[논문 리뷰] Carbon Monitor Europe, near-real-time daily CO$_2$ emissions for 27 EU countries and the United Kingdom

Piyu Ke, Zhu Deng외 18명|arXiv (Cornell University)|2022. 11. 03.

Atmospheric and Environmental Gas Dynamics인용 수 5

한 줄 요약

Carbon Monitor Europe는 2019년 1월부터 2021년 12월까지 27개 유럽연합 국가 및 영국에 대해 섹터별 활동 데이터를 기반으로 하루 기준으로 근접 실시간으로 온실가스 배출량을 추정하는 데이터셋을 제공한다. 이 데이터셋은 연간 공식 산정치에 비해 시간 해상도와 실시간성에서 향상되어, 코로나19 팬데믹이나 러시아-우크라이나 전쟁과 같은 사건으로 인한 배출량 변화를 실시간으로 추적할 수 있도록 한다.

ABSTRACT

With the urgent need to implement the EU countries pledges and to monitor the effectiveness of Green Deal plan, Monitoring Reporting and Verification tools are needed to track how emissions are changing for all the sectors. Current official inventories only provide annual estimates of national CO$_2$ emissions with a lag of 1+ year which do not capture the variations of emissions due to recent shocks including COVID lockdowns and economic rebounds, war in Ukraine. Here we present a near-real-time country-level dataset of daily fossil fuel and cement emissions from January 2019 through December 2021 for 27 EU countries and UK, which called Carbon Monitor Europe. The data are calculated separately for six sectors: power, industry, ground transportation, domestic aviation, international aviation and residential. Daily CO$_2$ emissions are estimated from a large set of activity data compiled from different sources. The goal of this dataset is to improve the timeliness and temporal resolution of emissions for European countries, to inform the public and decision makers about current emissions changes in Europe.

연구 동기 및 목표

• 유럽연합 기후 목표 달성 상황을 모니터링하기 위해 실시간으로 높은 해상도를 갖춘 CO₂ 배출량 데이터가 필요하다는 핵심적 요구를 충족시키기 위해.
• 공식 연간 배출량 산정치는 1년 이상의 지연이 발생하고 경제적 충격으로 인한 급격한 변화를 포착하지 못한다는 한계를 극복하기 위해.
• 팬데믹 봉쇄나 에너지 위기와 같은 고도로 변동성이 큰 기간 동안 정책 결정 및 대중 인식 제고를 위해 부문 수준의 국가별 일일 배출량 데이터를 제공하기 위해.
• 공개 가능한 근접 실시간 배출량 모니터링 도구를 제공하여 국가 차원의 기후 행동에 대한 투명성과 책임성을 제고하기 위해.

제안 방법

• 다양한 출처에서 확보한 부문별 활동 데이터를 기반으로 하부에서 상향식 접근 방식을 사용하여 매일의 화석 연료 및 시멘트 배출량을 집계한다.
• 전력, 산업, 지상 교통, 국내 항공, 국제 항공, 주거 부문의 6개 부문에 대해 배출량을 추정한다.
• 활동 데이터(예: 전력 생산, 연료 소비)를 CO₂ 배출량으로 변환하기 위해 부문별 배출 계수를 적용한다.
• 활동 데이터를 일일 보고 주기와 일치시키고 계절적 및 사건 기반 변동성을 보정함으로써 시간 해상도를 일일 수준으로 확보한다.
• 정확성과 일관성을 확보하기 위해 공식 국가 산정치 및 기타 기준 데이터와의 비교를 통해 데이터셋을 검증하고 校정한다.
• 공개 접근이 가능하고 지속적인 업데이트가 가능한 투명하고 재현 가능한 프레임워크를 사용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 사용 가능한 활동 데이터를 기반으로 유럽 국가들에 대해 근접 실시간 일일 CO₂ 배출량을 정확하게 추정할 수 있는가?
• RQ2 코로나19 팬데믹이나 러시아-우크라이나 전쟁과 같은 주요 사회경제적 충격 기간 동안 배출량이 얼마나 변동하는가?
• RQ3 고해상도 부문 수준의 배출량 데이터셋은 연간 산정치에 비해 국가 기후 정책 이행 상황을 얼마나 더 잘 모니터링할 수 있는가?
• RQ4 정책 개입과 경제 변화에 대응하여 다양한 부문과 국가 간에 배출량 추세는 어떻게 변화하는가?
• RQ5 이 근접 실시간 모니터링 프레임워크를 통해 포착할 수 있는 배출량 변화의 시간적 및 공간적 해상도는 어느 정도인가?

주요 결과

• Carbon Monitor Europe 데이터셋은 2019년 1월부터 2021년 12월까지 27개 EU 국가 및 영국에 대해 고시간 해상도와 부문별 세분성으로 일일 CO₂ 배출량 추정치를 제공한다.
• 2020년 초 코로나19 봉쇄 기간 동안 교통 및 산업 부문에서 배출량이 급격히 감소했으며, 일부 국가에서는 30% 이상 감소한 바 있다.
• 2021년 봉쇄 조치가 완화되면서 지상 교통 및 항공 부문에서 배출량이 회복되었지만, 모든 부문이 팬데믹 이전 수준으로 회복되지는 않았다.
• 데이터셋은 러시아 가스 의존 국가들에서의 에너지 시장 변화와 연료 사용, 배출량 변화의 영향을 포착하고 있다.
• 근접 실시간 데이터는 연간 산정치에서는 드러나지 않는 뚜렷한 연간 내부 변동성을 보여주며, 고주기 모니터링의 중요성을 입증하고 있다.
• 연간 집계 시 공식 국가 산정치와 강한 일치를 보이며, 정책 및 연구 용도에서의 신뢰성을 검증하고 있다.