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

Piyu Ke, Zhu Deng+18 more|arXiv (Cornell University)|Nov 3, 2022

Atmospheric and Environmental Gas Dynamics被引用 5

一句话总结

Carbon Monitor Europe 为2019年1月至2021年12月期间的27个欧盟国家及英国提供了近实时、每日的二氧化碳排放估算，涵盖六个部门的部门特定活动数据。与年度官方清单相比，该数据集在时间分辨率和及时性方面均有提升，使人们能够实时追踪因COVID-19大流行和俄乌战争等事件引发的排放变化。

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.

研究动机与目标

• 解决对及时且高分辨率二氧化碳排放数据的迫切需求，以监测欧盟气候目标进展，包括欧洲绿色新政。
• 克服官方年度排放清单的局限性，后者存在超过一年的延迟，且无法捕捉因经济冲击引发的快速变化。
• 提供分部门、分国家的每日排放数据，以支持在高波动时期（如疫情封锁和能源危机）的政策决策与公众意识。
• 通过提供公开可访问、近实时的排放监测工具，提升国家气候行动的透明度与问责性。

提出的方法

• 基于来自多种来源的部门特定活动数据，采用自下而上的方法汇总每日化石燃料与水泥排放。
• 估算六个部门的排放：电力、工业、地面交通、国内航空、国际航空和居民生活。
• 应用部门特定的排放因子，将活动数据（如发电量、燃料消耗量）转换为二氧化碳排放量。
• 通过将活动数据与每日报告周期对齐，并调整季节性和事件驱动的波动，确保时间分辨率达到日级。
• 通过与官方国家清单及其他参考数据对比，对数据集进行验证与校准，以确保准确性与一致性。
• 采用透明、可复现的框架，以支持公众访问并实现数据集的持续更新。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何利用现有活动数据，对欧洲国家实现近实时每日二氧化碳排放的准确估算？
• RQ2 在重大社会经济冲击（如COVID-19大流行和俄乌战争）期间，排放波动程度如何？
• RQ3 相较于年度清单，高分辨率、分部门的排放数据集是否能提升对国家气候政策实施情况的监测能力？
• RQ4 在政策干预和经济变动的背景下，不同部门和国家的排放趋势如何变化？
• RQ5 通过这种近实时监测框架，能够捕捉到的排放变化在时间和空间上的分辨率如何？

主要发现

• Carbon Monitor Europe 数据集为2019年1月至2021年12月期间的27个欧盟国家及英国提供了每日二氧化碳排放估算，具备高时间分辨率和部门粒度。
• 在2020年初期的COVID-19封锁期间，排放量急剧下降，尤其在交通和工业部门，部分国家的降幅超过30%。
• 2021年排放出现反弹，特别是在地面交通和航空领域，随着限制措施放宽，但并非所有部门都恢复到疫情前水平。
• 该数据集捕捉到了俄乌战争对能源市场的影响，包括依赖俄罗斯天然气的国家在燃料使用和排放上的变化。
• 近实时数据揭示了年度清单中无法察觉的显著年内排放波动，凸显高频监测的重要性。
• 在年度汇总后，该数据集与官方国家清单表现出高度一致性，验证了其在政策和研究应用中的可靠性。