碳循环的主要环节范文

导语：如何才能写好一篇碳循环的主要环节，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。

篇1

关键词：探究教学模式 生态系统 物质循环

教学模式是联系教学理论与教学实践的中心环节，是在一定教学思想和教学理论指导下建立起来的教学活动的基本框架结构，它既能够使教学理论得以具体化，又能够使教学实践得以概括化。探究教学是世界各国基础教育课程改革的突出特点，在生物教学中，探究教学更成为其中心环节。20世纪中叶，美国著名生物学家、教育家施布瓦在《生物学教师手册》中提出“诱发探究”的概念，将探究教学作为现代教学的一种学习和教学模式。我国《普通高中生物课程标准（实验）》指出：“生物科学作为由众多生物事实和理论组成的知识体系，是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。”本文以人教版高中生物必修3《稳态与环境》第5章第3节“生态系统的物质循环”为例，谈谈探究教学模式在高中生物教学中的应用。

人教版高中生物必修3《稳态与环境》第5章“生态系统及其稳定性”包括：生态系统的结构、功能和稳定性等三个部分的内容，其中生态系统的功能部分是本章的重点与难点，包括生态系统的能量流动、物质循环、信息传递等三个方面，教材用三个小节的篇幅进行叙述。物质循环作为生态系统的重要功能之一，出现在教材的第三节，是在学生掌握生态系统的结构、生态系统的能量流动等基础知识上展开。本节内容的教学目标是：以碳循环为例，分析、理解生态系统的物质循环过程，掌握生态系统物质循环的概念和特点；探讨温室效应的原因，培养学生的环境保护意识；理解能量流动和物质循环的关系。

1.巧用导言，创设探究情境

导言如同戏剧中的“序幕”，能渲染气氛、启迪思维、创设情境。在课堂教学中设计一个好的导言，能唤起学生的学习兴趣，激发学生的求知欲望，使学生进入最佳的学习状态，积极主动地投入到这一节课的学习中来。在本节课的教学中，我将两周前制作好的放在教室靠窗边的后书架上的一个密闭生态缸拿到讲台上进行展示，创设生动具体的探究情境，通过提出一个个的探究问题，使学生的注意力迅速集中到课堂教学中来，将枯燥的学习转化为学生积极参与的探究活动。

师：这是一个密闭的生态缸，里面有小鱼小草，我们一直把它放在教室靠窗边的后书架上，里面的生物都生活得很好。但是，假如我们把它搬到另一个位置，就会发现没过多久里面的生物都死了，请问，我们把它搬到了什么地方？

生：没有阳光的地方。

师：生态缸为什么要放在有阳光的地方？

生：绿色植物的光合作用需要阳光。

师：没错，有光绿色植物才能进行光合作用，然后怎样？

生：然后制造有机物、产生氧气，维持生态缸里生物的生存。

师：前面我们学习了能量流动，能量流动的特点是什么？

生：能量流动的特点是单向运动、逐级递减。

师：所以？

生：所以生态系统需要依靠太阳源源不断地提供能量。

师：但是，我们制作好生态缸后就把它密闭起来，没有加入过什么物质。密闭的生态缸中各种生物所需的物质如何得到补充？难道能量是不能循环利用，而物质可以循环利用？今天我们就来研究这个问题。

所谓兴趣是最好的老师，通过课堂教学导言的设计，创设了探究情境，使课堂马上“活”了起来，这样学生就在不知不觉中走进了兴趣盎然的探究学习。

2.善用课件，整合探究资源

戴尔的“经验之塔”理论指出，位于塔中部的替代经验，能冲破时空的限制，弥补学生直接经验的不足。多媒体课件的有效使用，为课堂教学中探究活动的进行提供了可视可感的鲜活素材，易于培养学生的探究能力，同时可以使学生的认识沿着“从生动的直观到抽象的思维”的路线前进。

例如碳循环是本节课的教学重点，为了帮助学生更好地理解生态系统的碳循环过程，我制作了碳循环的课件，以实物图解形式动态演示了碳循环的具体过程，并设计了探究式导学案，学生4～6人一组按照导学案进行层层深入的探究活动，形成关于碳循环过程的清晰概念。碳循环的形式：CO2；碳在无机环境中存在的形式：CO2（和碳酸盐）；碳在生物体内的存在形式：含碳有机物；碳进入生物体的主要途径：绿色植物的光合作用；碳在生物体之间传递的途径：食物链（网）；碳进入大气的途径：生物的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧。然后应用课件回顾了第一节生态系统的结构中关于生态系统的成分：非生物的物质与能量、生产者、消费者、分解者，并以动画形式演示了碳在大气与生物群落之间的循环以及在生物群落内部的传递，作为学生探究活动的梳理与提升。最后形成如下知识总结：

又如能量流动和物质循环的关系是本节课的教学难点。在日常的教学中，教师通常是引导学生以前面所学知识进行对比形成结论。我的处理是制作了多媒体课件，以动画形式展示了生态系统中大气与生物群落之间以及生物群落内部，物质合成与分解（图中实线）的同时所发生的能量（图中虚线）储存与释放，组织学生进行小组探究讨论，然后通过导学案上设计的表格进行归纳，很好地突破了这一难点。

3.引导拓展，提升探究能力

篇2

笔者有幸听了湖州八中郎莉萍老师执教的一节生态系统复习课《神奇的生态瓶》。课中，郎老师引导学生思维的教学给笔者留下了十分深刻的印象。以下笔者从对这堂课的感受出发，谈谈在科学复习课教学中应该如何引导学生进行思维。

一、思维基于知识，产生于问题

知识与思维的关系非常密切，“没有知识经验就不会有人类的思维活动……知识经验是以内容的资格参加到思维问题中去的”[2]236。可见，重视学生对于科学知识的把握是必须的，因为这是培养学生科学思维的前提。但是，知识的把握却又不等于思维的发展，特别是依靠机械地反复强化去巩固记忆性知识的教学过程，并不能促进学生分析与综合能力的发展，因为“知识的多少不能成为衡量思维能力强弱的标准”，教学中更为重要的是需要培养学生“对知识的理解、运用和转化的能力”[1]。简言之，科学思维的培养需要以知识为基础，但是又不可停留在具体的知识点上，而是需要通过思维在一系列知识点上不断地深入。那么，科学课教学怎样才能在已有的知识基础上引发学生的思维呢？

“人们通常假设，人的思维和问题解决是紧密联系的”[3]，“思维基于知识，却又由问题产生，并因为问题而得到持续不断深入的发展。思维的最终目的也不停留于知识，而在于使问题得以解决，做出有所创新的发现”[1]，而且，“教育的最终目的就是教学生解决问题”[4]。可见，有问题才有思维，有思维的课堂必然是有问题的课堂。上好复习课的关键就是要把机械的“重复”变成生动积极的“再现”和“运用”，而将“重复”变生动的路径就是精心设计问题，引导学生运用知识去解决问题。

郎老师的《神奇的生态瓶》（后面简称《瓶》）这节课，首先体现了“从问题进，又从问题出”的设计思想。她教学设计的第一个环节是“观看视频，引发思考”，视频是一个自制生态瓶的过程，需要学生思考的是：生态瓶有什么作用？生态瓶中有哪些成分？要让小鱼活下去哪些成分是必须有的？她设计的最后一个环节是“再看生态瓶，引发新思考”。这样的安排，正如杜威所言：“在每一堂课终了的时候，要检查学生已经完成的作业和学到的知识，在学生的思想中，对某些未来的课题，应有针对地寻问，到底是什么，许多问题仍然是悬而未决的，这正如结构清晰的故事或戏剧中的每一片段，都会使人期待着，渴望循着线索继续看下去。”

