世界主要碳排放国家碳达峰和碳汇能力研究_张哲.pdf
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1、2023 年 4 月第 2 期林业资源管理FOEST ESOUCES MANAGEMENTApril 2023No.2世界主要碳排放国家碳达峰和碳汇能力研究张哲1,张煜星2(1.国家林业和草原局产业发展规划院,北京 100010;2.国家林业和草原局林草调查规划院,北京 100714)摘要:在现实的经济和科技水平下,实现碳中和就必须首先实现碳达峰。研究世界主要碳排放国家的碳达峰基础和碳汇能力对于我国实现碳达峰和碳中和具有重要借鉴意义。选取了世界 224 个国家和地区经济总量排名靠前的 24 个国家,根据其 19602018 年间的 CO2排放量、GDP 总量、能源消耗、森林碳汇能力等数据进行分
2、析,认为经济大国在碳达峰之前,CO2排放量均与 GDP、人均 GDP 呈正相关。进一步分析表明:在人均 GDP 达到2.0 万 3.5 万美元、低碳能源占比达到 35%以上时,有实现碳达峰且碳排放出现下降的可能;天然气能源占比50%以上,或者煤炭和石油供应占比不高于 55%,人均 GDP 达到 3.5 万 4.5 万美元时,也有实现碳达峰且碳排放出现下降的可能。可见,能源供应结构是实现碳达峰的第一决定性因素,即低碳能源占比越高,碳达峰越容易实现;人均 GDP 是实现碳达峰的重要条件,只有经济实力雄厚的国家才有提高减排技术的能力。目前,研究所涉及的各国森林碳汇能力均在不断提高,但占其本国的年碳排
3、放量比例较低,大部分国家不足 15%,一些国家的森林碳汇能力还在降低,实现碳中和仍需要相当长时间。因此,应特别重视森林生态系统的健康、稳定、高效、可持续经营。关键词:CO2排放;能源消耗;森林碳汇;碳达峰;碳中和中图分类号:F205;S718.55文献标识码:A文章编号:1002 6622(2023)02 0001 09DOI:10 13466/j cnki lyzygl 2023 02 001收稿日期:2023 02 07;修回日期:2023 03 23基金项目:国家重点研发计划资助项目(2016YFB0501505)作者简介:张哲(1986 ),女,辽宁本溪人,高级工程师,博士,主要从事林
4、草规划设计和林业碳汇等方面的研究工作。Email:278474036 通讯作者:张煜星(1964 ),男,内蒙古人,教授级高级工程师,博士,主要从事森林资源监测和林业碳汇等方面的研究工作。Email:mrqzyx esearch on Carbon Peak and Carbon Sink Capacity of MajorCarbon Emitting Countries in the WorldZHANG Zhe1,ZHANG Yuxing2(1 Industry Development and Planning Institute,National Forestry and Grassl
5、and Administration,Beijing 100010,China;2 Academy ofForestry Inventory and Planning,National Forestry and Grassland Administration,Beijing 100714,China)Abstract:At the level of realistic economy and technology,we must first achieve carbon peaking in orderto achieve carbon neutrality Studying the car
6、bon peak foundation and carbon sink capacity of the majorcarbon emitting countries in the world has important reference significance for China to achieve carbonpeak and carbon neutrality This study sorted out the top 24 countries in economic aggregate among theworlds 224 countries and regions Based
7、on the data of CO2emissions,total GDP,energy consumption andreserves on forest carbon sink from 1960 to 2018,it found out total GDP and GDP per capita werepositively correlated with CO2emissions before carbon peak When GDP per capita reached$20000 to林业资源管理第 2 期$35000,and low-carbon energy accounted
