Overview - Emission Database for Global Atmospheric Research

Report 4 Downloads 56 Views
  Results of the emission inventory EDGAR v4.1 of July 2010     Introduction  The  new  version  v4.1  of  the  Emission  Database  for  Global  Atmospheric  Research  (EDGAR)  provides  independent  estimates  of  the  global  anthropogenic  emissions  and  emission  trends,  based  on  publicly  available statistics, for the use in atmospheric models and policy evaluation. This scientific independent  emission  inventory  is  characterized  by  a  coherent  world  historical  trend.  The  EDGARv4.1  inventory  covers for the time period from 1970 to 2005 including the following chemical substances:   • Updated ‘Kyoto Protocol’ greenhouse gases : CO2 , CH4 , N2O , HFCs , PFCs , SF6  • And in addition the following air pollutants: CO , NOx , NMVOC, SO2 and NH3  Data  are  presented  for  all  countries,  with  emissions  provided  per  main  source  category,  and  spatially  allocated on a 0.1°x0.1° grid over the globe.   Note:  Source  categories  for  emissions  per  country  used  the  source  definitions  of  the  1996  IPCC  guidelines  for  National  GHG  Emission  Inventories.  Emission  inventory  compilation  and  review  is  further  ongoing  for  aerosols  and  particles  (BC,  OC,  PM10,  PM2.5,  PM1),  other  greenhouse gases (NF3 and SO2F2) and ozone depleting substances (CFCs, MCF and HCFCs). 

Global emission trends (1970‐2005)  Kyoto Protocol Greenhouse Gases  The new EDGARv4.1 dataset differs from the previous v4.0 by less than 3% for CO2, CH4 and N2O, with  significant improvements having been made to the CH4 emissions in the waste sector. The new dataset  shows  that  CO2,  CH4  and  N2O  all  increased  annually  between  1%  and  4%  in  the  period  2000  –  2005,  contrary  to  any  of  5  consecutive  years  in  the  nineties.    Furthermore,  the  data  compilation  for  SF6  has  been completed with SF6 production emissions seeing a 7% increase in 2005. A global view on all Kyoto  Protocol  gases  expressed  in  CO2‐eq  (GWP‐100  values  from  IPCC’s  Second  Assessment  Report  (SAR))  is  given  in  Figure  1a  (CO2,  CH4,  N2O)  and  1b  (HFCs,  PFCs,  SF6).    Please  note  that,  conform  with  UNFCCC  definition  for  CO2,  these  figures  exclude  CO2  from  savannah  and  agricultural  waste  burning  (IPCC  categories 4E and 4F)  as well as CO2 from biomass used as fuel (IPCC sector 1) and from biogenic carbon  in waste incineration (IPCC category 6C). CO2 from large‐scale biomass burning and post‐burn decay of  remaining biomass in IPCC sector 5 (categories 5A1&2 and 5F2) are added separately.     Note:  The  latter  sector  5  is  often  referred  to  as  the  LULUCF  sector  (Land  Use,  Land  Use  Change  and  Forestry),  for  which  EDGAR  presently  reports CO2 emissions related to forests and peatlands, as well as emissions of other substances. The IPCC inventory guidelines assume no net  contribution  to  atmospheric  CO2  concentrations  from  biomass  burned  as  fuel  in  IPCC  sector  1  (energy)  nor  from  biomass  burned  in  IPCC  categories  4E,  4F,  5C,  5F,  6C),  since  this  is  assumed  to  short‐cycle  carbon  (regrowth  within  a  year).  To  the  extent  that  fuelwood  (and  roundwood) produced from forests is not produced sustainably, this should be accounted for in the calculation of net CO2 removals (‘sinks’)  from maturing of existing forests or newly forested areas. 

 

            

Fig.1a:  Global GHG emissions in Pg CO2‐eq (using the UNFCCC      Fig.1b: Global F‐gas emissions in Pg CO2‐eq               definition for CO2, including LULUCF (categories 5A1&2,                                       (GWP100 values of SAR)                                                                        5F2) (GWP100 values of SAR) 

 

  A sector‐specific break‐down for GHG emissions, including LULUCF categories 5A1, 5A2 and 5F, is shown  in Figure 2 for 2005.  

 

Fig.2: Composition in 2005 of the contributing sectors to global GHG emissions (conform UNFCCC definition). 

