導語：如何才能寫好一篇溫室氣體的特性，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞:燃氣行業 特許經營 城鎮化

建設部頒發了《關于加快市政公用行業市場化的意見》,在業內乃至社會各界引起了強烈反響。全國各地都把加快市政公用行業市場化改革作為工作的重點。對于東營地區,我們結合城鎮燃氣行業的特點,就城鎮燃氣行業實施特許經營的有關問題進行了調研。

一、東營燃氣行業具有廣闊的發展前景

隨著我國城鎮能源結構調整戰略的實施和城鎮居民生活水平的提高,城鎮燃氣事業得到了快速發展。東營市城鎮燃氣已經成為城鎮的重要基礎設施之一,特別是2001年東城實施天然氣工程為標志,揭示了東營城鎮燃氣的發展進入了大規模利用天然氣的時代。東營城鎮燃氣具有廣闊的發展空間,市場前景良好。(一)城鎮化水平提升,要求城鎮燃氣大力發展。

21世紀頭二十年是我國全面建設小康社會,經濟建設更加發展的時期,也是我國城鎮化水平快速推進的重要時期。在這期間,國家把發展黃河三角洲高效生態經濟列入了“十一五”規劃,山東省確定以東營為主戰場,全面實施黃河三角洲開發戰略,打造山東新的經濟發展隆起帶。作為黃河三角洲的中心城市,東營市的發展正面臨重大歷史機遇,因此東營市燃氣等城鎮基礎設施需求量很大,由于城鎮燃氣必將適應城鎮化水平的提升,因此會有一個大的發展。

(二)西氣東輸工程的實施,需要加快城鎮燃氣的發展。

目前我國西氣東輸工程已經全面實施,全國各地都在發展天然氣利用配套工程。由于勝利油田的天然氣產氣量不能滿足整個東營地區未來的發展需求。可以說,東營地區利用西氣東輸天然氣勢在必行,正處于一個新的大發展時期。

(三)城鎮生態環境建設,要求提高城鎮燃氣普及率。

在現代化建設中,我國把生態環境建設作為實現可持續發展戰略中城鎮建設的重要內容。城鎮生態環境建設涉及方方面面。其中大氣環境就與城鎮能源結構相關。城鎮燃氣屬于清潔能源,對于改善城鎮大氣環境有著積極的意義。但目前我國城鎮能源中煤炭仍然占60%的比重,城鎮燃氣的普及率不高。因此進一步提高城鎮燃氣的普及率是“十二五”期間乃至今后更長時間內政府工作的重要任務。這也為城鎮燃氣行業提供了很好的發展機遇。

二、堅持市場化改革是發展城鎮燃氣的必由之路

城鎮燃氣建設,尤其是利用天然氣工程建設的一個特點是投資規模比較大。我國城鎮燃氣行業面對城鎮燃氣大發展,存在兩大難題。一是建設資金缺口比較大。據測算,如果按照傳統辦法籌集資金,即政府財政投入、城鎮維護費只能解決總投資的20%左右,其余80%的資金必須依靠社會資金和銀行貸款來解決。一是行業改革相對滯后,劃域而治的管理體系還沒有完全打破。國有燃氣企業缺乏活力,目前狀況不適應城鎮大發展的要求。要解決這兩個難題必須實行市場化改革。建設城鎮燃氣設施并向社會提供燃氣產品服務是城鎮政府的責任和義務。但這并不意味著只有政府出資建設才是唯一的出路。也應該運用市場機制來解決資金不足的問題。其辦法就是運用特許經營的方式公開向社會招標,擇優選擇城鎮燃氣設施建設和經營的主體。政府即按照特許經營協議,允許企業通過政府核定的價格收取經營所得,以獲得回報。這樣項目建設所需資金,項目建設者與經營完全由企業負責,政府則按照協議進行監管。因此可以說,特許經營的方式是這種完全按照市場機制的運作方式,既發揮了企業追求利益的積極性,又解決了政府管理體制改革中遇到的一些問題方向,是一個好辦法,也是發展我國城鎮燃氣的必由之路。

三、實施特許經營必須開拓創新,深化城鎮燃氣行業的改革

我國城鎮燃氣行業在前些年發展很快,為改善城鎮環境,提高人民生活質量,發展經濟作出了巨大貢獻。在改革中,城鎮燃氣行業已基本上形成了政企分開的局面,涌現了一批公司化經營和市場化運作水平較高的企業。但從總體上說,由于我們很多城鎮燃氣起步時,沿用了計劃經濟條件下的傳統辦法,各自成立各自的公司,一城市一個公司劃地而治,建設由政府投資,干部由政府任命,虧損由政府承擔,致使這些企業缺乏市場競爭的壓力。在城鎮天然氣大發展中,這些企業中少有企業能真正有能力,去開拓市場,擴大自己的經營領域。前面已經介紹過,國家已經明確了兩項重大政策。一是鼓勵社會資金、外國資本采取獨資、合資、合作等多種形式參與城鎮燃氣建設;二是允許跨地區、跨行業參與城鎮燃氣經營。也就是說政府已全面開放城鎮燃氣市場,在相同的市場準入條件下,將通過要適應過去公開招標方式,擇優選擇城鎮燃氣建設和經營單位。

四、燃氣企業在特許經營中要認真研究的幾個問題

(一)政府與燃氣企業的關系問題

政府是授權方,企業是被授權方,兩者之間要通過簽定特許經營協議,建立一種持久的合作伙伴關系。所簽定的協議條文將則成為雙方履行協議的行為準則,而這種協議的條文要比一般的工程合同的供貨契約復雜得多。因為企業不能指望協議一生效,就能盈得豐厚的利潤,政府要為企業最終實現合同期的投資回報,提供協議中承諾的條件。企業必須按照協議保證正常、不間斷運轉,同時還要適應用戶需求變化,提供優質服務。承擔相應的財務方面的風險和法律責任。

(二)價格問題

價格問題涉及城鎮居民和燃氣企業的利益,是一個重要的問題。城鎮燃氣企業所要追求的投資回報和利潤,一是取決于市場范圍,一是取決于價格。但城鎮燃氣價格屬于政府定價的范疇。政府定價主要的決定因素是城鎮居民和其他用戶的承受能力,另一個因素是政策性因素,如政府可能要從調整能源結構,注重環境治理的角度,強調煤改氣,擴大用氣范圍。第三個因素現在一些城鎮在發展城鎮燃氣中,還執行收取初裝費的規定等等,所以政府與燃氣企業在簽定特許經營協議時,對價格問題要進行充分的討論,要充分考慮城鎮燃氣項目收支平衡,使價格定在比較合理的范圍。

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關鍵詞：溫度；濃度；厭氧發酵；沼氣；產氣量

中圖分類號：S216.4 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170132009

引言

隨著科技、醫療水平的不斷進步，各項醫療研究工作的快速發展，實驗動物在醫學研究與探索中的使用越來越普遍，并且它對于醫療事業的快速發展起到及其重要的作用。近些年來，各大醫院、研究所、高等院校紛紛建立了自己獨立的實驗動物研究中心。實驗動物的大規模應用和飼養，隨之也就產生了大量的實驗動物糞便。因此，實驗動物糞便的處理成為各實驗動物研究中心的一大難題。將實驗動物糞便厭氧發酵，轉化為清潔能源沼氣是一種合理的處理方式，并且對于由實驗動物糞便引起的環境污染有十分重要的意義。

在厭氧條件下，通過各類微生物的分解代謝最終產生沼氣是一個復雜的生物化學反應過程，其厭氧發酵效果受很多因素的影響，例如溫度、濃度、接種物、接種量、pH等。李金平等研究了溫度對鮮牛糞厭氧發酵產沼氣的成分影響，王法武等研究了溫度對以牛、兔和熊糞便為發酵原料時甲烷產量的影響。周丹丹等研究了溫度對高濃度恒溫厭氧發酵產沼氣成分的影響，宋籽霖等探索了溫度、發酵料液總固體濃度和產氣量之間的關系。王菲等研究了不同碳氮比對干法厭氧發酵產沼氣及沼渣造肥的影響。國內外對于動物糞便厭氧發酵的探究都是以畜禽動物糞便為原料，并且對它們厭氧發酵的工藝條件都已經有了較為深入的探究，但是對于實驗動物糞便的探究并沒有查閱到相關材料。

本試驗在厭氧發酵理論和實踐的基礎上，系統的探究了在不同恒溫條件下，總固體濃度對實驗動物糞便沼氣發酵產氣量和氣體中甲烷含量進行分析。旨在為確定實驗動物糞便沼氣發酵最佳條件、提高產氣量提供依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗材料與按種物：實驗動物糞便，取自吉林大學實驗動物中心，粉碎處理；秸稈，取自吉林農業大學試驗田；接種物，常溫發酵池中的沼液。

1.2試驗裝置

本試驗所用的試驗裝置為自行設計的恒溫厭氧發酵裝置，主要由恒溫水浴鍋、發酵瓶、集氣瓶和集水瓶4部分組成，如圖1，各裝置間通過橡膠管和玻璃管連接。選用1000mL的廣口瓶作為發酵瓶和集氣瓶，并用13號膠塞密封，接口處用凡士林密封，1000mL的燒杯收集排出的水，然后用量筒進行測量。

1.3試驗方法

1.3.1試驗前期準備

1.3.1.1總固體質量分數（Ts）的測定

利用恒溫干燥箱。計算方法如下所示：

TS=A/B×100%

式中：A――樣品烘干后的質量；B――樣品鮮質量。

1.3.1.2發酵原料碳氮比的測定

利用K2Cr2O7外熱源法測量含碳量，計算方法如下所示： 式中V2――樣品消耗的硫酸亞鐵銨量（mL）；

V1――空白消耗的硫酸亞鐵銨量（mL）；

N――酸亞鐵的當量濃度值；

0.03――消耗1mg當量的重鉻酸鉀相當于0.03g有機碳；

1.1――氧化率，校正系數；

W――樣品干重（g）。

利用凱氏總氮法測定含氮量，計算方法如下所示：

式中N――H2SO4俗家旱牡繃顆ǘ齲

V――品消耗H2SO4標準液的體積（mL）；

V0――白消耗22SO4標準液的體積（mL）；

0.014――每毫克當量氮的重量（g）；

W――樣品干重（g）。

1.3.2試驗設計

本試驗以清潔級（CL）wistar大鼠和秸稈、普通級（CV）科研用實驗兔和秸稈的混合配置成碳氮比為25：1作為發酵原料，用1000mL廣口瓶作為發酵瓶，投料總容積為80%，并把混合液的比重假設為1，接種量為料液總量的30%（240g），計算出應加入的實驗動物糞便、秸稈和水的重量（詳細配置比見表3）。投料前分別對實驗動物糞便和秸稈進行粉碎處理，然后將它們裝入發酵瓶中，并攪拌均勻。發酵溫度為30℃、35℃、40℃、45℃、50℃，每個溫度下設定8%、10%、12%、14%、16%、18%6個總固體濃度。

1.4測定項目和方法

1.4.1總固體質量分數（total solid，TS）

測定方法和結果見試驗前期準備。

1.4.2產氣量（biogas yields）

用排水集氣法手機氣體，每天上午10點定時用量筒測量燒杯中水的體積。

在恒溫條件下進行各組不同總固體濃度的發酵實驗時，從有甲烷氣體產生時開始進行本組實驗的測量和記錄，直至各發酵組產氣都量很小時為一個發酵周期。

2結果與分析

2.1不同溫度下大鼠糞便和秸稈混合發酵料液總固體濃度對日產氣量的影響

在發酵產氣過程中，6組總固體濃度的大鼠糞便和秸稈混合發酵料液在5個溫度中的產氣量如圖2所示。

從圖2中可以看出，6組總固體濃度的發酵料液在各個溫度下均能正常發酵，并且從發酵開始的第1天起，在一段時間內的產氣量，均呈現出上升趨勢，達到高峰以后，又都出現回落趨勢。但是在不同溫度下，不同濃度的發酵料液產氣量變化規律各不相同。不同溫度下的發酵周期有明顯不同，30℃下的發酵周期為57d左右，35℃為50d左右，40℃為42d左右，45℃為32d左右，50℃為26d左右，可見隨著溫度的逐漸升高，發酵周期逐漸變短。在相同溫度下，不同總固體濃度的發酵料液的產氣周期也有所不同，總固體濃度高料液發酵周期普遍高于總固體濃度低的發酵料液。這應該與發酵料液中可利用的有機質的多少有關，總固體質量分數高的發酵料液中可被利用的有機質較多，因此發酵周期較長。日產氣量的峰值并沒有隨著溫度的提高而增大，日產氣量的峰值為463mL，出現在35℃、總固體濃度為18%的條件下。30℃條件下，日產氣量的峰值出現于總固體濃度為18%的發酵料液，為180mL；30℃條件下，日產氣量的峰值出現于總固體濃度為18%的發酵料液，為181mL；35℃條件下，日產氣量的峰值出現于總固體濃度為18%的發酵料液，為463mL；40℃條件下，日產氣量的峰值出現于總固體濃度為18%的發酵料液，為311mL；45℃條件下，日產氣量的峰值出現于總固體濃度為18%的發酵料液，為196mL；50℃條件下，日產氣量的峰值出現于總固體濃度為18%的發酵料液，為126mL。可見日產氣量的峰值并沒有隨著溫度的升高而增大，而是出現在35℃條件下。

