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Unraveling the relation between carbon emission and carbon footprint: A literature review and framework for sustainable transportation | npj Sustainable Mobility and TransportTransportation decarbonization has drawn enormous attention globally, and two concepts play vital roles: transportation carbon emission (TCE) and transportation carbon footprint (TCF). However, their overlapping definitions and mixed uses in relevant literature have caused ambiguities and misunderstandings, resulting in a pressing need to clarify their subtle relationships in a more introspective manner. Therefore, we performed an in-depth literature review to investigate their essential commonalities and differences, with a focus on two aspects: understanding the scientific progress in terms of research trends, foci, and clusters to capture their connotations and use cases; and diagnosing how they are inherently estimated and how misuses can be alleviated. Accordingly, we developed an integrated life cycle analytical framework to relate TCE and TCF in an interdisciplinary landscape. Implications regarding systematic and explicit quantification standards were identified and discussed. Finally, we proposed three research gaps and four possible directions for future sustainable transportation studies.
https://doi.org/10.1038/s44333-024-00013-5
论文翻译:
摘要:
交通脱碳在全球范围内引起了广泛关注,有两个概念发挥着至关重要的作用:交通碳排放(TCE)和交通碳足迹(TCF)。然而,它们在相关文献中的重叠定义和混合使用造成了歧义和误解,迫切需要以更加内省的方式澄清它们之间的微妙关系。因此,我们进行了深入的文献回顾,调查它们的本质共性和差异,重点关注两个方面:从研究趋势、焦点和集群方面了解科学进步,以捕捉其内涵和用例;诊断它们是如何内在估计的以及如何减少滥用。因此,我们开发了一个集成的生命周期分析框架,将TCE和TCF在跨学科环境中联系起来。确定并讨论了系统性和明确的量化标准的影响。最后,我们为未来可持续交通研究提出了三个研究空白和四个可能的方向。
正文:
交通运输作为一个为乘客和货物提供服务的终端能源部门,在过去十年中已成为全球温室气体(GHG)排放增长最快的部门。温室气体排放量的上升无疑加剧了气候变化和相关的空气污染,因此引起了人们对运输部门脱碳的极大关注。正如联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)、国际能源机构(IEA)和欧盟等有影响力的组织所倡导的那样,这一问题带来了重大威胁和机遇。用于减少运输温室气体排放的可持续战略加速了能源效率和燃料经济性的提高,减缓了运输活动的增长,包括减少车辆行驶,采用低排放模式,降低每公里排放率。然而,在描述交通对复杂的环境影响和相应的缓解策略时,碳排放和碳足迹这两个术语有时在相关交通研究中以混合且不明确的方式交替使用,导致无意的概念模糊和实际的误解。
交通碳排放(TCE)议程代表了通过技术驱动和基于政策的改造和开发来量化、报告和减轻多式联运碳源(例如二氧化碳(CO2))的尝试。与各种运输活动相关,TCE作为一项指标可以在运输的许多子领域找到,包括道路交通、国际航运、国际航空和铁路运输。其新的对应交通碳足迹(TCF)借鉴了传统碳足迹术语的一些概念基础,该术语涉及个人、组织和产品的生命周期碳排放链24。然而,TCE和TCF的概念化和区分存在一个突出的困难,因为排放活动在时空维度上从根本上是动态的和复杂的。尽管这些术语对交通规划和管理产生了重大影响,但它们的定义往往很松散,经常混合,并且在文献中的表述不一致。许多研究将交通活动作为一个整体进行了简化和合并(例如,整个部门),或者将量化对象缩小到几个过程(例如,单次行程),无论TCE或TCF指标如何。关键词TCE和TCF被文献不加区别地引用,研究议程重叠,描述性使用重复。一些研究人员将TCE的范围与TCF的范围互换,以放大全阶段测量,尽管没有考虑“足迹”一词所暗示的所有相关排放。尽管排放循环未封闭且排放过程明显脱节,但一些研究提出了定义碳足迹的时间范围太短。在新兴的电动汽车(EV)研究中,可以观察到电动汽车对温室气体减排的贡献相当不一致,这部分是由于TCE和TCF定义的不同计算方法。因此,对这两个概念的不加区别地使用以及随后相关文献的碎片化导致了模糊的表达和不准确的碳核算呈现,这可能会导致错误的认识和公共政策。
为了揭示TCE和TCF之间的互动关系,本研究在文献回顾的基础上提出了一个整合的生命周期分析框架。根据系统性综述和荟萃分析的首选报告项目(PRISMA),我们收集了一个文献数据集进行全面的文献综述,包括2010年至2022年在Web of Scienceÿ