減少碳排放措施范文

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減少碳排放措施

篇1

作者簡介:石岳峰,博士生,主要研究方向為農(nóng)田溫室氣體排放。

基金項目:Climate, Food and Farming Research Network (CLIFF)資助;中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生科研創(chuàng)新專項(編號:KYCX2011036)。

摘要

農(nóng)田是CO2,CH4和N2O三種溫室氣體的重要排放源, 在全球范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動貢獻了約14%的人為溫室氣體排放量,以及58%的人為非CO2排放,不合理的農(nóng)田管理措施強化了農(nóng)田溫室氣體排放源特征,弱化了農(nóng)田固碳作用。土壤碳庫作為地球生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的碳庫之一,同時也是溫室氣體的重要源/匯。研究表明通過采取合理的農(nóng)田管理措施,既可起到增加土壤碳庫、減少溫室氣體排放的目的,又能提高土壤質(zhì)量。農(nóng)田土壤碳庫除受溫度、降水和植被類型的影響外,還在很大程度上受施肥量、肥料類型、秸稈還田量、耕作措施和灌溉等農(nóng)田管理措施的影響。本文通過總結(jié)保護性耕作/免耕,秸稈還田,氮肥管理,水分管理,農(nóng)學(xué)及土地利用變化等農(nóng)田管理措施,探尋增強農(nóng)田土壤固碳作用,減少農(nóng)田溫室氣體排放的合理途徑。農(nóng)田碳庫的穩(wěn)定/增加,對于保證全球糧食安全與緩解氣候變化趨勢具有雙重的積極意義。在我國許多有關(guān)土壤固碳與溫室氣體排放的研究尚不系統(tǒng)或僅限于短期研究,這也為正確評價各種固碳措施對溫室氣體排放的影響增加了不確定性。

關(guān)鍵詞 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng);溫室氣體;秸稈還田;保護性耕作;氮素管理;固碳

中圖分類號 S181 文獻標(biāo)識碼 A

文章編號 1002-2104(2012)01-0043-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.01.008

人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動產(chǎn)生了大量的CO2, CH4和N2O等溫室氣體,全球范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動貢獻了約14%的人為溫室氣體排放量,以及58%的人為非CO2排放(其中N2O占84%,CH4占47%)[1]。在許多亞洲、拉丁美洲和非洲的發(fā)展中國家,農(nóng)業(yè)更成為溫室氣體的最大排放源,同時由于人口快速增長帶來了糧食需求的大量增加,使得未來20年中農(nóng)田溫室氣體的排放量也會有所增加[2]。大氣中溫室氣體濃度的升高可能引起的全球氣候變化已受到各國的廣泛重視。

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中溫室氣體的產(chǎn)生是一個十分復(fù)雜的過程,土壤中的有機質(zhì)在不同的氣候、植被及管理措施條件下,可分解為無機C和N。無機C在好氧條件下多以CO2的形式釋放進入大氣,在厭氧條件下則可生成CH4。銨態(tài)氮可在硝化細菌的作用下變成硝態(tài)氮,而硝態(tài)氮在反硝化細菌的作用下可轉(zhuǎn)化成多種狀態(tài)的氮氧化合物,N2O可在硝化/反硝化過程中產(chǎn)生。在氣候、植被及農(nóng)田管理措施等各因子的微小變化,都會改變CO2,CH4和N2O的產(chǎn)生及排放。

而通過增加農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的碳庫儲量被視為一種非常有效的溫室氣體減排措施。農(nóng)田土壤碳庫除受溫度、降水和植被類型的影響外,還在很大程度上受施肥量、肥料類型、秸稈還田量、耕作措施和灌溉等農(nóng)田管理措施的影響。通過增施有機肥、采用免耕/保護性耕作、增加秸稈還田量等措施,可以減少農(nóng)田土壤CO2凈排放量,同時起到穩(wěn)定/增加土壤有機碳含量作用。農(nóng)田碳庫的穩(wěn)定/增加,對于保證全球糧食安全與緩解氣候變化趨勢具有雙重的積極意義[3]。中國農(nóng)田管理措施對土壤固碳的研究主要集中在土壤碳的固定、累積與周轉(zhuǎn)及其對氣候變化的反饋機制,正確評估農(nóng)田土壤碳固定在溫室氣體減排中的作用,加強農(nóng)田碳匯研究具有重要意義。

1 農(nóng)田固碳

土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成成分,它與大氣以及陸地生物群落共同組成系統(tǒng)中碳的主要貯存庫和交換庫。土壤碳分為土壤有機碳(soil organic carbon, SOC)和土壤無機碳(soil inorganic carbon, SIC)。SIC相對穩(wěn)定,而SOC則時刻保持與大氣的交換和平衡,因此對SOC的研究是土壤碳研究的主要方面。據(jù)估計,全球約有1.4×1012-1.5×1012t的碳是以有機質(zhì)形式儲存于土壤中,土壤貢獻給大氣的CO2量是化石燃料燃燒貢獻量的10倍[4],因此SOC的微小變化都將會對全球氣候變化產(chǎn)生重要影響。同時,土壤碳庫與地上部植物之間有密切關(guān)系,SOC的固定、累積與分解過程影響著全球碳循環(huán),外界環(huán)境的變化也強烈的影響著地上部植物的生長與土壤微生物對土壤累積碳的分解。

Lal認為SOC的增加可以起到改善土壤質(zhì)量,增加土壤生產(chǎn)力,減少土壤流失風(fēng)險,降低富營養(yǎng)化和水體污染危害的作用,且全球耕地總固碳潛力為0.75-1.0 Pg•a-1, IPCC 第四次評估報告剔除全球農(nóng)業(yè)固碳1 600-4 300 Mt a-1(以CO2計),其中90%來自土壤固碳[5]。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是受人類干擾最重的陸地生態(tài)系統(tǒng),與自然土壤相比,農(nóng)田土壤在全球碳庫中最為活躍,其土壤碳水平直接受人類活動的影響和調(diào)控空間大,農(nóng)田土壤碳含量管理及對溫室氣體影響機制正日益受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。農(nóng)田管理措施是影響SOC固定、轉(zhuǎn)化及釋放的主要因素,同時還受土地利用方式、氣候變化等多因素的共同影響,因此對農(nóng)田碳庫的評價及調(diào)整措施需全面考慮多種因素的交互作用。

2 農(nóng)田固碳措施對溫室氣體排放的影響

近年來,農(nóng)田土壤固碳的研究已經(jīng)成為全球變化研究的一大熱點。大量研究表明,SOC儲量受諸多因素的影響,如采用保護性/免耕措施、推廣秸稈還田、平衡施用氮肥、采用輪作制度和土地利用方式等,上述管理措施的差異導(dǎo)致農(nóng)田土壤有機碳庫的顯著差別,并影響農(nóng)田溫室氣體排放水平。

2.1 保護性耕作/免耕措施

保護性耕作作為改善生態(tài)環(huán)境尤其是防治土壤風(fēng)蝕的新型耕作方式,在多個國家已經(jīng)有廣泛的研究和應(yīng)用。中國開展的保護性耕作研究證明了其在北方地區(qū)的適用性[6],并且已進行了保護性耕作對溫室效應(yīng)影響的相關(guān)研究。統(tǒng)計表明2004年全球范圍內(nèi)免耕耕作的面積約為95 Mha, 占全球耕地面積的7%[7], 并且這一面積有逐年增加的趨勢。

常規(guī)耕作措施會對土壤物理性狀產(chǎn)生干擾,破壞團聚體對有機質(zhì)的物理保護,影響土壤溫度、透氣性,增加土壤有效表面積并使土壤不斷處于干濕、凍融交替狀態(tài),使得土壤團聚體更易被破壞,加速團聚體有機物的分解[8]。免耕/保護性耕作可以避免以上干擾,減少SOC的分解損失[9]。而頻繁的耕作特別是采用犁耕會導(dǎo)致SOC的大量損失,CO2釋放量增加,而免耕則能有效的控制SOC的損失,增加SOC的儲量,降低CO2的釋放量[10]。West和 Post研究發(fā)現(xiàn)從傳統(tǒng)耕作轉(zhuǎn)變?yōu)槊飧梢怨潭?.57±0.14 Mg C ha-1yr-1[11]。但對于保護性耕作/免耕是否有利于減少溫室氣體效應(yīng)尚不明確,這是由于一方面免耕對減少CO2排放是有利的,表現(xiàn)為免耕可以減少燃油消耗所引起的直接排放;另一方面,秸稈還田以后秸稈碳不會全部固定在土壤中,有一部分碳以氣體的形式從農(nóng)田釋放入大氣[12]。

免耕會導(dǎo)致表層土壤容重的增加,產(chǎn)生厭氧環(huán)境,減少SOC氧化分解的同時增加N2O排放[13];采用免耕后更高的土壤水分含量和土壤孔隙含水量(Water filled pore space, WFPS)能夠刺激反硝化作用,增加N2O排放[14];同時免耕導(dǎo)致的N在表層土壤的累積也可能是造成N2O排放增加的原因之一,在歐洲推廣免耕措施以后,土壤固碳環(huán)境效益將被增排的N2O抵消50%以上[15]。但也有新西蘭的研究表明,常規(guī)耕作與免耕在N2O排放上無顯著性差異[16],還有研究認為鑿式犁耕作的農(nóng)田N2O排放比免耕高,原因可能是免耕時間太短,對土壤物理、生物性狀還未產(chǎn)生影響。耕作會破壞土壤原有結(jié)構(gòu),減少土壤對CH4的氧化程度[17]。也有研究表明,翻耕初期會增加土壤對CH4的排放,但經(jīng)過一段時間(6-8 h)后,CH4排放通量有所降低[18]。

總之,在增加土壤碳固定方面,保護性耕作和免耕的碳增匯潛力大于常規(guī)耕作;在凈碳釋放量方面,常規(guī)耕作更多起到CO2源的作用,而保護性耕作和免耕則起到CO2匯的作用;在碳減排方面,免耕和保護性耕作的減排潛力均大于常規(guī)耕作;由于N2O和CH4的排放受多種因素的綜合影響,因此耕作措施對這兩種溫室氣體排放的影響還有待進一步研究。

2.2 秸稈管理措施

作物秸稈作為土壤有機質(zhì)的底物,且作物秸稈返還量與SOC含量呈線性關(guān)系,因此作物秸稈是決定SOC含量的關(guān)鍵因子之一。秸稈還田有利于土壤碳匯的增加,同時避免秸稈焚燒過程中產(chǎn)生溫室氣體。因此,秸稈還田是一項重要而又可行的農(nóng)田碳匯管理措施。秸稈還田以后,一部分殘留于土壤中成為土壤有機質(zhì)的來源,另一部分將會以CO2氣體的形式散逸到大氣中,因此,隨著秸稈還田量的增加CO2排放也會增加。有研究表明,秸稈經(jīng)過多年分解后只有3%碳真正殘留在土壤中,其他97%都在分解過程中轉(zhuǎn)化為CO2散逸到大氣中[19]。秸稈還田會增加土壤有機質(zhì)含量,而有機質(zhì)是產(chǎn)生CH4的重要底物,因此秸稈還田會增加CH4的排放。綜合考量,秸稈還田措施會引起CH4排放的增加,但直接減少了對CO2的排放,同時秸稈還田相對提高了土壤有機質(zhì)含量,有利于土壤碳的增加,對作物增產(chǎn)具有積極作用。

秸稈還田措施對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)C、N循環(huán)的影響可表現(xiàn)為:一方面由于供N量的增加,可促進反硝化和N2O排放量的增加;另一方面表現(xiàn)為高C/N的秸稈進入農(nóng)田后會進行N的生物固定,降低反硝化N損失;同時在秸稈分解過程中還可能產(chǎn)生化感物質(zhì),抑制反硝化[20]。我國采用秸稈還田農(nóng)田土壤固碳現(xiàn)狀為2389Tg•a-1,而通過提高秸稈還田量土壤可達的固碳潛力為4223Tg•a-1[3],與國外研究結(jié)果相比較,Vleeshouwers等研究認為,如果歐洲所有農(nóng)田均采用秸稈還田措施,歐洲農(nóng)田土壤的總固碳能力可達34Tg•a-1[21]。La1預(yù)測采用秸稈還田措施后全球農(nóng)田土壤的總固碳能力可達200Tg•a-1[22]。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展及長期以來氮肥的過量投入,氮肥損失也是日益嚴重,可通過秸稈還田措施與氮肥的配合施用降低氮肥的反硝化作用及N2O的排放。但秸稈還田后秸稈與土壤的相互作用異常復(fù)雜,因此需要進一步開展秸稈施入土壤后與土壤的相互作用機理及田間實驗研究。

