以来建筑部门的能源结构几乎没有变化，除了中国在电力和天然气增长的同时，生物质消费量下降了40多个百分点。
另一个严重依赖电力的部门是工业。在过去20年中，主要由电力和煤炭驱动的工业总能源消费量在全球范围内增长了1亿吨油当量（图9），几乎达到了3亿吨油当量，占全球最终能源消费量的30%。虽然许多国家的消费量有所下降，但中国和印度的消费量增加了两倍，分别达到1亿吨油当量和2000万吨油当量；中国工业的排放量（包括电力的间接排放量）超过了美国的总排放量。
图9 2000~2017年工业部门能源消费变化量按来源及子部门划分
煤炭是钢铁和有色金属行业的能源需求增长的主要来源；化学行业的天然气消费量和煤炭（几乎完全在中国）都大幅增长，而石油则保持平稳；所有工业子行业的电力都以可比的速度增长。全球范围内，仅钢铁行业的煤炭燃烧就产生了20亿吨二氧化碳。
2000~2017年，全球运输部门排放量年均增加2%，达到8亿吨二氧化碳。除危机期间的下降外，其他地区的交通运输没有出现任何重大下降。公路运输，主要是客运运输，占运输总排放量的四分之三，是绝对增长率最高的运输方式（增加1.7亿吨二氧化碳），增长率仅次于国际航空（每年2%和3%）。如此大的增长主要是由亚洲国家推动的（图10）。
图10 不同国家公路运输二氧化碳排放
自2000年以来，中国和印度的公路运输排放量分别增加了4倍和3倍；柬埔寨、印度尼西亚、越南和泰国也经历了类似的增长率。然而，尽管有这样的增长，许多亚洲国家的人均道路排放水平仍然比美国低一个数量级，在美国，交通运输占总排放量的三分之一以上。
人均排放量仍存在较大差异
人均排放量不仅存在运输上存在差异，总体上人均排放也存在差异：2017的人均二氧化碳排放量为4.4吨，但全球一半以上的人口排放量低于人均2吨（图11）。自2000年以来，中国的人均排放量几乎增加了两倍，达到了与欧盟（EU）在20世纪20年代初相似的水平；虽然人口增长率不到10%，但二氧化碳排放总量几乎增加了两倍。2000年至2017年间，印度的排放量翻了一番，但其人均价值仍为欧盟的四分之一。非洲的人均排放量是所有地区中最低的，约为美国的十分之一，没有任何增长。如果印度和非洲的人均排放量达到与欧盟相似的水平，那么大气中还会释放出13 亿吨二氧化碳（超过当前水平的三分之一）。
图11 不同区域二氧化碳人均排放量
能源是排放的关键驱动力
在燃料燃烧产生的二氧化碳排放的推动下，1990~2015年，与能源相关的温室气体排放量增加了12.6亿吨；其他温室气体来源（工业过程、农业和其他）加起来增加了2.7亿吨（图12）。
图12 全球人为温室气体排放
与能源有关的排放量在温室气体排放总量中所占的份额增长，主要是由于非附件一国家增加了能源消费，2015年与能源有关的排放量在翻了一番多之后，从占温室气体排放总量的57%增长到70%（图13）。在同一时期，附件一所列国家在能源和其他来源上减少了大约10%的温室气体总量。由于约90%的能源相关排放来自碳的氧化，因而二氧化碳是能源类别的温室气体排放的最大来源。
图13 温室气体排放—能源及其他来源
2015年，全球能源部门的二氧化碳排放量约占温室气体排放总量的四分之三，比1990年高出4个百分点。因此，它们仍然是缓解气候变化辩论的核心，是更广泛的政治议程中需要解决的主要问题之一。
由于能源部门约占全球温室气体排放量的四分之三，能源部门的行动可以做出或打破实现全球气候目标的努力。在过去，工业化国家排放了大部分人为温室气体。然而，在2007年，非附件一国家的排放份额超过了附件一国家，并且一直在迅速上升（图13）。为了向低碳世界转变，所有国家都必须做出缓解的努力，以能源需求和能源供应的排放为目标。
2015年12月，国际社会通过了具有历史意义的《巴黎协定》，其中包括2020年以后的温室气体减排行动。这是第一个将缓解义务扩大到所有国家的国际气候协定，包括发达国家和发展中国家。
《巴黎协定》的长期目标是雄心勃勃的：将气温上升限制在“远低于工业化前水平的2摄氏度”，并努力将上升限制在1.5摄氏度。为了实现这些目标，各国“旨在尽快达到全球温室气体排放峰值”和“此后迅速削减”以“在本世纪下半叶实现温室气体人为源排放量和汇清除量之间的平衡”，基本等同于此时实现净零排放。
该协议以创纪录的速度获得批准，并于2016年11月4日生效。截至2019年9月20日，《巴黎协定》共有197个签署国，其中185个已批准该协定（《气候公约》，2019年）。
2018年12月，各国在波兰卡托维兹举行的第24届巴黎会议上就执行《巴黎协定》的“规则手册”达成协议。本手册就排放核算、减排行动透明度和财政支持等问题提供了指导方针。
图14A 前十大排放方（中国和印度除外）的历史二氧化碳排放量（1990-2017）和减排目标（2020、2025、2030）
图14B 中国和印度的历史二氧化碳排放量（1990-2017）和排放强度降低目标（2020、2030）
各国现在已将重点转移到明确和透明地履行承诺和提高雄心水平上。《巴黎协定》的基础是各国作出的国家决定的贡献，这些贡献旨在勾勒出它们解决气候变化问题（包括减少温室气体排放）的“最高可能雄心”。目前的国家数据中心涵盖2020年至2030年或2025年这一时期，大多数国家包括表1和图14（A和B）中总结的十大排放国和其余国际能源机构成员国的量化减排目标。提交（预期）国家数据中心的国家占全球二氧化碳排放量的96%。
表1 十大排放国和国际能源署成员国的温室气体减排目标
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