中国汽车二氧化碳减排路径：全球气候变化的挑战.html.pdf

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1、丛书总序 中国的汽车产业发展迅速，已经成为我国国民经济的支柱产业之一。随着家庭平均汽车保有量的迅速增长，汽车给整个社会 带来的能源、环境、交通和安全的压力日益加大。尽管汽车在轻量化、电动化、排放控制技术和安全技术方面已经有了长足的进 步，尤其是近几年互联网和通信技术在汽车的独立驾驶和智能化方向提供了极大的发展和创新的空间，但诸多的发展给汽车产业 带来无限的挑战和机遇。因此，行业的快速变化急需培养一大批不仅懂专业技术，更熟悉跨界知识的创新型人才。 重庆大学汽车协同创新中心认识到人才培养的迫切需求，组织我们为新成立的汽车学院编写一套教材。参与这套教材编写的 所有作者都身在汽车行业的科研和技术开发的

2、第一线，其中大部分作者是近年海归的年轻博士。教材的选题经过专家在传统学科 和新兴学科中反复地论证和研讨，遴选了汽车行业面临紧迫挑战性的技术和话题。第一批教材有八本，包括汽车材料及轻量化 趋势汽车设计的耐久性分析汽车动力总成现代技术汽车安全的仿真与优化设计汽车尾气排放处理技术汽车 系统控制及其智能化中国汽车二氧化碳减排路径和汽车制造系统和质量控制。 这套教材的一个共同特点就是与国际发展同步、内容新颖。编著者对于比较传统的学科，在编写过程中尽可能地把最新的技 术和理念包括进去，比如在编写汽车材料及轻量化趋势的过程中，不仅介绍了各种轻量化材料的特点和动向，而且强调了轻 量化材料的应用必须系统地考虑材

3、料的性能、部件的加工方法和成本。有些选题针对汽车行业发展的新的技术动向，比如汽车 安全的仿真与优化设计主要介绍汽车安全仿真的模型验证和优化，这是汽车产品开发采用电子认证的必经之路；而汽车系统 控制及其智能化概括了汽车的主要系统及其控制，以及智能化技术在各个系统中的应用，这些都是汽车自动驾驶的基础。 这套教材的另一个突出的特点是实用，比如一般汽车设计要求非磨损件的寿命是24万公里。汽车设计的耐久性分析着 重介绍了汽车行业用于耐久性分析的主要工具和方法，以及这些方法的理论基础。这是进行汽车整车和零部件寿命耐久性正向设 计的基础。随着环境保护的法规日益严格，汽车排放控制技术也在不断发展提高。汽车动力

4、技术已经形成化石燃料到其他燃料的 多元化发展，汽车尾气排放处理技术和中国汽车二氧化碳减排路径介绍了排放控制技术的进程和法规实施的协调，以及 达到法规要求的不同技术路线。汽车质量一直是热门话题，也是一个汽车企业长期生存的关键问题之一。汽车制造系统和质量 控制介绍了现代汽车制造系统与质量控制的基本概念和实践。 本套丛书不仅对汽车专业的学生大有裨益，也可以作为汽车从业人员和所有对汽车技术感兴趣者的参考读物。由于时间有 限，选题的范围还不全面。每本书的内容也会反映出作者的知识和经验的局限性。在此，真诚地希望广大读者提出意见，供我们 不断修改和完善。 2016年8月5日 推荐序一 随着我国汽车工业的快速

5、发展，先进的汽车设计理论和技术在车身开发中越来越受到重视。同时，汽车发展遇到了环保、能 源、交通等各个方面的诸多问题，在这种新形势下，从业者掌握和熟练运用核心设计技术显得尤为重要。 汽车的设计与制造是一个非常复杂的系统工程，需要考虑零件、子系统、系统，乃至整车等各个层面，综合运用材料科学、 能源科学、信息科学和制造科学的相关知识、理论和方法。本套“汽车工程专业系列丛书”涵盖了汽车制造系统和质量、汽车动 力总成、汽车材料及轻量化、车身耐久性、汽车安全仿真与优化、汽车系统控制及其智能化、汽车尾气排放处理与二氧化碳减排 等多个方面的内容，涉及汽车轻量化、安全、环保、电子控制等关键技术。 本套丛书的作

