2021-09-02 | 作者:黃泓維,台北科技大學,環境工程與管理研究所,博士後研究員。 陳耀德,台北大學商學院,企業永續發展研究中心,諮詢顧問。 胡憲倫,台北科技大學,環境工程與管理研究所,特聘教授。 許家偉,東海大學,企業永續影響力中心,執行長。

全球興起的淨零排放與碳中和迷思

氣候變遷的科學

從氣候科學與巴黎協議所宣告的1.5℃目標立場,全球被視為單一系統。在這個系統之下,我們必須將全球大氣中總蘊含的溫室氣體總量控制在一定的閾值下,才有可能將本世紀末升溫的程度維持在1.5℃以下。而科學分析目前已經大致上得出從工業革命以降,人類活動已導致全球升溫達到1.07℃(0.8~1.3℃)(註1)。考量人類歷史的排放數據,IPCC估算全球剩餘排放量必須控制在4,200 ~ 8,400億噸的二氧化碳,才有機會將全球升溫控制在1.5℃以下。此剩餘溫室氣體排放總量的區間存在之巨大落差,是因為全球升溫與溫室氣體間的關聯性本身是高度複雜的氣候系統,在目前人類的科學知識也無法精準預測氣候的變化。因此,現在所有科學家研究之溫室氣體排放量與未來氣候變遷之結果,是一個包含機率性的模擬結果。

升溫水平

溫室氣體量剩餘排放量的預估範圍

< 1.5℃

4,200 ~ 8,400億噸 二氧化碳

< 2.0℃

11,700 ~ 20,300億噸 二氧化碳

(表一,全球邁向低碳永續的升溫目標資料/來源:IPCC SR1.5 Chapter 02, 2018)

由於全球溫室氣體總累積的閾值觀點不容易被理解,本文嘗試使用收支的概念說明。當人類的溫室氣體總排放量等於我們的財務支出,而大自然或人類從大氣捕捉溫室氣體或移除這些溫室氣體的行為即是我們的收入。若支出大於收入時,即會產生負債。當負債量不斷地累積,我們希望最大值不能超過一個上限,此上限即稱之為「閾值」。換言之,負債量與這個閾值間的差距,就是人類未來剩餘的可排放量,又稱為「碳預算」(Carbon budget)(註2)。全球總累積的溫室氣體上限值目前為一個區間,當負債超過這個區間,全球的平均氣溫就有高機率超過特定溫度。在這樣的升溫狀況下,全球將可能面臨高度不確定性的氣候風險。

當科學家對這個全球性閾值具有一定共識後,就必須規畫出未來可以滿足這個閾值的排放路徑。由於從工業革命以來,每年人為的溫室氣體排放量遠遠超過自然界可吸收的量。換句話說,就是支出持續大於收入,使負債不斷累積,導致了當前的氣候變遷。當負債不斷地接近閾值,為了避免超過這個上限值,科學家們努力探討未來要怎樣使用剩餘的碳預算,因此建立許多種可能的排放途徑。科學家們模擬結果發現,這些排放路徑要達成升溫1.5℃以下的目標,大致上在未來的特定年間,必須達成淨零二氧化碳排放(Net Zero CO2 emissions),才有可能實現。

全球尺度的淨零排放

目前對於淨零排放相關詞彙的解釋有相當多,這是因為氣候名詞應用在不同尺度下會有些微的差異。筆者主要參考IPCC於2018年發表的1.5特別報告(IPCC SR 1.5)進行彙整。在這樣的觀點下,所有相關詞彙的定義都是以全球尺度為邊界。

原文

翻譯名稱

定義

Net zero emissions

淨零排放

人為的溫室氣體排放量與人為的溫室氣體移除量,在特定時間內達成平衡的狀態。

Net zero CO2 emission

淨零二氧化碳排放

與淨零排放類似,但溫室氣體僅限於二氧化碳。因此定義為,人為的二氧化碳排放量與人為的二氧化碳移除量在特定時間內達成平衡的狀態。

Net negative emissions

淨負排放

溫室氣體的移除量大於溫室氣體的排放量。

Negative emissions

負排放

藉由人類活動移除的溫室氣體量,不包含自然界中之碳循環過程。

Carbon neutrality

碳中和

與淨零二氧化碳排放相同。

Climate neutrality

氣候中和

人類活動對氣候系統並不產生淨影響,為達成此一目標,全球的剩餘排放量與排放移除量必須達成平衡。

( 表二,與淨零排放相關的名詞定義/資料來源:IPCC, 2018, SR1.5.(註3))