8、for more than 35%,it would be possible to achieve carbonpeak and reduce carbon emissions In addition,when GDP per capita reached$35000 to$45000,andhigh-carbon energy(coal and oil)accounted for no more than 55%,it would also be possible to achievecarbon peak and reduce carbon emissions Energy supply
9、structure was the first determinant of carbonpeak time The results showed that if the proportion of low-carbon energy was higher,it was easier toachieve carbon peak Nowadays,the forest carbon sink capacity of 24 countries was constantly improvingHowever,the reserves on forest carbon sink were less t
10、han 15%of the countrys annual carbon emissionsin most countries It still takes a long time to achieve carbon neutrality Therefore,special attention shouldbe paid to the healthy,stable,efficient and sustainable management of forest ecosystemsKey words:CO2emissions,energy consumption,forest carbon sin
11、k,carbon peak,carbon neutrality气候变化是全世界广泛关注的热点问题,目前已经有 132 个国家和地区开启了迈向碳中和目标的国际进程,许多国家做出了实现碳中和的目标计划。实现碳达峰是实现碳中和的前提条件,现在仅有少数国家实现了碳达峰,距离实现碳中和还有相当大的差距。碳排放与经济发展紧密相关,一些学者基于面板数据和脱钩指数,对地区性碳排放与经济增长的关系1 5、能源消费与经济增长的关系6 12 等进行了分析;也有些学者构建预测模型,利用情景分析,对我国及各省级行政区域碳达峰的时间点和路径13 15、碳排放与经济增长的相互关系、影响因素及脱钩效应16 25 等进行了分析
12、。然而,从世界 224 个国家和地区的经济发展及碳排放综合分析来看,只有少数经济发达的国家仅仅实现了碳排放达峰,且仍有一些国家碳排放存在不降反升的可能,其森林碳储量增加非常缓慢,与实现碳中和目标差距巨大。本研究基于经济总量排名前24 的国家,根据 19602018 年的碳排放数据,对各国碳排放达峰的基础条件及碳汇能力进行分析,以期为实现我国碳达峰目标提供参考。1研究对象1.1数据来源本研究的数据来源于世界银行公布的 19602018 年世界各国 CO2排放量、GDP、人口数据;国际能源署公布的 19902020 年世界各国能源数据;联合国粮食及农业组织(FAO)公布的历次森林资源数据和森林碳储
13、量数据。本研究中,中国 CO2排放量及森林资源等相关数据均不包括香港、澳门和台湾地区。1.2研究范围19602018 年,全球 224 个国家和地区的 CO2排放量均不断增加,由 1960 年的 94.64 亿 t 增加到2018 年的 340.41 亿 t,增加到 3.60 倍。224 个国家和地区的 CO2排放量均与经济总量(GDP)显著正相关,GDP 直接影响甚至决定了 CO2的排放量;高GDP 国家也是 CO2排放量较大的国家,集中分布在北美、欧洲和东亚地区。根据 2018 年全球 GDP 的排序,选择了经济总量前 25 个国家作为研究对象,其分别为美国、中国、日本、德国、英国、法国、
14、印度、意大利、巴西、韩国、加拿大、俄罗斯、澳大利亚、西班牙、墨西哥、荷兰、土耳其、瑞士、波兰、瑞典、比利时、阿根廷、泰国、奥地利、挪威。由于来源数据中缺乏波兰 19601989 年的 GDP 数据,因此只对 24个国家的碳排放、经济总量、能源结构和森林碳储量进行分析。19602018 年,这 24 个国家经济总量占全球的 80%以上,CO2排放总量占全球的 75%以上,这说明经济大国也是碳排放主体。2碳排放情况分析2.1CO2排放总量与 GDP 关系分析碳排放最主要是指 CO2排放。这 24 个国家的CO2排放总量随着 GDP 的增长不断增加,CO2排放总量由 1960 年的 72.37 亿
