为不同气体比较奠定基础的单位
CO2当量(CO2e)并非二氧化碳的测量结果。它是一种通用货币,用于比较任何温室气体——甲烷、一氧化二氮、各种制冷剂气体——的增温效应与等质量纯CO2的增温效应。当一个数字表示为"10 kg CO2e"时,它表示:在规定的时间范围内,无论这种气体实际上是什么,其所吸收的额外热量与10 kg纯CO2相同。
GWP100:气体之间的汇率
气体与CO2e之间的汇率是其全球变暖潜能值(Global Warming Potential,简称GWP),几乎总是以100年的时间范围来表示(GWP100),这是IPCC的标准惯例,尽管也存在20年的GWP数值,这对甲烷等短寿命气体给出了更大的数字,因为甲烷的增温效应主要集中在其在大气中的前两个十年,而不是均匀分布在整个世纪。CO2本身的GWP100按定义为1;所有其他气体都相对于它来表示。
实际计算示例
使用本站的电网因子和实际消耗数据:美国能源信息署(EIA)最近发布的平均值,即美国住宅电力用户每年10,791千瓦时(2022年数据)。在每千瓦时0.445 kg CO2e的基础上,这相当于10,791 × 0.445 = 4,801.995 kg CO2e,或大约每年4.8吨CO2e,仅来自电力消耗。这一数字包含以下所有注意事项:它使用单一的全球平均电网排放强度,因此使用大量水电的地区用户的排放量可能只有其一小部分,而使用煤炭为主的电网用户的排放量可能是其数倍,同时这只包括范围2排放(购买的电力),不包括天然气供暖、汽车或家庭碳足迹中的任何其他内容。
甲烷数值持续变化的原因
| IPCC报告 | 年份 | 甲烷GWP100 |
|---|---|---|
| 第二次评估报告(SAR) | 1995 | 21 |
| 第四次评估报告(AR4) | 2007 | 25 |
| 第五次评估报告(AR5) | 2013 | 28 (包括气候碳反馈的为34) |
| 第六次评估报告(AR6) | 2021 | 27.0 非化石燃料 / 29.8 化石燃料 |
这个数字变化是有正当的科学理由的,而不是因为早期报告不够严谨:GWP取决于气体在大气中的持留时间和其吸收红外辐射的强度,这两者都随着大气化学模型的改进而精化。AR6首次为甲烷引入了化石/非化石燃料区分(IPCC AR6 WG1,表7.15:非化石燃料的GWP为27.0,化石燃料的为29.8),因为化石甲烷最终氧化时会留下少量额外的CO2残留物,而生物来源的甲烷则不会,使得化石甲烷的有效GWP略高。因此,任何CO2e数字都隐含地与其计算所基于的评估报告相关联;严格的碳披露应说明是基于哪一份报告。
本站自己的数据,以及它覆盖和不覆盖的范围
本站用于千瓦时至CO2e转换的系数为0.445 kg CO2e/kWh,这是国际能源署(IEA)发布的2024年全球平均电力行业碳排放强度(IEA《2025年电力》)。这一数字是针对某一特定年份的单一全球平均值,而非物理常数,其值落在覆盖大约四十倍范围的真实国家电网范围内:
- 以水电或核能发电为主的电网(挪威、法国、瑞典)远低于0.1 kg CO2e/kWh。
- 煤炭密集型电网远高于0.6 kg CO2e/kWh。
- 拥有混合发电组合的大多数大型经济体的电网处于0.2至0.4 kg CO2e/kWh之间,低于全球平均值,因为全球平均值被最大的煤炭依赖电网拉高了。
将全球0.445数值应用于挪威家庭的用电量会高估其排放量大约一个数量级;应用于煤炭密集型电网则会低估它们。方法论页面明确陈述了这一点,而非将0.445作为通用常数,并解释了本站如何区别对待可测量、随时间变化的数字与固定的单位定义。
另一个维度:它按小时变化,而不仅仅按国家变化
国家平均值也掩盖了真实的逐小时变化。具有显著太阳能和风能发电能力的电网在太阳能产出高峰的中午具有更清洁的电源组合,而在由燃气或煤炭发电厂覆盖的无风傍晚峰值期间则不然,这些电厂被在线启用以满足需求。在可再生能源渗透率高的电网中,电力碳排放强度在阳光充足、风力充沛的下午和寒冷的冬夜静风时段之间可能增加一倍以上。任何追求真正影响的人,在安排电动汽车充电或洗碗机周期时,都是针对该逐小时数值进行优化,许多电网运营商现在以接近实时的方式发布这一数值,而非本站和大多数碳计算器不得不使用的年度国家平均值。
为什么是100年,而不是20年或500年
100年期是一个政策惯例,而非科学必然,IPCC自其最早的报告以来已明确表示了这一点:更短的期限(20年)更重地权衡甲烷等短寿命、快速作用的气体,这在政策目标是减缓近期升温时很重要;更长的期限会低估其近期影响,同时更公正地代表CO2和一氧化二氮等持续数个世纪的气体。GWP100成为默认值主要是因为它是1990年代《京都议定书》原始会计规则中写入的数值,报告框架一直保持它是为了可比性,而非因为100年是唯一正确的选择。另一个指标GWP*已由气候科学家提议,特别是为了更好地捕捉甲烷等短寿命气体相对于CO2等长寿命气体的不同行为;它在最近的IPCC讨论中作为正在进行中的替代研究方案出现,而非作为标准报告中GWP100的替代品。
CO2e数字不包括的内容
此处使用的电网排放因子覆盖企业报告中所称的范围2:购买的电力生成产生的排放。它们不包括范围1(直接现场燃烧,如燃气锅炉或公司车辆)和范围3(供应链中的所有事项,从制造太阳能电池板到运输煤炭)。仅从用电CO2e数字引用的"碳足迹"是范围2的估计,而非完整的会计:对于比较电力选择彼此之间很有用,但不适用于完整的足迹。
关于精度的说明
因为电网排放强度、GWP数值,甚至哪份评估报告是最新的都会随着时间推移而变化,一个kg CO2e数字的可信度只能取决于其陈述的年份。未附带年份的数字应视为未注明日期,因此无法验证,而非因省略细节而更精确。请参阅编辑政策,了解本站如何在来源发布更新数字时审查和更新此类数字。