Spatiotemporal characteristics and mechanisms of embodied carbon emissions in the construction industry: Evidence from China's municipalities directly under the central government

城市不仅仅是建筑物的集合；它们是庞大的、呼吸着的消费引擎，从大地深处和遥远的工厂中抽取资源。当一座城市扩张时，它不仅仅是在自己的烟囱里排放烟雾。它触发了其他地方生产的连锁反应：建造其桥梁所需的钢材、建造其地基所需的混凝土，以及为照明供电所需的电力，都需要消耗能量并释放二氧化碳。这种隐藏在建筑和维护城市所使用的材料与能源中的碳，被称为隐含碳（embodied carbon）。虽然我们经常关注工厂升起的烟雾或汽车排出的废气，但建筑业的碳足迹要复杂得多。这是一个连接的网络，在其中，某处决定建造一座新的摩天大楼，可能会导致数百英里外完全不同的省份排放量上升。理解这个无形的网络对于各国努力实现气候目标至关重要，因为你无法解决一个你看不见的问题，如果你不知道排放究竟源自何处，你也无法减少排放。

来自北京和广州的研究小组通过深入研究中国的四个主要直辖市——北京、天津、上海和重庆，揭开了这一复杂性的层层面纱。这四座城市是经济强国，是驱动全国发展的中心枢纽。研究人员不仅想了解这些城市产生了多少碳，还想了解它们对建筑材料的需求是如何拉动中国其他地区的碳排放的。他们构建了一张详细的经济联系图谱，追踪了在这些城市进行建设所花费的资金如何流向其他省份的产业，从而有效地将与该生产相关的碳排放从城市中“拉”到了周边地区。通过分析2010年、2015年和2019年的数据，他们追踪了这些流动在十年快速城市化进程中是如何变化的。

研究揭示了这些城市消费资源的显著模式。在所有四个城市中，碳排放的主要驱动力并非日常家庭使用，而是对固定资产的大规模投资——本质上就是新基础设施、道路和建筑的建设。这类支出占到每个城市碳足迹的一半以上。当研究人员观察哪些行业受此类支出影响最大时，他们发现建筑业本身是主要原因，但它高度依赖于少数几个关键的上游产业。这四座城市对建筑材料的需求，直接导致了电力和热水生产、金属冶炼以及非金属矿物（如水泥和玻璃）制造过程中产生的大量碳排放。事实上，建筑业扮演了一个强大的磁铁角色，为了满足城市的需求，将排放量从邻近省份的这些重工业领域吸引过来。

在这十年间，这些排放发生的地点发生了剧烈的变化。在早期，即2010年至2015年期间，这四座城市的建筑热潮主要拉动了其邻近地区的排放。对于北京和天津而言，这意味着河北和内蒙古等邻近省份的排放量随着供应必要材料而激增。然而，随着时间的推移，这种模式发生了转变。到2019年，这些城市的碳足迹已开始向更远的地方延伸。建筑材料的需求开始拉动中南沿海地区（如广东、河南和山东）的排放。这表明，随着周边地区的本地供应链被耗尽或进行重组，这些城市开始向更远的地方寻求资源，实际上是将它们的碳负担“出口”到了国家的更远部分。虽然城市自身管理好了其境内产生的碳量，但它们引发的在其他地方产生的碳总量却在持续上升。

研究人员还通过剖析背后的原因，以理解是什么驱动了数字的上升或下降。他们发现，技术和效率的提升在减少前五年排放方面发挥了重要作用。这些城市变得更擅长利用能源，其产业结构也发生了变化，从而降低了生产的碳强度。然而，这种进步并非持续稳定的。在后期，即2015年至2019年期间，效率的增益开始停滞，在某些情况下，碳强度反而增加了。人口增长的规模以及对住房和基础设施日益增长的需求，持续推动着排放量上升，抵消了通过技术进步所取得的收益。研究表明，尽管城市在提高效率方面取得了进展，但“建造更多、更大”的基本驱动力使得总碳足迹保持在高位。

这些发现的意义对于任何试图在快速发展世界中管理气候变化的人来说都是明确的。研究表明，仅仅观察城市边界内的排放量会给人一种虚假的安全感。如果一座城市通过将建筑项目转移到其他省份来减少其本地排放，它并不是在解决问题，而是在转移问题。研究人员认为，要真正减少建筑业的碳足迹，城市必须审视整个供应链。这意味着不仅要更高效地建造，还要改变建造的内容以及采购的方式。他们建议，减少对钢材和水泥等高碳材料的依赖，并转向为生产这些材料的产业提供更清洁的能源，是至关重要的。如果不解决城市建筑需求与其供应产业之间的深度联系，无论城市本身看起来多么“清洁”，实现碳中和未来的目标都将难以企及。