產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳排放核算方法研究

陳彬++楊維思

摘要 產(chǎn)業(yè)園區(qū)是一個協(xié)同實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的重要單元，同時也是重點碳排放源，其轉(zhuǎn)型和發(fā)展對實現(xiàn)國家和地區(qū)的低碳戰(zhàn)略起到關(guān)鍵作用。碳排放核算方法影響園區(qū)碳排放水平的評估，是制定有效碳減排策略的基礎(chǔ)。產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳排放核算需要明確核算對象、核算結(jié)果表征和核算范圍。本研究首先界定核算對象，辨析“二氧化碳量”與“二氧化碳當(dāng)量”兩種表征方式，認(rèn)為二氧化碳量可以反映產(chǎn)業(yè)園區(qū)能源結(jié)構(gòu)，而二氧化碳當(dāng)量則能夠量化園區(qū)的不同排放過程和環(huán)境效應(yīng)。同時，從價值鏈角度出發(fā)，將園區(qū)碳排放核算劃分為三個Scope，分別反映園區(qū)直接排放和上下游關(guān)聯(lián)企業(yè)的間接排放。然后，從排放活動和部門關(guān)聯(lián)出發(fā)，分析三種典型碳排放核算方法（清單分析法、投入產(chǎn)出分析和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析），進(jìn)一步劃分為流量分析模式和結(jié)構(gòu)分析模式。流量分析模式主要從排放量角度對園區(qū)內(nèi)部及其上下游產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的碳排放活動進(jìn)行核算；結(jié)構(gòu)分析模式則聚焦園區(qū)相關(guān)碳排放部門和價值鏈的組織形式，從投入產(chǎn)出或者網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)角度開展分析。研究發(fā)現(xiàn)清單分析法可以自下而上量化產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳排放活動的流量，投入產(chǎn)出法則自上而下揭示碳排放單元的直接和間接流量以及平行結(jié)構(gòu)，而生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析則采用混合式核算模式刻畫碳排放單元之間的網(wǎng)狀關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。最后，本研究初步提出了產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳排放核算方法的研究框架，力求提高排放因子精度，改進(jìn)核算模式和建立動態(tài)核算模型，對碳排放總量和結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測，從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的低碳發(fā)展。

關(guān)鍵詞清單分析；生態(tài)網(wǎng)絡(luò)；投入產(chǎn)出分析

中圖分類號X321文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1002-2104（2017）03-0001-10doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2017.03.001

產(chǎn)業(yè)園區(qū)（以下簡稱園區(qū)）是區(qū)域主要生產(chǎn)要素與能力的聚集地，表征相關(guān)產(chǎn)業(yè)在特定區(qū)域的發(fā)展水平[1]。同時，產(chǎn)業(yè)園區(qū)也是區(qū)域碳排放的主要來源，開展碳減排活動對于應(yīng)對全球氣候變化和實現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。低碳園區(qū)則是產(chǎn)業(yè)園區(qū)為達(dá)成低碳發(fā)展任務(wù)、建立可持續(xù)發(fā)展模式的新型工業(yè)組織形式，已成為應(yīng)對諸多與低碳發(fā)展密切相關(guān)的資源與環(huán)境等約束性問題的理想園區(qū)模式[2]。為實現(xiàn)低碳化轉(zhuǎn)型，國內(nèi)外已經(jīng)開展了大量園區(qū)低碳發(fā)展研究和低碳建設(shè)實踐。2011年國務(wù)院發(fā)布了《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》，明確提出“依托現(xiàn)有高新技術(shù)開發(fā)區(qū)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)等產(chǎn)業(yè)園區(qū)，建設(shè)以低碳、清潔、循環(huán)為特征，以低碳能源、物流、建筑為支撐的低碳園區(qū)”[3]；2013年工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布《關(guān)于組織開展國家低碳工業(yè)園區(qū)試點工作的通知》等推動工業(yè)園區(qū)低碳化發(fā)展的重要文件，55家工業(yè)園區(qū)率先獲批成為低碳工業(yè)園區(qū)建設(shè)試點[4]；2013年，美國可持續(xù)社區(qū)發(fā)展協(xié)會和中國21世紀(jì)議程管理中心聯(lián)合發(fā)布《中國工業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展研究報告》，報告中提出了一套園區(qū)低碳發(fā)展的評價指標(biāo)體系，并對23個國家和省級園區(qū)進(jìn)行了預(yù)評估[5]；2015年，美國可持續(xù)社區(qū)發(fā)展協(xié)會編寫了《中國生態(tài)工業(yè)園區(qū)政策趨勢—中國低碳競爭力與國家級經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)》，分析我國目前三大類園區(qū)的項目管理情況，深入探討其對低碳轉(zhuǎn)型的潛在影響、工業(yè)園區(qū)參與的動力和障礙[6]。而國外對產(chǎn)業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展也高度關(guān)注。比利時Flanders地區(qū)已經(jīng)針對產(chǎn)業(yè)園區(qū)制定碳中和發(fā)展策略，致力于提升建筑和生產(chǎn)過程中實現(xiàn)綠色電力消費(fèi)[7]；韓國為降低產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳排放，鼓勵產(chǎn)業(yè)園區(qū)實施能量和資源再生項目的實施[8]；英國NEPIC于2015年提出LOCIMAP計劃，推動歐洲地區(qū)的化工園區(qū)在碳減排方面的技術(shù)創(chuàng)新并推行碳封存技術(shù)[9]；日本政府經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)部門和環(huán)境部在北九州、川崎和青森縣三個地方的產(chǎn)業(yè)園區(qū)引入以資源再利用為主的環(huán)保產(chǎn)業(yè)助推當(dāng)?shù)氐吞冀?jīng)濟(jì)發(fā)展[10]。明確園區(qū)碳排放特征有利于推動園區(qū)低碳化和制定可靠的減排方案。而碳排放核算是掌握園區(qū)碳排放水平并識別主要碳排放源的核心手段。盡管園區(qū)碳排放核算已經(jīng)在案例研究和方法學(xué)探討上有所積累，但是核算方法尚未形成結(jié)構(gòu)清晰的框架。因此，本研究綜述園區(qū)碳排放核算方法，將其梳理為兩種模式：流量分析和結(jié)構(gòu)分析，并從核算方法演化趨勢的角度進(jìn)行探討。