2.2不同溫度下大鼠糞便和秸稈混合發酵料液總固體濃度對累積氣量的影響

各組試驗的累積產氣量如圖3所示。從圖3可以看出，在各組恒溫條件下，隨著發酵料液總固體濃度的增加，累計產氣量基本呈現上升趨勢。除了在40℃恒溫條件下，總固體濃度為16%的發酵料液的累計產量為最大，略高于總固體濃度為18%發酵料液，其他恒溫條件下，總固體濃度為18%的發酵料液的累計產量均為最大。溫度對整個發酵過程的累積產氣量也有顯著影響，除總固體濃度為16%的發酵料液在30℃恒溫條件下產氣量為最大之外，其他各恒溫條件下，累積產氣量的最大值均出現在35℃，且在35℃、總固體濃度為18%的發酵料液條件下，累積產氣量達到所有試驗組的最大值，累積產期量的最大值為7557mL。可見35℃、總固體濃度18%為清潔級（CL）wistar大鼠糞便和秸稈混合發酵的最佳試驗組。

2.3不同溫度下實驗兔糞便和秸稈混合發酵料液總固體濃度對產氣量的影響

在各組恒溫條件下，進行不同總固體濃度的實驗兔糞便和秸稈混合發酵試驗時，各試驗組均沒有氣體產生。在整個試驗過程中，使用ph-100筆試pH計對發酵過程進行酸堿度的測量。在測量過程中發現，以普通級（CV）科研用實驗兔糞便和秸稈的混合物為發酵原料時，發酵初期投料時，pH呈現中性，為7.00左右。隨著試驗的M行，pH很快下降，最低值達到3.72左右并維持恒定。由此可以推測，由于厭氧發酵的進行，在發酵初期產生了大量的酸，正是由于pH過低，發酵料液中的厭氧細菌的活性受到了抑制，阻礙了厭氧發酵的啟動和正常進行。在以后試驗中，如何對實驗兔糞便進行預處理和試驗是一項主要和有趣的研究。

3結論

以清潔級（CL）wistar大鼠糞便和秸稈混合為發酵原料時，發酵可以正常進行，且在35℃條件下，總固體濃度為18%的條件下，日產氣量和累積產氣量均達到最大值，分別463 mL和7557mL。確定其為試驗過程中的最優發酵條件。

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[論文摘要]氣候變化問題是由全球范圍內市場失靈造成的，減排溫室氣體的措施離不開市場機制。圍繞碳標識合法性的討論體現了環境保護與貿易自由的沖突。我國應當加強對碳標識的研究，以應對來自主要貿易伙伴的挑戰，并使之成為我國實施貿易與環境政策的一項重要工具。

[論文關鍵詞]碳標識；溫室氣體減排；貿易與環境

全球經濟一體化和貿易自由化擴大了消費者的產品選擇范圍。2007年美國消費了11.7億美元瓶裝水，是世界上最大的瓶裝水市場，其中相當一部分是斐濟水（Fiji Water）。將斐濟水從其原產地運到位于洛杉磯出售需要跨越約2，000英里，途中消耗的能量是生產瓶裝水的兩倍，而消費者并未意識到這一點。2006年，為生產供美國消費的瓶裝水便排放了約250萬噸二氧化碳，運輸導致了進一步的碳排放，盡管飲用水本身完全可以從當地獲得。然而，瓶裝水僅是在擺上貨架前跨越了千山萬水的眾多產品中的一例。

一、碳標識是應對氣候變化的減排措施

將排放溫室氣體的外部成本內部化的市場機制主要有兩種：一種是“限制和貿易”（cap and trade） ，另一種是征收碳稅（ carbon tax）。兩者均須以國家的強制力保證實施。如果國家不愿參加減排溫室氣體的多邊安排或承擔強制性減排義務，自愿采取減排措施的國家仍可通過單邊或者與他國的協調措施，利用市場的力量迫使非自愿減排國家的企業采取減排措施，只要其擁有對非自愿減排國家足夠重要的市場。相關措施還包括披露企業的碳足跡（carbon footprint）和對產品進行碳標識（carbon labeling）。碳標識是為了緩解氣候變化、減少溫室氣體排放、推廣低碳排放技術，把商品在生產過程中的溫室氣體排放量在產品標簽上用量化的指數標示出來，以標簽的形式告知消費者產品的碳信息，通過消費者的選擇和非政府組織的監督機制影響生產者的行為，促使生產者提供低排放的產品和服務。

二、碳標識的實際運用

為了改變消費者的購買觀念，選擇“低碳”產品，英國政府率先于2007年實施了碳標識項目，其目標是覆蓋所有的產品，目前已有近百種產品加貼了碳標識。據報道，英國特易購、百事可樂等頂級食品公司已經給部分食品標上了“碳足跡”，幫助消費者做出“綠色”采購決策。作為英國未來20 年食品生產戰略的一部分，政府呼吁其他品牌食品也標上“碳足跡”標簽，便于消費者一目了然地查看該商品從開始加工到擺上售貨架全過程中的二氧化碳排放量。在英國，選擇在其產品上加貼碳標識的企業也承諾在兩年內對其產品的碳足跡進行削減。應英國環境部門要求，食品和農村事務處以及英國標準化機構對某一產品的碳足跡進行計算并建立了統一的標準。

在美國，理論上個人行為導致的二氧化碳排放量占總量的三分之一。因此，碳標識的推動力在于向消費者提供有關產品碳信息，使他們在知悉的基礎上作出購買決定并最終選擇碳足跡較低的產品，以減少碳排放。2007年美國聯邦最高法院審理的Massachusetts v. Environmental Protection Agency案中，12個州政府、四個地方當局以及眾多私人組織起訴美國環境署，迫使后者將溫室氣體作為《清潔空氣法案》第202節中的污染物質加以規制。最高法院以5：4的表決結果認定了溫室氣體構成《清潔空氣法案》中的“空氣污染物”，美國環境署有義務加以規制。該案傳遞出的另一個信息是美國環境署應當自己實施碳標識而不是留給各州政府或個體企業來完成。同時，美國于2007年頒布了《國家溫室氣體登記法案》和《溫室氣體責任法案》，2008年又公布了《統一撥款法案》，指示國家環保署制訂規則，要求各經濟部門報告溫室氣體排放情況。此外，美國國家環保署與美國能源部共同推行的美國能源之星（energy star）標識業已深入人心。據測算，如果美國個人消費者、商業機構和政府組織選擇有能源之星標識的產品，每年的能源消耗將會減少2，000億美元。迄今為止，能源之星計劃已經為減排作出了相當于2，700，000輛汽車溫室氣體排放量的貢獻。

三、碳標識在WTO法律框架下的適用性分析

對環境標識最強烈的質疑來自于WTO的反貿易保護規則。國家在制定減排溫室氣體的政策和法律時可以使用貿易措施是國際社會的共識，但并不意味著此類貿易措施的內容和實施方式的合法性均不會受到挑戰。《氣候變化框架公約》第3條第5款規定：為應對其后變化而實施的措施，包括單方面措施，不應當成為國際貿易上的任意或無理的歧視手段或者隱蔽的限制。這表明，即使是為了減排溫室氣體而采取貿易措施，也必須符合國際貿易法規則，主要是WTO協議。如果WTO成員國因實施碳標識而更加青睞當地產品，則可能構成對WTO反貿易保護主義規則的違反。這凸顯了貿易促進與環境保護之間的沖突性。

（一）碳標識與非歧視原則的潛在沖突

WTO的宗旨在于反對貿易保護主義，實現貿易自由化，擴大就業，充分利用全球資源，造福人類。為此，WTO確立了非歧視、透明度、自由貿易和公平競爭四大原則。其中，非歧視原則與碳標識關系最為密切。非歧視原則主要包括最惠國待遇和國民待遇兩個方面，其與碳標識的潛在沖突體現為：實施碳標識是否會為部分企業或產品其帶來商業上的優勢？如果進口貨物被加貼碳標識，是否會導致其銷路不暢？如果一國將已經加貼碳標識的產品出口至他國，是否會比未加貼碳標識的第三國產品有更好的銷路？

實施與貿易有關的環境措施導致與非歧視原則潛在沖突的問題并非首次出現。例如，根據《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》，每一締約國必須禁止從截止到1990年1月尚不是議定書締約國的國家進口受控物質，故非締約方國家可能無法享受《議定書》締約方之一給予另一締約方在進出口方面的待遇。如果涉及的各方均同為WTO成員國，則《蒙特利爾議定書》的實施可能違反WTO最惠國待遇原則。在碳標識領域，進口國如果僅基于貨物運輸的距離而歧視來自另一個國家的產品就可能構成對GATT規則的違反。同樣，因產品未實施碳足跡，或因一國對碳排放未加限制而進行歧視也可能構成對GATT規則的違反。不過，正如生態標識在世界許多國家流行而并未受到WTO的過多干涉一樣，碳標識也可能走類似的道路。通過保持標識項目的自愿性，一國仍然可以向實施碳標識的國家出口貨物，即使其自身并不實施。

（二）TBT協議對碳標識的涵蓋

根據WTO規則，成員國有權限制它們認為未能滿足安全標準和規范的產品進口，在此過程中能否對非與產品特性相關的生產過程和方法（NPR-PPMs）加以考慮是一個潛在問題。NPR-PPMs無法通過觀察產品本身得知。如果對美國境內銷售的斐濟瓶裝水加貼碳標識以標注其食品里程，所反映的信息便屬于NPR-PPMs。碳標識側重于揭示NPR-PPMs信息，卻可以使消費者清楚地了解產品對于氣候變化的影響。GATT締約方在烏拉圭回合結束時達成了《技術性貿易壁壘協議》（TBT協議）。該協議不但涉及產品本身的規范和標準，還將產品的生產工藝、生產方法的法規和標準納入了協議范圍，并適用于WTO所有成員。根據該協議，WTO成員國對在其境內生產和出售的所有產品的制造標準負有監督和加以規范的義務，也可以選擇對在其境內運輸以及使用產品的方法加以規范，但成員國能否合法地在產品上設置碳標識，以反映該產品在其他國家生產時的溫室排放水平？

TBT協議的主要目的是確保以“技術規章”（technical regulation）和“標準”（standard）為形式的非關稅壁壘措施不會對國際貿易造成不必要的障礙。從協議措辭方面分析，TBT協議附件1第1項對“技術規章”作出了界定：規定強制執行的產品特性或其相關工藝和生產方法、包括適用的管理規定在內的文件。該文件還可包括或專門關于適用于產品、工藝或生產方法的專門術語、符號、包裝、標志或標簽要求；第二項對“標準”作出的界定為：經公認機構批準的、規定非強制執行的、供通用或重復使用的產品或相關工藝和生產方法的規則、指南或特性的文件。該文件還可包括或專門關于適用于產品、工藝或生產方法的專門術語、符號、包裝、標志或標簽要求。不難看出，上述兩個條款在第一句中都包含了短語“相關加工和生產方法”，但在第二句中卻并未使用“相關的”一詞，似乎意味著一種標識并非必須“與產品相關”。因此，將與NPR-PPMs有關的碳標識應用于進口貨物存在可行性。筆者認為，可以將與生產過程和方法相關的碳排放視為危害環境的物質，進而將其歸入WTO對進口的大規模碳足跡產品施加限制的參考因素。值得注意的是，由于發展中國家在環境標準問題上的發言權遠不及發達國家，TBT協議第12條還專門規定了對貧困和發展中國家的特殊待遇和差別待遇，主要包括發展中國家成員可以采用與國際標準、指南和建議不同的技術法規、標準和合格評定程序，以保護與其發展需要相適應的本國技術、生產方法和工藝等。

（三）碳標識在GATT第20條下的抗辯

GATT第20條規定了可以偏離總協定義務的幾種例外情況，其中的b項和g項與環境保護有關，是過去GATT衡量與貿易有關的環境措施是否符合GATT的主要依據，也是現在WTO解決爭端機構解決類似爭端的主要依據。在理論上，如果碳標識是在自愿的基礎上實施且不會完全阻礙產品進入一國市場，則有可能被WTO所接受。筆者認為，基于許多發展中國家反對以碳排放為基礎推行貿易限制措施的現實，實施全球生態環境保護戰略同樣應當尋求合作的方式，實施碳標識的發達國家所采取的單邊貿易措施也必須考慮到發展中國家的承受能力。值得一提的是，在2011年7月的“美國、歐盟、墨西哥訴中國原材料出口限制措施”案（WT/DS394/395/398/R）裁決報告中，專家組以中國采取的出口限制措施在事實上為下游產業提供了變相補貼等理由裁定中國不能援引GATT第20條（g）款作為被訴出口限制措施違反《中國入世議定書》第11.3條義務之抗辯依據。WTO上訴機構于2012年1月報告支持了該案專家組得出的相關結論。因此，根據目前WTO的爭端解決實踐，如果無法有力地證明碳標識措施與保護可耗竭自然資源之目的間存在關聯，則在WTO法律框架下援用GATT第20條規定的一般例外進行抗辯的前景并不樂觀。

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關鍵詞： 瓦斯發電；監控系統；通風控制；瓦斯泄露；減排計算

0 引言

煤礦瓦斯的主要成分是CH4（甲烷），CH4在100年時間框架內的溫室效應指數是CO2的21倍，因此瓦斯氣體對空排放對生態環境破壞性極強，同時瓦斯爆炸事故的防范和瓦斯有效治理一直也是困擾煤炭人的一大難題。目前多數煤礦堅持以“先抽后采、應抽盡抽、以用促抽、煤氣共采”的方針，有效降低瓦斯爆炸事故率的同時兼顧了瓦斯氣作為清潔能源的開發利用，一舉多得，具有廣泛的環保效應和安全效應。

煤炭工業合肥設計研究院從2004年開始在國內較早地開展利用煤礦瓦斯發電的工程設計與承包業務，與國內外眾多的煤炭企業、咨詢機構合作，一直致力于煤礦瓦斯利用領域的創新、研究與服務，目前作為主編單位正在進行《煤礦瓦斯發電工程設計規范》的編制工作。

