碳足跡的概念及核算方法的研究綜述

包寶榮

一、引言

碳足跡概念是源于生態(tài)足跡。生態(tài)足跡最早是由加拿大的生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William(1992)提出，其后并由Wackernagel和 Rees(1996)［1］做出了詮釋和完善了相關(guān)的理論，通過(guò)運(yùn)用土地面積來(lái)表示出人類生產(chǎn)消費(fèi)活動(dòng)而引起的生態(tài)影響，即根據(jù)一定人口數(shù)量所消耗的生產(chǎn)土地、水資源等進(jìn)行研究，再衡量人口所消耗的自然資源。碳足跡作為一種對(duì)碳排放影響的全新計(jì)算概念，是從生命周期的視角來(lái)解釋出不同目標(biāo)的碳排放過(guò)程，主要權(quán)衡某一產(chǎn)品在其生命周期或某種活動(dòng)過(guò)程中所排放出來(lái)的直接和間接的碳排放量，對(duì)研究溫室氣體節(jié)能減排的政策建議提供科學(xué)依據(jù)。因此，對(duì)于碳足跡及對(duì)其計(jì)算方法進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)總結(jié)和述評(píng)是勢(shì)在必行。本文重點(diǎn)總結(jié)了碳足跡的概念和核算方法，并根據(jù)國(guó)內(nèi)外目前碳足跡的研究狀況和趨向做出最后的研究述評(píng)，使碳足跡的相關(guān)理論與核算方法的實(shí)踐相統(tǒng)一，并為我國(guó)未來(lái)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

二、碳足跡的相關(guān)概念研究

碳足跡 (Carbon Footprint)［2］，是指人類在生產(chǎn)消費(fèi)活動(dòng)中所排放出的溫室氣體的排放量。研究者和一些組織機(jī)構(gòu)所提出的定義都大徑相庭，然而，都是用來(lái)測(cè)量碳排放量和為節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)做出合乎情理的理論依據(jù)。其中一些研究者從產(chǎn)品的生命周期的立場(chǎng)出發(fā)，認(rèn)為碳足跡計(jì)算的是某種活動(dòng)或某一產(chǎn)品在整個(gè)生命周期內(nèi)所排放出來(lái)的溫室氣體量。對(duì)于碳足跡內(nèi)涵中所包含的溫室氣體的類別及相關(guān)界限依然存在著爭(zhēng)論，如表 (1)，主要根據(jù)部分研究者對(duì)碳足跡概念在各個(gè)不同研究尺度上的總結(jié):

表格1 部分研究者對(duì)碳足跡的定義

然而那些公司和政府部門給出眾多含義，大部分組織機(jī)構(gòu)的見解:碳足跡主要測(cè)算的是某一活動(dòng)或某一產(chǎn)品所直接排放的CO2或溫室氣體總量，還包括電力消耗相關(guān)的排放量。然而，這些所謂的含義并非來(lái)自正式評(píng)斷的相關(guān)學(xué)術(shù)論文，基本上都是根據(jù)灰色文獻(xiàn)。如Global Footprint Network主要以活動(dòng)或組織為研究尺度，并認(rèn)為碳足跡是根據(jù)某個(gè)活動(dòng)或某組織所消耗的能源程度來(lái)度量溫室氣體排放總量;氣候變化專門委員會(huì)、國(guó)家發(fā)改委以地域界限為研究尺度，定義碳足跡為計(jì)算人類活動(dòng)、生產(chǎn)和消費(fèi)商品以及由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)所產(chǎn)生的CO2、N2O、CH4排放量，以及清除量。

對(duì)于碳足跡的概念，國(guó)內(nèi)的部分研究者也紛紛給出了各自的觀點(diǎn)。耿涌、董會(huì)娟 (2010)［3］等人，認(rèn)為碳足跡是某一項(xiàng)活動(dòng)或某一個(gè)產(chǎn)品的整個(gè)生命周期、或者某一地域界限內(nèi)排放出的直接和間接產(chǎn)生的CO2總量;王微、林劍藝 (2010)等人，將碳足跡定義為某一產(chǎn)品或服務(wù)系統(tǒng)在其全生命周期內(nèi)的碳排放總量;計(jì)軍平、馬曉明 (2011)［4］定義碳足跡為對(duì)某一產(chǎn)品或活動(dòng)在生命周期內(nèi)直接或間接引致的溫室氣體排放量的測(cè)度，用CO2當(dāng)量作單位。