其次，《瓶》这节课教学核心部分的设计思路是“链接问题，展开复习”，用如下三个大问题呈现了与生态系统有关的三块内容：

问题1：你能理清种群与群落、生态系统与生物圈等容易混淆的概念吗？

问题2：你知道生态瓶中的成分吗？

问题3：什么样的生态瓶能使小鱼生活的时间最长？

问题1要解决的是生态系统的基本概念；问题2要解决的是生态系统的结构与成分；问题3要解决的是生态系统的物质循环和能量流动。然而，每一个大问题的解决都有一系列小问题作为脚手架，前面一个大问题又是后面一个大问题的脚手架。例如在问题2的解决中，在学生呈现生态瓶中的成分之后，郎老师不断追问“细菌属于生态系统成分中的什么”“可不可以说是微生物”“为什么”等。巩固练习之后再次追问：“上题中提到微生物对自己的物质循环起到重要的作用，是怎么回事呢？”然后出示生态瓶中的碳循环示意图，让学生指出分解者。有了碳循环为基础，氧循环的建模迎刃而解，解决问题3所要运用的知识也已经储备好了。有效教学的奥秘就在于，教师清楚地知道学生的认知水平与教学目标之间的距离，并清楚地知道从学生现有水平出发，到达教学目标之间要架设的脚手架的位置与个数。正是由于脚手架选择的适切，整堂课中大部分学生都处在积极思考并努力解决问题的状态中。绝大部分时间都是学生在争着表述，而教师只是一个不断有问题发现的引导者和倾听者。

二、思维产生于问题，拓展于变式

思维产生于问题，但常见的问题又容易产生思维定势。很多学生的答题错误往往不是由于知识的欠缺，而是由于思维定势造成的，如何克服学生的思维定势是教学中必须面对的问题。避免重复机械的题海战术是克服思维定势的一条路径，《瓶》这节课正是呈现了如何在日常课堂教学中克服学生思维定势的一条有效路径――课堂例题教学中的充分变式。“所谓‘变式’即指从不同角度、不同方面变换事物的非本质属性，揭示事物的本质特性，从而更好地掌握概念。” [2]236在问题1的解决中，郎老师准备了这样一道练习题：

杭州西溪国家湿地公园内生活着许多水生、陆生植物和野生植物，园内河流交汇，鸟语花香，形成了独特的湿地景观，该湿地公园属于（ ）

A.种群 B.生态系统 C.群落 D.生物圈

接着郎老师利用这个题目进行了一系列的变式：

如果选项是A（或C），题目该如何提问？

该湿地公园内所有的青蛙属于 ；

该湿地公园内所有的生物属于 ；

该湿地公园内所有的植物属于 。

这是一个非常经典的横向变式，同一个题干不同的问题将生态系统的基本概念尽收其中。这不仅节约了学生读取题干信息的大量时间，也通过变式有效提醒学生一定要审题仔细，切不可因思维定势而盲目答题。解题教学不需要太多的题目，要的是思维含量，这应该成为我们的共识。

变式训练不仅可以克服思维定势，其中的纵向变式还可以实现思维的正向迁移和拓展。例如，生态系统的物质循环是重点也是难点，为了有效突破这个重难点，郎老师首先直接给出了生态瓶中的碳循环示意图（如图1），图中A、B、C、D分别代表生态系统的成分，①～⑦代表碳元素的传递过程，请学生根据图回答：

（1） B是指 ，D是指 。

（2）碳元素在无机环境与生物之间以 形式进行循环的；碳元素通过 作用由生物进入无机环境。碳元素从B到C是以 形式传递的。

（3） 从物质循环的观点看，生物的碳元素究其根源来自于 。

经过这样横向纵向的多次变式，学生的思维得到了充分的拓展。

三、思维拓展于变式，提升于建模

教师在教学过程中有意识地适度超越学生的认知水平，引导学生在其学习的过程中逐步从一个个具体的案例所呈现的知识技能中跳出来，挣脱具体问题的束缚，努力地“跳一跳”去把握隐藏在现象背后的规律性认识，那么，学生仅仅依靠原有的认知就不能解决问题了，这样便引发了学生原有认知基础和当前学习所要求的思维水平之间的不平衡，这种“不平衡状态的产生酝酿了心智发展的可能”[5]，学生在解决这种不平衡的过程中，思维水平也就能够获得进一步发展，从而为更好地学习新知提供了心智基础。科学课程标准强调要“帮助学生学习建立科学模型，由此培养学生的分析、概括能力和逻辑思维能力”，而学生建立模型的过程，正是把原有的认知提高到一个新水平的思维过程。

模型，中文原意即规范。按照我国著名物理学家钱学森的观点：“模型就是通过我们对问题的分析，利用我们考察来的机理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所创造出来的一幅图画。”简单地说，模型是人们对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，它是通过思维活动而对特定知识所作出的一种本质性规律性的反映。

对有些科学问题的探究既无法用真实模型，也无法找到替代模型，此时，科学家们想出了用人工模拟的方法来开展研究，如生物圈Ⅱ号、探究性状分离比的实验模型、探究生态系统稳定性的小生态瓶等。《瓶》这节课充分展示了建模思想，充分利用了生态系统的物质模型――小生态瓶，郎老师通过问题3“什么样的生态瓶能使小鱼生活时间最长”引发了学生对生态系统稳定性的一个思考。实际上，整节课郎老师都在通过小生态瓶帮助学生疏通思路，都是在用小生态瓶模拟真实的生态系统。

在复习课中，教师的任务不应是替学生找出各部分知识的现成结构，而是需要引导学生对前面所学的知识、规律、方法进行归纳整理，让学生通过自己的理解和加工建构可用的思维模型，因为“学习是一个把新旧信息结合在一起，构建出一个人自己独特的知识基础的过程”[6]。这也体现在了《瓶》这节课中：（1）以生态系统为核心，将生态因素、种群和生物群落等基本概念，生态系统的成分与结构，生态系统物质循环和能量流动“分割”成三个知识块，并有序布局；（2）连接三大知识块相互联系的知识线，自然形成一个生物与环境的知识网；（3）纵观全局，再现整体，最后一个环节“再看生态瓶，引发新思考”的任务之一，就是通过三大知识块概念之间的内在联系构成生物与环境的知识网络，形成思维导图，建立了关于生物与环境关系的思维模型，使学生更好地理解了相关知识内容所构成的体系。

总之，《瓶》的教学设计理念是以学生熟悉且非常感兴趣的生态瓶为切入口，以解决学生疑难问题为准则，展开一系列有关生态系统的问题讨论，并在问题的讨论和解决中理清生态系统基本概念、组成成分、结构功能，感知物质循环和能量流动的重要性，解释生态平衡的现象和意义。在教学中，郎老师通过学生感兴趣的问题引发思维，通过充分变式顺利完成了建模，通过建模使学生的思维水平得到了有效的提升。这真正是“为思维而教”的令人难忘的一课。

参考文献：

[1] 郅庭瑾.为思维而教[J]. 教育研究，2007：44～46.

[2] 《心理学百科全书》编辑委员会.心理学百科全书[M]. 杭州：浙江教育出版社，1996.

[3] M.艾森克.心理学――一条整合的途径[M]. 上海：华东师范大学出版社，2005：368.

[4] 罗伯特・加涅，阿妮塔・伍德沃克.教育心理学[M]. 南京：江苏教育出版社，2005：337.

