碳中和
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概要

碳中和(英文:Carbon Neutrality)又称为“净零碳排放”,指的是在特定时期内全球人为二氧化碳排放量与二氧化碳消除量相等(如利用生态碳汇、碳捕获与封存、地球工程等)。


定义

碳中和又称为“净零碳排放”,指的是在特定时期内全球人为二氧化碳排放量与二氧化碳消除量相等(如利用生态碳汇、碳捕获与封存、地球工程等)。二氧化碳是造成气候变化的温室气体之一,而其他温室气体(如甲烷)也能以二氧化碳当量的形式体现。[i]广义的碳中和涵盖包括二氧化碳在内的各种温室气体。

碳中和与碳排放有什么关系?

尽管一系列的自然源头也会排放二氧化碳,但人类相关的排放是自工业革命以来导致大气中二氧化碳增加的主因。[ii]排放二氧化碳的主要人类活动包括使用能源和交通所燃烧的化石燃料(煤炭、天然气和石油),其他的工业生产过程和土地利用变化也会产生二氧化碳。[iii]

「碳中和」即净零碳排放,旨在实现碳吸收端和排放端的抵消。

实现路径可分为加、减两个维度,增加碳捕捉与储存和碳汇,减少生产生活中的碳排放,而最终实现净零碳排放。[iv]在碳吸收端,主要的手段包括:

  • 态碳汇[v]
  • 碳捕捉与储存(CCS)[vi]
  • 生态能源与碳捕捉、储存(BECCS)[vii]

我们通过下面这个简单图示以说明碳中和和碳排放之间的关系[viii]:

碳排放从哪里来?

碳排放主要来源于工业、交通、建筑、能源生产这四个部门。

  • 在工业部门,碳排放主要来自于钢铁生产、铝冶炼、水泥生产等过程中发生的化学反应及化石燃料的燃烧;
  • 在交通部门,碳排放主要来源于道路运输过程中车辆汽油、柴油等燃料的燃烧;
  • 在建筑部门,碳排放主要来源于建筑物建设阶段建筑材料的生产运输及施工和建筑物使用阶段供暖、供热、照明等过程中所引致的能源消耗和燃料燃烧;
  • 在能源生产部门,碳排放主要来源于电能等能源生产过程中石油、煤等化石燃料的燃烧[ix]。

分部门来看,能源活动是全球温室气体的主要排放源,根据世界资源研究所(WRI)数据,2017年各类活动的碳排放量占总排放量的百分比情况为——

73%

11.8%

6.4%

5.7%

3.2%

能源活动

农业活动

土地利用变化和林业

工业生产过程

废弃物处理

  • 在能源排放活动中,发电和供热行业排放占全球温室气体排放比重最高,占30.4%,交通运输排放占全球碳排放的16.2%,其中道路交通是主要来源,制造业和建筑业排放占全球总排放的12.4%,建筑部门排放占全球总排放的5.6%。

什么是直接碳排放和间接碳排放?

  • 直接碳排放,指的是企业、团体或个人所拥有或控制的排放来源直接造成的温室气体排放,例如产品制造、交通工具的使用、畜牧动物等。
  • 间接碳排放,指的是并非来自于排放主体所拥有或控制的温室气体排放,而是由于其所进行的特定的活动产生的温室气体,例如:使用外购的电力和热力等能源所导致的二氧化碳排放。

碳中和跟低碳排放、近零排放和净零排放有什么区别?

根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供的定义,碳中和,也称为净零二氧化碳排放,是指在特定时期内全球的、人为的二氧化碳排放量与二氧化碳消除量相等(如生态碳汇、碳捕获与封存、地球工程等)。[x]

  • 碳中和(净零排放)
    • 含义:特定时期内全球人为二氧化碳排放量与二氧化碳消除量相等(如利用生态碳汇、碳捕获与封存、地球工程等)
    • 目标:**实现二氧化碳的相对“零排放”
  • 低碳排放
    • 含义:通过清洁能源替代技术、节能减排等方式,实现较低(更低)的二氧化碳排放
    • 目标:实现较低(更低)的二氧化碳排放
  • 近零排放
    • 含义:通过清洁能源替代技术、节能减排等方式,实现接近于零的温室气体排放
    • 目标:实现接近于零的温室气体排放

为什么要实现碳中和?

