第一部分 绪论
1.引言
温室气体监测、报告和核证(Measurement,Reporting and Verification,简称 MRV)是全球应对气候变化、评估温室气体排放现状和减缓行动效果的依据。为推动科学监测、报告和核证温室气体减排固碳,联合国气候变化大会通过了一系列关于温室气体监测、报告和核证的协议和决定。1992年通过的《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)要求每一个缔约方在其能力允许范围内,用缔约方会议推荐或议定的可比方法编制所有温室气体排放源的人为排放和吸收汇的清除的国家清单。《联合国气候变化框架公约》第十六次缔约方大会(2010年)达成的《坎昆协议》,提出非附件一国家应提交包括国家温室气体清单在内的两年更新报告;第十七次缔约方大会(2011年)形成了两年更新报告的编写指南,提出发展中国家应包括减排行动及其效果、采用的方法学和假设等方面的相关信息;第二十一次缔约方大会通过的《巴黎协定》(2015年),要求发展中国家定期报告国家温室气体清单,跟踪国家减排行动的进展等相关信息。在《巴黎协定》第一次缔约方大会(2018年)上通过的透明度框架的模式、程序和指南,进一步明确了提交国家温室气体排放清单和两年透明度报告的要求。联合国制定了发展中国家监测、报告和核证的历程框架,见表1-1。中国作为发展中大国,高度重视气候变化和农业的绿色低碳发展,先后向联合国提交了三次包括温室气体清单在内的国家信息通报,在提交联合国的国家自主贡献(National Determined Contributions,NDC)中明确提出发展低碳农业。
表1-1发展中国家 MRV的相关决定
注:COP全称为 Conference of the Parties,缔约方大会; CMA全称为 Conference of the Parties Serving as the Meeting of the Parties to the Paris Agreement,作为《巴黎协定》缔约方会议。
畜牧业是重要的温室气体排放源,奶牛、生猪等主要动物在生产和废弃物管理过程中不可避免地会产生温室气体排放。科学监测、报告和核证畜牧业温室气体排放,增加畜牧业温室气体排放核算、减排行动及减排效果的透明度,探讨控制畜牧业温室气体排放与提高动物生产力和废弃物资源利用协同方法和途径,是实现畜牧业可持续发展的重要措施。
在国际农业研究磋商组织“气候变化、农业与粮食安全”项目和全球农业温室气体研究联盟(GRA)国际合作项目支持下,中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所联合国家应对气候变化战略与国际合作中心等单位,研究提出了《畜牧业温室气体监测、报告和核证方法指南》,期望为中国和其他国家畜牧业温室气体排放监测、核算、报告和核证提供方法和经验,为应对气候变化、实现畜牧业绿色低碳发展提供支持。
本指南包括七个部分:绪论、畜牧业温室气体排放核算方法、温室气体清单编制数据需求及监测收集方法、畜牧业温室气体清单报告编制及工作安排、畜牧业温室气体清单核证指南,以及国家和省级畜牧业温室气体案例研究。本指南可用于指导国家和各省编制畜牧业温室气体清单和评估减排行动效果。
2. IPCC指南简介
《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)要求所有缔约方采用缔约方大会议定的可比方法,定期编制并提交所有温室气体人为源排放量和吸收量的国家清单。政府间气候变化专门委员会(IPCC)编制了系列的国家温室气体清单指南,多数指南经 UNFCCC缔约方大会批准,成为世界各国编制国家温室气体清单必须遵循的技术规范和参考标准。