The contribution to the total global warming potential by the different UNFCCC direct greenhouse gases  differs  strongly  per  emitting  sector.  Figure  3  details  the  subsector  division  of  the  main  IPCC  sectors  energy  (fuel  combustion  and  fugitive  emissions  from  fuels),  industrial  processes  (non‐combustion),  agriculture, LULUCF and waste. 

  Fig.3a Contribution (in percentage) in 2005 of the three main  GHG  and  F‐gases  to  the  subcategories  of  the  major  source  sector:  energy  and  fossil  fuel  production  with  1A1a  (power  industry),  1A1bc  (fuel  refineries  and  transformation),  1A2  (industrial combustion), 1A3a (domestic aviation), 1A3b (road  transport),  1A3c  (rail  transport),  1A3d  (inland  waterways),  1A3e  (off‐road  transport),  1A4  (residential),  1B1  (fugitive  emissions  from  solid  fuel  production  and  distribution),  1B2  (fugitive  emissions  from  oil  and  natural  gas  production  and  distribution),  1A3aii  (international  aviation)  and  1A3dii  (international shipping). 

 

 

  Fig.3b Contribution (in percentage) in 2005 of the three main  GHG  and  F‐gases  to  the  subcategories  of  the  major  source  sector:  industrial  processes  and  solvents  with  2A1  (cement  production),  2A2  (lime  production),  2A7  (other  mineral  products),  2B  (chemical  industry),  2C  (metal  production),  2D  (other  production),  2E  (Halocarbon  and  SF6  production),  2F  (consumption  of  Halocarbons  and  SF6),  2G  (other  industrial  processes), 3 (solvent and other product use). 

    Fig.3c Contribution (in percentage) in 2005 of the three main  GHG  and  F‐gases  to  the  subcategories  of  the  major  source  sector:  waste  with  4A  (enteric  fermentation),  4B  (manure  management),  4C  (rice  cultivation),  4D1  (direct  agricultural  soil emissions), 4D2 (manure in pasture/range/paddock), 4D3  (indirect  N2O  emissions  from  agriculture),  4D4  (other  direct  emissions  from  agricultural  soils).  (Savannah  burning  4E  and  agricultural  waste  burning  4F  are  not  taken  up  in  the  contribution conform with the UNFCCC definition.) 

    Fig.3d Contribution (in percentage) in 2005 of the three main  GHG  and  F‐gases  to  the  subcategories  of  the  major  source  sector: waste with 6A (solid waste disposal), 6B (wastewater  handling),  6C  (waste  incineration),  6D  (other  waste  emissions).  

 

  GHG trends in industrialized and developing countries (1970‐2005)  All  emissions  are  detailed  at  country  level  following  consistently  the  2006  IPCC  methodology,  activity  data  (statistics)  from  publicly  available  sources  and  to  the  extent  possible  emission  factors  as  recommended by the IPCC 2006 guidelines for GHG emission inventories. Thus we provide full and up‐ to‐date  inventories  per  country,  also  for  developing  countries  that  go  beyond  the  mostly  highly  aggregated UNFCCC reports of these, so‐called, non‐Annex I countries. Moreover, the time‐series back  in time to 1970 provides for the UNFCCC trends a historical evolvement. However, the latter has to be  interpreted with care at the break‐up of some countries such as the former Soviet Union.   The  very  different  nature  of  most  developing  countries  (with  many  located  in  the  tropics)  and  the  industrialized  ones  (mainly  at  higher  Northern  latitudes)  implies  very  different  emissions  from  large‐ scale biomass burning. Therefore GHG emissions have been compared in Figure 4 for Annex I and Non‐ Annex I countries, including and excluding the LULUCF emissions. Emissions from international shipping  and aviation are added separately for completeness. 

Fig.4: Historical GHG emissions trend for Annex I countries, Non‐Annex I countries (both, excluding and including the LULUCF sector), and  international shipping and aviation. An indication of the uncertainty is given by the error bar for the year 2000.  