篇3

1.（2019湖南）“知否，知否？应是绿肥红瘦！”在这个美好的季节里，下列属于生命现象的是（

）

A.流水潺潺

B.春雨绵绵

C.阳光灿烂

D.绿草如茵

2.（2019广东）造礁珊瑚虫体内的虫黄藻为其提供氧气和有机物，而造礁珊瑚虫为虫黄藻提供二氧化碳和氮、磷等无机物。虫黄藻和造礁珊瑚虫之间的关系是（

）

A.共生

B.竞争

C.捕食

D.寄生

3.（2019山东）谷雨是春节最后一个节气，谚语“谷雨前后，种瓜点豆”。这体现了哪些非生物因素对生物的影响（

）

A.阳光、温度

B.土壤、水分

C.水分、温度

D.空气、阳光

4.（2018新疆）具有镜花水月、蓄洪抗旱作用，被称为“地球之肾”的是（

）

A.农田生态系统

B.森林生态系统

C.湿地生态系统

D.湖泊生态系统

5.（2019江苏）食物链是指一定区域内各种生物之间由于食物关系所形成的的联系。有关食物链的叙述正确的是（

）

A.都是由藻类、苔藓等低等植物开始的

B.位于食物链第2个环节的生物通常是植食性动物

C.食物链遭到破坏不可能危及生态系统的平衡和稳定

D.食物链只表示生物之间的食物关系，

与能量流动无关

6.（2019山东）海带细胞中碘离子的浓度远大于海水中的碘离子的浓度，起直接作用的结构是（

）

A.细胞膜

B.细胞质

C.细胞壁

D.细胞核

7.（2019山东）2018年10月17日河南商丘一工厂发生火灾，现场作业的11名工作人员经抢救无效，不幸身亡。事后认领遇难者尸体过程中，用到了DNA鉴定。DNA主要存在于细胞的哪一结构中（

）

A.细胞壁

B.细胞膜

C.细胞质

D.细胞核

8.（2019四川）细胞室生物体结构和功能的基本单位，细胞的生活依靠细胞各结构的分工合作。下列细胞结构与功能的关系，错误的是（

）

A.细胞膜——控制物质进出

B.线粒体——能量转换器

C.细胞壁——控制物质进出

D.叶绿体——能量转换器

9.（2019山东）小明学习动植物细胞的结构后，设计概念图体现两者之间的关系，如图所示。则属于甲部分的内容是（

）

①细胞壁

②细胞膜

③细胞质

④细胞核

⑤叶绿体

⑥线粒体

⑦液泡

A.①⑤⑥⑦

B.②③④⑤

C.③④⑤⑥

D.②③④⑥

10.下列关于细胞的说法，正确的是（

）

①细胞都是由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核组成的；②根毛细胞和人的神经细胞中的能量转换器都是线粒体；③细胞分化一般不会导致细胞内的遗传物质发生变化；④人的成熟的红细胞的遗传物质主要存在于细胞核中。

A.②③

B.①③

C.②④

D.③④

11.（2019山东）花生是威海常见的农作物。下列有关花生生长发育的叙述，正确的是（

）

A.花生生命的起点为种子的萌发

B.花生生长需要根从土壤中吸收有机物

C.花生结果要先后经历传粉、开花和受精的过程

D.花生受精后子房和胚珠分别发育成果实和种子

12.（2018内蒙古）请你选出对相关植物正确的描述（

）

A.肾蕨、墙藓、满江红都靠孢子繁殖

B.苔藓植物只由一层细胞构成，可以当作监测空气污染程度的指示植物

C.银杏和卷柏都属于裸子植物，种子外无果皮包被

D.玉米种子的胚由胚芽、胚轴、胚根、子叶和胚乳组成

13.（2017湖南）下列关于种子植物的相关描述全部正确的是（

）

①红豆杉被誉为植物中的“大熊猫”

②种子萌发时，首先是胚芽突破种皮

③针叶林以松、杉等植物为主

④植物缺氮时植株矮小瘦弱，叶发黄

⑤裸子植物的种子没有胚

⑥导管在植物结构层次中属于器官

A.②③⑥

B.②④⑤

C.①⑤⑥

D.①③④

14.（2019湖南）走进岳麓山，小萌观察到树干上长了很多苔藓，以下原因分析不合理的是（

）

A.树干背阴

B.岳麓山空气质量好

C.树干湿润

D.树皮能提供有机物

15.（2019湖南）月球环境恶劣，是生命的禁区。但我国嫦娥四号搭载的棉花种子顺利萌发，摘下了“月球第一片嫩叶”的桂冠，科学家不必为种子萌发提供（

）

A.适量的土壤

B.适宜的温度

C.一定的水分

D.充足的空气

16.（2019湖南）如图一表示某淡水生态系统的食物链和食物网，图二表示图一中某条食物链各生物体内有毒物质的相对含量，图三表示该生态系统中碳循环的过程。请据图回答：

（1）请写出图一中具有四个营养级的食物链_______________________________________

_____________________________________________________________________________（答全才给分）。图二中的1对应图一中的生物是_____________。

（2）由于生活污水和生产废水未经严格的处理就排放，导致该生态系统的水质发生了恶化，水体中的生物种类和数量锐减，说明生态系统的______________有一定限度。

（3）图三中字母代表生态系统的成分，数字代表推动碳循环的生理过程，则D和E分别代表____________________________，②③分别表示____________________________。

17.（2019江苏）“四大家鱼”混合养殖是世界公认的生态养鱼杰作。如图是“四大家鱼”混合养殖示意图，据图回答：

（1）从生态系统成分分析，水草属于________，“四大家鱼”属于________，淤泥中的微生物主要属于__________。

（2）将含草鱼的一条食物链补充完整：___________________________________人。

（3）“四大家鱼”混合养殖在一个池塘里，其优势是充分利用水域的________________，以达到高产的目的。

（4）若气温升高，藻类等植物增加，会引起植食性鱼类增加，随之又导致藻类等植物减少，这一事实说明生态系统具有_________________能力。

18.（2018四川）图一是普通光学显微镜基本结构示意图，图二是人血涂片在普通光学显微镜下血细胞分布模式图，请分析回答下列问题：

(1)在显微镜下观察人血涂片，看到数量最多的血细胞是________(请填写图中的数字序号和细胞名称)。

(2)视野中具有细胞核的血细胞是________(请填写图中的数字序号和细胞名称)。

(3)若想将图二视野中的细胞③移动到视野中央，应将玻片标本向________方移动。

(4)若想将图二中细胞③的结构放大到最大程度，应该选用下列哪组镜头组合________(请填写正确选项字母)。

A.

①③

B.

①④

C.

②③

D.

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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5

在全球变暖和国际碳减排压力的背景下，发展低碳经济成为我国实现经济社会可持续发展的重要途径。低碳经济的发展涉及到社会生活的不同产业层面，其中，农业活动在区域碳循环中具有重要的地位和作用，一方面，大气中20%的co2、70%的ch4和90%的n2o来源于农业活动及其相关过程[1]，另一方面，农作物生长过程可以吸收大量的碳，其碳储量达170 pg，占全球陆地碳储量的10%以上[2]。因此，国内外逐渐开展了关于农业和农田碳汇问题的研究[2-9]，但国内外相关研究对于农业活动是碳源或是碳汇还存在着争议，据cole[3]估计，在未来的50～100年内，全世界农田可固定20～30 pg碳，另据lal[4]研究，全球耕地总的固碳潜力为0.75～1.0 pg·a-1。刘允芬[6]通过研究发现，农业生态系统是碳汇而非碳源。方静云等[10]则认为，由于作物的收获期较短，作物生物量的碳汇效果并不明显。一些学者近年来开展了对我国不同区域农田生态系统碳源/汇的研究，如韩冰等[9]对我国农田土壤的固碳潜力进行了测算，认为我国农业措施的固碳潜力为182.1 tg·a-1，赵荣钦等[11]研究发现，中国沿海地区农田生态系统碳吸收总量为22 482.4万t，而且碳吸收明显大于碳排放。另外，罗怀良[12]和鲁春霞等[13]也曾对我国农田生态系统植被碳蓄积量进行了测算，段华平[14]对我国农田生态系统的碳足迹进行了分析。以上研究，对于了解农业生产的碳源/汇特征提供了较好的思路借鉴。

总体而言，以上研究侧重于对中国部分区域农田生态系统碳源/汇的测算，而对全国层面农业生产的碳收支及减排对策的研究还需要进一步加强。鉴于此，笔者采用1978─2009年的数据，分析了中国农业活动的碳收支状况及其变化特征，并探讨了不同省级区域的碳收支的差异，提出了农业生产的碳减排对策和建议。