2.3 氮肥管理措施

在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,土壤中的無機氮是提高作物生產(chǎn)力的重要因素,氮肥投入能夠影響SOC含量,進而對農(nóng)田碳循環(huán)和溫室氣體排放產(chǎn)生重要影響。長期施用有機肥能顯著提高土壤活性有機碳的含量,有機肥配施無機肥可提高作物產(chǎn)量,而使用化學(xué)肥料能增加SOC的穩(wěn)定性[23]。農(nóng)業(yè)中氮肥的投入為微生物生長提供了豐富的氮源,增強了微生物活性,從而影響溫室氣體的排放。但也有研究在長期增施氮肥條件下能夠降低土壤微生物的活性,從而減少CO2的排放[24]。有研究表明,CO2排放與土壤不同層次的SOC及全N含量呈正相關(guān)性,說明在環(huán)境因子相對穩(wěn)定的情況下,土壤SOC和全N含量直接或間接地決定CO2排放通量的變化[25]。對農(nóng)業(yè)源溫室氣體源與匯的研究表明,減少氨肥、增施有機肥能夠減少旱田CH4排放,而施用緩/控釋氮肥和尿素復(fù)合肥能顯著減少農(nóng)田土壤NO2的排放[26]。但也有研究表明,無機氮肥施用可減少土壤CH4的排放量,而有機肥施用對原有機質(zhì)含量低的土壤而言可大幅增加CH4的排放量[27]。長期定位施肥實驗的結(jié)果表明,氮肥對土壤CH4氧化主要來源于銨態(tài)氮而不是硝態(tài)氮,因為氨對CH4氧化有競爭性抑制作用。此外,長期施用氮肥還改變了土壤微生物的區(qū)系及其活性,降低CH4的氧化速率,導(dǎo)致CH4凈排放增加[28]。全球2005年生產(chǎn)的100 Mt N中僅有17%被作物吸收,而剩余部分則損失到環(huán)境中[29]。單位面積條件下,有機農(nóng)田較常規(guī)農(nóng)田有更少的N2O釋放量,單位作物產(chǎn)量條件下,兩種農(nóng)田模式下N2O的釋放量無顯著性差異[23]。尿素硝化抑制劑的使用可以起到增加小麥產(chǎn)量,與尿素處理相比對全球增溫勢的影響降低8.9-19.5%,同時還可能起到減少N2O排放的目的[30]。合理的氮素管理措施有助于增加作物產(chǎn)量、作物生物量,同時配合秸稈還田等措施將會起到增加碳匯、減少CO2排放的作用。同時必須注意到施肥對農(nóng)田碳匯的效應(yīng)研究應(yīng)建立在大量長期定位試驗的基礎(chǔ)上,對不同氣候區(qū)采用不同的氮肥管理措施才能起到增加農(nóng)田固碳目的。

2.4 水分管理措施

土壤水分狀況是農(nóng)田土壤溫室氣體排放或吸收的重要影響因素之一。目前全球18%的耕地屬水澆地,通過擴大水澆地面積,采取高效灌溉方法等措施可增加作物產(chǎn)量和秸稈還田量,從而起到增加土壤固碳目的[31]。水分傳輸過程中機械對燃料的消耗會帶來CO2的釋放,高的土壤含水量也會增加N2O的釋放,從而抵消土壤固碳效益[32]。濕潤地區(qū)的農(nóng)田灌溉可以促進土壤碳固定,通過改善土壤通氣性可以起到抑制N2O排放的目的[33]。土壤剖面的干濕交替過程已被證實可提高CO2釋放的變幅,同時可增加土壤硝化作用和N2O的釋放[34]。采用地下滴灌等農(nóng)田管理措施,可影響土壤水分運移、碳氮循環(huán)及土壤CO2和N2O的釋放速率,且與溝灌方式相比不能顯著增加溫室氣體的排放[35]。

稻田土壤在耕作條件下是CH4釋放的重要源頭,但通過采取有效的稻田管理措施可以

減少水稻生長季的CH4釋放。如在水稻生長季,通過實施一次或多次的排水烤田措施可有

效減少CH4釋放,但這一措施所帶來的環(huán)境效益可能會由于N2O釋放的增加而部分抵消,

同時此措施也容易受到水分供應(yīng)的限制,且CH4和N2O的全球增溫勢不同,烤田作為CH4

減排措施是否合理仍然有待于進一步的定量實驗來驗證。在非水稻生長季,通過水分管理尤

其是保持土壤干燥、避免淹田等措施可減少CH4釋放。

許多研究表明,N2O與土壤水分之間有存在正相關(guān)關(guān)系,N2O的釋放隨土壤濕度的增加而增加[36],并且在超過土壤充水孔隙度(WFPS)限值后,WFPS值為60%-75%時N2O釋放量達到最高[37]。Bateman和Baggs研究表明,在WFPS為70%時N2O的釋放主要通過反硝化作用進行,而在WFPS值為35%-60%時的硝化作用是產(chǎn)生N2O的重要途徑[38]。由此可見,WFPS對N2O的產(chǎn)生釋放影響機理前人研究結(jié)果并不一致,因此有必要繼續(xù)對這一過程深入研究。

2.5 農(nóng)學(xué)措施

通過選擇作物品種,實行作物輪作等農(nóng)學(xué)措施可以起到增加糧食產(chǎn)量和SOC的作用。有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用地表覆蓋,種植覆蓋作物,豆科作物輪作等措施來增加SOC,但同時又會對CO2,N2O及CH4的釋放產(chǎn)生影響,原因在于上述措施有助于增強微生物活性,進而影響溫室氣體產(chǎn)生與SOC形成/分解[39],從而增加了對溫室氣體排放影響的不確定性。種植豆科固氮植物可以減少外源N的投入,但其固定的N同樣會起到增加N2O排放的作用。在兩季作物之間通過種植生長期較短的綠被植物既可起到增加SOC,又可吸收上季作物未利用的氮,從而起到減少N2O排放的目的[40]。

在新西蘭通過8年的實驗結(jié)果表明,有機農(nóng)場較常規(guī)農(nóng)場有更高的SOC[41],在荷蘭通過70年的管理得到了相一致的結(jié)論[42]。Lal通過對亞洲中部和非洲北部有機農(nóng)場的研究表明,糞肥投入及豆科作物輪作等管理水平的提高,可以起到增加SOC的目的[31]。種植越冬豆科覆蓋作物可使相當(dāng)數(shù)量的有機碳進入土壤,減少農(nóng)田土壤CO2釋放的比例[39],但是這部分環(huán)境效益會由于N2O的大量釋放而部分抵消。氮含量豐富的豆科覆蓋作物,可增加土壤中可利用的碳、氮含量,因此由微生物活動造成的CO2和N2O釋放就不會因缺少反應(yīng)底物而受限[43]。種植具有較高C:N比的非固氮覆蓋作物燕麥或深根作物黑麥,會因為深根系統(tǒng)更有利于帶走土壤中的殘留氮,從而減弱覆蓋作物對N2O產(chǎn)生的影響[44]。綜上,通過合理選擇作物品種,實施作物輪作可以起到增加土壤碳固定,減少溫室氣體排放的目的。

2.6 土地利用變化措施

土地利用變化與土地管理措施均能影響土壤CO2,CH4和N2O的釋放。將農(nóng)田轉(zhuǎn)變成典型的自然植被,是減少溫室氣體排放的重要措施之一[31]。這一土地覆蓋類型的變化會導(dǎo)致土壤碳固定的增加,如將耕地轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸睾髸捎跍p少了對土壤的擾動及土壤有機碳的損失,使得土壤碳固定的自然增加。同時由于草地僅需較低的N投入,從而減少了N2O的排放,提高對CH4的氧化。將旱田轉(zhuǎn)變?yōu)樗飼?dǎo)致土壤碳的快速累積,由于水田的厭氧條件使得這一轉(zhuǎn)變增加了CH4的釋放[45]。由于通過土地利用類型方式的轉(zhuǎn)變來減少農(nóng)田溫室氣體的排放是一項重要的措施,但是在實際操作中往往會以犧牲糧食產(chǎn)量為代價。因此,對發(fā)展中國家尤其是如中國這樣的人口眾多的發(fā)展中國家而言,只有在充分保障糧食安全等前提條件下這一措施才是可考慮的選擇。

3 結(jié)語與展望

農(nóng)田管理中存在顯著增加土壤固碳和溫室氣體減排的機遇,但現(xiàn)實中卻存在很多障礙性因素需要克服。研究表明,目前農(nóng)田溫室氣體的實際減排水平遠低于對應(yīng)管理方式下的技術(shù)潛力,而兩者間的差異是由于氣候-非氣候政策、體制、社會、教育及經(jīng)濟等方面執(zhí)行上的限制造成。作為技術(shù)措施的保護性耕作/免耕,秸稈還田,氮肥投入,水分管理,農(nóng)學(xué)措施和土地利用類型轉(zhuǎn)變是影響農(nóng)田溫室氣體排放的重要方面。常規(guī)耕作增加了燃料消耗引起溫室氣體的直接排放及土壤閉蓄的CO2釋放,而免耕、保護性耕作穩(wěn)定/增加了SOC,表現(xiàn)為CO2的匯;傳統(tǒng)秸稈處理是將秸稈移出/就地焚燒處理,焚燒產(chǎn)生的CO2占中國溫室氣體總排放量的3.8%,而秸稈還田直接減少了CO2排放增加了碳匯;氮肥投入會通過對作物產(chǎn)量、微生物活性的作用來影響土壤固碳機制,過量施氮直接增加NO2的排放,針對特定氣候區(qū)和種植模式采取適當(dāng)?shù)牡毓芾泶胧┛梢云鸬皆黾油寥捞脊潭?,減少溫室氣體排放的目的;旱田采用高效灌溉措施,控制合理WFPS不僅能提高作物產(chǎn)量,還可增加土壤碳固定、減少溫室氣體排放;間套作農(nóng)學(xué)措施、種植豆科固氮作物以及深根作物可以起到增加SOC的目的,減少農(nóng)田土壤CO2釋放的比例;將農(nóng)田轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀恢脖桓采w,可增加土壤碳的固定,但此措施的實施應(yīng)充分考慮由于農(nóng)田面積減少而造成糧食產(chǎn)量下降、糧食漲價等一系列問題。

在我國許多有關(guān)土壤固碳與溫室氣體排放的研究尚不系統(tǒng)或僅限于短期研究,因此為正確評價各種管理措施下的農(nóng)田固碳作用對溫室氣體排放的影響增加了不確定性。本文結(jié)果認為,保護性耕作/免耕,秸稈還田,合理的水、氮、農(nóng)學(xué)等管理措施均有利于增加土壤碳匯,減少農(nóng)田CO2排放,但對各因素協(xié)同條件下的碳匯及溫室氣體排放效應(yīng)尚需進一步研究。在未來農(nóng)田管理中,應(yīng)合理利用管理者對農(nóng)田環(huán)境影響的權(quán)利,避免由于過度干擾/管理造成的災(zāi)難性后果;結(jié)合農(nóng)田碳庫特點,集成各種農(nóng)田減少溫室氣體排放、減緩氣候變化的保護性方案;努力發(fā)展替代性能源遏制農(nóng)田管理對化石燃料的過度依賴,從而充分發(fā)掘農(nóng)田所具有的增加固碳和溫室氣體減排的潛力。

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Advance in Evaluation the Effect of Carbon Sequestration Strategies on

Greenhouse Gases Mitigation in Agriculture

SHI Yuefeng1 WU Wenliang1 MENG Fanqiao1 WANG Dapeng1 ZHANG Zhihua2

(1. College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China;

2. College of Resources Science & Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)

Abstract

Agricultural field is an important source for three primary greenhouse gases (GHGs), including CO2, CH4 and N2O. Unreasonable agricultural managements increase GHGs and decrease the effect of soil carbon sequestration. Agricultural activities generate the largest share, 58% of the world’s anthropogenic noncarbon dioxide (nonCO2) emission, and make up roughly 14% of all anthropogenic GHG emissions. And soil carbon pool is the most active carbon pools in ecosystems. In addition, soil carbon pool could be a source or sink of GHGs.

篇2

全球性船舶碳排放核查、管理將如期而至,未來越來越嚴密的碳排放管理體系以及市場減排措施,將在成本和技術(shù)上給航運和造船企業(yè)帶來嚴峻挑戰(zhàn)。

航運業(yè)是一個短期內(nèi)靠商業(yè)需求驅(qū)動且競爭激烈的行業(yè)。但是,只有那些將運營效率與顯著的企業(yè)社會責(zé)任相結(jié)合的企業(yè),才能在這個愈加挑剔的市場中獲得實實在在的長遠商業(yè)利益。

航運業(yè)面臨成本壓力

業(yè)內(nèi)人士指出,中國在船舶能效設(shè)計指數(shù)(EEDI)方面的達標(biāo)情況并不樂觀,有近50%的船舶需要在改造措施的輔助下,才能滿足國際海事組織(IMO)提出的EEDI基準線。在當(dāng)前碳交易尚未成型的情況下,達到EEDI是航運企業(yè)的主要致力方向。

盡管目前EEDI對航運企業(yè)運營成本的影響尚不具體,但按照歐盟限制燃料硫排放量的方案,此舉或?qū)⑹谷蚝竭\業(yè)的運輸成本增加26億~110億歐元,幅度達20%~45%。目前,包括國際航運巨頭馬士基航運在內(nèi)的許多航運企業(yè),都是通過船舶大型化以及低速航行來減少邊際的碳排放量,滿足相應(yīng)的國家碳排放標(biāo)準。

DNV GL大中華區(qū)海事部戰(zhàn)略發(fā)展總監(jiān)吳巨圣向記者解釋,在船舶大型化狀態(tài)下,船舶所載貨物增多,但消耗的燃料并沒有增加,因此單位貨物所消耗的燃料就減少,而二氧化碳排放量正比于燃料使用量,船舶運營的碳排放也就相應(yīng)減少。此外,從廣義來講,燃料消耗的增加與速度的立方和功率輸出成正比關(guān)系,降低航速也能明顯降低碳排放,船舶在經(jīng)濟航速下,航運企業(yè)也可實現(xiàn)低碳管理。一般而言,航速降低4%,碳排放能降低13%。

此外,對于航運企業(yè)而言,降低船舶碳排放的營運措施還包括減小船體的粗糙度、加強日常管理維護等,據(jù)粗略估算,每年因船體粗糙度增加的額外燃油消耗為30%左右。加強對船舶的管理,使推進裝置等船舶設(shè)備處于最佳工作狀態(tài),也可有效降低碳排放。據(jù)悉,2008―2009年,中海集運對原使用傳統(tǒng)防污漆的10艘大型集裝箱船進行改造,在使用新型防污漆后,船舶的平均節(jié)油率達到5%,每年可節(jié)約燃油1.15萬噸。