6、者既有在汽车相关领域工作多年、有丰富经验的专家，也有学成回国、已崭露头角的后起之秀；内容安排上既 有适合初学者学习的大量基础理论知识，也融入了编著者在相关领域多年来的研究体会和经验，从中我们能充分体会到现代汽车 技术节能、环保和智能化的发展趋势。丛书结合大量实例，取材丰富、图文并茂。 本套丛书可作为汽车设计的参考工具，也可作为车辆工程、机械工程、环境工程等专业研究生的专门教材及学习参考书。相 信该书对于汽车行业相关领域的研究生、企业研发人员和科研工作者会产生重要的启发作用，特作序推荐。 上海交通大学 推荐序二 作为中国制造2025战略部署的主要支点之一，汽车业的持续、快速、健康发展将为中国制造

7、业强国目标奠定坚实的基 础。面对中国汽车产业大而不强的现状，自主品牌汽车产业的发展壮大时不我待。重庆自主品牌汽车协同创新中心，立足于重庆 地区汽车产业，依托国家“2011计划”，以我国自主品牌汽车发展重大需求为牵引，以体制机制创新为手段，探索我国汽车自 主品牌的发展模式。中心面向国内自主品牌汽车产业，重点开展培养高端人才，汇聚优秀团队，研发核心技术，推广产业应用， 整合优势资源，搭建交流平台等工作。重庆自主品牌汽车协同创新中心瞄准“节能环保、安全可靠、智能舒适”的国际汽车三大 发展趋势，凝练学科发展方向，汇聚创新资源和汽车及相关领域的优势学科群，建立了全面涵盖汽车行业研究领域的创新团队。 本套

8、丛书由汽车中心特别顾问、福特汽车亚太区技术总监韩维建博士积极推动。丛书主编韩维建博士基于数十年国际一流汽车工 程经验以及独到全面的行业技术趋势把握，整合及组建了编著团队进行丛书各个书籍的编著。编著团队的成员主要由具有多年国 际汽车公司工作经验，并且在高校及企业科研一线工作的归国人员组成。丛书内容拥有立足成熟技术、紧跟国际前沿、把握领域 创新的特点及优势，丛书的成功出版将为国内汽车行业及学科提供全面而翔实的参考材料。 书籍是知识传播的介质，也是人才培养及创新意识传承的基础。正如重庆大学建校宣言“人类之文野，国家之理乱，悉以人 才为其主要之因”所阐释的，本套丛书秉承重庆自主品牌汽车协同创新中心人才

9、培养方针，主要面向高校汽车相关学科本科及研 究生的教学，同时也可为汽车行业工程人员参考。相信本套丛书会对我国汽车领域学科及行业产生积极良好的推动作用。 江苏省产业技术研究院 前言 2016年11月4日正式生效的巴黎协定提出，将21世纪内全球平均升温控制在工业化前水平2以内，并努力追求1.5以 内的目标。这标志着全球气候治理已经走出低谷，再次回到国际政治舞台的前端。作为世界上二氧化碳排放最大的国家，中国积 极参与减排行动，提出二氧化碳排放在2030年左右达到峰值并争取尽早达到峰值等一系列量化目标。 以汽车为代表的交通部门，是我国重要的二氧化碳排放来源。作为移动排放源，汽车的二氧化碳排放控制比固定

10、排放源（如 电厂）更加困难，目前几乎没有有效的控制措施。加之我国私人汽车正处在快速普及阶段，2040年以前汽车保有量将持续大规 模增长，并带来汽车排放的二氧化碳数量成倍增加。这对我国而言，不仅将带来能源资源、环境生态、能源安全等多方面的问 题，而且意味着一项重要的政治挑战，关乎我国在全球气候治理中的承诺是否能够如期兑现，并影响我国在全球政治格局中的领 导力和大国形象。因此，我国汽车部门控制二氧化碳排放的任务非常重要且艰巨，探索未来的汽车二氧化碳减排路径成为一项重 要的研究命题，也成为汽车、能源、环境、气候变化、管理等学科交叉领域培养研究生的重要内容。 不同于系统介绍成熟理论和方法的传统教材，本

11、书试图为读者展现的是当前热门研究领域的方法学及其应用。第一章从气候 变化的科学背景开始介绍，展现了全球气候治理的发展历程和最新进展，并进行了研究意义上的评述。同时，引出我国交通部门 在应对气候变化过程中所面临的挑战。第二章主要介绍交通用能和二氧化碳排放的研究思路、研究方法、典型模型及重要研究成 果。第三章是第二章方法学的应用实例，对我国交通部门的二氧化碳的直接排放和生命周期排放进行了估算，并介绍了交通部门 排放在全国排放中的贡献率。第四章和第五章是本书的核心内容，介绍了一种将全球排放目标与某个部门的减排路径相结合的研 究方法，并展示了该方法在我国轻型车部门的实际应用。这种将从上至下的目标与从下