瓦斯發電主要工藝是利用煤礦開采過程中礦井瓦斯抽放站抽排的30%以上濃度瓦斯為能源，經過脫水、除塵、增壓等預處理措施后，輸配至內燃式往復發電機組進行發電。目前進口發電機組自動化水平較高，安全保護完善，發電效率能達到40%以上，具有較好的經濟效益和推廣價值。

1 監控系統概述

在高瓦斯礦井，一般瓦斯組分中氧氣>12%，甲烷>30%，利用礦井抽排的瓦斯氣進行發電，必須嚴格做好瓦斯輸配和發電過程中的安全防范工作，因此根據工藝特點設計一套完備的實時監控系統非常重要，是滿足設備安全、經濟運行和發電管理的內在要求。

煤礦瓦斯發電工程監控系統一般由現場檢測儀表、現場控制系統、監控后臺系統和監控網絡構成。

1）現場檢測儀表主要包括常規儀表和瓦斯氣安全監測儀表，儀表的設置和選型應滿足瓦斯預處理裝置及發電機組等工藝設備安全、經濟運轉的監測要求，擬申報CDM（清潔發展機制）項目的還應滿足CDM計量的要求；

2）現場控制系統目前多使用PLC（可編程控制器）實現對被控設備及工藝的監控和保護，現場控制站應具備通用可靠的工業控制網絡接口便于各控制站和后臺系統的通訊互聯；

3）監控后臺系統主要實現電站運行的監控、重要運行數據的記錄與存儲，宜配置操作、顯示設備；

4）監控網絡應使用成熟、標準的工業控制網絡，各工藝系統監控設備的網絡接口應盡量統一。

2 監控系統需要注意的主要問題

2.1 發電機房通風控制

《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》2.3.18條規定：爆炸性氣體環境內的車間采用正壓或連續通風稀釋措施后，車間可降為非爆炸危險環境。內燃式往復發電機組廠房存在瓦斯泄露風險，而發電機組本身及其就地輔助電氣控制設備和儀表均為非防爆設備，因此監控系統必須做到發電機組一旦運行即自動連鎖啟動通風機，風機故障或風壓檢測異常時應立即報警并作用于停機。同時通風機的自動控制還應滿足發電機組的正常、經濟運行對通風風量和風溫的要求。

2.2 瓦斯氣體泄露保護

使用爆炸危險氣體為燃料，應有完備的瓦斯氣泄漏的監測監控方案。在廠房上空應設置兩段式（I段10%LEL；II段20%LEL）瓦斯泄露報警裝置，當I段報警時監控系統應自動啟動所有廠房通風機以稀釋泄露的瓦斯氣體，II段報警時監控系統應切斷廠房內除通風機外所有電氣設備的電源。當泄露濃度升高，瓦斯持續擴散時，應設置切斷閥門切斷瓦斯氣源，避免事態擴大或影響供氣系統的安全。有關瓦斯氣源的切斷閥門的選型，應選用正常情況下控制回路帶電，切斷閥開位的工作方式，在電源失電、回路斷線或瓦斯泄露等異常工況需要切斷氣源的情況下自動連鎖保護，迅速斷電，關閉氣源閥門。

2.3 瓦斯流量計的選擇

筆者參與設計的瓦斯發電項目目前多選用V錐流量計，V錐流量計是采用在密閉管道中心線懸掛V型錐體作為節流件的一種差壓式流量計，由于其獨特的中心流線型節流結構的設計，使得經過節流件的不規則流場整流成近似理想氣體，因此它能基于密閉管道中能量轉換的伯努利定理進行準確測量。V錐流量計直管段要求前3D后1D，便于選擇位置安裝；精度可達到0.3%，利于貿易計量；量程比可達30:1，壓力損失僅為孔板的1/5～1/10，降低了對差壓變送器的要求和輸送系統能耗；同時由于流過錐體后的流體加速，達到自吹掃的功能，克服了瓦斯臟污的測量難點，使得開孔比β長期不變，穩定性高。V錐流量計的這些特性恰恰克服了煤礦瓦斯含水量大，粉塵多，振動不穩定、輸送壓力低的種種特性，保證了瓦斯減排量的準確計量。

2.4 瓦斯減排量的計算

煤礦在生產過程中連續對空排放瓦斯，造成了大氣污染和環境破壞，現在利用瓦斯進行發電，實現了溫室氣體的實際減排，這符合CDM項目的基本原則，發達國家通過提供資金和技術，在發展中國家獲得溫室氣體減排指標，由締約方用于完成在《京都議定書》的承諾。

減排量的確認本質上是一種國際貿易計量，在監測儀表的選擇和減排計量方法學上都有嚴格的要求，減排量也必須經過定期的審核，要求數據做到完整、精確，而且監測計劃中應該考慮到主監測新系統故障時有可比性的備用監測數據，避免由于數據不完整造成的減排量的損失。

減排量的計算最終折算到甲烷的質量，因此瓦斯氣體的檢測儀表主要配置溫度、壓力、濃度和流量四參數儀表，其中甲烷濃度的測量建議使用紅外原理的產品，但需注意瓦斯取樣氣體需經過脫水和除塵，避免影響測量精度并有效延長傳感器使用壽命。減排計量的方法學是否得當是CDM項目申請的第一步，也是關鍵的一步，因此在工程實踐中應充分重視。

筆者根據以往工程實踐經驗列舉常用的一種減排量計算方法如下（使用V錐流量計）：

1）根據現場儀表反饋，獲得瓦斯氣體測量值：壓力P（kPa）；溫度T（℃）；濃度C（%VOL）；流量差壓 （kPa）。值得提醒的是壓力參數的測量一般為表壓，計算時需加上工程當地的標準大氣壓，標準大氣壓 （kPa）受海拔高度H（m）影響，可通過下面公式一進行校正，避免由此產生計算誤差；

2）根據公式二計算瓦斯氣體密度 （kg/m3）；

3）根據V錐流量計流量公式計算工況瓦斯氣體瞬時體積流量 （m3/h）；

其中K為V錐流量計的儀表系數，由流量計管道內徑D、錐體外徑d、流出系數CF、開孔比β及氣體膨脹系數Y五個參數決定的流量計的特性系數；

4）根據理想氣體狀態方程P1×V1／T1＝P2×V2／T2計算標準狀況下瓦斯氣體瞬時體積流量QS（Nm3/h）；

5）根據公式Qm=QS×0.7154×C/1000計算甲烷氣體瞬時質量流量Qm（t/h）；

6）通過監控系統對甲烷氣體瞬時質量流量進行積算，獲得累計減排的純甲烷的質量，再乘以甲烷和二氧化碳的溫室效應倍數21即可得到項目減排量的標準值。

3 結語

在目前能源局勢趨緊的情況下，利用煤礦瓦斯發電為礦井補充了綠色電力，節約了能源，降低了溫室氣體的排放，同時作為儲量豐富的氣體能源，也是對國家能源結構的重要補充。

通過瓦斯發電監控系統的優化設計，提高了瓦斯發電項目的控制水平，完善了瓦斯利用過程的監控功能，為礦井帶來更多的安全保障、經濟效益和社會效應。

參考文獻：

[1]GB50058-92.爆炸和火災危險環境電力力裝置設計規范[S].

篇5

從正面角度來看，在美國經濟面臨蕭條之時，較富裕的族群因為依然富有，對奢侈品的需求已經明顯地恢復。這類奢侈品包括像是龍蝦這種昂貴而高級的食物品項。其次，中國原本已經是龍蝦的主要市場，中國日趨增加的財富意味著對龍蝦及其它奢侈品的需求將持續大幅成長。

2005年，中國是第三大奢侈品消費國，占全球銷售量的12％，較2000年增加1％。一般期待到2015年前，中國將超越日本成為全世界第二大奢侈品購買者，這是全球29％的銷售額。然而在龍蝦市場上存在著一些新的不利條件，其中一點就是高油價及美元疲軟等因素，使生產成本增加所帶來的壓力，這使得龍蝦進口到美國與其它國家的價格較當地產品為高。

而此也突顯出氣候變遷之議題。氣候變遷是一個需要、也的確慢慢獲得響應的議題，全球已開始致力于減少溫室氣體排放量，而消費者對那些與氣候變遷相關的議題，則反應得更加迅速。在奢侈品消費市場上更是如此，因為對奢侈食物的支出是自由決定的，而價格通常對這種產品的需求是沒有影響力的。這樣的消費者反應已經表現在發展食物里程這類的觀念，以及諸如在面對購買決策時所考慮的碳足跡和可持續性等議題上。

對生態無害的食物商店

現在已經出現許多對生態無害的零售食品商店，像是美國的Whole Foods以及歐洲的許多英國超市，對于那些在購買時重視生態議題的消費者，這些商店迎合了他們的喜好。奢侈食物的消費者，至少在西方國家，愈來愈將他們購買與否的決定建立于道德和環保因素上，另外也包括地位、稀有性、價格等。

這與大多數的水產品消費者頗為不同，一般水產品消費者只是購買日常必需品，而許多研究報告顯示，這種購買決策最容易被價格與質量而非環保或道德議題所影響。在這種環境下，全球許多龍蝦捕撈業者在面對這些道德的消費者時可能就不太有能力可以保衛自己的市場地位。

碳排放量的管理

溫室氣體指的是任何會吸收紅外線(infrared。IR)的氣體。令人吃驚的是，這表示，除一些雙原子氣體和惰性氣體外，幾乎每一種我們已知的氣體都是溫室氣體。

事實上，碳排放量只是所有溫室氣體的簡稱，由于二氧化碳是目前最常見的溫室氣體，因此為得出一個標準數據，所有溫室氣體都與其相關影響相乘(或相除)。例如甲烷，它是農場經營的副產品，由腐爛的有機物質所產生，作為溫室氣體，它的威力是二氧化碳的25倍。因此計算出40公斤的甲烷具有1噸的碳排放量。另一個例子是氧化亞氮(即笑氣)，它的威力是二氧化碳的296倍，這表示3.4公斤的氧化亞氦被計算出有1噸的碳排放量。

這基本上表示，1噸的碳排放量可能肇因于只有3.4公斤的氣體。燃燒木炭產生特別多的問題，因為這樣的燃燒過程制造出許多高度活躍的溫室氣體，例如氮、硫等氧化物，這些氣體本身也會對環境造成>中擊，例如二氧化硫會造成的酸雨。

龍蝦生產過程所制造出的碳排放量主要是來自捕撈龍蝦的船只所使用的柴油，而設圈套引誘龍蝦、發電的過程所投入的能源也要計算在內。一般來說，直接投入的燃料占龍蝦捕撈業所投入能源總數的75％～90％。大多數的龍蝦捕撈業者靠著低漁獲量與高價格來維持其利潤。

捕撈業者的燃油使用

龍蝦捕撈業的平均漁獲量經常是每次收網約1公斤龍蝦肉，雖然只有少數研究試圖計算捕撈龍蝦所產生的碳排放量，但是最近一項南澳洲的研究顯示，在2006年～2007年間，生產者耗費709萬8千公升燃料捕撈2386噸龍蝦。

依澳洲溫室氣體管理局之每公升柴油使用量具2.7公斤溫室氣體排放量的轉換率來計算，上述的數字會得出這樣的結果――平均捕撈1公斤龍蝦，會產生8.03公斤的碳排放量。盡管數字很大，但是這只反應出碳排放量的一個面向(這還不包括其它生產制造活動所產生的排放量，例如發電、捕撈網的制造、誘餌的供應等，或更重要的是，從分配與銷售產品等行動所產生的碳排放量)。如此高的碳排放量，反應出捕撈龍蝦對能源高度需求的特性，而龍蝦的高價使得其低漁獲量變得可以接受。

相較于其它初級產品(primary production)，龍蝦捕撈業的碳排放量相當高。舉例來說，紐西蘭乳品業每1公斤產品產生的碳排放量為1.4公斤，生產每1公斤蘋果則會產生0.19公斤的碳排放量。

在許多國家，愈來愈多消費者在購買產品時，要求知道更多奢侈品的碳足跡信息，因此龍蝦捕撈業之碳排放量幾乎成為各國會檢視的議題。結果是，在龍蝦捕撈業這個領域中，極可能是消費者采取主動權來衡量，并且到最后減少生產過程中的碳排放量，而不是由立法機關或政府扮演環保的角色。

可持續性的管理

全球有許多主要的龍蝦捕撈業者正進行某些資源可持續性的管理準備工作，然而這樣的議題在管理上產生了一個有趣的新作法，特別是在碳排放量的管理目標與可持續性管理目標相互作用時。

碳排放量管理最基本的層次包括經濟效益的考慮，特別是在捕撈龍蝦時所耗的燃料，因為燃油可能是大多數龍蝦捕撈業的主要使用能源。因此有許多方法可用來減少龍蝦捕撈業的燃料使用，包括結構調整(如使用較小船只、較小或較有效率的引擎等)到作業調整(如縮短單次作業航程、蝦籠置水時間加長、增加蝦籠數量等)。

作業調整通常比結構調整更容易也更快速實行，但這些調整都牽涉到減少燃料使用與漁獲量間的拉鋸。對龍蝦捕撈業與資源量可能造成的影響包括：

漁撈努力量集中在近海的結果，使得局部龍蝦資源量消耗殆盡，且可能會和娛樂型龍蝦捕撈業者起沖突：

可能造成更多人捕撈體型較小的龍蝦，因為較小型的龍蝦傾向在近海區域活動；

若每艘船所攜帶的蝦籠增多，將增加人力成本；

蝦籠置水時間加長，可能造成蝦籠內龍蝦與魚類的死亡增加。

然而，從管理的角度來看，無論是采用投入或產出的管理技巧，均將是達到重要的明確管理目標所適合的管理工作。

南澳的兩個區域即以不同的方式管理――北區采用投入控制管理方式，而南區則采用個別可轉換配額(Individual Transferable Quota，ITQ)的管理方式。比較這兩個區域的碳排放量相當有意思，采ITQ管理方式的南區，其燃料使用量僅有北區的一半。