而船舶碳排放的監(jiān)測主要由航運企業(yè)及認證方來進行,不少先進的大型航運企業(yè)已在這方面邁出了步伐。

馬士基航運是該領(lǐng)域的先行者,早在2013年年初,馬士基航運便宣布于2012年提前實現(xiàn)此前設(shè)定的碳排放目標(biāo),即基于2007年的碳排放量數(shù)據(jù),在2020年前將碳排放量減少25%。馬士基航運進一步提出,將致力于在2020年前減少40%的碳排放量。馬士基航運指出,該目標(biāo)的實現(xiàn),很大程度上得益于管理運作效率、航線網(wǎng)絡(luò)、航線優(yōu)化、減速航行與技術(shù)創(chuàng)新的完美結(jié)合。通過關(guān)注能源效率,馬士基航運大大降低了運營成本,2012年節(jié)約16億美元的燃油成本,使整體業(yè)績成功扭虧為盈。

而未來歐盟二氧化碳排放監(jiān)測、報告、核查(MRV)機制的運行也將對航運企業(yè)提出挑戰(zhàn)。航運業(yè)務(wù)是國際運輸行為,雖然歐盟MRV機制對歐盟成員國以外的船旗國主管機關(guān)并不具有強制性,但船舶若想在規(guī)則生效后掛靠歐盟港口,必須獲得由指定第三方審核后的符合證明,這就迫使歐盟外的國家某種程度也需遵守這一機制。對于航運企業(yè)來說,為了適應(yīng)MRV機制的減排要求,勢必要加大對減排技術(shù)的投入,提高船舶能效,其營運成本在短期內(nèi)也將大幅增加。

有消息稱,赫伯羅特正準備成為全球首家能滿足歐盟MRV機制要求并通過認證的航運企業(yè)。赫伯羅特與DNV GL合作開展一項驗證項目,以證實其整個船隊針對即將生效的MRV機制已做好準備,驗證范圍包括排放數(shù)據(jù)監(jiān)控和報告的全過程,以及監(jiān)控―報告軟件的校驗等。業(yè)內(nèi)人士表示,這種驗證能幫助航運企業(yè)確保對MRV機制的認證挑戰(zhàn)做好準備,并從中發(fā)現(xiàn)可能存在的差距,采取相應(yīng)的補救措施。

此外,未來參與碳交易或碳稅的航運企業(yè),首先要實現(xiàn)企業(yè)和船舶級別的碳排放滿足MRV機制,因而構(gòu)建一個規(guī)范的數(shù)據(jù)管理體系尤為重要。然而,除中國遠洋和中海集運外的中國航運企業(yè),如今甚至還摸不清自己碳排放的“家底”,在該項買賣中將處于不利境地。

造船業(yè)直面技術(shù)挑戰(zhàn)

近年來, IMO制定實施了一系列貫徹節(jié)能減排、安全環(huán)保、質(zhì)量要求的國際造船新規(guī)范、新標(biāo)準,如船舶共同結(jié)構(gòu)規(guī)范(CSR)、EEDI、涂層新標(biāo)準(PSPC)、目標(biāo)型船舶建造標(biāo)準(GBS)和壓載水管理公約(BMW)等。這些國際造船新規(guī)范、新標(biāo)準對中國船舶(股票)工業(yè)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。

EEDI作為IMO提出的衡量船舶能效水平的重要指標(biāo),簡單來講,是根據(jù)二氧化碳排放量和貨運能力的比值來表示船舶的能效,其中航速、船舶裝載量和為達到該航速需要的安裝功率是主要參數(shù),采用新節(jié)能技術(shù)是優(yōu)化EEDI的一種措施。

減少碳排放的技術(shù)措施主要包括改進船舶設(shè)計、提高發(fā)動機效率、供應(yīng)岸電、利用替代燃料等。船檢專業(yè)人士表示,盡管中國作為發(fā)展中國家援引相關(guān)免除條款,可以將EEDI的適用期限推遲,但中國并未推遲執(zhí)行。目前來看,中國造船企業(yè)在改進船舶設(shè)計滿足EEDI要求方面應(yīng)對較為出色,中國建造的新船均能達到EEDI基準線,并陸續(xù)有新船交付。

在上述專業(yè)人士看來,EEDI更多是船型設(shè)計和主機選型的問題,對造船企業(yè)影響并不是主要的,因為大多數(shù)造船企業(yè)沒有自主設(shè)計能力。對5年之后EEDI碳排放量再降10%、10年后降30%的要求,相關(guān)船舶設(shè)計院、主機生產(chǎn)廠家需采取更多措施努力達標(biāo),如優(yōu)化船型、開發(fā)新能源船型、開發(fā)少壓載水船型、采用螺旋槳節(jié)能技術(shù)和采用節(jié)能涂層等。

對船舶減排技術(shù)要求提升,這將增加造船成本,可能會進一步加劇中國造船行業(yè)的低迷。同時中國造船業(yè)還面臨與日韓的技術(shù)競爭,在EEDI下,不同類型的船舶會有不同的設(shè)計標(biāo)準。此前,有報道指出,某國際航運企業(yè)抱怨某中國造船企業(yè)建造的散貨船并未如預(yù)期節(jié)省燃油,致使其更新新型節(jié)能環(huán)保船的設(shè)想落空。而在中國造船企業(yè)接獲訂單較多的散貨船領(lǐng)域,也有船東表示,日本造船企業(yè)建造的環(huán)保型散貨船表現(xiàn)更為突出,每天最多能節(jié)省5噸燃料。

篇3

根據(jù)目前中國經(jīng)濟發(fā)展的階段來看,通過林業(yè)措施發(fā)展低碳經(jīng)濟,不僅成本低、綜合效益好,真實的吸收和減少了二氧化碳,而且不會像有些所謂低碳的工業(yè)項目,在設(shè)備生產(chǎn)過程中造成新的二氧化碳排放。因此林業(yè)是發(fā)展低碳經(jīng)濟不可缺或的重要領(lǐng)域。

一、森林是最大的儲碳庫和吸碳器

作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,森林通過光合作用吸收二氧化碳,放出氧氣,并把大氣中的二氧化碳固定在植被和土壤中。所以,森林具有碳匯功能。森林以其巨大的生物量儲存了大量的碳。作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫,森林被公認為最有效的生物固碳方式,同時又是最經(jīng)濟的吸碳器。與工業(yè)減排相比,森林固碳投資少、代價低、綜合效益大、更具經(jīng)濟可行性和現(xiàn)實操作性。森林的碳匯功能和其他許多重要的生態(tài)功能一樣,對維護全球生態(tài)安全和氣候安全一直起著重要的杠桿作用。

二、森林銳減造成大量溫室氣體排放

毀林和森林退化以及災(zāi)害導(dǎo)致森林遭受破壞后,儲存在森林生態(tài)系統(tǒng)中的碳被重新釋放到大氣中。聯(lián)合國《2000年全球生態(tài)展望》指出,全球森林已從人類文明初期的約76億hm2減少到38億hm2,減少了50%,難以支撐人類文明的大廈,對全球氣候變暖造成了嚴重影響。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)的數(shù)據(jù),2000~2005年,全球年均毀林面積為730萬hm2。IPCC第四次評估報告指出,2004年,源自森林排放的溫室氣體約占全球溫室氣體排放總量的17.4%,僅次于能源和工業(yè)部門,位列第三。而且,目前全球森林減少的趨勢仍在繼續(xù)。圍繞哥本哈根乃至今后的國際談判,許多國家和國際組織都在積極倡導(dǎo)通過恢復(fù)和保護森林生態(tài)系統(tǒng),以推動“減少毀林和退化林地造成的碳排放(REDD+)”等政策的制定,以控制溫室氣體排放,減緩氣候變暖。

三、森林是適應(yīng)氣候變化的重要措施之一

森林是適應(yīng)氣候變化的重要措施,如大規(guī)模植樹造林、治理荒漠化等,具有涵養(yǎng)水源、保持水土、防風(fēng)固沙的作用;建設(shè)農(nóng)田林網(wǎng),起到了改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、提高糧食產(chǎn)量的作用;建設(shè)沿海防護林、恢復(fù)紅樹林生態(tài)系統(tǒng),對抗御海洋災(zāi)害,保護沿海生態(tài)環(huán)境具有重要價值。而采用抗旱抗?jié)匙魑锲贩N、加固海岸提防、減少森林火災(zāi)和病蟲災(zāi)害、加快優(yōu)良林木品種選育等,有助于提高森林本身適應(yīng)氣候變化的能力,森林適應(yīng)氣候變化能力的增強,反過來又會提高森林減緩氣候變化的能力。超級秘書網(wǎng)

四、木制林產(chǎn)品與林業(yè)生物質(zhì)能源具有固碳減排作用

篇4

自2005年《京都議定書》正式生效以來,減少碳排放已經(jīng)成為應(yīng)對氣候變化領(lǐng)域的重要議題。而碳泄漏問題又是目前碳減排體系中的核心問題。國內(nèi)外學(xué)者對這一問題給予了大量關(guān)注。本文回顧了以往研究,從碳泄漏的概念及測算、碳泄漏的產(chǎn)業(yè)影響三個方面對以往研究進行了總結(jié)。目前針對碳泄漏影響及解決措施的研究依然集中于發(fā)達國家視角,對發(fā)展中國家應(yīng)對碳泄漏的研究還需進一步深入。

1.碳泄漏的概念及測算

1.1碳泄漏的概念及產(chǎn)生機制

隨著以《京都議定書》為標(biāo)志的氣候變化政策國際體系的建立,歐盟國家等發(fā)達國家先后制定了減少碳排放的政策。這些政策涵蓋了政治、經(jīng)濟、環(huán)境等諸多方面。目前,“共同但有區(qū)別的責(zé)任”已經(jīng)成為《京都議定書》締約國的共識,不同國家或地區(qū)在減排義務(wù)、環(huán)境政策以及制度安排上的均存在差異。這些差異是否會對氣候變化政策的效果產(chǎn)生消極影響成為學(xué)界研究的重點。

碳泄漏,是指在單邊氣候政策下,減排國家的氣候政策會導(dǎo)致沒有減排承諾國家碳排放量的增加的效應(yīng)(Manne A,Richels R.G.(2000),Onno Kuik(2001))。目前來看,這一概念得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛認可,被大量研究所應(yīng)用。

綜合已有研究可知,地區(qū)間氣候政策差異造成的碳排放價格差是碳泄漏產(chǎn)生的根本原因,經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、貿(mào)易模式、關(guān)稅水平、資本流動性以及技術(shù)擴散等都會對碳泄漏產(chǎn)生影響(Steffen Kallbekken,Line S.Flottorp,Nathan Rive 2007)。

碳泄漏在傳導(dǎo)機制上可以分為貿(mào)易和投資兩條途徑。具體來看可以分為以下三點:

碳排放價格差異通過化石燃料貿(mào)易傳導(dǎo)機制產(chǎn)生碳泄漏。由于《京都議定書》限制了附件B國家的碳排放,化石燃料在不同國家間會產(chǎn)生價格差異,導(dǎo)致附件B國家的化石燃料消費下降,碳排放下降;非附件B國家的化石燃料消費增加,碳排放上升,產(chǎn)生直接的碳泄漏。如Gerlagh and Kuik (2007)指出,化石燃料價格的下降會引起非減排國家對能源產(chǎn)品需求的增加。

碳排放價格差異通過碳密集型產(chǎn)品貿(mào)易的傳導(dǎo)機制產(chǎn)生碳泄漏。由于碳排放價格會影響碳密集型產(chǎn)品的價格,減排政策必然會導(dǎo)致發(fā)達國家在產(chǎn)品貿(mào)易結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生變化,導(dǎo)致具有較低排放成本國家中間產(chǎn)品需求上升,從而在這些國家引起碳泄漏。Glen and Edgar (2008)將此種碳排放稱為“弱碳泄漏”(weak carbon leakage)。EIHot (2010)認為國際貿(mào)易使得未征收碳稅國家的碳密集產(chǎn)業(yè)競爭力增強、出口增加進而碳排放增加。

通過碳密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移引起的碳泄漏。附件B國家的溫室氣體減排措施,帶來的成本差異會導(dǎo)致能源密集型產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移,顯著增加?xùn)|道國的碳排放量,從而造成碳泄漏。如Mustafa H.Babiker(2005)認為,OECD國家的溫室氣體減排措施,會顯著增加離岸能源密集型產(chǎn)品的生產(chǎn)。

1.2 計算碳泄漏率的模型研究

隨著對評估碳泄漏風(fēng)險的研究進一步深入,國外很多學(xué)者發(fā)現(xiàn)很多碳密集性產(chǎn)業(yè)確實面臨碳泄漏風(fēng)險,因此,學(xué)術(shù)界開始思考能否找到一個具體的數(shù)值來計算碳泄漏風(fēng)險,于是碳泄漏率這個指標(biāo)就產(chǎn)生了。

Alessandro Antimiani,Valeria Costantini,Chiara Martini,Luca Salvatici,Maria Cristina Tommasino(2013)使用的碳泄漏率為由減排國家的國內(nèi)減排措施所導(dǎo)致的非減排國際的二氧化碳的排放量的增加。即為由減排國家所獲得的二氧化碳含量的減少的體積的絕對值的所占的百分比。采用GREEN模型之后,得出的碳泄漏率為5%,而G-Cubed模型得出的碳泄漏率為8%,GTEM模型得出的碳泄漏率為9%,Gemini-E3模型得出的碳泄漏率為11%,WorldScan模型得出的碳泄漏率為14%,MS-MRT模型得出的碳泄漏率為26%,MERGE4模型得出的碳泄漏率為34%。Babiker與Jacoby使用了EPPACGTAP模型之后,發(fā)現(xiàn)全球碳泄漏率為6%。

Onno Kuik,Marjan Hofkes(2009)指出,碳泄漏率被定義為:世界其他國家或地區(qū)的由國內(nèi)碳減排措施所引起的,或者年均二氧化碳排放量的增量占歐盟年均二氧化碳減排量的百分比。該文獻在通過模型計算碳泄漏率方面涉及的較少。