12、至上的技术路径相结合的研究方法可扩展 到电力、建筑等其他主要用能和排放部门。第六章以重型货车为重点，介绍了其他类型车辆的二氧化碳减排潜力。第七章对除道 路以外的其他交通部门的二氧化碳减排潜力进行了阐述。 本书是基于作者的博士论文撰写而成的。在成书过程中，作者尽最大努力将自己在汽车用能和二氧化碳减排领域的理解与经 验融入其中。作者感谢韩维建博士、张阿玲教授、David P.Chock博士、Joseph M.Norbeck教授对方法学和内容的悉心指导， 以及申威博士、柴沁虎博士、黄诗尧博士等在交流和讨论中提供的有益参考，同时感谢家人和朋友的理解、支持与陪伴。由于时 间仓促和作者阅历所限，本书中的疏

13、漏和不妥之处在所难免，欢迎读者提出批评和修改意见。 杨晶 2017年6月于北京 第一章 绪论 第一节 全球气候治理的进程 一、科学背景 气候变化（Climate Change）是指气候在一段时间内的波动和变化。环境科学大辞典对气候变化词条的解释是，气候 变化又称为气候变迁，泛指各种时间尺度的气候演变。变化的时间长度从最长的几十亿年至最短的年际变化，差别很大。按变化 的时间尺度及性质可分为三类：地质时期气候变化，其变化时间在万年以上，主要是由地球大陆漂移、造山运动、地球轨道变 化造成。历史时期气候变化，指冰河后期，即一万年以来，主要是近5000年时段的气候变化，其形成原因被认为与太阳活动 和火山

14、爆发有关。近代气候变化，指近百年特别是20世纪以来全球气候的变化。一些研究认为其产生的原因除太阳活动和火 山爆发外还应考虑海气相互作用及人类活动的影响。1 当前世界范围内普遍关注的气候变化问题主要是指由于人类活动而引起的气候的波动变化及其对人类社会生产和生活各方面 产生的不利影响。为深入研究这一重大的科学问题，联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）于1988年成立，由世界气象组织（World Meteorological Organization，WMO）和联合国环境规 划署（United Nations

15、Environment Programme，UNEP）共同发起，并持续工作至今。IPCC由三个工作组组成：第一工作 组称为科学工作组，主要负责评估基于可获得资料的气候变化的科学信息；第二工作组称为影响工作组，主要负责评估气候变化 产生的环境和经济影响；第三工作组称为响应对策工作组，主要负责研究制定关于处理气候变化问题的响应策略1。三个工作组 在IPCC的指导下分别独立进行工作，主要目标是获取关于气候变化、气候变化的影响、减缓与适应气候变化的措施等方面的科 学和社会经济信息，从而进行综合、客观、开放和透明的科学评估，最终根据需要为联合国气候变化框架公约（United Nations Framew

16、ork Convention on Climate Change，UNFCCC，简称公约）的缔约方会议（Conference of the Parties，COP）提供科学、技术和社会经济方面的决策参考与政策建议。IPCC是一个建立在政府间合作基础上的科学技术研究 机构，所有联合国的成员方和世界气象组织的会员国家或地区都是IPCC的成员，都可以参加IPCC及其工作组的各种活动和会 议。目前，IPCC集聚了150个国家和地区的2500多名科学家，形成了一个气候变化研究领域的全球智囊网络。IPCC自身不开展 相关研究，而是对每年发表的数千份科学论文进行总结和评估，向决策者提供有关气候变化的最新认识

17、，既包括科学界在哪些方 面已达成共识，又呈现出存在意见分歧的领域以及需要进一步研究的命题。 从1990年发布第一次评估报告（First Assessment Report，FAR）至今，IPCC已经陆续出版了一系列研究成果，包括评估 报告（Assessment Report）、特别报告（Special Report）、技术文章（Technical Paper）、指南和方法论（Guideline and Methodology）四种类型，这些成果对气候变化领域的科学研究和政府间应对气候变化的合作都产生了重要影响（见表1- 1），IPCC系列报告已经成为气候变化领域的权威参考著作，被政策制定者和各