1園區(qū)碳排放核算要素

1.1核算對象及結(jié)果表征

確定園區(qū)核算對象的依據(jù)來自兩個路徑：一是參考國際公約、標(biāo)準(zhǔn)、政府文件等官方文件中列出的溫室氣體種類，二是結(jié)合園區(qū)實際的碳排放源明確具體核算對象。國際上一些權(quán)威的文件可提供碳排放核算對象參考（見表1）。產(chǎn)業(yè)園區(qū)的碳排放源分為兩種類型：類型Ⅰ是基于排放部門，分為①原料開采；②農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)；③能源供應(yīng)；④建筑和基礎(chǔ)設(shè)施；⑤工業(yè)生產(chǎn)；⑥交通運(yùn)輸；⑦廢物處理；⑧景觀綠化。類型Ⅱ則基于排放過程，分為①一次能源燃燒；②二次能源使用；③其他化學(xué)過程（生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，焚燒和填埋，污水處理過程）。碳匯則是園區(qū)內(nèi)綠化景觀植物。在確定溫室氣體排放類型時，類型Ⅰ、類型Ⅱ與溫室氣體具有層級結(jié)構(gòu)，類型Ⅱ可看作類型Ⅰ在明確溫室氣體排放時的轉(zhuǎn)換單元，氣體排放種類與類型Ⅱ中的各個組分直接關(guān)聯(lián)（見圖1）。其中，核算能源消耗（一次能源燃燒和二次能源使用）的排放氣體種類有二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O），且以二氧化碳（CO2）為主；在生產(chǎn)加工過程中，核算的溫室氣體種類依據(jù)生產(chǎn)工藝而定，可包含二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氯氟烴（CFCS）、六氟化硫（SF6）；焚燒、填埋和污水處理過程中排放的溫室氣體一般包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）。

劉麗榮等依據(jù)類型Ⅰ將蘇州工業(yè)園區(qū)碳排放部門分為工業(yè)生產(chǎn)、交通、住宅建筑以及綠地，核算對象主要來自能源消耗排放和綠地吸收的二氧化碳[11]。張雁飛等將山東某工業(yè)園區(qū)內(nèi)碳排放源分為能源直接燃燒、外部輸入的電力、熱力、固體廢棄物處理處置過程和水泥生產(chǎn)過程，選取二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）共3種溫室氣體為核算對象[12]；魏康霞和廖兵對南昌某工業(yè)園區(qū)進(jìn)行核算時將碳排放源劃分為工業(yè)及建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)及其他、居民生活，主要計算各個部門能源消耗引起的碳排放，共選取6種溫室氣體，分別為二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCS）、全氟化碳（PFCS）和六氟化硫（SF6）[13]。而基于類型Ⅱ，熊鵬和劉慧麗[14]、李春燕和王勝[15]、謝華生等[16]則直接關(guān)注園區(qū)能源消耗引起的二氧化碳排放。另外，張敏高在對蘇州工業(yè)園區(qū)進(jìn)行碳排放核算研究時，將類型Ⅰ和類型Ⅱ組合，將碳排放來源劃分為工業(yè)（包括建筑業(yè)）能源消耗，交通能源消耗、建筑能源消耗以及廢氣物填埋過程，在基本情景中選取二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、六氟化硫（SF6）、氫氟烴（HFCS）、全氟碳（PFCS）；并在對未來預(yù)測時，碳排放來源增加電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程，溫室氣體新增三氟化氮（NF3）[17]。