從IPCC的定義可以很清楚知道,將「淨零排放」與「碳中和」畫上等號的論述並不完正確。因淨零排放必須包含除二氧化碳以外的其他六種溫室氣體(CH4、N2O、HFCs、PFCs、SF6、NF3);而碳中和在IPCC的定義中,僅考慮到二氧化碳的中和。另一個常被忽略的是:人為排放與人為移除。也就是說要達成實質上的淨零排放,是不能全部仰賴自然界的移除;還必須透過人類活動方式,來進行人為的移除。IPCC認知中的人為移除則包含了強化生物性的二氧化碳匯,以及利用物理或化學方法達成長期去除或儲存。

國家尺度的淨零排放

IPCC的淨零排放是以全球尺度定義。全球簽訂巴黎協議後,各國政府也開啟了淨零排放的競爭,多數國家開始擬定長遠的淨零排放政策。目前各國的淨零排放進展不同,不論是入法、還是立法階段、或是政策文件,都傳達出各國的企圖心層級。當以全球尺度的淨零排放定義,用到尺度較小的國家層級時,這就需思考許多技術性細節,譬如跨國之間的排放抵換政策以及國際間的運輸。除這些跨國間難以將排放量歸責的問題外,所謂的淨零排放是否涵蓋所有溫室氣體,以及是否有訂定臨時性的階段性目標都是有待商榷的議題。本文透過Energy & Climate的資料整理歐美國家以及亞洲主要國家的淨零排放之差異性。

國家

進展階段

目標年

是否涵蓋全部溫室氣體種類

是否考量跨國抵換

是否有臨時階段目標

是否涵蓋國際航空與海運

英國

入法

2050

法國

入法

2050

不明確

德國

政策文件

2045

不明確

瑞典

入法

2045

中國大陸

政策文件

2060

不明確

不明確

日本

政策文件

2050

不明確

不明確

不明確

不明確

南韓

立法階段

2050

不明確

不明確

不明確

不明確

美國

政策文件

2050

不明確

不明確

加拿大

立法階段

2050

不明確

不明確

(表三,全球宣告淨零時程的主要國家/資料來源:Energy & Climate, Net Zero Tracker )

企業尺度的淨零排放

企業尺度的淨零排放是另一個目前全球興起的議題,但同樣牽涉到許多待釐清的細節,特別是在範疇別的部分。在企業組織層級的溫室氣體排放計算過程中,會將溫室氣體的排放來源分為直接排放的範疇一,能源間接排放的範疇二,以及其他間接排放的範疇三(註4)。而範疇一、範疇二以及範疇三的排放量總和,則可視為一家企業的價值鏈排放量。目前許多企業在宣告淨零排放時,鮮少提及其淨零目標是涵蓋哪一個範疇別,或是包含至企業營運過程的哪些價值鏈邊界。其次是,是否有包含二氧化碳以外的溫室氣體排放?如果企業所宣示之淨零排放僅包含範疇二之電力,嚴格來說尚不能構成淨零排放的標準,而是以RE100較為合適。

國際間對於企業減碳目標驗證的機構「科學基礎目標倡議組織」(Science Based Target initiative, SBTi),從2020年開始針對企業在淨零排放準則進行規範的擬定。SBTi的核心理念是希望企業的減碳目標能夠與全球升溫控制在1.5℃以下的目標一致,這造就SBTi非常注重企業減碳目標是否超過全球剩餘的總累積二氧化碳額度。爰此,SBTi對於淨零排放訂定了三大原則(Foundations for Science-based Net-zero Target Setting in the Corporate Sector)。

  1. 第一個原則是企業價值鏈的淨零排放必須是,大氣中不得存在淨二氧化碳的累積,且其他溫室氣排放的淨影響也不得存在
  2. 第二個原則是與全球性的重大永續趨勢結合,企業邁向1.5℃減碳路徑轉型,需與巴黎協議以及聯合國永續發展目標一致
  3. 最後一個原則是在邁向淨零排放過程中,企業的減碳策略必須揭露長期策略與投資,以降低氣候相關轉型風險,確保企業能夠在淨零經濟體中具備足夠韌性。基於此三大原則,SBTi分析目前企業達成淨零排放的五種策略,說明與三大原則的符合程度。

(表四,企業達成淨零排放的主要策略類型/資料來源:SBTi, 2020, Foundations for Science-based Net-zero Target Setting in the Corporate Sector.)