18、领域科学家广泛使用，也为世界各国的很多普通 民众所熟知。2007年，IPCC组织和美国前副总统戈尔共同分享了2007年度诺贝尔和平奖，该机构在气候变化领域的杰出贡献得 到了充分肯定。诺贝尔评选委员会认定，IPCC在过去十几年陆续发布的众多研究报告促成了世界范围内对于气候变化问题的广 泛共识，形成了关于人类活动与全球气候升温之间存在因果关联的普遍认识，IPCC报告为这种结论提供了有力的证据。 表1-1 IPCC主要出版物及其重要影响发布 基于IPCC系列评估报告，人类对全球气候变化问题已经形成较系统的科学认识：肯定了全球气候变暖的事实，确认了人类 活动是造成20世纪50年代以来气候变化的主要原因

19、，明确指出除非控制温室气体排放，否则未来全球气候变暖将达到十分危险 的水平。AR4指出，工业化以来，由于人类活动引起了全球温室气体排放量的增加，在19702004年间增加了70%2。其中， 二氧化碳（Carbon Dioxide，CO2）由于排放量大、在大气中存留时间长、在温室效应中占主导作用，成为最主要的人为温室 气体。在19702004年间，CO2的排放量增加了约80%3，4。2010年大气中CO2的浓度已达到了390ppmv2，超过了过去65 万年的自然变化范围5。全球CO2浓度增加的主要原因是化石燃料的使用，另外土地利用变化也是重要的影响因素。AR5进一步 确认了气候变暖的事实，发现了

20、人类活动与全球温升之间因果关系的新证据，以及温室气体累积排放与温升响应之间的定量联 系6，该报告的关键结论如表1-2所示。 表1-2 AR5的关键结论 注：表中资料来自文献2-4，作者整理。 IPCC第六次评估报告（AR6）计划于2022年完成，将特别关注气候变化对城市的影响，以及城市在减缓和适应气候变化方 面所面临的特殊机遇与挑战。在此之前，IPCC还将围绕以下专题完成三份特别报告：第一份是全球温升幅度达到1.5的影响及 温室气体排放途径的特别报告，这主要是针对巴黎协定（Paris Agreement，简称协定）（详见本章第二节）提出 的“在温度上升控制在2的基础上向1.5努力”的目标，计划

21、于2018年完成；第二份是气候变化、沙漠化、土地退化、可持 续土地管理、粮食安全和陆地生态系统温室气体通量方面的特别报告；第三份是气候变化、海洋与冰冻圈相关研究的特别报告。 1 第二、第三工作组的职责后来进行了调整，分别负责评估气候变化的影响与对策、气候变化的社会经济方面的影响。 2 ppmv是parts per million by volume，以容积计算的百万分之一。 第一章 绪论 第一节 全球气候治理的进程 一、科学背景 气候变化（Climate Change）是指气候在一段时间内的波动和变化。环境科学大辞典对气候变化词条的解释是，气候 变化又称为气候变迁，泛指各种时间尺度的气候演变。

22、变化的时间长度从最长的几十亿年至最短的年际变化，差别很大。按变化 的时间尺度及性质可分为三类：地质时期气候变化，其变化时间在万年以上，主要是由地球大陆漂移、造山运动、地球轨道变 化造成。历史时期气候变化，指冰河后期，即一万年以来，主要是近5000年时段的气候变化，其形成原因被认为与太阳活动 和火山爆发有关。近代气候变化，指近百年特别是20世纪以来全球气候的变化。一些研究认为其产生的原因除太阳活动和火 山爆发外还应考虑海气相互作用及人类活动的影响。1 当前世界范围内普遍关注的气候变化问题主要是指由于人类活动而引起的气候的波动变化及其对人类社会生产和生活各方面 产生的不利影响。为深入研究这一重大的

23、科学问题，联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）于1988年成立，由世界气象组织（World Meteorological Organization，WMO）和联合国环境规 划署（United Nations Environment Programme，UNEP）共同发起，并持续工作至今。IPCC由三个工作组组成：第一工作 组称为科学工作组，主要负责评估基于可获得资料的气候变化的科学信息；第二工作组称为影响工作组，主要负责评估气候变化 产生的环境和经济影响；第三工作组称为响应对策工作组，主要负责研究制定关于

24、处理气候变化问题的响应策略1。三个工作组 在IPCC的指导下分别独立进行工作，主要目标是获取关于气候变化、气候变化的影响、减缓与适应气候变化的措施等方面的科 学和社会经济信息，从而进行综合、客观、开放和透明的科学评估，最终根据需要为联合国气候变化框架公约（United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFCCC，简称公约）的缔约方会议（Conference of the Parties，COP）提供科学、技术和社会经济方面的决策参考与政策建议。IPCC是一个建立在政府间合作基础上的科学技术研究 机构，所有联合国的成员方和世界气象组