Terry Barker,Sudhir Junankar,Hector Pollitt,Philip Summerton(2007)認為,碳泄漏率的計算公式為采取減輕碳排放措施的國家或地區(qū)以外的地方的CO2排放的增加量除以這些國家和地區(qū)的CO2排放的減少量。作者通過使用靜態(tài)可計算一般均衡模型之后,得出碳泄漏率在5-20%范圍內(nèi);然而在使用動態(tài)M3ME模型之后,得出碳泄漏率的水平很低,甚至為負。

Steffen Kallbekken,Line S.Flottorp,Nathan Rive(2007)引用前人研究認為碳泄漏率在5%-20%之間,一些研究認為碳泄漏率甚至超過100%。

根據(jù)1996年的IPCC(政府間氣候變化專門委員會)第二次評估報告(SAR)顯示,OECD(經(jīng)濟合作與發(fā)展組織)行為的世界模型所計算的碳泄漏率變動范圍很大,接近0-70%。而TAR(第三次評估報告)(IPCC,2001)顯示,碳泄漏率的范圍縮小為5-20%。

Paltsev (2001)基于1995年的數(shù)據(jù),用GTAP-EG模型(靜態(tài)全球均衡模型)分析1997年京都議定書的影響。他宣稱碳泄漏率是10.5%,根據(jù)聚集,貿(mào)易彈性和資金流動性的不同的假設(shè),碳泄漏率的波動范圍是5-15%,

綜合以上的研究,大致可以發(fā)現(xiàn)這些文獻的一些研究特征。不同學(xué)者采用的模型不同,得出的碳泄漏率不同。CGE模型和GTAP模型以及它的擴展模型的使用程度相對更多一些。碳泄漏率對于模型的設(shè)定是很敏感的,稍微改變一個條件,得出的結(jié)論可能就相差很大。

2.碳泄漏對中國碳密集產(chǎn)業(yè)的影響

趙玉煥、范靜文和易瑾超(2011)經(jīng)過對中歐貿(mào)易指標(biāo)的分析后發(fā)現(xiàn),碳泄漏進一步強化了我國粗放式的貿(mào)易增長方式和“碳密集型產(chǎn)品生產(chǎn)大國”的角色,這對于我國應(yīng)對環(huán)境和資源的負荷、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式、提升國際分工的地位和競爭力以及應(yīng)對國際氣候談判與減排壓力都是極為不利的。張學(xué)貴,何海燕(2013)運用ADF平穩(wěn)性檢驗、Johansen協(xié)整檢驗、多元回歸分析等方法檢驗了碳泄漏對碳密集型產(chǎn)業(yè)進出口貿(mào)易額的影響,研究發(fā)現(xiàn)碳泄漏進一步強化了我國粗放式的貿(mào)易增長方式和“碳密集型產(chǎn)品生產(chǎn)大國”的角色。

從上述文獻可以看出碳泄漏對中國碳密集型產(chǎn)業(yè)的貿(mào)易效應(yīng)產(chǎn)生了負面影響,這對于我國應(yīng)對環(huán)境和資源的負荷、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式、提升國際分工的地位和競爭力以及應(yīng)對國際氣候談判與減排壓力都是極為不利的。(作者單位:北京工商大學(xué))

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篇5

關(guān)鍵詞:低碳經(jīng)濟;稅收政策;稅收優(yōu)惠

中圖分類號:F124.5文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-3890(2010)11-0066-04

在全球氣候變暖的背景下,以低能耗、低污染為基礎(chǔ)的“低碳經(jīng)濟”成為全球熱點。世界各國特別是西方發(fā)達國家為搶占先機和產(chǎn)業(yè)制高點,大力推進以高效能、低排放為核心的低碳革命,著力發(fā)展低碳技術(shù),并對產(chǎn)業(yè)、能源、技術(shù)、貿(mào)易等政策進行重大調(diào)整。稅收政策作為政府宏觀調(diào)控的重要手段,在促進低碳經(jīng)濟發(fā)展方面扮演著十分重要的角色,西方各國立足本國國情制定了相應(yīng)的政策措施,在減少碳排放,促進節(jié)能產(chǎn)業(yè)和新能源及可再生能源的研發(fā)、利用等方面成效明顯。面對中國自然資源相對缺乏的基本國情,以及全球發(fā)展低碳經(jīng)濟的潮流和趨勢,借鑒國外成功經(jīng)驗,對于促進中國低碳經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的意義。

一、國外促進低碳經(jīng)濟發(fā)展的主要稅收政策

(一)歐盟

歐盟把向低碳經(jīng)濟轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略與保持經(jīng)濟增長結(jié)合起來,在應(yīng)對氣候變化與實行節(jié)能減排方面是發(fā)達國家的典范。

1. 實施相關(guān)稅制。瑞典、荷蘭和丹麥等北歐國家率先從20世紀90年代初期導(dǎo)入“地球變暖對策稅”,在1999年德國、英國、意大利等經(jīng)濟規(guī)模較大的歐洲國家開始導(dǎo)入相關(guān)稅制;歐洲主要國家從20世紀90年代末開始導(dǎo)入碳稅,根據(jù)二氧化碳的排放量對商品和服務(wù)進行課稅(見表1)。2007年6月,荷蘭財政部又專門針對二氧化碳排放量每公里超過200克和240克的柴油與汽油發(fā)動機汽車,每公里多排放1克二氧化碳征收80歐元~90歐元的附加稅[1]。此外,開征生態(tài)稅引導(dǎo)生產(chǎn)者的行為,促進生產(chǎn)商采用先進的工藝和技術(shù),進而達到改進消費模式和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的目的。如德國,除風(fēng)能、太陽能等可再生能源外,其他能源如汽油、電能、礦物等都要收取生態(tài)稅,間接產(chǎn)品也不例外。

2. 稅收優(yōu)惠。歐盟最早實施減稅和退稅的優(yōu)惠措施,鼓勵節(jié)能、替代性能源及可再生能源的利用。如奧地利對環(huán)保領(lǐng)域投資免資本稅,空氣污染控制設(shè)備減所得稅、公司稅、固定資產(chǎn)稅;挪威對旨在降低廢氣排放量的投資免投資稅;葡萄牙對利用太陽能、地?zé)?、其他形式的能源、利用垃圾生產(chǎn)能源的工具或機器的增值稅減5%。此外,實施設(shè)備投資加速折舊,如法國對空氣凈化器的電動車(船)、節(jié)能設(shè)備加速折舊;瑞士對節(jié)能、新發(fā)熱設(shè)備、太陽能設(shè)備加速折舊等等。

(二)美國

美國作為最大的發(fā)達國家和碳排放量最多的國家,把實行“綠色”財政刺激措施作為向低碳化轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略。奧巴馬政府在2009年2月17日正式通過了“美國再生、再投資法”,大約580億美元投入到環(huán)境與能源領(lǐng)域,其中直接稅式支出171美元[2],占29.48%(見表2)。

1. 實施相關(guān)稅制。美國的生態(tài)稅收制度為促進低碳經(jīng)濟發(fā)展起到了重要作用。如實施汽油稅,鼓勵廣大消費者使用節(jié)能型汽車,減少汽車廢棄物的排放;有關(guān)資料顯示,雖然美國汽車使用量大增,但其二氧化碳的排放量卻比20世紀70年代減少了99%,空氣中的一氧化碳減少了97%[3];開征能源開采稅抑制資源過度開采,據(jù)估計,可減少約10%~15%的石油開采量[4]。此外,在抑制二氧化碳的排放方面,美國雖然還沒有開征真正意義上的碳稅,但美國科羅拉多州的博爾德市對電力生產(chǎn)征收的“碳稅”,舊金山海灣地區(qū)八個縣的企業(yè)需要根據(jù)其溫室氣體的排放繳納碳費,為將來開征碳稅打下了良好的基礎(chǔ)。

2. 稅收優(yōu)惠。美國采取各種稅收優(yōu)惠政策從碳減排、可再生能源、節(jié)能、鼓勵出口等方面促進低碳經(jīng)濟的發(fā)展。(1)鼓勵碳減排的優(yōu)惠。如新型煤炭技術(shù)項目投資抵免和煤氣化投資抵免等。(2)對鼓勵可再生能源的稅收優(yōu)惠,主要是對可再生能源的投資、生產(chǎn)和利用給予稅收優(yōu)惠抵免,如對可再生能源的投資實行三年的免稅措施,對小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備投資抵免,利用可再生能源發(fā)電每千瓦時可獲1.5%稅收抵免;對太陽能和地?zé)崮茉O(shè)備投資額的10%可獲得稅收抵免。提高住宅能效利用的設(shè)備抵免。(3)鼓勵替代能源開發(fā)利用的優(yōu)惠,如生物柴油和可再生柴油抵免,延長和調(diào)整替代能源抵免,機動車能源轉(zhuǎn)換裝置抵免。(4)提高能源效率的優(yōu)惠,如商用節(jié)能建筑抵免,新節(jié)能住宅抵免等,提高住宅能效利用的設(shè)備抵免。(5)鼓勵節(jié)能的稅收優(yōu)惠,如對購買符合條件(節(jié)能環(huán)保型)機動車允許在計征州稅和聯(lián)邦消費稅時提高扣除額,延長最低選擇稅的減免等;擴大對家庭節(jié)能投資的減稅額度(每戶上限1 500美元)。(6)鼓勵出口的稅收優(yōu)惠。為確保美國產(chǎn)業(yè)的國際競爭力,對能源消耗量大且生產(chǎn)的商品在全球范圍內(nèi)交易的產(chǎn)業(yè)部門,提供“退款”或“退稅”的制度,以彌補實施排放權(quán)交易制度所帶來的成本,從而確保美國制造商與國外企業(yè)競爭時不會陷入不利的地位。

(三)日本

日本是一個能源資源缺乏的國家,由政府主導(dǎo)促進節(jié)能投資與新能源開發(fā),實現(xiàn)太陽光發(fā)電、燃料電池、蓄電池以及環(huán)保車的低成本化和低碳化。

1. 實施相關(guān)稅制。日本為了治理環(huán)境,減少污染,節(jié)約能源消費,建立了世界上最龐雜的運輸稅收體系。在國稅層次有石油消耗稅、道路使用稅、液化氣稅、機動車輛噸位稅、車輛產(chǎn)品稅以及二氧化碳稅。此外,根據(jù)“排放責(zé)任者負擔(dān)的原則”修改與汽車相關(guān)的稅制,將現(xiàn)行的以排氣量和重量為課稅依據(jù)改為以二氧化碳排放量為課稅依據(jù)。在促進混合有生物質(zhì)燃料的汽油的普及方面,導(dǎo)入生物質(zhì)燃料的促進稅制。

2. 稅收優(yōu)惠。(1)為實現(xiàn)住宅和辦公大樓的低碳化,修改住宅貸款減稅條例,對節(jié)能型住宅實行稅制上的優(yōu)惠;實施“辦公大樓領(lǐng)跑者計劃”的制度,對導(dǎo)入高效率機器設(shè)備和系統(tǒng)的實行稅制上的獎勵。(2)為促進交通運輸領(lǐng)域的低碳化,在稅制上明確獎勵購買和使用低碳汽車,對汽車擁有者(車主)在更換購買新車時購買低碳汽車者要在稅制上提供優(yōu)惠。(3)為促進可再生能源的開發(fā)與普及,在稅制方面優(yōu)惠清潔電力證書制度,并加強對智能電網(wǎng)的投資和建設(shè)支援。(4)為提高能效,對改進能源利用效率的措施除一般折舊或稅收抵免外,還可按取得成本的30%提取特別折舊。

二、國外促進低碳經(jīng)濟發(fā)展稅收政策的主要特點

(一)運用稅收政策促進低碳經(jīng)濟發(fā)展是世界各國的普遍做法,但稅收政策的側(cè)重點和政策取向存在差異

在稅收政策方面,歐盟國家為抑制二氧化碳的排放,碳稅已包含在統(tǒng)一征收的消費稅中,并取得了較好的效果。特別是芬蘭、瑞典、英國、德國、盧森堡和法國,實行碳稅政策取得了較好的效果,實現(xiàn)了各自的減排目標(biāo)。日本在2009年的稅制改革中,考慮對碳定價的重要性,實施針對二氧化碳課稅的環(huán)境稅。而美國暫未開征碳稅,美國主要采用汽油稅鼓勵消費者使用節(jié)能汽車。OECD國家通過開征能源開采稅抑制資源開采活動,德國通過采取“燃油稅”附加的方式征收生態(tài)稅,使近幾年二氧化碳的排放減少2%~3%,而且單位油耗下降10%[1]。此外,歐盟注重限制高碳排放,而美國、日本側(cè)重于促節(jié)能、新能源以及可再生能源的開發(fā)利用,節(jié)能產(chǎn)品的使用、消費等。

(二)以研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、使用、服務(wù)過程的“低碳化”為核心,正面激勵和逆向約束政策兼施

通過征稅政策限制實施者的行為,而通過稅式支出政策來鼓勵實施者的行為,兩者從正反兩方面引導(dǎo)并扶持低碳經(jīng)濟的發(fā)展。

1. 正面激勵的稅收政策。主要通過減稅、免稅、退稅、特別折舊、投資作為成本抵扣等稅收優(yōu)惠政策來鼓勵低碳化。如電力公司向居民安裝節(jié)能設(shè)備的費用可以免稅,企業(yè)購置政府指定的節(jié)能設(shè)備,并在一年內(nèi)使用,可按設(shè)備購置費的7%從應(yīng)繳所得稅中扣除,并可在普通折舊的基礎(chǔ)上按購置費的30%提取特別折舊,等等。此外,還實行碳稅返還政策。一部分碳稅用于獎勵那些提高能源利用效率的企業(yè),另外一部分收入用于獎勵那些對于解決就業(yè)有貢獻的企業(yè)和彌補個稅。