在碳排放核算結(jié)果表征上，分為兩種情況：①以二氧化碳量為結(jié)果表征；②以二氧化碳當(dāng)量為結(jié)果表征。僅基于能源消耗時，碳排放核算對象以二氧化碳為主時，核算結(jié)果表征為二氧化碳量表征；若考慮能源消耗時排放甲烷（CH4）和氧化亞氮（N2O）時，核算結(jié)果表征為二氧化碳當(dāng)量。另外，在考慮多種過程來源排放（包括廢氣和固體廢物處理、生產(chǎn)加工等過程）溫室氣體時，由于氣體種類多樣，根據(jù)其不同的全球增溫潛勢進(jìn)行折算，統(tǒng)一以二氧化碳當(dāng)量的形式表征。

解讀碳排放核算結(jié)果時，不同碳排放核算結(jié)果表征是從不同角度反映園區(qū)碳排放情況。以二氧化碳量為表征的碳排放核算結(jié)果，主要用來反映園區(qū)的化石能源消耗結(jié)構(gòu)，以便辨識重點排放過程和排放源，識別出高碳排能源使用類型。然而，由于溫室氣體全球增溫潛勢不同（SF6>PFCS>HFCS>N2O>CH4>CO2），不同排放部門之間產(chǎn)生溫室氣體種類和排放效果并不相同。因此，采用二氧化碳當(dāng)量可有效表征多種碳排放過程及其環(huán)境效應(yīng)。例如，產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)部有規(guī)模電子設(shè)備儀器生產(chǎn)、電力生產(chǎn)和鎂制品加工等，排放SF6氣體[18]，或者以制糖業(yè)為主[19]，在甘蔗生長-加工-制肥以及生產(chǎn)過程中污水處理過程伴生CH4、N2O等氣體[20]，就需要考慮生產(chǎn)過程引發(fā)的多種異質(zhì)溫室氣體排放量，以二氧化碳當(dāng)量值表征更為適宜。能夠間接推斷園區(qū)中具體工業(yè)過程的差異。

1.2核算范圍

對碳排放核算范圍的界定起源于企業(yè)和產(chǎn)品的價值鏈研究。世界資源研究所（World Resources Institute，WRI）和世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會（World Business Council for Sustainable Development，WBCSD）于2011年底發(fā)布的《企業(yè)價值鏈（Scope 3）標(biāo)準(zhǔn)》提供了測量企業(yè)價值鏈和產(chǎn)品溫室氣體排放的核算范圍，具體分為3個Scope：①Scope 1包含企業(yè)價值鏈燃燒過程和化學(xué)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的直接排放；②Scope 2包含企業(yè)購買的電力、蒸汽、供暖或制冷產(chǎn)生的間接排放；③Scope 3是Scope 2之外的企業(yè)價值鏈產(chǎn)生的一切間接排放，包括企業(yè)所購買的產(chǎn)品的上游排放、運(yùn)輸排放、使用之后的下游排放。近年來，三層次核算范圍從企業(yè)尺度直接拓展到城市尺度和國家尺度[21-24]。其中，蔡博峰將城市碳排放范圍具體分為3個Scope，其中Scope 1，所有直接排放過程，主要是指發(fā)生在清單地理邊界內(nèi)的溫室氣體排放過程；Scope 2，由于電力、供熱的購買和外調(diào)發(fā)生的間接排放過程；Scope 3，未被Scope 2包括的其他所有間接排放（包括城市從外部購買的燃料、建材、機(jī)械設(shè)備、食物、水資源、衣物等等，生產(chǎn)和運(yùn)輸）[23]。Yang and Chen提出了針對中國經(jīng)濟(jì)部門碳排放核算的3個Scope，其中Scope 1，各個經(jīng)濟(jì)部門中能源最終使用的直接排放；Scope 2，從外部購買的電力和熱力中的間接碳排放；Scope 3，供應(yīng)鏈中上下游的隱含碳排放[24]。而產(chǎn)業(yè)園區(qū)介于企業(yè)和城市尺度之間，開展碳排放核算具有一定差異。作為企業(yè)聚集地，園區(qū)的碳排放一般涉及多個企業(yè)的價值鏈，存在相互作用甚至共生關(guān)系，較單一企業(yè)而言核算范圍比較復(fù)雜。目前，已有研究學(xué)者對與園區(qū)相關(guān)碳排放活動研究核算范圍劃分。張雁飛等認(rèn)為發(fā)生在園區(qū)內(nèi)部的能源直接燃燒、固體廢棄物處理處置和重點行業(yè)生產(chǎn)過程屬于Scope 1，而外部輸入的電力和熱力為間接排放，屬于Scope 2[12]。相似地，Wang等對蘇州工業(yè)園區(qū)的農(nóng)業(yè)、工業(yè)、商業(yè)、交通運(yùn)輸、居民居住、工業(yè)過程和廢物處理進(jìn)行核算，認(rèn)為以上碳排放活動整體屬于Scope 1和2，但未詳細(xì)劃分Scope 1和Scope 2[25]。劉麗榮等從用地類型的角度，劃分由蘇州工業(yè)園區(qū)內(nèi)工業(yè)用地、居住用地、道路廣場用地、公共設(shè)施用地和綠地五種用地類型引起的一次能源以及外購電力和熱力引起的能源消耗等碳排放活動，將工業(yè)過程發(fā)生的直接能源消耗劃為Scope 1，居住用地和公共設(shè)施用地引起的外購電耗和熱耗、以及道路廣場用地發(fā)生在園區(qū)與外界發(fā)生聯(lián)系的電耗和熱耗引起的碳排放劃為Scope 2[11]。Liu等則從能源直接和間接消耗的角度對蘇州工業(yè)園區(qū)的制造業(yè)、商業(yè)、運(yùn)輸、建造和居民住宅進(jìn)行劃分，其中制造業(yè)和建造的直接能源消耗引起的碳排放歸于Scope 1，而其他商業(yè)、運(yùn)輸和居民住宅由外購電力和熱力引起的間接碳排放歸于Scope 2[26]。

