温室气体的特性范文

导语：如何才能写好一篇温室气体的特性，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:燃气行业 特许经营 城镇化

建设部颁发了《关于加快市政公用行业市场化的意见》,在业内乃至社会各界引起了强烈反响。全国各地都把加快市政公用行业市场化改革作为工作的重点。对于东营地区,我们结合城镇燃气行业的特点,就城镇燃气行业实施特许经营的有关问题进行了调研。

一、东营燃气行业具有广阔的发展前景

随着我国城镇能源结构调整战略的实施和城镇居民生活水平的提高,城镇燃气事业得到了快速发展。东营市城镇燃气已经成为城镇的重要基础设施之一,特别是2001年东城实施天然气工程为标志,揭示了东营城镇燃气的发展进入了大规模利用天然气的时代。东营城镇燃气具有广阔的发展空间,市场前景良好。(一)城镇化水平提升,要求城镇燃气大力发展。

21世纪头二十年是我国全面建设小康社会,经济建设更加发展的时期,也是我国城镇化水平快速推进的重要时期。在这期间,国家把发展黄河三角洲高效生态经济列入了“十一五”规划,山东省确定以东营为主战场,全面实施黄河三角洲开发战略,打造山东新的经济发展隆起带。作为黄河三角洲的中心城市,东营市的发展正面临重大历史机遇,因此东营市燃气等城镇基础设施需求量很大,由于城镇燃气必将适应城镇化水平的提升,因此会有一个大的发展。

(二)西气东输工程的实施,需要加快城镇燃气的发展。

目前我国西气东输工程已经全面实施,全国各地都在发展天然气利用配套工程。由于胜利油田的天然气产气量不能满足整个东营地区未来的发展需求。可以说,东营地区利用西气东输天然气势在必行,正处于一个新的大发展时期。

(三)城镇生态环境建设,要求提高城镇燃气普及率。

在现代化建设中,我国把生态环境建设作为实现可持续发展战略中城镇建设的重要内容。城镇生态环境建设涉及方方面面。其中大气环境就与城镇能源结构相关。城镇燃气属于清洁能源,对于改善城镇大气环境有着积极的意义。但目前我国城镇能源中煤炭仍然占60%的比重,城镇燃气的普及率不高。因此进一步提高城镇燃气的普及率是“十二五”期间乃至今后更长时间内政府工作的重要任务。这也为城镇燃气行业提供了很好的发展机遇。

二、坚持市场化改革是发展城镇燃气的必由之路

城镇燃气建设,尤其是利用天然气工程建设的一个特点是投资规模比较大。我国城镇燃气行业面对城镇燃气大发展,存在两大难题。一是建设资金缺口比较大。据测算,如果按照传统办法筹集资金,即政府财政投入、城镇维护费只能解决总投资的20%左右,其余80%的资金必须依靠社会资金和银行贷款来解决。一是行业改革相对滞后,划域而治的管理体系还没有完全打破。国有燃气企业缺乏活力,目前状况不适应城镇大发展的要求。要解决这两个难题必须实行市场化改革。建设城镇燃气设施并向社会提供燃气产品服务是城镇政府的责任和义务。但这并不意味着只有政府出资建设才是唯一的出路。也应该运用市场机制来解决资金不足的问题。其办法就是运用特许经营的方式公开向社会招标,择优选择城镇燃气设施建设和经营的主体。政府即按照特许经营协议,允许企业通过政府核定的价格收取经营所得,以获得回报。这样项目建设所需资金,项目建设者与经营完全由企业负责,政府则按照协议进行监管。因此可以说,特许经营的方式是这种完全按照市场机制的运作方式,既发挥了企业追求利益的积极性,又解决了政府管理体制改革中遇到的一些问题方向,是一个好办法,也是发展我国城镇燃气的必由之路。

三、实施特许经营必须开拓创新,深化城镇燃气行业的改革

我国城镇燃气行业在前些年发展很快,为改善城镇环境,提高人民生活质量,发展经济作出了巨大贡献。在改革中,城镇燃气行业已基本上形成了政企分开的局面,涌现了一批公司化经营和市场化运作水平较高的企业。但从总体上说,由于我们很多城镇燃气起步时,沿用了计划经济条件下的传统办法,各自成立各自的公司,一城市一个公司划地而治,建设由政府投资,干部由政府任命,亏损由政府承担,致使这些企业缺乏市场竞争的压力。在城镇天然气大发展中,这些企业中少有企业能真正有能力,去开拓市场,扩大自己的经营领域。前面已经介绍过,国家已经明确了两项重大政策。一是鼓励社会资金、外国资本采取独资、合资、合作等多种形式参与城镇燃气建设;二是允许跨地区、跨行业参与城镇燃气经营。也就是说政府已全面开放城镇燃气市场,在相同的市场准入条件下,将通过要适应过去公开招标方式,择优选择城镇燃气建设和经营单位。

四、燃气企业在特许经营中要认真研究的几个问题

(一)政府与燃气企业的关系问题

政府是授权方,企业是被授权方,两者之间要通过签定特许经营协议,建立一种持久的合作伙伴关系。所签定的协议条文将则成为双方履行协议的行为准则,而这种协议的条文要比一般的工程合同的供货契约复杂得多。因为企业不能指望协议一生效,就能盈得丰厚的利润,政府要为企业最终实现合同期的投资回报,提供协议中承诺的条件。企业必须按照协议保证正常、不间断运转,同时还要适应用户需求变化,提供优质服务。承担相应的财务方面的风险和法律责任。

(二)价格问题

价格问题涉及城镇居民和燃气企业的利益,是一个重要的问题。城镇燃气企业所要追求的投资回报和利润,一是取决于市场范围,一是取决于价格。但城镇燃气价格属于政府定价的范畴。政府定价主要的决定因素是城镇居民和其他用户的承受能力,另一个因素是政策性因素,如政府可能要从调整能源结构,注重环境治理的角度,强调煤改气,扩大用气范围。第三个因素现在一些城镇在发展城镇燃气中,还执行收取初装费的规定等等,所以政府与燃气企业在签定特许经营协议时,对价格问题要进行充分的讨论,要充分考虑城镇燃气项目收支平衡,使价格定在比较合理的范围。

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关键词：温度；浓度；厌氧发酵；沼气；产气量

中图分类号：S216.4 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170132009

引言

随着科技、医疗水平的不断进步，各项医疗研究工作的快速发展，实验动物在医学研究与探索中的使用越来越普遍，并且它对于医疗事业的快速发展起到及其重要的作用。近些年来，各大医院、研究所、高等院校纷纷建立了自己独立的实验动物研究中心。实验动物的大规模应用和饲养，随之也就产生了大量的实验动物粪便。因此，实验动物粪便的处理成为各实验动物研究中心的一大难题。将实验动物粪便厌氧发酵，转化为清洁能源沼气是一种合理的处理方式，并且对于由实验动物粪便引起的环境污染有十分重要的意义。

在厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢最终产生沼气是一个复杂的生物化学反应过程，其厌氧发酵效果受很多因素的影响，例如温度、浓度、接种物、接种量、pH等。李金平等研究了温度对鲜牛粪厌氧发酵产沼气的成分影响，王法武等研究了温度对以牛、兔和熊粪便为发酵原料时甲烷产量的影响。周丹丹等研究了温度对高浓度恒温厌氧发酵产沼气成分的影响，宋籽霖等探索了温度、发酵料液总固体浓度和产气量之间的关系。王菲等研究了不同碳氮比对干法厌氧发酵产沼气及沼渣造肥的影响。国内外对于动物粪便厌氧发酵的探究都是以畜禽动物粪便为原料，并且对它们厌氧发酵的工艺条件都已经有了较为深入的探究，但是对于实验动物粪便的探究并没有查阅到相关材料。

本试验在厌氧发酵理论和实践的基础上，系统的探究了在不同恒温条件下，总固体浓度对实验动物粪便沼气发酵产气量和气体中甲烷含量进行分析。旨在为确定实验动物粪便沼气发酵最佳条件、提高产气量提供依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验材料与按种物：实验动物粪便，取自吉林大学实验动物中心，粉碎处理；秸秆，取自吉林农业大学试验田；接种物，常温发酵池中的沼液。

1.2试验装置

本试验所用的试验装置为自行设计的恒温厌氧发酵装置，主要由恒温水浴锅、发酵瓶、集气瓶和集水瓶4部分组成，如图1，各装置间通过橡胶管和玻璃管连接。选用1000mL的广口瓶作为发酵瓶和集气瓶，并用13号胶塞密封，接口处用凡士林密封，1000mL的烧杯收集排出的水，然后用量筒进行测量。

1.3试验方法

1.3.1试验前期准备

1.3.1.1总固体质量分数（Ts）的测定

利用恒温干燥箱。计算方法如下所示：

TS=A/B×100%

式中：A――样品烘干后的质量；B――样品鲜质量。

1.3.1.2发酵原料碳氮比的测定

利用K2Cr2O7外热源法测量含碳量，计算方法如下所示： 式中V2――样品消耗的硫酸亚铁铵量（mL）；

V1――空白消耗的硫酸亚铁铵量（mL）；

N――酸亚铁的当量浓度值；

0.03――消耗1mg当量的重铬酸钾相当于0.03g有机碳；

1.1――氧化率，校正系数；

W――样品干重（g）。

利用凯氏总氮法测定含氮量，计算方法如下所示：

式中N――H2SO4俗家旱牡绷颗ǘ龋

V――品消耗H2SO4标准液的体积（mL）；

V0――白消耗22SO4标准液的体积（mL）；

0.014――每毫克当量氮的重量（g）；

W――样品干重（g）。

1.3.2试验设计

本试验以清洁级（CL）wistar大鼠和秸秆、普通级（CV）科研用实验兔和秸秆的混合配置成碳氮比为25：1作为发酵原料，用1000mL广口瓶作为发酵瓶，投料总容积为80%，并把混合液的比重假设为1，接种量为料液总量的30%（240g），计算出应加入的实验动物粪便、秸秆和水的重量（详细配置比见表3）。投料前分别对实验动物粪便和秸秆进行粉碎处理，然后将它们装入发酵瓶中，并搅拌均匀。发酵温度为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃，每个温度下设定8%、10%、12%、14%、16%、18%6个总固体浓度。

1.4测定项目和方法

1.4.1总固体质量分数（total solid，TS）

测定方法和结果见试验前期准备。

1.4.2产气量（biogas yields）

用排水集气法手机气体，每天上午10点定时用量筒测量烧杯中水的体积。

在恒温条件下进行各组不同总固体浓度的发酵实验时，从有甲烷气体产生时开始进行本组实验的测量和记录，直至各发酵组产气都量很小时为一个发酵周期。

2结果与分析

2.1不同温度下大鼠粪便和秸秆混合发酵料液总固体浓度对日产气量的影响

在发酵产气过程中，6组总固体浓度的大鼠粪便和秸秆混合发酵料液在5个温度中的产气量如图2所示。

从图2中可以看出，6组总固体浓度的发酵料液在各个温度下均能正常发酵，并且从发酵开始的第1天起，在一段时间内的产气量，均呈现出上升趋势，达到高峰以后，又都出现回落趋势。但是在不同温度下，不同浓度的发酵料液产气量变化规律各不相同。不同温度下的发酵周期有明显不同，30℃下的发酵周期为57d左右，35℃为50d左右，40℃为42d左右，45℃为32d左右，50℃为26d左右，可见随着温度的逐渐升高，发酵周期逐渐变短。在相同温度下，不同总固体浓度的发酵料液的产气周期也有所不同，总固体浓度高料液发酵周期普遍高于总固体浓度低的发酵料液。这应该与发酵料液中可利用的有机质的多少有关，总固体质量分数高的发酵料液中可被利用的有机质较多，因此发酵周期较长。日产气量的峰值并没有随着温度的提高而增大，日产气量的峰值为463mL，出现在35℃、总固体浓度为18%的条件下。30℃条件下，日产气量的峰值出现于总固体浓度为18%的发酵料液，为180mL；30℃条件下，日产气量的峰值出现于总固体浓度为18%的发酵料液，为181mL；35℃条件下，日产气量的峰值出现于总固体浓度为18%的发酵料液，为463mL；40℃条件下，日产气量的峰值出现于总固体浓度为18%的发酵料液，为311mL；45℃条件下，日产气量的峰值出现于总固体浓度为18%的发酵料液，为196mL；50℃条件下，日产气量的峰值出现于总固体浓度为18%的发酵料液，为126mL。可见日产气量的峰值并没有随着温度的升高而增大，而是出现在35℃条件下。

