关于「碳排放」，你想要的数据都在这儿，逸散

碳排放的一些基本数据

今天，我们可能很希望了解实现碳减排或碳中和的具体路径，了解碳排放的根本来源，以及被消耗的碳资源的最终服务领域。从源头和去向上分析碳排放产生的原因，可以帮助我们更好地理解资源、经济发展和控制排放之间的关系。在此之前，我们有必要对一些基础数据进行概括性地分析。

以下的内容主要是图表形式展现，在第一部分中列出了：

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 14px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; background-color: rgb(255, 255, 255);">￬中国与全世界人均碳排放数据和对比

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 14px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; background-color: rgb(255, 255, 255);">￬扣除国际贸易影响的实际碳排放水平

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 14px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; background-color: rgb(255, 255, 255);">￬中美两国全球碳排放占比变化

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 14px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; background-color: rgb(255, 255, 255);">￬碳排放的来源

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 14px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; background-color: rgb(255, 255, 255);">￬各行业碳消费的比例关系

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 14px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; background-color: rgb(255, 255, 255);">￬单位GDP能耗

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 14px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; background-color: rgb(255, 255, 255);">￬能源生产的单位碳消耗

inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 14px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; background-color: rgb(255, 255, 255);">￬人均GDP增长与人均碳消耗的对比

中国的人均碳排放在2019年达到了7吨左右。下面的这个曲线表明，从2000年开始，随着中国加入世界贸易组织，加入全球化发展，给中国经济发展带来巨大动力，从2000年2.5吨左右的人均碳排放，快速增长至7吨。

图1. 中国人均碳排放数据

尽管人均碳排放发展迅速，与全球人均碳排放相比，中国的人均碳排放仍低于主要发达经济体：美国、加拿大、澳大利亚、日本、韩国。同时低于以能源出口为主要经济形式的沙特、阿联酋、土耳其、蒙古、哈萨克斯坦。基本与墨西哥、智利、阿根廷、埃及持平。

图2. 2019年全球人均碳排放对比

当我们衡量或比较全球碳排放量时，往往是基于全社会生产的排放量，即，一个国家自己境内产生的碳排放量。实际上，这些生产的一部分被用来作为国际贸易，输出到其它国家，也就是替其它国家实现了碳排放（反之亦然，进口碳排放）。

为了发掘实际用于自身消费的碳排放数据，正确估算消耗碳排放值，去除贸易影响，显示实际的消费碳值，有下面的消费碳排放数据。

目前，中国每年有100亿吨碳排放，其中有10亿吨碳排放与出口相关，剩余的90亿吨是中国国内消费产生的。

图3. 年度实际碳排放总量与基于消费的碳排放量对比

全球范围内，谁的排放最多？历史情况如何？

以下是中美两国在全球碳排放所占比例的对比。到2019年，中国碳排放占全球的28%，美国已经下降为15%. 美国在一战到二战之间，成为全球经济领导者，当时全球的碳排放占全球总量的一半。

图4. 中美碳排放全球占比变化

排放总量与经济总量、人口直接相关。中国在近二十年中，快速成长为全球第二大经济体，同时人口第一，碳排放占比达到28%有深刻的意义。下图是全球碳排放地图，主要经济体、人口大国的碳排放占主导地位。中国、美国、俄罗斯、日本、印度、印尼、伊朗、加拿大、澳大利亚、德国、巴西、墨西哥、南非、沙特、土耳其等国家碳排放占比较高。

图5. 2019年全球不同国家与地区碳排放占比

那么碳的来源是什么呢？

碳排放的主要来源是燃烧化石燃料，以及工业生产水泥造成的。

下图是中国碳排放来源及其变化。包括：煤炭，石油，天然气，水泥生产等。可见，碳排放的来源与能源结构直接相关，而且会随着社会发展，结构发生变化。2000年后，中国的煤炭用量剧增，石油与天然气的占比也在增加。

图6. 中国的碳排放来源

图7. 中国碳排放来源的各自占比

上面的图表着重于二氧化碳。但是，二氧化碳并不是唯一的温室气体。其他气体，包括甲烷和一氧化二氮，也对全球变暖产生了重大影响。下面的图表是各个行业消费的等效二氧化碳温室气体排放值。

图8. 2016年中国各个行业等效碳排放数据

由于能源对碳排放的贡献很大，因此减少能源消耗不可避免地有助于减少排放。但是，一些能源消耗对于人类的福祉和生活水平的提高至关重要。

因此，单位GDP能耗密度是一个更有意义的指标。它可以衡量单位国内生产总值所消耗的能源数量。它有效地表明一个国家使用能源的效率。较低的能耗密度意味着每单位GDP需要的能源更少。