以上園區(qū)碳排放核算范圍的探究集中于Scope 1和Scope 2，尚不能全面反映園區(qū)的碳排放水平。基于此，一些研究者延伸至Scope 3開展進(jìn)一步研究。張敏高以行政區(qū)域為劃分邊界，對蘇州工業(yè)園區(qū)2005—2010園區(qū)行政區(qū)域內(nèi)能源消耗部門（工業(yè)能耗、交通能耗、服務(wù)業(yè)能耗、居民生活能耗）、非能源碳排放（廢棄物填埋）和綠地碳匯產(chǎn)生的碳排放進(jìn)行詳細(xì)核算，將工業(yè)、交通、服務(wù)業(yè)、居民生活、廢棄物填埋和綠地一起歸為Scope 1和2，并未對其進(jìn)一步劃分，其他能源消耗則歸為Scope 3[17]。代旭虹追溯園區(qū)上游生產(chǎn)的原料投入以及下游生產(chǎn)排放，認(rèn)為Scope 3涵蓋上游碳足跡（原料碳足跡、電力熱力碳足跡）和下游碳足跡（廢物處理碳足跡）[27]。Dong等認(rèn)為Scope 3包括原材料消耗，固定資產(chǎn)折舊，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)引起的碳排放，并以沈陽經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)作為案例[28]。齊靜和陳彬構(gòu)建了五層次碳排放核算方法，涵蓋了能源消耗、工業(yè)生產(chǎn)、物質(zhì)材料消耗、儀器設(shè)備投入、廢棄物處理處置、景觀綠化等園區(qū)碳排放，其中儀器設(shè)備投入和物質(zhì)材料消耗歸為Scope 3[29]。

綜上，園區(qū)碳排放核算范圍歸納如下：

Scope 1：發(fā)生在園區(qū)邊界內(nèi)部的所有直接排放過程（包括本地電力、熱力供應(yīng)；工業(yè)生產(chǎn)；本地固體廢棄物處理等）。

Scope 2：園區(qū)外購電力和熱力引起的碳排放。

Scope 3：Scope 2之外產(chǎn)生的一切間接排放，包括園區(qū)各個企業(yè)和管理部門等購買產(chǎn)品的上游排放和運(yùn)輸排放等間接排放。

2碳排放核算方法

研究認(rèn)為碳排放核算應(yīng)同時涵蓋碳排放的流量和結(jié)構(gòu)。針對目前研究主要采用的三種方法：清單分析法、投入產(chǎn)出分析法和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析法，本文將其歸類為流量分析和結(jié)構(gòu)分析兩種模式。清單分析法多為流量分析模式，而投入產(chǎn)出分析法和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析法既有流量分析模式，也有結(jié)構(gòu)分析模式。本節(jié)重點綜述以上三種典型方法，分析核算方法演化趨勢，并初步提出核算方法框架。