2.2不同温度下大鼠粪便和秸秆混合发酵料液总固体浓度对累积气量的影响

各组试验的累积产气量如图3所示。从图3可以看出，在各组恒温条件下，随着发酵料液总固体浓度的增加，累计产气量基本呈现上升趋势。除了在40℃恒温条件下，总固体浓度为16%的发酵料液的累计产量为最大，略高于总固体浓度为18%发酵料液，其他恒温条件下，总固体浓度为18%的发酵料液的累计产量均为最大。温度对整个发酵过程的累积产气量也有显著影响，除总固体浓度为16%的发酵料液在30℃恒温条件下产气量为最大之外，其他各恒温条件下，累积产气量的最大值均出现在35℃，且在35℃、总固体浓度为18%的发酵料液条件下，累积产气量达到所有试验组的最大值，累积产期量的最大值为7557mL。可见35℃、总固体浓度18%为清洁级（CL）wistar大鼠粪便和秸秆混合发酵的最佳试验组。

2.3不同温度下实验兔粪便和秸秆混合发酵料液总固体浓度对产气量的影响

在各组恒温条件下，进行不同总固体浓度的实验兔粪便和秸秆混合发酵试验时，各试验组均没有气体产生。在整个试验过程中，使用ph-100笔试pH计对发酵过程进行酸碱度的测量。在测量过程中发现，以普通级（CV）科研用实验兔粪便和秸秆的混合物为发酵原料时，发酵初期投料时，pH呈现中性，为7.00左右。随着试验的M行，pH很快下降，最低值达到3.72左右并维持恒定。由此可以推测，由于厌氧发酵的进行，在发酵初期产生了大量的酸，正是由于pH过低，发酵料液中的厌氧细菌的活性受到了抑制，阻碍了厌氧发酵的启动和正常进行。在以后试验中，如何对实验兔粪便进行预处理和试验是一项主要和有趣的研究。

3结论

以清洁级（CL）wistar大鼠粪便和秸秆混合为发酵原料时，发酵可以正常进行，且在35℃条件下，总固体浓度为18%的条件下，日产气量和累积产气量均达到最大值，分别463 mL和7557mL。确定其为试验过程中的最优发酵条件。

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[论文摘要]气候变化问题是由全球范围内市场失灵造成的，减排温室气体的措施离不开市场机制。围绕碳标识合法性的讨论体现了环境保护与贸易自由的冲突。我国应当加强对碳标识的研究，以应对来自主要贸易伙伴的挑战，并使之成为我国实施贸易与环境政策的一项重要工具。

[论文关键词]碳标识；温室气体减排；贸易与环境

全球经济一体化和贸易自由化扩大了消费者的产品选择范围。2007年美国消费了11.7亿美元瓶装水，是世界上最大的瓶装水市场，其中相当一部分是斐济水（Fiji Water）。将斐济水从其原产地运到位于洛杉矶出售需要跨越约2，000英里，途中消耗的能量是生产瓶装水的两倍，而消费者并未意识到这一点。2006年，为生产供美国消费的瓶装水便排放了约250万吨二氧化碳，运输导致了进一步的碳排放，尽管饮用水本身完全可以从当地获得。然而，瓶装水仅是在摆上货架前跨越了千山万水的众多产品中的一例。

一、碳标识是应对气候变化的减排措施

将排放温室气体的外部成本内部化的市场机制主要有两种：一种是“限制和贸易”（cap and trade） ，另一种是征收碳税（ carbon tax）。两者均须以国家的强制力保证实施。如果国家不愿参加减排温室气体的多边安排或承担强制性减排义务，自愿采取减排措施的国家仍可通过单边或者与他国的协调措施，利用市场的力量迫使非自愿减排国家的企业采取减排措施，只要其拥有对非自愿减排国家足够重要的市场。相关措施还包括披露企业的碳足迹（carbon footprint）和对产品进行碳标识（carbon labeling）。碳标识是为了缓解气候变化、减少温室气体排放、推广低碳排放技术，把商品在生产过程中的温室气体排放量在产品标签上用量化的指数标示出来，以标签的形式告知消费者产品的碳信息，通过消费者的选择和非政府组织的监督机制影响生产者的行为，促使生产者提供低排放的产品和服务。

二、碳标识的实际运用

为了改变消费者的购买观念，选择“低碳”产品，英国政府率先于2007年实施了碳标识项目，其目标是覆盖所有的产品，目前已有近百种产品加贴了碳标识。据报道，英国特易购、百事可乐等顶级食品公司已经给部分食品标上了“碳足迹”，帮助消费者做出“绿色”采购决策。作为英国未来20 年食品生产战略的一部分，政府呼吁其他品牌食品也标上“碳足迹”标签，便于消费者一目了然地查看该商品从开始加工到摆上售货架全过程中的二氧化碳排放量。在英国，选择在其产品上加贴碳标识的企业也承诺在两年内对其产品的碳足迹进行削减。应英国环境部门要求，食品和农村事务处以及英国标准化机构对某一产品的碳足迹进行计算并建立了统一的标准。

在美国，理论上个人行为导致的二氧化碳排放量占总量的三分之一。因此，碳标识的推动力在于向消费者提供有关产品碳信息，使他们在知悉的基础上作出购买决定并最终选择碳足迹较低的产品，以减少碳排放。2007年美国联邦最高法院审理的Massachusetts v. Environmental Protection Agency案中，12个州政府、四个地方当局以及众多私人组织起诉美国环境署，迫使后者将温室气体作为《清洁空气法案》第202节中的污染物质加以规制。最高法院以5：4的表决结果认定了温室气体构成《清洁空气法案》中的“空气污染物”，美国环境署有义务加以规制。该案传递出的另一个信息是美国环境署应当自己实施碳标识而不是留给各州政府或个体企业来完成。同时，美国于2007年颁布了《国家温室气体登记法案》和《温室气体责任法案》，2008年又公布了《统一拨款法案》，指示国家环保署制订规则，要求各经济部门报告温室气体排放情况。此外，美国国家环保署与美国能源部共同推行的美国能源之星（energy star）标识业已深入人心。据测算，如果美国个人消费者、商业机构和政府组织选择有能源之星标识的产品，每年的能源消耗将会减少2，000亿美元。迄今为止，能源之星计划已经为减排作出了相当于2，700，000辆汽车温室气体排放量的贡献。

三、碳标识在WTO法律框架下的适用性分析

对环境标识最强烈的质疑来自于WTO的反贸易保护规则。国家在制定减排温室气体的政策和法律时可以使用贸易措施是国际社会的共识，但并不意味着此类贸易措施的内容和实施方式的合法性均不会受到挑战。《气候变化框架公约》第3条第5款规定：为应对其后变化而实施的措施，包括单方面措施，不应当成为国际贸易上的任意或无理的歧视手段或者隐蔽的限制。这表明，即使是为了减排温室气体而采取贸易措施，也必须符合国际贸易法规则，主要是WTO协议。如果WTO成员国因实施碳标识而更加青睐当地产品，则可能构成对WTO反贸易保护主义规则的违反。这凸显了贸易促进与环境保护之间的冲突性。

（一）碳标识与非歧视原则的潜在冲突

WTO的宗旨在于反对贸易保护主义，实现贸易自由化，扩大就业，充分利用全球资源，造福人类。为此，WTO确立了非歧视、透明度、自由贸易和公平竞争四大原则。其中，非歧视原则与碳标识关系最为密切。非歧视原则主要包括最惠国待遇和国民待遇两个方面，其与碳标识的潜在冲突体现为：实施碳标识是否会为部分企业或产品其带来商业上的优势？如果进口货物被加贴碳标识，是否会导致其销路不畅？如果一国将已经加贴碳标识的产品出口至他国，是否会比未加贴碳标识的第三国产品有更好的销路？

实施与贸易有关的环境措施导致与非歧视原则潜在冲突的问题并非首次出现。例如，根据《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，每一缔约国必须禁止从截止到1990年1月尚不是议定书缔约国的国家进口受控物质，故非缔约方国家可能无法享受《议定书》缔约方之一给予另一缔约方在进出口方面的待遇。如果涉及的各方均同为WTO成员国，则《蒙特利尔议定书》的实施可能违反WTO最惠国待遇原则。在碳标识领域，进口国如果仅基于货物运输的距离而歧视来自另一个国家的产品就可能构成对GATT规则的违反。同样，因产品未实施碳足迹，或因一国对碳排放未加限制而进行歧视也可能构成对GATT规则的违反。不过，正如生态标识在世界许多国家流行而并未受到WTO的过多干涉一样，碳标识也可能走类似的道路。通过保持标识项目的自愿性，一国仍然可以向实施碳标识的国家出口货物，即使其自身并不实施。

（二）TBT协议对碳标识的涵盖

根据WTO规则，成员国有权限制它们认为未能满足安全标准和规范的产品进口，在此过程中能否对非与产品特性相关的生产过程和方法（NPR-PPMs）加以考虑是一个潜在问题。NPR-PPMs无法通过观察产品本身得知。如果对美国境内销售的斐济瓶装水加贴碳标识以标注其食品里程，所反映的信息便属于NPR-PPMs。碳标识侧重于揭示NPR-PPMs信息，却可以使消费者清楚地了解产品对于气候变化的影响。GATT缔约方在乌拉圭回合结束时达成了《技术性贸易壁垒协议》（TBT协议）。该协议不但涉及产品本身的规范和标准，还将产品的生产工艺、生产方法的法规和标准纳入了协议范围，并适用于WTO所有成员。根据该协议，WTO成员国对在其境内生产和出售的所有产品的制造标准负有监督和加以规范的义务，也可以选择对在其境内运输以及使用产品的方法加以规范，但成员国能否合法地在产品上设置碳标识，以反映该产品在其他国家生产时的温室排放水平？

TBT协议的主要目的是确保以“技术规章”（technical regulation）和“标准”（standard）为形式的非关税壁垒措施不会对国际贸易造成不必要的障碍。从协议措辞方面分析，TBT协议附件1第1项对“技术规章”作出了界定：规定强制执行的产品特性或其相关工艺和生产方法、包括适用的管理规定在内的文件。该文件还可包括或专门关于适用于产品、工艺或生产方法的专门术语、符号、包装、标志或标签要求；第二项对“标准”作出的界定为：经公认机构批准的、规定非强制执行的、供通用或重复使用的产品或相关工艺和生产方法的规则、指南或特性的文件。该文件还可包括或专门关于适用于产品、工艺或生产方法的专门术语、符号、包装、标志或标签要求。不难看出，上述两个条款在第一句中都包含了短语“相关加工和生产方法”，但在第二句中却并未使用“相关的”一词，似乎意味着一种标识并非必须“与产品相关”。因此，将与NPR-PPMs有关的碳标识应用于进口货物存在可行性。笔者认为，可以将与生产过程和方法相关的碳排放视为危害环境的物质，进而将其归入WTO对进口的大规模碳足迹产品施加限制的参考因素。值得注意的是，由于发展中国家在环境标准问题上的发言权远不及发达国家，TBT协议第12条还专门规定了对贫困和发展中国家的特殊待遇和差别待遇，主要包括发展中国家成员可以采用与国际标准、指南和建议不同的技术法规、标准和合格评定程序，以保护与其发展需要相适应的本国技术、生产方法和工艺等。

（三）碳标识在GATT第20条下的抗辩

GATT第20条规定了可以偏离总协定义务的几种例外情况，其中的b项和g项与环境保护有关，是过去GATT衡量与贸易有关的环境措施是否符合GATT的主要依据，也是现在WTO解决争端机构解决类似争端的主要依据。在理论上，如果碳标识是在自愿的基础上实施且不会完全阻碍产品进入一国市场，则有可能被WTO所接受。笔者认为，基于许多发展中国家反对以碳排放为基础推行贸易限制措施的现实，实施全球生态环境保护战略同样应当寻求合作的方式，实施碳标识的发达国家所采取的单边贸易措施也必须考虑到发展中国家的承受能力。值得一提的是，在2011年7月的“美国、欧盟、墨西哥诉中国原材料出口限制措施”案（WT/DS394/395/398/R）裁决报告中，专家组以中国采取的出口限制措施在事实上为下游产业提供了变相补贴等理由裁定中国不能援引GATT第20条（g）款作为被诉出口限制措施违反《中国入世议定书》第11.3条义务之抗辩依据。WTO上诉机构于2012年1月报告支持了该案专家组得出的相关结论。因此，根据目前WTO的争端解决实践，如果无法有力地证明碳标识措施与保护可耗竭自然资源之目的间存在关联，则在WTO法律框架下援用GATT第20条规定的一般例外进行抗辩的前景并不乐观。

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关键词： 瓦斯发电；监控系统；通风控制；瓦斯泄露；减排计算

0 引言

煤矿瓦斯的主要成分是CH4（甲烷），CH4在100年时间框架内的温室效应指数是CO2的21倍，因此瓦斯气体对空排放对生态环境破坏性极强，同时瓦斯爆炸事故的防范和瓦斯有效治理一直也是困扰煤炭人的一大难题。目前多数煤矿坚持以“先抽后采、应抽尽抽、以用促抽、煤气共采”的方针，有效降低瓦斯爆炸事故率的同时兼顾了瓦斯气作为清洁能源的开发利用，一举多得，具有广泛的环保效应和安全效应。