图9. 中国的单位GDP能耗密度

由上图可见，中国的单位能耗密度持续降低，说明中国在技术进步与节能减排方面做出的巨大努力。下面的图是对比中国与世界其它国家或地区在能耗密度上的差别。中国当时（2016年）与加拿大、俄罗斯、沙特、伊朗基本持平，略高于澳大利亚；低于美国、欧洲的平均水平。

图10. 2016年全球能耗密度对比

上图所示的能耗密度是监测各国在减排方面的一项重要指标。另一个关联的关键部分是碳排放密度，即：每单位能源排放的二氧化碳量，也是越小越好。

图11. 中国单位能源所消耗的碳值

图12. 全球单位能源消耗碳值对比（2016年）

实际上，我们可以通过以下方式减少排放量：1）使用更少的能源；2）使用低碳能源。目前，全球都在更快地推动新能源发展，随着我们将能源结构向低碳能源（例如可再生能源或核能）过渡，我们每单位能源排放的碳量就可以减少。

碳排放是不是意味着GDP增长越快，排放就越多？

为了减少排放并同时实现繁荣，我们必须将经济增长与碳排放脱钩。以下是中国的人均碳排放和人均GDP变化数据，可见中国承担了发展的责任，GDP增速远高于碳排放增速。从2010年以来的10年，中国的人均碳排放数据基本维持稳定。

图13. 中国的人均碳排放和人均GDP变化数据

全球温室气体排放来自何处？

全球每年大概产生50亿吨二氧化碳排放，为了防止这种温室气体引起更快速的气候变化，我们需要制定减排指标。为了弄清楚如何有效地减排，我们首先需要明白排放从何而来。

下面这张图表显示了2016年全球温室气体排放量的细分。这是《气候观察》和世界资源研究所发布的最新的按行业划分的全球排放量细分。

图14. 各行业碳排放占比

从该图可以看到，总体而言，近四分之三的排放量来自能源使用。几乎有五分之一来自农业和土地使用 （当我们将整个粮食系统（包括加工、包装、运输和零售）考虑在内时，这一比例增加到四分之一）；其余8％来自工业和废物。

为了解每个行业类别中包含的内容，我对每个行业进行了简短描述。这些描述来自政府间气候变化专门委员会（IPCC）的《第五次评估报告》。

排放来自许多部门：我们需要许多解决方案来使经济脱碳

从下面的细分中可以明显看出，全球排放的原因是多方面的。这意味着仅靠电力、运输、食物或控制森林砍伐是不够的，没有单一或简单的解决方案来应对气候变化。

即使在占排放量近四分之三的能源部门内，也没有简单的解决方法。即使我们可以完全减少电力供应的碳排放，我们也需要使所有供暖和交通运输电气化。而且，我们仍然需要处理来自航运和航空业的排放——目前还没有低碳技术来应对这些排放。

为了达到净零排放，我们需要在许多领域进行创新。单一的解决方案将使我们无法实现目标。

让我们一步一步地浏览饼图中的每个部分和子部分。

能源（电力，热力和交通）：73.2％

→ 工业能耗：24.2％

钢铁（7.2％）：钢铁生产中与能源有关的排放。

化学和石化（3.6％）：与化肥，制药，制冷剂，油气提取等生产相关的能源相关排放。

粮食和烟草（1％）：烟草制品生产和食品加工中与能源有关的排放（将农产品原料转化为最终产品，例如将小麦转化为面包）。

有色金属（0.7％）：有色金属是铁含量很少的金属：包括铝，铜，铅，镍，锡，钛和锌，以及黄铜等合金。这些金属的制造需要能量，这会导致排放。

纸和纸浆（0.6％）：与木材转化为纸和纸浆相关的能源相关排放。

机械（0.5％）：机械生产中与能源有关的排放。

其他行业（10.6％）：其他行业的制造业与能源相关的排放，包括采矿和采石，建筑，纺织，木材产品和运输设备（例如汽车制造业）。

→ 运输：16.2％

这包括少量的电力（间接排放）以及燃烧化石燃料到电力运输活动的所有直接排放。这些数字不包括机动车辆或其他运输设备制造过程中的排放量–包括在之前的“工业能源使用量”中。