25、织的会员国家或地区都是IPCC的成员，都可以参加IPCC及其工作组的各种活动和会 议。目前，IPCC集聚了150个国家和地区的2500多名科学家，形成了一个气候变化研究领域的全球智囊网络。IPCC自身不开展 相关研究，而是对每年发表的数千份科学论文进行总结和评估，向决策者提供有关气候变化的最新认识，既包括科学界在哪些方 面已达成共识，又呈现出存在意见分歧的领域以及需要进一步研究的命题。 从1990年发布第一次评估报告（First Assessment Report，FAR）至今，IPCC已经陆续出版了一系列研究成果，包括评估 报告（Assessment Report）、特别报告（Special

26、 Report）、技术文章（Technical Paper）、指南和方法论（Guideline and Methodology）四种类型，这些成果对气候变化领域的科学研究和政府间应对气候变化的合作都产生了重要影响（见表1- 1），IPCC系列报告已经成为气候变化领域的权威参考著作，被政策制定者和各领域科学家广泛使用，也为世界各国的很多普通 民众所熟知。2007年，IPCC组织和美国前副总统戈尔共同分享了2007年度诺贝尔和平奖，该机构在气候变化领域的杰出贡献得 到了充分肯定。诺贝尔评选委员会认定，IPCC在过去十几年陆续发布的众多研究报告促成了世界范围内对于气候变化问题的广 泛共识，形成了关于

27、人类活动与全球气候升温之间存在因果关联的普遍认识，IPCC报告为这种结论提供了有力的证据。 表1-1 IPCC主要出版物及其重要影响发布 基于IPCC系列评估报告，人类对全球气候变化问题已经形成较系统的科学认识：肯定了全球气候变暖的事实，确认了人类 活动是造成20世纪50年代以来气候变化的主要原因，明确指出除非控制温室气体排放，否则未来全球气候变暖将达到十分危险 的水平。AR4指出，工业化以来，由于人类活动引起了全球温室气体排放量的增加，在19702004年间增加了70%2。其中， 二氧化碳（Carbon Dioxide，CO2）由于排放量大、在大气中存留时间长、在温室效应中占主导作用，成为最

28、主要的人为温室 气体。在19702004年间，CO2的排放量增加了约80%3，4。2010年大气中CO2的浓度已达到了390ppmv2，超过了过去65 万年的自然变化范围5。全球CO2浓度增加的主要原因是化石燃料的使用，另外土地利用变化也是重要的影响因素。AR5进一步 确认了气候变暖的事实，发现了人类活动与全球温升之间因果关系的新证据，以及温室气体累积排放与温升响应之间的定量联 系6，该报告的关键结论如表1-2所示。 表1-2 AR5的关键结论 注：表中资料来自文献2-4，作者整理。 IPCC第六次评估报告（AR6）计划于2022年完成，将特别关注气候变化对城市的影响，以及城市在减缓和适应气候

29、变化方 面所面临的特殊机遇与挑战。在此之前，IPCC还将围绕以下专题完成三份特别报告：第一份是全球温升幅度达到1.5的影响及 温室气体排放途径的特别报告，这主要是针对巴黎协定（Paris Agreement，简称协定）（详见本章第二节）提出 的“在温度上升控制在2的基础上向1.5努力”的目标，计划于2018年完成；第二份是气候变化、沙漠化、土地退化、可持 续土地管理、粮食安全和陆地生态系统温室气体通量方面的特别报告；第三份是气候变化、海洋与冰冻圈相关研究的特别报告。 1 第二、第三工作组的职责后来进行了调整，分别负责评估气候变化的影响与对策、气候变化的社会经济方面的影响。 2 ppmv是par

30、ts per million by volume，以容积计算的百万分之一。 第一章 绪论 第一节 全球气候治理的进程 一、科学背景 气候变化（Climate Change）是指气候在一段时间内的波动和变化。环境科学大辞典对气候变化词条的解释是，气候 变化又称为气候变迁，泛指各种时间尺度的气候演变。变化的时间长度从最长的几十亿年至最短的年际变化，差别很大。按变化 的时间尺度及性质可分为三类：地质时期气候变化，其变化时间在万年以上，主要是由地球大陆漂移、造山运动、地球轨道变 化造成。历史时期气候变化，指冰河后期，即一万年以来，主要是近5000年时段的气候变化，其形成原因被认为与太阳活动 和火山爆发

