1. 中文标题 全球燃烧CO2核算忽视贸易化石燃料的来源

《Environmental Science & Technology》：Global Combustion CO2 Accounting Neglects the Origin of Traded Fossil Fuels

　　

燃烧CO₂排放通常通过将燃料消耗量乘以相应的排放因子来估算。然而，国家清单可能会对进口燃料采用国内排放因子，从而忽略不同开采来源燃料性质的差异，并在排放估算中产生偏差。研究人员将化石燃料追溯至其开采国，并分配特定于开采国和燃料类型的排放因子。利用2020年150个国家和地区的数据，研究人员将这种基于来源追踪的估算与采用相同能源消耗数据但使用燃烧国排放因子的非来源追踪对照估算进行了比较。在全球范围内，对照估算比来源追踪估算低339.2 Mt CO₂，相当于来源追踪总量的1.0%，其中煤炭占该差异的89.9%。尽管原油在初级燃料中拥有最大的基于能源的贸易量，但石油相关燃料的贡献较小，因为其排放因子在国家间差异较小，尤其是精炼石油产品。这种差异对高度依赖进口的国家可能尤为重要。例如，在印度这一主要化石燃料进口国，国家层面的差异超过4%。研究人员提出的来源追溯方法通过分配更能反映实际消耗燃料特性的排放因子，可提高燃烧CO₂估算的准确性，从而为评估国家自主贡献进展提供更可靠的排放信息。

## 论文解读：全球燃烧CO₂核算中贸易化石燃料来源的缺失与修正

### 一、研究背景与问题

化石燃料燃烧是人为温室气体排放的主要来源，准确核算其CO₂排放对于量化人类活动对气候变化的影响、制定减排策略以及评估国家减排进展至关重要。政府间气候变化专门委员会(IPCC)推荐基于活动数据和相应的排放因子来估算能源相关排放。然而，IPCC Tier 1方法对全国活动数据应用默认排放因子，未明确区分燃料来源，可能无法捕捉同一燃料类别中来自不同地区的燃料排放因子差异。

事实上，即使在同一燃料类别内，不同地区的燃料性质也可能存在显著差异。基于国际能源署(IEA)数据，五种煤炭类别（无烟煤、炼焦煤、其他烟煤、次烟煤和褐煤）的国家级净热值最高与最低之间的相对差异范围可达69%~112%。这些差异源于燃料组成和能量含量的来源特异性差异：初级燃料受地质形成条件影响，而次级燃料（尤其是精炼石油产品）则受满足特定产品性能要求的精炼工艺影响。这种与来源相关的差异体现在推导CO₂排放因子的碳含量、净热值和氧化因子中，从而影响国家排放清单的准确性。

在国家清单中，广义排放因子处理仍然普遍存在。许多全球排放数据库也依赖这种广义方法，不考虑燃料来源的差异。这一局限性对于高度依赖进口化石燃料的国家尤为突出，因为进口燃料通常来自多个具有不同燃料特性的来源国，而国家温室气体清单通常不区分进口燃料类别中的多个来源，使得难以分配准确反映潜在来源混合的排放因子。国际贸易的复杂性进一步加剧了这一挑战。

### 二、研究内容与意义

为弥补这一空白，研究人员提出了一种利用全球化石燃料贸易数据将进口燃料追溯至其开采国，并据此分配来源特定排放因子的方法。该方法建立在供应链视角基础上，将燃料来源信息纳入国家燃烧CO₂清单，能够评估进口化石燃料来源对排放因子分配和国家排放估算的影响。该研究聚焦于化石燃料燃烧CO₂排放，涵盖2020年150个国家和地区，选择了39种IEA燃料产品进行来源追溯（14种煤炭及煤产品；21种原油及石油相关产品；天然气；以及三种其他固体燃料：泥炭、泥炭产品、油页岩和油砂）。该研究发表于《Environmental Science》。

### 三、研究方法

研究人员构建了全球化石燃料贸易矩阵，结合IEA的国家级物理能源统计和UN Comtrade的双边贸易份额，追溯各燃料的开采来源。排放因子基于净热值、碳含量和氧化因子计算，其中净热值取自IEA的WCONV数据库，碳含量取自IPCC排放因子数据库。研究采用混合方法综合表观消费量与最终/投入产出消费方法的优势，区分初级与次级燃料，并依据贸易矩阵分配各来源国的排放因子。样本队列来源包括IEA世界能源统计、世界天然气统计、UN Comtrade数据库以及GTAP数据作为补充。

### 四、研究结果

#### 4.1 排放因子的能源类型间差异

煤基燃料（包括褐煤、次烟煤、烟煤、炼焦煤和无烟煤）表现出较大的排放因子分布范围。例如，褐煤从希腊的0.49 tCO₂/t到哈萨克斯坦的1.96 tCO₂/t。若干主要煤炭出口国也偏离IPCC默认值，如印尼的次烟煤排放因子较高，俄罗斯的褐煤和无烟煤排放因子均较高。相比之下，原油、天然气凝析液(NGL)和天然气的排放因子分布范围更窄。石油产品的排放因子分布范围最窄，这是因为精炼旨在生产满足特定物理和化学规格的成品石油产品。