15、t 增加到 2018 年的334.01 亿 t,增加到 4.61 倍;GDP 由 1960 年的10 261.30亿美元增加到 2018 年的705 429.74亿美元,增加到 68.75 倍。CO2排放是经济发展、特别是工业经济的必然产物,在一定经济发展阶段与经济2第 2 期张哲等:世界主要碳排放国家碳达峰和碳汇能力研究显著正相关,只有经济水平达到一定程度时,工业生产能力和减排技术才能得到提高。由于每个国家的能源构成不同,CO2排放情况也会出现差异,但总的趋势基本相同。不发达国家和地区的经济水平较低,贫穷要么造成工业水平低下、碳排放能力极低,要么导致难以形成促进工业减排的技术进步、CO2排放
16、相对较高。因此,经济落后是不能实现CO2减排甚至达到碳中和的目标。24 个国家的 CO2排放量可以分成两种类型。一类是 CO2排放已经达到峰值,这种情况的有美国、德国、英国、法国、意大利、俄罗斯、西班牙、荷兰、瑞士、瑞典、比利时、奥地利、挪威等 13 个国家,碳排放基本均处于达峰后减少时期,出现逐渐减少的趋势;另一类是 CO2排放正处于上升或拟达峰时期,碳排放虽出现窄幅波动,但还难以预见碳排放达峰时间,这种情况的有中国、日本、印度、巴西、韩国、加拿大、澳大利亚、墨西哥、土耳其、阿根廷、泰国等 11 个国家。各国CO2排放量与 GDP 总量的关系如图1 所示。19602018 年,各国人口均在增
17、长,人均 GDP也随着 GDP 总量的增长而增加,各国 CO2排放量与人均 GDP 的关系同其与 GDP 总量的关系相似,CO2排放量与人均 GDP 均显著相关。当人均 GDP 达到10 000 美元之前,CO2排放量随着经济的增长而快速增加,两者趋于线性关系;当人均 GDP 在 10 000 20 000美元时,CO2排放量波动较大,但总体上波动上升;当人均 GDP 达到20 000 美元时,接近拐点,之后 CO2排放量增长幅度随着人均 GDP 的增加而逐渐放缓;当人均 GDP 达到 30 000 40 000 美元时,出现第二个拐点,CO2排放总量接近达峰值,之后GDP 增加,CO2排放量
18、趋于平稳并逐渐开始下降。3林业资源管理第 2 期图 124 个国家 19602018 年 CO2排放量与 GDP 总量关系分析Fig 1 Analysis of the relationship between CO2emissions and total GDP in 24 countries in 196020182.2人均 CO2排放量分析19602018 年,世界平均年人均 CO2排放量由3.121 t/(人 a)增加到 4.478 t/(人 a),增加到 1.43倍。24 个国家的年人均 CO2排放量由4.900 t/(人 a)增加到 7.271 t/(人 a),增加到 1.50 倍
19、,各国均高于世界平均水平。1960 年和 2018 年比较,24 个国家的各年人均 CO2排放量如图 2 所示。1960 年,中国的人均 CO2排放量为 1.170 t/人,在 24 个国家中排第 18 位,约是美国的 1/14,英国的 1/10,加拿大的 1/9;2018 年,中 国 的 人 均 CO2排 放 量 为7.352 t/人,排第 13 位,约占加拿大(15.497 t/人)、澳大 利 亚(15.476 t/人)、美 国(15.240 t/人)的1/2。图 224 个国家 1960 年和 2018 年的年人均 CO2排放量Fig2 CO2emissions per capita i
20、n 24 countries in 1960 and 2018从1960 年至2018 年59 年的平均年人均 CO2排放量(图3)上可以看出,长期处于高碳排放的国家都是或曾是经济大国,如美国、苏联在 20 世纪 90 年代前都是经济超级大国,碳排放也最大。59 年平均年人均 CO2排放量超过 10 t/(人 a)的有 6 个国家,如美国18.86 t/(人 a)、俄罗斯 15.98 t/(人 a)(俄罗斯数据包括了苏联和俄罗斯两个时期的数据,CO2排放总量平均为942.61t/人)、加拿大 15.66 t/(人 a)、4第 2 期张哲等:世界主要碳排放国家碳达峰和碳汇能力研究澳大利亚14.7
21、4 t/(人 a)、比利时11.07 t/(人 a)、荷兰10.04 t/(人 a);新型发展中国家的平均碳排放较低,59 年平均年人均 CO2排放不足 5 t/(人 a)的有 7个国家,如阿根廷3.54 t/(人 a)、墨西哥3.33 t/(人 a)、中国 2.81 t/(人a)、土耳其 2.57 t/(人a)、泰国 1.80t/(人a)、巴 西 1.49 t/(人a)、印 度0.76 t/(人 a);余下 11 个国家都是发达国家,59 年平均年人均 CO2排放量在 5 10 t/(人 a)之间。图 324 个国家 19602018 年的人均 CO2排放量Fig 3 CO2emission
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