IPCC 第1个清单指南是《IPCC国家温室气体清单指南》(1995年),但很快被《IPCC 国家温室气体清单指南(1996修订版)》(简称《1996 IPCC指南》)取代,并在此基础上出版了《IPCC国家温室气体清单良好作法指南和不确定性管理》(简称《 IPCC良好作法指南》)和《 IPCC土地利用、土地利用变化和林业优良做法指南》。
《2006 IPCC 国家温室气体清单指南》(简称《2006 IPCC指南》)是在整合《1996 IPCC指南》、《IPCC良好作法指南》的基础上,构架了更新、更完善但更复杂的方法学体系,由于其复杂性和支撑数据较难获得,目前主要在发达国家使用,发展中国家温室气体清单仍以《1996 IPCC指南》为基础编制其国家温室气体清单。根据《巴黎协定》第一次缔约方大会决定,我国在2024年提交的包括温室气体清单在内的透明度双年更新报告需要根据《2006 IPCC指南》编制温室气体清单。目前,我国温室气体清单主要采用《1996 IPCC指南》、《IPCC良好作法指南》和《IPCC土地利用、土地利用变化和林业优良做法指南》,有的行业、部门或排放源采用《2006 IPCC指南》。
2006年以来,随着科研人员对温室气体排放认知能力的提升和科学研究的进展,更加精细化的排放因子和核算方法逐渐被公开发表,清单指南需要充分纳入昀新科学研究成果。另外,新的生产工艺和技术不断出现,带来新的排放特征,这都需要在国家温室气体清单编制中有所体现。为此,2006年以后, IPCC又陆续出版了3个增补或修订指南,分别是《2006年 IPCC国家温室气体清单指南2013年增补:湿地》(简称《湿地增补指南》)、《2013年京都议定书补充方法和良好做法指南》(简称《京都议定书补充方法指南》)和《2006年 IPCC国家温室气体清单指南2019年改进版》。但到目前为止,这些指南还没有通过 UNFCCC缔约方大会批准。
因此,为了满足未来我国编制畜牧业温室气体清单报告的要求,本书的方法学指南和调查表以《2006 IPCC指南》为基础编写,而本书提供的2014年国家温室气体清单案例仍采用了以前的指南,即以《1996 IPCC指南》和《 IPCC良好作法指南》为基础,部分参考采用了《2006 IPCC指南》。
3.术语和定义
(1)气候变化
气候变化指在某段时期内所观测的气候的自然变异之外,由于直接或间接的人类活动改变了地球大气的组成所导致的气候改变。
(2)温室气体温室气体指大气中吸收和重新放出红外辐射的自然的和人为的气态成分。
(3)活动数据
活动数据指导致温室气体排放的生产或消费活动量的表征值,在本指南中主要指各种动物的年平均饲养量。
(4)排放因子
排放因子是表征单位生产或者消费活动量的温室气体排放的系数,本指南中主要涉及单位动物肠道发酵甲烷(CH4)排放、动物粪便管理CH4和氧化亚氮(N2O)排放三类排放因子。
(5)全球增温潜势
全球增温潜势是指将单位质量的某种温室气体在给定时间段内辐射强迫的影响与等量二氧化碳辐射强迫影响相关联的系数;政府间气候变化专门委员会(IPCC)会根据昀新的研究结果更新不同温室气体的全球增温潜势。
(6)二氧化碳当量
二氧化碳当量是根据不同温室气体对辐射强度的作用对其进行比较所采用的衡量值,即在辐射强度上与某种温室气体质量相当的二氧化碳的量。
(7)关键源
关键源是指国家温室气体清单编制系统的优先排放源类别,关键源的排放量估算对某个国家的温室气体排放量和清除量的绝对水平、走势、不确定性具有重大影响。根据《巴黎协定》第十三条所述行动和支助透明度框架的模式、程序和指南规定,关键源是指温室气体累计排放占95%的排放源,而由于能力原因,发展中国家缔约方可灵活地使用关键源累计排放不低于85%的限值来确定关键类别。
(8)动物肠道发酵CH4排放
动物肠道发酵CH4排放指动物在正常代谢过程中,饲料在动物肠道微生物作用下发酵产生的CH4排放。