1 农业生产的碳收支特征

在联合国气候变化框架公约（unfccc）里，源（source）是指向大气排放温室气体的任一活动或机制，汇（sink）是指将温室气体从大气中移除的任一过程、活动或机制。固碳（carbon sequestration）是指固定并确保碳储存以免碳排放到大气中[15]。

农业生产过程是一个复杂的系统，主要受人为因素控制。人类必须不断地从事各种活动，才能使农田生态系统健康运行。为使系统保持平衡并维持较高的生产力水平，必须通过多种途径投入人力、水以及用于各种农业机械的化石燃料等物质和能源，以补偿产品输出后所出现的亏损[16]，而这些过程需要有机碳的消耗，因此，从碳循环的角度而言，农业经营活动也是碳的输入输出过程。其中，农作物光合作用固碳和人工有机肥是主要的碳输入，而农田化肥生产，农业机械使用，农村用电和灌溉过程等的碳排放是主要的碳输出过程。因此，笔者就主要对农业生产的重要碳收支环节进行估算，以全面了解中国农业生产的碳源/汇状况。需要说明的是，尽管肥料、农业机械、农药等本身不含能量，但其制造或运作过程消耗了大量间接工业辅助能[19]，而这些物质和能量在农业生产中参与了循环，因此在生产过程或耗能过程中释放的碳也应看作是农田生态系统碳排放的途径之一。t. o. west [17] 称之为“全碳分析”（full c cycle analysis），即包括对能源使用、电、肥料、灌溉和农田机械的碳排放的估算。

2 研究方法

数据来源于《中国统计年鉴》1978─2009年全国各种农作物产量、种植面积数据和灌溉、施肥、农业机械、农村用电等农业投入统计数据。

（1）总碳排放（et）估算公式为：

et=ef+em+ep+ei

式中，ef，em，ep，ei分别为农田化肥生产，农业机械使用，农村用电和灌溉过程带来的碳排放。各项碳排放过程计算公式如下（其中a、b、c、d为系数，参照t.o. west[17]的转换系数）：

ef = gf × a

em = （am × b）+（wm × c）

ep = （wp × c）

其中，gf 为化肥使用量，am为农作物种植面积，wm为农业机械总动力，wp为农村用电总动力，c=0.18 kgc·kw-1，为灌溉面积，a=857.54 kgc·mg-1；b=16.47 kgc·hm-2，c=0.18 kgc·kw-1，d= 266.48 kgc·hm-2。

（2）总碳吸收（ct）估算公式为：

其中，i表示第i种农作物类型；cd为某种作物全生育期对碳的吸收量；cf为作物合成1 g有机质（干质量）所需要吸收的碳，yw为经济产量，dw生物产量，h为经济系数， 三者存在数量关系： dw = yw /hi，中国主要农作物经济系数和见文献[11]。

3 结果与分析

3.1 1978─2009年中国农业生产碳排放特征分析

就碳排放总量而言，自1978年以来呈明显增加趋势。由1978年的2 661.21万t增加到2009年的19 344.31万t（图1），增长了约6.27倍，年均增长率10%。农业生产碳排放的各项构成要素中，灌溉碳排放增长幅度较小，31年间仅增长了30%；农业机械碳排放和化肥使用碳排放呈现稳定的增长势头，而农村用电碳排放增势最为明显。这说明自1978年至2009年，我国农田基础灌溉设施变化不大，农田灌溉碳排放没有显著变化，而其他农业投入如化肥、农机使用等则持续增加，并且随着农业机械化程度的提高，农村用电量显著增加，尤其是1997年农村用电碳排放首次超越农业化肥使用碳排放，呈现出剧烈增长之势，这些变化都与我国农业机械化、现代化的发展密不可分。

3.2 1978─2009年中国农作物碳吸收特征分析

与碳排放逐年显著增加的趋势不同，我国农田生态系统碳吸收由1978年的 30 654.34万t增加到2009年的66 151.95万t，增加了115.8%，呈现出总体上升、稳中有变的发展趋势（图2）。碳吸收总量在90年代之前增势明显，此后则呈现上升缓慢、稳中有变的趋势。这主要是因为1978年我国农业政策发生了重大调整，的实施极大刺激了农民生产的积极性，随后几年间我国农作物单位面积产量增势显著，20世纪90年代以后由于国家政策、农业投入以及农作物播种面积、单位面积产量渐趋平稳，碳吸收总量也呈现平稳发展的势头。

1978─2009年，由于碳排放的增长显著，而同期农田生态系统碳吸收增长平稳，因此同期净碳汇呈稳中有降的发展趋势（图3），尤其从20世纪90年代末以来，下降趋势明显。

3.3 2009年中国各省区农业生产碳源/汇变化特征分析

利用2009年全国各省、直辖市以及自治区的农业生产相关统计资料，对各省区的碳源/汇变化特征进行横向对比分析，统计数据均来源于《中国统计年鉴》。

3.3.1 各省区碳排放变化特征分析 各省碳排放总量相比之下，江苏、广东2009年碳排放总量突破2 000万t，居全国之首；而浙江、河北、山东、河南4省碳排放总量突破1 000万t，居全国前列。这一方面是因为农作物播种面积较大，如河南省2009年农作物播种面积达1 418.1万hm2，居全国之首，因此，相应的农业投入如化肥施用、农田灌溉和农机使用带来的碳排放量较多；另一方面是农村用电量大所致，如江苏省2009年农业系统碳排放高达2 868.5万t，主要原因是由于其农村用电量大，因此碳排放总量大，其他如浙江、广东等沿海发达省也是如此。主要是由于这些地区农业相对发达，现代化水平较高，因此能源消耗量大（图4）。

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就各省碳排放总量内部构成要素而言，各构成要素对其碳排放总量的贡献各不相同。上海、浙江、广东、江苏等发达省市，农村用电碳排放占其碳排放总量的比例均在80%以上，其中以上海最为突出，高达94%，而西藏却不足10%。

3.3.2 各省区碳汇变化特征分析 2009年中国各省农田生态系统净碳汇量及地区差异很大。就净碳汇量而言，我国大部分省市农业生产碳收支基本持平并略有盈余，只有个别省市碳排放量大于碳吸收量，净碳汇出现负值。就净碳汇的地区差异来讲，以农业为主的中西部省市与沿海及经济发达省市存在较大差异。其中净碳汇量最大的河南省总量达到6 150.5万t，而最小的广东省则为负624.7万t，说明河南作为主要的农业大省，农作物播种面积大，农田生态系统碳吸收总量远远超过农业生产碳排放，因此具有很强的固碳能力。与此相反的是以广东、浙江、上海等省市为代表的沿海发达省市，因其农业投入高，和播种面积相近的其他省份比，其农业碳排放远远超过其农田生态系统的碳吸收量，出现了净碳汇及单位面积净碳汇均为负值的情况（图5、图6）。

4 中国农业生产的碳减排对策

4.1 推广节水农业，提高农田灌溉效率

我国农田水利设施不够完善，农田灌溉方式也依然沿用过去的随地“漫灌”方式，造成水资源的极大浪费。对此，一方面要因地制宜，在我国水资源短缺的北方地区大力发展旱作农业、节水农业，另一方面通过采用有效的渠道防渗技术及管道输水等方式，减少灌溉过程的水资源流失，同时积极使用喷灌、滴灌等先进的节水灌溉技术，注重农业灌溉用水的净化处理和回收再利用，不断提高灌溉效率，促进水资源的合理、有效和节约利用。

4.2 科学施肥，提高肥料利用率，增施有机肥

以往的过量粗放的化肥施用方式，一方面削弱了庄稼的生产能力，造成很大程度的资源、能源浪费，加剧环境污染；另一方面又破坏了土壤自身的物理性状，导致土壤板结，不利于农作物生长。因此，大力推广测土配方施肥和科学施肥，增施有机肥、厩肥，发展可持续农业，既满足庄稼生长的肥料需求、改善土壤性状，又能节省能源、保护环境、减少农民负担，因而具有极大的社会、经济和生态效益。

