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数据指标说明

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第一作者:孟凡鑫

通讯作者:孟凡鑫、张立、张哲、单钰理

通讯单位:北京师范大学环境学院、江苏大学环境与安全工程学院、生态环境部环境规划院碳达峰碳中和研究中心、伯明翰大学地理、地球与环境科学学院
成果简介

近日,北京师范大学孟凡鑫副教授课题组联合生态环境部规划院、江苏大学、英国伯明翰大学等多家研究机构在数据研究与共享领域著名期刊Scientific Data上发表了题为:“Full-scope carbon dioxide emission dataset for Chinese cities in 2023”的论文。本文首次在城市尺度构建了全国一致口径的Scope 1-3全范围碳排放核算模型,并建立了覆盖中国339个地级及以上行政单位的全范围碳排放数据集,有望为全球城市碳排放精细化治理提供高质量的“中国方案”。

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引言

在我国“双碳”战略持续推进以及城市供应链碳外溢效应日益凸显的背景下,城市碳排放核算亟需向“全范围”拓展。然而,现有研究多聚焦于直接排放 (Scope 1) 与外调电力热力排放 (Scope 2),对与供应链密切相关的 Scope 3 排放仍关注不足。为此,本研究在作者团队持续发布的《中国城市二氧化碳排放数据集》(原仅考虑Scope 1+2)基础上,创新性地引入城市Scope 3碳排放核算,将其定义为城市发展所必需的十类关键材料净调入量(即城市需求量减去本地供给量)所引发的供应链上游隐含碳排放。本数据集覆盖全国335个地级行政单位及4个直辖市,提供总碳排放量、Scope 1、Scope 2与Scope 3排放数据,共计4404条记录。

城市全范围碳排放数据集涵盖内容:

Scope 1 直接排放:来自工业能源、工业过程、建筑、交通与农业等部门的化石燃料燃烧排放与工艺排放;不含与森林砍伐/土地利用变化相关的碳排放或吸收。活动数据来自中国高分辨率碳排放数据库(CHRED 3.0)的企业级数据与中国碳情速报(CCW);排放因子数据取自IPCC指南。

Scope 2 间接排放:城市从行政边界外调入电力热力所产生的排放。化石燃料发电数据来自政府文件,非化石能源发电数据则结合GIS技术与省级装机容量数据计算得出;排放因子数据取自生态环境部与国家统计局联合发布的《2021年电力二氧化碳排放因子》。

Scope 3 供应链排放:本研究选取城市发展必需的十类关键材料——大米、小麦、玉米、猪肉、牛肉、羊肉、禽肉等7类农产品,钢材、水泥以及水资源。产品供应量活动水平数据来自各市统计年鉴与统计公报;本研究进一步构建了城市Scope 3需求侧产品计算决策树(图1),通过融合多元方法与多源数据,系统估算了各类产品的需求量;排放因子数据来自作者团队共建的中国产品全生命周期温室气体排放系数库(CPCD)。

数据质量控制与不确定性分析:依托中国城市温室气体工作组(CCG)平台,召集45位研究者,分为9个核算小组,采用交叉验证法,耗时一个月完成碳排放核算工作;不确定性分析则采用IPCC推荐的蒙特卡洛模拟法。

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研究结果表明,中国城市碳排放在空间尺度上呈现出显著的区域异质性。各城市间排放总量差距显著,排放最高与最低的十个城市之间相差约 90–160 倍。东部沿海地区与部分能源型城市(如唐山、鄂尔多斯、榆林等)表现出较高的 Scope 1/2 排放水平,反映出高密度的经济活动与能源生产将显著提升城市排放量;而中部快速发展区域的 Scope 3 排放相对突出,显示出城市发展与供应链活动带来的间接碳压力。与已有研究文献进行比较的结果验证了本数据集的准确性。
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Scope 3排放量介于1–6,841万吨CO2之间,呈现出显著的空间差异性。北京市Scope 3排放最高,黑龙江省伊春市最低。总体来看,中部与东部沿海地区的城市排放水平普遍较高,代表性城市包括北京、南通、成都和长沙;新疆喀什地区与阿克苏地区亦处于较高值区间。相比之下,东北地区、内蒙古自治区及西部部分地区Scope 3排放整体偏低,体现出不同发展阶段城市在消费驱动与供应链关联排放方面的明显差异。

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小结

本研究通过构建统一、可扩展的城市全范围碳排放核算框架,系统核算了2023年中国339个地级及以上行政单位的Scope1-3碳排放,并整理形成《2023年中国全范围碳排放数据集》。该研究成果可为排放配额分配、减排协同与供应链排放责任识别提供量化依据。本研究的数据收集工作得到了中国城市温室气体工作组志愿者的鼎力支持,谨此对每位志愿者的辛勤付出表示衷心感谢。同时,本研究得到了国家自然科学基金青年科学基金(B类,即原国家优秀青年科学基金72522012)等项目的资助。

项目备注

本资源部分自主研发,部分来源于网络。
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