作为主要的温室气体之一,大气中二氧化碳浓度的增高会直接加剧温室效应导致全球气温的上升,进而引发气候变化甚至极端气候事件。

温室效应

温室效应,指的是透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热对流而形成的保温效应,即太阳短波辐射可以透过大气射入地面,而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收,从而产生大气变暖的效应。

温室效应是由于大气中温室气体(二氧化碳、甲烷、臭氧等)含量增多而形成的。确切而言,由于二氧化碳为最主要的温室气体,且其具有相比其他温室气体更强的吸收和发射红外辐射能力,故而温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气,产生的和大量排放的汽车尾气中含有的二氧化 碳气体进入大气而造成的,也即碳排放是温室效应的主要成因。

温室效应会直接导致全球变暖、海平面上升等一系列问题,且会致使恶劣天气频发和气候异常。[xi]此外,温室效应还会导致极热天气出现频率增加,使心血管和呼吸系统疾病的发病率上升,同时加速流行性疾病的传播和扩散,从而直接威胁人类健康。

点此了解 温室效应

除海平面上升、冰川退缩和海洋酸化外,气温升高带来的热能,还易引发大型,甚至超大型台风、飓风、海啸等自然灾难;[xi]此外,随着全球气候变暖,原本在夏秋季流行的传染病流行季节将会变长,原本局限在热带和亚热带流行的虫媒传染病等也将逐渐向温带、甚至寒冷地区扩散。

故而,降低大气中二氧化碳的浓度,阻止全球进一步变暖,避免造成更严重的后果已经成为了全人类的共同使命,而“碳中和”则是达成这一使命的必须手段,是实现人类社会长期可持续发展的重要支撑。一旦实现了“碳中和”,也即实现了二氧化碳的相对“零排放”,温室效应将得到大幅缓解,全球气温升高的速度也将放缓,极端气候的发生概率也将相应降低。并且,从经济社会可持续发展的角度来看,“碳中和”也意味着人们的生产生活方式从粗放进一步走向精细;经济发展从根本上改变高碳发展模式,走向“低碳绿色”,由资源驱动转变为由科技驱动,社会也将进一步向资源节约型和环境友好型社会的转变。[xii]因此,碳中和对人类社会以及地球生态环境都至关重要。

如何实现碳中和?

国际合作

碳中和的国际合作由来已久。1972年6月,首届联合国人类环境会议在瑞典斯德哥尔摩举行,各国政府首次共同讨论环境问题,并提议重视工业温室气体过度排放造成的环境问题。1988年,政府间气候变化专门委员会(IPCC)由世界气象组织和联合国环境署合作成立,于1990年首次发布《气候变迁评估报告》并指出工业化时期二氧化碳和温室气体排放带来的气候变暖问题。1992年6月,联合国环境与发展会议在巴西里约热内卢召开,《联合国气候变化框架公约》达成,要求各成员国以“共同但有区别的责任”为原则自主开展温室气体排放控制。1997年,IPCC协助各国在日本京都草拟了《京都议定书,目标在2010年令全球温室气体排放量比1990年减少5.2%。

随后二十年间,《京都议定书》并没有达到理想的效果,“共同而有区别的责任”原则亦没有强烈的约束作用。虽然欧盟成员国普遍在1990年左右达到温室气体排放峰值,但到2010年全球总排放量不仅没有减少,反而比1990年增长了近46%。**2015年12月12日,联合国195个成员国在2015年联合国气候峰会中通过了《巴黎协议》,取代京都议定书,敦促各成员国努力将全球平均气温上升控制在较工业化前不超过2摄氏度、争取控制在1.5摄氏度之内,并在2050—2100年实现全球“碳中和”目标。**自此,“碳中和”作为一项国家层面的发展理念,在各国范围内得到广泛接纳。