4.3 改变传统耕作方式，促进秸秆还田，提高土壤固碳效率

我国人多地少，应通过调整耕作制度， 采用恰当的耕作方式（如轮作）和保护性耕作措施来提高土壤有机碳稳定性，增加农田碳汇，另外要加强对农民的科学宣传教育，促进农作物秸秆还田。通过秸秆粉碎、沤制还田，推行过腹还田、发展沼气等各种措施，促进秸秆科学还田[18]。既培育土壤肥力，提高土壤有机质含量，又减少了秸秆焚烧造成的环境污染等负面效应，促进农业生产活动中的非经济产量的资源化利用。

4.4 提高农业生产率，促进农作物生育期碳吸收

改良土壤，加强水利设施建设，改善农业生产条件。改良作物品种，培育耐高温、抗干旱等极端气候及抗病虫害的优良品种，确保在新的生态环境下农牧产量的不断提高，扩大农作物生育期碳的吸收和存储。

4.5 促进土地集约节约利用，提高单位面积生产率

目前，我国农业生产用地存在很多利用和管理问题，由于分户经营而带来的户均农用地面积小，不利于农业生产的机械化和开展规模经营；经济发展较快的地区私自改变农用地用途或者撂荒、抛荒的问题较为普遍，土地集约化程度低，利用率不高，单位面积生产率较低。因此，要根据各地实情科学编制土地利用总体规划并确保实施，推行科学决策加快农用地流转进程，促进农村土地规模化、机械化经营；另外，通过对农民进行科技培训等多种渠道，促进农业生产科学化、现代化，以提高单位面积生产率。

5 结论与讨论

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【关键词】 林木资源； 成本； 价值流； 物质流

【中图分类号】 F230 【文献标识码】 A 【文章编号】 1004-5937（2017）10-0029-06

一、引言

现代工业发展给人类社会带来的巨大经济利益伴随着地球资源的过度消耗和环境的持续破坏。发展以可持续发展为理念，以清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等为战略的循环经济成为世界繁荣经久不衰的必经之路。林木作为森林的主要组成部分，是可循环可再生的生物资源，被不断地开采和加工来满足人类物质需求。木材本身虽具有天然的循环经济属性[ 1 ]，但其在制造生产时存在严重的环境危害，因此，构建林木资源循环方式的探索十分必要。而构建林木资源的循环利用需对其成本效益和环境效果进行计算和分析，作为循环经济改造决策的标准和依据。本文就此问题，探索林木资源价值流的核算方法，量化林木资源生产制造过程的成本价值走向和环境效益，为评价林木资源循环经济效果提供新方法。

二、文献述评

林木价值的核算，最初是德国的林价算法，后逐渐发展引入“商品”概念，通过森林资源经营方在生产经营过程中所产生的收益、成本、费用等计算收益盈亏[ 2 ]。目前林木资源价值评估研究多是一种静态资产的评估，常用方法有市场价格法、收益现值法和重置成本法，它们以不同的经济数学模型为计算基础。如吕俊钦[ 3 ]针对高坌等四个林场，就不同树龄的林木选用上述不同的方法分别核算其价值。荷兰学者Hekkert等[ 4 ]和德国学者Boesch等[ 5 ]分别运用不同方法分析木材和纸品在本国经济系统中的流动，前者运用材料流分析中流的概念，从国家经济的供应和消费着手，后者采用“投入―产出”核算，研究发现木材和纸品的完整流动会呈现出生产系统的线性特征。针对林木资源流的研究则多是物质流分析，Hoglmeier等[ 6 ]将当前木材应用的物质流模型（包括物质供应和能源生产）和代数优化工具相融合，评估和优化木材生命周期范围内的木材级联利用对环境的影响。Nikodinoska等[ 7 ]研究木材生物能源价值链的核算集成框架，将其分为林业、物流和供热三个子系统，并使用了多种方法：物质流核算、总能源需求量、能值会计和排放会计等。而国内研究集中在采运阶段[ 8 ]。目前研究虽已建立些许方法核算林木价值，但缺乏将其与具体加工状况和经营活动相结合的计算，也缺乏将其物质流动转换为价值流转的研究。本文探索林木资源价值流核算体系，帮助发现循环经济潜力环节，评价林木资源循环经济实施效果，有望成为林业循环经济探索的新工具。

三、林木资源价值流核算的基本框架

（一）物质流与价值流的内在联系

林木资源价值流的研究其核心在于物质流和价值流的分析与计算，两者之间必然具备逻辑关系。森林物质处于不断运动和周而复始的循环之中，人类生产改变自然物的形成和性质，加工成满足人类需求的物质产品，同时废弃物返回自然界，参与生态系统的物质循环，或者被回收利用，即生态物流在社会各经济部门之间不断循环流动[ 9 ]。林木的光合作用消耗二氧化碳和水，形成生物质，并以生物质的形式被用于工业生产中[ 10 ]，沿着生产过程流动时其内部组成要素发生形态、价值、信息等一系列的变化和转换，但物质内容保持稳定，随着生产流程的逐步结转，形成物质流。林木资源价值流核算正是以物质流为基础，将资源输入予以成本化，经过各生产环节的成本费用投入，成为产成品获得产品价值或销售收入，资源流动期间产生的价值增量，形成价值流转[ 11 ]。

（二）林木资源价值流核算框架

循环经济“3R”原则，即减量化、再使用和再循环原则，是指导循环经济实施的重要向导。对于林木资源来说，森林孕育林木生长，林木成为初始资源投入到人类生产，经采伐成为原木，企业再生产人造板、木地板、纸制品等不同的林产品。林木采伐和生产制造是人类开发利用林木资源和影响环境的主要环节，期间耗用材料，消耗燃料、力等能源，占用人力和机器设备等，并排放大量木质废弃物，造成粉尘和废渣污染，产生甲醛等废气和大量有机废水。由此，林木资源价值流核算应贯彻“3R”原则对废弃物给予高度关注。

为达到核算林木资源流的成本效益和环境效果以评价林木资源循环经济改造效果的研究目的，林木资源价值流核算体系必须凸显废弃物的成本损失和环境破坏程度。本文吸收循环经济价值流的概念体系[ 12 ]，即资源价值的构成，不同于传统会计学将废品损失成本包含于产成品的制造成本，而是单独划分废弃物价值，并且针对废弃物计算其环境损害成本，综合核算“经济―环境”大系统的价值，如图1所示。

基于此，林木资源价值流核算将林木资源在生产过程中的实物物质流价值化，以货币化的信息为循环经济决策提供直观信息，其基本框架是建立输入端的资源能源成本和系统成本（包括人工费、设备折旧费及制造费用），输出端划分产品的资源有效利用成本和废弃物的资源损失成本、外部环境损害成本，如图2所示。

林木资源核算关注废弃物成本价值，既包括资源流内部损失成本，还纳入污染物外排的环境损害价值。通过对废弃物资源损失成本和外部环境损害成本的分析比较，可发现资源低效利用和污染严重的环节，确认循环经济改造方向，有助于针对性地制定改造方案，再核算循环经济前后的林木资源价值流，从经济和环境两个维度评价循环经济前后改造效果。“核算―评价―改善”循环往复，最终达到废弃物的高度减量化、高度再使用和高度再循环，实现林木资源循环经济目标。

四、林木资源价值流的核算方法体系

（一）确定林木资源物质流转路线

林木资源随生产过程的流动，形成林木生物质的工艺流路线，其对应的价值流动则为林木资源价值流。分析林木资源在整个生产制造过程的流向和途径，考虑各生产环节及之间的特点和目的，选择一个或多个生产环节合并成一个物量中心，作为核算成本的基本单元。鉴于林业循环经济的分析重点在于废弃物的考量，故将企业视作“黑箱”，分析“黑箱”的输入和输出即可。采集各物量中心的工艺物质流数据，通过生产现场的调查和各车间的生产报表，可收集各环节的资源输入量、结转至下环节的半成品或产成品量及废弃物量。根据林木资源生产流程，分析资源流动途径，可抽象林木资源在M成本单元的物质流转路线如图3：林木资源初始投入100个数量单位，产出合格品75个数量单位，则废弃物是25个数量单位，其物质流转平衡算式为：100=75+25。