公路运输（11.9％）：包括汽车，卡车，卡车，卡车，摩托车和公共汽车在内的各种形式的公路运输所燃烧的汽油和柴油所产生的排放。公路运输排放量的60％来自乘客旅行（汽车，摩托车和公共汽车）；其余的40％来自公路货运（货车和卡车）。这意味着，如果我们可以使整个道路运输行业电气化，并过渡到完全脱碳的电力结构，则可以将全球排放量切实减少11.9％。

航空（1.9％）：旅客旅行和货运以及国内和国际航空的排放。航空排放量的81％来自旅客旅行；和19％的运费。7客运航空的排放量中有60％来自国际旅行，而40％来自国内。

运输（1.7％）：船上汽油或柴油燃烧产生的排放。这包括客运和货运海上旅行。

铁路（0.4％）：客运和货运铁路旅行的排放量。

管道（0.3％）：燃料和商品（例如，石油，天然气，水或蒸汽）通常需要通过管道运输（在国家内部或国家之间）。这需要能量输入，从而导致排放。劣质的管道也可能泄漏，导致甲烷直接排放到大气中-但是，这方面被归类为“能源生产中的散逸性排放”。

→ 建筑能耗：17.5％

住宅建筑（10.9％）：照明，电器，炊具等的发电和家庭取暖所产生的与能源有关的排放。

商业建筑（6.6％）：照明，电器等的发电以及办公室，饭店和商店等商业建筑中与暖气有关的能源相关排放。

→ 未确定的燃料燃烧（7.8％）

其他燃料产生的能源相关排放，包括电力和生物质热；现场热源；热电联产（CHP）；核工业；和抽水蓄能。

→ 能源生产产生的逸散排放：5.8％

石油和天然气的逸散排放（3.9％）：逸散是在油气提取和运输过程中，由于损坏或维护不善的管道，甲烷经常偶然泄漏到大气中。这还包括火炬——在石油设施中故意燃烧天然气。油井在开采过程中会释放出包括甲烷在内的气体——生产商通常没有现有的管道网络来运输它，或者提供有效捕获和运输所需的具备成本效益的基础设施。但是根据环境法规，他们需要以某种方式处理它：故意燃烧它通常是一种廉价的方法。

煤炭的逸散排放（1.9％）：逸散排放是煤矿开采过程中甲烷的意外泄漏。

→ 农业和渔业能源消耗（1.7％）

在农业和渔业中使用机械产生的与能源有关的排放，例如农业机械和渔船的燃料。

直接工业过程：5.2％

水泥（3％）：二氧化碳的产生是化学转化过程的副产品，该化学转化过程用于生产水泥的组成部分熟料。在该反应中，石灰石（CaCO3）转化为石灰（CaO），并产生副产物CO2。水泥生产还从能源输入中产生排放物-这些相关的排放物包括在“工业能源使用”中。反过来，如果能够利用石灰与CO2结合，重新生成碳酸钙，则是典型的碳捕集与封存技术。

化学品和石化产品（2.2％）：温室气体可以作为化学过程的副产品产生，例如，在生产氨的过程中会排放CO 2 ，该氨用于净化水源，清洁产品以及作为制冷剂，并用于生产许多材料，包括塑料，化肥，农药和纺织品。化学和石化制造业也从能源输入中产生排放物-这些相关的排放物包括在“工业能源使用”中。

废弃物：3.2％

废水（1.3％）：动植物，人类及其废物中的有机物和残留物可以收集到废水系统中。当该有机物分解时，会产生甲烷和一氧化二氮。

垃圾填埋场（1.9％）：垃圾填埋场通常是低氧环境。在这些环境中，有机物分解时会转化为甲烷。

农业，林业和土地利用：18.4％

农业，林业和土地利用直接占温室气体排放的18.4％。整个食品系统（包括制冷，食品加工，包装和运输）约占温室气体排放量的四分之一。我们在这里详细介绍一下。

草地（0.1％）：当草地退化时，这些土壤会失去碳，在此过程中转化为二氧化碳。相反，当恢复草地（例如从农田中）时，碳会被隔离。因此，此处的排放是指这些碳损失以及来自草地生物量和土壤的碳损失的净余额。

耕地（1.4％）：根据耕地使用的管理方法，碳可能会损失或封存到土壤和生物量中。这影响了二氧化碳排放的平衡：耕地退化时会排放出CO2。或在恢复时被隔离。碳库的净变化被记录在二氧化碳的排放中。这不包括牲畜放牧地。

