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巴西亚马逊雨林的大豆种植园
巴西亚马逊雨林的大豆种植园。 图片来源:巴西照片/ Alamy Stock Photo。
全球温室气体排放
2021年11月40:01

最新数据显示,全球二氧化碳排放量十年来一直持平

齐克Hausfather

11.04.21

齐克Hausfather

04.11.2021 | 12:01
全球温室气体排放 最新数据显示,全球二氧化碳排放量十年来一直持平

新的估计显示,在2019冠状病毒病导致全球二氧化碳排放量下降5.4%之后,化石燃料和水泥的全球二氧化碳排放量今年反弹了4.9%2020年

全球碳计划(GCP)预计,2021年化石排放将达到364亿吨二氧化碳(GtCO2),仅比2019年大流行前的峰值367亿吨二氧化碳低0.8%。

研究人员表示,随着全球经济从2019冠状病毒病中反弹,他们“预计2021年将出现某种形式的反弹”,但这一反弹“比预期的要大”。

尽管化石排放预计将回到接近历史记录的水平,但该研究也重新评估了土地使用变化带来的历史排放,揭示出全球二氧化碳总体排放在过去十年中可能实际上一直持平。

2021年全球气候目标几乎将过去两年土地利用变化带来的净排放估计减少了一半,过去十年平均减少了25%。

这些变化来自对基础土地使用数据集的更新,该数据集降低了农田扩张的估计,特别是在热带地区。在新的GCP数据集中,土地利用变化导致的排放量在过去十年中每年减少约4%,而在之前的版本中,每年增加1.8%。

然而,GCP的作者警告说,土地利用变化排放的不确定性仍然很大,“这一趋势仍有待证实”。

GCP研究尚未经过同行评审,是第16次年度“全球碳预算”。预算还揭示:

  • 中国和印度的排放量都在2021年超过了2019年的峰值。2019年至2021年间,中国的排放量增长了5.5%,而印度的排放量增长了4.4%。
  • 中国的煤炭使用是全球碳排放反弹的主要推动力,中国的电力和工业部门是主要贡献者。
  • 大流行期间,煤炭、石油和天然气的排放量都有所下降,但煤炭和天然气的排放量都已经超过了大流行前的水平,2019年至2021年期间,天然气排放量增加了2%,煤炭排放量增加了1%。
  • 石油排放量仍比2019年的水平低6%左右,这种持续减少是2021年排放量没有创下新纪录的主要原因之一。

GCP对全球二氧化碳排放的最新更新大大修正了科学家对过去十年全球排放轨迹的理解。新的数据显示,在过去10年里,全球二氧化碳排放量一直持平——如果不是略有下降的话。

然而,土地利用排放量的下降抵消了化石二氧化碳排放量的上升,并不能保证这种趋势在未来会继续下去。

土地使用排放修订后的重大变化

GCP一直报告来自化石二氧化碳和土地利用变化(LUC)的排放。化石二氧化碳的排放量占目前全球排放量的90%以上,因此得到了最多的关注,这是可以理解的。然而,GCP的研究人员早就指出,在理解二氧化碳排放方面最大的不确定性来自LUC,尽管它在总量中所占的比例相对较小。

下图显示了来自化石碳和陆源碳的全球二氧化碳排放量。浅蓝色虚线表示之前GCP对全球二氧化碳排放量的估计,而深蓝色实线表示新的估计。阴影区域代表了新的GCP估算中土地使用和化石二氧化碳排放的综合不确定性。

2000年至2021年期间,化石和土地利用造成的全球CO2年排放总量发生变化
2020年和2021年全球碳项目全球碳预算的2020年和2021年版本的2000年至2021年全球二氧化碳总排放量(来自化石和土地利用变化)。阴影区域表示2021年预算的估计值。的数据全球碳计划;图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

此前,GCP的数据显示,在2019年至2011年期间,全球二氧化碳排放量平均每年增加1.4亿吨二氧化碳——在与covid相关的排放量下降之前。新修订的数据集显示,全球二氧化碳排放量基本持平——从2011年到2019年,每年仅增加0.1亿吨二氧化碳。如果将2020年和2021年计算在内,新的全球温室气体方案数据实际上显示,过去10年全球排放量略有下降,但由于与covid相关的下降是暂时性的,因此应谨慎对待这一数据。

新的GCP数据集还将历史(1750-2020年)累计排放量比之前的2020年版本减少了约19千亿吨二氧化碳,大致相当于当前全球半年的排放量。

这将代表一个轻微的(约4%,或半年的当前排放量)增长剩下的“碳预算”从2021年初(相当于目前排放量的11.5年)开始减少约460亿吨二氧化碳,以50%的可能性将升温限制在1.5摄氏度。