2. 逆向約束的稅收政策。主要依靠提高碳排放的成本,開征某些稅種,提高某些稅率等措施給納稅人施加壓力,以減少二氧化碳排放,降低環(huán)境污染,促進節(jié)能投資,提高企業(yè)能效,減少高能耗消費。首先,廣泛征收碳稅①,抑制二氧化碳的排放量,可達到排放量越少負擔(dān)額越少的效果;據(jù)測算,1990~2000年,歐盟的溫室氣體排放量減少3.5%[5]。其次,開征能源稅②。據(jù)估計,企業(yè)征收能源稅和碳稅對減少能源消費的貢獻為10%[6]。再次,對來自發(fā)展中國家的進口商品實施碳關(guān)稅,防止本國或本地區(qū)的企業(yè)逃避嚴格的二氧化碳排放管制而把生產(chǎn)制造等經(jīng)營活動轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家。

(三)靈活運用各種稅收優(yōu)惠措施,直接調(diào)控與間接引導(dǎo)相結(jié)合

減免稅是世界各國普遍采用的促進低碳經(jīng)濟發(fā)展的稅收優(yōu)惠措施,主要體現(xiàn)在對個人所得稅、公司所得稅、營業(yè)稅、增值稅等方面。此外,重視運用設(shè)備投資加速折舊、稅收抵免、退稅等手段鼓勵節(jié)能、替代性能源和可再生能源的利用。美國在節(jié)能、使用或生產(chǎn)可再生能源、替代能源方面較多地運用稅收抵免和加速折舊手段,日本也強調(diào)使用稅制上的優(yōu)惠、加速折舊、稅收抵免等手段,均起到了較好的效果。

三、促進中國低碳經(jīng)濟發(fā)展的稅收政策建議

中國作為全球最大的發(fā)展中國家,二氧化碳的排放量僅次于美國,位居第二。能源消耗量與同樣人均能源占有量較低的日本相比,能耗水平比日本高出24%。鋼、水泥、合成氨等產(chǎn)品的能耗水平均比世界先進水平高出20%以上[7]。在全球氣候變暖,能源日趨緊張和中國建設(shè)兩型社會的背景下,如何抓住經(jīng)濟發(fā)展的契機,以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),走可持續(xù)發(fā)展之路,搶占低碳經(jīng)濟發(fā)展的先機,是擺在中國政府面前的大事。應(yīng)充分借鑒西方各國的先進經(jīng)驗,結(jié)合中國節(jié)能減排的目標(biāo)導(dǎo)向及現(xiàn)實要求,綜合考慮環(huán)境、社會、經(jīng)濟效益之間的關(guān)系,堅持直接支持與間接引導(dǎo)相結(jié)合,全方位促進與重點支持相結(jié)合,正面激勵與逆向約束相結(jié)合的原則,完善各項稅收政策。

(一)建立健全綠色稅收體系,改革相關(guān)稅收制度

從短期看,面對緊迫的節(jié)能減排任務(wù),以及較為不利的國際外部環(huán)境,為減少稅制變動對經(jīng)濟主體的影響,可以通過整合現(xiàn)行稅制中具有促進節(jié)能、碳減排、新能源及可再生能源研發(fā)、利用的稅種,調(diào)整其稅制要素,對其進行綠色化改造(見表3)。從長遠看,借鑒西方發(fā)達國家的經(jīng)驗,對消耗不可再生能源和高二氧化碳排放的產(chǎn)品,在綜合考慮經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r、能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整的基礎(chǔ)上擇機設(shè)立一些新的稅種,如碳稅、碳關(guān)稅、環(huán)境保護稅、能源消耗稅,等等。

(二)完善稅收優(yōu)惠政策,加大稅收調(diào)節(jié)力度

從稅收優(yōu)惠內(nèi)容來看,優(yōu)惠面較窄。如沒有對使用新型(或可再生)能源如天然氣、乙醇、氫電池、太陽能和使用其他環(huán)保能源的車輛實行稅收優(yōu)惠政策,對企業(yè)節(jié)能、保護環(huán)境的稅收優(yōu)惠條件過于嚴格等,不利于低碳經(jīng)濟的發(fā)展。在稅收優(yōu)惠方式上,目前與低碳經(jīng)濟發(fā)展相關(guān)的稅收優(yōu)惠政策主要采用稅收減免方法,對投資抵免、稅收豁免、再投資退稅、加速折舊、延期納稅、盈虧相抵等其他手段基本沒有采用。應(yīng)綜合加大稅收優(yōu)惠的寬度和力度,在同一稅種內(nèi)合理設(shè)計和配置,在不同稅種之間統(tǒng)籌運用,體現(xiàn)稅收優(yōu)惠政策激勵功能的主題效率,引導(dǎo)低碳投資、生產(chǎn)、消費以及技術(shù)推廣,保護企業(yè)核心競爭力,促進新技術(shù)和新能源的發(fā)展。如對企業(yè)安排減排設(shè)備給予免稅措施,對相關(guān)固定資產(chǎn)實行加速折舊,對可再生能源的開發(fā)、普及以及技術(shù)研究給予投資減免、再投資退稅等方面的優(yōu)惠政策鼓勵。

(三)整合、協(xié)調(diào)相關(guān)政策,加強制度創(chuàng)新,提高稅收政策效果

低碳經(jīng)濟與經(jīng)濟、社會、能源、環(huán)境的密切相關(guān)性,決定了發(fā)展低碳經(jīng)濟的相關(guān)政策不是孤立的,而是經(jīng)濟、社會、能源與環(huán)境保護政策的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)。因此,需要采取強有力的法規(guī)標(biāo)準和經(jīng)濟措施,協(xié)調(diào)統(tǒng)籌相關(guān)政策,建立完善的政策體系。首先,處理好財政支出與稅收優(yōu)惠的關(guān)系。除了財政直接支持節(jié)能減排項目研發(fā)和技改外,應(yīng)充分發(fā)揮財政補貼的作用,對符合低碳經(jīng)濟發(fā)展導(dǎo)向的節(jié)能改造、節(jié)能技術(shù)研發(fā)、節(jié)能消費,以及可再生能源的研發(fā)等,不管是生產(chǎn)者、銷售者還是消費者,予以適當(dāng)?shù)难a貼。其次,配合使用碳排放交易制度和碳定價政策。通過對高排放的高碳經(jīng)濟(如煤炭、鋼鐵、有色金屬等)實行排放許可權(quán)交易制度,并將排放權(quán)交易體系的建立與相關(guān)能源稅收特別是燃油稅的制定統(tǒng)籌考慮,控制二氧化碳的排放量。再次,考慮設(shè)立碳基金。由于中國開展碳稅的條件尚未成熟,在還沒有開征碳稅之前,基金的主要收入來源為碳排放交易費。開征碳交易稅后,碳稅資金成為基金的主要收入來源。支出主要用于提高能源效率、研發(fā)節(jié)能新技術(shù)、尋找新的替代能源、實施植樹造林等方面。

四、結(jié)束語

發(fā)展低碳經(jīng)濟對于每個國家既是機遇又是挑戰(zhàn),如何發(fā)展低碳經(jīng)濟已成為一個焦點話題。發(fā)展低碳經(jīng)濟成本之高是世界公認的。對于中國這樣的發(fā)展中大國,不可盲目推行純低碳環(huán)保主義的發(fā)展戰(zhàn)略,更要堅持有所為,有所不為的原則,以實現(xiàn)經(jīng)濟的增長和可持續(xù)發(fā)展。

注釋:

①根據(jù)二氧化碳的排放量進行課稅。稅率根據(jù)燃料的含碳量來確定,總體稅率差異也較大,如瑞典為38.8美元/噸二氧化碳,芬蘭為7.0美元/噸二氧化碳,荷蘭為2.5美元/噸二氧化碳。

②按能源熱值計征,稅率約為7歐元/GJ(丹麥),采暖征收10%的能源稅。

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Development and its Enlightenment

He Pingjun

(College of Economics, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

篇6

[關(guān)鍵詞]國際組織;碳排放;約束機制;計量標(biāo)準;減排政策

[中圖分類號]F205 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0461(2013)05-0035-05

根據(jù)美國世界資源研究所的研究和統(tǒng)計,大氣中現(xiàn)存的人為排放的溫室氣體70%以上來自發(fā)達國家。從1850年至2005年的155年間,全球共排放CO211,222億噸,發(fā)達國家共排放了8,065億噸,占全球總量的72%,其中歐盟占27.5%。從人均累計排放看,歐盟542噸,德國958噸,英國1,125噸。世界人均173噸,中國僅71噸。根據(jù)世界自然資源研究所的統(tǒng)計,1850年至2004年美國累積碳排放總量居世界第一,人均歷史累積排放達1,105.4噸。美國能源情報署的數(shù)據(jù)顯示,截至2006年,美國占世界總排放量的累計百分比高達41%[1]。面對日益嚴重的環(huán)境污染,國際組織試圖通過建立一套有效的機制來約束碳排放的行為,很多國家也試圖通過制定一些碳減排的政策法規(guī)來響應(yīng)國際組織的倡議,從自身做起積極為保護人類生存環(huán)境而共同努力。

一、國際社會碳排放約束機制

由于溫室效應(yīng)的全球性特征,CO2的減排措施從理論上被認為只有在一個全球性的國際框架體系中才能得到有效的控制。因此,CO2的減排政策首先是建立在一個國際協(xié)作的框架體系之中[2]。國際社會碳排放約束機制主要包括制定一些帶有制約性的公約或協(xié)議,并提出一些碳排放標(biāo)準,來規(guī)范、指導(dǎo)和引領(lǐng)各國的碳減排。

1. 制定約束性公約和協(xié)議

國際社會通過一些國際性的組織來制定各種公約或協(xié)議來督促世界各國對減排CO2承擔(dān)各自的義務(wù)。自1992年《聯(lián)合國氣候變化框架公約》在聯(lián)合國大會上獲得通過之后,1997年簽訂的《京都年議定書》要求發(fā)達國家在1990年的基礎(chǔ)上,2008年~2012年5年間減排5.2%。2007年制定的《巴里行動計劃》,堅持在可持續(xù)發(fā)展框架下應(yīng)對氣候變化,提出了減排的具體目標(biāo)、途徑和措施。2009年12月,《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方第15次會議提出的后續(xù)目標(biāo)要求發(fā)達國家到2020年比1990年基準年減排40%,到2050年實現(xiàn)排放為0(至少減排95%以上)。在這些框架約束下,世界很多國家都在制定各種碳減排規(guī)定,努力實現(xiàn)各自目標(biāo)。如歐盟十五國根據(jù)《京都議定書》共同致力于在2008年至2012年期間將總的溫室氣體排放量在基準年(主要是1990年)基礎(chǔ)上削減8%。再如日本,為了響應(yīng)京都議定書,完善了整個氣候變化政策框架。1999年生效的應(yīng)對全球變暖措施促進法案,規(guī)定了政府、地方組織、行業(yè)和公民在開發(fā)和執(zhí)行減少溫室氣體排放計劃方面的任務(wù)。但也有些國家公開表示了抵制,如美國等國家,部分原因是由于雙方之間存在一些分歧,當(dāng)然最主要的是美國出于自身利益的考慮。這也說明,盡管聯(lián)合國等國際組織頒布的這些公約和協(xié)議具有一定的強制性,但真正執(zhí)行到位還有著比較漫長而艱難的路要走。

2. 碳排放核算標(biāo)準

碳排放核算是碳減排量計算、碳排放信息比較的基礎(chǔ)。碳排放核算標(biāo)準的出臺使得無論是對于個體或組織、還是產(chǎn)品或活動的碳減排工作有了量化的依據(jù),為合理地評價和約束碳排放提供了有力條件。

對各種社會活動的碳排放量進行核算成為衡量低碳經(jīng)濟成效的一個重要指標(biāo)。為使核算成果具有可比性,自20世紀末以來,發(fā)達國家政府和國際組織如國際標(biāo)準化組織(ISO)、世界資源研究所(WRI)和世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會(WBCSD)、英國標(biāo)準協(xié)會(BSI)等已通過大量調(diào)研形成了系統(tǒng)的碳排放核算標(biāo)準,涵蓋了國家、企業(yè)(組織)、產(chǎn)品和服務(wù)、個人等多個層面。經(jīng)過多年的發(fā)展,出現(xiàn)了一些認知度較高的碳排放核算標(biāo)準,如ISO14064、GHG Protocol、PAS 2050等。這些標(biāo)準的實行,為促進全球碳減排起到了巨大推動作用。

低碳經(jīng)濟的特點為低能耗、低污染、低排放,但對于“低碳”有兩種理解,一種是基于終端消耗的碳排放量低,另一種是基于全生命周期的碳排放量低[3]。相應(yīng)地,國際組織也制定了兩種核算標(biāo)準。

(1)基于終端消耗的企業(yè)/項目碳排放核算標(biāo)準。此標(biāo)準主要面向企業(yè)(組織)或項目層面。對項目的碳排放核算包括對該項目設(shè)計減排量的“審定”和項目實施后實際減排量的“核查”。目前適用于企業(yè)/ 項目碳排放核算的標(biāo)準有GHG Protocol(2004)和ISO14 064(2006)系列標(biāo)準。GHG Protocol標(biāo)準范圍涵蓋京都議定書中的6種溫室氣體,并將排放源分為3種不同范圍,即直接排放、間接排放和其他間接排放,避免了大范圍重復(fù)計算的問題,為企業(yè)、項目提供了溫室氣體核算的標(biāo)準化方法,從而降低了核算成本;同時為企業(yè)和組織參與自愿性或強制性碳減排機制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。ISO14064(2006)作為一項國際標(biāo)準,規(guī)定了統(tǒng)一的溫室氣體資料和數(shù)據(jù)管理、匯報和驗證模式。通過使用此標(biāo)準化的方法、計算和驗證排放量數(shù)值,可確保組織、項目層面溫室氣體排放量化、監(jiān)測、報告及審定與核查的一致性、透明度和可信性,可以指導(dǎo)政府和企業(yè)測量和控制溫室氣體排放,促進了GHG減排和碳交易。