■

（二）核算林木资源价值流

林木资源价值流计算产品的有效利用成本，要求废弃物也承担相应的生产成本，体现在废弃物的资源损失成本（负制品成本）和外部环境损害成本。

1.资源有效成本和资源损失成本的核算

数据采集来源于企业财务部门，将物质流转对应财务数据，把生产过程中投入的成本费用归集为材料成本、能源成本和系统成本三类，然后按正制品和负制品木材质量的比例关系分配，发现和计算“隐藏”的成本损失。具体核算公式如下：

Ct=Ctm+Cte+Cts （1）

Ctm=Ctm （-1）×■ （2）

Cte=Cte （-1）×■ （3）

Cts=Cts （-1）×■ （4）

Cw=Cwm+Cwe+Cws （5）

Cwm=Ctm （-1）×■ （6）

Cwe=Cte （-1）×■ （7）

Cws=Cts （-1）×■ （8）

其中，Ct为正制品成本，Ctm、Cte和Cts分别是正制品材料成本、能源成本和系统成本；p是正制品木材质量，q是负制品木材质量；Ctm （-1）、Cte （-1）和Cts （-1）是投入的材料成本、能源成本和系统成本；Cw是负制品成本，Cwm、Cwe和Cws是制品材料成本、能源成本和系统成本。

公式（1）为正制品成本核算公式，正制品成本等于所分配的材料成本、能源成本和系统成本之和，根据价值分配原理，各加法项可由公式（2）、公式（3）和公式（4）计算。公式（5）为负制品成本核算公式，其构成与正制品成本核算式相同，公式（6）、公式（7）和公式（8）为其加法项的分解式。

2.外部环境损害成本的核算

林木资源价值流的外部环境损害成本量化生产制造时外排废弃物对生态环境的影响程度，在林木资源价值流核算体系中作为废弃物价值的一部分。日本开发的损害测定型环境影响评价法（Life-cycle Impact Assessment Method Based on Endpoint Modeling，LIME）以11个环境领域中的1 000种环境物质为评价对象，将不同类型的环境负荷物质所造成的人类健康损害量在共同的端点汇集，依据结合法以及AHP法确定各端点之间的重要性清单，计算特性化系数和损害系数，最终将其转化为货币价值进行评价。

根据生产工艺结合生产数据，列明废弃物种类和数量，借鉴LIME法核算林木资源流外部环境损害成本的步骤为：（1）将废弃物的数量单位转换为标准化单位；（2）从LIME系数表中查单位废弃物的环境损害系数值，即货币计量的LIME值（以日元表示）；（3）将标准化单位后的废弃物数量乘以LIME值，计算该废弃物的外部环境损害价值；（4）将各个成本单元内所有废弃物的外部环境损害价值加计汇总。算术公式如下：

外部环境损害成本=∑某废弃物数量×■

（9）

核算林木资源价值流，揭示林木资源利用过程中成本的来龙去脉，可为企业循环经济管理提供经济数据，为节能降耗和废弃物资源化利用指明方向，有助于探索林木资源循环利用的途径，符合林业循环经济的发展和实践方向。

五、案例应用

林场是培育和种植人工用材林的重要基地，是提供林木生产制造业原材料的供应处。本文以某国有林场为例，应用林木资源价值流核算方法，计算林木资源循环经济前后在该林场采伐及其下游生产制造企业的成本价值流和环境损害，对循环经济前后的林木资源价值流进行对比分析。

（一）林木资源物质流转分析

该国有林场的林木主要为乔木林，大部分为用材林，种植杉木，森林采伐限额为1.2万立方米/年。林场的林木经采伐得到原木，到人造板制造和造纸企业进行后续生产，生产的林产品主要有两类：人造板和纸产品。调查林场和企业的生产流程及技术数据，统计综合可得到采伐、人造板制造和造纸三个成本单元的主要输入物质、输出物质及其数量，见表1。

需注意的是，表1中人造板和纸产品数量为产品质量，与木材质量不能直接比较，因此需进行耗木材量的换算。据相关研究数据[ 13 ]，人造板木材折算量（m3）=统计量（m3）/90%，纸产品木材折算量（m3）=3.5×80%×统计量（t），查相关密度表可知，杉木材的气干密度为0.462g/cm3，人造板平均密度为650kg/m3，则人造板的木材折算量=1 857.58×1 000/650/90%×（0.462×1 000）/ 1 000=1 467.02t，纸产品的木材折算量=754.05×3.5×80%×（0.462×1 000）/1 000=975.44t。由输入的总林木物质量和正制品林木物质量之差，计算负制品林木物质量，可得到各中心林木资源流物质量关系，绘制林木资源物质流图如图4所示。

（二）林木资源价值流的核算

结合企业技术部门和财务部门数据，将上一单元结转的成本和本单元新投入的成本按照材料成本、能源成本和系统成本分类归集，即利用公式（1）―公式（8）计算林木资源的Y源有效成本和资源损失成本，如采伐中心负制品的材料成本为6 034 091.62×5 071.46/（5 071.46+3 281.38）=3 663 623.91元。根据计算结果，结合物质流图绘制相应价值流图，如图5所示。

林木资源制造生产过程会产生如刨花、锯屑、细木粉等木质废渣，外排大量的废水和废气，导致成本增加和环境污染，林木资源价值流核算可价值化环境损害程度，提供直观经济数据，按照公式（9）（折现率为0.0601元/日元）可计算主要污染物的外部环境损害价值，如表2所示。

林业循环经济改造针对林木资源生产过程中的废弃物，尤其是木质废弃物和废水，改造便利，可利用程度高。首先，对木质废弃物，集中收集实施生物质发电处理，减少废弃物排放的同时，可为生产提供电能，木质材料在产电过程中释放体内储存的CO2，属于自然界碳循环的一部分，对环境不产生二次污染。其次，外排废水数量多，有机物含量高，建立废水处理中心集中排放达标废水，可降低单位成本，并且将其中1/4的废水进行逆渗透膜的深度处理，处理后的水可回用于造纸企业的筛选洗涤工序。

更新原物量中心的成本数据，添加新增物量中心数据，重新计算各物量中心的成本投入，根据原物量中心与新增物量中心之间的物质流转关系，运用林木资源价值流核算方法，将成本在各物量中心之间进行结转和分配，重新计算产品的资源有效利用成本和废弃物资源损失成本及外部环境损害成本，计算循环经济后的林木资源价值流和污染物外部环境损害成本，见图6和表3。

（三）循环经济前后林木资源价值流的评价

对比图5和图6，可知循环经济前林木资源生产制造过程废弃物的资源损失总成本为1 210.05万元，循环经济后废弃物资源损失成本为958.37万元，循环经济改造可减少20.8%的资源直接损失。由表2和表3可知循环经济前后废弃物的外部环境损害成本分别为2 329 952.06元和1 726 269.08元，降低了25.9%的环境损害。综上，对废弃物开展生物质发电和废水处理的改造可以有效降低废弃物排放量，减少能源消耗，在削减企业生产成本的同时，达到环境保护的目的，符合循环经济目标和可持续发展方向。

六、结语

通过研究，总结林木资源价值流核算方法的主要特点及意义如下：

1.林木资源价值流核算将林木资源的实物量和价值量相结合，反映森林资源与经济发展之间的关系。它最大的特点是以循环经济“减量化、再循环、再利用”为导向注重废弃物价值，弥补传统会计对这部分价值纳入产品定价而不予以核算的缺陷，并将核算范围延长到经营活动（采伐）和生产制造，较全面地反映林木资源的价值途径，有利于产业发展和规划升级。

2.林木资源价值流核算方法以资源流转平衡原理为理论基础，将输出端价值划分为产品的有效利用成本和废弃物的资源内部损失成本及外部环境损害成本，强调废弃物的内部资源消耗和环境污染程度，为循环经济改造方案的确定和循环经济改造效果的评价提供经济依据。

3.林木资源价值流核算还有助于发现经济潜力环节，揭示资源消耗、价值增值和环境保护之间的内在关系，对追求经济效益与环境效果的“双赢”具有促进作用，对充分发挥木材潜力、节约林木资源、维持森林资源合理开采具有重要借鉴意义。

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[11] 肖序，金友良.论资源价值流会计的构建：以流程制造企业循环经济为例[J].财经研究，2008（10）：122-132.