篇6

關鍵詞 低碳模式;低碳均衡;循環經濟;綜合集成

中圖分類號 F061.3 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104(2010)03-0001-08 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.03.001

可持續發展(Sustainable Development)理念自1972年首次提出以來,已深入到人類發展的各個層面,特別是以可持續發展為根本目標的循環經濟(Circular Economy)模式的興起,極大地推動了 “經濟-社會-生態”的可持續發展。然而,在循環經濟發展進程中,始終面臨一系列重大的環境問題,其中最根本、最棘手的就是如何解決因化石能源無度利用導致溫室氣體過度排放而引發的全球氣候變暖問題。2003年,英國政府在其能源白皮書《我們能源的未來:創建低碳經濟》中首次提出“低碳經濟”的概念,引起全球廣泛關注[1];2007年,美國出臺《低碳經濟法案》,表明未來低碳經濟將成為其重要的戰略選擇[2];2007年,主席提出中國將“發展低碳經濟”、研發和推廣“低碳能源技術”、“增加碳匯”、“促進碳吸收技術發展”;2008年,日本以《構建低碳社會的12方略》為基礎著手實施“低碳社會行動計劃”[3]。《斯特恩報告》指出,“現在全球以每年1%的GDP投入碳減排,將可避免未來因環境惡化造成的每年5%-20%的GDP損失”[4],向低碳經濟轉型已成為可持續發展框架下世界未來的發展方向。本文將通過判明循環經濟的低碳價值,闡述循環經濟的理論困境,結合我國循環經濟的現實困境,提出循環經濟的低碳模式,并運用系統綜合集成思想,構建低碳模式基本框架和實現途徑。

1 循環經濟的低碳價值

據《中華人民共和國循環經濟促進法》,循環經濟是 “在生產、流通和消費等過程中進行的減量化、再利用、資源化活動的總稱”,循環經濟本質上是一種生態經濟,蘊含了節能減碳的價值品質。然而,在目前技術水平約束下,循環經濟在能源環節中面臨巨大瓶頸,作為特殊資源的化石能源無法完全實現“資源-產品-廢棄物-再生資源”的循環利用。要突破該瓶頸,在理論和現實意義上都要求發展循環經濟的低碳模式。

1.1 循環經濟指標分析

評價指標體系涵蓋了循環經濟發展的基本框架內容,是衡量其發展狀況的重要工具。分析其指標體系,可從深層次上判明循環經濟 “減碳”的價值品質。根據《中華人民共和國循環經濟促進法》,我國循環經濟宏觀評價指標由能源利用指標、水資源利用指標、礦產資源利用指標和廢棄物再生利用指標四大部分構成,如表1所示。1.1.1 能源利用指標分析

能源利用指標用來衡量循環經濟發展過程中的能源利用效率和能源結構狀況,包括:能耗強度高耗能產品單位能耗、供電標準煤耗和能源加工轉換總效率四類指標。其中前三者是逆向指標,能源加工轉換總效率為正向指標;前三者的值越小、后者的指標值越大均表明能源利用效率越高,能源消耗量越小,溫室氣體排放量也越少。

1.1.2 水資源利用指標分析

水資源利用指標用來衡量水資源的利用效率,包括:農業灌溉水平有效利用系數、工業用水重復利用率和工業增加值取水量三類指標。其中前兩種是正向指標,后者是逆向指標,前者的值越高或后者的指標值越低說明水資源利用效率越高,水資源的新開采量就越小,社會總能耗就越小,溫室氣體的排放量相應就越少。

1.1.3 礦產資源利用指標分析

礦產資源利用指標用來衡量礦產資源的利用效率和回收效率,包括:重要礦產資源回收回采率和金屬再生利用率。前者是正向指標,后者是逆向指標,其指標值越優說明礦產資源利用效率越高,礦產資源的新開采量就越小,社會總能耗就越小,溫室氣體的排放量相應就越少。

徐玖平等:發展循環經濟的低碳綜合集成模式中國人口•資源與環境 2010年 第3期1.1.4 廢棄物再生利用指標分析

廢棄物再生利用指標用來衡量廢棄物的利用效率和處理效率,包括:工業固體廢物產生量、工業固體廢物堆存和處置量、工業固體廢物綜合利用率、廢金屬再生利用率、城市生活垃圾清運量、CO2排放量。前五類指標其值越高說明廢棄物利用效率越高,新資源的開采量就越小,社會總能耗就越小,溫室氣體的排放量相應就越少。

上述分析表明,在循環經濟的主要指標具有明顯的低碳意義,體現著循環經濟追求提高能源利用效率和降低能源消耗總量的減量化發展原則。表 2 顯示了循環經濟指標在節能減碳方面的低碳價值及其所具備的化石能源利用減量化、溫室氣體排放減量化的內涵和品質。

1.2 循環經濟面臨困境

循環經濟遵循“資源-產品-廢棄物-再生資源”的閉合流程,主張最大限度地利用資源,并將對環境的破壞降到最低程度,有利于社會經濟的可持續發展。然而,在循環經濟現有框架下,以人類現有的技術而言,作為特殊資源的化石能源無法完全實現“資源-產品-廢棄物-再生資源”的循環利用(如圖1所示)。

在正常情況下,自然界的碳循環是平衡的,在漫長的農業社會溫室氣體(CO2)濃度一直穩定在280PPM,但工業革命以來,溫室氣體濃度一直處在快速上升的趨勢[5];諾貝爾獎獲得者斯凡特•阿累利烏斯認為,化石能源(高碳能源)的燃燒使用將不可避免地增加大氣中CO2的濃度[6],預計到2050年,溫室氣體濃度將達到550PPM[7],這將導致全球氣候變暖,冰川融化、海平面上升,病毒增加、物種減少、災害性氣候頻繁等,極大地擾亂自然生態系統內部的平衡。

為維持生物圈的碳平衡、抑制全球氣候變暖,循環經濟亟需通過模式創新降低生態系統碳循環中的人為碳通量,通過減排CO2、減少碳源、增加碳匯,改善生態系統的自我調節能力。在實踐上,我國發展循環經濟在能源和環境方面還存在以下三個方面難以克服的問題。

1.2.1 節能減排問題凸顯

我國正處于工業化、城市化、現代化快速發展時期,能源消費持續增長,“節能降耗與發展排放”問題突出。2003年我國的單位GDP能耗為美國的4.3倍,日本的11.5倍[8],單位GDP水耗是發達國家的5.1-35.8倍[9],目前,由于經濟規模的逐年增加以及煤炭主導的能源結構,我國溫室氣體排放總量已居世界第二位,與世界其他國家相比(如表3所示),我國單位GDP的碳排放強度很高,并呈快速增長趨勢,預計2020年將超過美國,成為世界第一大CO2 排放國[10]。在循環經濟發展進程中,我國節能減排形勢嚴峻,任重道遠。

1.2.2 能源結構嚴重高碳

在目前我國的能源結構中,煤炭仍然占最主要部分,我國一次能源生產和消費結構中,煤炭比重分別高達76%和68.9%,是世界上煤炭比重最高的國家,相對而言石油和天然氣比例較低,人均石油開采儲量僅為世界平均值的11%左右[11]。我國能源結構 “富煤、貧油、少氣”的特征,決定了化石能源消費比重大,清潔能源比例較低,CO2排放強度高,導致在經濟發展過程中“高碳”特征異常突出。

1.2.3 產業模式極不合理

我國經濟在高增長過程中形成了“高速發展、高碳排放”的發展路徑,由于產業結構失衡,能源結構單一,三大產業發展模式高碳問題異常突出,高能耗的工業在三大產業中的比重過高,尤其是電力、交通、建筑、冶金、化工、石化等“高能耗、強排放、重污染”的行業在我國第二產業中比例過高,而低能耗的生態農業、現代服務業發展滯后,導致經濟發展“持續高碳”。

綜上所述,面對溫室氣體過量排放、全球氣候變暖的困境,結合我國循環經濟的現實瓶頸,亟需創新循環經濟的低碳模式,通過構建“人類社會-自然生態”系統低碳動態均衡,實現可持續發展。

2 低碳模式結構特征

循環經濟的低碳模式是以“社會-經濟-生態”復雜巨系統為背景,以提高碳生產率實現可持續發展為目標的特殊循環經濟模式,其本質是一種經濟控制模式,按照減量化原則,通過源頭控制減少CO2排放,即減碳,通過末端控制,即固碳,來實現溫室氣體的減量化排放,重構人類的經濟社會系統,使“社會-經濟-生態”在低碳目標下具有耦合結構,形成其特有的結構特征。循環經濟低碳模式結構如圖2所示。

2.1 系統整體特性

低碳模式是由經濟、社會、生態系統按一定系統規則、秩序構成的開放的復雜巨系統,其在系統要素、層次、目標、運行等方面都具有復雜、有序、多元、耦合、動態的整體特性。

2.1.1 系統要素互為基礎

開放性。開放性體現在以系統與外界環境的物質、能量交換為基礎,以各個子系統間碳減排為手段,以提高炭生產力為目標的相互作用的過程。低碳模式不斷從外界汲取負熵流,在系統內部,社會、經濟和生態系統互為背景,通過碳減排,達到“社會-經濟-生態”低碳動態均衡,實現可持續發展的目標。

2.1.2 系統層次有序眾多

高維性。低碳模式是由低碳經濟、低碳社會和低碳生態等子系統構成的復雜巨系統,而每一個子系統又包括其各自的子系統,由于低碳系統組織在作用、結構與功能上表現出等級秩序性,以上這些系統還可以繼續劃分系統等級,如此逐層分解,形成了低碳模式系統的龐大的層次結構。

2.1.3 系統目標復雜多元

復雜性。低碳模式是 “經濟-社會-生態”三維一體的多目標復合系統和有機整 體,發展低碳模式就是要從系統整體的角度著眼,綜合協調和控制循環經濟系統整體和部分的關系,統籌整體功能和局部利益,實現以人為中心的社會、經濟系統與自然生態系統之間的動態均衡。

2.1.4 系統運行動態演化

涌現性。在低碳模式內部,經濟、社會和生態各子系統之間通過吸收、反饋、協同、耦合等系統運動,在動態中實現系統的優化和創新,從而使系統內部組織和結構,經歷從簡單到復雜、從獨立到融合、從封閉到開放、從無序到有序的演化,涌現出各子系統所不具備的整體效應即:“經濟-社會-生態”的低碳均衡動態發展。

2.2 立體模式結構

低碳模式以自然生態系統系統為背景,以社會經濟系統為核心,通過調整能源結構、產業結構,發展節能減排技術、優化消費習慣達到減少碳源的目的,從而根本上改變對化石能源的高消費造成的高碳排放;同時,通過技術創新,發展碳中和技術、碳封存技術,積極發展炭匯林,建立炭匯交易機制,減少環境中CO2的存量,使得碳排放和碳吸收達到動態平衡,實現“經濟-社會-生態”可持續發展。低碳模式的框架結構如圖3所示。

2.2.1 多跨度時間結構

低碳模式可分為四個相互影響時間跨度,較長周期跨度制約著較短周期跨度的發展,同時較短周期跨度的變化累積形成較長周期跨度的動態演進。低碳模式時間結構如圖4所示。

(1)短時間跨度-企業層面低碳經濟。一般為5年以內,在此期間,系統的外部環境作用相對較穩定,其核心環節是通過實施碳減排技術,減少CO2排放量承擔起企業的生態責任。

(2)中時間跨度-產業層面的低碳發展。一般為20年以內,在此期間,經濟發展會顯著改造系統內外部環境,其核心問題是實現產業范圍內的結構調整,通過能源結構和產業結構優化配置,實現產業的低碳發展。

(3)長時間跨度-社會層面的低碳社會。一般為50年以內,在此期間,系統內外部環境的變化甚至超出人類的認知水平,其核心問題是在全社會進行低碳模式的系統改造,“低碳生活方式”、“低碳社會”、“低碳城市”、“低碳世界”理念深入人心,人類全面、穩步、有序地步入低碳時代。

(4)超長時間跨度-全局層面的低碳生態。一般為100年以內,在此期間,系統內外部環境的變化已深刻影響系統每個組元的運行,其核心問題是構建低碳生態系統,實現低碳排放甚至零碳排放,使得整個生態系統具有自然條件下的碳平衡,全面緩解全球氣候變暖的壓力。

2.2.2 多層次空間結構

低碳模式可分為逐次擴大的四個層次,形成 “企業-產業-社會-生態”的整體空間結構。

(1)小空間跨度。關注企業層面的低碳模式,在企業內通過推行碳減排技術和能源替代策略,減少生產和服務中化石能源使用量,實現CO2排放最小化。

(2)中空間跨度。關注產業層面的低碳經濟,通過優化產業結構,調整能源結構,推行碳減排和固碳技術,提高炭生產率,在同樣經濟產出水平下,減少CO2的排放量,實現經濟系統的低碳化。

(3)大空間跨度。關注社會層面的低碳發展,最大限度高效地利用能源,減少CO2排放,實現人類生產和生活過程中各個環節的低碳化,構建低碳社會體系。

(4)超大空間跨度。關注整個生態系統的低碳發展,通過降低人類活動對生態系統中CO2的排放量,使得整個地球生態系統恢復至正常的CO2水平,從而達到緩解全球氣候變暖的目的。