#### 4.2 全球化石燃料贸易格局

2020年，全球煤炭产量的17.5%、原油产量的52.1%和天然气产量的27.3%在国际上进行贸易。按能源等值计算，这些贸易化石燃料约占一次能源供应总量的29.3%。煤炭贸易高度区域化，亚太地区主导供需，澳大利亚、印尼和俄罗斯占贸易煤炭相关CO₂排放的75%以上。天然气贸易结构更为一体化，受管道和液化天然气运输共同影响，俄罗斯是最大的天然气净出口国。原油贸易更加全球化，中东和北非(MENA)地区占全球原油出口的41.9%。石油产品市场则受炼油能力和贸易枢纽驱动，美国是最大的精炼油出口国。

#### 4.3 全球排放的重新评估

2020年，150个国家和地区的化石燃料燃烧CO₂排放总量约34.0 Gt CO₂，其中煤炭及煤产品占42.8%，石油及油产品占34.9%，天然气占22.2%。非来源追踪对照估算约为33.7 Gt CO₂，比来源追踪估算低339.2 Mt CO₂（1%）。煤炭贡献了89.9%的全球差异，天然气占9.9%，石油相关燃料贡献有限。有20个国家排放增加超过1%，如智利煤炭相关排放增加37.4%；19个国家排放下降超过1%。中国相对增幅仅0.8%，但绝对增量达83.0 Mt CO₂，为所有国家中第二大。

#### 4.4 排放重估的稳健性

研究人员进行了三个情景的敏感性分析。情景1对主要煤炭和天然气出口国排放因子不确定性进行蒙特卡洛分析，10,000次模拟中全球差异范围为224.7~379.7 Mt CO₂（2.5~97.5百分位），中位数为302.2 Mt CO₂。情景2使用镜像进口份额重新分配燃料，差异增加4.8 Mt CO₂，表明结果对贸易数据来源不敏感。情景3用GTAP部门贸易份额或燃料特定全球平均份额替代缺失比率，差异分别变化-7.8和-3.0 Mt CO₂，影响有限。

### 五、讨论与结论

研究发现表明，核算燃料来源可以通过分配更能反映实际消耗燃料特性的排放因子来提高燃烧CO₂估算的准确性。这一考虑尤为重要，因为国家化石燃料进口的来源国构成可能随时间变化，而无法区分燃料来源的排放因子可能无法充分捕捉这些变化。该问题与IPCC Tier 1方法的相关性尤高，因为Tier 1对国家和活动数据应用默认排放因子，无论燃料是国内生产还是进口，通常对给定燃料类别采用相同的排放因子。类似的广义处理在BP、CDIAC、EDGAR和全球碳计划等全球排放数据集中也很普遍。

研究结果对国际气候政策具有更广泛的影响。几个排放差异显著的国家已采纳了雄心勃勃的减排目标。虽然关于通过贸易商品隐含排放的碳泄漏已被广泛讨论，但相对较少关注复杂化石燃料供应链中与来源相关的排放因子不匹配问题。即使在地域性清单核算框架内，燃料来源仍然相关，因为它会影响在燃烧点分配的适当排放因子。若排放基线因不适当排放因子而被错误表述，则减排进展评估也可能受到影响。

研究人员强调，结论应在其系统边界内解读，即仅覆盖化石燃料燃烧期间释放的CO₂排放。追溯化石燃料到其开采国旨在改进燃烧排放因子的分配，而非估算开采、加工、运输或分配过程中的排放。由于数据限制，估算依赖于若干假设，包括在缺乏国家特定测量值时使用IPCC默认碳含量和氧化率，以及假定国内和进口燃料在转化过程中的均匀混合。结果也应视为2020年的快照，而非化石燃料贸易模式的长期平均水平。

排放因子数据的可用性仍是挑战。定期更新国家特定排放因子在技术上要求高且资源密集。一种潜在解决方案是将净热值和碳含量等燃料质量参数纳入化石燃料贸易单据。可再生能源证书(REC)系统为此类方法提供了有用先例。类似结构可以将报告的化石燃料数量与其开采来源及相应的净热值和碳含量联系起来，进口国可按来源汇总报告的燃料数量，并计算相应质量参数的数量加权平均值用于国家清单。更广泛的实施方案需要化石燃料进口国、出口国和生产国之间的合作。另一种中间选择是为排放核算建立基准燃料质量概况，类似于商业煤炭基准定义参考产品的方法，利用标准化规格，包括净热值、硫含量、灰分和水分。

总体而言，研究结果表明，贸易化石燃料的开采来源会影响燃烧CO₂核算。全球差异在百分比上不大，但绝对值可观，且在不同燃料和国家间高度不均。这一模式反映了贸易量、排放因子变异性和贸易集中度的综合效应，煤炭因同时具备这三个因素而成为主导驱动因素。这些发现强调了分配更符合开采来源相关燃料特性的排放因子的价值。更加规律地报告和更新来源国的燃料质量数据可改善国家清单，并加强《巴黎协定》下的减缓跟踪。