新冠疫情期间实施的全球限制措施使二氧化碳排放量降至2006年以来的最低水平。
排放降幅在4月初最大,当时占全球排放89%的地区处于某种形式的封锁之下。
人类活动每日释放的CO2量最多下降了17%,下降时段为新冠疫情高峰期,即4月初,一项新研究显示。
这意味着每日排放量曾暂时降至2006年的水平,该研究称。今年前四个月,据估算,燃烧化石燃料和水泥生产产生的全球排放量较2019年水平减少了1,048百万吨CO2(MtCO2),即8.6%。
研究预测,视危机发展情况,2020年全年排放量可能下降至多2,729MtCO2(7.5%)。这是首个经过同行评议程序的研究,与早前的中国早期估算基本一致,该估算由《碳简报》于2月发布,此外上月还分别发布了全球估算,发布方为《碳简报》和国际能源署。
本研究还首次尝试近乎实时地按日量化全球及69个国家的CO2排放。在此之前,年度CO2排放数据通常要在数月甚至数年后才公布。
另一位研究人员告诉《碳简报》,公开可得的全球或国家每日CO2排放估算将“极其有用,尤其有助于推动政策行动和施压”。
新冠疫情危机
持续的新冠疫情已在全球夺去了数十万人的生命,并在许多国家实施了严格的出行限制。
这些封锁措施包括“居家令”、边境关闭及其他措施,直接影响了能源使用,进而影响了CO2排放的释放。
随着危机的发展,量化其对CO2排放影响的尝试也在增加。然而,这些工作颇具挑战性,因为实时CO2排放数据并不存在。
各国提交给联合国的年度排放清单需要数年时间编制,而且即便如此,这些数据也是估算值,而非直接测量结果。
温室气体排放量通常通过估算得出,采用多种方法,通常基于“活动数据”。这可能是行驶的里程数、发电量,甚至——以氧化亚氮为例,该气体用作推进剂——通过奶油消费量。
本研究发表于《自然·气候变化》,将六个部门的活动数据与各国家或地区随时间变化的封锁措施“限制指数”相结合。
据此可估算2020年1月至4月全球每日CO2排放的变化,相较于2019年平均每日释放的100MtCO2。
论文称,在各国限制措施最严格的时期,每日CO2排放平均下降26%。然而,由于并非所有国家同时处于最严厉的封锁类型,该影响在全球层面有所减弱。
在危机高峰期,即4月初,占每日CO2排放89%的地区处于某种形式的封锁之下,论文称。全球每日CO2排放在4月7日降至83MtCO2(-17%,区间为-11%至-25%),相当于2006年的水平。
在新闻稿中,主要作者Corinne Le Quéré教授,气候变化科学教授,任职于东英吉利大学的廷德尔中心(她将担任《碳简报》网络研讨会的小组成员,时间为5月21日)表示:
“人口封锁已导致能源使用和CO2排放发生剧烈变化。然而,这些极端下降可能只是暂时的,因为它们并未反映经济、交通或能源系统的结构性变化。”
每日数据
为估算全球每日CO2排放,研究人员采用了一种新方法,将部门活动数据与逐国封锁指数相结合。
论文考察了六个部门,下图按其占化石燃料和水泥产生的全球CO2排放的份额列出。依次为:电力和供热(44%);工业(22%);地面交通(20%);住宅(6%);公共建筑和商业(4%);以及航空(3%)。

值得注意的是,这种划分凸显了个人行动在大幅减少全球排放方面的有限潜力。与之相对,电力和工业领域的CO2排放则由社会选择所决定。
上图所示的全球CO2排放划分,进一步细分为69个国家、50个美国州和30个中国省份,它们占全球总量的97%。例如,由此可得出意大利在2019年平均每日的工业CO2排放量。
论文随后使用了669个数据集,涵盖这些部门随时间的变化,并根据每个时点所处的封锁程度进行分类。例如,这可能包括关于出行、交通和拥堵的每日报告,用以衡量地面交通的“活动”。
随后对这些每日数据进行调整,以剔除与新冠疫情无关的影响,例如北半球温和的冬季或星期几的影响。
论文发现,在最高封锁级别下,地面交通“活动”平均下降50%。下图以绿色表示,其中每个点代表一个数据点,空心圆表示平均值,水平线表示数据集之间的变异。图中还显示了电力、工业、住宅和航空的活动变化。