篇7

关键词：低碳经济；循环农业；发展模式

中图分类号：F127　文献标志码：A　文章编号：1671--7740(2010)03--0035--04

中国是一个传统农业大国，发展农业对中国国民经济建设有着举足轻重的作用。但中国现阶段农业发展的主流依然是沿用“高碳”背景下的粗放经营的增长方式。因此，改变这种以牺牲资源和环境为代价换取经济增长的方式，已势在必行。

随着中国工农业生产的开放度不断提高，城市和乡镇经济的关联度，甚至国内外的经济的联动性都显著增强；气候变化(特别是日益加剧的全球变暖)对农业生产的影响也越来越大。农业、农村发展的有利条件和积极因素在积累增多的同时；各种传统和非传统的挑战也在凸显。主要的不利因素表现在：(1)以化肥、农药为代表的化学农业导致农村生态环境退化；(2)由于人口持续增加导致的土地生产力相对不足，可能诱发生的“粮食危机”；(3)“后京都议定书”时代，出现的耕地和林地碳减排利益，迟迟没有实现价值并得到足够重视。尤其值得重视的是在中国各地农村已经推广多年的循环生产模式，已然为全球的二氧化碳减排事业做出了突出的贡献，但一直没有被有关部门和机构发现和认可。中国循环农业在二氧化碳减排项目中所蕴含巨大商机，亟待开发；未来农村的实施者(农户个体和地方政府)创造的经济效益、社会效益和生态效益也应在实施之初就受到认可和保护。

一、国外低碳经济研究进展

“低碳经济”最早由英国提出，目的是在发达国家和发展中国家建立相互理解的桥梁，其本质是提高能源效率和清洁能源结构问题，核心是能源技术创新和政策创新。“低碳经济”的概念基本上可以认为是在气候变化国际制度框架(包括《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》)，特别是在《京都议定书》遭受空前挫折的形势下由英国率先提出的。希望以此建立起发达国家和发展中国家相互理解的桥梁。可喜的是，向低碳经济转型已经成为世界经济发展的大趋势。2006年10月30日，英国了由前世界银行首席经济学家尼古拉斯-斯特恩牵头完成的《气候变化的经济学》，对全球变暖可能造成的经济影响作出了具有里程碑意义的评估。

《气候变化的经济学》的核心观点主要有三个：一是如果各国政府在未来十年内不采取有效行动遏制温室效应，那么气候变化的总代价和风险相当于每年至少失去全球GDP的5％-20％。相比之下，采取行动的代价可以被控制在每年全球GDP的1％左右；二是在2050年以前，要是大气中的温室气体浓度控制在550PPm以下，全球温室气体排放必须在今后十至二十年达到峰值，然后以每年1％―3％的速率下降；三是到2050年，全球排放必须比现在的水平低大约25％。即发达国家在2050年前把绝对排放量减少60％-80％，发展中国家在2050年的排放与1990年相比，增长幅度不应超过25％。

根据IPCC的最新气候变化评估报告，在过去的100年中，由COx等气体造成的温室效应使全球平均地表气温上升了0.3℃-0.6℃；并有90％的可信度认为，近五十年来的气候变化主要是人为活动排放的CO2、CH4、N2O等温室气体造成的；他们预测，到2100年全球平均气温将升高1.0℃―3.5℃。

农业生产活动与全球气候变化息息相关。农业生产在全球温室气体(包括CO2、cH4、N20O)循环中占有重要地位。土壤中的有机物质经微生物分解，以CO2的形式释放人大气，CH4可在长期淹水的农田中经发酵作用产生，全球一半以上的N2O来自土壤的硝化和反硝化过程。

农业作为国民经济的基础产业，是一个重要的温室气体来源，同时又受到温室效应的严重影响。响应“低碳经济”的号召，确定农业温室气体的排放量并探寻减排办法已成为世界各国的当务之急。

二、辽宁省循环农业模式

在中国南方地区广泛开展的“一池三改”和“四位一体”模式早已运用纯熟，其核心环节是沼气池的沟通作用。但该技术移植北方后，受地温和气候影响，通常只能工作六至八个月左右，以及推广模式僵化等影响，农户无法得到预期经济效益，极大制约了该技术的推广应用。很多早期的推广示范最终以失败告终。但随着全球的急剧变暖和沼气池保温技术的应用，该技术越来越受到北方农户的欢迎。

由于辽宁省各地地形、气候、资源等的差异，形成了多种不同类型的循环农业模式。成功推广的生态农业典型模式及配套技术有八项㈣。

这八项生态农业典型模式及配套技术包括：小流域综合治理利用生态农业模式及配套技术，典型单位为本溪满族自治县黄堡村、建平县章吉营子村；农业资源保护利用生态农业模式及配套技术，典型单位为清原满族自治县大北岔村、本溪满族自治县正沟村；生态果园建设模式及配套技术，典型单位为海城市王家堡村；农田立体种养生态农业模式及配套技术，典型单位为盘山县常家村；生态养殖模式及配套技术，典型单位为大洼县西安生态养殖场、阜新市生态园；平原区农牧结合生态农业模式及配套技术，典型单位为昌图县尹家村；无公害农产品生产模式及配套技术，典型单位为营口市老边区前山村、海城市有机果品基地；观光生态农业模式及配套技术，典型单位为凤城市大梨树村。

其核心技术主要包括“一池三改”推广“猪一沼一菜(果)”的生态农业循环生产模式、“四位一体”为核心的循环生产模式。

1.“一池三改”活动，推广“猪一沼一菜(果)”的生态农业循环生产模式。“猪一沼一果”生态农业模式基本概念：以沼气为纽带，带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展的生态农业模式㈣。

鞍山市岫岩满族自治县政府从本县实际出发，通过政策引导、技术支持、资金补贴等方式，通过发展大循环、村户建 立小循环的方式，在农村积极推广沼气、秸秆气化等新技术，大力扶植循环农业发展，推动了该县生态循环农业驶入健康发展的“快车道”。

蚰岩县政府积极鼓励该县企业发展循环产业，在推动企业发展壮大的同时，也使循环农业快速推进。岫岩县鞍山佳林生物质燃料制造有限公司，利用农村的玉米秸秆、稻草、玉米芯、花生壳等农作物、固体废弃物为原料，经过粉碎后加入添加剂加压增密，生产新型生物质再生能源“秸秆煤炭”，使过去农民废弃的农作物重新利用，增加了企业效益，也改善了生态环境。循环产业效益可观，前景喜人。

岫岩县政府在大力发展循环产业的同时，还积极构建以种植、养殖、加工、沼气为链条的微型循环经济，建立“家庭绿岛”式小循环，积极引导农民大力发展沼气，开展“一池三改”(建沼气池、改厕、改灶、改厨)活动，推广“猪一沼一菜(果)”的生态农业循环生产模式。“家庭绿岛”建成后人畜粪成为沼气发酵原料，沼气解决生活用能，沼渣、沼液作为上好的有机肥用来肥田，实现了农业的生态良性循环。此外，该县政府为了方便广大群众还建设了5座生物质气化站，以秸秆、树枝、木屑、锯末、稻壳等生物质和白色垃圾为原料，帮助3 000多户农民用上了洁净的新能源，既改变了农村脏乱差的面貌，使村容村貌更整洁，又提高了农民的生活质量，实现了新农村、新能源、新气象的目标。

