扒一扒能源相关碳排放
2015年《巴黎协定》提出了“本世纪末将全球温升与工业化之前相比控制在2℃内，并为控制在1.5℃以内而努力”的目标。政府间气候变化专门委员会（IPCC）指出，只有全球在本世纪中叶实现碳中和才有可能实现这一目标，据此测算全球碳排放量需以-6%的年均速度减排。能源系统作为最大的碳排放来源（占全球碳排放总量的85%），需要以更大的力度推动低碳高效转型，实现化石能源和清洁能源消费结构的大互换。最新数据显示，受疫情影响2020年全球一次能源需求下降4%、能源相关碳排放下降5.8%，为二战以来最大年度降幅。换言之，从目前起到本世纪中叶，全球能源相关碳排放平均每年需以2020年的下降速度减少，才能如期实现碳中和目标，转型难度可见一斑。
3月15日中央财经委员会第九次会议指出，实现碳达峰、碳中和，是“一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”，是“一场硬仗”“一场大考”，要“加强对碳排放相关知识的学习”。为使广大读者能够系统细致了解能源碳排放及减排趋势，能源烩研究团队，即国网河南省电力公司经济技术研究院能源互联网研究团队，特推出《扒一扒能源相关碳排放》系列，以飨读者，本次为该系列的世界篇。
扒一扒能源相关碳排放
——世界篇
（全文约2400字，阅读需7分钟）
根据国际能源署（IEA）的统计分类，全球能源相关碳排放被分为两大类，即化石燃料燃烧排放和其他排放，其中化石燃料燃烧排放包括煤炭、石油、天然气的燃烧排放，其他排放包括国际航空和国际水运排放。一般而言，能源相关碳排放特指煤炭、石油、天然气等化石燃料燃烧的排放。
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世界及分地区排放
从近期趋势来看，世界能源相关碳排放增长速度趋缓。根据IEA数据，2018年世界因化石燃料燃烧（煤炭、石油、天然气的燃烧，不含国际航空、国际水运排放）所产生的二氧化碳排放量为335亿吨，2000-2010年、2011-2018年期间年均增长2.8%、1.2%。
▲1971-2018年世界能源相关二氧化碳排放量
▲世界一百多个国家能源相关CO2排放，2018年，亿吨
从长时间变化来看，各国能源相关碳排放与其工业发展、国际间产业转移合作密切相关。中国的排放量自2001年加入世界贸易组织（WTO）后进入加速增长阶段，“世界工厂”的碳排放加速模式一直持续到2013年左右（十八大后），整个期间能源碳排放占世界的比重从15%升至28%。原世界第一排放大国，美国的能源碳排放在2005年达到峰值57亿吨，并在此后被中国所超越。欧洲制造业大国德国的碳排放于1979年达到峰值11亿吨，欧洲的碳排放也同步于1979年达到峰值34.4亿吨，从上世纪80年代到目前年均下降约0.8%。
▲1971-2018年排名前10国家能源相关CO2排放，亿吨
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分能源品类排放
煤炭燃烧依然是化石能源碳排放的主要来源。2018年世界煤炭、石油、天然气燃烧所产生的二氧化碳排放分别为148、114、71亿吨，占全球化石能源碳排放的比重分别为44.4%、34.3%、21.3%。
▲1971-2018年世界分能源品类CO2排放，亿吨
煤炭碳排放中，中国、印度、美国占据了世界煤炭碳排放的前三甲，占比分别为51.6%、11.0%、8.6%，即中国煤炭燃烧所产生的二氧化碳超过了其他国家煤炭燃烧所产生二氧化碳的总和。
石油碳排放中，美国、中国、印度占据了世界石油碳排放的前三甲，占比分别为17.8%、11.9%、5.2%，即美国石油燃烧所产生的二氧化碳相当于第二名中国、第三名印度石油燃烧所产生二氧化碳的总和。
天然气碳排放中，美国、俄罗斯、中国占据了世界天然气碳排放的前三甲，占比分别为22.5%、11.8%、7.3%，美国天然气燃烧所产生的二氧化碳超过了第二名俄罗斯、第三名中国天然气燃烧所产生二氧化碳的总和。
世界各国分能源品类碳排放结构具有显著差别。中国、印度等发展中制造业大国煤炭碳排放占据了主要位置，碳排放比重在70%以上，石油、天然气碳排放比重较低，分别低于30%、10%。韩国、日本、德国等发达制造业国家煤炭碳排放比重在40%-50%，石油、天然气碳排放比重分别约为30%、20%。美国、英国、法国等其他发达国家煤炭碳排放比重在30%以下，石油、天然气碳排放比重分别约为40%-60%、30%-50%。
▲重点关注国家分能源品类的碳排放结构，2018年，%
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分部门排放
2018年，世界电力和热力部门产生了能源领域42.5%的碳排放，是最大的碳排放部门。其他能源部门（包括在炼油，固体燃料制造，煤矿，石油和天然气开采，以及其他能源生产行业中的自用排放）产生了4.9%的碳排放，制造业与建筑业产生了18.7%的碳排放，交通部门产生了25.1%的碳排放，居民生活产生了6.2%的碳排放，商业和公共服务部门产生了2.6%的碳排放。