但《巴黎协定》在五年间的执行力度亦没有达到联合国的预期,部分国家没有切实践行减排承诺,亦或所制定的减排方案无法满足既定的气温控制目标,未能朝着正确方向前进。为此,2020年12月《巴黎协定》签署五周年之际,联合国与英法等国共同召开了2020气候雄心峰会,联合国秘书长古特雷斯呼吁全球各国领导人“宣布进入气候紧急状态,直到本国实现碳中和为止”,采取更激进的减排措施并把可持续发展目标通过写入具体政策得到落实。2021年2月,美国重回《巴黎协定》。预计于2021年11月1日推迟召开的第26届联合国气候变化大会(COP26)将会对全球低碳经济进行一场完全不同于以往的全新气候谈判,推动“碳中和”发展理念的再一次国家深化。“碳中和”呼吁得到全球上百个国家的响应,其影响力范围和规模进一步扩大。与“碳中和”相关的国际组织以及企业社区也在近年来相继成立,例如2017年由16国与22城市建立的碳中和联盟(CNC)以及2019年在柏林成立的“气候行动领导人”企业家社区,推动“碳中和”作为国家层面的发展理念得到国际深化。*

*王文、刘锦涛:《碳中和元年的中国政策与推进状况——全球“碳中和”背景下的中国发展(上)》,《金融市场研究》2021年第5期,第4-5页

全球碳中和进程

目前,全球已有100多个国家或地区以不同形式提出了碳中和目标,并分别处于已经实现、已写入政策文件、提出或完成立法程序等不同阶段。

承诺类型国家和地区
已实现不丹,苏里南
已立法瑞典(2045)、英国(2050)、法国(2050)、丹麦(2050)、新西兰(2050)、匈牙利(2050)
立法中韩国(2050)、欧盟(2050)、西班牙(2050)、智利(2050)、斐济(2050)、加拿大(2050)
政策宣示乌拉圭(2030)、芬兰(2035)、奥地利(2040)、冰岛(2040)、美国(2050)、德国(2050)、瑞士(2050)、挪威(2050)、爱尔兰(2050)、葡萄牙(2050)、哥斯达黎加(2050)、马绍尔群岛(2050)、南非(2050)、日本(2050)、中国(2060)、新加坡(本世纪下半叶尽早)

碳中和的技术手段:提高材料和能源的利用效率

提高材料利用率

材料利用效率的提高有助于减少对产品的需求,从而在源头处减少碳排放。例如,通过塑料回收再用,生产成新的塑料制品,能够减少对原油作为原料的使用;由于拆迁、装修等产生的建筑垃圾,通过加工变成新的原材料,可用于修建道路、广场等;将废旧报纸、书刊纸等废纸回收,再制作成新的纸制品,从而减少对树木的砍伐。

提高能源利用效率

提高能效可以减少能源的消费,从而降低相应碳排放。例如,在生产水泥、玻璃、钢铁等材料的过程中,会产生一部分多余的热量,这些热量可以被用来发电;在用燃气发电的过程中,多余的热量还可以被用来产生热水或是供人们采暖;此外,农作物收割后剩余的秸秆,本身就可以作为燃料燃烧产生能量,将其压缩成块后,燃烧会更加充分,蕴含的能量也会被更为充分的利用。

用清洁能源替换化石能源

首先,可再生能源是来自大自然的能源,它包括太阳能、风力、水能、地热能、生物质能等,能够在自然界循环再生,是取之不尽用之不竭的能源。可再生能源被广泛地应用在发电、交通运输、工业和建筑等领域。例如,开发和利用风电、光伏、水电等新能源电力,替代现有的碳排放较高的煤电;利用生物燃料为机动车提供动力;在建筑领域,作为热泵的冷/热源提供供热制冷服务。

其次,氢能在未来中国重工业、重型运输等领域的节能减排扮演着重要角色[xiii]。为实现碳中和的目标,制取氢气的过程也应当减少碳排放。例如,可利用风电、光伏等可再生能源作为能量来源,通过电解水制氢,这样制得的氢气也称为“绿氢”。现阶段,虽然绿氢的开发利用仍存在技术单一、产能小以及成本高等问题,但绿氢仍是氢能的主要发展方向,未来通过可再生能源制取的氢气将占据总量的很大部分。