2.1清單分析法

清單分析法是指利用碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)中推薦使用的計算方法，選取適當(dāng)?shù)奶寂欧乓蜃?，使用收集的相關(guān)數(shù)據(jù)來估算碳排放量，并完成碳排放清單編制的碳排放量核算方法。園區(qū)使用的排放因子法往往借鑒國內(nèi)外由相關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)公布的碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)。國外在制定碳排放標(biāo)準(zhǔn)上起步較早，發(fā)布的權(quán)威性標(biāo)準(zhǔn)文件可作為重要參考，例如：2004年，世界資源研究所（WRI）和世界可持續(xù)發(fā)展工商理事（WBSCD）發(fā)布了《溫室氣體議定書企業(yè)核算與報告準(zhǔn)則》；2006年，國際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）發(fā)布了針對國家或地區(qū)尺度的《ISO14064溫室氣體管理規(guī)范》，確立了政府、市場和其他利益相關(guān)方有關(guān)溫室氣體資料與數(shù)據(jù)管理、匯報和驗證模式的具體規(guī)范。同年，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布針對國家或地區(qū)的《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》，為各國或地區(qū)全面估算其溫室氣體排放量提供了計算公式和方法。2011年，WRI和WBCSD分別發(fā)布了用于全面測算和管理企業(yè)價值鏈與產(chǎn)品碳排放的《溫室氣體核算系：企業(yè)價值鏈（Scope 3）核算與報告標(biāo)準(zhǔn)》，ISO則發(fā)布《ISO14067產(chǎn)品碳足跡國際標(biāo)準(zhǔn)》。國內(nèi)在碳排放標(biāo)準(zhǔn)研究方面也在不斷完善。中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院發(fā)布了《為應(yīng)對溫室氣體減排企業(yè)應(yīng)采取的行動、政策和措施》和《企業(yè)溫室氣體核算與報告》，規(guī)定了企業(yè)層面溫室氣體清單編制和碳足跡核算方法。國家發(fā)改委為應(yīng)對氣候變化發(fā)布了《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》，對各省市提供編制碳排放清單的科學(xué)方法。隨后，北京大學(xué)課題組發(fā)布《中國低碳園區(qū)的系統(tǒng)測算技術(shù)與評估體系》，重點闡述生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳排放核算技術(shù)與多指標(biāo)評價體系，碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)詳見表2。

依托國內(nèi)外在碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)方面取得的工作成果并結(jié)合產(chǎn)業(yè)園區(qū)系統(tǒng)的特點，很多研究者利用清單分析法開展園區(qū)碳排放核算研究工作，積極構(gòu)建產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳排放核算的計算體系。劉麗榮等以IPCC碳排放模型為基礎(chǔ)，對園區(qū)內(nèi)部工業(yè)居住、道路廣場、公共設(shè)施和綠化用地等五種用地類型分別構(gòu)建碳排放計算公式，對蘇州工業(yè)園區(qū)2010年碳排放總量進(jìn)行計算分析[11]。張雁飛等以WRI和IPCC碳排放核算項目為框架，對部分關(guān)鍵行業(yè)和部門的排放系數(shù)進(jìn)行本地化修正，構(gòu)建包括能源消費(fèi)、固體廢棄物處置和重點行業(yè)生產(chǎn)等過程的碳排放核算體系，并以山東一案例工業(yè)園區(qū)進(jìn)行分析[12]。在此基礎(chǔ)上，魏康霞和廖兵用國內(nèi)溫室氣體清單編制要求中的推薦值，對南昌市案例園區(qū)進(jìn)行核算分析和情景預(yù)測[13]。呂斌等提出園區(qū)碳排放核算的四方面特征，以IPCC核算方法為基礎(chǔ)，通過本地化修正系數(shù)，構(gòu)建了適應(yīng)國內(nèi)園區(qū)發(fā)展特點的計算體系[30]。

清單編制法在園區(qū)應(yīng)用上存在兩個問題：①碳排放因子選?。捍蟛糠痔寂欧藕怂阊芯渴褂玫氖荌PCC《國家溫室氣體指南》中推薦的方法1中的缺省因子，但是由于各個國家或城市的燃料類型、燃燒技術(shù)、燃燒條件等方面存在差異，利用缺省因子在計算時引入較高的不確定性。相比之下，本地化排放因子對反映園區(qū)實際碳排放情況適宜性更好。②方法局限性強(qiáng)，理論上該方法能夠涵蓋Scope1、2、3，但在實際應(yīng)用在園區(qū)上一般只涵蓋Scope1和2，即計算園區(qū)內(nèi)的直接碳排放以及外購電力和熱力部分的間接碳排放，若要利用該方法計算Scope 3的碳排放量，則需要收集大量、詳細(xì)的相關(guān)數(shù)據(jù)，及配套投入規(guī)模較大的人力、物力和時間，可操作性不夠強(qiáng)。

2.2投入產(chǎn)出分析法

投入產(chǎn)出法是通過編制投入產(chǎn)出表，按照生產(chǎn)理論中經(jīng)典的原料輸入與產(chǎn)品輸出之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)建立的各部門之間直接和間接關(guān)系的一種經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計方法。該方法由Leontief于1936年建立[30]，隨后引入碳排放系數(shù)矩陣，形成了環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用分支，即Environmental InputOutput Analysis（簡稱EIO）。該方法在計算碳排放時EIO常與生命周期法（Life-cycle assessment，簡稱LCA）聯(lián)合使用，被稱為EIOLCA法，其中投入產(chǎn)出表被用來追溯由產(chǎn)品消耗引入的上游隱含碳排放。