煤炭工业合肥设计研究院从2004年开始在国内较早地开展利用煤矿瓦斯发电的工程设计与承包业务，与国内外众多的煤炭企业、咨询机构合作，一直致力于煤矿瓦斯利用领域的创新、研究与服务，目前作为主编单位正在进行《煤矿瓦斯发电工程设计规范》的编制工作。

瓦斯发电主要工艺是利用煤矿开采过程中矿井瓦斯抽放站抽排的30%以上浓度瓦斯为能源，经过脱水、除尘、增压等预处理措施后，输配至内燃式往复发电机组进行发电。目前进口发电机组自动化水平较高，安全保护完善，发电效率能达到40%以上，具有较好的经济效益和推广价值。

1 监控系统概述

在高瓦斯矿井，一般瓦斯组分中氧气>12%，甲烷>30%，利用矿井抽排的瓦斯气进行发电，必须严格做好瓦斯输配和发电过程中的安全防范工作，因此根据工艺特点设计一套完备的实时监控系统非常重要，是满足设备安全、经济运行和发电管理的内在要求。

煤矿瓦斯发电工程监控系统一般由现场检测仪表、现场控制系统、监控后台系统和监控网络构成。

1）现场检测仪表主要包括常规仪表和瓦斯气安全监测仪表，仪表的设置和选型应满足瓦斯预处理装置及发电机组等工艺设备安全、经济运转的监测要求，拟申报CDM（清洁发展机制）项目的还应满足CDM计量的要求；

2）现场控制系统目前多使用PLC（可编程控制器）实现对被控设备及工艺的监控和保护，现场控制站应具备通用可靠的工业控制网络接口便于各控制站和后台系统的通讯互联；

3）监控后台系统主要实现电站运行的监控、重要运行数据的记录与存储，宜配置操作、显示设备；

4）监控网络应使用成熟、标准的工业控制网络，各工艺系统监控设备的网络接口应尽量统一。

2 监控系统需要注意的主要问题

2.1 发电机房通风控制

《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》2.3.18条规定：爆炸性气体环境内的车间采用正压或连续通风稀释措施后，车间可降为非爆炸危险环境。内燃式往复发电机组厂房存在瓦斯泄露风险，而发电机组本身及其就地辅助电气控制设备和仪表均为非防爆设备，因此监控系统必须做到发电机组一旦运行即自动连锁启动通风机，风机故障或风压检测异常时应立即报警并作用于停机。同时通风机的自动控制还应满足发电机组的正常、经济运行对通风风量和风温的要求。

2.2 瓦斯气体泄露保护

使用爆炸危险气体为燃料，应有完备的瓦斯气泄漏的监测监控方案。在厂房上空应设置两段式（I段10%LEL；II段20%LEL）瓦斯泄露报警装置，当I段报警时监控系统应自动启动所有厂房通风机以稀释泄露的瓦斯气体，II段报警时监控系统应切断厂房内除通风机外所有电气设备的电源。当泄露浓度升高，瓦斯持续扩散时，应设置切断阀门切断瓦斯气源，避免事态扩大或影响供气系统的安全。有关瓦斯气源的切断阀门的选型，应选用正常情况下控制回路带电，切断阀开位的工作方式，在电源失电、回路断线或瓦斯泄露等异常工况需要切断气源的情况下自动连锁保护，迅速断电，关闭气源阀门。

2.3 瓦斯流量计的选择

笔者参与设计的瓦斯发电项目目前多选用V锥流量计，V锥流量计是采用在密闭管道中心线悬挂V型锥体作为节流件的一种差压式流量计，由于其独特的中心流线型节流结构的设计，使得经过节流件的不规则流场整流成近似理想气体，因此它能基于密闭管道中能量转换的伯努利定理进行准确测量。V锥流量计直管段要求前3D后1D，便于选择位置安装；精度可达到0.3%，利于贸易计量；量程比可达30:1，压力损失仅为孔板的1/5～1/10，降低了对差压变送器的要求和输送系统能耗；同时由于流过锥体后的流体加速，达到自吹扫的功能，克服了瓦斯脏污的测量难点，使得开孔比β长期不变，稳定性高。V锥流量计的这些特性恰恰克服了煤矿瓦斯含水量大，粉尘多，振动不稳定、输送压力低的种种特性，保证了瓦斯减排量的准确计量。

2.4 瓦斯减排量的计算

煤矿在生产过程中连续对空排放瓦斯，造成了大气污染和环境破坏，现在利用瓦斯进行发电，实现了温室气体的实际减排，这符合CDM项目的基本原则，发达国家通过提供资金和技术，在发展中国家获得温室气体减排指标，由缔约方用于完成在《京都议定书》的承诺。

减排量的确认本质上是一种国际贸易计量，在监测仪表的选择和减排计量方法学上都有严格的要求，减排量也必须经过定期的审核，要求数据做到完整、精确，而且监测计划中应该考虑到主监测新系统故障时有可比性的备用监测数据，避免由于数据不完整造成的减排量的损失。

减排量的计算最终折算到甲烷的质量，因此瓦斯气体的检测仪表主要配置温度、压力、浓度和流量四参数仪表，其中甲烷浓度的测量建议使用红外原理的产品，但需注意瓦斯取样气体需经过脱水和除尘，避免影响测量精度并有效延长传感器使用寿命。减排计量的方法学是否得当是CDM项目申请的第一步，也是关键的一步，因此在工程实践中应充分重视。

笔者根据以往工程实践经验列举常用的一种减排量计算方法如下（使用V锥流量计）：

1）根据现场仪表反馈，获得瓦斯气体测量值：压力P（kPa）；温度T（℃）；浓度C（%VOL）；流量差压 （kPa）。值得提醒的是压力参数的测量一般为表压，计算时需加上工程当地的标准大气压，标准大气压 （kPa）受海拔高度H（m）影响，可通过下面公式一进行校正，避免由此产生计算误差；

2）根据公式二计算瓦斯气体密度 （kg/m3）；

3）根据V锥流量计流量公式计算工况瓦斯气体瞬时体积流量 （m3/h）；

其中K为V锥流量计的仪表系数，由流量计管道内径D、锥体外径d、流出系数CF、开孔比β及气体膨胀系数Y五个参数决定的流量计的特性系数；

4）根据理想气体状态方程P1×V1／T1＝P2×V2／T2计算标准状况下瓦斯气体瞬时体积流量QS（Nm3/h）；

5）根据公式Qm=QS×0.7154×C/1000计算甲烷气体瞬时质量流量Qm（t/h）；

6）通过监控系统对甲烷气体瞬时质量流量进行积算，获得累计减排的纯甲烷的质量，再乘以甲烷和二氧化碳的温室效应倍数21即可得到项目减排量的标准值。

3 结语

在目前能源局势趋紧的情况下，利用煤矿瓦斯发电为矿井补充了绿色电力，节约了能源，降低了温室气体的排放，同时作为储量丰富的气体能源，也是对国家能源结构的重要补充。

通过瓦斯发电监控系统的优化设计，提高了瓦斯发电项目的控制水平，完善了瓦斯利用过程的监控功能，为矿井带来更多的安全保障、经济效益和社会效应。

参考文献：

[1]GB50058-92.爆炸和火灾危险环境电力力装置设计规范[S].

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从正面角度来看，在美国经济面临萧条之时，较富裕的族群因为依然富有，对奢侈品的需求已经明显地恢复。这类奢侈品包括像是龙虾这种昂贵而高级的食物品项。其次，中国原本已经是龙虾的主要市场，中国日趋增加的财富意味着对龙虾及其它奢侈品的需求将持续大幅成长。

2005年，中国是第三大奢侈品消费国，占全球销售量的12％，较2000年增加1％。一般期待到2015年前，中国将超越日本成为全世界第二大奢侈品购买者，这是全球29％的销售额。然而在龙虾市场上存在着一些新的不利条件，其中一点就是高油价及美元疲软等因素，使生产成本增加所带来的压力，这使得龙虾进口到美国与其它国家的价格较当地产品为高。

而此也突显出气候变迁之议题。气候变迁是一个需要、也的确慢慢获得响应的议题，全球已开始致力于减少温室气体排放量，而消费者对那些与气候变迁相关的议题，则反应得更加迅速。在奢侈品消费市场上更是如此，因为对奢侈食物的支出是自由决定的，而价格通常对这种产品的需求是没有影响力的。这样的消费者反应已经表现在发展食物里程这类的观念，以及诸如在面对购买决策时所考虑的碳足迹和可持续性等议题上。

对生态无害的食物商店

现在已经出现许多对生态无害的零售食品商店，像是美国的Whole Foods以及欧洲的许多英国超市，对于那些在购买时重视生态议题的消费者，这些商店迎合了他们的喜好。奢侈食物的消费者，至少在西方国家，愈来愈将他们购买与否的决定建立于道德和环保因素上，另外也包括地位、稀有性、价格等。

这与大多数的水产品消费者颇为不同，一般水产品消费者只是购买日常必需品，而许多研究报告显示，这种购买决策最容易被价格与质量而非环保或道德议题所影响。在这种环境下，全球许多龙虾捕捞业者在面对这些道德的消费者时可能就不太有能力可以保卫自己的市场地位。

碳排放量的管理

温室气体指的是任何会吸收红外线(infrared。IR)的气体。令人吃惊的是，这表示，除一些双原子气体和惰性气体外，几乎每一种我们已知的气体都是温室气体。

事实上，碳排放量只是所有温室气体的简称，由于二氧化碳是目前最常见的温室气体，因此为得出一个标准数据，所有温室气体都与其相关影响相乘(或相除)。例如甲烷，它是农场经营的副产品，由腐烂的有机物质所产生，作为温室气体，它的威力是二氧化碳的25倍。因此计算出40公斤的甲烷具有1吨的碳排放量。另一个例子是氧化亚氮(即笑气)，它的威力是二氧化碳的296倍，这表示3.4公斤的氧化亚氦被计算出有1吨的碳排放量。

这基本上表示，1吨的碳排放量可能肇因于只有3.4公斤的气体。燃烧木炭产生特别多的问题，因为这样的燃烧过程制造出许多高度活跃的温室气体，例如氮、硫等氧化物，这些气体本身也会对环境造成>中击，例如二氧化硫会造成的酸雨。

龙虾生产过程所制造出的碳排放量主要是来自捕捞龙虾的船只所使用的柴油，而设圈套引诱龙虾、发电的过程所投入的能源也要计算在内。一般来说，直接投入的燃料占龙虾捕捞业所投入能源总数的75％～90％。大多数的龙虾捕捞业者靠着低渔获量与高价格来维持其利润。

捕捞业者的燃油使用

龙虾捕捞业的平均渔获量经常是每次收网约1公斤龙虾肉，虽然只有少数研究试图计算捕捞龙虾所产生的碳排放量，但是最近一项南澳洲的研究显示，在2006年～2007年间，生产者耗费709万8千公升燃料捕捞2386吨龙虾。

依澳洲温室气体管理局之每公升柴油使用量具2.7公斤温室气体排放量的转换率来计算，上述的数字会得出这样的结果――平均捕捞1公斤龙虾，会产生8.03公斤的碳排放量。尽管数字很大，但是这只反应出碳排放量的一个面向(这还不包括其它生产制造活动所产生的排放量，例如发电、捕捞网的制造、诱饵的供应等，或更重要的是，从分配与销售产品等行动所产生的碳排放量)。如此高的碳排放量，反应出捕捞龙虾对能源高度需求的特性，而龙虾的高价使得其低渔获量变得可以接受。

相较于其它初级产品(primary production)，龙虾捕捞业的碳排放量相当高。举例来说，纽西兰乳品业每1公斤产品产生的碳排放量为1.4公斤，生产每1公斤苹果则会产生0.19公斤的碳排放量。

在许多国家，愈来愈多消费者在购买产品时，要求知道更多奢侈品的碳足迹信息，因此龙虾捕捞业之碳排放量几乎成为各国会检视的议题。结果是，在龙虾捕捞业这个领域中，极可能是消费者采取主动权来衡量，并且到最后减少生产过程中的碳排放量，而不是由立法机关或政府扮演环保的角色。

可持续性的管理

全球有许多主要的龙虾捕捞业者正进行某些资源可持续性的管理准备工作，然而这样的议题在管理上产生了一个有趣的新作法，特别是在碳排放量的管理目标与可持续性管理目标相互作用时。

