第十七讲 温室气体的排放与减排 何建坤 清华大学低碳能源实验室 2009年9月

目 录 1. 全球温室气体排放的历史和现状 2. 经济发展与温室气体排放 3. 温室气体排放与大气中温室气体浓度及温升 目 录 1. 全球温室气体排放的历史和现状 2. 经济发展与温室气体排放 3. 温室气体排放与大气中温室气体浓度及温升 4. 全球温室气体长期减排目标与减排义务分担

全球温室气体排放的历史和现状 (1) 温室气体与人为温室气体排放 温室气体：指大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气态成分。《京都议定书》中规定的温室气体有六种：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCS）、全氟化碳(PFCs) 和六氟化碳（SF6） 人为活动的温室气体排放中的CO2占76%，主要来自化石能源燃烧（56.6%）和毁林（19.4%），甲烷占17.1%，主要来自农业。能源及废弃物等。

当前全球温室气体排放量发达国家和发展中国家大致相当。 美国和中国的二氧化碳排放均约占20% (1) 温室气体与人为温室气体排放（续） 当前全球温室气体排放量发达国家和发展中国家大致相当。 美国和中国的二氧化碳排放均约占20% 世界主要国家和集团2006年二氧化碳排放 人口与CO2排放比例（2005年）

(2) 发达国家人均温室气体排放量是发展中国家的数倍，应率先采取减排行动 2004年发达国家人均温室气体排放为16.1tCO2e，约为发展中国家4.2tCO2e/人的4倍

(2) 自发达国家人均温室气体排放量是发展中国家的数倍，应率先采取减排行动（续） 发达国家2005年人均二氧化碳排放11.2吨，是发展中国家2.3吨的4.9倍 美国2005年人均二氧化碳排放19.6吨，是中国3.9吨的5倍 人均CO2排放（2005年） 人均排放的历史变化趋势

(3) 自工业革命以来，发达国家一直是全球温室气体的主要排放者。对全球气候变化负有主要责任 发达国家的人口2005年占世界人口的20%，但自工业革命以来到2005年，累积排放量占世界总排放量的75% 自工业革命以来，美国累积排放量占世界的29.6%，欧盟占27.3%，而中国仅占8.4%。 累积CO2排放（1850-2005年） 人口与CO2累积排放比例（1850-2005年）

(3) 自工业革命以来，发达国家一直是全球温室气体的主要排放者。对全球气候变化负有主要责任（续） 人均累积排放量反映了一个国家利用有限大气空间为自身现代化发展、基础设施建设和社会财富积累所做的累积贡献 自工业革命以来，中国人均累积CO2排放量不及发达国家平均水平的1/10，美国的1/20 人均累积CO2排放（1850-2005年）

(4) 未来全球温室气体排放仍呈增长趋势，增长量将主要来自发展中国家 根据IPCC报告，2030年全球温室气体排放将增长25~90%，其中CO2排放将增长40~110%，排放增长量的2/3~3/4将来自发展中国家

2. 经济发展与温室气体排放 (1) 经济发展需要以能源为支撑，化石能源的开发利用引起二氧化碳排放的快速增长 2. 经济发展与温室气体排放 (1) 经济发展需要以能源为支撑，化石能源的开发利用引起二氧化碳排放的快速增长 自工业革命以来，化石能源（煤炭、石油、天然气）的快速增长，是全球温室气体排放增长的主要原因

(1) 经济发展需要以能源为支撑，化石能源的开发利用引起二氧化碳排放的快速增长（续） 能源消费弹性=能源消费增长率/GDP年增长率 在工业化阶段，能源弹性一般都大于1.0 CO2排放=能源消费量*能源的碳排放因子 能源的碳排放因子取决于能源消费构成 排放因子（kgc/ce)：煤炭：0.744；石油：0.548；天然气：0.409 2008年世界一次能源构成：石油34.8%，天然气24.1%，煤炭29.2%，非化石能源（水、核等）11.8% 美国1850年以来能源消费和GDP的增长情况

(2) 人均二氧化碳排放随人均GDP增长而增长，但实现工业化后（约人均GDP10000美元），增长速度则相对平缓

(3) 一个国家单位GDP的能源强度与碳强度的高低及变化与其发展阶段密切相关 China 工业化过程：增加 工业化之后：下降 能源强度=能源消费量/GDP 碳强度=能源强度*碳排放因子 不同国家的能源强度变化历史