綜上分析,低碳模式要求人、經濟、社會和生態等子系統,在時間和空間的微觀、中觀、宏觀和超級四個尺度動態、立體地實現“經濟-社會-生態”可持續發展的目標。

2.3 動態運行模式

低碳模式,在運行模式結構上分為三個層次:低碳高效經濟系統、低碳和諧社會系統、低碳均衡生態系統;通過生態控制理論,在經濟系統高效運行前提下,通過調整能源結構和產業結構,控制碳源,減少碳排放;在社會系統和諧穩定的基礎上,改變人們的高碳消費習慣,減緩高碳生產的動力,控制碳源;在生態系統,通過保護與發展森林、草地、濕地等微系統,增加碳匯,恢復生態系統自然的碳循環平衡;通過低碳模式的耦合作用,實現“經濟-社會-生態”的低碳動態均衡和可持續發展。

2.3.1 低碳高效經濟系統

低碳經濟系統是一個多層次、多角度的耦合體,由若干清潔生產企業、循環關聯產業、生態工業園區和多條生態工業鏈組成,涵蓋了經濟系統中的生產、物流、消費、能力支撐各個層面。企業、產業和園區之間,通過節能減排,調整生產結構和能源利用結構,使系統中的化石能源都得到充分的利用,同時開發清潔能源,減少CO2排放實現整個經濟系統的低碳化和高效化。

2.3.2 低碳和諧社會系統

低碳社會系統是將低碳理念注入社會生活各層面,以政府服務體系、法律法規體系、技術創新體系、信息服務體系、文化道德體系、約束激勵機制等為支持,把低碳經濟的理念滲透到社會各個領域,形成良好的發展低碳經濟的社會氛圍和輿論環境,通過發展綠色住宅、建立生態社區、構建低碳消費等措施,全面減少社會層面的碳排放,最終實現和諧文明的低碳社會。

2.3.3 低碳均衡生態系統

低碳生態就是在經濟領域實現低碳轉型的基礎上,通過構建低碳社會,實現人類社會經濟系統的低碳均衡,從根本上減少人類活動造成的CO2過量排放的問題,從而實現生態系統自然碳循環的動態平衡,消除溫室氣體過度排放造成的全球氣候變暖問題,解除由此帶來的生存危機。

3 低碳模式集成體系

低碳模式在深刻反思人與自然關系的基礎上,繼承與發展農業文明和工業文明的優秀思想,通過構筑“人類社會-生態環境”系統的低碳動態均衡,以低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益為發展特征,實現人類生存發展模式的根本性轉變,彰顯生態文明的價值品質。低碳模式的發展體系以生態倫理理論、生態經濟理論、生態控制理論和循環經濟為理論基礎,通過系統集成耦合產生低碳模式的理論體系;通過產業模式和能源結構優化調整,以低碳技術為發展手段,在低碳政策保障體系的框架下,追求人類社會與自然環境的低碳動態均衡,實現“社會-經濟-生態”的可持續發展。低碳模式綜合集成體系如圖5所示。

3.1 理論集成

低碳模式通過構建“人類社會-自然生態”系統低碳動態均衡,實現“社會-經濟-生態”可持續發展,是人與自然的統一整體。低碳模式是在生態倫理指導下,實現生態文明的社會經濟發展范式。低碳模式將 “天人合一”的思想具體為“人類社會-自然生態”系統的低碳動態均衡。在低碳發展框架下,通過繼承已有思想,融入低碳理念,耦合形成低碳模式理論體系和理論創新。低碳模式理論集成體系如圖6所示。

3.1.1 理論體系

生態倫理、生態經濟和循環經濟構成了低碳模式的理論基礎。生態倫理為低碳模式提供發展哲學,生態經濟為低碳模式提供發展框架,循環經濟為低碳模式提供發展路徑。低碳模式通過繼承與發展現有的文明成果,立足“社會-經濟-生態”巨系統,以系統低碳均衡為價值判斷,從資源、產業、社會和生態四個層面演繹出完整的低碳模式理論體系。

低碳資源理論是以資源能源為對象,闡述在低碳模式框架下,關于資源減量化循環化利用、優化能源結構、發展清潔低碳能源及其開發利用技術的相關理論;低碳產業理論是以產業經濟為對象,闡述在發展低碳經濟過程中,關于利用低碳技術進行企業清潔生產,產業優化布局的相關理論;低碳社會理論是以社會系統為對象,闡述在追求低碳和諧社會過程中,關于如何貫徹低碳理念,優化社會消費方式,構建低碳社會的相關理論;低碳生態理論是以生態系統為對象,闡述在實現低碳生態均衡過程中,關于如何保護生態環境、增加碳匯、維護自然系統碳循環平衡、實現“社會-經濟-生態”系統低碳動態均衡,構建低碳生態的相關理論。

在低碳模式理論體系中,低碳資源是基礎,為實現低碳均衡提供資源利用的理論技術;低碳產業是核心,為低碳經濟的重點經濟環節提供相關理論技術;低碳社會是保障,為發展低碳經濟、構建低碳社會、實現低碳均衡提供社會制度保障的相關理論;低碳生態是目標,通過低碳資源理論、低碳產業理論和低碳社會理論刻畫人類社會的低碳發展路徑,實現“人類社會-自然生態”系統的低碳動態均衡,最終走向可持續發展。

3.1.2 理論創新

低碳模式作為可持續發展框架下,繼承生態經濟和循環經濟思想的全新的發展模式,在理論創新方面具有全新的理論品質。低碳模式理論體系通過繼承與發展,從發展哲學和發展范式兩個層面成了新的理論品質。

在發展哲學層面,低碳模式以低碳理念為核心創新了低碳世界觀、低碳倫理觀和低碳價值觀。低碳世界觀是在繼承“天人合一”世界觀的基礎上,用“人類社會-自然生態”系統低碳動態均衡的觀點重新審視人與自然的關系,指導人類實踐活動;低碳倫理觀是在生態倫理思想的基礎上,站在生態文明的高度,反思人與自然關系,以“人類屬于地球,而地球絕不屬于人類”的價值判斷,重新定位人類在“人類社會-自然環境”巨系統中的坐標;低碳價值觀以低碳世界觀和低碳倫理觀為基礎,以“人類社會-自然生態”系統低碳動態均衡為處理人與自然關系的價值判斷標準,重塑人類社會在“高發展-高排放”困境中的價值體系,以低碳價值作為作為人類生產、消費的價值取向。

在發展范式層面,低碳模式以低碳發展為導向創新了低碳發展觀和低碳經濟觀。低碳發展觀是在低碳世界觀的基礎上,面對全球氣候變暖的生存危機,以實現低碳均衡作為可持續發展框架下“最根本、最現實、最緊迫”的發展目標,通過“社會-經濟-生態”巨系統低碳動態均衡,最終實現人與自然的和諧發展。低碳經濟觀是在低碳發展觀的基礎上,針對社會經濟“高發展、高排放”的高碳瓶頸,在低碳技術和低碳制度支撐下,以能源結構調整和產業結構優化為手段,通過清潔生產機制,追求經濟發展路徑由高碳經濟向“高發展、低排放”的低碳經濟轉向,實現低碳均衡前提下社會經濟的高效能、高效率和高效益。

3.2 現實框架

低碳模式為解決循環經濟碳減排壓力,應對氣候變化提供了有效的發展路徑。低碳模式是針對化石能源利用高碳排放問題,以提高碳生產率構建低碳均衡實現可持續發展為目標,以能源消費和廢棄物減量化排放為原則,以“低能耗、低排放、低污染”和“高效能、高效率、高效益”為基本特征,以能源結構調整、產業模式優化和技術體系創新為主要手段,以節能減排為發展方式,以低碳政策體系為重要保障的特殊的循環經濟模式。實施低碳模式是一項復雜的系統工程,是解決我國經濟社會“高速發展”與“高碳排放”之間矛盾的有效手段,是構筑低碳均衡,最終實現“社會-經濟-生態”可持續發展的有效途徑。

3.2.1 以能源問題為突破實現持續發展目標

低碳模式以持續發展為目標。低碳模式是以低能耗、低污染、低排放為特征的新經濟發展模式。低碳能源是低碳模式的基本保證,清潔生產是低碳模式的關鍵環節,循環利用是低碳經濟的有效方法。低碳模式通過進行一場深刻的能源經濟革命,推進現代經濟發展由以碳基能源為基礎的不可持續發展經濟,向以低碳與無碳能源經濟為基礎的可持續發展經濟的根本轉變,加速能源消費結構由高碳型黑色結構,向低碳與無碳型綠色結構的根本轉變。低碳模式在本質上是可持續發展模式,持續發展是低碳模式的根本方向,低碳模式是最具操作性的、可量化的持續發展模式。

3.2.2 以節能減排為方式彰顯循環經濟本質

低碳模式以循環經濟為本質。節能減排是應對溫室氣體減排國際壓力、能源供需矛盾和生態日益惡化問題的主要手段,是實現低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益發展目標的著力點。低碳模式是發展循環經濟的必然選擇、最佳體現與首選途徑,同時又向循環經濟發展提出了新要求:在循環經濟的“3R”原則中,“減量化”首先應該通過節能減排實現化石能源利用少量化和碳排放最小化、無碳化。發展循環經濟內在要求發展低碳模式,循環經濟是低碳模式的本質,低碳化發展是循環經濟發展的重要特征。

3.2.3 以低碳能源為重點推動能源結構調整

低碳模式以能源結構調整為手段。低碳發展是指在保證經濟社會健康、快速和可持續發展的條件下最大限度減少溫室氣體的排放。低碳約束將制約經濟發展方向的選擇,決定經濟社會向低溫室氣體排放的方向演化發展。在保持現有經濟發展速度和質量不變甚至更優的條件下,以低碳能源為重點改善能源結構,通過限制高碳能源在社會能源構成中的比例,積極開發低碳能源,合理調整能源結構,優化能源利用方式,提高能源利用效率,可以實現碳排放總量和單位排放量的減少。因此,為了實現溫室氣體排放降低和經濟規模持續增長的雙重目標,以低碳能源為重點推動能源結構調整是低碳發展的有效途徑。

3.2.4 以低碳產業為支撐實施產業優化模式

低碳模式以產業優化模式為途徑。產業結構將制約經濟發展的路徑模式,決定社會經濟溫室氣體排放的強度。在國民經濟中,三大產業生產特征不同,其能耗和碳排放量也不同。低碳模式是以低能耗、低污染、低排放為特征的循環經濟模式,要實現社會經濟低碳轉向,須調整三大產業在國民經濟中的比例,通過加快淘汰高耗能、高污染的制造業落后生產能力,發掘服務業領域節能減排的巨大潛力,減少碳源;發展生態農業,提高森林覆蓋率,增加碳匯,吸收CO2,增加碳匯;必須以低碳產業為支撐,轉變經濟增長方式,實現社會經濟從“高增長,高排放”的高碳增長模式向“高增長、低排放”的低碳增長模式轉變,實現產業模式優化。

3.2.5 以低碳技術為主體構筑創新技術體系

低碳模式以低碳技術創新為方法。低碳或無碳技術的研發規模和速度決定未來溫室氣體排放減少的規模,低碳技術主要包括三類:溫室氣體的捕集技術、溫室氣體的埋存技術和低碳或零碳新能源技術。低碳技術將成為未來國家核心競爭力的重要標志,我國應以新能源技術創新與產業發展平臺為依托,從組織體系、對象體系、投入體系、服務體系四個層面,構建以政府為引導、市場為導向、企業為主體、投入為基礎、服務為保障、高等學校和科研機構共同參與、產學研結合的低碳技術創新體系。

3.2.6 以政策體系為保障開展低碳模式示范

低碳模式以政策法規體系為保障。低碳政策保障體系是實現低碳能源結構調整、推行低碳產業優化模式、構建低碳技術創新體系的重要支撐平臺,低碳模式的發展須依靠政策保障來降低其成本。我國應主要從低碳政策體系、低碳市場體系和低碳考核體系三個方面構建低碳模式政策保障體系,在此基礎上,創建“政府推動、市場主導、企業主體、全民參與”的低碳模式試點機制,有重點、有針對地從區域(城市)和產業(企業)兩個層面系統性、有步驟的開展示范;積極打造以“高速增長、低碳排放”為特征的“低碳模式示范工程”,充分發揮其“以點帶線、以線促面”的試點示范作用,促進社會經濟實現低碳發展。

4 結 語

低碳模式在深刻反思人與自然關系的基礎上,繼承與發展農業文明和工業文明的優秀思想,通過構筑“人類社會-生態環境”系統的低碳動態均衡,實現人類生存發展模式的根本性轉變,彰顯生態文明的價值品質。低碳模式是針對循環經濟發展過程中化石能源利用高碳排放問題,以提高碳生產率實現可持續發展為發展目標,以能源消費和廢棄物減量化排放為發展原則,以“低能耗、低排放、低污染”和“高效能、高效率、高效益”為基本特征,以能源結構調整、產業模式優化和技術體系創新為主要手段,以節能減排為發展方式,以低碳政策體系為重要保障的特殊循環經濟模式。實施低碳模式是一項復雜的系統工程,其通過構筑低碳均衡達到“社會-經濟-生態”的可持續發展。

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Developing the Lowcarbon Metasynthesis Model of Circular Economy

XU Jiuping LI Bin

(Engineering Research Center of Low Carbon Technology and Economy, Sichuan University, ChengduSichuan610064, China)

