环境学院刘欢课题组合作揭示贸易驱动下全球海运碳排放五十年的结构与时空演变
清华新闻网3月27日电 海运业作为全球贸易的基石，其碳排放问题日益受到国际社会关注。随着国际海事组织（IMO）提出到2050年实现海运业净零排放的目标，各国政府、学术界和产业界正加速推动行业绿色低碳转型。然而，精准制定海运脱碳路径，需基于对历史碳排放模式的深入理解，以识别关键驱动因素、演化趋势及未来减排潜力，为全球海运业的可持续发展提供科学支撑。目前全球海运碳排放数据存在碎片化问题，导致政策制定和减排策略的精准性受到限制。
清华大学环境学院刘欢教授课题组与北京工业大学研究团队合作，创新性地构建了一种“贸易驱动”技术框架，追踪了1970年至2021年间全球数十亿海运贸易流量的碳排放，并将其映射至0.1°×0.1°的地理网格上，重构了过去半个世纪全球海运大气污染物和温室气体排放的历史清单。该方法融合国际贸易、船舶活动及海运燃料等数据，突破了自动识别系统（AIS）数据在时间跨度和空间覆盖上的局限性，在长期尺度上实现了排放数据与贸易活动的空间一致性。通过系统校准与多源数据交叉验证，该研究首次揭示了全球海运排放的结构性变迁及空间分布格局的演化特征，为全球海运业脱碳路径规划提供了坚实的科学支撑。
研究发现，尽管过去半个世纪全球船队的整体能效有所提升，但海运业的碳排放总量仍呈上升趋势。从1970年到2021年，全球海运业的二氧化碳（CO₂）排放量增长了1.7倍，其中2017年的峰值排放（8.87亿吨）是1983年最低排放水平（3.66亿吨）的2.4倍。这一增长趋势与全球贸易扩张高度相关，尤其是在1983年至2008年全球金融危机前，海运排放量呈现持续加速态势。
随着全球经济一体化的加速推进，海运业经历了深刻的结构性变革，其中最显著的变化之一是全球贸易运输模式正从传统散货船向更高效的集装箱运输转型。研究显示，1970年至2021年间，全球海运量中的集装箱运输占比从5.5%增长至17.8%，但其碳排放份额却从13.8%激增至40.4%（图1）。集装箱船的迅速发展推动了全球物流体系的现代化，但同时也成为海运碳排放结构变化的关键驱动因素。因此，针对集装箱航运行业采取精准减排策略至关重要，通过优先推动该领域的低碳转型，可有效控制未来可能的排放增长。
图1.海运历史排放的结构性变化——按运输船型和商品类别
研究进一步揭示，海运碳排放的历史变化在区域上存在显著差异。自2008年全球金融危机以来，发达经济体的海运贸易增长明显放缓，海运碳排放也趋于稳定甚至下降，尤其体现在北大西洋航线。然而，与之形成鲜明对比的是，新兴经济体间的海运贸易增长迅猛，特别是亚洲区域的海运排放显著增加。这一趋势反映了全球贸易重心的转移，也凸显了不同国家间贸易发展不均衡所带来的海运排放差异。
近年来，全球海运碳排放增速有所放缓，部分年份甚至出现下降趋势，这或许标志着行业进入关键转折期。然而，新冠疫情、全球贸易格局的重塑以及低硫燃料政策的全面实施，使得后疫情时代的海运碳排放轨迹充满不确定性。未来几年，海运业将步入能源转型的关键阶段，如何在全球贸易动态变化的背景下，科学评估海运碳排放趋势，并制定精准有效的减排策略，成为当前行业面临的重要课题。对此，本研究提出的技术框架可为政策制定者提供前瞻性的分析工具，精准评估不同贸易情景下的海运排放变化，并为国际贸易伙伴间的绿色合作政策提供量化支撑。
研究还指出，全球海运碳排放的增长与全球产业分工深化密切相关。随着制造业逐步从发达经济体向发展中国家转移，碳排放也相应地向新兴市场转移，这一现象被称为国际贸易中的“隐含碳排放”转移。然而，发展中国家面临的环境压力远不止于本土制造业排放，还包括国际海运带来的额外环境影响，例如沿海空气污染、海岸线退化及海洋生态破坏。因此，全球气候与环境治理亟需建立公平合理的国际合作框架，从产业链全局出发，全面考量社会、经济和环境因素，制定更具包容性和公平性的减排政策。
本研究构建的全球海运历史排放清单数据库，为深入研究供应链中的隐含碳排放影响提供了可靠的数据基础。这不仅有助于评估不同国家和地区在全球海运碳排放中的责任，还能为未来制定更加公平的国际减排合作政策提供科学依据，助力全球海运业向低碳和可持续方向发展。
相关研究成果以“全球海运排放变迁（1970-2021）：贸易驱动下的结构与时空演变”（Global shipping emissions from 1970 - 2021: Structural and spatial change driven by trade dynamics）为题，于3月25日在线发表于《一个地球》（One Earth）。
清华大学环境学院教授刘欢为论文通讯作者，北京工业大学环境科学与工程学院助理研究员王小桐为论文第一作者。研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的支持。
本文链接：http://knowith.com/news-3-2093.html环境学院刘欢课题组合作揭示贸易驱动下全球海运碳排放五十年的结构与时空演变
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