碳排放量管理最基本的层次包括经济效益的考虑，特别是在捕捞龙虾时所耗的燃料，因为燃油可能是大多数龙虾捕捞业的主要使用能源。因此有许多方法可用来减少龙虾捕捞业的燃料使用，包括结构调整(如使用较小船只、较小或较有效率的引擎等)到作业调整(如缩短单次作业航程、虾笼置水时间加长、增加虾笼数量等)。

作业调整通常比结构调整更容易也更快速实行，但这些调整都牵涉到减少燃料使用与渔获量间的拉锯。对龙虾捕捞业与资源量可能造成的影响包括：

渔捞努力量集中在近海的结果，使得局部龙虾资源量消耗殆尽，且可能会和娱乐型龙虾捕捞业者起冲突：

可能造成更多人捕捞体型较小的龙虾，因为较小型的龙虾倾向在近海区域活动；

若每艘船所携带的虾笼增多，将增加人力成本；

虾笼置水时间加长，可能造成虾笼内龙虾与鱼类的死亡增加。

然而，从管理的角度来看，无论是采用投入或产出的管理技巧，均将是达到重要的明确管理目标所适合的管理工作。

南澳的两个区域即以不同的方式管理――北区采用投入控制管理方式，而南区则采用个别可转换配额(Individual Transferable Quota，ITQ)的管理方式。比较这两个区域的碳排放量相当有意思，采ITQ管理方式的南区，其燃料使用量仅有北区的一半。

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关键词 低碳模式;低碳均衡;循环经济;综合集成

中图分类号 F061.3 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2010)03-0001-08 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.03.001

可持续发展(Sustainable Development)理念自1972年首次提出以来,已深入到人类发展的各个层面,特别是以可持续发展为根本目标的循环经济(Circular Economy)模式的兴起,极大地推动了 “经济-社会-生态”的可持续发展。然而,在循环经济发展进程中,始终面临一系列重大的环境问题,其中最根本、最棘手的就是如何解决因化石能源无度利用导致温室气体过度排放而引发的全球气候变暖问题。2003年,英国政府在其能源白皮书《我们能源的未来:创建低碳经济》中首次提出“低碳经济”的概念,引起全球广泛关注[1];2007年,美国出台《低碳经济法案》,表明未来低碳经济将成为其重要的战略选择[2];2007年,主席提出中国将“发展低碳经济”、研发和推广“低碳能源技术”、“增加碳汇”、“促进碳吸收技术发展”;2008年,日本以《构建低碳社会的12方略》为基础着手实施“低碳社会行动计划”[3]。《斯特恩报告》指出,“现在全球以每年1%的GDP投入碳减排,将可避免未来因环境恶化造成的每年5%-20%的GDP损失”[4],向低碳经济转型已成为可持续发展框架下世界未来的发展方向。本文将通过判明循环经济的低碳价值,阐述循环经济的理论困境,结合我国循环经济的现实困境,提出循环经济的低碳模式,并运用系统综合集成思想,构建低碳模式基本框架和实现途径。

1 循环经济的低碳价值

据《中华人民共和国循环经济促进法》,循环经济是 “在生产、流通和消费等过程中进行的减量化、再利用、资源化活动的总称”,循环经济本质上是一种生态经济,蕴含了节能减碳的价值品质。然而,在目前技术水平约束下,循环经济在能源环节中面临巨大瓶颈,作为特殊资源的化石能源无法完全实现“资源-产品-废弃物-再生资源”的循环利用。要突破该瓶颈,在理论和现实意义上都要求发展循环经济的低碳模式。

1.1 循环经济指标分析

评价指标体系涵盖了循环经济发展的基本框架内容,是衡量其发展状况的重要工具。分析其指标体系,可从深层次上判明循环经济 “减碳”的价值品质。根据《中华人民共和国循环经济促进法》,我国循环经济宏观评价指标由能源利用指标、水资源利用指标、矿产资源利用指标和废弃物再生利用指标四大部分构成,如表1所示。1.1.1 能源利用指标分析

能源利用指标用来衡量循环经济发展过程中的能源利用效率和能源结构状况,包括:能耗强度高耗能产品单位能耗、供电标准煤耗和能源加工转换总效率四类指标。其中前三者是逆向指标,能源加工转换总效率为正向指标;前三者的值越小、后者的指标值越大均表明能源利用效率越高,能源消耗量越小,温室气体排放量也越少。

1.1.2 水资源利用指标分析

水资源利用指标用来衡量水资源的利用效率,包括:农业灌溉水平有效利用系数、工业用水重复利用率和工业增加值取水量三类指标。其中前两种是正向指标,后者是逆向指标,前者的值越高或后者的指标值越低说明水资源利用效率越高,水资源的新开采量就越小,社会总能耗就越小,温室气体的排放量相应就越少。

1.1.3 矿产资源利用指标分析

矿产资源利用指标用来衡量矿产资源的利用效率和回收效率,包括:重要矿产资源回收回采率和金属再生利用率。前者是正向指标,后者是逆向指标,其指标值越优说明矿产资源利用效率越高,矿产资源的新开采量就越小,社会总能耗就越小,温室气体的排放量相应就越少。

徐玖平等:发展循环经济的低碳综合集成模式中国人口•资源与环境 2010年 第3期1.1.4 废弃物再生利用指标分析

废弃物再生利用指标用来衡量废弃物的利用效率和处理效率,包括:工业固体废物产生量、工业固体废物堆存和处置量、工业固体废物综合利用率、废金属再生利用率、城市生活垃圾清运量、CO2排放量。前五类指标其值越高说明废弃物利用效率越高,新资源的开采量就越小,社会总能耗就越小,温室气体的排放量相应就越少。

上述分析表明,在循环经济的主要指标具有明显的低碳意义,体现着循环经济追求提高能源利用效率和降低能源消耗总量的减量化发展原则。表 2 显示了循环经济指标在节能减碳方面的低碳价值及其所具备的化石能源利用减量化、温室气体排放减量化的内涵和品质。

1.2 循环经济面临困境

循环经济遵循“资源-产品-废弃物-再生资源”的闭合流程,主张最大限度地利用资源,并将对环境的破坏降到最低程度,有利于社会经济的可持续发展。然而,在循环经济现有框架下,以人类现有的技术而言,作为特殊资源的化石能源无法完全实现“资源-产品-废弃物-再生资源”的循环利用(如图1所示)。

在正常情况下,自然界的碳循环是平衡的,在漫长的农业社会温室气体(CO2)浓度一直稳定在280PPM,但工业革命以来,温室气体浓度一直处在快速上升的趋势[5];诺贝尔奖获得者斯凡特•阿累利乌斯认为,化石能源(高碳能源)的燃烧使用将不可避免地增加大气中CO2的浓度[6],预计到2050年,温室气体浓度将达到550PPM[7],这将导致全球气候变暖,冰川融化、海平面上升,病毒增加、物种减少、灾害性气候频繁等,极大地扰乱自然生态系统内部的平衡。

为维持生物圈的碳平衡、抑制全球气候变暖,循环经济亟需通过模式创新降低生态系统碳循环中的人为碳通量,通过减排CO2、减少碳源、增加碳汇,改善生态系统的自我调节能力。在实践上,我国发展循环经济在能源和环境方面还存在以下三个方面难以克服的问题。

1.2.1 节能减排问题凸显

我国正处于工业化、城市化、现代化快速发展时期,能源消费持续增长,“节能降耗与发展排放”问题突出。2003年我国的单位GDP能耗为美国的4.3倍,日本的11.5倍[8],单位GDP水耗是发达国家的5.1-35.8倍[9],目前,由于经济规模的逐年增加以及煤炭主导的能源结构,我国温室气体排放总量已居世界第二位,与世界其他国家相比(如表3所示),我国单位GDP的碳排放强度很高,并呈快速增长趋势,预计2020年将超过美国,成为世界第一大CO2 排放国[10]。在循环经济发展进程中,我国节能减排形势严峻,任重道远。

1.2.2 能源结构严重高碳

在目前我国的能源结构中,煤炭仍然占最主要部分,我国一次能源生产和消费结构中,煤炭比重分别高达76%和68.9%,是世界上煤炭比重最高的国家,相对而言石油和天然气比例较低,人均石油开采储量仅为世界平均值的11%左右[11]。我国能源结构 “富煤、贫油、少气”的特征,决定了化石能源消费比重大,清洁能源比例较低,CO2排放强度高,导致在经济发展过程中“高碳”特征异常突出。

1.2.3 产业模式极不合理

我国经济在高增长过程中形成了“高速发展、高碳排放”的发展路径,由于产业结构失衡,能源结构单一,三大产业发展模式高碳问题异常突出,高能耗的工业在三大产业中的比重过高,尤其是电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等“高能耗、强排放、重污染”的行业在我国第二产业中比例过高,而低能耗的生态农业、现代服务业发展滞后,导致经济发展“持续高碳”。

综上所述,面对温室气体过量排放、全球气候变暖的困境,结合我国循环经济的现实瓶颈,亟需创新循环经济的低碳模式,通过构建“人类社会-自然生态”系统低碳动态均衡,实现可持续发展。

2 低碳模式结构特征

循环经济的低碳模式是以“社会-经济-生态”复杂巨系统为背景,以提高碳生产率实现可持续发展为目标的特殊循环经济模式,其本质是一种经济控制模式,按照减量化原则,通过源头控制减少CO2排放,即减碳,通过末端控制,即固碳,来实现温室气体的减量化排放,重构人类的经济社会系统,使“社会-经济-生态”在低碳目标下具有耦合结构,形成其特有的结构特征。循环经济低碳模式结构如图2所示。

2.1 系统整体特性

低碳模式是由经济、社会、生态系统按一定系统规则、秩序构成的开放的复杂巨系统,其在系统要素、层次、目标、运行等方面都具有复杂、有序、多元、耦合、动态的整体特性。

2.1.1 系统要素互为基础

开放性。开放性体现在以系统与外界环境的物质、能量交换为基础,以各个子系统间碳减排为手段,以提高炭生产力为目标的相互作用的过程。低碳模式不断从外界汲取负熵流,在系统内部,社会、经济和生态系统互为背景,通过碳减排,达到“社会-经济-生态”低碳动态均衡,实现可持续发展的目标。

2.1.2 系统层次有序众多

高维性。低碳模式是由低碳经济、低碳社会和低碳生态等子系统构成的复杂巨系统,而每一个子系统又包括其各自的子系统,由于低碳系统组织在作用、结构与功能上表现出等级秩序性,以上这些系统还可以继续划分系统等级,如此逐层分解,形成了低碳模式系统的庞大的层次结构。

2.1.3 系统目标复杂多元

复杂性。低碳模式是 “经济-社会-生态”三维一体的多目标复合系统和有机整 体,发展低碳模式就是要从系统整体的角度着眼,综合协调和控制循环经济系统整体和部分的关系,统筹整体功能和局部利益,实现以人为中心的社会、经济系统与自然生态系统之间的动态均衡。

2.1.4 系统运行动态演化

涌现性。在低碳模式内部,经济、社会和生态各子系统之间通过吸收、反馈、协同、耦合等系统运动,在动态中实现系统的优化和创新,从而使系统内部组织和结构,经历从简单到复杂、从独立到融合、从封闭到开放、从无序到有序的演化,涌现出各子系统所不具备的整体效应即:“经济-社会-生态”的低碳均衡动态发展。

2.2 立体模式结构

低碳模式以自然生态系统系统为背景,以社会经济系统为核心,通过调整能源结构、产业结构,发展节能减排技术、优化消费习惯达到减少碳源的目的,从而根本上改变对化石能源的高消费造成的高碳排放;同时,通过技术创新,发展碳中和技术、碳封存技术,积极发展炭汇林,建立炭汇交易机制,减少环境中CO2的存量,使得碳排放和碳吸收达到动态平衡,实现“经济-社会-生态”可持续发展。低碳模式的框架结构如图3所示。

2.2.1 多跨度时间结构

低碳模式可分为四个相互影响时间跨度,较长周期跨度制约着较短周期跨度的发展,同时较短周期跨度的变化累积形成较长周期跨度的动态演进。低碳模式时间结构如图4所示。

(1)短时间跨度-企业层面低碳经济。一般为5年以内,在此期间,系统的外部环境作用相对较稳定,其核心环节是通过实施碳减排技术,减少CO2排放量承担起企业的生态责任。

(2)中时间跨度-产业层面的低碳发展。一般为20年以内,在此期间,经济发展会显著改造系统内外部环境,其核心问题是实现产业范围内的结构调整,通过能源结构和产业结构优化配置,实现产业的低碳发展。

(3)长时间跨度-社会层面的低碳社会。一般为50年以内,在此期间,系统内外部环境的变化甚至超出人类的认知水平,其核心问题是在全社会进行低碳模式的系统改造,“低碳生活方式”、“低碳社会”、“低碳城市”、“低碳世界”理念深入人心,人类全面、稳步、有序地步入低碳时代。