世界各国分部门碳排放结构具有显著差别。总体来看，制造业越集中的国家，电力热力部门、制造业与建筑业部门的碳排放比重越高，交通、居民、商业与公共服务部门的碳排放比重越低，反之亦然。其中，韩国、印度、中国的电力热力部门碳排放比重达到50%以上，但交通部门碳排放比重低于20%，居民生活碳排放比重低于6%，商业和公共服务部门碳排放比重低于3%。英国、法国等西欧发达国家电力热力部门碳排放比重在25%以下，但交通部门碳排放比重高于34%，为最大碳排放部门，居民生活碳排放比重高于14%，商业和公共服务部门碳排放比重高于6%。（如下图，建议横屏观看）
▲重点关注国家分部门的碳排放结构，2018年，%
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碳排放强度
碳排放强度是指每单位国内生产总值的增长所带来的二氧化碳排放量。按照汇率，以2015年美元不变价计算，2018年世界平均碳排放强度为0.41kg CO2/美元。在本文所列10个重点关注国家中，俄罗斯、印度、中国等碳排放强度较高，分别为1.12kg CO2/美元、0.89kg CO2/美元、0.71kg CO2/美元。美国、日本、韩国等碳排放强度次之，分别为0.25kg CO2/美元、0.24kg CO2/美元、0.38kg CO2/美元。西欧发达国家碳排放强度最低，为0.15kg CO2/美元，其中德国相对较高，为0.20kg CO2/美元，英国、法国相对较低，分别为0.11kg CO2/美元、0.12kg CO2/美元。
▲重点关注国家碳排放强度，2018年，kg CO2/美元
▶我国碳排放强度仍处于世界较高水平，是世界平均水平的1.7倍，是美国、日本的3倍，是英国的6.5倍。
从历史发展趋势来看，10个重点关注国家中，中国的碳排放强度下降幅度最大，从1978年的3.77kg CO2/美元最高点，下降至2018年的0.71kg CO2/美元，下降幅度81%，年均下降4%，但与西欧等发达国家相比，在碳排放强度绝对量上仍有较大差距，未来下降空间仍然很大。
▲1971-2018年重点关注国家碳排放强度，kg CO2/美元
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人均碳排放
2018年，世界人均能源相关二氧化碳排放量为4.42吨CO2/人，10个重点关注国家中，除印度为1.71吨CO2/人外，其他国家皆高于世界平均水平。其中，美国人均水平最高，为15.03吨CO2/人，韩国、俄罗斯次之，分别为11.74吨CO2/人、10.99吨CO2/人。日本、德国、欧洲分别为8.55吨CO2/人、8.40吨CO2/人、6.04吨CO2/人。由于人口基数庞大，中国为6.84吨CO2/人，在所列国家中并不突兀。
▲重点关注国家人均碳排放，2018年，吨CO2/人
▶总体来看，发达国家人均碳排放水平最高。我国人均碳排放水平也较高，是世界平均水平的1.5倍，但却为日本、德国的80%，仅为美国的46%。
从历史发展趋势来看，上世纪70年代末和本世纪初，可能是人均碳排放趋势变化的两个重要节点。上世纪70年代世界主要发达国家陆续进入后工业化阶段，英法德日等国家的人均GDP步入2万美元以上，人口城市化率达到70%以上，服务业比重达到60%以上，有些国家甚至出现了部分原材料加工业、劳动密集型产业向欠发达地区转移的去工业化现象。加之上世纪70年代历次石油危机的冲击，西方发达国家更加注重节能尤其是石油的节约利用。在政治、经济、技术、全球化等各种因素综合作用下，自上世纪70年代末80年代初以来，部分发达国家碳排放陆续达峰并下降，世界人均能源相关碳排放也基本呈现缓慢波动下降的趋势。但自本世纪初以来，世界人均能源相关碳排放又进入波动上升阶段。其中，美国、西欧等发达国家人均排放量仍处于下降阶段，但由于全球产业的加速转移，中国、印度等人口大国自本世纪初人均排放量大幅上升，带动全球人均碳排放缓慢增长。
▲1971-2018年重点关注国家人均碳排放，吨CO2/人
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视频：1840年以来全球碳排放Top10
纵观全球、回望历史，从一定程度上讲，（人均）碳排放量可反映出一个国家（地区）的经济社会发展水平。然而我们更应看到，西方发达国家自上世纪70年代末80年代初以来，其经济发展已实现与碳排放增长的脱钩。展望未来，传统发展路径的大门即将关闭，创新必将成为各国发展的最强大动力、最前沿战场，能源低碳高效转型是大势所趋，绿色也必将成为这颗蓝色星球的未来底色。
最后，奉上视频《1840-2019年世界各国二氧化碳排放Top10动态榜》，让我们以碳排放的角度，审视一下自鸦片战争以来的全球格局变化和大国沉浮。
注：因数据来源不同，视频中数值与上文有些差别
执笔：邓方钊，杨钦臣
参考文献：
[1] 邹才能等，世界能源转型内涵、路径及其对碳中和的意义.
[2] IEA(2020),CO2 Emissions from Fuel Combustion.
[3] IPCC.Global Warming of 1.5℃[R].New York: Intergovernmental Panel on Climate Change, 2018.