碳足跡概不同尺度來(lái)細(xì)分的話主要包括:國(guó)家碳足跡、企業(yè)碳足跡、產(chǎn)品碳足跡和個(gè)人碳足跡之分，其中最常見的是產(chǎn)品碳足跡，也是研究領(lǐng)域當(dāng)中的主流。產(chǎn)品碳足跡 (Edward Jones G等，2009，Wiedmann和Minx，2007)是指企業(yè)對(duì)氣候變化采取措施的決心，是主要協(xié)助個(gè)體或企業(yè)評(píng)價(jià)其對(duì)社會(huì)環(huán)境造成影響的重要對(duì)象。此外，碳足跡也是主要的評(píng)估工具，有利于減少個(gè)體或企業(yè)今后溫室氣體的排放量，還有利于企業(yè)擬定環(huán)境報(bào)告提供切實(shí)有用的參考依據(jù)。

三、碳足跡核算方法的研究

碳足跡的核算方法是計(jì)算溫室氣體排放的最優(yōu)效的方法之一，國(guó)內(nèi)外主要研究方法有三大類:(1)生命周期評(píng)價(jià)法 (LCA)，主要評(píng)估某一產(chǎn)品在生命周期或服務(wù)過(guò)程中所排放出來(lái)的溫室氣體，是以過(guò)程分析為基礎(chǔ)的自下而上的一種評(píng)價(jià)法;(2)投入—產(chǎn)出法 (I－O法)，是以投入產(chǎn)出分析為基礎(chǔ)的自上而下的模型，此方法是主要利用編制投入產(chǎn)出表來(lái)進(jìn)行核算;(3)IPCC計(jì)算方法，是由聯(lián)合國(guó)氣候變化委員會(huì)提供，各個(gè)國(guó)家的不同企業(yè)提供相應(yīng)的缺省因子是為碳足跡的計(jì)算提供了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)算法。下面根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)以上方法進(jìn)行國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)總結(jié):

1.國(guó)外研究綜述

對(duì)于碳足跡概念西方國(guó)家的研究比較系統(tǒng)，對(duì)研究視角和方法的種類繁多。各個(gè)國(guó)家研究者運(yùn)用對(duì)其碳足跡進(jìn)行核算，且通過(guò)多種分析方法，總結(jié)出對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展有意義的結(jié)論。

Hertwich(2009)從國(guó)家尺度層面上運(yùn)用MRIO模型對(duì)86個(gè)國(guó)家和地區(qū)的碳足跡進(jìn)行核算，得出美國(guó)和香港地區(qū)的碳足跡數(shù)值較高，而非洲地區(qū)明顯較低;對(duì)全球而言，所占比例最高的是由家庭消費(fèi)引起的碳足跡，數(shù)值達(dá)到72%，由政府消費(fèi)引起的碳足跡只占到10%。Druckman和Jackson(2009)應(yīng)用投入—產(chǎn)出模型對(duì)英國(guó)家庭消費(fèi)的碳足跡進(jìn)行核算，進(jìn)行橫向與縱向的相互比較研究，得出將近超過(guò)30%的碳足跡都來(lái)自英國(guó)境外。Soytas使用VAR模型對(duì)美國(guó)的能源消耗、GDP和碳足跡等三個(gè)之間的關(guān)系做了實(shí)證研究，結(jié)果得出碳足跡的Granger結(jié)果檢驗(yàn)得出的原因是能源消耗，而不是GDP的增長(zhǎng)。Ang通過(guò)在研究多種因素分解分析方法后，不論是在技術(shù)操作還是結(jié)果總結(jié)上發(fā)現(xiàn)對(duì)數(shù)平均Divisia指數(shù)方法 (LMDI)都比較適合運(yùn)用在能源政策領(lǐng)域的研究?；贚MDI的因素分解不產(chǎn)生殘差，與其他分解方法相比較其解釋效果更有可信性，因此指數(shù)分解方法已成為主流的碳足跡因素分解方法。Ramirez等人 (2005)運(yùn)用LMDI模型對(duì)中低耗能行業(yè)能源做了相關(guān)分析;Maand Stern(2008)利用LMDI分解法對(duì)我國(guó)1971－2003年的碳足跡進(jìn)行因素分解分析，同時(shí)初次涉及到生物質(zhì)能的排放。

2.國(guó)內(nèi)研究綜述

對(duì)于低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)學(xué)者也極其重視，對(duì)能源領(lǐng)域的碳排放進(jìn)行了足夠多的研究，并能夠熟練運(yùn)用碳足跡這一新興概念。一些研究者對(duì)區(qū)域的能源消費(fèi)碳足跡和GDP之間進(jìn)行了實(shí)證研究;也有些研究者運(yùn)用回歸函數(shù)對(duì)STIRPAT模型進(jìn)行擬合，進(jìn)而研究出多種因素對(duì)碳足跡的影響程度;除此之外，還有些學(xué)者基于LMDI的碳足跡因素分解研究方法來(lái)研究出碳足跡的影響因素的主次關(guān)系。