(4)超长时间跨度-全局层面的低碳生态。一般为100年以内,在此期间,系统内外部环境的变化已深刻影响系统每个组元的运行,其核心问题是构建低碳生态系统,实现低碳排放甚至零碳排放,使得整个生态系统具有自然条件下的碳平衡,全面缓解全球气候变暖的压力。

2.2.2 多层次空间结构

低碳模式可分为逐次扩大的四个层次,形成 “企业-产业-社会-生态”的整体空间结构。

(1)小空间跨度。关注企业层面的低碳模式,在企业内通过推行碳减排技术和能源替代策略,减少生产和服务中化石能源使用量,实现CO2排放最小化。

(2)中空间跨度。关注产业层面的低碳经济,通过优化产业结构,调整能源结构,推行碳减排和固碳技术,提高炭生产率,在同样经济产出水平下,减少CO2的排放量,实现经济系统的低碳化。

(3)大空间跨度。关注社会层面的低碳发展,最大限度高效地利用能源,减少CO2排放,实现人类生产和生活过程中各个环节的低碳化,构建低碳社会体系。

(4)超大空间跨度。关注整个生态系统的低碳发展,通过降低人类活动对生态系统中CO2的排放量,使得整个地球生态系统恢复至正常的CO2水平,从而达到缓解全球气候变暖的目的。

综上分析,低碳模式要求人、经济、社会和生态等子系统,在时间和空间的微观、中观、宏观和超级四个尺度动态、立体地实现“经济-社会-生态”可持续发展的目标。

2.3 动态运行模式

低碳模式,在运行模式结构上分为三个层次:低碳高效经济系统、低碳和谐社会系统、低碳均衡生态系统;通过生态控制理论,在经济系统高效运行前提下,通过调整能源结构和产业结构,控制碳源,减少碳排放;在社会系统和谐稳定的基础上,改变人们的高碳消费习惯,减缓高碳生产的动力,控制碳源;在生态系统,通过保护与发展森林、草地、湿地等微系统,增加碳汇,恢复生态系统自然的碳循环平衡;通过低碳模式的耦合作用,实现“经济-社会-生态”的低碳动态均衡和可持续发展。

2.3.1 低碳高效经济系统

低碳经济系统是一个多层次、多角度的耦合体,由若干清洁生产企业、循环关联产业、生态工业园区和多条生态工业链组成,涵盖了经济系统中的生产、物流、消费、能力支撑各个层面。企业、产业和园区之间,通过节能减排,调整生产结构和能源利用结构,使系统中的化石能源都得到充分的利用,同时开发清洁能源,减少CO2排放实现整个经济系统的低碳化和高效化。

2.3.2 低碳和谐社会系统

低碳社会系统是将低碳理念注入社会生活各层面,以政府服务体系、法律法规体系、技术创新体系、信息服务体系、文化道德体系、约束激励机制等为支持,把低碳经济的理念渗透到社会各个领域,形成良好的发展低碳经济的社会氛围和舆论环境,通过发展绿色住宅、建立生态社区、构建低碳消费等措施,全面减少社会层面的碳排放,最终实现和谐文明的低碳社会。

2.3.3 低碳均衡生态系统

低碳生态就是在经济领域实现低碳转型的基础上,通过构建低碳社会,实现人类社会经济系统的低碳均衡,从根本上减少人类活动造成的CO2过量排放的问题,从而实现生态系统自然碳循环的动态平衡,消除温室气体过度排放造成的全球气候变暖问题,解除由此带来的生存危机。

3 低碳模式集成体系

低碳模式在深刻反思人与自然关系的基础上,继承与发展农业文明和工业文明的优秀思想,通过构筑“人类社会-生态环境”系统的低碳动态均衡,以低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益为发展特征,实现人类生存发展模式的根本性转变,彰显生态文明的价值品质。低碳模式的发展体系以生态伦理理论、生态经济理论、生态控制理论和循环经济为理论基础,通过系统集成耦合产生低碳模式的理论体系;通过产业模式和能源结构优化调整,以低碳技术为发展手段,在低碳政策保障体系的框架下,追求人类社会与自然环境的低碳动态均衡,实现“社会-经济-生态”的可持续发展。低碳模式综合集成体系如图5所示。

3.1 理论集成

低碳模式通过构建“人类社会-自然生态”系统低碳动态均衡,实现“社会-经济-生态”可持续发展,是人与自然的统一整体。低碳模式是在生态伦理指导下,实现生态文明的社会经济发展范式。低碳模式将 “天人合一”的思想具体为“人类社会-自然生态”系统的低碳动态均衡。在低碳发展框架下,通过继承已有思想,融入低碳理念,耦合形成低碳模式理论体系和理论创新。低碳模式理论集成体系如图6所示。

3.1.1 理论体系

生态伦理、生态经济和循环经济构成了低碳模式的理论基础。生态伦理为低碳模式提供发展哲学,生态经济为低碳模式提供发展框架,循环经济为低碳模式提供发展路径。低碳模式通过继承与发展现有的文明成果,立足“社会-经济-生态”巨系统,以系统低碳均衡为价值判断,从资源、产业、社会和生态四个层面演绎出完整的低碳模式理论体系。

低碳资源理论是以资源能源为对象,阐述在低碳模式框架下,关于资源减量化循环化利用、优化能源结构、发展清洁低碳能源及其开发利用技术的相关理论;低碳产业理论是以产业经济为对象,阐述在发展低碳经济过程中,关于利用低碳技术进行企业清洁生产,产业优化布局的相关理论;低碳社会理论是以社会系统为对象,阐述在追求低碳和谐社会过程中,关于如何贯彻低碳理念,优化社会消费方式,构建低碳社会的相关理论;低碳生态理论是以生态系统为对象,阐述在实现低碳生态均衡过程中,关于如何保护生态环境、增加碳汇、维护自然系统碳循环平衡、实现“社会-经济-生态”系统低碳动态均衡,构建低碳生态的相关理论。

在低碳模式理论体系中,低碳资源是基础,为实现低碳均衡提供资源利用的理论技术;低碳产业是核心,为低碳经济的重点经济环节提供相关理论技术;低碳社会是保障,为发展低碳经济、构建低碳社会、实现低碳均衡提供社会制度保障的相关理论;低碳生态是目标,通过低碳资源理论、低碳产业理论和低碳社会理论刻画人类社会的低碳发展路径,实现“人类社会-自然生态”系统的低碳动态均衡,最终走向可持续发展。

3.1.2 理论创新

低碳模式作为可持续发展框架下,继承生态经济和循环经济思想的全新的发展模式,在理论创新方面具有全新的理论品质。低碳模式理论体系通过继承与发展,从发展哲学和发展范式两个层面成了新的理论品质。

在发展哲学层面,低碳模式以低碳理念为核心创新了低碳世界观、低碳伦理观和低碳价值观。低碳世界观是在继承“天人合一”世界观的基础上,用“人类社会-自然生态”系统低碳动态均衡的观点重新审视人与自然的关系,指导人类实践活动;低碳伦理观是在生态伦理思想的基础上,站在生态文明的高度,反思人与自然关系,以“人类属于地球,而地球绝不属于人类”的价值判断,重新定位人类在“人类社会-自然环境”巨系统中的坐标;低碳价值观以低碳世界观和低碳伦理观为基础,以“人类社会-自然生态”系统低碳动态均衡为处理人与自然关系的价值判断标准,重塑人类社会在“高发展-高排放”困境中的价值体系,以低碳价值作为作为人类生产、消费的价值取向。

在发展范式层面,低碳模式以低碳发展为导向创新了低碳发展观和低碳经济观。低碳发展观是在低碳世界观的基础上,面对全球气候变暖的生存危机,以实现低碳均衡作为可持续发展框架下“最根本、最现实、最紧迫”的发展目标,通过“社会-经济-生态”巨系统低碳动态均衡,最终实现人与自然的和谐发展。低碳经济观是在低碳发展观的基础上,针对社会经济“高发展、高排放”的高碳瓶颈,在低碳技术和低碳制度支撑下,以能源结构调整和产业结构优化为手段,通过清洁生产机制,追求经济发展路径由高碳经济向“高发展、低排放”的低碳经济转向,实现低碳均衡前提下社会经济的高效能、高效率和高效益。

3.2 现实框架

低碳模式为解决循环经济碳减排压力,应对气候变化提供了有效的发展路径。低碳模式是针对化石能源利用高碳排放问题,以提高碳生产率构建低碳均衡实现可持续发展为目标,以能源消费和废弃物减量化排放为原则,以“低能耗、低排放、低污染”和“高效能、高效率、高效益”为基本特征,以能源结构调整、产业模式优化和技术体系创新为主要手段,以节能减排为发展方式,以低碳政策体系为重要保障的特殊的循环经济模式。实施低碳模式是一项复杂的系统工程,是解决我国经济社会“高速发展”与“高碳排放”之间矛盾的有效手段,是构筑低碳均衡,最终实现“社会-经济-生态”可持续发展的有效途径。

3.2.1 以能源问题为突破实现持续发展目标

低碳模式以持续发展为目标。低碳模式是以低能耗、低污染、低排放为特征的新经济发展模式。低碳能源是低碳模式的基本保证,清洁生产是低碳模式的关键环节,循环利用是低碳经济的有效方法。低碳模式通过进行一场深刻的能源经济革命,推进现代经济发展由以碳基能源为基础的不可持续发展经济,向以低碳与无碳能源经济为基础的可持续发展经济的根本转变,加速能源消费结构由高碳型黑色结构,向低碳与无碳型绿色结构的根本转变。低碳模式在本质上是可持续发展模式,持续发展是低碳模式的根本方向,低碳模式是最具操作性的、可量化的持续发展模式。

3.2.2 以节能减排为方式彰显循环经济本质

低碳模式以循环经济为本质。节能减排是应对温室气体减排国际压力、能源供需矛盾和生态日益恶化问题的主要手段,是实现低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益发展目标的着力点。低碳模式是发展循环经济的必然选择、最佳体现与首选途径,同时又向循环经济发展提出了新要求:在循环经济的“3R”原则中,“减量化”首先应该通过节能减排实现化石能源利用少量化和碳排放最小化、无碳化。发展循环经济内在要求发展低碳模式,循环经济是低碳模式的本质,低碳化发展是循环经济发展的重要特征。

3.2.3 以低碳能源为重点推动能源结构调整

低碳模式以能源结构调整为手段。低碳发展是指在保证经济社会健康、快速和可持续发展的条件下最大限度减少温室气体的排放。低碳约束将制约经济发展方向的选择,决定经济社会向低温室气体排放的方向演化发展。在保持现有经济发展速度和质量不变甚至更优的条件下,以低碳能源为重点改善能源结构,通过限制高碳能源在社会能源构成中的比例,积极开发低碳能源,合理调整能源结构,优化能源利用方式,提高能源利用效率,可以实现碳排放总量和单位排放量的减少。因此,为了实现温室气体排放降低和经济规模持续增长的双重目标,以低碳能源为重点推动能源结构调整是低碳发展的有效途径。

3.2.4 以低碳产业为支撑实施产业优化模式

低碳模式以产业优化模式为途径。产业结构将制约经济发展的路径模式,决定社会经济温室气体排放的强度。在国民经济中,三大产业生产特征不同,其能耗和碳排放量也不同。低碳模式是以低能耗、低污染、低排放为特征的循环经济模式,要实现社会经济低碳转向,须调整三大产业在国民经济中的比例,通过加快淘汰高耗能、高污染的制造业落后生产能力,发掘服务业领域节能减排的巨大潜力,减少碳源;发展生态农业,提高森林覆盖率,增加碳汇,吸收CO2,增加碳汇;必须以低碳产业为支撑,转变经济增长方式,实现社会经济从“高增长,高排放”的高碳增长模式向“高增长、低排放”的低碳增长模式转变,实现产业模式优化。

3.2.5 以低碳技术为主体构筑创新技术体系

低碳模式以低碳技术创新为方法。低碳或无碳技术的研发规模和速度决定未来温室气体排放减少的规模,低碳技术主要包括三类:温室气体的捕集技术、温室气体的埋存技术和低碳或零碳新能源技术。低碳技术将成为未来国家核心竞争力的重要标志,我国应以新能源技术创新与产业发展平台为依托,从组织体系、对象体系、投入体系、服务体系四个层面,构建以政府为引导、市场为导向、企业为主体、投入为基础、服务为保障、高等学校和科研机构共同参与、产学研结合的低碳技术创新体系。

