多区域核算对企业碳足迹的重要性：揭示供应链排放的隐性盲区

《Nature Communications》：The importance of multiregional accounting for corporate carbon emissions

为提升企业范围三（Scope 3）碳排放核算的准确性，本研究基于高分辨率多区域投入产出模型（CEDA），系统比较了多区域与单区域模型在核算企业上游排放中的差异。研究发现，采用美国单区域模型会导致全球企业范围三排放总量被低估约2.0 Gt CO2e（9.7%），且显著扭曲排放热点的区域分布。该研究为改进企业碳核算标准提供了关键科学依据。

　　

随着全球气候危机日益严峻，企业碳核算已成为衡量非国家主体气候行动的关键标尺。自20世纪90年代起，众多企业开始自愿核算其经营活动相关的温室气体（GHG）排放，并在2001年世界资源研究所（WRI）与世界可持续发展工商理事会（WBCSD）共同发布的《温室气体核算体系企业标准（GHG Protocol Corporate Standard）》的推动下逐渐规范化。近年来，在可持续发展浪潮和强制披露新规的双重驱动下，企业对碳足迹管理的需求呈现爆发式增长。然而，一个长期存在的“黑洞”正严重制约着核算的准确性：即企业价值链上游间接排放（范围三，Scope 3）的测算。

企业碳足迹通常分为范围一（直接排放）、范围二（外购电力热力产生的间接排放）和范围三（价值链上下游其他间接排放）。其中，范围三排放往往占据企业总排放的绝大部分，但由于涉及成千上万的供应商，其数据收集难度极大。因此，企业普遍依赖基于投入产出模型（Environmentally-Extended Input-Output, EEIO）的行业平均排放因子进行估算。令人担忧的是，当前实践中最主流的模型（如美国环保署开发的USEEIO模型）是“单区域”模型。这类模型隐含了一个关键假设——全球供应链中所有产品和服务的生产技术及排放强度都与模型基准国（如美国）相同，即“国内技术假设”。这显然与现实不符，众所周知，中国、印度等工业化国家的能源结构和生产效率与美国存在显著差异，导致同类产品的碳排放强度可能截然不同。尽管多区域投入产出模型（Multiregional Input-Output, MRIO）在学术界已发展成熟，能够刻画这种区域异质性，但因成本、可获得性及方法惯性等因素，其在企业界的应用仍不广泛。这种核算方法的局限性，可能导致企业严重低估其真实气候影响，并错误地指引减排努力的方向。

为解决这一问题，由Steven J. Davis和Sangwon Suh领导的研究团队在《自然-通讯》（Nature Communications）上发表了一项重要研究。他们利用高分辨率的综合环境数据档案（Comprehensive Environmental Data Archive, CEDA）多区域投入产出模型，首次系统量化了采用多区域模型替代单区域模型对企业范围三排放核算结果的巨大影响。研究表明，对于向碳信息披露项目（CDP）报告的数千家公司而言，若采用多区域模型，其汇总的上游排放量将比使用美国单区域模型的估算结果高出20亿吨二氧化碳当量（Gt CO₂e），增幅达9.7%。这一差值相当于全球2013年二氧化碳排放量的约14%，凸显了当前主流方法的严重缺陷。更关键的是，多区域模型不仅改变了排放总量，更彻底改写了排放热点的分布图景，将关注点转向了中国等发展中国家能源和排放密集型的制造业部门。这一发现对企业精准定位减排重点、优化供应链管理以及提升整体气候行动的有效性具有革命性意义。

本研究主要依托CEDA v5.0多区域环境扩展投入产出模型。该模型覆盖148个国家、400个行业部门，整合了各国投入产出表、国际贸易数据（如UN Comtrade）和温室气体排放清单（如UNFCCC数据）等超过100种数据源。为进行对比，研究者构建了对应的美国单区域CEDA模型，通过将进口内生化到国内生产中，模拟单区域模型的核算逻辑。研究还利用了CDP 2023年披露的企业碳排放和营收数据，对全球5450家报告企业的上游排放进行了估算。