(2)基于生命周期的碳排放核算標(biāo)準。此項目主要面向產(chǎn)品或服務(wù)層面, 給出了對某產(chǎn)品或服務(wù)在生命周期的碳排放估算方法和規(guī)則。ISO將生命周期定義為, 通過確定和量化與評估對象相關(guān)的能源消耗、物質(zhì)消耗和廢棄物排放,來評估某一產(chǎn)品、過程或事件的壽命全過程,包括原材料的提取與加工、制造、運輸和銷售、使用、再使用、維持、循環(huán)回收,直到最終的廢棄。因此,各個核算標(biāo)準制定的關(guān)鍵在于收集整理產(chǎn)品生命周期各個階段的碳排放數(shù)據(jù), 并采用適當(dāng)方法進行碳排放估算?,F(xiàn)今較為主流的核算標(biāo)準有PAS2050和ISO14040 / 14040(2006)。

3. 建立能源指標(biāo)體系

國際組織制定了一些強制性節(jié)能減排指標(biāo)體系,來約束碳排放。盡管節(jié)能與碳減排仍有一定的區(qū)別,但它們之間的緊密聯(lián)系是主要的。也就是說,節(jié)能減排的直接結(jié)果很大程度上也就是減少碳排放。因此,這些節(jié)能指標(biāo)體系仍然對碳排放約束有著直接的可操作性意義。國際原子能機構(gòu)(IAEA)建立了可持續(xù)發(fā)展能源指標(biāo)體系(EISD),該指標(biāo)涉及社會、經(jīng)濟和環(huán)境3大領(lǐng)域,包含30個核心指標(biāo)。世界能源理事會(WEC)建立了能源效率指標(biāo)體系包括測度能源效率的經(jīng)濟性指標(biāo)和測量子行業(yè)、終端用能的能源效率的技術(shù)經(jīng)濟性指標(biāo),共23個指標(biāo)。

在綜合可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系中,對于能源與排放指標(biāo),聯(lián)合國建立的指標(biāo)體系中包括人均年能源消耗、能源使用強度、可再生能源消耗份額、溫室氣體排放量、SO2排放量和NO2排放量等;經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)建立的指標(biāo)體系中包括能量強度、無鉛汽油的市場份額、能源供給和結(jié)構(gòu)。歐盟(EU)建立的指標(biāo)體系包括電力價格、天然氣價格、溫室氣體排放、經(jīng)濟能源密度、可再生能源所占份額等等。

二、發(fā)達國家碳減排政策措施

對于大部分發(fā)達國家來說,京都議定書規(guī)定了其碳減排的目標(biāo)和時間表,那么他們就需要根據(jù)這些既定的目標(biāo),運用相關(guān)的政策工具來加以實現(xiàn)。目前國際上的各種低碳減排政策工具主要包括經(jīng)濟政策和其他一些行政性和法規(guī)性措施。

1. 通過經(jīng)濟政策工具實現(xiàn)碳減排

總的來看,發(fā)達國家實行的經(jīng)濟政策主要包括碳稅、排放權(quán)交易、復(fù)合排放權(quán)交易和財政補貼等[4]。

(1)碳稅。碳稅是針對CO2排放所征收的稅,是達到既定碳減排目標(biāo)成本最小的減排政策工具。不同國家和地區(qū)在不同的經(jīng)濟社會發(fā)展階段,碳稅的實施效果有較大差異。但從長期來看,碳稅是一個有效的環(huán)境經(jīng)濟政策工具,能有效地減少CO2的排放。歐盟正在討論實施統(tǒng)一碳稅以彌補2005年1月實施的碳排放貿(mào)易體系的不足。加拿大BC省在公布2008年度財政預(yù)算案時規(guī)定,從該年7月起開征碳稅,即對汽油、柴油、天然氣、煤、石油以及家庭暖氣用燃料等所有燃料征收碳稅,不同燃料所征收的碳稅不同,而且未來5年燃油所征收碳稅還將逐步提高。

(2)排放權(quán)交易。排放權(quán)交易指對SO2、化學(xué)需氧量等主要污染物和CO2等溫室氣體的排放量所進行的交易。碳排放權(quán)交易的概念源于20世紀經(jīng)濟學(xué)家提出的排污權(quán)交易概念,排污權(quán)交易是市場經(jīng)濟國家重要的環(huán)境經(jīng)濟政策。2004年全球碳排放市場誕生,其交易方式為:按照《京都議定書》的規(guī)定,協(xié)議國承諾在一定時期內(nèi)實現(xiàn)一定的碳排放減排目標(biāo),各國再將自己的減排目標(biāo)分配給國內(nèi)不同的企業(yè)。當(dāng)某國不能按期實現(xiàn)減排目標(biāo)時,可從擁有超額配額或排放許可證的國家主要是發(fā)展中國家購買一定數(shù)量的配額或排放許可證以完成自己的減排目標(biāo)。同樣的,在一國內(nèi)部,不能按期實現(xiàn)減排目標(biāo)的企業(yè)也可以從擁有超額配額或排放許可證的企業(yè)那里購買一定數(shù)量的配額或排放許可證以完成自己的減排目標(biāo),排放權(quán)交易市場由此而形成。

(3)復(fù)合排放權(quán)交易體系。這一體系將以價格為基礎(chǔ)的碳稅和以數(shù)量為基礎(chǔ)的一般排放權(quán)交易制度結(jié)合起來,為排放權(quán)價格設(shè)定了安全限制。這一交易體系一共有兩種類型的排放權(quán)。一種被稱之為永久排放權(quán),它的多少決定了擁有它的經(jīng)濟主體在每一年能夠排放的CO2量的多少。另一種被稱之為年度排放權(quán),其多少決定了擁有它的經(jīng)濟主體在一個特定年份允許排放的額度。一個經(jīng)濟主體某一年允許排放的總量就等于這兩種類型排放權(quán)的總量。

(4)財政補貼。財政補貼屬于一種激勵政策,通過對無碳項目或低碳項目如可再生能源、節(jié)能技術(shù)投資與開發(fā)等項目的補貼來減少CO2排放。同時,減少或避免通過定價政策規(guī)定能源的低價格,然后對石化能源企業(yè)或煤電企業(yè)進行價格補貼或虧損補貼,那樣會導(dǎo)致增加CO2的排放,產(chǎn)生負面效應(yīng)。

2. 制定碳減排法律制度

由于法律制度強制效果比較顯著,很多國家通過制定法律制度來對碳排放進行約束。如德國和英國。除了遵守歐盟的法律和規(guī)定外,它們還積極制定和實施一系列法律制度,運用法律手段對碳減排予以保障[5]。

德國的碳減排法律主要包括能源與氣候變化綜合方案、可再生能源法和電力輸送法、能源產(chǎn)業(yè)法、可再生能量資源法案、生物質(zhì)條例、可再生能源供熱法以及能源建筑法等其他一些法律,基本上已經(jīng)形成有關(guān)碳減排的法律體系。其中,2007年德國政府推出的能源與氣候變化綜合方案是氣候變化的代表性立法。

英國在碳減排方面成效比較顯著與其制定的有關(guān)法律制度有著很大的關(guān)系。這些法律制度主要包括氣候變化稅、電力與燃氣(碳減排)法令以及碳減排能效機制法令等。根據(jù)《財政法2000》和《氣候變化稅收規(guī)定2001》,英國政府于2001年4月開始征收氣候變化稅?!峨娏εc燃氣(碳減排)法令2008》在2008年1月31日生效后,英國據(jù)此建立了碳減排目標(biāo)制度。而根據(jù)2010年3月頒布的《碳減排能效機制法令》又建立了碳減排承諾制度。

3. 制定碳排放計量、監(jiān)測方法和標(biāo)準

篇7

關(guān)鍵詞:低碳 ;建筑施工

Abstract: in today's world economy rapid development, people have to face the reality of the earth environment is becoming more and more bad, now a lot of people environmental protection consciousness is more and more serious, in many ways, a lot of people have to be able to notice the environmental protection problem. Accordingly, to now people develop their society at the same time, always pay attention to a lot of questions about the environmental protection, such as for carbon emissions, in order to calls to build a green society, basically every countries in the world can enact some laws to limit carbon emissions. Actually control carbon emissions, that is, people often say that the low carbon, in the long river of human history development, the building has been occupy heavy proportion, therefore, advocate low carbon buildings in building engineering construction the pace of social development, is the development of human economy must want to do, is make up a missed lesson of sustainable development to ignore reality.

Key words: low carbon; Building construction

中圖分類號: TU7 文獻標(biāo)識碼:A文章編號:2095-2104(2013)

正文:

所謂的低碳,就是指較低或更低的溫室氣體的排放,其中從現(xiàn)在得是世界形勢來看以CO2為主,至于低碳建筑是最近幾年低碳技術(shù)面向建筑業(yè)出現(xiàn)的一個新詞匯,只是在國內(nèi)還沒有形成統(tǒng)一的釋義。其實所謂的低碳建筑在內(nèi)涵和目標(biāo)上和綠色建筑基本保持一致,只是低碳建筑的切入點、側(cè)重點以及對技術(shù)的選擇有所不同,低碳建筑對于建筑來說,當(dāng)然更側(cè)重于控制碳排量來應(yīng)對全球氣候變化的主體,也更加符合時代進步的腳步。對于建筑來說,低碳建筑的要求比較高,除了對建筑材料與設(shè)備制造、施工建造的要求嚴格外,對于建筑物使用的整個生命周期內(nèi),注意減少化石能源的使用,提高能效,降低CO2的排放量也有很嚴格的要求。當(dāng)然低碳建筑的實現(xiàn)除了注意化石能源的使用外,它還要努力充分利用可再生、可重復(fù)利用能源,也可以說,低碳建筑是建立在降低建筑產(chǎn)品能源需求和充分利用可再生、可重復(fù)利用能源的基礎(chǔ)上的。低碳這一概念的提出是國際社會在應(yīng)對人類在歷史發(fā)展的過程中大量消耗化石燃料并排放大量的CO2,從而引起全球氣候災(zāi)害性變化。至于對綠色施工的定義,有專門的法律導(dǎo)則,那就是在工程建設(shè)中,在質(zhì)量、安全等基本要求都能夠得到很好的保證下,通過人們在多年的實踐經(jīng)驗中總結(jié)出來的對于建筑施工的科學(xué)管理和利用現(xiàn)代先進的技術(shù),最大限度的節(jié)約資源,盡可能的減少對環(huán)境的負面影響。近階段提出的“四節(jié)一環(huán)保”涉及的內(nèi)容比較廣,同時也很全面,它包括在工程施工的過程中實施封閉施工,減少或避免揚塵污染,避免噪聲污染,保持工地整潔,清潔運輸,減少當(dāng)?shù)馗蓴_,尊重基地環(huán)境,在這些都能做到的同時,還要結(jié)合氣候的變化來改變施工工序,盡可能的節(jié)約資源與能源,做到環(huán)保健康的施工工藝,目的是為了減少填埋廢棄物的數(shù)量,保護施工環(huán)境,保證實施科學(xué)管理,以及保證施工的質(zhì)量。其實從低碳建筑的概念來看,低碳建筑的建設(shè)和發(fā)展并不是一個全新的領(lǐng)域,只是在時展的時候,正好遇到了全球氣候變暖這一世界性的環(huán)境問題,那么低碳概念及碳交易就自然而然的在建筑市場形成了,它主要是通過對于碳排量的計算來評價建筑??梢哉f近年來的低碳經(jīng)濟促進及加速了低碳建筑的研究與發(fā)展。

對于低碳建筑的實現(xiàn)手法當(dāng)然也是多種多樣,為了在建造施工時二氧化碳的排放,傳統(tǒng)的粗放型施工方式必須被摒棄,必須適應(yīng)時代的要求采取集約化、低碳的施工方式與措施。在施工過程中,想要實現(xiàn)低能耗、低污染、低排放以及高效能、高效率、高效益的施工目標(biāo),最主要的就是要加強施工階段碳排和碳匯的控制,這也是現(xiàn)在的建筑施工必須要做到的。只是對于碳排量的控制并不只是在施工現(xiàn)場中體現(xiàn)與實現(xiàn),它還包括與施工息息相關(guān)的其他作業(yè)的碳排放,按照碳源的不同,可以分為運輸碳排、施工現(xiàn)場碳排及廢棄物碳排。大量的材料在建筑物建造的過程中需要被消耗,這就需要很多不同的運輸工具把這些建材從生產(chǎn)地運至施工現(xiàn)場,在這期間當(dāng)然會向大氣中排放大量的二氧化碳,這樣對于運輸碳排的問題就需要人們設(shè)定不同合適的方法來解決。在運輸過程中影響運輸碳排的因素也是各不相同,主要包括運輸方式的選擇、運輸?shù)木嚯x、運輸?shù)目偭?、單位建材單位距離運輸?shù)男实鹊?。如果是遠距離的運輸應(yīng)優(yōu)先考慮海運或鐵路運輸,近距離運輸則應(yīng)以車輛運輸為主。在運輸過程中的二氧化碳的排放還可以通過縮短運輸距離來實現(xiàn),這樣可以大幅度的在運輸過程中減少二氧化碳的排放量。根據(jù)在實踐中總結(jié)出來的經(jīng)驗,從總體規(guī)劃來看,必須優(yōu)化施工工藝和施工方案減少建材的使用量,這就要求在建筑施工過程中對建材的運輸總量實行總體的規(guī)劃。通過有效的研究表明,有很多方法可以減少建材的使用量,如進行工廠化生產(chǎn),采用裝配式施工,可節(jié)約5%的建材使用量。同時如果在運輸?shù)倪^程中采取必要的措施來保護建材,就可以減少運輸?shù)膿p耗,以此來提高材料的使用效率,從而做到降低碳的排放量。