历史上的全球化石排放量与新的全球气候协议数据中的先前值基本没有变化。在过去十年中,大部分年份的化石二氧化碳排放量都有小幅上调,约为0.3亿吨二氧化碳,2020年的上调幅度稍大,为0.7亿吨二氧化碳。

全球二氧化碳排放量的修正几乎完全是由于土地使用排放量的修正。下图显示了2020年之前GCP数据(浅蓝色虚线)和2021年新数据(深蓝色实线)中的土地利用排放,以及报告的不确定性。

1959年至2021年期间,土地利用造成的全球二氧化碳年排放量变化
根据2020年和2021年全球碳计划全球碳预算的2020年版本,1959年至2021年土地利用变化导致的全球CO2年排放量。阴影区域表示2021年预算的估计值。的数据全球碳计划;图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

虽然1959年至2000年之间LUC排放估算有一些适度的变化,但在过去20年里明显发生了更大的变化。在之前的报告中,LUC排放量在2000年至2020年期间显著增加,增长了约三分之一。

新的数据几乎完美地扭转了这一趋势,表明自2000年以来LUC排放量实际上下降了约三分之一。在过去十年中,根据最新版本的GCP数据,LUC排放量从每年增加1.8%下降到每年减少4%。

GCP使用三个不同的基于观测的土地使用变化数据集的平均值,称为“”、“蓝色的”和“奥斯卡”。在前一年的GCP报告中,这三种方法在过去十年中显示出明显的分歧,H&N显示排放量下降,而BLUE和OSCAR显示排放量增加。然而,过去一年对BLUE和OSCAR数据集的修订使它们与最近的H&N趋势更加一致。

所有三个数据集现在都显示在过去十年中排放显著下降——尽管H&N和其他两个数据集在估计的幅度上仍然存在差异,如下图所示。

根据全球碳项目使用的三种记账方法,从1959年到2021年,全球土地利用产生的年度二氧化碳排放变化
根据全球碳项目使用的三种记账方法,1959年至2021年土地利用变化导致的全球CO2年排放量-蓝色的,奥斯卡- 2020年和2021年版本都适用。的数据全球碳计划;图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

这三组不同的数据现在一致认为排放量在下降,这一点值得注意。GCP的论文指出,“在过去十年中,土地利用变化导致的净二氧化碳排放量有所下降,而早期的估计则认为,在LUC估计中没有明显的趋势”。

这些修正主要是由于基础土地使用数据的变化全球环境历史数据库(海德)。HYDE现在使用来自卫星的农业面积和土地覆盖地图的最新估计。这导致对农田扩张的估计较低,特别是在热带地区。更新后的数据还排除了森林覆盖年际变化的虚假因素,因为森林覆盖的年际变化是由于假定的快速衰减(例如火灾清除)和缓慢的再生而导致排放增加的。

然而,作者警告说,他们的新估计可能没有完全反映过去几年巴西森林砍伐的增长。它也不包括森林退化-不涉及森林面积减少的森林生态系统恶化——这可能导致一些额外的LUC排放。

作为茱莉亚Pongratz教授-香港大学地理系主任Ludwig Maximilian慕尼黑大学也是GCP团队的一员-向碳简报解释道:乐动体育下载app

“现在推断强劲的趋势还为时过早。需要更多的区域分析和精确的、乐动体育app苹果j高分辨率的土地利用动态监测。只有这样,我们才能减少土地利用排放及其趋势及其对减排目标的贡献的不确定性。”

中国和印度的化石二氧化碳排放量迅速上升

2020年2019冠状病毒病大流行最严重时期,全球化石二氧化碳排放量迅速下降。虽然有希望一个“绿色复苏可以帮助降低排放量,但随着全球经济复苏,2021年全球化石二氧化碳排放量迅速反弹。中国和印度引领了全球排放量的反弹,这两个国家的排放量都已经超过了2019年的历史高点。

在一次新闻发布会上,Glen Peters博士-研究主任国际气候研究中心(CICERO)表示,研究人员“预计2021年会出现某种反弹”,但反弹“比预期的要大”。他补充道:

“你可以说,复苏计划带来的排放比我们希望的要多——复苏计划有点太脏,低碳支出不够。”

科琳娜·勒教授Quéré英国皇家学会气候变化科学研究教授乐动体育 英超东安格利亚大学——指出2020年的减排不是“结构性下降”。她解释说:

“这就像你把车停一年和换一辆电动汽车之间的区别。(排放量的下降)不是(由于)采取了应对气候变化的措施,(因此)它们永远不会持续下去。”

下图显示了全球化石燃料的二氧化碳排放量,分为中国(红色阴影)、印度(黄色)、美国(亮蓝色)、欧盟(深蓝色)和世界其他地区(灰色)的排放量。

1959-2021年主要国家和世界其他地区的年度化石二氧化碳排放量
主要国家和世界其他地区从1959年至2021年的年度化石二氧化碳排放量,以每年数十亿吨二氧化碳为单位(GtCO2)。请注意,2021年的数字是初步估计。的数据全球碳计划;图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

在2001年至2010年期间,全球化石二氧化碳排放量以每年约3%的速度快速增长,而在2011年至2019年期间,排放量仅以每年约1%的速度增长。Covid-19的爆发——以及对全球经济可能长期放缓的早期预测——引发了一些关于全球排放的讨论可能已经达到顶峰在2019年。

然而,2021年全球排放的恢复速度明显快于去年的预测,排放强度也更大。例如,国际能源署2020年世界能源展望(WEO)预计,全球排放量要到近2030年才会超过2019年的水平;相比之下,最近的2021年报告预计到2022年或2023年,全球排放量将反弹至2019年的水平。

尽管2021年全球和大多数国家的排放量将低于2019年的水平,但中国和印度在主要排放国中脱颖而出,尽管大流行,但它们的排放量明显更高。下图显示了2019年至2020年(蓝条)、2020年至2021年(黄条)和2019年至2021年(红条)期间全球和主要排放国家和地区的排放量变化。

2019年至2020年、2021年至2021年以及2019年至2021年期间全球和主要排放国家或地区的二氧化碳变化百分比
2019年至2020年、2021年至2021年以及2019年至2021年期间全球和主要排放国家/地区的二氧化碳变化百分比。的数据全球碳计划;图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

中国是2020年唯一一个增加排放量的主要排放国,反映出新冠肺炎对中国经济的影响相对温和。2019年至2020年期间,中国的排放量增长了1.4%,2019年至2021年期间增长了5.5%,是全球排放反弹的最大贡献者。

正如GCP所指出的:“全球化石二氧化碳排放量的增长主要来自中国电力和工业部门煤炭使用量的增长。”

2020年,印度的排放量下降了7%,但2021年增长了13%,2019年至2021年的排放量总体增长了4.4%。尽管印度在2019年至2021年期间的排放量增长在百分比上与中国相似,但这掩盖了一个事实,即中国的实际排放量增长约为中国的5倍。

相比之下,2019年至2020年期间,美国、欧盟和世界其他地区的排放量分别下降了约11%、11%和7%。2021年,美国的价格仍比2019年的水平低3.7%,欧盟的价格比2019年的水平低4.2%,世界其他地区的价格比2019年的水平低4.2%。

2018年至2021年每年的总排放量,以及对排放量变化负有责任的国家,如下图所示。黑条显示了2018年、2019年、2020年的年度排放量和2021年的估计排放量。彩色的条形图显示了每一组年份之间排放量的变化,按国家划分。负值表示排放量减少,正值表示排放量增加。

全球每年化石燃料产生的二氧化碳排放量和国家间变化的驱动因素
全球每年化石燃料产生的二氧化碳排放量(黑条)和各国年间变化的驱动因素(彩色条)。负值表示排放量减少。注意,y轴不是从0开始的。数据来自全球碳计划;图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用Highcharts。总体而言,2021年化石二氧化碳排放量预计将上升4.9%左右,许多国家/地区将推动排放从2020年的低点回升。全球排放量将几乎完全反弹,仅比2019年的创纪录水平低约0.8%,这可能使世界在2022年创下化石二氧化碳排放的新纪录。尽管化石二氧化碳排放量持续增加,但全球人均化石排放量在过去十年中一直持平。至少自1959年以来,全球人均总排放量保持不变的时间要长得多,尽管这些数字掩盖了国家之间的巨大差异。下图显示了1959年至2021年化石二氧化碳(橙色)和二氧化碳总排放量(蓝色)的全球年人均排放量。

1959-2021年全球人均化石二氧化碳排放量和二氧化碳总排放量
1959-2021年全球化石二氧化碳的人均二氧化碳排放量(橙色)和二氧化碳总排放量(蓝色),单位为人均二氧化碳吨。请注意,2021年的数字是初步估计。的数据全球碳计划;图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