研究结果

行业层面的差异

在对CDP披露最多的10个行业进行分析时，研究发现，多区域模型计算的上游排放（范围三类别一，即购买商品和服务产生的排放）均高于单区域模型。差异最为显著的是结构产品制造（+71.3%）、工程机械制造（+69.7%）、金属制品制造（+50.6%）和电子元件制造（+39.3%）。这表明，美国进口的这些类别商品，其生产过程中的碳排放强度普遍高于美国本土产品。相比之下，化工产品（+2.2%）和塑料制造（+1.2%）等行业的差异较小。

排放强度的区域分布

研究揭示了关键上游部门排放强度的巨大区域差异性。例如，在电子产品制造等领域，单区域模型给出的排放强度（图2a中的黑色垂直线）远低于多区域模型显示的全球分布（彩色密度图）。这可能是由于美国大型公司（如苹果公司）更侧重于设计和品牌，而将高能耗的制造环节外包。然而，美国本土的排放强度值并非总是高于或低于其他地区的平均水平，凸显了区域分辨率的必要性。

全面部门比较

对所有400个行业部门的排放强度进行系统比较发现，多区域模型的结果普遍更高，但也有29个部门（7%）的单区域模型结果更高，例如塑料瓶制造、农药及农业化学品制造以及油脂精炼加工（图3a）。制造业部门的排放强度在使用多区域模型时，常常高出20%以上（图3a和3b中的浅橙色圆点）。最大的相对差异出现在排放强度处于中等水平（0.4-0.8 kg CO₂e/$）的部门（图3c），这表明轻工业的能源效率和能源来源的变异性要高于水泥、钢铁等最高排放强度部门。

排放热点识别

多区域模型显著改变了上游排放热点的识别和排序。图3d显示，对于许多目标部门（列），多区域模型将贡献部门（行）的排放排名提升（深色单元格），尤其是在制造业以及与设备维修（常涉及制造零件）相关的部门。这意味着企业若依赖单区域模型来确定数据收集和减排的优先顺序，可能会严重偏离真正的热点。

区域级影响与碳转移

排放差异在区域分布上极不均衡。全球总计20亿吨的差异中，中国独占约9.73亿吨（图4）。这既反映了中国在全球供应链中的核心地位，也体现了其单位产出的排放强度较高。相反，在能源结构更清洁的地区（如法国依赖核能，部分南美国家依赖水电和生物质能），单区域模型可能高估了排放（图4中蓝色区域）。图中的箭头突出了根据多区域模型识别出的、CDP报告企业上游供应链中最大的隐含碳排放跨国转移，进一步证实了中国生产在这些供应链中的重要性，以及美国公司在CDP报告者中数量和规模的比重过大。

研究结论与讨论

本研究强有力地证明，在核算企业上游碳排放时，忽略供应链的多区域属性会导致核算结果出现重大且具有实际影响的偏差。这种偏差源于不同区域在生产技术和能源结构上存在的巨大差异，而单区域模型无法捕捉这些差异。这不仅影响单一年份足迹的准确性，更可能基于错误的区域趋势（如补充图2a所示）导致对未来排放的误判，从而误导减排规划。

尽管基于多区域投入产出模型的排放因子仍是行业平均值，优先使用供应商特定数据仍是黄金准则，但在缺乏初级数据的情况下，采用多区域模型可以最小化足迹不确定性，尤其是当数据收集工作能够针对多区域模型识别出的热点时。研究的发现对标准制定组织（如GHG Protocol）和监管机构具有重要启示：要提升企业碳足迹的准确性、可信度和实用性，要求或鼓励使用多区域模型来估算范围三排放是一个关键机遇。

当然，研究也存在一些局限性。CEDA模型未包含与土地利用变化相关的排放；部门细节与区域分辨率同等重要，使用部门聚合度高的多区域模型可能增加不确定性；企业可能利用多区域信息选择排放强度较低地区的供应商，而非帮助现有供应商减排，这可能引发碳泄漏问题。此外，空间误定只是当前范围三核算不确定性的来源之一。

尽管如此，这项研究清晰地表明，行业排放强度的巨大区域差异对企业碳核算至关重要。广泛采用多区域模型不仅能提高企业碳足迹的整体准确性，更能实质性改变上游排放源的地理分布和优先序，从而从根本上增强企业气候行动的可操作性和有效性，将企业的注意力引导至那些最具减排潜力的、位于工业化国家的上游排放热点。