與直接碳排放相比，輸入端由原料投入、交通運(yùn)輸以及能源開采等上游生產(chǎn)活動引起的隱含碳排放（Scope 3）占整體碳排放的比例不可忽視。Matthews[32]利用投入產(chǎn)出表對美國出版部門和發(fā)電部門的碳排放進(jìn)行核算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的直接排放大約只占到了全生命周期核算的14%，而隱含碳排放顯著高于直接碳排放；鞠麗萍等[33]利用投入產(chǎn)出表對重慶市產(chǎn)業(yè)部門碳排放進(jìn)行核算，發(fā)現(xiàn)28個產(chǎn)業(yè)部門中70%的行業(yè)在Scope 1和Scope 2的碳排放量占總排放量低于40%。為了避免產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳排放核算在總量上的不完整，除了利用清單分析法對Scope 1和Scope 2進(jìn)行碳排放核算，很多研究者借鑒城市和產(chǎn)業(yè)部門的隱含碳排放核算，利用投入產(chǎn)出法追溯上游碳排放，開展Scope 3層面的碳排放核算。代旭虹基于投入產(chǎn)出表，構(gòu)建了工業(yè)園區(qū)碳足跡評估體系，對福建荔城工業(yè)園區(qū)的案例研究時表明原料消耗引起的上游碳排放占該園區(qū)總碳排放量約為42%[27]。Dong等將投入產(chǎn)出表和生命周期法結(jié)合，構(gòu)建了評估工業(yè)園區(qū)碳足跡的框架方法，對沈陽經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的研究表明原材料消耗引起的隱含碳排放占36.08%[34]。由此可見，產(chǎn)業(yè)園區(qū)的上游生產(chǎn)引起的隱含碳排放占總碳排放量較大，必須基于Scope 3進(jìn)行碳排放核算。

投入產(chǎn)出法揭示了產(chǎn)業(yè)園區(qū)上游生產(chǎn)引起的隱含碳排放，彌補(bǔ)了在應(yīng)用清單分析法時的局限性。當(dāng)前，研究者通常將清單分析法對Scope 1和Scope 2的碳排放進(jìn)行核算，再利用投入產(chǎn)出表追溯園區(qū)上游碳排放。但是投入產(chǎn)出法具有一定不足，體現(xiàn)在三方面：①投入產(chǎn)出表是一種宏觀層面自上而下的核算工具，提供的數(shù)據(jù)精度較低；②投入產(chǎn)出表的建議基礎(chǔ)是貨幣量與物質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)，但是，生產(chǎn)過程中具有相同貨幣價值的物品所隱含的碳排放可能差別很大；③投入產(chǎn)出表的基本單元是部門，而同一部門內(nèi)部存在很多不同的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的碳排放可能具有較大的差異性，因此這種采用平均化方法很容易產(chǎn)生誤差；④投入產(chǎn)出表的編制時間較長，在利用其進(jìn)行碳排放核算時有一定的滯后性，導(dǎo)致核算時找不到對應(yīng)年份的投入產(chǎn)出表。

2.3生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析由Pattern在1976年正式提出[35]，最初應(yīng)用于自然生態(tài)系統(tǒng)中分析不同分室間物質(zhì)、能量流動的

發(fā)布組織及年份名稱適用范圍2004 WRI和WBCSD溫室氣體議定書企業(yè)核算與報告準(zhǔn)則企業(yè)范圍內(nèi)2006 ISOISO14064 溫室氣體管理規(guī)范政府、市場和其他利益相關(guān)2006 IPCC2006年IPCC國家溫室氣體清單指南國家和地區(qū)2008 ICLEI國際間當(dāng)?shù)卣寂欧挪莅竾液偷貐^(qū)2009 BSI碳中和承諾新標(biāo)準(zhǔn)（PAS2060）產(chǎn)品全生命周期（企業(yè)到企業(yè)，企業(yè)到消費(fèi)者）2011 WRI和WBCSD溫室氣體核算體系：企業(yè)價值鏈（Scope 3）核算與報告標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)價值鏈2011 ISO產(chǎn)品壽命周期標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)產(chǎn)品ISO14067 產(chǎn)品碳足跡國際標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)2010，2011中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院企業(yè)溫室氣體核算與報告企業(yè)2011國家發(fā)改委省級溫室氣體清單編制指南（試行）省2011北京大學(xué)中國低碳園區(qū)的系統(tǒng)測算技術(shù)與評估體系園區(qū)

