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碳预算

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为实现巴黎协定将全球升温控制在不超过2°C的目标，所需要的碳预算与减少温室气体排放情景 (不依靠负排放技术，基于峰值排放（排放情景假设碳排放量会在某个时间点达到峰值，然后逐步下降））[1]

碳预算（英语：Carbon budget）是种于气候政策中采用的概念，目的在透过公平且有效的方式以制定减少温室气体排放的目标，著眼于"在限制全球升温至特定水平的前提下，设定所能接受人为二氧化碳 (CO2) 最高的累积排放量。"[2]:2220当其表达为相对于第一次工业革命前的数量水准时，称为总碳预算（total carbon budget），而从最近的指定日期起算时，称为剩馀碳预算（remaining carbon budget）。[2]:2220

碳预算也称为排放预算（emissions budget）、排放配额（emissions quota）或排放限额（emission allowance）。[3][4][5]此类排放预算除用以限制全球气温上升之外，另一目标是可限制海平面上升。[6]

科学家于估算碳预算时须将各种影响因素，包括科学证据、价值判断或是选择与运用结合，才能达到目的。[7][8][9][10][11]

全球碳预算可进一步划分为不同国家个别的排放预算，让其得以制定具体的气候变化缓解目标。排放预算与缓解气候变化有关，因为它显示在时间进程之下，必须将二氧化碳的排放量控制在一个设定的范围之内，否则全球的气温上升会到达危险且难以控制的程度。全球气温上升与这些排放的地理位置无关，且在很大程度上与这些排放的时机无关。[12][13]

为将全球碳预算转化成为各个国家层面的预算，必须在将剩馀碳预算分配之时采取一系列的价值判断，此分配过程应当考量的因素有公平与正义，[10][14]及其他方法论的考量。[14]不同国家间存在许多差异，例如人口规模、工业化水准、历史排放量和缓解气候的能力。科学家正尝试利用各种公平原则将全球碳预算予以分配。[15]

定义

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碳预算于IPCC第六次评估报告中被定义为以下两种概念：[2]:2220

  • "透过综合 1. 使用化石燃料和生产水泥产生的排放、2. 土地利用和土地利用变化相关的排放和清除、3. 海洋和自然土地二氧化碳"源"和"汇"造成的大气二氧化碳浓度变化，而对全球碳循环的"源"和"汇"进行评估。此被称为全球碳预算。"或是
  • "考虑到其他人为气候因素的影响，在给定机率下将全球升温限制在给定水平，设定一全球人为二氧化碳累积净排放量的上限。当表示为从前工业化开始估算的数字，称为总碳预算，表示为从最近指定日期开始估算的数字，称为剩馀碳预算。"

全球碳预算可进一步转化为国家层级的预算，便于各个国家制定其自身的气候变化缓解策略。

排放预算与排放目标有所区分，排放目标可根据特定全球温度以外的目标在国际或国家层级中设定，且通常仅适用于单一年份的排放量。

估计

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参见：碳监测

最近和目前剩馀的碳预算

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根据《2021年全球碳预算》，描述人类自1850年起的不同二氧化碳排放来源，导致迄今其于大气中的浓度已增加约50%的程度。[16]
迄2022年，由主要化石燃料产生的二氧化碳排放（包括三大排放国 - 美国、中国与印度 - 的人均排放）。[17]

目前有一些组织提供剩馀碳预算的年度更新，如全球碳计画、德国的墨卡托全球公域和气候变化研究所（英语：Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change） (MCC)[18]和欧盟资助的CONSTRAIN计画。[19]科学家于2022年3月在《2021年全球碳预算》预印本正式发布之前，[17]根据碳监测[20] (CM) 发布的资料，称全球二氧化碳排放量在COVID-19 大流行导致2020年出现创纪录的下降之后，却在2021年出现大幅反弹（上升4.8%），表示按照目前的轨迹，将升温限制在1.5°C的剩馀碳预算，有三分之二可能性会在9.5年内耗尽。[21]

全球碳计画于2022年4月经同行审查并正式发布的《2021年全球碳预算》，结论是源自化石燃料的二氧化碳排放量从大流行期间大幅度下降后再度反弹，[22]比2020年的水准增加约4.8%，回到2019年的水准。

由于监测准确性提高，前述报告提出1. 中国和印度的排放超过其2019年的水平（分别增长5.7%和3.2%），而欧盟与美国则控制在2019年水平以下（分别降低5.3%和4.5%），2. 将各种变化和趋势量化，而首度提供与各国官方温室气体盘查报告相关的模型估计，3. 并提出迄2022年1月1日全球的剩馀碳预算，有50%的可能性将全球暖化限制在1.5°C（但预计于其间会有短暂性超出）为120吉吨碳（相当420吉吨二氧化碳，一吉吨为十亿吨） - 即依照2021年排放水准，累积排放11年的数量。[17]