  Main air pollutant emissions in most polluting countries  The  emissions  of  main  air  pollutants  considered  in  EDGAR  are  precursors  of  tropospheric  ozone  (CO,  NMVOC, NOx) and acidifying substances (NOx, NH3, SO2), which present a different behaviour than GHG.  All  emissions  are  detailed  at  country  level  following  consistently  the  same  technology‐based  methodology,  activity  data  (statistics)  from  publicly  available  sources  and  to  the  extent  possible  emission  factors  as  recommended  by  the  EMEP/EEA  air  pollutant  emission  inventory  guidebook.  Technology mixes per country or region were taken from other data sources or estimated using other  sources or countries as proxy. End‐of‐pipe abatement measures included are country‐specific or at least  regional (over 4000 are taken into account). When comparing regional air pollution of CO, NMVOC, NOx,  NH3,  and  SO2  emissions,  it  is  noted  that  highest  emitting  countries  are  mainly  amongst  non‐Annex  I  countries. Table 1 ranks countries with decreasing degree of emissions in 2005. NOx emissions in China  show an almost 50% increase in the period 2000‐2005, while in the period 1995‐2000 the increase was  modest (5%). Other countries with large growth rates over 2000‐2005 are India and Indonesia.  Table1: Top 5 emitters of main air pollutants in 2005 (including forest and peat fire emissions) (with annual total in Tg species) 

2005  Tg CO  China  Brazil  USA  India  Indonesia 

103.20  96.42  61.52  52.77  49.65 

2005  Tg NMVOC  China  USA  Brazil  Russia  Indonesia 

17.22  11.56  10.47  8.39  8.22 

2005  Tg NO2  China  USA  Int. shipping  India  Russia 

22.45  14.92  12.98  8.19  4.30 

2005  Tg NH3  China  India  USA  Brazil  Indonesia 

11.01  4.47  3.59  3.23  1.66 

2005  Tg SO2  China  USA  Int. shipping  India  Russia 

36.36  10.81  7.87  7.41  6.71 

The air pollutant trends on a regional scale confirm the following observations:  ‐

CO: shows a decrease of 12% for CO. The CO emissions mainly occur in Africa due to the  dominating residential (biofuels) and road transport sectors.  

Fig. 5a: Global CO emissions trend 1970‐2005 including LULUCF  emissions in Tg CO/yr. 

Fig.5b: Global CO emissions trend 1970‐2005 excluding LULUCF emissions  in Tg species CO/yr. 

  ‐

NMVOC: shows globally increases over the decade 1995‐2005 of 5%. These NMVOC emissions  are mainly caused by the category fuel production and transmission and are mainly spread over  industrialized countries.  

Fig. 6a: Global NMVOC emissions trend 1970‐2005 including LULUCF  emissions in Tg NMVOC species per yr. 



Fig.6b: Global NMVOC emissions trend 1970‐2005 excluding LULUCF emissions  in Tg NMVOC species per yr. 

NOx: reflects the dominating energy sector with the increasing energy demand and gradual  implementation of end‐of‐pipe abatement measures. It shows similar decreases in the early  nineties as for SO2, but shortly followed up by further increases of up to 6% again in the newly  industrialized countries. In the latter the implementation of end‐of‐pipe abatement measures is  only recently started, as the example of the measures for passenger cars in Germany confronted  with those in China reveal in Figure 8.  

 

Fig.7b: Global NOx emissions trend 1970‐2005 excluding LULUCF emissions  in Tg NO2/yr. 

Fig.7a: Global NOx emissions trend 1970‐2005 inclusive LULUCF emissions   in Tg NO2/yr.   

Fig. 8: Comparison of NOx control measures for passenger cars using  motorgasoline over time introduced in Germany (DEU) and in China (CHN). 



 

NH3: shows globally increases over the decade 1995‐2005 of 15%, similar to NOx, but emitted by  completely different sources. In the case of NH3, agriculture‐dependent countries show large  emissions in particular from agricultural soils and manure management. 

 

 

Fig.9a: Global NH3 emission trend 1970‐2005 inclusive LULUCF emissions   in Tg NH3/yr. 



Fig.9b: Global NH3 emission trend 1970‐2005 excluding LULUCF emissions  in Tg NH3/yr. 

SO2: shows strong decreases in the nineties up to 4% mainly caused by end‐of‐pipe abatement  measures in Europe and North America, but since 2001 presents recent global annual increases  of up to 3%, mainly caused by the economically emerging countries and regions such as China,  India, the Middle‐East and lastly Brazil aside of the international shipping. 

Fig.10a: Global SO2 emission trend 1970‐2005 inclusive LULUCF emissions   in Tg SO2/yr. 

Fig.10b: Global SO2 emission trend 1970‐2005 excluding LULUCF emissions  in Tg SO2/yr. The latter LULUCF sector contributed only about 0.8‐1.0%.