結(jié)構(gòu)[36]。隨后該方法的應(yīng)用方向轉(zhuǎn)向人工系統(tǒng)的研究[37-40]，但很少應(yīng)用在產(chǎn)業(yè)園區(qū)這一領(lǐng)域。當(dāng)前已經(jīng)開區(qū)內(nèi)部碳排放各部門間的相互關(guān)系；利用控制分析識別出碳排放各部門對其他部門或整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制水平。該研究發(fā)現(xiàn)碳流密集部門對園區(qū)整體碳排放的影響更大，外部的物質(zhì)投入和能源供給對該園區(qū)的碳排放整體水平也有重要影響。綜上，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析可以：①識別不同部門的直接碳排放和間接碳排放；②展的園區(qū)碳排放核算研究主要從產(chǎn)業(yè)鏈出發(fā)，聚焦生產(chǎn)過程的含碳物質(zhì)與輸入輸出及氣體排放，而對不同部門和生產(chǎn)過程之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)未進(jìn)行剖析；同時，將園區(qū)設(shè)定為行政邊界，缺乏考慮其與外部環(huán)境生態(tài)之間的互動關(guān)系。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析方法將產(chǎn)業(yè)園區(qū)比擬為一個生態(tài)系統(tǒng)，各個部門則作為生態(tài)系統(tǒng)的分室，在“代謝”的模式下相互作用。盧伊等[40-41]應(yīng)用生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析方法構(gòu)建了產(chǎn)業(yè)園區(qū)的碳代謝框架，并將其應(yīng)用在北京經(jīng)開產(chǎn)業(yè)園區(qū)，通過通量分析確定園區(qū)碳排放的流量規(guī)模；利用效用分析確定園定量分析園區(qū)部門之間的效用關(guān)系和控制強(qiáng)度；③辨識園區(qū)不同部門之間的協(xié)同碳減排路徑。

2.4方法演化分析

清單分析法屬于自下而上的核算方法，對排放因子和物質(zhì)消耗等微觀層面數(shù)據(jù)精度要求較高。因此，盡管試圖對Scope 1、Scope 2、Scope 3進(jìn)行完整核算，但是實際操作過程中對Scope 3的核算仍然難以實現(xiàn)。投入產(chǎn)出法則提供了一種自上而下的核算思路，減少對微觀層面物質(zhì)消耗數(shù)據(jù)的依賴，建立了宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)與物質(zhì)消耗、碳排放量之間的關(guān)系，從而完成基于Scope 3的核算。由此看出，投入產(chǎn)出法使得園區(qū)碳排放核算能夠更好地貫穿生命周期理念，進(jìn)一步延伸了園區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的核算范圍。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的引入從方法學(xué)層面進(jìn)一步豐富碳排放核算的內(nèi)涵，將價值鏈型核算模式拓展到了網(wǎng)絡(luò)型核算模式。清單分析法和投入產(chǎn)出分析法往往將園區(qū)的邊界定義為實際的行政區(qū)劃（地理邊界），核算得出上下游價值鏈的直接和間接碳排放量。而生態(tài)網(wǎng)絡(luò)能夠利用流量分析、效用分析和控制分析等手段確定各部門之間碳排放的網(wǎng)狀控制關(guān)系，并識別出關(guān)鍵部門和價值鏈環(huán)節(jié)，實現(xiàn)多部門碳排放的協(xié)同控制。

2.5方法框架建立

由此，本文嘗試建立產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳排放核算方法框架（圖2）。其中，產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳排放核算方法可以歸結(jié)為兩種模式：流量分析模式和結(jié)構(gòu)分析模式。流量分析模式對園區(qū)內(nèi)部及其上下游產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的碳排放活動從排放量角

度進(jìn)行核算；結(jié)構(gòu)分析模式則對與園區(qū)相關(guān)碳排放部門從網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)的角度開展分析。本研究對三種典型碳排放核算方法（清單分析法、投入產(chǎn)出法和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析法）進(jìn)行探討，考慮排放活動、排放對象、排放層次三個要素。排放層次（Scope 1、2、3）與三種核算方法間存在緊密聯(lián)系。從理論上來說，清單分析法、投入產(chǎn)出法、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析法均能夠涵蓋3個Scope。但在實際應(yīng)用上，投入產(chǎn)出法和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析法與理論核算范圍相符，而清單分析法在Scope 3上獲取詳細(xì)數(shù)據(jù)難度較大，因而實際應(yīng)用時較難包含Scope 3；此外，清單分析法是從碳排放活動單元的角度來核算相應(yīng)Scope中的碳排放量，而投入產(chǎn)出法和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析法則是將3個Scope中的排放活動從產(chǎn)業(yè)部門的角度整合后進(jìn)行核算分析。

