碳足迹的概念及核算方法的研究综述

包宝荣

一、引言

碳足迹概念是源于生态足迹。生态足迹最早是由加拿大的生态经济学家William(1992)提出，其后并由Wackernagel和 Rees(1996)［1］做出了诠释和完善了相关的理论，通过运用土地面积来表示出人类生产消费活动而引起的生态影响，即根据一定人口数量所消耗的生产土地、水资源等进行研究，再衡量人口所消耗的自然资源。碳足迹作为一种对碳排放影响的全新计算概念，是从生命周期的视角来解释出不同目标的碳排放过程，主要权衡某一产品在其生命周期或某种活动过程中所排放出来的直接和间接的碳排放量，对研究温室气体节能减排的政策建议提供科学依据。因此，对于碳足迹及对其计算方法进行相关文献总结和述评是势在必行。本文重点总结了碳足迹的概念和核算方法，并根据国内外目前碳足迹的研究状况和趋向做出最后的研究述评，使碳足迹的相关理论与核算方法的实践相统一，并为我国未来低碳经济发展提供扎实的理论基础。

二、碳足迹的相关概念研究

碳足迹 (Carbon Footprint)［2］，是指人类在生产消费活动中所排放出的温室气体的排放量。研究者和一些组织机构所提出的定义都大径相庭，然而，都是用来测量碳排放量和为节能减排、发展低碳经济做出合乎情理的理论依据。其中一些研究者从产品的生命周期的立场出发，认为碳足迹计算的是某种活动或某一产品在整个生命周期内所排放出来的温室气体量。对于碳足迹内涵中所包含的温室气体的类别及相关界限依然存在着争论，如表 (1)，主要根据部分研究者对碳足迹概念在各个不同研究尺度上的总结:

表格1 部分研究者对碳足迹的定义

然而那些公司和政府部门给出众多含义，大部分组织机构的见解:碳足迹主要测算的是某一活动或某一产品所直接排放的CO2或温室气体总量，还包括电力消耗相关的排放量。然而，这些所谓的含义并非来自正式评断的相关学术论文，基本上都是根据灰色文献。如Global Footprint Network主要以活动或组织为研究尺度，并认为碳足迹是根据某个活动或某组织所消耗的能源程度来度量温室气体排放总量;气候变化专门委员会、国家发改委以地域界限为研究尺度，定义碳足迹为计算人类活动、生产和消费商品以及由于经济社会活动所产生的CO2、N2O、CH4排放量，以及清除量。

对于碳足迹的概念，国内的部分研究者也纷纷给出了各自的观点。耿涌、董会娟 (2010)［3］等人，认为碳足迹是某一项活动或某一个产品的整个生命周期、或者某一地域界限内排放出的直接和间接产生的CO2总量;王微、林剑艺 (2010)等人，将碳足迹定义为某一产品或服务系统在其全生命周期内的碳排放总量;计军平、马晓明 (2011)［4］定义碳足迹为对某一产品或活动在生命周期内直接或间接引致的温室气体排放量的测度，用CO2当量作单位。

碳足迹概不同尺度来细分的话主要包括:国家碳足迹、企业碳足迹、产品碳足迹和个人碳足迹之分，其中最常见的是产品碳足迹，也是研究领域当中的主流。产品碳足迹 (Edward Jones G等，2009，Wiedmann和Minx，2007)是指企业对气候变化采取措施的决心，是主要协助个体或企业评价其对社会环境造成影响的重要对象。此外，碳足迹也是主要的评估工具，有利于减少个体或企业今后温室气体的排放量，还有利于企业拟定环境报告提供切实有用的参考依据。

三、碳足迹核算方法的研究

碳足迹的核算方法是计算温室气体排放的最优效的方法之一，国内外主要研究方法有三大类:(1)生命周期评价法 (LCA)，主要评估某一产品在生命周期或服务过程中所排放出来的温室气体，是以过程分析为基础的自下而上的一种评价法;(2)投入—产出法 (I－O法)，是以投入产出分析为基础的自上而下的模型，此方法是主要利用编制投入产出表来进行核算;(3)IPCC计算方法，是由联合国气候变化委员会提供，各个国家的不同企业提供相应的缺省因子是为碳足迹的计算提供了统一标准算法。下面根据相关文献对以上方法进行国内外文献总结:

1.国外研究综述

对于碳足迹概念西方国家的研究比较系统，对研究视角和方法的种类繁多。各个国家研究者运用对其碳足迹进行核算，且通过多种分析方法，总结出对低碳经济发展有意义的结论。

Hertwich(2009)从国家尺度层面上运用MRIO模型对86个国家和地区的碳足迹进行核算，得出美国和香港地区的碳足迹数值较高，而非洲地区明显较低;对全球而言，所占比例最高的是由家庭消费引起的碳足迹，数值达到72%，由政府消费引起的碳足迹只占到10%。Druckman和Jackson(2009)应用投入—产出模型对英国家庭消费的碳足迹进行核算，进行横向与纵向的相互比较研究，得出将近超过30%的碳足迹都来自英国境外。Soytas使用VAR模型对美国的能源消耗、GDP和碳足迹等三个之间的关系做了实证研究，结果得出碳足迹的Granger结果检验得出的原因是能源消耗，而不是GDP的增长。Ang通过在研究多种因素分解分析方法后，不论是在技术操作还是结果总结上发现对数平均Divisia指数方法 (LMDI)都比较适合运用在能源政策领域的研究。基于LMDI的因素分解不产生残差，与其他分解方法相比较其解释效果更有可信性，因此指数分解方法已成为主流的碳足迹因素分解方法。Ramirez等人 (2005)运用LMDI模型对中低耗能行业能源做了相关分析;Maand Stern(2008)利用LMDI分解法对我国1971－2003年的碳足迹进行因素分解分析，同时初次涉及到生物质能的排放。