砍伐森林（2.2％）：林业覆盖面变化产生的二氧化碳净排放量。这意味着重新造林被算作“负排放”，毁林被算作“正排放”。因此，林业净变化是林业损失与收益之间的差额。排放是基于森林中失去的碳储量以及森林土壤中碳储量的变化而产生的。

焚烧农作物（3.5％）：焚烧农业残留物（稻米，小麦，甘蔗和其他农作物等农作物的剩余植被）会释放二氧化碳，一氧化二氮和甲烷。农民经常在收获后焚烧农作物残余物，以备收农作物的土地。

水稻种植（1.3％）：淹水的稻田通过称为“厌氧消化”的过程产生甲烷。由于水淹稻田的低氧环境，土壤中的有机物转化为甲烷。1.3％似乎很可观，但重要的是要说明这一点：大米约占世界卡路里供应量的五分之一，是全球数十亿人口的主要农作物。

农业土壤（4.1％）：将合成氮肥施用于土壤时会产生一氧化二氮（一种强温室气体）。这包括农业土壤中所有农产品的排放，包括人类直接食用的食物，动物饲料，生物燃料和其他非粮食作物（如烟草和棉花）。

牲畜和粪肥（5.8％）：动物（主要是反刍动物，例如牛和羊）通过“肠内发酵”过程产生温室气体-当消化系统中的微生物分解食物时，它们会产生甲烷作为副产物。这意味着牛肉和羊肉往往具有较高的碳足迹，少吃东西是减少饮食中碳排放的有效方法。

一氧化二氮和甲烷可由低氧条件下的动物粪便分解产生。当在狭窄区域（例如奶牛场，牛肉饲养场，猪场和家禽场）管理大量动物时，通常会发生这种情况，在这些区域中，粪便通常以大堆存储或在泻湖和其他类型的粪便管理系统中处置这里的“牲畜”排放仅包括牲畜的直接排放–他们不考虑土地用途变化对牧场或动物饲料的影响。

图15. 2016年中国各行业碳排放

碳达峰碳中和与经济发展的关系

中国要在2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和。同时，中国要在2050年前后，新中国成立100周年时，成为中等发达国家。

图16. 全球GDP对比。

这意味着，中国的人均GDP在等同2019年数据情况下，需要增长到3万到4万美元。按照当前与这个人均GDP对应的人均碳排放应为10～15吨。

所以实现碳达峰、碳中和的目标是非常有挑战的，

→ 首先是经济需要继续增长，继续提升人均GDP水平，势必增加人均碳排放数量

→ 目前的碳排放构成，在燃料线上，主要是煤炭的消耗。如何减少煤炭消耗，或者减少使用煤炭的碳排放（CCUS）是非常困难的

→ 从行业分析，电力/取暖/制造/建筑等是产生碳排放的主要需求。如何改变电力生产的结构、改变取暖方式，使用更多的清洁能源、可再生能源，同时保障经济发展和生产生活需求，非常困难。

尽管挑战艰巨，但实现路径可以从两个方面入手：

从源头入手，对于碳排放源：煤炭、石油、天然气、水泥的使用进行结构化调整。根据资源分配和能源安全保障设定配额目标。总体上，如果能够更多地使用天然气，将对碳减排起到非常关键的作用。如果无法减少煤炭使用，应该对碳使用从源端测算碳排放的价格，然后在消费端通过税收补偿碳捕集、封存和利用的支出。这是碳市场最基本的定价原则，通过消费端的征收，可以分步调整税额，按照2030～2060两个目标调整税额，实现平稳过渡。消费端征收还可以避免“碳资产走私”行为。

从终端消费行业入手，推进节能减排。最重要的还是市场手段，为碳资产定价，首先可以引导能源结构转型，由富碳的化石能源向清洁能源和可再生能源转移。能源结构的变化将改变消费方式，再电气化以及其它工业生产所需的还原剂的使用将改变交通、工业和建筑等高碳排放行业向节能环保方向转变，同时也会改变碳资产的价值，形成正向的反馈，加速减排目标的实现。

另外，对于碳减排不要一哄而上，以能源为例，当前碳减排首要的工作是向清洁能源和可再生能源转型，从发电侧入手；电网侧为碳减排主要是提供传输和分配服务，在任务节奏上要分清主次；在交通、工业和建筑领域对再电气化、氢的利用等还是要以市场为主导，为碳税立法，强化碳资产定价，政府主导招标采购碳捕集、封存与再利用等方案，任何政策的推进应该以科学测算为基础，避免资本狂欢，概念炒作。