就电力而言,论文考察了欧洲、美国和印度的每日总需求,发现在严格封锁下需求平均减少15%。就工业而言,论文考察了中国每日煤炭使用量,该数据由《碳简报》报告,以及美国钢铁产量的每周报告。
就住宅而言,论文采用了英国智能电表的数据。就航空而言——受影响最为严重的部门——论文使用了全球国内和国际出发航班的数据。
如上图所示,该分析对工业所依赖的信息相对稀少,而交通领域的活动水平则依赖更广泛的数据集。
排放估算
随后,研究团队利用各部门及各封锁级别下的平均活动变化,来推算全球每日CO2排放量。
例如,在土耳其处于最严格封锁的日子里,分析假设其电力部门的CO2排放量将较2019年平均水平下降15%,地面交通排放则下降50%。
当土耳其从“限制指数三级”(最严格的管控)降至二级时,其电力部门排放将比平常水平低5%,交通排放低40%。对于每个限制级别,假定同样的百分比降幅适用于所有国家。
这种方法意味着,研究团队只需知道每个国家、州或省份何时将其新冠疫情封锁从一个“限制级别”调整至另一个,以及2019年各部门每日CO2排放的平均水平。
综合所有这些国家和封锁级别,论文发现,全球每日CO2排放的降幅在4月7日达到峰值,为-17%,如下图所示。2020年前四个月,排放量较2019年水平减少了1,048MtCO2(8.6%)。

在全球总量中,影响最大的是中国,其年初前四个月的排放量估计减少了242MtCO2,其次是美国(-207MtCO2)、欧洲(-123MtCO2)和印度(-98MtCO2)。
Glen Peters博士,挪威气候研究所(Cicero)研究主任,同时也是该研究的作者之一。他告诉《碳简报》,虽然该方法是针对当前危机设计的,但团队已收集到“原始材料”,可据此持续推算每日CO2排放估算值。他表示:
“我们讨论‘实时’估算已有一段时间,其优势颇多。我们的论文正在说明其中一项优势,即近乎实时地观察特定政策干预的后果。”
但彼得斯指出,他们所使用的部分每日数据——例如卫星导航制造商TomTom的城市拥堵指数序列——目前仅在当前危机期间公开提供,未来可能会重新设为私有。他还质疑,每日数据是否真的必要,或者每周甚至每月的估算是否足以满足科学家和政策制定者的需求。
Hannah Ritchie博士,研究负责人,任职于网站Our World in Data,也是该新研究的审稿人之一,她告诉《碳简报》:
“我认为每日CO2估算将极其有用,尤其有助于推动政策行动和施压……气候变化本已存在典型的长期主义问题,而每年仅公布一次CO2排放数据——作为衡量各国表现的指标——则加剧了这一问题。”
她表示,如果所有国家的每日CO2估算均可公开获取,就有可能积极追踪进展,并补充道:“你可以在新闻中设置一个计数器,或在手机上使用应用程序或仪表盘——就像我们对股市等其他指标所做的那样。”
其他分析
今天的研究并非首个分析新冠疫情危机CO2影响的研究,但它是首个完成同行评议流程的研究。
另一篇论文目前正在审稿中,同样尝试近乎实时地估算全球每日CO2排放。该研究发现,新冠疫情危机使2020年第一季度全球排放量较2019年水平下降了-542MtCO2,与今天论文中的-530MtCO2数字相近。
2月中旬,《碳简报》发布了一项分析,显示在限制措施最严厉期间,中国的排放量在四周内暂时减少了200MtCO2(25%)。新研究发现,中国排放量的降幅在24%时达到峰值。
今天的研究还包括对2020年全年排放影响的估算,基于全球封锁时长的三种情景。这些情景意味着CO2排放将下降-4%至-8%,具体取决于危机的发展情况。该区间与4月份发布的估算一致,其中包括《碳简报》(-6%)以及国际能源署(-8%)的估算。