篇7

關鍵詞: 溫室氣體；低碳；城市快速路；碳尺；節能減排

全球氣候變暖帶來冰川消失、海平面上升等一系列危機人類生存的地球環境變化，大氣中溫室氣體濃度的升高被認為是引起全球氣候變暖的因素之一，而城市化的進程無疑加速了溫室氣體濃度的增長。溫室氣體(Green House Gas)，即GHG,據IPCC（2006）最新報告指出，主要包括二氧化碳（CO2），甲烷（CH4），氧化亞氮（N2O），六氟化硫（SF6），氫氟碳化物（HFCs）,全氟化碳（PFCs） 和臭氧（O3）等，水汽也是一種強烈的溫室氣體。

隨著科學家對溫室效應的發現以及全球對降低溫室氣體排放的越發重視，由政府間氣候變化專門委員會（IPCC）于2006年碳排放計算指南，重新制定了用于上述溫室氣體轉化為二氧化碳排放量的排放系數。該轉化排放系數包括直接排放系數和間接排放系數。直接排放系數適用于CO2，而間接排放系數使用于CH4和N2O，通過GWP（Global Warming Potential）轉化為等效的CO2排放量，即通常表示為CO2e。例如，CH4的GWP折算值為21，N2O的GWP折算值為310。這樣，溫室氣體的排放量可以通過排放系數轉化成CO2e，而世界各國由此推行的“低碳經濟”也就有了一個可以具有量化的統一指標，即二氧化碳排放當量。

城市是低碳經濟發展最主要的實施平臺，城市快速路在城市路網體系中占主導地位，是大流量交通的重要快速運送載體，肩負著使城市交通出行更快更有效的服務性重擔。城市快速路作為城市重要基礎設施之一，在低碳化城市建設中扮演著極為重要的角色，是完成城市減排目標的實施主體。目前我國大中城市快速路網的建設正進行的如火如荼，許多省會城市都在“十二五”交通規劃中提出要大力發展和完善城市快速路網建設，提出建設以快速路為主體、輔以部分準快速路的快速路網體系，以緩解城市地面道路巨大的交通壓力。例如，杭州市計劃在“十二五”期間完成建設的快速路總長達124.8公里(含已開工未完工項目)，改造提升的準快速路總長29.1公里，合計153.9公里。 深圳市也提出到“十二五”末期，將完成14條共283.3公里的城市快速路建設，所產生的二氧化碳排放當量將達到200萬噸之巨，具有廣闊的節能減排空間。

市政基礎設施建設是碳排放行業，城市快速路的建設實施更是需要消耗大量高能源高碳密度原材料產品，在后期運營階段直接或間接造成的溫室氣體排放。本文就城市快速路系統建設實施階段中建設材料開采和制備，材料運輸至施工現場并實施攤鋪建設等一系列方面的溫室氣體排放進行分析研究，并提出控制對策。

一、城市快速路建設過程溫室氣體排放途徑

城市快速路建設是城市溫室氣體排放源之一。就建設周期而言，溫室氣體排放的來源主要有各類建設材料生產和制備所消耗的電能和燃油，建設材料在運輸過程中消耗的燃油，在建設實施過程中涉及的施工設備的燃油和電能消耗以及在道路拆除過程中消耗的燃油和電能，具體排放途徑見表1。

表1城市快速路建設中溫室氣體（GHG）排放的主要途徑

建設周期主要階段 用途 途徑描述

1 建設材料生產和制備 原材料開采和加工 開采原材料消耗能源（如柴油，電力）；回收材料的再生利用產生GHG

混合料組成材料生產 各種混合料的生產過程消耗電力等能源產生GHG

2 建設材料運輸 材料初級加工廠/混合料制備廠/施工現場之間的運輸 運輸原材料至初級加工場所；運輸初級加工材料至混合料加工廠；運輸各種混合料至施工現場所消耗能源產生GHG

3 建設實施 路面攤鋪建設 實施路面攤鋪，碾壓，成型等施工過程產生GHG

路面養護/維護 路面常規養護及病害處置措施；路面預養護過程產生GHG

4 周期結束 拆除和回收利用 設施拆除和移置；路用材料的再生利用折減GHG

基于上述溫室氣體排放途徑的分類方法，瑞典IVL環境研究所的Hakan Stripple等人建立了道路建設能耗與溫室氣體排放計算模型，并針對常規道路建設實施技術和施工工藝開展了一系列研究工作，總結了道路建設中典型材料和工藝的能耗與溫室氣體排放表，見表2。

表2快速路建設中典型材料和工藝的能耗與溫室氣體（GHG）排放表

材料或工藝 能耗(MJ/t) CO2e (kg/t) 數據來源

瀝青混合料 4900 285 Eurobitume

乳化劑 3490 221 Eurobitume

水泥 4976 980 Athena & IVL

碎石 40 10 Colas

集料 30 2.5 Athena & IVL

鋼材 25100 3540 Athena & IVL

水 10 0.3 IVL

燃油 36680 2765 IVL

熱拌站 275 22 IVL

冷拌站 14 1 IVL

銑刨/回收 12 0.8 IVL

就地冷再生 15 1.13 IVL

熱拌混合料攤鋪 9 0.6 IVL

冷拌混合料攤鋪 6 0.4 IVL

水泥混凝土攤鋪 2.2 2 IVL

運輸 /km 0.9 0.06 IVL

英國、美國、法國和瑞士等國也相繼開發了針對道路工程全壽命周期內碳排放量的計算模型和軟件，比較典型的有英國交通研究實驗室（TRL）研發的asPECT計算模型，美國加州大學伯克利分校的Arpad Horvath教授聯合加州路面研究中心合作開發的一款基于EXCEL的碳排放計算模型-PaLATE等，為國內外道路建設工程的低碳化實施提供了可靠的計算方法和量化依據。在工程實際應用方面，加拿大Pierre T. Dorchies等人采用表2所列的碳排放基礎數據，對加拿大魁北克市一條城市快速路的建設過程中所采用的主要建設材料制備和實施技術等進行溫室氣體排放量的計算，具體結果見圖1。

圖1 主要建設材料制備和實施技術的溫室氣體排放

分析結果表明，在選取道路主要建設材料時，水泥混凝土制備時采用的水泥等粘結材料所產生的溫室氣體排放量遠遠超過熱拌瀝青混合料中所采用的瀝青粘結料，因此我國大力采用和推廣瀝青路面，既可以提高路面行駛質量，又符合節能減排的發展趨勢。

二、溫室氣體減排途徑

城市快速路系統溫室氣體排放的最終目的是尋求溫室氣體排放的途徑，建立低碳城市路建設策略。綜合國外研究基礎和國內道路建設現狀，筆者認為低碳快速路系統構建關鍵是在規劃理念，工藝選擇和低碳實施技術的方案比選中引入“碳尺”概念，分析和探索建設期內的碳足跡，選擇合理技術方案。并且，在建設材料開采、運輸、拌和和實施攤鋪建設中全方位采用低碳技術，削減“碳源”，增加“碳匯”，實現提高交通運輸能力的同時降低能耗和碳排放量。

（一）樹立低碳規劃理念

城市快速路系統規劃最為關鍵的問題是科學選擇快速路類型，實際規劃中應在綜合考慮城市規模和整體路網布局、規劃路線位置和走向、周邊環境影響等因素的基礎上，評估不同方案并統籌考慮社會、經濟和環境效益。

（二）低碳快速路設計總體技術的應用

1．道路功能設計技術

注重采用符合生態保護、污染控制、地形維護等道路選線技術，降低道路工程對生態、環境以及資源的影響程度；應區別道路功能分級特點，合理安排機動車、非機動車與行人的通行權利，減少交通干擾，保障交通安全，提高交通效率。

快速路為城區大組團溝通和長距離交通服務，應保證機動車流連續且封閉式運營，避免沿線交通流對主線的干擾。快速路輔路為城市主、次干路網的組成部分，兼起快速路集散道路的功能。

2．路線設計技術

路線設計應符合道路交通專業規范的基本要求，且應采用以平（坡度小）、直（曲率大）、順（適應地形）為控制要素的道路路線，盡可能降低車輛行駛能耗和尾氣排放，并在土方平衡方面體現設計方案優勢；路線的特殊設計除應滿足特定功能指標的要求外，應充分體現低碳設計技術理念。

（1）平曲線設計應確保線形連續；

（2）縱斷面設計應避免大縱坡，宜采用不超過3.0%坡度設計，特殊情況超過3.0%要求的，應進行能耗和碳排放量指標技術方案論證。

3．時空一體化分配的橫斷面設計技術

道路橫斷面設計宜采用集約布置、結構合建、機動車交通減少干擾、慢行交通保障通行、近、遠期結合的時空一體化分配設計技術，充分發揮地面及其上、下部道路可通行空間的功能，在節約土地資源、降低建造和運行成本、倡導非機動化出行模式等方面體現道路工程建設的先進性。

快速路沿線根據需要設置輔路，在主城區建筑和道路網絡密集時宜采用主線高架或地下的形式，地面層設置交通集散的道路。快速路主線為機動車專用，與輔路嚴格隔離。快速路輔路或地面道路等級為主干路或次干路，橫斷面設計滿足主、次干路的要求。

4．以交通需求為導向的節點交叉設計技術

路網節點交叉設計應采用以滿足近、遠期預測交通量、符合交叉功能要求的關鍵設計技術，適應交通量變化的交叉型式有利于節約土地資源，適當的交叉口通行能力有利于車流快捷地通過交叉口，減少交叉口延誤，減少尾氣排放和降低燃油能耗。

（1）二條快速路相交應采用互通式樞紐立交形式。

（2）快速路和主干路相交應保證快速路主線連續通行，可采用一般互通式立交形式。

（三）選擇功能與結構組合一體化的低碳道路建設技術

1．選擇節碳工藝減少外加碳源

溫拌瀝青混合料技術通過降低瀝青混合料拌和與攤鋪溫度，達到降低瀝青混合料生產過程中的能耗與CO2氣體及粉塵排放量的目的。由于溫拌瀝青混合料的拌和溫度比普通熱拌瀝青混合料低30-50℃，因此可節約30%的能源消耗,減少20%的二氧化碳排放量。溫拌瀝青混合料可作為新建路面材料應用于長隧道路面施工、超薄層罩面和橋面鋪裝等。

2．鼓勵多使用回收舊料和再生材料

廢舊材料回收路用技術是指將諸如橡膠、塑料等固體廢棄物通過一系列工藝加入到瀝青中，經過攪拌制備成具有改性瀝青特性的橡膠（塑料）瀝青。橡膠（塑料）瀝青可減輕“黑色污染”，作為低碳型瀝青改性劑提高路用性能，減少傳統高碳型SBS改性劑的使用量，并可使廢舊材料循環利用，節約能源，減少二氧化碳排放。

瀝青路面再生利用技術是將需要翻修或者廢棄的舊瀝青路面，經過翻挖、回收、破碎、篩分，再和新集料、新瀝青適當配合，重新拌和成為具有良好路用性能的再生瀝青混合料，用于鋪筑路面面層或基層的整套工藝技術。提高瀝青路面再生利用率至20%，能夠節約相應數量的瀝青和砂石材料，同時能有效降低處治廢料的能耗，減少10%的二氧化碳排放。

3．選擇高性能路面材料和長壽面路面結構，延長其使用壽命

高性能路面材料技術是指通過一系列改性工藝技術使路面材料的使用性能得到大幅度提高，如高模量瀝青、高粘度瀝青以及高彈性瀝青等材料，可以有效提高路面在多種條件下的使用性能，減少路面病害，延長其使用壽命，從而降低路面后期的養護成本和頻率，在全壽命周期內減少碳排放。長壽命路面結構又稱永久型路面，通過采用全厚式瀝青層或者深層高強瀝青層的方法，可以基本消除傳統普遍存在的結構性損壞，路面的損壞只發生在瀝青路面的表層，因此只需要定期的表面銑刨、罩面修復，在使用年限內不需要進行大的結構性重建。使用長壽面路面結構，可以使道路建設在全壽命周期內節約5%的建設材料，降低能耗10%，減少10%的二氧化碳排放量。

三、結語

開展城市快速路系統建設低碳技術研究，目的是在我國加快推進城鎮化建設進程，基礎設施投資和建設仍處于高速發展時，在快速路網規劃、設計和建設工藝技術選擇方面，不僅僅關注項目的社會效益和經濟效益，而應在更好層次上關注低碳技術的研發。近期應特別關注城市快速路系統碳排放指標的研究，在方案選擇上注重建設材料的選擇和實施建設的全過程整體性考慮；注重分析不同材料的在建設時的碳密度，在道路運營過程中的回收利用和再生率；注重分析低碳建設指標；采用碳尺進行方案比選，推動和完善我國低碳城市快速路系統的建設和發展，使城市快速路系統的建設實現低消耗、低污染、低排放的目標。

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基金項目：上海市科學技術委員會資助課題（10PJ1431500）

篇8

關鍵詞：耕作方式；小麥-玉米兩熟；中高產田；農田生態系統；碳足跡

中圖分類號：S157.4+2+S181.6文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2017）06-0034-07

AbstractCarbon footprint analysis in farmland ecosystem was beneficial to find problems and provide the support for the development of low-carbon agriculture. Based on the whole-circle carbon footprint index system， the effects of tillage mode on carbon consumption and sequestration， carbon footprint， net carbon consumption （GHG）， carbon footprint per unit of output （CFv） and carbon footprint per unit of production （CFy） were studied in the high- and middle- yield field in Taian， Tengzhou and Longkou in Shandong Province. The results showed that the carbon consumption from N fertilizer and soil N2O emission accounted for 79.69%～92.53%， in which，that from N fertilizer accounted for 53.82%～62.49%， in the carbon consumption from chemical compounds. More than 80% mechanical fuel consumption was used for irrigation， tillage， sowing and harvest. The carbon consumption of straw accounted for 98.83% in the organic carbon consumptions. In the farmland ecosystem， the carbon was mainly sequestrated in grain and straw， in which， the carbon sequestration in grain accounted for 39.05%～52.64% of the total carbon sequestration. The total carbon sequestration in Tengzhou was 196.3～7 801.5 kgCO2/hm2 higher than those of the other two cities， except under the rotary tillage mode. The GHG in the 3 cities were between -3 524.7 and -8 774.3 kgCO2/hm2， which showed that the farmland ecosystem was a carbon sink. The carbon sequestration of summer maize was higher than that of winter wheat. The carbon sequestration under plough tillage was higher than those under rotary tillage and harrow tillage. Under the winter wheat- summer maize double cropping farmland ecosystem， the CFv and CFy of summer maize both were significantly higher than those of winter wheat， the CFv and CFy were winter wheat with plough tillage - summer maize with no-tillage > winter wheat with rotary tillage - summer maize with no-tillage > winter wheat with harrow tillage - summer maize with no-tillage. But there were no significant rules in the CFv and CFy of different cities. Thus， in order to improve the net carbon sequestration in Shandong Province， we should improve the agricultural mechanical efficiency， reduce the mechanical and electronic consumption， increase the nitrogen and water use efficiencies， build the suitable tillage system， and increase the crop yield. Meanwhile， to excavate the carbon sequestration potential of summer maize and to improve the carbon sequestration capacity of winter wheat were important for crop breeding and cultivation.