SBTi的說明可以得知,目前企業可用的五種策略中,單純透過抵換的第一項與避免放排放的第二項,是無法滿足任一原則。完全仰賴二氧化碳移除達成淨零的第三項策略,因具有較高的不確定性,目前也不被接受。因此僅有第四與第五項策略,才可以滿足三大原則。為使企業有一致性的標準,基於第四與第五項的策略類型,SBTi設立了一套準則用以驗證企業提出的淨零目標,其草案版(Net-Zero Criteria Draft for Public Consultation)之內容包含四大章節與附錄。準則中規範,淨零排放目標年必須設定在2050年之前,且企業必須已有SBT或設立一個過渡的SBTInterim SBT)。而淨零排放的基準年必須與SBT相同,不得早於2015年或早於SBT的基準年。過渡SBT與一般的SBT相同,減量企圖心應滿足1.5℃或低於2℃的脫碳目標,同時也要納入範疇三。溫室氣體盤查必須涵蓋範疇一與二總和95%的排放量,以及完成範疇三的篩選或盤查。範疇三的邊界目前提出三種方案,仍在研議之中。但可以確定的是,準則中要求企業必須中和範疇一、二與三排放所導致的衝擊。

SBTi設立之準則草案,用以驗證企業提出的淨零目標/資料來源:SBTi, 2021, Net-Zero Criteria Draft for Public Consultation.)

科學基礎目標下的淨零準則

在企業達成淨零排放的主要策略類型一表(表四)中,企業達成淨零排放可選擇的手段大致上可分為:排放減量、碳權抵換、產品避免排放、碳移除技術工具的導入等四大類。而科學基礎目標下的淨零,唯有滿足 4中的第四項以及第五項兩種策略,才符合準則要求。因此,單單僅仰賴碳抵換,或產品避免排放,或碳移除技術工具的使用,是不被SBTi所認可的。

從準則中可以得知,SBTi傾向於企業要宣稱淨零排放的前提是:

  1. 範疇一與範疇二之排放量必須先達成1.5℃減量目標(平均相當於每年減少4.2%排放量);
  2. 必須能夠進行範疇三的目標設定,並涵蓋一定範圍之範疇三減量,甚至共同滿足1.5℃減量之要求。

換句話說,在目前SBTi草案版的準則下,企業要達成淨零排放要先制定SBT或過渡SBT,且不能只有納入自身營運的溫室氣體排放,還必須努力協助價值鏈上之夥伴一同達成才行。另外從2021CDP氣候變遷問卷的C4.2題也有針對淨零排放目標定義,必須符合SBTi’s Foundations for Science-based Net-zero Target Setting in the Corporate Sector所規範:

  1. 降低價值鏈上之排放量至1.5℃之減量目標;
  2. 透過從大氣中永久性之溫室氣體移除,中和剩餘排放量所產生之衝擊。其後的C4.2c題組是關於企業淨零排放目標之細節,其中一個欄位即是詢問此淨零排放目標是否為SBT

(基於科學基礎的淨零排放必須滿足的兩個條件/資料來源:SBTi, 2021, Net-Zero Criteria Draft for Public Consultation.)

除上述溫室氣體排放之範疇與邊界外,企業達成淨零排放過程中很重要的手段就是碳抵換/碳補償(carbon offsets/carbon compensation)。這牽涉到企業在各國購買碳權進行抵換的機制是否可以滿足當地法規?或者是去協助森林復育等手段,是否在合乎政府法規規範?或是進行不同地區的投資是否能夠獲得碳權?這些議題都是非常重要的技術點,當這些技術性細節無法獲的一致性的認同,淨零排放恐淪為口號。因為,達成淨零排放的手段可能都沒辦法被執行。

國際企業的淨零案例分析

Apple2020年提出2030年淨零排放的目標,並詳細說明未來10年的路徑圖。其目標是到了2030年使其商業、製造供應鏈以及產品生命週期都達成碳中和。為了達成此目標,Apple提出了五種策略相互搭配。第一個策略為低碳產品的設計,透過回收創新、物料再生、大規模應用再生物料等方式達成。第二個策略則是擴大能源效率使用,具體行為包含透過美國中國綠色基金投資1億美金加速Apple供應商的能源效率提升、數個廠區加入Apple供應商能源效率計畫已降低供應鏈的碳排放量。第三個策略則是仰賴再生能源,現階段Apple已經落實其所有營運據點達成100%再生能源使用,未來已經有超過70個供應商承諾100%再生能源。第四個策略則是流程與物料的創新,其中包含了零碳的鋁製程,並利用此一零碳排的鋁材料應用在16MacBook Pro上。最後一個策略則是碳移除技術,其中包含了投資森林以及自然基礎解決方案(Natural Based Solutions, NBS),並與許多國際組織合作,在中國、美國、哥倫比亞以及肯亞保護與改善超過1百萬英畝的森林。