3.2.6 以政策体系为保障开展低碳模式示范

低碳模式以政策法规体系为保障。低碳政策保障体系是实现低碳能源结构调整、推行低碳产业优化模式、构建低碳技术创新体系的重要支撑平台,低碳模式的发展须依靠政策保障来降低其成本。我国应主要从低碳政策体系、低碳市场体系和低碳考核体系三个方面构建低碳模式政策保障体系,在此基础上,创建“政府推动、市场主导、企业主体、全民参与”的低碳模式试点机制,有重点、有针对地从区域(城市)和产业(企业)两个层面系统性、有步骤的开展示范;积极打造以“高速增长、低碳排放”为特征的“低碳模式示范工程”,充分发挥其“以点带线、以线促面”的试点示范作用,促进社会经济实现低碳发展。

4 结 语

低碳模式在深刻反思人与自然关系的基础上,继承与发展农业文明和工业文明的优秀思想,通过构筑“人类社会-生态环境”系统的低碳动态均衡,实现人类生存发展模式的根本性转变,彰显生态文明的价值品质。低碳模式是针对循环经济发展过程中化石能源利用高碳排放问题,以提高碳生产率实现可持续发展为发展目标,以能源消费和废弃物减量化排放为发展原则,以“低能耗、低排放、低污染”和“高效能、高效率、高效益”为基本特征,以能源结构调整、产业模式优化和技术体系创新为主要手段,以节能减排为发展方式,以低碳政策体系为重要保障的特殊循环经济模式。实施低碳模式是一项复杂的系统工程,其通过构筑低碳均衡达到“社会-经济-生态”的可持续发展。

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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

关键词: 温室气体；低碳；城市快速路；碳尺；节能减排

全球气候变暖带来冰川消失、海平面上升等一系列危机人类生存的地球环境变化，大气中温室气体浓度的升高被认为是引起全球气候变暖的因素之一，而城市化的进程无疑加速了温室气体浓度的增长。温室气体(Green House Gas)，即GHG,据IPCC（2006）最新报告指出，主要包括二氧化碳（CO2），甲烷（CH4），氧化亚氮（N2O），六氟化硫（SF6），氢氟碳化物（HFCs）,全氟化碳（PFCs） 和臭氧（O3）等，水汽也是一种强烈的温室气体。

随着科学家对温室效应的发现以及全球对降低温室气体排放的越发重视，由政府间气候变化专门委员会（IPCC）于2006年碳排放计算指南，重新制定了用于上述温室气体转化为二氧化碳排放量的排放系数。该转化排放系数包括直接排放系数和间接排放系数。直接排放系数适用于CO2，而间接排放系数使用于CH4和N2O，通过GWP（Global Warming Potential）转化为等效的CO2排放量，即通常表示为CO2e。例如，CH4的GWP折算值为21，N2O的GWP折算值为310。这样，温室气体的排放量可以通过排放系数转化成CO2e，而世界各国由此推行的“低碳经济”也就有了一个可以具有量化的统一指标，即二氧化碳排放当量。

城市是低碳经济发展最主要的实施平台，城市快速路在城市路网体系中占主导地位，是大流量交通的重要快速运送载体，肩负着使城市交通出行更快更有效的服务性重担。城市快速路作为城市重要基础设施之一，在低碳化城市建设中扮演着极为重要的角色，是完成城市减排目标的实施主体。目前我国大中城市快速路网的建设正进行的如火如荼，许多省会城市都在“十二五”交通规划中提出要大力发展和完善城市快速路网建设，提出建设以快速路为主体、辅以部分准快速路的快速路网体系，以缓解城市地面道路巨大的交通压力。例如，杭州市计划在“十二五”期间完成建设的快速路总长达124.8公里(含已开工未完工项目)，改造提升的准快速路总长29.1公里，合计153.9公里。 深圳市也提出到“十二五”末期，将完成14条共283.3公里的城市快速路建设，所产生的二氧化碳排放当量将达到200万吨之巨，具有广阔的节能减排空间。

市政基础设施建设是碳排放行业，城市快速路的建设实施更是需要消耗大量高能源高碳密度原材料产品，在后期运营阶段直接或间接造成的温室气体排放。本文就城市快速路系统建设实施阶段中建设材料开采和制备，材料运输至施工现场并实施摊铺建设等一系列方面的温室气体排放进行分析研究，并提出控制对策。

一、城市快速路建设过程温室气体排放途径

城市快速路建设是城市温室气体排放源之一。就建设周期而言，温室气体排放的来源主要有各类建设材料生产和制备所消耗的电能和燃油，建设材料在运输过程中消耗的燃油，在建设实施过程中涉及的施工设备的燃油和电能消耗以及在道路拆除过程中消耗的燃油和电能，具体排放途径见表1。

表1城市快速路建设中温室气体（GHG）排放的主要途径

建设周期主要阶段 用途 途径描述

1 建设材料生产和制备 原材料开采和加工 开采原材料消耗能源（如柴油，电力）；回收材料的再生利用产生GHG

混合料组成材料生产 各种混合料的生产过程消耗电力等能源产生GHG

2 建设材料运输 材料初级加工厂/混合料制备厂/施工现场之间的运输 运输原材料至初级加工场所；运输初级加工材料至混合料加工厂；运输各种混合料至施工现场所消耗能源产生GHG

3 建设实施 路面摊铺建设 实施路面摊铺，碾压，成型等施工过程产生GHG

路面养护/维护 路面常规养护及病害处置措施；路面预养护过程产生GHG

4 周期结束 拆除和回收利用 设施拆除和移置；路用材料的再生利用折减GHG

基于上述温室气体排放途径的分类方法，瑞典IVL环境研究所的Hakan Stripple等人建立了道路建设能耗与温室气体排放计算模型，并针对常规道路建设实施技术和施工工艺开展了一系列研究工作，总结了道路建设中典型材料和工艺的能耗与温室气体排放表，见表2。

表2快速路建设中典型材料和工艺的能耗与温室气体（GHG）排放表

材料或工艺 能耗(MJ/t) CO2e (kg/t) 数据来源

沥青混合料 4900 285 Eurobitume

乳化剂 3490 221 Eurobitume

水泥 4976 980 Athena & IVL

碎石 40 10 Colas

集料 30 2.5 Athena & IVL

钢材 25100 3540 Athena & IVL

水 10 0.3 IVL

燃油 36680 2765 IVL

热拌站 275 22 IVL

冷拌站 14 1 IVL

铣刨/回收 12 0.8 IVL

就地冷再生 15 1.13 IVL

热拌混合料摊铺 9 0.6 IVL

冷拌混合料摊铺 6 0.4 IVL

水泥混凝土摊铺 2.2 2 IVL

运输 /km 0.9 0.06 IVL

英国、美国、法国和瑞士等国也相继开发了针对道路工程全寿命周期内碳排放量的计算模型和软件，比较典型的有英国交通研究实验室（TRL）研发的asPECT计算模型，美国加州大学伯克利分校的Arpad Horvath教授联合加州路面研究中心合作开发的一款基于EXCEL的碳排放计算模型-PaLATE等，为国内外道路建设工程的低碳化实施提供了可靠的计算方法和量化依据。在工程实际应用方面，加拿大Pierre T. Dorchies等人采用表2所列的碳排放基础数据，对加拿大魁北克市一条城市快速路的建设过程中所采用的主要建设材料制备和实施技术等进行温室气体排放量的计算，具体结果见图1。

图1 主要建设材料制备和实施技术的温室气体排放

分析结果表明，在选取道路主要建设材料时，水泥混凝土制备时采用的水泥等粘结材料所产生的温室气体排放量远远超过热拌沥青混合料中所采用的沥青粘结料，因此我国大力采用和推广沥青路面，既可以提高路面行驶质量，又符合节能减排的发展趋势。

二、温室气体减排途径

城市快速路系统温室气体排放的最终目的是寻求温室气体排放的途径，建立低碳城市路建设策略。综合国外研究基础和国内道路建设现状，笔者认为低碳快速路系统构建关键是在规划理念，工艺选择和低碳实施技术的方案比选中引入“碳尺”概念，分析和探索建设期内的碳足迹，选择合理技术方案。并且，在建设材料开采、运输、拌和和实施摊铺建设中全方位采用低碳技术，削减“碳源”，增加“碳汇”，实现提高交通运输能力的同时降低能耗和碳排放量。

（一）树立低碳规划理念

城市快速路系统规划最为关键的问题是科学选择快速路类型，实际规划中应在综合考虑城市规模和整体路网布局、规划路线位置和走向、周边环境影响等因素的基础上，评估不同方案并统筹考虑社会、经济和环境效益。

（二）低碳快速路设计总体技术的应用

1．道路功能设计技术

注重采用符合生态保护、污染控制、地形维护等道路选线技术，降低道路工程对生态、环境以及资源的影响程度；应区别道路功能分级特点，合理安排机动车、非机动车与行人的通行权利，减少交通干扰，保障交通安全，提高交通效率。

快速路为城区大组团沟通和长距离交通服务，应保证机动车流连续且封闭式运营，避免沿线交通流对主线的干扰。快速路辅路为城市主、次干路网的组成部分，兼起快速路集散道路的功能。

2．路线设计技术

路线设计应符合道路交通专业规范的基本要求，且应采用以平（坡度小）、直（曲率大）、顺（适应地形）为控制要素的道路路线，尽可能降低车辆行驶能耗和尾气排放，并在土方平衡方面体现设计方案优势；路线的特殊设计除应满足特定功能指标的要求外，应充分体现低碳设计技术理念。

（1）平曲线设计应确保线形连续；

（2）纵断面设计应避免大纵坡，宜采用不超过3.0%坡度设计，特殊情况超过3.0%要求的，应进行能耗和碳排放量指标技术方案论证。

3．时空一体化分配的横断面设计技术

道路横断面设计宜采用集约布置、结构合建、机动车交通减少干扰、慢行交通保障通行、近、远期结合的时空一体化分配设计技术，充分发挥地面及其上、下部道路可通行空间的功能，在节约土地资源、降低建造和运行成本、倡导非机动化出行模式等方面体现道路工程建设的先进性。

快速路沿线根据需要设置辅路，在主城区建筑和道路网络密集时宜采用主线高架或地下的形式，地面层设置交通集散的道路。快速路主线为机动车专用，与辅路严格隔离。快速路辅路或地面道路等级为主干路或次干路，横断面设计满足主、次干路的要求。

4．以交通需求为导向的节点交叉设计技术

路网节点交叉设计应采用以满足近、远期预测交通量、符合交叉功能要求的关键设计技术，适应交通量变化的交叉型式有利于节约土地资源，适当的交叉口通行能力有利于车流快捷地通过交叉口，减少交叉口延误，减少尾气排放和降低燃油能耗。

（1）二条快速路相交应采用互通式枢纽立交形式。

（2）快速路和主干路相交应保证快速路主线连续通行，可采用一般互通式立交形式。

（三）选择功能与结构组合一体化的低碳道路建设技术

1．选择节碳工艺减少外加碳源

温拌沥青混合料技术通过降低沥青混合料拌和与摊铺温度，达到降低沥青混合料生产过程中的能耗与CO2气体及粉尘排放量的目的。由于温拌沥青混合料的拌和温度比普通热拌沥青混合料低30-50℃，因此可节约30%的能源消耗,减少20%的二氧化碳排放量。温拌沥青混合料可作为新建路面材料应用于长隧道路面施工、超薄层罩面和桥面铺装等。

2．鼓励多使用回收旧料和再生材料

废旧材料回收路用技术是指将诸如橡胶、塑料等固体废弃物通过一系列工艺加入到沥青中，经过搅拌制备成具有改性沥青特性的橡胶（塑料）沥青。橡胶（塑料）沥青可减轻“黑色污染”，作为低碳型沥青改性剂提高路用性能，减少传统高碳型SBS改性剂的使用量，并可使废旧材料循环利用，节约能源，减少二氧化碳排放。

沥青路面再生利用技术是将需要翻修或者废弃的旧沥青路面，经过翻挖、回收、破碎、筛分，再和新集料、新沥青适当配合，重新拌和成为具有良好路用性能的再生沥青混合料，用于铺筑路面面层或基层的整套工艺技术。提高沥青路面再生利用率至20%，能够节约相应数量的沥青和砂石材料，同时能有效降低处治废料的能耗，减少10%的二氧化碳排放。

3．选择高性能路面材料和长寿面路面结构，延长其使用寿命

高性能路面材料技术是指通过一系列改性工艺技术使路面材料的使用性能得到大幅度提高，如高模量沥青、高粘度沥青以及高弹性沥青等材料，可以有效提高路面在多种条件下的使用性能，减少路面病害，延长其使用寿命，从而降低路面后期的养护成本和频率，在全寿命周期内减少碳排放。长寿命路面结构又称永久型路面，通过采用全厚式沥青层或者深层高强沥青层的方法，可以基本消除传统普遍存在的结构性损坏，路面的损坏只发生在沥青路面的表层，因此只需要定期的表面铣刨、罩面修复，在使用年限内不需要进行大的结构性重建。使用长寿面路面结构，可以使道路建设在全寿命周期内节约5%的建设材料，降低能耗10%，减少10%的二氧化碳排放量。