從核算角度和結(jié)果來說，三種核算方法之間存在相似性和差異性。相似性表現(xiàn)為：①清單分析法、投入產(chǎn)出法和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析法是從三種不同的側(cè)面來表征3個Scope的碳排放。②投入產(chǎn)出法和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析法都能夠基于流量對園區(qū)的碳排放結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡釋。差異性則主要體現(xiàn)在：①清單分析法是從自下而上的角度，收集Scope 1、2、3中的排放活動單元的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（例如，Scope 1中的能源消耗、內(nèi)部產(chǎn)業(yè)活動和固體廢氣物處理；Scope 2中的外調(diào)電力和熱力、運(yùn)輸消耗以及Scope 3中產(chǎn)品加工、原料生產(chǎn)等）來反映園區(qū)碳排放活動單元的碳流量。②投入產(chǎn)出法是從自上而下的角度，利用宏觀層面數(shù)據(jù)（涵蓋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)部門的投入產(chǎn)出表）來計算園區(qū)各排放部門的碳流量，并表征產(chǎn)業(yè)部門排放的平行結(jié)構(gòu)。③生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析是結(jié)合了自下而上角度和自上而下角度的一種混合式核算方式，其中通量分析是對產(chǎn)業(yè)園區(qū)具體碳排放部門排放路徑的量化分析，而效用分析、控制分析和穩(wěn)定性分析能夠揭示園區(qū)碳排放部門的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中效用分析能夠量化園區(qū)碳排放部門間的相互作用關(guān)系、控制分析能夠量化碳排放部門之間的控制作用關(guān)系，而穩(wěn)定性分析則能根據(jù)園區(qū)的碳流量建立各個部門之間的層級，進(jìn)而分析產(chǎn)業(yè)園區(qū)的碳排放組織水平。

3研究展望

產(chǎn)業(yè)園區(qū)種類較多，特點不一，因此碳排放核算對象沒有明確的規(guī)定。目前研究往往需要借鑒其他尺度（企業(yè)價值鏈、城市或國家）的文件或者根據(jù)所研究的產(chǎn)業(yè)園區(qū)的能源消耗等過程來確定核算對象。其次，產(chǎn)業(yè)園區(qū)的碳排放核算范圍多局限于地理邊界，缺乏從價值鏈角度考慮。園區(qū)雖然具有企業(yè)聚集現(xiàn)象，但不一定包含生產(chǎn)企業(yè)完整的價值鏈。僅從地理邊界界定核算范圍可能會嚴(yán)重低估園區(qū)運(yùn)行期間所造成的間接碳排放。另外，主流的產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳排放核算方法仍有一定局限。例如，清單分析法在應(yīng)用時最大的局限性在于難以深入Scope3進(jìn)行核算，主要體現(xiàn)在獲取該范圍的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)難度較大。而投入產(chǎn)出法則受制于投入產(chǎn)出表的編制，其不連續(xù)性以及數(shù)據(jù)精度等問題會導(dǎo)致相應(yīng)核算精度降低。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析法也依然需要利用清單分析法和投入產(chǎn)出法基礎(chǔ)構(gòu)造碳流量矩陣，其核算精度仍然受限。

綜上，產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳排放核算方法可從以下三方面開展進(jìn)一步研究：①提高排放因子精度，深入調(diào)查產(chǎn)業(yè)園區(qū)所在區(qū)域的燃料類型、燃燒技術(shù)等，更加精確地計算碳排放因子。這項研究工作需地方政府、標(biāo)準(zhǔn)化組織以及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)協(xié)力合作，對產(chǎn)業(yè)園區(qū)所在地使用的能源種類、燃燒技術(shù)等方面開展調(diào)查，進(jìn)而搭建權(quán)威可信的碳排放因子數(shù)據(jù)平臺。②改進(jìn)自下而上算法和自上而下算法。一方面開展更多園區(qū)生產(chǎn)過程的物質(zhì)流和生命周期分析，收集微觀數(shù)據(jù)；另一方面考慮區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，合理編制投入產(chǎn)出表，力求實現(xiàn)園區(qū)碳排放的混合式核算。③建立動態(tài)碳排放核算模型，對碳排放總量和結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測，從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)碳減排的有效控制。

（編輯：李琪）

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收稿日期：2017-01-04

作者簡介：陳彬，教授，博導(dǎo)，主要研究方向為生態(tài)核算與管理。Email： chenb@bnu.edu.cn。

通訊作者：楊維思，碩士，主要研究方向為城市生態(tài)學(xué)。Email： weisi_yang@mail.bnu.edu.cn。

基金項目：國家自然科學(xué)基金“城市生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)碳代謝研究”（批準(zhǔn)號：71628301）； 國家科技部中歐國際合作專項“城市智慧產(chǎn)業(yè)園區(qū)能源信息分析與大氣污染預(yù)警集成研究及示范應(yīng)用”（批準(zhǔn)號：SQ2013ZOA000022）；國家重點研發(fā)計劃課題“中高緯度濕地生態(tài)風(fēng)險評估與適應(yīng)性調(diào)控途徑”（批準(zhǔn)號：2016YFA0602304）。