其實說到底,施工現(xiàn)場的碳排量是建筑過程中最主要的碳排來源,而且其組成要素極其復(fù)雜,也最為難控制,它包括材料、能源、設(shè)備和人力的消耗以及對施工土地的破壞等方面。施工區(qū)碳排、生活區(qū)碳排和辦公區(qū)的碳排是施工現(xiàn)場碳排最主要的來源,其主要影響因素包括施工機具的選擇、照明、食堂用能及能源選擇等方面。對于施工機具來說,施工機械設(shè)備和電焊設(shè)備的耗能通常占施工用電總量的90%以上,因此在施工過程中我們建議選用高效、節(jié)能的電動機,因為它的工作效率比普通標(biāo)準電動機高3%~6%,平均功率因數(shù)也高達高9%,這樣就導(dǎo)致總的損耗比普通標(biāo)準電動機減少20%~30%,其節(jié)能效果對于現(xiàn)在的施工工藝來說再好不過。從能耗這一方面來考慮,選用節(jié)能的機械設(shè)備可以有效的減少碳排。同時,保持設(shè)備低耗高效工況的按時保養(yǎng)、維修和檢驗制度,以確保其正常運行也是保證碳減排的有效方法。在這些基礎(chǔ)上,施工機具操作人員和維修人員也要時刻注意自己的操作手段,盡量提高自己的操作技能,杜絕因操作不當(dāng)而造成的能耗損失,這就需要對這些專業(yè)人員進行特定的培訓(xùn)。在到處追求綠色施工的現(xiàn)在,風(fēng)力和太陽能的使用也被更多的人重視,如建立太陽能塔可以使清潔能源使用率占總電耗的10%,這些都可以減少施工過程中的碳排放。

總的來說,低碳建筑是一項系統(tǒng)工程,其實現(xiàn)的基礎(chǔ)重在落實。隨著人民生活條件好轉(zhuǎn),人們的綠色環(huán)保意識越來越強烈,我國低碳保護的理念也在不斷提高。

參考文獻:

1:《建筑安全玻璃管理規(guī)定》,[M],(發(fā)改運行[2010]2132號),2010

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關(guān)鍵詞:柴油機;排放控制;措施

柴油機的有害排放取決于柴油機混合氣形成及缸內(nèi)燃燒過程,而這些歸根到底是由噴油、氣流、燃燒系統(tǒng)以及缸內(nèi)工作特質(zhì)的配合所決定的。柴油機凈化的關(guān)鍵,是如何有效地消除NOχ和微粒碳煙的生成量。恰恰這兩項排放物的生成規(guī)律常常是互相矛盾的。因此,任何一個單項措施總有它的負面影響。人們總是在采取某項措施的同時,應(yīng)用另一項措施來加以補救和平衡。最后,常常是多項措施的綜合應(yīng)用,才使排放性能達到一個新的水平。柴油機是一個多性能、多工況、多因素綜合影響的統(tǒng)一體,再加上各種各樣的排放凈化措施,如何進行優(yōu)選、折中和綜合控制是一個極為困難和復(fù)雜的問題。柴油機的電子控制和綜合管理是有效解決這一問題的最佳途徑,也是使各種機內(nèi)凈化措施得以充分發(fā)揮效用的保證。在所有凈化措施中,噴油系統(tǒng)的改進無疑是最為重要的環(huán)節(jié)。

車用柴油機中常用的機械燃油噴射系統(tǒng)有兩大類,直列泵系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子分配泵系統(tǒng)。直列泵系統(tǒng)包括直列多缸泵、單體泵和泵噴嘴系統(tǒng),多用于大、中型車用柴油機上。轉(zhuǎn)子分配泵系統(tǒng)有端面凸輪驅(qū)動的VE泵系統(tǒng),和內(nèi)凸輪驅(qū)動的徑向?qū)χ弥到y(tǒng),多用于輕型客車和柴油轎車的小型高速柴油機上。上述各系統(tǒng)都是應(yīng)用柱塞往復(fù)運動、脈動供油的方式工作。以下是五種控制柴油機排放的具體措施:

一、推遲噴油提前角降低NOχ排放

噴油提前角是噴油始點早于汽缸壓縮上止點的角度。柴油機都要求噴油提前,這是因為從噴油到著火有一段滯燃期,為保證實際燃燒放熱中心能接近上止點,避免燃燒拖后,經(jīng)濟性下降,所以噴油要提前。單從動力、經(jīng)濟性角度出發(fā),最佳提前角隨轉(zhuǎn)速上升而增大;隨負荷加大而略有增加。車用柴油機因為在寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作,所以有專設(shè)的轉(zhuǎn)速自動提前裝置來滿足此要求。同一工況,若提前角改變,會使滯燃期改變。一般推遲噴油時,因初期噴油更接近上止點,故缸內(nèi)壓力、溫度較高,滯燃期縮短。其結(jié)果是滯燃期的預(yù)混噴油量減少。當(dāng)然,若噴油太遲,使滯燃期挪到上止點之后,則缸內(nèi)壓力、溫度未必上升。這種情況一般難于碰到。預(yù)混燃燒階段是影響NOχ排放最重要的時期。預(yù)混油量及混合氣量的減少將使速燃期中壓力、溫度上升程度降低,從而大大減少NOχ的排放量。同時,由于壓力升高率的下降,噪聲也大大降低。因此推遲噴油提前角這一措施,是最早應(yīng)用的有效降低NOχ排放和噪聲的對策。推遲噴油,直噴機的NOχ大幅下降,而間接噴射式渦流室柴油機的下降幅度則小一些。但是噴油過遲,則燃油消耗率和煙度都會惡化,對CO和HC也有不利影響。油耗和煙度的惡化是噴油推遲,燃燒跟著推遲以及緩燃期油量增加,燃燒時期也拉長的必然結(jié)果。早期控制排放的措施不多,為了排放達標(biāo),不得不犧牲經(jīng)濟性能。近期已可通過提高噴射壓力等多種辦法來綜合解決這一問題。

      二、燃油高壓噴射降低微粒碳煙排放

近年來,提高噴油壓力的高壓噴射措施,日漸成為直噴式柴油機機內(nèi)凈化的最佳手段。而間接噴射式柴油機,由于主要依靠氣流進行霧化、混合,所以對噴油壓力要求較低。在循環(huán)噴油量及噴孔大小和分布不變的情況下,提高噴油壓力就是加大噴油速率,它直接產(chǎn)生兩方面的效果。

(一)降低微粒碳煙的排放量

可以看出,噴油壓力增高,則粒徑減小,貫穿距加大,霧錐角加大,噴霧區(qū)的總體積也跟著加大,再加上紊流的增強,這些都直接促進了燃油與空氣的混合。其直接效果是降低了每一時刻濃混合氣成分的比例,使生成微粒碳煙的范圍自然縮小。即使不可避免仍有過濃混合氣出現(xiàn),但因粒子小,周圍空氣多,也會加快燃燒和氧化速率,使碳煙形成之初就被加速氧化。所以高壓噴射必然使微粒碳煙排放降低。大量試驗都證實了這一點。

(二)降低燃油消耗率

噴油速率增大必然縮短噴油時期,使燃燒加速,使燃燒放熱更集中于上止點附近,從而降低了燃油消耗率。大量試驗結(jié)果也證實了這一點。以上高壓噴射降低煙度和油耗的優(yōu)點,恰恰彌補了推遲噴油所帶來的缺點。反過來,高壓噴射不可避免地使混合氣快速變稀,燃燒加速,溫度上升,從而NOχ排放必然有所增大。這一弱點又會被推遲噴油,降低的NOχ功效所彌補。應(yīng)該記住,高壓噴射并沒有過大削弱推遲噴油,減小滯燃期噴油量所帶來的改善NOχ排放的顯著效果。因此若兩種措施同時應(yīng)用,進行合理調(diào)配后,NOχ和微粒碳煙排放都會同時降低。目前,兩種措施并用是最常見的手段?!∪娪吐士刂萍夹g(shù)

廣義的噴油率控制,指的是噴油規(guī)律控制,應(yīng)包括定時(噴油提前角)控制、噴油期長短控制和噴油率大?。▏娪吐是€外形)控制。此處撇開噴油定時,單指在定時和循環(huán)油量不變時,噴油長短和噴油率外形的控制。噴油率是除混合氣形成因素外,對燃燒過程又一重大的影響因素。當(dāng)然,噴油率本身也和混合氣形成是密不可分的??梢栽O(shè)想,如噴油時期控制得很長,即使大幅度提高噴油壓力,也無法縮短放熱和燃燒時間;又如,初期噴油量很大,即使推遲噴油,也無法把NOχ和噪聲降得很低。反過來,如能把初期噴油量控制得很小,就是不推遲噴油,也可達到同樣效果。可見,噴油率若能控制,將極富成果,因此,成為近年來噴油系統(tǒng)研究、開發(fā)的熱門課題。

理想的噴油率圖形可分為三個時期,即噴油初期,噴油中期,噴油后期。理想的噴油率圖形一般公認為:初期要求噴油率低,噴油量少,以降低NOχ和噪聲;中期要求短而高的噴油率段,以提高噴油壓力,縮短緩燃期,促進混合氣(下接第182頁)(上接第173頁)形成,使微粒碳煙排放和耗油率降低;后期則要求迅速結(jié)束噴油,以減少后燃油量和促進碳煙氧化。噴油中期的控制,一般是通過提高噴油壓力來實現(xiàn)??刂瞥跗趪娪吐实闹饕夹g(shù)有:機械式預(yù)噴射裝置,雙彈簧噴油器,電控噴油系統(tǒng)控制預(yù)噴射。大量試驗結(jié)果表明,要獲得良好的效果,預(yù)噴射油量、主預(yù)噴射的間隔角度以及油量和時間的控制精度都有嚴格的規(guī)定。只有電控高壓共軌式噴油系統(tǒng)才能全面滿足這些要求。末期噴油段要求迅速關(guān)閉,可以通過減輕油嘴往復(fù)運動部分(針閥、推桿、彈簧)的質(zhì)量,加速針閥關(guān)閉速度來控制。這就是已廣泛推廣使用的低慣量噴油器和P型J型小型噴油器。此外,增大針閥開啟壓力也可加速針閥落座。但是真正有效控制的手段,仍是使用電磁閥的電控噴射系統(tǒng)的迅速斷油。

四、小直徑、多噴孔加速霧化混合

在噴油速率不變情況下,可以通過減小噴孔直徑,增加噴孔數(shù)目,使噴注在燃燒室內(nèi)分布更均勻、更充滿的方法,來加速油、氣混合,獲得較好排放效果。六孔噴嘴與四孔噴嘴相比,六孔的總混合容積加大,單個噴注較窄,芯部濃混合氣易于擴散、燃燒。這些都與加大噴油壓力的效果相似。增加噴孔數(shù)后,可以降低對氣流的要求。渦流比可以減小,從而改善了燃油經(jīng)濟性。若噴孔過多,由于貫穿不足和相鄰噴注的干擾,反有不利效果。

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【關(guān)鍵詞】碳排放;水泥;工藝;影響因素;數(shù)學(xué)建模

引言

眾所周知,大氣環(huán)境的污染主要是由于工業(yè)廢氣的排放造成的。水泥工業(yè)中碳排放又是其中的重點。本文從水泥工業(yè)的生產(chǎn)工藝、燃燒的原材料、碳排放的源頭和影響因素等方向來研究影響碳排放的因素,并介紹相應(yīng)的一些處理措施,希望能為水泥工業(yè)的科學(xué)技術(shù)水平提高和減少碳排放,治理綜合環(huán)境,提供一些建設(shè)性的幫助。

1 水泥工業(yè)二氧化碳排放現(xiàn)狀與分析

隨著中國城市建設(shè)的高速發(fā)展,對于水泥工業(yè)的需求量越來越大,研究表明我國水泥生產(chǎn)量年平均增長0.25億噸,年平均增長率為8%以上。而水泥工業(yè)中排放的廢氣大多為二氧化碳,據(jù)統(tǒng)計,水泥工業(yè)中二氧化碳的排放比重從1992年的5.68%上升為2010年的12.54%,因此對水泥工業(yè)碳排放量的控制迫在眉睫。

下面我們分析一下,水泥工業(yè)中二氧化碳的生成形式。可以分為兩大類:一是水泥熟料燃燒,化學(xué)式為C + O2CO2 ;二是燃料燃燒的過沖中碳酸鹽的分解,主要為碳酸鈣,其化學(xué)式為CaCO3CaO+CO2 。

計算表明:每生產(chǎn)1 噸水泥成品,原材料的燃燒過程,再加上運輸用電力、燃料等方面的二氧化碳排放,約1 噸左右。所以這個量是相當(dāng)龐大的。

2 影響 CO2排放的因素

研究表明,二氧化碳的排放量大小依次順序為:工藝排放,燃燒排放,電力消耗。依次介紹如下:

(1)水泥從生產(chǎn)窯上分為立窯(包括機立)和旋窯(回轉(zhuǎn)窯),從生產(chǎn)進料的方式上講分為干法、濕法。水泥由石灰石、粘土、鐵礦粉磨碎后按一定比例進行混合,這時候的混合物叫生料。 然后將這些混合物投入容器內(nèi)進行高溫煅燒,一般溫度在1500 度左右,煅燒后剩下的物質(zhì)叫熟料。最后將這些熟料與石膏混合后磨細,按設(shè)計比例混合,就是成品的水泥,也就是我們常說的普通硅酸鹽水泥。 如果是用其它可燃物質(zhì)或者以廢棄物作為替代燃料來進行輔助燃燒,可以使含鈣質(zhì)含量少的原材料與空氣充分接觸,燃燒的過程中減少了鈣質(zhì)的化學(xué)反應(yīng),隨之也減少了二氧化碳及一氧化碳廢氣的排放。

(2)不同品種的水泥由于其組成原料不同、摻合料的比例不一樣,排放的二氧化碳含量也會有很大的差別。通用硅酸鹽水泥中中加入其他摻和料和可燃物、助燃物的比例, 可以加強原料的燃燒程度,因而有效地降低了廢氣排放。如果采用低能耗、含碳化合物含量少的原料,(如硫酸鹽水泥)由于其主導(dǎo)礦物質(zhì)碳含量低,所以在燃燒過程中,碳排放量會相應(yīng)減少。