Walmart2020年承諾將於2040年達成淨零,且將不採用任何抵換達成此一淨零目標。Walmart將仰賴2035以前100%再生能源使用、2040年電動化所有車輛、更換低全球暖化潛勢的冷媒以及電力化供暖設備來盡可能降低營運的排放量。除此之外,Walmart也將透過基金會全力支持自然基礎解決方案於全球的落實。

Netflix2021年也提出了Net Zero + Nature的淨零目標,並預計於2022年達成淨零排放,並於未來每一年保持淨零。其落實淨零的步驟依循SBTi的準則,於2030年減少範疇一與範疇二的排放量達45%,並透過投資保留現有的碳儲存之自然領域。最後一個步驟則是去除大氣中的碳,這項步驟將投資關鍵自然生態系統的再生,恢復草原、森林等。

PepsiCo 宣告將於2040年達成淨零排放,並針對企業營運、農業、包裝、運輸、冷藏設備等多環節提出許多具體策略,包含再生能源採購、包材的再生料應用、低碳燃料使用於物流等;並依據可能的科技發展,在不同時間點規劃減碳科技的應用。

公司名稱

產業

淨零目標年

是否通過SBT

是否包含價值鏈(範疇3

除了減量外的淨零手段

Apple

電子業

2030

有(產品)

自然基礎解決方案的碳移除

Walmart

零售業

2040

自然基礎解決方案的碳移除

Netflix

軟體服務業

2022

不確定

自然基礎解決方案的碳移除

PepsiCo

食品飲料

2040

自然基礎解決方案的碳移除

(表五,國際企業的淨零排放目標)

從這些國際企業的淨零排放政策中可以發現,雖然同樣有採用碳權買賣的手段,但也提出移除大氣中的二氧化碳的自然基礎解決方案,來協助組織達成淨零排放,這與歐美企業注重生物多樣性以及生態系統保護的理念有關。目前國內有企業承諾的淨零目標大多選擇以再生能源採購為主要方式,往往忽略剩餘排放量以及企業營運價值鏈排放如何達成淨零的問題。同時過度寄望碳權買賣,甚少考量除減量手段外的排放量移除,以及產品避免排放等各種方式的多樣組合。這使得現階段的淨零排放仍停留在鼓勵使用再生能源,並未真正積極落實避免全球溫室氣體量超過閾值的巴黎協議之目標。

總結

企業要達成國際認可的淨零排放,要思考的不僅有範疇一與範疇二的排放量,還需要考量價值鏈上的範疇三。除透過再生能源的使用促使範疇二淨零,與採用溫室氣體削減技術實現範疇一的淨零以外,企業尚需要透過影響力來協同上下游伙伴共同淨零。如採購、運輸、承攬、創新研發、產品與服務的使用,搭配避免排放來補償範疇三的排放等方式。同時也可學習目前聯合國與國際指標型企業推廣的自然基礎解決方案,盡可能讓企業的價值鏈達成淨零排放。因此,未來企業要實現淨零排放的真正意義,必須完全改變傳統的組織內部減量與抵換思維。首先必須達到SBT減量目標,邊界上要納入企業價值鏈的所有環節,再合併減量與抵換以外的各種減量手段,才是符合國際主流科學基礎目標的淨零排放。

 

核稿:倪上筑

 

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資料來源:

註1:IPCC, 2021, The Physical Science Basis - Summary for Policymakers.

註2:Carbon budget在本文中翻譯為碳預算,但廣義的Carbon budget在氣候科學中可以有三種概念:(1)全球碳循環源(sources)與匯(sinks)的評估結果;(2)基於限制特定時間下的升溫水平,所估算出的總累積的全球二氧化碳排放量;(3)將全球的碳排放額度(第二種概念)分配到區域或國家的結果。

註3:IPCC, 2018: Annex I: Glossary [Matthews, J.B.R. (ed.)]. In: Global Warming of 1.5°C.

註4: 依據WBCSD與WRI於2004年共同發佈之The Greenhouse Gas Protocol的定義,溫室氣體排放源區分為範疇一、二、三。


圖片來源: thiago japyassu


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