沈衛(wèi)國(guó)等人 (2008)［5］使用LCA法對(duì)水泥的整個(gè)生命周期的碳足跡做了相關(guān)實(shí)證研究，通過(guò)計(jì)算得出每噸硅酸鹽水泥的溫室效應(yīng)系數(shù)為1.45噸，混合水泥生命周期的溫室效應(yīng)系數(shù)1.21噸，最后得出大力研發(fā)出新型技術(shù)來(lái)降低熟料水泥用量，對(duì)減少碳足跡有重大意義。劉燕娜等人 (2008)運(yùn)用對(duì)數(shù)平均權(quán)重分解法對(duì)福建省1994－2008年間的人均碳足跡做了系統(tǒng)的研究，具體分解出經(jīng)濟(jì)規(guī)模、能源結(jié)構(gòu)和能源效率等因素對(duì)人均碳足跡的影響。胡初枝等 (2008)［6］根據(jù)EKC模型，運(yùn)用平均分配余量的方法對(duì)我國(guó)碳足跡的動(dòng)態(tài)變化做了分析，最終結(jié)果表示碳足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間具有“N”型關(guān)系，目前來(lái)講產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)碳足跡具有微小的減量效果，有待優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu);良好的技術(shù)對(duì)碳足跡具有顯著的正面影響，抑制二氧化碳排放任務(wù)核心需放在提高減排技術(shù)問(wèn)題上。汪宏韜 (2010)［7］評(píng)價(jià)比較了不同尺度的碳足跡因素分解方法，運(yùn)用LMDI分解法從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、產(chǎn)業(yè)排放系數(shù)等方面對(duì)上海1995－2005年間的能源消費(fèi)碳足跡排放進(jìn)行因素分解實(shí)證研究。唐建榮等 (2013)［8］基于PLS模型對(duì)我國(guó)能源消費(fèi)碳足的影響因素的關(guān)鍵性進(jìn)行了定量分析。周國(guó)富、宮麗麗 (2014)［9］分析出能源消耗碳足跡衡量指標(biāo)，計(jì)算京津冀地區(qū)1996－2011年的能源消費(fèi)碳足跡，再采用STIRPAT模型進(jìn)行擬合回歸，探究經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳足跡之間的定量關(guān)系，得出能源消耗碳足跡的影響因素。

四、研究述評(píng)

在全球氣候變暖的背景下，碳足跡這一概念能夠被構(gòu)造出來(lái)并成為公共生活領(lǐng)域當(dāng)中的盛行詞，世人皆知僅是大勢(shì)所趨。然而關(guān)于碳足跡的概念、核算方法、衡量單位及適用范圍等的認(rèn)識(shí)尚未形成統(tǒng)一意見，因此約束了更深入研究和探討。目前研究中所存在的問(wèn)題表現(xiàn)如下:(1)從研究角度來(lái)看，過(guò)去的研究總是碳足跡與碳排放二者混淆起來(lái)。(2)從地域界限來(lái)看，以往的研究中地域界限的界定參差不齊，具有“橫向不可比，縱向不可加”的特點(diǎn)。(3)從研究方法上看，自下而上的生命周期評(píng)價(jià)法和自上而下投入—產(chǎn)出分析方法同時(shí)存在，并以前者為主，但容易出現(xiàn)不可避免的誤差。(4)從單位選擇上看，一些研究者認(rèn)為碳足跡等同于碳排放，使用質(zhì)量單位來(lái)衡量，但使用噸二氧化碳還是噸二氧化碳當(dāng)量 (CO2e)方面仍存在著爭(zhēng)論?；诖?，未來(lái)研究方向要注意以下兩點(diǎn):一、應(yīng)明確界定碳足跡的概念內(nèi)涵，并與碳排放的概念區(qū)別開來(lái)。二、建立全面的碳足跡核算方法。結(jié)合使用生命周期評(píng)價(jià)法和投入—產(chǎn)出分析法，構(gòu)建一個(gè)既詳細(xì)又綜合的分析方法。

綜合以上，國(guó)外碳足跡的研究比較成熟、研究角度種類繁多。國(guó)內(nèi)對(duì)碳足跡的實(shí)質(zhì)性研究還較少，且研究方法和視角均比較單一，有必要進(jìn)一步的完善。本研究成果和經(jīng)驗(yàn)，能為碳足跡的核算提供方法論上的指導(dǎo)，從而更好地促進(jìn)我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

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