(3)水泥熟料熱耗,企業(yè)水泥熟料的燃燒程度是影響二氧化碳排放的直接影響因素。而企業(yè)的管理水平、采用的生產(chǎn)工藝、技術(shù)力量、人員素質(zhì)等都直接影響著水泥窯的熟料熱耗。 因此采用先進的生產(chǎn)工藝, 降低水泥熟料熱耗,將原材料充分進行煅燒是控制和減少水泥工業(yè)中二氧化碳排放的重要途徑。

3 減少水泥工業(yè)碳排放的措施研究

3.1 減少碳酸質(zhì)原料的用量

根據(jù)水泥的生產(chǎn)原理和工藝,我們知道,生產(chǎn)水泥的原材料主要是石灰石及碳酸鈣,因此減少碳酸質(zhì)原料在水泥生產(chǎn)中的用量,或用其它物質(zhì)來替代是減少二氧化碳排放最直接有效的措施?;蛘咧苯邮褂梅翘妓豳|(zhì)原料,因為從生產(chǎn)原理上講,燃燒碳酸鹽物質(zhì)所吸收的熱量是整個原材料煅燒的40%左右。使用非碳酸鈣物質(zhì)進行燃燒,可以節(jié)約能耗同時提高原料的利用效率。并有效減少二氧化碳的產(chǎn)生和排放。

3.2 提高生料易燒性

水泥生產(chǎn)的原材料,如果在煅燒的過沖中不能充分進行燃燒,就會產(chǎn)生大量的二氧化碳甚至是一氧化碳廢氣。因此原材料的燃燒性能和易燃率是減少碳廢氣的直接因素。在煅燒之前,加入礦化劑或其他化學(xué)物質(zhì)來加強燃燒性能,將原材料進行充分的磨細和顆?;?,在燃燒的過程中均能加速其充分燃燒,減少熱能好,同時二氧化碳的產(chǎn)生也會隨之減少。

3.3 利用可燃性廢棄物

從生產(chǎn)工藝講,可以用很多不含碳酸鈣的物質(zhì)來作為水泥生產(chǎn)的代用燃料。利用這些可燃性廢棄物代替部分或大部分燃煤和燃油,既處置了廢料,又節(jié)約了能源,同時也減少了二氧化碳等有害氣體排放量。

3.4 提高燃燒器效率

燃燒器的主要功能就是將燃料和空氣導(dǎo)入爐膛和回轉(zhuǎn)窯中,在高溫作用下將其進行煅燒。目前,水泥窯燃燒器效率偏低,隨著新型高效低污染燃燒器的研制開發(fā)和投入使用,燃燒器效率在不斷提高,煤耗也相應(yīng)降低,二氧化碳等有害氣體排放量也隨之減少。計算表明,如果燃燒器能減少煤耗10%,二氧化碳廢氣體排放量至少減少2.0%。

提高燃燒器效率. 燃燒器的作用主要是將燃料和空氣進行充分接觸, 來提高燃燒的充分程度,達到提高燃燒器效率的目的,。隨著燃料的充分燃燒,產(chǎn)生的廢氣就會相應(yīng)減少。

3.5 提高熟料質(zhì)量以便增加各種工業(yè)廢渣的摻入量

水泥的質(zhì)保期通常只有三個月,如果遇到雨水,保質(zhì)期就會更短。這主要原因就是水泥生產(chǎn)的原材料質(zhì)量達不到設(shè)計要求。熟料的質(zhì)量越好,在燃燒器中的燃燒程度越充分,可以參入的各種工業(yè)廢棄物品就更多,一方面可以節(jié)約材料,還可以加強爐體內(nèi)的燃燒。這樣生產(chǎn)出來的水泥質(zhì)量可以得到更大的提升,排出的廢氣也可以得到大幅度的降低。

3.6 調(diào)整水泥制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝中由于設(shè)備限制的因素,很多材料無法進行充分的燃燒。為了解決這一問題,新型干法技術(shù)在市場中得到大力的推廣。新型干法主要是增設(shè)了窯尾預(yù)熱器和分解爐, 并將回轉(zhuǎn)窯燃料由分解爐加入, 使燃料燃燒的放熱過程與熟料煅燒中耗熱最大的碳酸鹽分解的吸熱過程迅速地進行, 具有生產(chǎn)過程效率高、能耗小、質(zhì)量高、產(chǎn)生廢氣量小的多種優(yōu)點。

4 結(jié)語

現(xiàn)代建筑工程越來越多但是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),而作為混凝土和抹灰用的主材-水泥,其市場必然越來越廣闊,需求量會越來越大。隨之而來的就是在水泥生產(chǎn)過程中的廢氣排放量也會加多,對環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。因此我們必須要優(yōu)化水泥的生產(chǎn)工藝、調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、加強人員素質(zhì),嚴格控制并采用各種技術(shù)來減少二氧化碳等廢氣的排放,才能使人類發(fā)展與環(huán)境友好相協(xié)調(diào)。

參考文獻:

篇10

關(guān)鍵詞:低碳經(jīng)濟;能源計量;碳計量

1引言

伴隨著人口的不斷增長、環(huán)境日益惡化以及溫室效應(yīng)的持續(xù)增強,“高能耗、高污染、能源消耗巨大”的發(fā)展模式已經(jīng)成為全球各國面臨的共同問題。節(jié)約能源、減少碳排放、發(fā)展低碳經(jīng)濟,已經(jīng)成為實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和保護生態(tài)環(huán)境的重要途徑,低碳環(huán)保經(jīng)濟模式已經(jīng)成為全球經(jīng)濟發(fā)展的新模式。該模式的特征為低能耗、低污染和低排放。低碳經(jīng)濟的起因來自兩個方面:一是能源約束,二是氣候變化,就計量而言,能源約束體現(xiàn)在能源計量,氣候變化體現(xiàn)在碳計量。因此,發(fā)展低碳經(jīng)濟,必須大力推進能源計量與碳計量的工作,二者在落實發(fā)展低碳經(jīng)濟中起著基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性的作用。

2低碳經(jīng)濟下的能源計量

所謂能源計量是指在煤炭、原油、天然氣、電力、焦炭、熱力、煤氣、成品油、生物智能和其他直接或者通過加工、轉(zhuǎn)換而獲取的有用能的各種能源過程中,對用能單位各個環(huán)節(jié)的數(shù)量、性能參數(shù)、相關(guān)的特征參數(shù)進行檢測、度量和計算。能源計量是為了確定用能對象的能源完善程度而對能源及相關(guān)量的計量。2.1能源計量在發(fā)展低碳經(jīng)濟中的作用能源計量是用能單位節(jié)能的基礎(chǔ)。發(fā)展低碳經(jīng)濟首先要做的就是減少碳排放、有效合理的利用能源資源,因而對能源的計量工作就顯得尤為重要。要想節(jié)約能源,就應(yīng)該找到用能單位節(jié)能降耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此必須有準確和必要的計量數(shù)據(jù),有了計量數(shù)據(jù)才能真實體現(xiàn)用能單位的能源消耗,從而提高能源的綜合利用率。能源計量為節(jié)能監(jiān)管提供了依據(jù)。在《節(jié)約能源法》中第五十三、五十四條中明確了用能單位的節(jié)能義務(wù),強化了監(jiān)督和管理;同時國務(wù)院出臺了《國務(wù)院關(guān)于節(jié)能工作的決定》,要求督促用能單位開展能源計量工作。因此只有做好能源計量工作,提供準確可靠的能源計量數(shù)據(jù)才能編制出反應(yīng)用能單位內(nèi)部真實的用能情況,為各級節(jié)能部門對能源監(jiān)管提供數(shù)據(jù)支持。能源計量是減少排放、解決環(huán)境問題的有效措施。能源計量能夠?qū)U棄物排放進行實時全程測量監(jiān)控,對測量的數(shù)據(jù)進行匯總、整理、歸檔、分析,從而發(fā)現(xiàn)污染問題并提出有效的解決方法,可極大的提高廢物的利用率,減少對環(huán)境產(chǎn)生有害影響廢棄物的排放,改善環(huán)境問題。2.2能源計量措施(1)加強宣傳,營造氛圍。能源計量本身不產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益,從而導(dǎo)致部分用能單位不太重視該工作,因此要加強國家能源形勢、能源政策和能源計量重要性的宣講,宣傳節(jié)能計量知識,提高用能單位的能源計量意識,使用能單位特別是重點用能單位將被動接受變?yōu)橹鲃雍葑ヂ鋵?。?)執(zhí)法監(jiān)督,強化力度。首先根據(jù)JJF1356-2012《重點用能單位能源計量審查規(guī)范》及GB17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》對用能單位計量器具的配備、檢定、使用和管理情況進行檢查,其次加強實施能源效率標(biāo)識管理,擴大能效標(biāo)識的應(yīng)用,促進用能單位加快高效節(jié)能產(chǎn)品的應(yīng)用。(3)加強培訓(xùn),提供保障。舉辦能源計量技術(shù)培訓(xùn)班,邀請能源計量方面技術(shù)專家為用能單位特別是重點用能單位的能源計量管理人員講解能源計量、能源平衡測試等方面的知識,宣傳貫徹能源計量相關(guān)法律法規(guī),制定人員培訓(xùn)計劃,指導(dǎo)用能單位能源計量人員的培訓(xùn),從而提高用能單位能源計量技術(shù)水平。

3低碳經(jīng)濟下的碳計量

碳計量是對碳排放量的測量計算,又稱碳核查或編制溫室氣體排放清單。碳計量在我國低碳經(jīng)濟發(fā)展中起著“眼鏡”和“尺子”的作用,通過計量碳排放量獲得數(shù)據(jù),用來評價低碳經(jīng)濟的發(fā)展情況,反應(yīng)節(jié)能減排的效果。因此發(fā)展碳計量是建設(shè)低碳經(jīng)濟、實現(xiàn)減排目標(biāo)和減小溫室效應(yīng)的關(guān)鍵和前提。3.1碳計量在發(fā)展低碳經(jīng)濟中的作用溫室氣體核查過程的基礎(chǔ)。進行溫室氣體量化、核查工作,編制溫室氣體排放量清單和碳排放量報告,組織核查工作等一系列活動的基礎(chǔ)是活動水平數(shù)據(jù)的收集和排放因子的確定,因此,無論是直接獲得碳數(shù)據(jù)還是間接測量碳數(shù)據(jù)都離不開碳計量。溫室氣體排放清單編制的前提。低碳經(jīng)濟發(fā)展的重要數(shù)據(jù)就是碳排放清單。排放清單從理論上說可以通過對各類碳排放的連續(xù)監(jiān)測和計量獲得,但由于碳排放源繁多且排放總量大,氣體排放成分復(fù)雜,使得對氣體排放實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測計量變得不太可能,因此目前國內(nèi)外均采用通過直接能源消耗和間接消耗的數(shù)量統(tǒng)計,再通過量化得到排放因子,編制排放清單。碳計量主要體現(xiàn)在對水、煤、電等用量計量上,通過對這些數(shù)據(jù)的測量可以估算排放量,為編制對應(yīng)的清單打下基礎(chǔ)。為企業(yè)節(jié)能減排提供依據(jù)。通過溫室氣體排放核查以及清單編制工作,可以確定企業(yè)的排放源和高能耗設(shè)備,企業(yè)可以根據(jù)這些計量數(shù)據(jù)有針對性、有目的性地開展節(jié)能減排工作,進行用能情況實時、動態(tài)分析等,這些節(jié)能減排措施的運用都離不開碳計量。3.2碳計量方法目前,我國對于經(jīng)濟活動生產(chǎn)的碳排放如何進行量化,還沒有形成比較完善的體系和方法,需要進一步研究。然而國際上關(guān)于碳計量的方法很多,主要包括:系數(shù)法、IPCC推薦缺省法、部門分類核算法以及卡亞公式等。(1)系數(shù)法主要用于能源碳排放量的計算,其公式為:E=k×N其中,E為碳排放量,k為碳排放因子(中國CO2的排放因子系數(shù)為0.67,日本為0.68,美國為0.69),N為某一能源使用數(shù)量。(2)缺省法是根據(jù)能源消耗量估算碳排放量,是一種粗略的估算,其公式為:CO2排放量=(燃料消費量×單位碳含量-固碳量)×氧化率×3.7(3)部門分類核算法是以部門為基礎(chǔ),使用更加微觀的數(shù)據(jù),通過對每個部門使用每種燃料進行單獨計算并進行匯總得到每個部門總排放量,然后利用同種方法將每個部門的碳排放量進行相加得到總排放量。該方法缺點是計算起來比較繁瑣,但是與缺省法比,其計算結(jié)果更接近真實排放量。(4)卡亞公式由日本學(xué)者yoichikaya提出,反映了碳排放與GDP和人口間的關(guān)系。其公式為:CO2排放量=人口×人均GDP×單位GDP能耗量×單位能耗碳排量從該公式可以看出,我國經(jīng)濟高速發(fā)展階段,GDP高速增長,要減少排放量就必須降低單位GDP能耗量和單位能耗碳排量。

4能源計量與碳計量的關(guān)系

能源計量主要工作是節(jié)能,其重點是減少能耗、有效使用能源;而碳計量主要工作是減排,其重點是減少碳排放、控制溫室氣體效應(yīng),這是兩者的不同點。同時兩者又是相輔相成的、相互促進的,兩者都是以計量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),碳計量是能源計量的一部分,又是能源計量發(fā)展的分支,兩者是實現(xiàn)低碳環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的重要前提和基礎(chǔ),缺一不可。

5結(jié)語

中國目前處于經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵時期,長年粗放型的增長模式造成了能源緊張、環(huán)境污染、氣候變化等問題,這就要求必須走低碳經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展道路。因此必須大力倡導(dǎo)開展能源計量、碳計量工作,為節(jié)能減排提供技術(shù)保障。

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