文献阅读 | 中国非CO2温室气体：排放路径、减排选择与潜力

题目

China’s Non-CO2 Greenhouse Gas Emissions: Future Trajectories and Mitigation Options and Potential

作者

Jiang Lin, Nina Khanna, Xu Liu, Fei Teng & Xin Wang

期刊

Scientific Reports

时间

 2019年

一作

单位

Energy Analysis and Environmental Impacts Division, Energy Technologies Area, Lawrence Berkeley National Laboratory

链接

https://www.nature.com/articles/s41598-019-52653-0

研究内容

中国是世界最大的能源消费国和CO2排放国，也是重要的非二氧化碳温室气体排放国。2014年，中国的非CO2温室气体排放达到了20亿公吨；在未来，伴随着城镇化的继续推进和消费选择、终端用能行为的转变，中国的非CO2温室气体排放量还有可能进一步增长。

已有研究强调了减少包括非CO2温室气体在内的短寿命气候污染物排放对推动实现2℃气候目标的重要性；IPCC于2018年底发布的《1.5℃特别报告》更指出了非CO2温室气体减排、尤其是甲烷减排对于全球气候目标的关键意义。 就中国而言，中国在“十三五”计划和《“十三五”控制温室气体排放工作方案》中已经指出了对非CO2温室气体排放控制的重视，但仍然未在蒙特利尔议定书的基加利修正案之外提出明确、清晰的减排目标和减排时间线。与此同时，研究指出中国可能有较大的非CO2温室气体减排潜力。然而，底层数据和重视程度方面的挑战，使得与中国未来非CO2温室气体排放路径和减排潜力相关的研究仍然很少，并且往往存在较大的不确定性。 本研究基于LEAP模型软件平台构建了一个新颖的自底向上终端消费模型DREAM（China 2050 Demand Resources and Energy Analysis Model，图1）。借助这一模型，作者分析了中国各部门CO2和非CO2温室气体排放的驱动因素，以及在大规模采取具备较高效益成本比的减排方案时中国到2050年的温室气体减排潜力。 本文共构建了以下三个情景： 基准情景：仅考虑已实施和已公布的减排政策以及自发技术进步的影响。除了为实现《蒙特利尔议定书》减排目标而对HCFC-22生产相关排放的控制外，2050年前不实施其他的非CO2温室气体减排措施。 CO2减排情景：以CO2减排为目标，到2050年，能源和电力部门全面采取在当前已达到或接近成本效益可行的技术，且技术效率达到当前最高水平。 CO2与非CO2温室气体共同减排情景（全面减排情景）：除CO2减排技术外，在煤炭开采、天然气、废弃物填埋、农业、电力、制冷、HCFC-22生产等各部门全面采取当前技术经济可行的非CO2减排技术。             

图1 China 2050 DREAM模型结构

研究发现

在全面减排情景下，中国总温室气体和非CO2温室气体排放量都将更早、并且于更低值达峰。以100年全球辐射强迫潜势（GWP100）计算，基准情景下，中国温室气体总排放量到2036年才能达到170亿吨当量的峰值，而非CO2温室气体排放将在2030年达到24亿吨当量的峰值。而在全面减排情景下，中国温室气体总排放量达峰年份将提早到2023年，对应排放峰值为123亿吨当量；非CO2温室气体排放量达峰年份也将提早到2020年，对应峰值为20亿吨当量，并将于2050年逐渐下降至12亿吨当量。从部门贡献来看，废弃物和废水处理、工业过程排放和农业等非能源部门的排放量将是基准情景下排放非CO2温室气体最多的部门（其中工业过程和农业部门的排放量到2050年可分别达非CO2温室气体排放的1/3），也是全面减排情景下有较大减排潜力的部门（图2）。

图2 (a)基准情景和(b)CO2与非CO2共同减排情景下，中国2010-2050年非CO2温室气体排放量变化（填充柱状图表示能源部门，虚线柱状图表示非能源部门）

全面采纳经济和技术可行的减排方案所能降低的非CO2温室气体排放量将少于所能降低的CO2排放量。在全面减排情景下，从2010年到2050年，非CO2温室气体在中国总温室气体当量排放中的比例将从17%上升到20%（图3(a)）。这意味着，较之于非CO2减排措施，经济可行的CO2减排措施更具备可得性，也更有潜力得到大规模的推广。

图3 中国非CO2温室气体排放量(a)在总温室气体排放中的占比及(b-c)组成

甲烷和N2O在非CO2温室气体排放中占比最大，在100年GWP的计算方法下，到2050年全面减排情景下这两种气体的贡献将分别为55%和34%（图3(b)）。不同的计算方式所得到的非CO2温室气体排放量大小和占比将有较大差异，例如，以更强调温室气体短期影响的20年辐射强迫潜势（GWP20）计算，则中国非CO2温室气体排放当量将明显更高，且到2050年甲烷排放在其中的占比也会提高到74%、N2O的占比则下降到15%（图3(c)）。

就非CO2气体的减排潜力而言，到2050年，全面减排情景下CO2和非CO2减排措施的实施共能够降低8.7亿吨非CO2温室气体排放；其中CO2减排措施能够贡献8%的减排潜力，大部分非CO2温室气体减排仍是来自于针对非CO2温室气体排放的减缓措施（图4），尤其是这些措施给工业过程和农业部门带来的减排量（贡献了超过减排总量的70%）。

图4  不同情景下中国非CO2温室气体排放路径

综合以上情景分析，作者指出了针对非CO2温室气体排放的各类具体措施在中国非CO2温室气体减排中的重要意义。通过大规模实施目前已经较为成熟的、经济可行的新技术和措施，到2050年，相比基准情景，中国将有可能实现47%的非CO2温室气体减排量。

作者也提出，中国需要在前期已在HFCs减排合作的基础上建立更全面的减排政策框架；建议在将要出台的“十四五”计划中进一步明确减排目标、减排路径和部门减排方案，把握减排和转型机遇，在巴黎协定框架下强化国家自主贡献目标，在推进可持续发展转型的同时更好地起到在国际气候行动上的领导作用。同时，中国需要更多、更完善的针对非CO2减排路径和措施的成本效益分析研究，并且这类研究应采用本地化数据、将更多部门（包括非常规天然气开采部门）的减排潜力纳入考虑，为相关决策提供更好的科学支撑。

编辑：吴雅珍

排版：胡卉然

相关阅读

5 文献阅读 | 贸易驱动的中国空气污染和健康影响迁移

点击“阅读原文”浏览小组主页