关于"剩馀减排时间"的说法，重点并不是"我们只剩下11年可以减排"，而是指：

如果碳排放量能维持在稳定水平，而不像2021年那样继续上升，那么在假设性的情景下，只要在第12年完全停止所有排放，就大约剩下11年的恒定温室气体排放量配额。所谓"50%的可能性"是一种最低限度的可信否认需求，因为更低的可能性会让"将升温控制在1.5°C"的目标变得"不太可能"。此外，其他碳预算追踪估计显示的剩馀碳预算数字可能有所不同。例如墨卡托全球公域和气候变化研究所（MCC）在2022年5月发布的数据显示剩馀的是"7年1个月"，不同可能性也会导致不同的碳预算数字，例如碳监测（CM）发布的数据，有83%的可能性显示仅剩馀"6.6 ± 0.1年 (即到2028 年)" 。[21]

上述文字强调"剩馀减排时间"的说法取决于情景设定，并非严格的期限。

一组研究人员将2020-2022年排放的二氧化碳以及关于减少大气中污染悬浮微粒作用的新发现列入考虑，于2023年10月将碳预算更新。[23]他们发现全球从2023年1月开始在排放250吉吨二氧化碳（即按照目前水准连续排放6年）的情景下，有50%的机会可将升温维持在1.5°C以下。为实现此一目标，人类需要在2034年实现二氧化碳的净零排放。为达到有50%的机会将升温维持在2°C以下，人类可排放1,220吉吨二氧化碳（按当前水平，可排放30年）。[24][25]

碳预算估计和因素

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由欧盟资助的CONSTRAIN计画所提供的文字图表，叙明估计全球剩馀的碳预算，需要依靠科学知识加上价值判断，而将全球目标转化为国家层级的目标，要做到此，仍需仰赖价值判断与抉择。[7]
参见：累积二氧化碳排放引起的瞬时气候响应（英语：transient climate response to cumulative emissions of carbon dioxide）

由于全球气温上升与累积二氧化碳排放量之间几乎呈线性关系[13]而产生对全球排放预算进行估计的需求，用以将全球升温控制在危险水平以下。全球排放自前工业化时期开始迄2019年已累积有约2,390吉亿吨二氧化碳。[11]

由于采用方法论和考虑临界点的差异，对剩馀全球排放预算/配额的估计也会不同。[26]然而，当今最权威的碳预算评估 -政府间气候变化专门委员会（IPCC）的总结报告明确将气候变化反馈的放大作用列入考虑。[8][11][27][28][29][30]科学家使用以下估计数字来评估剩馀碳预算的规模：

估计数字根据所选的全球升温目标、达到该目标的机率以及其他非二氧化碳温室气体的排放量而有所不同。[8][9][11][32]此估计首次用于2018年发布的《IPCC全球升温1.5ºC特别报告》中，[8]并在其2021年IPCC第六次评估报告中第一工作组提出报告中也受到采用。[11]

碳预算估算取决于达成避免升温目标的可能性或机率，以及对来自非二氧化碳排放引起升温的假设。[8][9][11][33]这些估计假设非二氧化碳排放量也会根据达到全球净零二氧化碳排放量的深度气候变化缓解情景而减少。[8][9][11]因此碳预算估算取决于减少非二氧化碳排放，以及二氧化碳排放方面的成功程度。科学家估计剩馀碳预算可能会增加或是减少220吉吨二氧化碳，取决于减少非二氧化碳排放的成功程度。[11]

2020年起在不同达成机率下的碳预算[11]:Table 5.8
相对于1850年-1900年期间平均升温度数 17% 33% 50% 66% 83%
1.5 °C 900 650 500 400 300
1.7 °C 1450 1050 850 700 550
2.0 °C 2300 1700 1350 1150 900

国家排放预算

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参见：国家自定贡献承诺（英语：nationally determined contribution）

碳预算适用在全球层面。为将其转化到国家层面，必须对总碳预算和剩馀碳预算做一系列价值判断。鉴于国家之间有许多差异，包括但不限于人口、工业化水平、国家排放历史和缓解能力，科学家们尝试使用遵循各项公平原则的方法将全球碳预算分配。[15]分配排放预算给各国等于让它们分担减少全球排放的工作，于国家层级气候变化责任的一些假设也将此点强调。许多研究者进行分配排放预算的定量分析，[5][34][35][36][37]通常同时也对国家间史上温室气体排放的差异提出处理方式的建议。

