清華新聞網(wǎng)3月27日電 海運業(yè)作為全球貿(mào)易的基石，其碳排放問題日益受到國際社會關注。隨著國際海事組織（IMO）提出到2050年實現(xiàn)海運業(yè)凈零排放的目標，各國政府、學術界和產(chǎn)業(yè)界正加速推動行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。然而，精準制定海運脫碳路徑，需基于對歷史碳排放模式的深入理解，以識別關鍵驅(qū)動因素、演化趨勢及未來減排潛力，為全球海運業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科學支撐。目前全球海運碳排放數(shù)據(jù)存在碎片化問題，導致政策制定和減排策略的精準性受到限制。
清華大學環(huán)境學院劉歡教授課題組與北京工業(yè)大學研究團隊合作，創(chuàng)新性地構建了一種“貿(mào)易驅(qū)動”技術框架，追蹤了1970年至2021年間全球數(shù)十億海運貿(mào)易流量的碳排放，并將其映射至0.1°×0.1°的地理網(wǎng)格上，重構了過去半個世紀全球海運大氣污染物和溫室氣體排放的歷史清單。該方法融合國際貿(mào)易、船舶活動及海運燃料等數(shù)據(jù)，突破了自動識別系統(tǒng)（AIS）數(shù)據(jù)在時間跨度和空間覆蓋上的局限性，在長期尺度上實現(xiàn)了排放數(shù)據(jù)與貿(mào)易活動的空間一致性。通過系統(tǒng)校準與多源數(shù)據(jù)交叉驗證，該研究首次揭示了全球海運排放的結構性變遷及空間分布格局的演化特征，為全球海運業(yè)脫碳路徑規(guī)劃提供了堅實的科學支撐。
研究發(fā)現(xiàn)，盡管過去半個世紀全球船隊的整體能效有所提升，但海運業(yè)的碳排放總量仍呈上升趨勢。從1970年到2021年，全球海運業(yè)的二氧化碳（CO?）排放量增長了1.7倍，其中2017年的峰值排放（8.87億噸）是1983年最低排放水平（3.66億噸）的2.4倍。這一增長趨勢與全球貿(mào)易擴張高度相關，尤其是在1983年至2008年全球金融危機前，海運排放量呈現(xiàn)持續(xù)加速態(tài)勢。
隨著全球經(jīng)濟一體化的加速推進，海運業(yè)經(jīng)歷了深刻的結構性變革，其中最顯著的變化之一是全球貿(mào)易運輸模式正從傳統(tǒng)散貨船向更高效的集裝箱運輸轉(zhuǎn)型。研究顯示，1970年至2021年間，全球海運量中的集裝箱運輸占比從5.5%增長至17.8%，但其碳排放份額卻從13.8%激增至40.4%（圖1）。集裝箱船的迅速發(fā)展推動了全球物流體系的現(xiàn)代化，但同時也成為海運碳排放結構變化的關鍵驅(qū)動因素。因此，針對集裝箱航運行業(yè)采取精準減排策略至關重要，通過優(yōu)先推動該領域的低碳轉(zhuǎn)型，可有效控制未來可能的排放增長。
圖1.海運歷史排放的結構性變化——按運輸船型和商品類別
研究進一步揭示，海運碳排放的歷史變化在區(qū)域上存在顯著差異。自2008年全球金融危機以來，發(fā)達經(jīng)濟體的海運貿(mào)易增長明顯放緩，海運碳排放也趨于穩(wěn)定甚至下降，尤其體現(xiàn)在北大西洋航線。然而，與之形成鮮明對比的是，新興經(jīng)濟體間的海運貿(mào)易增長迅猛，特別是亞洲區(qū)域的海運排放顯著增加。這一趨勢反映了全球貿(mào)易重心的轉(zhuǎn)移，也凸顯了不同國家間貿(mào)易發(fā)展不均衡所帶來的海運排放差異。
近年來，全球海運碳排放增速有所放緩，部分年份甚至出現(xiàn)下降趨勢，這或許標志著行業(yè)進入關鍵轉(zhuǎn)折期。然而，新冠疫情、全球貿(mào)易格局的重塑以及低硫燃料政策的全面實施，使得后疫情時代的海運碳排放軌跡充滿不確定性。未來幾年，海運業(yè)將步入能源轉(zhuǎn)型的關鍵階段，如何在全球貿(mào)易動態(tài)變化的背景下，科學評估海運碳排放趨勢，并制定精準有效的減排策略，成為當前行業(yè)面臨的重要課題。對此，本研究提出的技術框架可為政策制定者提供前瞻性的分析工具，精準評估不同貿(mào)易情景下的海運排放變化，并為國際貿(mào)易伙伴間的綠色合作政策提供量化支撐。
研究還指出，全球海運碳排放的增長與全球產(chǎn)業(yè)分工深化密切相關。隨著制造業(yè)逐步從發(fā)達經(jīng)濟體向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，碳排放也相應地向新興市場轉(zhuǎn)移，這一現(xiàn)象被稱為國際貿(mào)易中的“隱含碳排放”轉(zhuǎn)移。然而，發(fā)展中國家面臨的環(huán)境壓力遠不止于本土制造業(yè)排放，還包括國際海運帶來的額外環(huán)境影響，例如沿海空氣污染、海岸線退化及海洋生態(tài)破壞。因此，全球氣候與環(huán)境治理亟需建立公平合理的國際合作框架，從產(chǎn)業(yè)鏈全局出發(fā)，全面考量社會、經(jīng)濟和環(huán)境因素，制定更具包容性和公平性的減排政策。
本研究構建的全球海運歷史排放清單數(shù)據(jù)庫，為深入研究供應鏈中的隱含碳排放影響提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎。這不僅有助于評估不同國家和地區(qū)在全球海運碳排放中的責任，還能為未來制定更加公平的國際減排合作政策提供科學依據(jù)，助力全球海運業(yè)向低碳和可持續(xù)方向發(fā)展。
相關研究成果以“全球海運排放變遷（1970-2021）：貿(mào)易驅(qū)動下的結構與時空演變”（Global shipping emissions from 1970 - 2021: Structural and spatial change driven by trade dynamics）為題，于3月25日在線發(fā)表于《一個地球》（One Earth）。
清華大學環(huán)境學院教授劉歡為論文通訊作者，北京工業(yè)大學環(huán)境科學與工程學院助理研究員王小桐為論文第一作者。研究得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃等項目的支持。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2590332225000697
研究建立的全球海運歷史排放清單共享數(shù)據(jù)下載鏈接：
https://doi.org/10.5281/zenodo.10825427
供稿：環(huán)境學院
編輯：李華山
審核：郭玲