31、有关。近代气候变化，指近百年特别是20世纪以来全球气候的变化。一些研究认为其产生的原因除太阳活动和火 山爆发外还应考虑海气相互作用及人类活动的影响。1 当前世界范围内普遍关注的气候变化问题主要是指由于人类活动而引起的气候的波动变化及其对人类社会生产和生活各方面 产生的不利影响。为深入研究这一重大的科学问题，联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）于1988年成立，由世界气象组织（World Meteorological Organization，WMO）和联合国环境规 划署（United Nations En

32、vironment Programme，UNEP）共同发起，并持续工作至今。IPCC由三个工作组组成：第一工作 组称为科学工作组，主要负责评估基于可获得资料的气候变化的科学信息；第二工作组称为影响工作组，主要负责评估气候变化 产生的环境和经济影响；第三工作组称为响应对策工作组，主要负责研究制定关于处理气候变化问题的响应策略1。三个工作组 在IPCC的指导下分别独立进行工作，主要目标是获取关于气候变化、气候变化的影响、减缓与适应气候变化的措施等方面的科 学和社会经济信息，从而进行综合、客观、开放和透明的科学评估，最终根据需要为联合国气候变化框架公约（United Nations Framewor

33、k Convention on Climate Change，UNFCCC，简称公约）的缔约方会议（Conference of the Parties，COP）提供科学、技术和社会经济方面的决策参考与政策建议。IPCC是一个建立在政府间合作基础上的科学技术研究 机构，所有联合国的成员方和世界气象组织的会员国家或地区都是IPCC的成员，都可以参加IPCC及其工作组的各种活动和会 议。目前，IPCC集聚了150个国家和地区的2500多名科学家，形成了一个气候变化研究领域的全球智囊网络。IPCC自身不开展 相关研究，而是对每年发表的数千份科学论文进行总结和评估，向决策者提供有关气候变化的最新认识，既

34、包括科学界在哪些方 面已达成共识，又呈现出存在意见分歧的领域以及需要进一步研究的命题。 从1990年发布第一次评估报告（First Assessment Report，FAR）至今，IPCC已经陆续出版了一系列研究成果，包括评估 报告（Assessment Report）、特别报告（Special Report）、技术文章（Technical Paper）、指南和方法论（Guideline and Methodology）四种类型，这些成果对气候变化领域的科学研究和政府间应对气候变化的合作都产生了重要影响（见表1- 1），IPCC系列报告已经成为气候变化领域的权威参考著作，被政策制定者和各领域

35、科学家广泛使用，也为世界各国的很多普通 民众所熟知。2007年，IPCC组织和美国前副总统戈尔共同分享了2007年度诺贝尔和平奖，该机构在气候变化领域的杰出贡献得 到了充分肯定。诺贝尔评选委员会认定，IPCC在过去十几年陆续发布的众多研究报告促成了世界范围内对于气候变化问题的广 泛共识，形成了关于人类活动与全球气候升温之间存在因果关联的普遍认识，IPCC报告为这种结论提供了有力的证据。 表1-1 IPCC主要出版物及其重要影响发布 基于IPCC系列评估报告，人类对全球气候变化问题已经形成较系统的科学认识：肯定了全球气候变暖的事实，确认了人类 活动是造成20世纪50年代以来气候变化的主要原因，明

36、确指出除非控制温室气体排放，否则未来全球气候变暖将达到十分危险 的水平。AR4指出，工业化以来，由于人类活动引起了全球温室气体排放量的增加，在19702004年间增加了70%2。其中， 二氧化碳（Carbon Dioxide，CO2）由于排放量大、在大气中存留时间长、在温室效应中占主导作用，成为最主要的人为温室 气体。在19702004年间，CO2的排放量增加了约80%3，4。2010年大气中CO2的浓度已达到了390ppmv2，超过了过去65 万年的自然变化范围5。全球CO2浓度增加的主要原因是化石燃料的使用，另外土地利用变化也是重要的影响因素。AR5进一步 确认了气候变暖的事实，发现了人类

37、活动与全球温升之间因果关系的新证据，以及温室气体累积排放与温升响应之间的定量联 系6，该报告的关键结论如表1-2所示。 表1-2 AR5的关键结论 注：表中资料来自文献2-4，作者整理。 IPCC第六次评估报告（AR6）计划于2022年完成，将特别关注气候变化对城市的影响，以及城市在减缓和适应气候变化方 面所面临的特殊机遇与挑战。在此之前，IPCC还将围绕以下专题完成三份特别报告：第一份是全球温升幅度达到1.5的影响及 温室气体排放途径的特别报告，这主要是针对巴黎协定（Paris Agreement，简称协定）（详见本章第二节）提出 的“在温度上升控制在2的基础上向1.5努力”的目标，计划于2