(3) 一个国家单位GDP的能源强度与碳强度的高低及变化与其发展阶段密切相关（续） 处于工业化阶段的发展中国家的能源强度一般要高于发达国家 1980年以来世界各国人均GDP与GDP碳排放强度之间的关系

(4) 我国GDP的CO2强度高，但下降速度很快 我国单位GDP的CO2排放强度2005年是世界平均水平的3.6倍，OECD国家的5.9倍，印度的1.5倍 主要国家单位国内生产总值的CO2排放

(4) 我国GDP的CO2强度高，但下降速度很快（续） 同期，附件I国家平均下降26%，世界平均下降14% 我国GDP能源强度变化趋势分析

(5) 我国GDP的CO2强度高，反映了我国的国情和发展阶段的特征 能源转换、利用效率低 产业结构中工业比重过大 产品增加值率低 汇率比价、自然环境等不可比因素 中国与国外产业结构构成比较 主要耗能产品的能源单耗与发达国家比较 我国高耗能产品能源单耗比发达国家高15~30%左右，能源系统效率低25%左右。但单位GDP能耗是OECD国家的3.8倍，与发达国家相比，能源利用经济产出效益的差距远大于能源技术效率的差距。

(5) 我国GDP的CO2强度高，反映了我国的国情和发展阶段的特征（续） 我国2005年煤炭占68.7%，非化石能源只占6.7% OECD国家煤炭比重仅为21%，非化石能源比重则达15% 2005年我国能源消费的CO2排放因子为0.62kg-C/kgce，OECD国家为0.47kg-C/kgce，我国高出1/4以上。

(6) 我国走低碳发展路径，将实现比发达国家低排放的现代化道路 到本世纪中叶之前，我国基本实现现代化，届时GDP的CO2强度将低于世界发达国家相同人均GDP的水平 到2020年，单位GDP的CO2排放强度将比2005年下降45%以上，年下降率超过4%。 到2050年将比2005年下降80%以上

3. 温室气体排放与大气中温室气体浓度及温升 (1) 人为活动的温室气体排放不断增长，导致大气中温室气体浓度增加，温室效应增强，使全球气候变暖日益显著 ——大气中CO2浓度从工业革命前的280ppmv已上升到2005年的379ppmv。近百年来，全球地表温升0.74℃ ——IPCC第四次评估报告结果：近50年的气候变暖主要是由人类活动引起的可能性，从2001年第三次评估报告中的66%提高到90%以上。

(2) 大气中温室气体浓度稳定水平取决于未来温室气体排放轨迹 稳定450ppmCO2e，2010年左右全球CO2排放需达到峰值，2050年比1990年至少减少50% 稳定550ppmCO2e，2020年左右全球CO2排放需达到峰值，2050年CO2排放与2000年大体相当 由于海、气和陆地生态系统碳循环的影响，未来温室气体排放轨迹与大气中温室气体浓度水平之间仍有较大不确定性范围

(3) 未来全球地表温升将取决于大气中温室气体浓度水平 未来全球温升取决于大气中温室气体浓度稳定水平，但仍存在较大不确定性。如稳定在450ppmCO2e （目前约430ppmCO2e），未来温升不高于2℃的概率为50%。稳定在550ppmCO2e，未来温升超过2℃的概率为80%，超过3℃的概率为30%。

(4) 虽然不同研究对温室气体排放、浓度和温升之间的数量关系存有差异，但总体趋势一致，IPCC第四次评估报告给出了结论性意见 大气中二氧化碳浓度水平 （ppm） 大气中温室气体浓度水平 自工业革命以来全球温度上升 （℃） 二氧化碳 排放高峰年 （年） 2050与2000年相比二氧化碳排放变化 （%） 350－400 445－490 2.0－2.4 2000－2015 －85至－50 400－440 490－535 2.4－2.8 2000－2020 －60至－30 440－485 535－590 2.8－3.2 2010－2030 －30至＋5 485－570 590－710 3.2－4.0 2020－2060 ＋10至＋60 570－660 710－855 4.0－4.9 2050－2080 ＋25至＋85 660－790 855－1130 4.9－6.1 2060－2090 ＋90至＋140 资料来源：IPCC（2007） 不同稳定浓度水平下的温升与相应CO2排放