最后,生物质能是一种重要的可再生能源,它直接或间接地来自植物的光合作用,一般取材于农林废弃物(如农作物秸秆、农产品加工剩余物和林业剩余物)、生活垃圾及畜禽粪便等,可通过物理转换(固体成型燃料)、化学转换(直接燃烧、气化、液化)和生物转换(如发酵转换成甲烷)等形式转化为燃料。生物质能技术主要包括生物质发电、生物质燃气、生物质成型燃料及生物液体燃料。生物质发电如今技术成熟、发展规模大,是目前主要的生物质利用技术之一。我国的生物质发电现在主要是直接燃烧发电;现阶段,生物液体燃料主要是被制作成生物柴油和燃料乙醇等液体燃料。通常,主要将玉米、甘蔗、甜高粱、油料作物等能源作物做成生物燃料,因为它们能够有较高的能源产量,也容易被转化为生物燃料。

对剩下的碳排放进行碳捕集与封存

碳捕集与封存是指将生产过程中产生的二氧化碳收集起来,并将它们运输至储存地点封存,以避免其排放至大气中。

碳捕集技术目前大体上分为三种:燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集。捕集到的二氧化碳可以通过汽车、火车、轮船以及管道等方式进行运输,目前,管道运输被认为是经济性较好的运输方式。经过运输后,收集到的二氧化碳可以被注入油田、气田等地质结构进行地质封存或注入深海海底进行海洋封存。目前,针对二氧化碳的捕集与封存,中国已有多处开展了试点项目和示范工程。如,2008年起中国石化集团胜利电厂开展了二氧化碳捕集和驱油封存示范工程,主要捕集电厂燃煤后烟道气产生的二氧化碳,并将其注入油藏进行地质封存;2010年河北新奥集团开发了微藻固碳生物能源示范,主要是利用微藻吸收煤制甲醛或二甲醚装置烟气中的二氧化碳,生产生物柴油的同时生产饲料等。

市场手段

首先,碳交易是采用了市场机制,将碳排放权进行交易,它将碳排放权转化为配额,作为商品进行买卖,以每吨二氧化碳当量作为碳排放权的计量单位。由于企业类型及所处市场环境的不同,企业进行减碳的能力和成本是不同的。碳市场能够鼓励易减排的企业多减排,将其剩余的碳排放配额或减排量通过交易的方式出售给难减排的企业,帮助难减排的企业实现减排目标

其次,绿证是指绿色电力证书,是用来证明所用电力可再生属性的证书。也就是说,购买了绿证的用户可以被认可为:他们所使用的电力为可再生能源产生的电力[xiv]。它是一种电子凭证,记录了每兆瓦时非水可再生能源上网电量的具体来源。目前,被国际认可的主流绿证主要有APX TIGR和**I-REC(InternationalREC Standard,I-RECs)**两类。中国也已经建立自己的绿证体系,它由国家能源局可再生能源发电项目信息管理平台承担核发工作,是中国绿色电力消费的唯一凭证。

个人如何助力实现碳中和发展

个人可以在“衣食住行”这四个日常生活方面助力实现碳中和。

🧶 在“衣”方面

  • 个人应做到理性消费,仅在必要的限度内购置衣物,并可加入旧衣回收的行列,促进衣物的回收再利用。

🍕在“食”方面

  • 个人应节约粮食,坚决反对铺张浪费,并应当对厨余垃圾做好垃圾分类。除此之外,还可养成低碳饮食(素食为主)的习惯,尽量多吃素食和本地材料,少吃牛肉、羊肉、猪肉等高碳食物。

🏚在“住”方面

  • 个人应尽量节约使用资源,少用一次性物品并践行节水、节电等环保理念。例如,应争取做到“人走灯灭”、少用电子产品、使用高能效空调且不将空调温度调至过低等。

👟在“行”方面

  • 个人应尽量选择步行、自行车或公共交通等低碳环保的方式出行,而尽可能避免开车出行。此外,个人在选购家用车时,应尽量选择新能源车而非燃油车,践行低碳出行的生活方式。