KeywordsTillage mode； Wheat-maize double cropping； Middle- and high- yield field； Farmland ecosystem； Carbon footprint

農田生態系統是陸地生態系統的重要組成部分，隨著溫室效應成為全球關注的熱點，農田生態系統的溫室氣體排放情況成為科研人員研究的重要部分。運用碳足跡對農田生態系統的溫室氣體排放進行研究在學術界得到了認可[1-3]。碳足跡（carbon footprint）是在生態足跡[4]的概念基礎上提出來的，是對某種活動或某種產品生命周期內直接或間接CO2排放量的度量，最早出現于英國，隨后在學術界和非政府組織等推動下迅速發展起來[5]。21世紀初，美國環境科學家West和Marland明確了種子、化肥、灌溉、農藥等在生產、包裝、儲存、運輸和使用過程中的CO2排放量，是運用碳足跡法指標體系的先驅[6，7]；隨后，Ohio州立大學的Lal教授從生命周期評價的角度對碳足跡指標體系進行了系統歸納[8]。后人的碳足跡研究大多是基于他們的指標體系。

農田生態系統不同于草地、森林、城市等生態系統，既是“碳匯”，也是“碳源”，但究竟是“凈碳匯”還是“凈碳源”存在著巨大爭議。一些學者認為，農業活動及其過程是重要的溫室氣體排放源而非碳匯，對全球CO2的吸收沒有什么貢獻[9]；但更多的研究者傾向于農田具有巨大的碳匯量[10]。目前對農田碳匯的研究已從農田土壤的碳匯效應向整個農田生態系統的凈碳匯效率轉移[11-13]，并以碳足跡表征農田生態系統的溫室氣體凈增減量、碳流的效率等[1，2]。但針對耕作方式和高低產田的相關研究卻很少。山東省作為我國的農業大省，2013年的耕地面積是760萬公頃，占全省面積的48%以上。因此，分析山東省農田生態系統的固碳效應與碳流效率等，對制定農田管理和溫室氣體減排措施具有重要的指導意義。

1材料與方法

1.1研究區域概況

研究區域包括山東省膠東半島的龍口（中產田）、中部地區的泰安（中產田）和南部地區的滕州（高產田）。三地的冬小麥產量分別為7.50、6.32、8.26 t/hm2，夏玉米產量分別為8.60、8.73、10.36 t/hm2。本研究對三個地區2012年翻耕、旋耕、耙耕三種耕作方式的碳排放和固定進行了比較分析。

1.2碳足跡分析原理

1.2.1碳流路徑農業生產是一種既有碳排放也有碳固定的生產活動。其碳排放包含兩個方面：一是生產過程中直接向空氣中排放的溫室氣體，如植物呼吸、秸稈還田分解釋放的CO2等；二是農田生產過程中投入的物資如農藥、化肥、機械等所釋放的溫室氣體。而農田作物進行光合作用時又會固定大氣中的CO2。因此，本研究采用全環式碳流模型[1，14-17]對農田系統的碳足跡進行研究，模型如下：

式中：NGHGB指空氣中凈溫室氣體平衡；GWPNPP指凈初級生產率（包括籽粒、秸稈、殘茬和根系）；GWPIMPORT指外部直接投入的碳，實際是指廄肥；GWPEXPORT指土壤排出的溫室氣體量，包括CO2、N2O、CH4（非水田可忽略）；GWPRH指土壤異氧呼吸排出的碳（可忽略）；GWPSOILGHGS指土壤有機質變化引起的溫室氣體增減量（在某些短期田間試驗中此項可忽略）；GWPINPUT指各種間接碳匯，包括肥料、農藥、種子、灌溉、人力、畜力等。

為了更好地適應中國的實際情況，在公式（1）的基礎上進行非實質性的修改[1]，將模型簡化為：

式中：GHG指農田生態系統的凈耗碳量，也可指空氣中溫室氣體增減量；GWPNPP指凈初級生產率的增溫潛勢；GWPSOC指土壤有機碳的增溫潛勢（短期試驗可忽略）；GWPSOILEXPORT指土壤排放CO2（主要是秸稈還田）、N2O（主要決定于施N量）、CH4（非水田可忽略）的增溫潛勢；GWPINPUT指間接投入的增溫潛勢。

GHG也可以耐度胗氬出的角度進行計算，即：

GHG=總耗碳-總固碳；

總耗碳=無機要素耗碳+有機要素耗碳；

無機要素耗碳=機電油耗碳+化合物耗碳。

若GHG0，則農田生態系統對大氣溫室氣體的作用為正，即凈碳排放。

1.2.2指標體系為了方便計算和比較，需要將碳的主要來源、排放和參數按一定標準折算成同一單位。目前用的比較多的有IPCC（2006）[1]、West和Marland[7]、Lal[8]、Gan[17]和劉巽浩[18]五種指標體系。劉巽浩等[1]在此基礎上制定出了更加符合中國的指標體系，并對其賦值，見表1。

1.2.3單位產量與單位產值的碳足跡CFy指單位產量的作物生產耗碳，CFv指單位產值的作物生產耗碳[3，19]。

CFy=ΔGHG/TY

CFv=ΔGHG/TV

式中，ΔGHG為凈消耗碳（kgCO2/hm2），TY為產量（kg/hm2），TV為作物產值（元/hm2）。

1.3數據處理與分析

用Microsoft Excel 2013對數據進行統計分析，用SigmaPlot 10.0作圖。

2結果與分析

2.1山東省中高產田不同耕作方式的耗碳足跡

2.1.1山東省中高產田不同耕作方式的化合物耗碳由表2可知，在泰安、滕州和龍口三地的農田生產中，冬小麥季的純N+土壤N2O耗碳分別占化合物耗碳總計的86.66%、79.69%和88.80%，夏玉米季分別占86.68%、92.53%和88.40%；其中，純N肥的耗碳量占總化合物耗碳的53.82%～62.49%。可以看出，研究植株利用N肥規律，設計合理施肥方式，減少N肥施用量，提高N肥的有效利用率，也是減少農田生態系統中糧食生產耗碳的方式之一。

2.1.2山東省中高產田不同耕作方式的機電油耗碳由表3和表4可知，冬小麥生長季，泰安、滕州和龍口農田翻耕處理的灌溉、翻耕和收獲所消耗的機電油耗碳之和分別是整個冬小麥生長季機電油耗碳總計的80.61%、80.23%和81.52%，旋耕的分別是77.94%、79.69%和81.09%，耙耕的分別是78.88%、78.22%和81.52%；灌溉耗碳占機電油耗碳總計的32.79%～48.69%。夏玉米種植均為免耕播種方式，所以耕作方式耗碳為0。泰安、滕州和龍口三地播種、灌溉和收獲所消耗的機電油耗碳總計分別是整個夏玉米生長季機電油耗碳總計的79.70%、81.30%和93.23%；其中，灌溉耗碳占機電油耗碳總計的19.82%～34.55%，收獲占34.29%～41.10%。

可見，泰安、滕州和龍口三地小麥-玉米兩作80%以上的機電油耗碳是灌溉、耕作、播種和收獲。所以改進灌溉技術，改良收獲、耕作和播種機械，提高油電利用效率，是減少機電油耗碳的關鍵及降低農田生態系統中糧食生產耗碳的方式之一。

2.1.3山東省中高產田不同耕作方式的有機耗碳從表5可以看出，山東省三個地區農田生態系統中有機耗碳98.83%以上來源于秸稈還田，均高于9 800 kgCO2/hm2；種子耗碳只占了有機耗碳的0.42%～1.17%。雖然秸稈耗碳量非常大，但由于秸稈都來自于上一茬作物的秸稈產量，相對一年來說，秸稈耗碳等于秸稈固碳。

2.2山東省中高產田不同耕作方式的固碳及凈耗碳足跡分析

從表6可以看出，籽粒固碳占總固碳（籽粒固碳+秸稈固碳）的39.05%～52.64%。滕州的農田是高產田，無論是冬小麥還是夏玉米的籽粒固碳都高于其他兩個城市，高出720.3～2 372.1 kgCO2/hm2。滕州的總固碳比其他兩個城市高出196.3～7 801.5 kgCO2/hm2（旋耕除外）。三地農田生態系統的ΔGHG值在-3 524.7～-8 774.3 kgCO2/hm2，均為負值，所以農田生態系統的糧食生產是一個凈固碳而不是耗碳的過程。三地冬小麥生長季平均ΔGHG值為-4 976.1 kgCO2/hm2，而三地夏玉米生長季平均ΔGHG值為-7 657.7 kgCO2/hm2，說明夏玉米季的凈固碳高。冬小麥-夏玉米一年兩熟條件下，三種耕作方式平均，泰安、滕州和龍口的ΔGHG值分別為-10 678.3、-14 180.4、-13 042.7 kgCO2/hm2，說明滕州因高產總的凈固碳量最高。冬小麥-夏玉米一年兩熟條件下，三地平均，翻耕、旋耕和耙耕的ΔGHG值分別為-13 219.2、-12 549.9、-12 132.3 kgCO2/hm2，說明翻耕的凈固碳量顯著高于旋耕和耙耕。所以采用翻耕，并通過培育高產新品種和運用新技術增加作物經濟產量，是提高農田生態系統中糧食生產過程凈固碳的重要途徑。

2.3山東省中高產田不同耕作方式的CFv與CFy足跡分析

翻耕、旋耕與耙耕冬小麥和夏玉米的單位產值碳足跡（CFv）值為-0.2191～-0.4263，單位產量碳足跡（CFy）值為-0.5635～-0.8900，均為負值，說明均表現為碳匯。三地區間，除旋耕外，冬小麥季CFv表現為滕州>龍口>泰安，夏玉米季則表現為泰安≈龍口>滕州。在地區間，冬小麥季CFy值以泰安最低，夏玉米季CFy表現為龍口>滕州>泰安。在冬小麥-夏玉米一年兩熟條件下，夏玉米的CFv和CFy均顯著高于冬小麥，表明夏玉米的碳匯效應高于冬小麥。耕作方式相比，CFv和CFy表現趨勢為冬小麥翻耕-夏玉米免耕>冬小麥旋耕-夏玉米免耕>冬小麥耙耕-夏玉米免耕（圖1）。

3討論與結論

山東省農田生態系統耗碳是由農田生產過程的投入決定的，主要包括化合物耗碳、機電油耗碳和有機物耗碳三部分。化合物耗碳主要指農田生態系統生產過程中的肥料施用，其中HN肥施用的耗碳就占據了化合物耗碳的1/2以上，這與田慎重[20]的研究結果相同。所以減少N肥的施用，選擇合理的N肥施用方式，提高N肥利用率，是降低農田生態系統耗碳的主要方式。機電油耗碳主要是由灌溉、收獲、播種和耕作方式決定的，灌溉耗碳約占了機電油耗碳的1/3，由此可看出政府部門增加農田灌溉基礎建設投入的必要性。雖然農田生態系統中的有機物耗碳非常高，均高于9 800 kgCO2/hm2，但其中98.83%以上是由作物秸稈還田引起的，而作物秸稈耗碳又等于作物秸稈固碳，因此可以不考慮。可見，山東省農田生態系統無論是中產田還是高產田，無論是翻耕、旋耕還是耙耕，主要耗碳的是農田機電油耗碳中的灌溉與收獲耗碳和化合物耗碳中的肥料施用，尤其是N肥的施用量。

農田生態系統中固碳主要包括籽粒固碳和秸稈固碳，而籽粒固碳量直接反映了冬小麥和夏玉米的產值碳足跡。滕州高產田的籽粒固碳和秸稈固碳量均高于泰安和龍口的中產田，且翻耕的固碳量要高于旋耕和耙耕，因此，在高產田中采用翻耕能夠提高農田生態系統的作物固碳量。農田生態系統的凈耗碳量都為負值，表明農業生產整體來說是一個固碳的過程，對整個自然生態系統具有與森林相同的吸收大氣中溫室氣體的作用[1，2]。三個地區間，滕州高產田的凈固碳量最高，其次為龍口，泰安最低；同一地區不同耕作方式間比較，翻耕的凈固碳量均最大。