用于分配全球排放预算的一指导原则是《联合国气候变化纲要公约》（UNFCCC）中包含的"共同但有区别的责任和依据各自能力"原则。[15]这项原则在UNFCCC中没进一步详细定义，但被广泛理解为承认各国对全球排放数量累积以及发展阶段上的差异。从此角度来看，那些在一定时期内（例如自前工业化时代迄今）排放量较大的国家和较富裕的国家对解决超额排放负有最大的责任。因此，它们所分配的国家排放预算必须小于过去污染较少或较贫穷的国家。国家对气候变化的历史责任概念自1990年代初起就在文献中有大量讨论，[38][39]并已成为应对气候变化主要协议（UNFCCC、《京都议定书》和《巴黎协定》）中的一部分。因此史上产生累积排放量最高的国家最有责任采取强而有力的行动，[40]并协助开发中国家减少排放及进行气候变化调适。这项原则已得国际条约认可，并已成为开发中国家外交战略的一部分，它们认为自身需要更大的排放预算[41]以降低不平等，进而实现永续发展。

计算国家排放预算的另一共同原则是"平等主义"。此原则规定个人应享有平等权利，因此排放预算应根据国家人口平均分配。[15]因此一些科学家推断在国家排放预算中采用国家人均分配的方式。[34][35][36][42]这项原则可能受到人口较多或数目快速增长国家的青睐，[41]但又生出个人是否有权制造污染的问题。[43]

计算国家排放预算时采用的第三个公平原则将国家主权列入考虑。[15]所谓"主权"原则强调各国在污染方面有平等权利。[15]计算国家排放预算的祖父条款就使用这原则。祖父条款根据特定基准年的排放量按比例分配预算，[42]并已在《京都议定书》[44]等国际条款和欧盟排放交易体系（EU ETS）[45]的早期阶段使用，此一原则往往受到已开发国家的青睐，因为它们因此可获得更大的排放预算。[41]然而最近的出版物强调祖父条款无法作为一公平原则，因为它"对较贫穷的国家造成的是“级联式偏见”，[46]而非一“公平标准”"[47]"。[48]而有其他学者强调，"将国家视为排放权所有者在道德层面上存在问题"。[43]

不逾越碳预算规范的途径

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在减缓气候变化的概念中已提供不逾越碳预算规范的步骤。

这个部分摘自：气候变化缓解[编辑]

气候变化缓解（英语：Climate change mitigation）是为限制气候变化，而透过减少温室气体排放，或是从大气层中去除这些气体（参见碳汇）而采取的行动。[49]:2239近期全球平均温度上升主要是由燃烧化石燃料（煤、石油和天然气）所引起。减缓的做法透过转换（英语：Energy transition）使用可持续能源、节约能源和提高能源效率来达到减排的目的。此外，还可透过扩大森林面积、复育湿地和利用其他自然及技术的途径来去除大气中的二氧化碳，这些过程统称为碳截存。[50]:12[51]

在一系列的选项之中，太阳能和风能具有最高的气候变化缓解潜力和最低的成本。[52]太阳能和风能的可用变率（间歇性）可透过储能和改进的输电网路（包括超级电网、需求管理和可再生能源多样化）来解决。 [53]:1直接使用化石燃料的设备（例如车辆和取暖设备）的排放量可透过电气化来达到降低的目的。改用热泵和电动载具可提高能源效率。如果工业过程无法避免产生二氧化碳，可采碳捕集与封存（CCS）措施以降低净排放量。[54]

农业温室气体排放（英语：Greenhouse gas emissions from agriculture）包括甲烷和一氧化二氮。可透过减少食物浪费、转向植物性饮食、保护生态系统和改进耕作方式来降低排放。[55]:XXV

气候变化缓解政策包括：通过碳税和碳交易进行碳定价、放宽对可再生能源部署的监管、减少化石燃料补贴、由化石燃料撤资（英语：Fossil fuel divestment），以及对可持续能源提供补贴。[56]根据报导，依目前的政策，预计全球平均温度在2100年将升高2.7°C。[57]这种变暖明显高于2015年《巴黎协定》将全球变暖的升温限制在低于2°C（最好是1.5°C）的目标。[58][59]将全球升温限制在2°C，其产生的经济效益有可能会高于经济成本。[60]

参见

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  • 全球碳计画，为一个专门负责量化、关注全球温室气体排放及找出排放原因的组织。

参考文献

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