相关国际公约及中国国际申明

序号名称相关国家发布日期主要内容和意义
1.《联合国气候变化框架公约》中国、美国等100多个国家1992年5月9日**主要内容:**要求各成员国以“共同但有区别的责任”为原则自主开展温室气体排放控制<br>意义:<br>世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体排放,应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约,也是国际社会在应对全球气候变化问题上进行国际合作的一个基本框架
2.京都议定书中国、俄罗斯等100多个国家1997年12月**主要内容:**建立在2010年令全球温室气体排放量比1990年减少5.2%的目标。<br>意义:<br>人类历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。
3.《巴黎协议》中国、美国等100多个国家2016年11月4日**主要内容:**敦促各成员国努力将全球平均气温上升控制在较工业化前不超过2摄氏度、争取控制在1.5摄氏度之内,并在2050—2100年实现全球“碳中和”目标<br>意义:<br>人类历史上应对气候变化的第三个里程碑式的国际法律文本,形成2020年后的全球气候治理格局
4.第七十五届联合国大会一般性辩论中国申明中国2020年9月22日正式提出中国将争取在2060年前实现“碳中和”
5.气候雄心峰会中国申明中国2020年12月12日宣布到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降60%~65%,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左后,森林蓄积量将比2005年增加60亿平方米。

关联法律法规及政策文本

序号法律法规法律层级发布日期规范“碳中和”的主要内容
1.《2021 年政府工作报告》工作文件2021年3月5日提出扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。制定2030年前碳排放达峰行动方案。优化产业结构和能源结构。推动煤炭清洁高效利用,大力发展新能源,在确保安全的前提下积极有序发展核电等重点工作任务。
2.《国务院关于落实<政府工作报告>重点工作分工的意见》国务院规范性文件2021年3月25日提出了生态环境碳排放量进一步改善,单位范围内生产总值能耗降低3%左右,主要污染物排放量继续下降的2021年主要预期目标,以及扎实做好碳达峰、碳中和各项工作的要求。
3.中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要工作文件2021年3月11日在建设现代化基础设施体系、深入实施制造强国战略等多个方面提出绿色发展,产业布局优化和结构调整,力争实现碳达峰、碳中和的目标。
4.《大型活动碳中和实施指南(试行)》部门工作文件2019年5月29日提出在大型活动筹备、举办和收尾阶段应当尽可能实施控制其温室气体排放行动,并确保控排行动的有效性,规定大型活动组织者需要先控排和减排,再实现碳中和。
5.《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》国务院规范性文件2020年10月20日提出力争经过15年的持续努力,高度自动驾驶汽车实现规模化应用。
6.《新时代的中国能源发展》白皮书规范报告2020年12月21日提出积极适应国内国际形势的新发展新要求,坚定不移走高质量发展新道路,更好服务经济社会发展,更好服务美丽中国,更好推动建设清洁美丽世界。提出新时代的中国能源发展,贯彻“四个革命、一个合作”能源新战略。
7.《关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相关工作的指导意见》部门规范性文件2021年1月9日将应对气候变化要求纳入“三线一单”生态环境分区管控体系,推动将气候变化影响纳入环境影响评价,组织开展重点行业温室气体排放与排污许可管理相关试点研究。
8.《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》国务院规范性文件2021年2月2日提出全方位全过程推行绿色规划、绿色设计、绿色投资、绿色建设、绿色生产、绿色流通、绿色生活、绿色消费、使发展建立在高效利用资源、严格保护生态环境、有效控制温室气体排放的基础上,统筹推进高质量发展和高水平保护,建立健全绿色低碳循环发展的经济体系,确保实现碳达峰、碳中和目标,推动我国绿色发展迈上新台阶。
9.《关于引导加大金融支持力度促进风电和光伏发电等行业健康有序发展的通知》部门规范性文件2021年2月24日提出对短期偿付压力较大但未来有发展前景的可再生能源企业,金融机构可以按照风险可控原则,在银企双方自主协商的基础上,根据项目实际和预期现金流,予以贷款展期、续贷或调整还款进度、期限等安排。
10.《环境信息依法披露制度改革方案》部门规范性文件2021年5月24日明确到2025年,环境信息强制性披露制度基本形成,企业依法按时、如实披露环境信息,多方协作共管机制有效运行,监督处罚措施严格执行,法治建设不断完善,技术规范体系支撑有力,社会公众参与度明显上升。
11.碳排放权交易管理暂行条例(草案修改稿)》部门规章征求意见2021年3月30日重点排放单位应当控制温室气体排放,如实报告碳排放数据,及时足额清缴碳排放配额,依法公开交易及相关活动信息,并接受设区的市级以上生态环境主管部门的监督管理。
12.碳排放权交易管理办法(试行)》部门规章征求意见2021年2月1日提出配额是碳排放权交易的基础性环节。
13.《碳排放权登记管理规则(试行)》部门规范性文件2021年5月14日提出注册登记机构应通过全国碳排放权注册登记系统对全国碳排放权的持有、变更、清缴和注销等实施集中统一登记。注册登记系统记录的信息是判断碳排放配额归属的最终依据。
14.碳排放权交易管理规则(试行)》部门规范性文件2021年5月14日规范碳排放权交易风险、信息、监督管理及争议处置机制。
15.《碳排放权结算管理规则(试行)》部门规范性文件2021年5月14日明确结算业务应采取两级审核制度,初审负责结算操作及银行间头寸划拨的准确性、真实性和完整性,复审负责结算事项的合法合规性。
16.碳排放权交易有关会计处理暂行规定》部门规范性文件2020年1月1日明确重点排放企业应当设置“1489碳排放权资产”科目,核算通过购入方式取得的碳排放配额。
17.《污染治理和节能减碳<br>中央预算内投资专项管理办法部门规范性文件2021年5月9日支持重点行业领域节能减碳改造、产业园区能源利用优化、减碳技术创新示范、城乡建设低碳转型、资源再生减碳以及海水淡化等重点项目建设,助力实现碳达峰、碳中和目标。