由于ΔGHG值為負值，冬小麥和夏玉米的CFv和CFy也均為負值，其中夏玉米的CFv和CFy值要高于冬小麥。這是由作物特性造成的：夏玉米是C4植物，其產量要遠高于C3植物冬小麥的產量[21]。CFv和CFy表現趨勢為冬小麥翻耕-夏玉米免耕>冬小麥旋耕-夏玉米免耕>冬小麥耙耕-夏玉米免耕，這主要是因為翻耕增加了產量和固碳能力。滕州的產量高于泰安和龍口，但CFv和CFy并不是最高，這說明碳足跡的變化不僅與產量有關，也與生產過程中碳耗和價格有關。因此，提高產量和減少生產過程中的碳耗，對低碳高產均至關重要。

綜合來看，提高農業機械作業效率、減少機電油耗，提高氮肥和水分利用效率，建立合適的土壤耕作制度，提高作物產量，是山東省r田系統提高凈固碳能力的重要突破方向。同時，繼續挖掘夏玉米的固碳潛力，提高冬小麥的固碳能力，是作物育種與栽培應該重點解決的問題。

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篇9

關鍵詞:低碳經濟 節能減排 發展方式 燃料電池

中圖分類號:F206文獻標識碼:A文章編號:1007-3973 (2010) 07-115-01

1引言

近年來,隨著全球氣溫的不斷上升,全球變暖受到了廣泛的關注。氣候變暖的其主要癥結在于目前世界范圍內溫室氣體的高排放。溫室氣體的主要成分為CO2 ,約占63%,在大氣中維持數十年才能自然地被其他的物體所分解。

2我國目前的能源利用及CO2的排放量現狀

1995年,我國煤炭占每年總能源的比例接近于75%,而到2007年,該比例已降至70% ,與此同時,石油所占的比例卻在逐年增加。近幾年來,隨著天然氣、水電、核電等新能源所占比重的不斷增加,中國的碳排放量不斷下降,但目前,中國CO2減排的形勢比較嚴峻。

我國排放的CO2主要來自工業、交通運輸、建筑等行業。2003年到2006年這4年,我國的能源消耗超過了之前25年的總和,已達到7012kW。2007年中國的CO2排放量為59.608t,超過了美國當年的58.208t,位居世界第一位。在過去8年的時間里,全世界的碳排放量增長了1/3,其中2/3來自中國。2006 年中國人均CO2排放量為4.32t,到了2008年人均排放量已經接近于5t,超過了世界平均值的4.18t,是印度的3.7倍。

3低碳經濟,轉變經濟發展方式之路

嚴峻的能源形勢,使得發展低碳經濟成為我國的必然選擇。低碳經濟,是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟發展模式,是人類社會的一次重大進步。低碳經濟本質上是能源的高利用效率和清潔能源結構問題,其核心是能源的技術創新、制度創新以及人類生存發展觀念的根本性轉變。低碳經濟的發展模式,為我國構建和諧社會提供了一種操作性的詮釋,是貫徹落實科學發展觀和建設節約型社會的綜合創新與實踐,完全符合黨的十七大報告提出的科學發展觀的思路,是不可逆轉的劃時代潮流,是一場涉及生產方式、生活方式和價值觀念的全球性革命。著名低碳經濟學家、原國家環保局副局長張坤民教授提出,低碳經濟是目前最可行的可量化的可持續發展模式。著名學者林輝將低碳經濟稱為“第五次全球產業浪潮”。

從目前來說,節能減排,發展循環經濟,是走向低碳經濟的第一步。我們國家的低碳能源發展戰略首先應該是要節能、減排,即我們所有的行業都要節能提效。在當今全球能源緊張、油價高漲的時代,燃料電池成為我們目前可行的選擇。

4燃料電池,低碳經濟的可行之選

燃料電池(Fuel cell)是一種以電化學反應方式將化學能直接轉化為電能的發電裝置,是高效利用能源而又環境友好的新技術。與普通電池 (Battery)不同的是,燃料電池的燃料和氧化劑不儲存于電池內部,而是由外部供給,而普通電池僅僅是能量儲存裝置。

燃料電池現在被認為是繼火力發電、水力發電、太陽能發電和原子能發電等之后新一電技術 ,具有其他發電方式不可比擬的優點:

(1)高效率。燃料電池將化學能直接轉化為電能,過程不涉及熱機過程,故能量轉換不受卡諾循環的限制,理論上,其熱電轉化效率可達到85%～90%,但由于工作時受各種極化的影響和限制,目前各類燃料電池的實際發電效率均在40%～60%的范圍內。

(2)無污染。燃料電池幾乎不排放有害氣體,溫室氣體CO2的排放量也比火力發電減少40%～60%,減少了污染氣體的排放;而且燃料電池沒有傳動部件,工作時噪聲低,因而可直接設在用戶附近,從而減少傳輸費用和傳輸損失。燃料電池的無污染特性是其具有長遠發展潛力的主要原因。

(3)可靠性高。與燃氣渦輪機或內燃機相比,燃料電池因沒有機械傳動部件,所以更加安全可靠,不會因傳動部件失靈而引發安全事故。

5燃料電池的應用前景

燃料電池具有高效清潔等顯著優點,這決定了它在固定發電系統、分布式電源、空間飛行器電源及交通工具用電源方面有巨大的發展潛力。燃料電池汽車對于城市交通的健康發展有重大意義。燃料電池汽車有非常好的市場,使得全球各主要汽車生產企業紛紛把燃料電池汽車列為研發重點,并已取得了不俗的成果。現在,越來越多便攜式電子產品進入到人們的日常生活,我們每天的生活已經離不開手機、數碼相機、電腦等數碼產品,但現存的主要問題就是電源的續航能力。與傳統電池相比,燃料電池的能量至少要高10倍。例如,普通鋰離子電池能提供300瓦小時每升的電量,而甲醇燃料電池卻能提供4800瓦小時每升的電量。因此,一些世界著名企業都投入巨資研發燃料電池。

6結語

隨著全球能源緊張、油價高漲時代的到來,發展低碳經濟、尋找新能源成為了當務之急。燃料電池具有清潔高效的優點,得到了各國政府政策上的大力支持,而且能源動力企業看好燃料電池的發展,因此未來燃料電池市場將有巨大的潛力。

參考文獻:

[1]徐匡迪.節能減排走向低碳經濟的第一步[J].山西能源與節能,2010(1).

篇10

（中央財經大學商學院，北京 100081）

（School of Business，Central University of Finance and Economics，Beijing 100081，China）

摘要： 本文分析了碳管理的內涵，將碳管理活動的關鍵行為予以指標化，并設計了公司碳管理效能評估指標體系，來評價公司的碳管理效能。

Abstract: In this paper, in order to evaluate executive management effectiveness of carbon emission reduction, the author analyzed connotation of carbon management and suggested to make the key activities of carbon management as assessment index. What´s more, an indicator system was designed as well.

關鍵詞 ： 低碳管理；管理效能；評估；指標體系

Key words: low carbon management；management effectiveness；evaluation；indicator system

中圖分類號：F272 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）02-0009-02

0 引言

近年來，異常的氣候給全球帶來巨大的災難。人們逐步認識到，工業行為給人類帶來豐富物質的同時，也給自然環境帶來了巨大的影響。伴隨低碳轉型政治共識的形成和全球碳市場的逐步興起，各種國際、國內減排法律、法規和政策層出不窮，低碳標準推陳出新，消費者對供應商減排的預期也不斷增強。愈來愈多的公司不再在政策上進行爭論，而是追求切實可行的方法應對氣候變化，低碳執行力和減排效果等碳管理效能問題也日益受到公眾的關注。

1 碳管理的內涵

管理效能和管理績效是互相聯系又相互區別的概念。管理績效強調組織或個人行為的成績和結果，是以結果為導向的一種評價模式；而管理效能則強調組織或個人管理的過程，兼顧管理的結果，是以過程為導向的一種評價模型。碳管理是指對《京都議定書》中所涵蓋的包含二氧化碳在內的6種溫室氣體通過減排技術和組織與制度創新等措施進行主動管理的系列活動。碳管理是企業管理活動的重要組成部分，具有管理活動的突出特點和屬性。因此，碳管理績效和碳管理效能同管理績效與管理效能一樣，也表現出不同的關注點。

2 公司碳管理效能評估指標體系構建

碳管理是一個內涵豐富、連續、動態的過程。它包括目標規劃、碳監測、碳披露、碳減排、碳交易及風險規避、提高企業競爭力等若干方面內容。公司的碳管理行動可能是自愿的，也可能是強制的，它取決于企業所在的政策監管環境。由于公司所處的行業千差萬別，所以低碳技術和方法也各不相同，完整的碳管理體系通常包括如下基本內容。

①碳監測。碳監測是碳管理的前提和基礎。公司通過監測整個業務流程中的碳排放，才能找到減排空間，并形成減排計劃。碳監測包括對溫室氣體的常規或臨時的數據收集、監測和計算等活動，還包括檢測儀器、計算軟件等軟硬件支持系統。碳監測遵循一系列標準方法和原則。國際上較為通用的是溫室氣體議定書（GHG Protocol）和ISO14064溫室氣體核證標準。前者包括企業核算與報告準則以及項目量化準則兩個標準，這兩個標準既有關聯但又相互獨立；后者由國際標準化協會（ISO）制定，旨在為溫室氣體排放的監測、量化和削減提供一套操作方法和工具。

②公司碳治理結構與戰略。公司碳治理結構是指企業推進低碳管理行動中的組織系統、權利責任分配和資源配置等一系列決策機制及落實方式。碳戰略是指在公司低碳增長轉型過程中選擇目標、原則和行動方案，通常由高層制定并整合到業務流程中。公司碳治理結構服從碳管理戰略的要求，圍繞碳管理戰略，設立、調整行政系統，并作出資源和任務安排。

③碳信息披露。碳信息披露是公司為特定目的而依照法律規定或自愿原則將其自身的碳管理戰略、經營狀況等信息和資料向特定機構所報告，并向社會公開或公告的行為。碳信息披露既包括碳管理行動執行前的披露，也包括執行過程中的持續信息公開和執行后的績效披露。碳信息披露包括強制披露和自愿披露兩種類型。前者是企業向政府部門、公眾、投資人等就特定事項采取法定方式在規定的時間內進行披露，讓有關主體了解企業的碳管理行動。后者則是企業自發地進行碳信息披露，主動給公眾提供碳管理的有關信息，以獲得內部和外部利益相關方的認可。目前全球最普遍使用的自發報告模式有碳信息披露項目（CDP）和全球報告倡議組織（GRI）兩種。

④創造財務收益和降低風險。創造財務收益和降低風險是公司通過碳管理直接或間接增加公司利潤及降低或規避企業合規風險的行為。公司通過在強制減排交易市場或自由交易市場上出售核證的碳減排量，獲取碳管理的收益，直接增加企業的利潤。此外，低碳環保形象的確立，有助于企業贏得更多客戶，獲得潛在價值。對企業而言，節能減排也可以提高企業能源的使用效率，減少支出，節約成本。因此，碳管理直接或間接為企業創造了財務收益。

上述內容分布在碳管理活動的決策、實施、業績評估等不同階段。碳管理決策是公司實施碳管理活動的第一個階段，是企業形成低碳戰略目標的過程。在這一階段，公司通常設立諸如氣候管理委員會、碳管理領導小組等類似機構來總體策劃公司的碳排放目標，并實行管理權。碳管理機構在確定碳排放目標前，會識別公司的“碳足跡”，依照相關計量標準收集數據并計算經營過程中的碳排放基線，然后確定碳排放目標，并將目標分解到各個部門及生產環節上，作為期末的碳績效考核的依據。

碳管理實施是公司在既定的碳排放目標下，推進碳減排的整個過程。根據邁克爾·波特價值鏈理論，工業企業的活動可以分為基本活動和輔助活動，基本活動是實現公司價值不可或缺的活動，諸如原材料采購、生產制造、運輸、銷售、售后服務等。事實上，碳排放伴隨著公司活動產生，而且主要產生在基本活動過程中。產品的工藝設計決定了產品的材質、尺寸、功能等關鍵因素，對加工過程中的碳排放量具有直接影響。此外，產品生命周期終結時，或焚燒或掩埋或循環利用，處理方式不同，碳排放差異也很大。因此，在設計碳管理效能評價指標體系時不得不考慮設計、采購、生產制造、運輸、銷售、售后和回收等因素。

碳管理業績是公司一定時期（如一年）碳管理活動的產出。企業經營過程中，必須定期比較原始目標與現有績效產出，進行考核和總結，并予以獎懲。公司往往會在這一階段公布公司的碳管理信息，傳達碳管理任務完成情況及績效考評結果。這種披露行為可能是公開的，也可能半公開，或僅在公司內部進行通報。一些碳管理戰略意識強烈的公司，會申請低碳認證或進行碳交易，提升產品競爭力，實現碳管理的更高回報。基于以上分析，本文從碳管理決策、碳管理實施和碳管理業績三個方面構建公司碳管理效能評估指標體系，如圖1所示。

3 結束語

公司碳管理效能評價指標體系是由表征公司碳管理效能各方面特性及其相互聯系的多個指標，依據碳管理活動的內涵所構成的具有內在結構的有機整體。公司碳管理效能評價指標體系是評估公司低碳執行力和減排效果等碳管理效能的前提，也是公司低碳行動的指南。因此，科學設定公司碳管理效能評估指標體系至關重要。本文認為公司碳管理效能評估指標體系需要依據科學性原則、全面性原則、可行性原則、重要性原則等原則，深入分析碳管理活動的內涵，將碳管理活動不同階段的關鍵行為予以指標化考核，才能全面反映公司碳管理效能的大小。

參考文獻：

[1]CDP. The carbon management strategic priority[R]. Published by CDP，2012.