三、结语

开展城市快速路系统建设低碳技术研究，目的是在我国加快推进城镇化建设进程，基础设施投资和建设仍处于高速发展时，在快速路网规划、设计和建设工艺技术选择方面，不仅仅关注项目的社会效益和经济效益，而应在更好层次上关注低碳技术的研发。近期应特别关注城市快速路系统碳排放指标的研究，在方案选择上注重建设材料的选择和实施建设的全过程整体性考虑；注重分析不同材料的在建设时的碳密度，在道路运营过程中的回收利用和再生率；注重分析低碳建设指标；采用碳尺进行方案比选，推动和完善我国低碳城市快速路系统的建设和发展，使城市快速路系统的建设实现低消耗、低污染、低排放的目标。

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基金项目：上海市科学技术委员会资助课题（10PJ1431500）

篇8

关键词：耕作方式；小麦-玉米两熟；中高产田；农田生态系统；碳足迹

中图分类号：S157.4+2+S181.6文献标识号：A文章编号：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

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，随着温室效应成为全球关注的热点，农田生态系统的温室气体排放情况成为科研人员研究的重要部分。运用碳足迹对农田生态系统的温室气体排放进行研究在学术界得到了认可[1-3]。碳足迹（carbon footprint）是在生态足迹[4]的概念基础上提出来的，是对某种活动或某种产品生命周期内直接或间接CO2排放量的度量，最早出现于英国，随后在学术界和非政府组织等推动下迅速发展起来[5]。21世纪初，美国环境科学家West和Marland明确了种子、化肥、灌溉、农药等在生产、包装、储存、运输和使用过程中的CO2排放量，是运用碳足迹法指标体系的先驱[6，7]；随后，Ohio州立大学的Lal教授从生命周期评价的角度对碳足迹指标体系进行了系统归纳[8]。后人的碳足迹研究大多是基于他们的指标体系。

农田生态系统不同于草地、森林、城市等生态系统，既是“碳汇”，也是“碳源”，但究竟是“净碳汇”还是“净碳源”存在着巨大争议。一些学者认为，农业活动及其过程是重要的温室气体排放源而非碳汇，对全球CO2的吸收没有什么贡献[9]；但更多的研究者倾向于农田具有巨大的碳汇量[10]。目前对农田碳汇的研究已从农田土壤的碳汇效应向整个农田生态系统的净碳汇效率转移[11-13]，并以碳足迹表征农田生态系统的温室气体净增减量、碳流的效率等[1，2]。但针对耕作方式和高低产田的相关研究却很少。山东省作为我国的农业大省，2013年的耕地面积是760万公顷，占全省面积的48%以上。因此，分析山东省农田生态系统的固碳效应与碳流效率等，对制定农田管理和温室气体减排措施具有重要的指导意义。

1材料与方法

1.1研究区域概况

研究区域包括山东省胶东半岛的龙口（中产田）、中部地区的泰安（中产田）和南部地区的滕州（高产田）。三地的冬小麦产量分别为7.50、6.32、8.26 t/hm2，夏玉米产量分别为8.60、8.73、10.36 t/hm2。本研究对三个地区2012年翻耕、旋耕、耙耕三种耕作方式的碳排放和固定进行了比较分析。

1.2碳足迹分析原理

1.2.1碳流路径农业生产是一种既有碳排放也有碳固定的生产活动。其碳排放包含两个方面：一是生产过程中直接向空气中排放的温室气体，如植物呼吸、秸秆还田分解释放的CO2等；二是农田生产过程中投入的物资如农药、化肥、机械等所释放的温室气体。而农田作物进行光合作用时又会固定大气中的CO2。因此，本研究采用全环式碳流模型[1，14-17]对农田系统的碳足迹进行研究，模型如下：

式中：NGHGB指空气中净温室气体平衡；GWPNPP指净初级生产率（包括籽粒、秸秆、残茬和根系）；GWPIMPORT指外部直接投入的碳，实际是指厩肥；GWPEXPORT指土壤排出的温室气体量，包括CO2、N2O、CH4（非水田可忽略）；GWPRH指土壤异氧呼吸排出的碳（可忽略）；GWPSOILGHGS指土壤有机质变化引起的温室气体增减量（在某些短期田间试验中此项可忽略）；GWPINPUT指各种间接碳汇，包括肥料、农药、种子、灌溉、人力、畜力等。

为了更好地适应中国的实际情况，在公式（1）的基础上进行非实质性的修改[1]，将模型简化为：

式中：GHG指农田生态系统的净耗碳量，也可指空气中温室气体增减量；GWPNPP指净初级生产率的增温潜势；GWPSOC指土壤有机碳的增温潜势（短期试验可忽略）；GWPSOILEXPORT指土壤排放CO2（主要是秸秆还田）、N2O（主要决定于施N量）、CH4（非水田可忽略）的增温潜势；GWPINPUT指间接投入的增温潜势。

GHG也可以耐度胗氩出的角度进行计算，即：

GHG=总耗碳-总固碳；

总耗碳=无机要素耗碳+有机要素耗碳；

无机要素耗碳=机电油耗碳+化合物耗碳。

若GHG0，则农田生态系统对大气温室气体的作用为正，即净碳排放。

1.2.2指标体系为了方便计算和比较，需要将碳的主要来源、排放和参数按一定标准折算成同一单位。目前用的比较多的有IPCC（2006）[1]、West和Marland[7]、Lal[8]、Gan[17]和刘巽浩[18]五种指标体系。刘巽浩等[1]在此基础上制定出了更加符合中国的指标体系，并对其赋值，见表1。

1.2.3单位产量与单位产值的碳足迹CFy指单位产量的作物生产耗碳，CFv指单位产值的作物生产耗碳[3，19]。

CFy=ΔGHG/TY

CFv=ΔGHG/TV

式中，ΔGHG为净消耗碳（kgCO2/hm2），TY为产量（kg/hm2），TV为作物产值（元/hm2）。

1.3数据处理与分析

用Microsoft Excel 2013对数据进行统计分析，用SigmaPlot 10.0作图。

2结果与分析

2.1山东省中高产田不同耕作方式的耗碳足迹

2.1.1山东省中高产田不同耕作方式的化合物耗碳由表2可知，在泰安、滕州和龙口三地的农田生产中，冬小麦季的纯N+土壤N2O耗碳分别占化合物耗碳总计的86.66%、79.69%和88.80%，夏玉米季分别占86.68%、92.53%和88.40%；其中，纯N肥的耗碳量占总化合物耗碳的53.82%～62.49%。可以看出，研究植株利用N肥规律，设计合理施肥方式，减少N肥施用量，提高N肥的有效利用率，也是减少农田生态系统中粮食生产耗碳的方式之一。

2.1.2山东省中高产田不同耕作方式的机电油耗碳由表3和表4可知，冬小麦生长季，泰安、滕州和龙口农田翻耕处理的灌溉、翻耕和收获所消耗的机电油耗碳之和分别是整个冬小麦生长季机电油耗碳总计的80.61%、80.23%和81.52%，旋耕的分别是77.94%、79.69%和81.09%，耙耕的分别是78.88%、78.22%和81.52%；灌溉耗碳占机电油耗碳总计的32.79%～48.69%。夏玉米种植均为免耕播种方式，所以耕作方式耗碳为0。泰安、滕州和龙口三地播种、灌溉和收获所消耗的机电油耗碳总计分别是整个夏玉米生长季机电油耗碳总计的79.70%、81.30%和93.23%；其中，灌溉耗碳占机电油耗碳总计的19.82%～34.55%，收获占34.29%～41.10%。

可见，泰安、滕州和龙口三地小麦-玉米两作80%以上的机电油耗碳是灌溉、耕作、播种和收获。所以改进灌溉技术，改良收获、耕作和播种机械，提高油电利用效率，是减少机电油耗碳的关键及降低农田生态系统中粮食生产耗碳的方式之一。

2.1.3山东省中高产田不同耕作方式的有机耗碳从表5可以看出，山东省三个地区农田生态系统中有机耗碳98.83%以上来源于秸秆还田，均高于9 800 kgCO2/hm2；种子耗碳只占了有机耗碳的0.42%～1.17%。虽然秸秆耗碳量非常大，但由于秸秆都来自于上一茬作物的秸秆产量，相对一年来说，秸秆耗碳等于秸秆固碳。

2.2山东省中高产田不同耕作方式的固碳及净耗碳足迹分析

从表6可以看出，籽粒固碳占总固碳（籽粒固碳+秸秆固碳）的39.05%～52.64%。滕州的农田是高产田，无论是冬小麦还是夏玉米的籽粒固碳都高于其他两个城市，高出720.3～2 372.1 kgCO2/hm2。滕州的总固碳比其他两个城市高出196.3～7 801.5 kgCO2/hm2（旋耕除外）。三地农田生态系统的ΔGHG值在-3 524.7～-8 774.3 kgCO2/hm2，均为负值，所以农田生态系统的粮食生产是一个净固碳而不是耗碳的过程。三地冬小麦生长季平均ΔGHG值为-4 976.1 kgCO2/hm2，而三地夏玉米生长季平均ΔGHG值为-7 657.7 kgCO2/hm2，说明夏玉米季的净固碳高。冬小麦-夏玉米一年两熟条件下，三种耕作方式平均，泰安、滕州和龙口的ΔGHG值分别为-10 678.3、-14 180.4、-13 042.7 kgCO2/hm2，说明滕州因高产总的净固碳量最高。冬小麦-夏玉米一年两熟条件下，三地平均，翻耕、旋耕和耙耕的ΔGHG值分别为-13 219.2、-12 549.9、-12 132.3 kgCO2/hm2，说明翻耕的净固碳量显著高于旋耕和耙耕。所以采用翻耕，并通过培育高产新品种和运用新技术增加作物经济产量，是提高农田生态系统中粮食生产过程净固碳的重要途径。

2.3山东省中高产田不同耕作方式的CFv与CFy足迹分析

翻耕、旋耕与耙耕冬小麦和夏玉米的单位产值碳足迹（CFv）值为-0.2191～-0.4263，单位产量碳足迹（CFy）值为-0.5635～-0.8900，均为负值，说明均表现为碳汇。三地区间，除旋耕外，冬小麦季CFv表现为滕州>龙口>泰安，夏玉米季则表现为泰安≈龙口>滕州。在地区间，冬小麦季CFy值以泰安最低，夏玉米季CFy表现为龙口>滕州>泰安。在冬小麦-夏玉米一年两熟条件下，夏玉米的CFv和CFy均显著高于冬小麦，表明夏玉米的碳汇效应高于冬小麦。耕作方式相比，CFv和CFy表现趋势为冬小麦翻耕-夏玉米免耕>冬小麦旋耕-夏玉米免耕>冬小麦耙耕-夏玉米免耕（图1）。

3讨论与结论

山东省农田生态系统耗碳是由农田生产过程的投入决定的，主要包括化合物耗碳、机电油耗碳和有机物耗碳三部分。化合物耗碳主要指农田生态系统生产过程中的肥料施用，其中HN肥施用的耗碳就占据了化合物耗碳的1/2以上，这与田慎重[20]的研究结果相同。所以减少N肥的施用，选择合理的N肥施用方式，提高N肥利用率，是降低农田生态系统耗碳的主要方式。机电油耗碳主要是由灌溉、收获、播种和耕作方式决定的，灌溉耗碳约占了机电油耗碳的1/3，由此可看出政府部门增加农田灌溉基础建设投入的必要性。虽然农田生态系统中的有机物耗碳非常高，均高于9 800 kgCO2/hm2，但其中98.83%以上是由作物秸秆还田引起的，而作物秸秆耗碳又等于作物秸秆固碳，因此可以不考虑。可见，山东省农田生态系统无论是中产田还是高产田，无论是翻耕、旋耕还是耙耕，主要耗碳的是农田机电油耗碳中的灌溉与收获耗碳和化合物耗碳中的肥料施用，尤其是N肥的施用量。

农田生态系统中固碳主要包括籽粒固碳和秸秆固碳，而籽粒固碳量直接反映了冬小麦和夏玉米的产值碳足迹。滕州高产田的籽粒固碳和秸秆固碳量均高于泰安和龙口的中产田，且翻耕的固碳量要高于旋耕和耙耕，因此，在高产田中采用翻耕能够提高农田生态系统的作物固碳量。农田生态系统的净耗碳量都为负值，表明农业生产整体来说是一个固碳的过程，对整个自然生态系统具有与森林相同的吸收大气中温室气体的作用[1，2]。三个地区间，滕州高产田的净固碳量最高，其次为龙口，泰安最低；同一地区不同耕作方式间比较，翻耕的净固碳量均最大。