38、018年完成；第二份是气候变化、沙漠化、土地退化、可持 续土地管理、粮食安全和陆地生态系统温室气体通量方面的特别报告；第三份是气候变化、海洋与冰冻圈相关研究的特别报告。 1 第二、第三工作组的职责后来进行了调整，分别负责评估气候变化的影响与对策、气候变化的社会经济方面的影响。 2 ppmv是parts per million by volume，以容积计算的百万分之一。 二、联合国气候变化框架公约 IPCC提供了全球温升的事实证据，明确了温室气体浓度与温升的因果关系，并指出了气候变化的长期性和紧迫性。这些关 于全球气候变化问题的科学研究，提出了全球气候治理的要求，促进了政府间多边合作机制的形成

39、，使全球气候治理成为国际政 治的重要议题，最终促成了世界各国在应对全球气候变化问题上的一致行动。 早在1992年，在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展大会期间，153个国家和欧洲共同体签署了公约。这是历时 15个月共五轮谈判才终于达成的第一个关于全面控制CO2等温室气体排放以应对全球变暖给人类经济和社会带来的不利影响的 全球性公约。公约于1994年3月21日正式生效。1992年6月，中国政府签署了公约，成为最早的10个缔约方之一。截至 2017年4月，公约已有197个缔约方。 但是，公约虽然得到了世界上几乎所有国家的认可，却最终只是一个纲领性文件。它提出了全球控制温室气体排放的原 则和最终目

40、标，并没有涉及任何行动方案和量化目标。公约共26条，其中第2条将应对气候变化行动的“最终目标”规定 为：“将大气中温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰的水平上。这一水平应当在足以使生态系统能够自然地 适应气候变化、确保粮食生产免受威胁并使经济发展能够可持续地进行的时间范围内实现。”7这里的关键词是“温室气体的浓 度”和“稳定”。CO2是最重要的温室气体，因此，稳定大气中CO2浓度水平就成为减缓气候变化的行动准则。公约确定了 5条基本原则，其中有2条是核心原则：第1条是公平原则，即发达国家与发展中国家之间共同但有区别的责任；第2条是可持续 发展原则，即促进所有国家，特别是发展中国家

41、的可持续发展。根据公约确立的发达国家和发展中国家“共同但有区别的责 任”原则，公约将所有缔约方分为附件一国家和非附件一国家，分别承担不同的责任。 公约奠定了全球气候变化谈判框架的法律基础，是迄今为止在国际环境与发展领域涉及面最广、影响最大、意义最深远 的国际法律文书。自1995年起，缔约方会议每年举行一次，各缔约方就应对气候变化的关键问题进行讨论，逐渐形成了以缔约 方会议（COP）为核心、以IPCC为技术支持、以各国政府机构和相关世界组织（全球环境基金、世界银行、联合国等）为主要 参与者、以广泛的非政府组织为外围参与者的体系。由于应对气候变化行动与各缔约方的经济利益和发展空间密切相关，因此取

42、得所有缔约方的共识和承诺难度非常大。原国家主席胡锦涛在2007年就曾明确提出，气候变化是环境问题，但归根结底是发展 问题，充分说明气候变化国际谈判与国家利益的重要关系。二十几年间，虽然气候变化国际谈判几经周折，但是作为全球在应对 气候问题方面的重大举措，国际谈判取得了不容忽视的成绩（见表1-3）。 表1-3 气候变化国际谈判里程碑事件 注：公开资料，作者整理。 议定书缔约方会议（Meeting of the Parties to the Kyoto Protocol或Conference of the Parties serving as the meeting of the Parties

43、to the Kyoto Protocol，即MOP或CMP）。 三、京都议定书 议定书及其机制是全球气候治理模式的第一次行动。议定书确立了第一个具有法律效力的量化的温室气体减排目标 和时间表，是按照公约提出的“共同但有区别的责任”原则为发达国家规定的温室气体减排指标，但没有为发展中国家规定 减排或限排义务。 1997年COP3通过了公约的第一个附加协议议定书。该文件规定了公约附件一缔约方的量化减排指标，即在第 一承诺期（20082012年）内，其温室气体排放量在1990年的水平上平均削减5.2%。议定书规定的温室气体包括六种，分 别是二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳等。议定书对