煤炭使用强劲反弹,天然气持续增长

全球化石燃料排放主要来自煤炭、石油和天然气的燃烧。煤炭排放的二氧化碳比其他任何化石燃料都多,约占全球化石二氧化碳排放量的41%。石油是第二大排放源,占化石二氧化碳的32%,天然气排在第二,占21%。

这些百分比既反映了全球每种化石燃料的消耗量,也反映了二氧化碳强度的差异。煤产生的每单位热量或能量的二氧化碳排放量最多,其次是石油和天然气。

去年,所有三种燃料的排放量都有所下降,其中石油排放量下降幅度最大(下降了近10%),因为在疫情最严重的时候,交通运输使用量大幅减少。2020年,煤炭使用量也大幅下降,下降了4%,而天然气使用量下降了2%。2021年,所有三种燃料的排放量都出现反弹,与2020年的水平相比,煤炭排放量增长了5%以上,天然气和石油排放量增长了4%。

GCP预计,与2019年大流行前的排放量相比,2021年的气体排放量将增加2%,煤炭排放量将增加1%。石油排放量可能仍将比2019年的水平低近6%,反映出交通使用的持续变化。

2018年至2021年期间每年的总排放量,以及导致排放量变化的燃料,如下图所示。

全球每年化石燃料产生的二氧化碳排放量和燃料变化的驱动因素
化石燃料产生的全球二氧化碳年排放量(黑条)和燃料变化的驱动因素(彩色条)。负值表示排放量减少。注意,y轴不是从0开始的。的数据全球碳计划;图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

GCP的作者警告称,鉴于目前的快速增长,未来几年全球煤炭使用量继续增长并超过2014年峰值的风险确实存在。尽管最近在限制新燃煤电厂融资方面取得了进展,因为预计未来几年煤炭产能的大部分增长将由印度和中国国内的电厂推动。

下图显示了全球不同燃料的二氧化碳排放量。尽管煤炭排放量在2000年代中期迅速增长,但自2013年以来已趋于平稳。相比之下,在大流行之前,天然气和石油排放稳步增长。

1959-2021年化石燃料的年二氧化碳排放量
从1959年到2021年,化石燃料每年的二氧化碳排放量,以每年数十亿吨二氧化碳为单位(GtCO2)。请注意,2021年的数字是初步估计。的数据全球碳计划;图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

2021年的排放量仍略低于2019年大流行前的峰值,这在很大程度上是由于大流行后石油使用量持续下降。然而,《全球气候规划》的作者警告称,“如果道路运输和航空部门恢复到大流行前的活动和排放水平,且煤炭使用稳定,就不排除在2022年排放量进一步上升的可能性”。

二氧化碳源和汇的变化

每年,GCP都会提供全球碳预算的估计。这是基于对通过人类活动释放的二氧化碳和海洋和陆地吸收的二氧化碳的估计,其余部分增加了大气中该气体的浓度。

(这与通常使用的术语“碳预算,指的是在将全球变暖控制在1.5或2摄氏度以内的情况下,可以释放的二氧化碳量。)

最新的预算,包括2021年的估值,如下图所示。高于零的值代表二氧化碳的来源——来自化石燃料、水泥和土地利用——低于零的值代表“碳汇从大气中去除二氧化碳。二氧化碳排放要么在大气中积累,要么被海洋或陆地植被吸收。

1959-2021年全球碳源和碳汇年度预算
1959-2021年全球碳源和碳汇年度预算。请注意,由于仍然存在不确定性,特别是在汇方面,预算并不是每年都完全平衡。2021年的数字只是初步估计。的数据全球碳计划;图表由碳简报使用乐动体育下载appHighcharts

2020年大气CO2浓度增加了2.4 ppm,预计2021年将增加约2ppm,导致该年大气CO2浓度平均为415ppm。在过去十年中,每年约有47%的二氧化碳总排放量留在大气中,其余则被海洋和陆地的碳汇吸收。

GCP估计,2020年与大流行相关的排放减少导致大气CO2浓度增加约0.18ppm,低于没有大流行时的浓度。2021年大气中二氧化碳积累较低的原因是拉尼娜现象有助于增加陆地碳汇的条件。

更新:本文于2021年4月11日更新,修订了引用的2021年化石二氧化碳排放反弹(4.9%,而不是4.6%)和2020年下降(5.4%,而不是5.2%),以及一些特定国家的数字。最初由Carbon Brief计算的数据参考的是年排放量,而GCP的数据乐动体育下载app(本文现在引用的数据)是基于平均日排放量计算的。这两种方法的区别只是因为2020年是闰年,所以多了一天。

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