由于ΔGHG值为负值，冬小麦和夏玉米的CFv和CFy也均为负值，其中夏玉米的CFv和CFy值要高于冬小麦。这是由作物特性造成的：夏玉米是C4植物，其产量要远高于C3植物冬小麦的产量[21]。CFv和CFy表现趋势为冬小麦翻耕-夏玉米免耕>冬小麦旋耕-夏玉米免耕>冬小麦耙耕-夏玉米免耕，这主要是因为翻耕增加了产量和固碳能力。滕州的产量高于泰安和龙口，但CFv和CFy并不是最高，这说明碳足迹的变化不仅与产量有关，也与生产过程中碳耗和价格有关。因此，提高产量和减少生产过程中的碳耗，对低碳高产均至关重要。

综合来看，提高农业机械作业效率、减少机电油耗，提高氮肥和水分利用效率，建立合适的土壤耕作制度，提高作物产量，是山东省r田系统提高净固碳能力的重要突破方向。同时，继续挖掘夏玉米的固碳潜力，提高冬小麦的固碳能力，是作物育种与栽培应该重点解决的问题。

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关键词:低碳经济 节能减排 发展方式 燃料电池

中图分类号:F206文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 07-115-01

1引言

近年来,随着全球气温的不断上升,全球变暖受到了广泛的关注。气候变暖的其主要症结在于目前世界范围内温室气体的高排放。温室气体的主要成分为CO2 ,约占63%,在大气中维持数十年才能自然地被其他的物体所分解。

2我国目前的能源利用及CO2的排放量现状

1995年,我国煤炭占每年总能源的比例接近于75%,而到2007年,该比例已降至70% ,与此同时,石油所占的比例却在逐年增加。近几年来,随着天然气、水电、核电等新能源所占比重的不断增加,中国的碳排放量不断下降,但目前,中国CO2减排的形势比较严峻。

我国排放的CO2主要来自工业、交通运输、建筑等行业。2003年到2006年这4年,我国的能源消耗超过了之前25年的总和,已达到7012kW。2007年中国的CO2排放量为59.608t,超过了美国当年的58.208t,位居世界第一位。在过去8年的时间里,全世界的碳排放量增长了1/3,其中2/3来自中国。2006 年中国人均CO2排放量为4.32t,到了2008年人均排放量已经接近于5t,超过了世界平均值的4.18t,是印度的3.7倍。

3低碳经济,转变经济发展方式之路

严峻的能源形势,使得发展低碳经济成为我国的必然选择。低碳经济,是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济发展模式,是人类社会的一次重大进步。低碳经济本质上是能源的高利用效率和清洁能源结构问题,其核心是能源的技术创新、制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。低碳经济的发展模式,为我国构建和谐社会提供了一种操作性的诠释,是贯彻落实科学发展观和建设节约型社会的综合创新与实践,完全符合党的十七大报告提出的科学发展观的思路,是不可逆转的划时代潮流,是一场涉及生产方式、生活方式和价值观念的全球性革命。著名低碳经济学家、原国家环保局副局长张坤民教授提出,低碳经济是目前最可行的可量化的可持续发展模式。著名学者林辉将低碳经济称为“第五次全球产业浪潮”。

从目前来说,节能减排,发展循环经济,是走向低碳经济的第一步。我们国家的低碳能源发展战略首先应该是要节能、减排,即我们所有的行业都要节能提效。在当今全球能源紧张、油价高涨的时代,燃料电池成为我们目前可行的选择。

4燃料电池,低碳经济的可行之选

燃料电池(Fuel cell)是一种以电化学反应方式将化学能直接转化为电能的发电装置,是高效利用能源而又环境友好的新技术。与普通电池 (Battery)不同的是,燃料电池的燃料和氧化剂不储存于电池内部,而是由外部供给,而普通电池仅仅是能量储存装置。

燃料电池现在被认为是继火力发电、水力发电、太阳能发电和原子能发电等之后新一电技术 ,具有其他发电方式不可比拟的优点:

(1)高效率。燃料电池将化学能直接转化为电能,过程不涉及热机过程,故能量转换不受卡诺循环的限制,理论上,其热电转化效率可达到85%～90%,但由于工作时受各种极化的影响和限制,目前各类燃料电池的实际发电效率均在40%～60%的范围内。

(2)无污染。燃料电池几乎不排放有害气体,温室气体CO2的排放量也比火力发电减少40%～60%,减少了污染气体的排放;而且燃料电池没有传动部件,工作时噪声低,因而可直接设在用户附近,从而减少传输费用和传输损失。燃料电池的无污染特性是其具有长远发展潜力的主要原因。

(3)可靠性高。与燃气涡轮机或内燃机相比,燃料电池因没有机械传动部件,所以更加安全可靠,不会因传动部件失灵而引发安全事故。

5燃料电池的应用前景

燃料电池具有高效清洁等显著优点,这决定了它在固定发电系统、分布式电源、空间飞行器电源及交通工具用电源方面有巨大的发展潜力。燃料电池汽车对于城市交通的健康发展有重大意义。燃料电池汽车有非常好的市场,使得全球各主要汽车生产企业纷纷把燃料电池汽车列为研发重点,并已取得了不俗的成果。现在,越来越多便携式电子产品进入到人们的日常生活,我们每天的生活已经离不开手机、数码相机、电脑等数码产品,但现存的主要问题就是电源的续航能力。与传统电池相比,燃料电池的能量至少要高10倍。例如,普通锂离子电池能提供300瓦小时每升的电量,而甲醇燃料电池却能提供4800瓦小时每升的电量。因此,一些世界着名企业都投入巨资研发燃料电池。

6结语

随着全球能源紧张、油价高涨时代的到来,发展低碳经济、寻找新能源成为了当务之急。燃料电池具有清洁高效的优点,得到了各国政府政策上的大力支持,而且能源动力企业看好燃料电池的发展,因此未来燃料电池市场将有巨大的潜力。

参考文献:

[1]徐匡迪.节能减排走向低碳经济的第一步[J].山西能源与节能,2010(1).

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（中央财经大学商学院，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内涵，将碳管理活动的关键行为予以指标化，并设计了公司碳管理效能评估指标体系，来评价公司的碳管理效能。

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.

关键词 ： 低碳管理；管理效能；评估；指标体系

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

中图分类号：F272 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）02-0009-02

0 引言

近年来，异常的气候给全球带来巨大的灾难。人们逐步认识到，工业行为给人类带来丰富物质的同时，也给自然环境带来了巨大的影响。伴随低碳转型政治共识的形成和全球碳市场的逐步兴起，各种国际、国内减排法律、法规和政策层出不穷，低碳标准推陈出新，消费者对供应商减排的预期也不断增强。愈来愈多的公司不再在政策上进行争论，而是追求切实可行的方法应对气候变化，低碳执行力和减排效果等碳管理效能问题也日益受到公众的关注。

1 碳管理的内涵

管理效能和管理绩效是互相联系又相互区别的概念。管理绩效强调组织或个人行为的成绩和结果，是以结果为导向的一种评价模式；而管理效能则强调组织或个人管理的过程，兼顾管理的结果，是以过程为导向的一种评价模型。碳管理是指对《京都议定书》中所涵盖的包含二氧化碳在内的6种温室气体通过减排技术和组织与制度创新等措施进行主动管理的系列活动。碳管理是企业管理活动的重要组成部分，具有管理活动的突出特点和属性。因此，碳管理绩效和碳管理效能同管理绩效与管理效能一样，也表现出不同的关注点。

2 公司碳管理效能评估指标体系构建

碳管理是一个内涵丰富、连续、动态的过程。它包括目标规划、碳监测、碳披露、碳减排、碳交易及风险规避、提高企业竞争力等若干方面内容。公司的碳管理行动可能是自愿的，也可能是强制的，它取决于企业所在的政策监管环境。由于公司所处的行业千差万别，所以低碳技术和方法也各不相同，完整的碳管理体系通常包括如下基本内容。

①碳监测。碳监测是碳管理的前提和基础。公司通过监测整个业务流程中的碳排放，才能找到减排空间，并形成减排计划。碳监测包括对温室气体的常规或临时的数据收集、监测和计算等活动，还包括检测仪器、计算软件等软硬件支持系统。碳监测遵循一系列标准方法和原则。国际上较为通用的是温室气体议定书（GHG Protocol）和ISO14064温室气体核证标准。前者包括企业核算与报告准则以及项目量化准则两个标准，这两个标准既有关联但又相互独立；后者由国际标准化协会（ISO）制定，旨在为温室气体排放的监测、量化和削减提供一套操作方法和工具。

②公司碳治理结构与战略。公司碳治理结构是指企业推进低碳管理行动中的组织系统、权利责任分配和资源配置等一系列决策机制及落实方式。碳战略是指在公司低碳增长转型过程中选择目标、原则和行动方案，通常由高层制定并整合到业务流程中。公司碳治理结构服从碳管理战略的要求，围绕碳管理战略，设立、调整行政系统，并作出资源和任务安排。

③碳信息披露。碳信息披露是公司为特定目的而依照法律规定或自愿原则将其自身的碳管理战略、经营状况等信息和资料向特定机构所报告，并向社会公开或公告的行为。碳信息披露既包括碳管理行动执行前的披露，也包括执行过程中的持续信息公开和执行后的绩效披露。碳信息披露包括强制披露和自愿披露两种类型。前者是企业向政府部门、公众、投资人等就特定事项采取法定方式在规定的时间内进行披露，让有关主体了解企业的碳管理行动。后者则是企业自发地进行碳信息披露，主动给公众提供碳管理的有关信息，以获得内部和外部利益相关方的认可。目前全球最普遍使用的自发报告模式有碳信息披露项目（CDP）和全球报告倡议组织（GRI）两种。

④创造财务收益和降低风险。创造财务收益和降低风险是公司通过碳管理直接或间接增加公司利润及降低或规避企业合规风险的行为。公司通过在强制减排交易市场或自由交易市场上出售核证的碳减排量，获取碳管理的收益，直接增加企业的利润。此外，低碳环保形象的确立，有助于企业赢得更多客户，获得潜在价值。对企业而言，节能减排也可以提高企业能源的使用效率，减少支出，节约成本。因此，碳管理直接或间接为企业创造了财务收益。

上述内容分布在碳管理活动的决策、实施、业绩评估等不同阶段。碳管理决策是公司实施碳管理活动的第一个阶段，是企业形成低碳战略目标的过程。在这一阶段，公司通常设立诸如气候管理委员会、碳管理领导小组等类似机构来总体策划公司的碳排放目标，并实行管理权。碳管理机构在确定碳排放目标前，会识别公司的“碳足迹”，依照相关计量标准收集数据并计算经营过程中的碳排放基线，然后确定碳排放目标，并将目标分解到各个部门及生产环节上，作为期末的碳绩效考核的依据。

碳管理实施是公司在既定的碳排放目标下，推进碳减排的整个过程。根据迈克尔·波特价值链理论，工业企业的活动可以分为基本活动和辅助活动，基本活动是实现公司价值不可或缺的活动，诸如原材料采购、生产制造、运输、销售、售后服务等。事实上，碳排放伴随着公司活动产生，而且主要产生在基本活动过程中。产品的工艺设计决定了产品的材质、尺寸、功能等关键因素，对加工过程中的碳排放量具有直接影响。此外，产品生命周期终结时，或焚烧或掩埋或循环利用，处理方式不同，碳排放差异也很大。因此，在设计碳管理效能评价指标体系时不得不考虑设计、采购、生产制造、运输、销售、售后和回收等因素。

碳管理业绩是公司一定时期（如一年）碳管理活动的产出。企业经营过程中，必须定期比较原始目标与现有绩效产出，进行考核和总结，并予以奖惩。公司往往会在这一阶段公布公司的碳管理信息，传达碳管理任务完成情况及绩效考评结果。这种披露行为可能是公开的，也可能半公开，或仅在公司内部进行通报。一些碳管理战略意识强烈的公司，会申请低碳认证或进行碳交易，提升产品竞争力，实现碳管理的更高回报。基于以上分析，本文从碳管理决策、碳管理实施和碳管理业绩三个方面构建公司碳管理效能评估指标体系，如图1所示。

3 结束语

公司碳管理效能评价指标体系是由表征公司碳管理效能各方面特性及其相互联系的多个指标，依据碳管理活动的内涵所构成的具有内在结构的有机整体。公司碳管理效能评价指标体系是评估公司低碳执行力和减排效果等碳管理效能的前提，也是公司低碳行动的指南。因此，科学设定公司碳管理效能评估指标体系至关重要。本文认为公司碳管理效能评估指标体系需要依据科学性原则、全面性原则、可行性原则、重要性原则等原则，深入分析碳管理活动的内涵，将碳管理活动不同阶段的关键行为予以指标化考核，才能全面反映公司碳管理效能的大小。

参考文献：

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