2.国内研究综述

对于低碳经济的发展，国内学者也极其重视，对能源领域的碳排放进行了足够多的研究，并能够熟练运用碳足迹这一新兴概念。一些研究者对区域的能源消费碳足迹和GDP之间进行了实证研究;也有些研究者运用回归函数对STIRPAT模型进行拟合，进而研究出多种因素对碳足迹的影响程度;除此之外，还有些学者基于LMDI的碳足迹因素分解研究方法来研究出碳足迹的影响因素的主次关系。

沈卫国等人 (2008)［5］使用LCA法对水泥的整个生命周期的碳足迹做了相关实证研究，通过计算得出每吨硅酸盐水泥的温室效应系数为1.45吨，混合水泥生命周期的温室效应系数1.21吨，最后得出大力研发出新型技术来降低熟料水泥用量，对减少碳足迹有重大意义。刘燕娜等人 (2008)运用对数平均权重分解法对福建省1994－2008年间的人均碳足迹做了系统的研究，具体分解出经济规模、能源结构和能源效率等因素对人均碳足迹的影响。胡初枝等 (2008)［6］根据EKC模型，运用平均分配余量的方法对我国碳足迹的动态变化做了分析，最终结果表示碳足迹与经济发展之间具有“N”型关系，目前来讲产业结构对碳足迹具有微小的减量效果，有待优化产业结构;良好的技术对碳足迹具有显著的正面影响，抑制二氧化碳排放任务核心需放在提高减排技术问题上。汪宏韬 (2010)［7］评价比较了不同尺度的碳足迹因素分解方法，运用LMDI分解法从产业结构、能源强度、产业排放系数等方面对上海1995－2005年间的能源消费碳足迹排放进行因素分解实证研究。唐建荣等 (2013)［8］基于PLS模型对我国能源消费碳足的影响因素的关键性进行了定量分析。周国富、宫丽丽 (2014)［9］分析出能源消耗碳足迹衡量指标，计算京津冀地区1996－2011年的能源消费碳足迹，再采用STIRPAT模型进行拟合回归，探究经济增长与碳足迹之间的定量关系，得出能源消耗碳足迹的影响因素。

四、研究述评

在全球气候变暖的背景下，碳足迹这一概念能够被构造出来并成为公共生活领域当中的盛行词，世人皆知仅是大势所趋。然而关于碳足迹的概念、核算方法、衡量单位及适用范围等的认识尚未形成统一意见，因此约束了更深入研究和探讨。目前研究中所存在的问题表现如下:(1)从研究角度来看，过去的研究总是碳足迹与碳排放二者混淆起来。(2)从地域界限来看，以往的研究中地域界限的界定参差不齐，具有“横向不可比，纵向不可加”的特点。(3)从研究方法上看，自下而上的生命周期评价法和自上而下投入—产出分析方法同时存在，并以前者为主，但容易出现不可避免的误差。(4)从单位选择上看，一些研究者认为碳足迹等同于碳排放，使用质量单位来衡量，但使用吨二氧化碳还是吨二氧化碳当量 (CO2e)方面仍存在着争论。基于此，未来研究方向要注意以下两点:一、应明确界定碳足迹的概念内涵，并与碳排放的概念区别开来。二、建立全面的碳足迹核算方法。结合使用生命周期评价法和投入—产出分析法，构建一个既详细又综合的分析方法。

综合以上，国外碳足迹的研究比较成熟、研究角度种类繁多。国内对碳足迹的实质性研究还较少，且研究方法和视角均比较单一，有必要进一步的完善。本研究成果和经验，能为碳足迹的核算提供方法论上的指导，从而更好地促进我国低碳经济的发展和减排目标的实现。

［1］Wackerafel M，Rees W E.Our ecological footprint:reducing human impacton the earth［M］.Gabriola Island:New Society Publishers，1996.

［2］Wiedmann T，Minx J.A definition of‘carbon footprint［J］.SA Research ＆ Consulting，2007(1):9.

［3］耿涌，董会娟，郗凤明，刘竹.应对气候变化的碳足迹研究综述 ［J］.中国人口、资源与环境，2010，20(10):6－12.

［4］计军平，马晓明.碳足迹的概念和核算方法研究进展［J］.生态经济，2011，4:76－81.

［5］沈卫国，蔡智，刘志民，胡金强，王义恒，张涛.浅谈水泥混凝土工业低二氧化碳排放技术［J］.新世纪水泥导报.2008(04).

［6］胡初枝，黄贤金，钟太洋，谭丹.中国碳排放特征及其动态演进分析 ［J］.中国人口、资源与环境，2008，18(3):38－42.

［7］汪宏韬.基于LMDI的上海市能源消费碳排放实证分析［J］.中国人口、资源与环境，2010，20(5):143－146.

［8］唐建荣，陈实，张白羽.中国能源碳足迹驱动因素的实证研究［J］.统计与决策，2013，391(19):134－136.

［9］周国富，宫丽丽.京津冀能源消耗的碳足迹及其影响因素分析［J］.经济问题，2014，8:27－31.