(9)动物粪便管理CH4排放
动物粪便管理CH4排放指动物粪便在进行贮存、处理和利用过程中,有机物在厌氧微生物作用下发酵产生的CH4排放。动物粪便施入到农田、林地等土壤之后的CH4排放,一般计入农田土壤排放。
(10)动物粪便管理 N2O排放
动物粪便管理 N2O排放指动物粪便在进行贮存、处理和利用过程中,含氮物质在硝化或反硝化反应过程中产生的 N2O排放。动物粪便施入到农田、林地等土壤之后的 N2O排放,一般计入农田土壤排放。动物粪便管理 N2O排放包括直接排放和间接排放。
(11)质量保证
质量保证(QA)活动包括一套规范的评审规则系统,由没有直接涉足清单编制/制定过程的人员进行评审,以此确保数据质量目标得以实现,它还保证了清单编制人员在目前科学知识水平和数据获取情况下排放源和汇的昀佳估算,而且支持质量控制(QC)活动的有效性。
(12)质量控制
质量控制(QC)是一个常规技术活动系统,它在清单编制时测量和控制其质量。质量控制活动包括一般方法,如对数据采集和计算进行准确性检验,对排放计算、测量、估算不确定性、信息存档和报告依据已经批准的指南。更细致的质量控制活动包括对源类别、活动水平和排放因子数据及方法的技术评审。
(13)透明性
透明性指清单所用假定和方法应该得到明确的解释,以帮助使用所报告信息的人员复制和评估清单。清单透明性对信息的交流和审议过程取得成功至关重要。
(14)一致性
一致性是指温室气体清单在数年时间范围内对其所考虑的要素应该内在一致。对基准年和其后所有年份使用同一方法,如果使用一致的方法估算源排放或汇清除,那么清单是一致的。
(15)可比性
可比性是指各缔约国向联合国提交的温室气体清单,其排放量和清除汇的估算可以进行比较。为此,各缔约国应当使用缔约方大会商定的方法和格式进行清单的估算和报告。
(16)完整性
完整性是指清单包括缔约方大会议定的清单编制方法所规定的所有的源和汇,以及规定需要报告的所有气体,还应包括未列入方法但各国特定的其他相关的源/汇。
(17)准确性
准确性是指对某一排放或清除估算准确程度的一个相对测量指标。在当前判断能力情况下的估计值既系统地不高于也不低于真实排放或清除值,又从实际操作角度讲尽可能减少不确定性,估算才算准确。
(18)不确定性
不确定性是指缺乏对变量真实数值了解可被描述为以可能数值的范围和可能性为特征的概率密度函数。不确定性取决于分析者的知识状况,而后者反过来又取决于可用数据的质量与数量以及对基础过程和推导方法的了解程度。
(19)MRV本指南中,M代表“监测”, R代表“报告”, V代表“核证”。
(20)监测本指南中,指收集活动水平数据、计算排放因子和排放量。
(21)报告报告是指按照清单编制报告指南要求提供温室气体排放结果的过程。
(22)核证
核证是指验证活动和程序的总和。这些活动和程序可在温室气体清单的设计与编制过程中,也可以在温室气体清单完成之后实施,核证有助于建立清单的可靠性。一般来说,使用清单编制之外的方法来检查清单的真实性,包括同其他机构所做的估算进行对比,或者同用大气浓度或这些气体的浓度梯度推导出的排放和吸收量进行对比,以及对排放源类别、活动水平和排放因子数据及获取方法进行评审。
第二部分 畜牧业温室气体排放核算方法
1.概述
畜牧业是重要的温室气体排放源,根据联合国粮食及农业组织的报告,2019年畜牧业生产过程的温室气体排放约为43亿 t二氧化碳当量。其中,肠道发酵CH4排放总量约为35亿 t二氧化碳当量,粪便管理过程CH4和 N2O排放量约为8亿 t二氧化碳当量。另外饲料种植生产过程排放33亿 t二氧化碳当量,畜牧业能源消耗相当于4亿 t二氧化碳当量。如果包括饲料种植和能源消耗,畜牧业全产业
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