44、附件一缔约方的温室气体减排途径提出了三种实现机 制，即清洁发展机制（Clean Development Mechanism，CDM）、联合履行（Joint Implementation，JI）和排放贸易 （Emission Trade，ET）。其中，CDM主要涉及附件一缔约方和发展中国家在减排量交易方面的合作，而JI和ET主要涉及附件 一缔约方之间的合作。 议定书批准生效的过程是曲折艰难的。按照文件规定，议定书生效的条件有两个：第一个条件是必须有55个以上 的公约缔约方批准加入议定书，第二个条件是批准的附件一缔约方1990年温室气体排放量之和占全部附件一缔约方 1990年温室气体排放总量的55

45、%以上。第二个条件是议定书是否能够顺利生效的关键。由于美国（占1990年附件一缔约方 温室气体排放量的36.1%）拒绝批准议定书，所以议定书一度面临“流产”的危险。但是，最终俄罗斯（占1990年附 件一缔约方温室气体排放量的17.4%）在2004年11月正式加入议定书，挽救了这一危局。2005年2月16日议定书正式 生效。中国也于2002年正式核准了议定书。截至2016年6月底，共有192个缔约方批准、加入、接受或核准了议定书。 自2005年开始，每年在召开公约缔约方会议（COP）的同时召开议定书缔约方会议，讨论议定书执行的具体细 节，并对公约框架下应对气候变化的行动计划进行磋商。 四、“后京

46、都”时代 议定书的第一承诺期是20082012年，那么如何为2012年后第二承诺期的全球温室气体减排行动做出安排（也称 为“后京都”问题），就成为自2006年蒙特利尔会议之后气候变化国际谈判的焦点议题。但是，此后数年的公约缔约方会 议暨议定书缔约方会议都在重重困难中缓慢前行，直至2009年哥本哈根会议时，全球气候治理更是陷入停滞不前的最低 谷，甚至引发倒退的担忧。人类即将错过应对气候变化的重要决策期和行动窗口。哥本哈根协议不具有法律约束力是此次会 议失败的集中表现，具体而言，此次会议未确定各国的强制减排指标，没有规定2012年后应对气候变化的中期资金来源，也没 有给出适应低碳经济的相关技术转让

47、方案。哥本哈根会议失败的原因，主要集中在对减排义务承担问题存在分歧、全球金融危机 造成各国经济陷入困境以及此次会议预期目标过高三个方面。 转折点出现在2011年。当年的德班会议终于重启了气候变化国际谈判的新进程，提出了德班平台，决定实施议定书第 二承诺期并启动绿色气候基金，更重要的是此次会议做出了一个重要决定，即在2015年达成一个适用于公约所有缔约方的 法律文件，作为2020年后减排行动的依据。接下来的四年，按照德班平台的部署，气候变化国际谈判一步一步朝着预设的2015 年达成新协议的最终目标前进（见表1-3）。 第二节 新的里程碑：巴黎协定 一、开启全球气候治理新篇章 按照德班平台设计的目

48、标，2015年12月召开的巴黎气候大会终于达成了新的协议（巴黎协定），完成了哥本哈根和德 班会议都没有完成的使命，拯救了2009年以来全球气候治理的进程，完成了挽救多边进程、重塑政治互信和重建机制设计的过 程。连续几年坚持不懈的努力终于促成了巴黎气候大会的胜利成果。此次达成的协定可以说是一份真正意义上的全球气候协 议，这一令人振奋的结果无疑具有里程碑的意义，它实现了全球气候治理行动的转折，使全球应对气候变化行动从哥本哈根会议 的最低谷再次回到了良性轨道之上，从而开启了2030年全球气候变化行动的新篇章。 巴黎气候大会的成功是由多种因素共同促成的，包括各缔约方对此次会议比较理性的期待，主要缔约方

49、对谈判采取了积极灵 活的态度，史无前例的140多个国家领导人的广泛参与支持，以及法国作为东道主国家进行了长期持续的积极斡旋和老练恰当的 现场把控等。巴黎气候大会的成果非常来之不易，协定等文件的诞生经历了漫长、曲折而艰难的谈判过程，从最初日内瓦的 近100页案文，到巴黎气候大会前54页的案文，再到大会拖延一天后才通过的31页的最终案文（其中包括12页协定和19页 决议）。在德班会议以来逐步确立的自下而上模式的基础上，巴黎气候大会取得的最终结果可以说是相对公平、平衡和全面 的。 此次协议的主要贡献包括：一是再次明确了控制全球温升的目标。协定再次肯定了“将21世纪内全球平均升温控 制在工业化前2以内”这个长期的气候变化行动目标，并且将“努力追求1.5的目标”的表述也纳入进来，这个巨