参考资料
[1] IPCC,2018: Global Warming of 1.5°C.An IPCC Special Report on the impacts of globalwarming of 1.5°C above pre-industrial levels andrelated global greenhouse gas emission pathways, in the context ofstrengthening the global response to the threat of climate
[2]United States Environmental ProtectionAgency: Overview of Greenhouse Gases
[3]同上注。
[4]德勤管理咨询:《2030碳达峰2060碳中和再造企业可持续发展创新力(详解版)》2021年6月,第4页。
[5] 德勤管理咨询:《2030碳达峰2060碳中和再造企业可持续发展创新力(详解版)》2021
[6]碳捕捉与储存是指收集从排放点源产生的二氧化碳,运输至储存地点,长期与空气隔离的技术过程。
[7]生物能源与碳捕捉、储存是指一种将生物质能的使用与碳捕获和储存结合以创造负碳排放的技术。
[8]该图参考前注4中第4页插图制作。
[9]E.Lansiti, F.Niehaus:《能源生产对大气温室气体浓度的影响》,《国际原子能机构通报》1989年第2期,第13页。
[10] 同前注1。
[11]邹才能、薛华庆、熊波、张国生、潘松圻、贾成业、王影、马锋、孙倩、关春晓、林敏捷:《“碳中和”的内涵、创新与愿景》,《天然气工业》2021年第8期,第47-48页。
[12]李勇、高岚:《中国“碳中和”目标的实现路径与模式选择》,《华南农业大学学报》2021年第5期,第77-79页。
[13]能源转型委员会,落基山研究所(2019)。《中国2050:一个全面实现现代化[1]国家的零碳图景》
[14]落基山研究所(2017)。《2017年度报告:企业可再生能源采购在中国市场的现状》
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概要
定义
碳中和与碳排放有什么关系?
碳排放从哪里来?
什么是直接碳排放和间接碳排放?
碳中和跟低碳排放、近零排放和净零排放有什么区别?
为什么要实现碳中和?
如何实现碳中和?
国际合作
全球碳中和进程
碳中和的技术手段:提高材料和能源的利用效率
提高材料利用率
提高能源利用效率
用清洁能源替换化石能源
对剩下的碳排放进行碳捕集与封存
市场手段
个人如何助力实现碳中和发展
相关国际公约及中国国际申明
关联法律法规及政策文本