(5) 未来温室气体排放仍将维持增长，全球地表平均温度将仍会持续上升，预计到本世纪末仍将上升1.1~6.4 ℃ IPCC报告对未来社会经济发展和相应碳排放进行了几种情景分析，虽相互间有较大差距，但未来温升趋势都十分明显

(6) 尽管科学上还存在不同认识，但通过合作和对话，共同应对气候变化带来的挑战已是世界各国的广泛共识 地球气候冷暖交替，周期为10万年左右。1750年工业革命以来特别是近50年气候快速变暖是由人类活动引起的。本世纪末可能成为最近一千年甚至一万年来最暖的时期。 生态系统和人类社会已经基本适应了当今的气候状态，如果未来气候变化幅度太大，速度太快，可能会使生态系统和人类社会来不及适应，超过某个临界点，将造成突然和不可逆转的后果

4. 全球温室气体长期减排目标与减排义务分担 (1) 全球温室气体排放持续增长的趋势使实现《公约》中稳定大气中温室气体浓度的目标的任务十分艰巨 ——《公约》的最终目标： 稳定大气中温室气体浓度水平,使生态系统能够自然地适应气候变化，确保粮食生产免受威胁,并使经济能够可持续发展。 按目前排放增长趋势，实现稳定大气中温室气体浓度目标，全球温室气体排放必须尽快达到峰值，并开始大幅度下降

(2) 综合分析表明，未来存在巨大的温室气体减排潜力，充分挖掘这些潜力，有可能实现稳定大气中温室气体浓度水平的目标

(3) 减排温室气体需要强有力的技术支撑，先进技术的发展和创新可以支撑实现全球长期减排目标 IPCC报告指出，利用已有和即将产业化技术，2030年可以抵消温室气体排放的增长或控制在当前水平及以下，且成本低于100美元/tCO2，其中半数以上低于20美元/tCO2

(4) 实现全球长期减排目标，全球付出的宏观成本是可以接受的，将低于全球变暖带来的损失 稳定水平 （ppm CO2当量） 2030年 2050年 GDP下降的中值 （%） GDP下降的范围 GDP年平均增长率的下降幅度 （百分点） GDP下降的中值 （%） 590-710 0.2 －0.6~1.2 ＜0.06 0.5 －1~2 ＜0.05 535-590 0.6 0.2~2.5 ＜0.1 1.3 略微负~4 445-535 / ＜3 ＜0.12 ＜5.5 全球宏观经济成本估算 气候变暖情况下全球GDP的损失估计

(5) 欧盟提出控制温升2 ℃，稳定大气中温室气体浓度450ppm CO2e，2050年全球温室气体排放减半的目标，越来越成为国际社会的主流意向。 实现450ppmCO2e稳定浓度目标，2050年排放量比1990年减半，约2tCO2e/人 与1990年相比，2050年发达国家减80%，发展中国家要减20%。 按IPCC情景分析，2050年发达国家将增40%，需比基准情景减90% 2050年发展中国家将达4倍，需比基准情景减80%

(5) 减排义务的分担涉及各国的发展空间，事关根本利益，要体现公平原则 全球减缓温室气体排放国际合作要遵照《公约》的原则。发达国家倡导的“紧缩趋同”减排轨迹不符合公平原则 紧缩趋同分配原则下的排放空间分配 附件I国家与非附件I国家人均排放的累积趋同路径

(6) 气候变化的本质是发展问题 气候变化危机人类生存发展，需要共同合作，积极应对，实现稳定大气中温室气体浓度的目标，促进全球经济社会的可持续发展。 减排义务的分担涉及各国的发展空间和根本利益，发达国家和发展中国家存在根本性的原则分歧。 在《公约》指导下，坚持共同但有区别的责任原则，在可持续发展框架下应对气候变化。

气候变化既是环境问题，也是发展问题，归根到底是发展问题 ——胡锦涛 (6) 气候变化的本质是发展问题（续） 气候变化既是环境问题，也是发展问题，归根到底是发展问题 ——胡锦涛 气候变化越来越成为世界范围内优先议题，全球应对气候变化对我国和全球可持续发展将产生重要影响。 我国既要积极应对，展现负责任大国形象，又要争取和维护我国及发展中国家的合理权益

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