与岫岩相似的还有沈阳市苏家屯区“三位一体”的生态循环农业模式旧。

近年来，苏家屯区加快沼气能源产业的发展，以沼气池建设为纽带，积极发展“猪一沼一果(菜)”三位一体的生态循环农业，用沼气代替液化气，用处理后的沼渣、沼液代替化肥，有效地变废为宝，提高了农产品质量，增加了农民收入。该区的蔡家屯村有种植葡萄的历史，过去葡萄的产量和质量始终不尽如人意。2006年，这个村在区农机部门的支持下，把沿气应用到农业生产上，给葡萄上沼渣、沼液，经过本村葡萄协会的大力推广，葡萄种植户真正得到了实惠。蔡家屯村共建沼气池200多个，其中今年新建的就有100多个。农民首先在葡萄种植上使用沼肥。现在蔡家屯村葡萄种植面积200亩，注册的“华香”牌葡萄获得了绿色产品A级认证。质量的提升带动了价格的提升，2009年该村的玫瑰香葡萄卖到了每公斤16元，是去年的2倍，亩效益达1.5万元。

目前，该区已建成3500个沼气池，每个沼气池按年产4吨沼肥计算，每年将有1.4万吨优质肥产生。今后，苏家屯区还将在抓好沼气池建设的同时，抓好沼肥在农业生产中的综合利用，不断改良土壤、降低生产成本、提高农产品质量，从而实现增加农民收入的目标。

2.“四位一体”的有机废弃物资源化循环利用模式。北方“四位一体”生态农业模式的基本概念是：一种庭院经济与生态农业相结合的新的生产模式。它以生态学、经济学、系统工程学为原理，以土地资源为基础，以太阳能为动力，以沼气为纽带，种植业和养殖业相结合，通过生物质能转换技术，在农户的土地上，在全封闭的状态下，将沼气池、猪禽舍、厕所和日光温室等组合在一起，所以称为“四位一体”模式。

通常情况下，农户庭院既是生活系统，又是生产系统，如何做到生活与生产的有机结合是农户庭院循环农业模式必须要解决的问题。“四位一体”循环农业模式正是基于此，从提高蔬菜单产、复种指数、畜禽转换率和循环总量，降低饲料浪费度的角度出发，将各种设施组合成一个整体，辅以高效技术，使之成为一个稳定高效的系统。同时各组分之间存在适当的比例关系和明显的功能分工与协调机制，使“四位一体”循环农业模式能够在系统内顺利完成能量、物质、信息、价值的转换和流通，并使系统的整体功能达到最高。

该模式以沼气生产为中心，把种植业、畜牧业和蔬菜栽培等联结起来，实现了有机物的多层次利用。“四位一体”循环农业模式巧妙地应用了食物链加环原理，通过加入生产环(畜禽饲养)和增益环(沼气池厌氧发酵)将传统的单一种植和高效饲养以及废弃物综合利用有机地结合起来，使该系统食物链结构增长，对系统内有机废弃物能够达到多次循环利用，构成了良性循环再生路径。在中国北方的传统旱作农业区，大多是燃料、肥料、饲料俱缺的地区，农村能源供应不足，农村能源消费结构不合理。在“四位一体”循环农业中，以沼气池为纽带的作用巧妙地解决了“三料”问题。该循环农业模式充分利用了太阳能，使太阳能转化为热能，又转化为生物能，达到合理利用。通过沼气发酵，以无公害、无污染的肥料施于蔬菜和农作物，使土地增加了有机质，达到用能与节能并进。将沼气池建于日光温室地下，提高了沼气池的温度，使厌气发酵可以周年进行，辽宁南部地区已经实现周年进行，辽宁中部和西北部目前已经可以解决年均供气10个月左右。部分解决了北方冬季因温度过低而无法实现发酵产气的实际困难。同时，温室为畜舍提供了良好的光照、温度和湿度条件，畜呼吸和沼气燃烧不仅能使温室温度增高，更重要的是其二氧化碳能促进温室内果蔬增产，温室内果蔬光合作用所产生的氧气又可供畜禽呼吸所用。人畜粪便和其它有机废弃物进入沼气池发酵产生以甲烷为主要成份的沼气，完全可供正常五口之家的日常所需。发酵后的沼液、沼渣富含有机成分，是优质肥料。施用沼肥可明显改善土壤理化性状，提高蔬菜产量和品质。利用沼液喷施蔬菜或作物叶面兼有肥效和药效，利用其浸种可提高作物抗病性，促进根系发育，提高产量旧。正是由于在“四位一体”中引入了沼气池才得以使该系统生物种群增多，结构趋于合理，使有机物得到了多层次利用，同时沼气与沼液、沼渣的综合利用增强了该系统的稳定性。“四位一体”组分之间关系协调，构成了循环再生路径，使该系统生物种群增多，食物链结构延长，能流、物流循环加速。该组合充分体现了“整体、协调、循环、再生”的生态农业基本原理。

阜新市五峰镇根据当地的土壤、气候特点和发展种植业、养殖业的条件与经验，提出了打绿色牌、念生态经、筑产业链、发项目财，实施种、养、加一体化，打造循环农业，实现农业资源综合利用的发展战略。

五峰循环农业的表现形式是相互联系的四条产业链条：一是甜玉米种植―保鲜玉米深加工产业链条。通过扩大甜玉米种植面积，为落户在本镇的金禾公司加工保鲜玉米提供原料。二是肉牛饲养一肉牛屠宰加工产业链条。通过大力发展黄牛饲养，为落户在本镇的福元公司屠宰、初加工肉牛提供牛源。为清河门皮革加工基地提供牛皮原料。三是甜玉米种植―秸秆青贮一肉牛饲养产业链条。通过发展甜玉米种植，对秸秆进行青贮，为养牛提供饲料，实现农业和牧业之间的良性循环。四是养牛一牛粪一沼气一照明(燃料)、沼肥产业链条。通过养牛用牛粪生产沼气，沼气用于照明、做燃料，沼渣做肥料还田，实现清洁生产和废弃物资源化利用。

这四条产业链既各成系统，又相互连结，环环紧扣，形成了一张完美的“循环经济流程图”。《辽西半干旱地区循环农业问题研究》一书中提出的循环模式，在这里得到了诠释。这 也是低碳经济下集约经营循环农业的典范。遗憾的是他们没有及早申报联合国CDM项目，这一方面有信息不对称问题；另一方面也反映出方法学研究的短板效应。

位于阜新市太平镇水泉镇的辽宁乌兰山生物技术公司，每年能处理畜禽粪便20万吨，将粪便变成高含量有机肥还给农业种植，是辽宁省循环经济试点单位。有机肥不仅解决粪便对当地空气、水源、环境污染问题，还能使土壤有机质含量提高0.2％以上，减轻大量施用化肥对土壤结构的破坏程度，使土壤板结现象得到改善。乌兰山生物技术公司实现从畜禽养殖―粪便处理―农作物种植一粮食秸秆利用―饲料生产一畜禽养殖的循环经济发展模式㈣。

其它例证还有很多，例如：抚顺县上马乡坎木村位于大伙房水库一级保护区内，大伙房水库是沈阳经济区重要的水源地，坎木村是生猪饲养基地，如何解决农民的生存与环境保护之间的矛盾?由农户在家里自建四位一体的沼气池，既处理了粪便，又解决了自家的做饭问题。

辽宁绿色芳山有机食品公司在黑山县建设了3万亩有机花生高产示范基地。

凌海市双羊镇新站村投资180万元新建了一座秸秆气化站，可以将各种农作物秸秆转化成优质清洁的高效燃气，可完全替代液化气、天然气。

到目前为止，辽宁省200个省级环境综合整治示范村，已按计划全面完成整治任务。三年累计建设各类畜禽污染治理工程144处。开发了畜禽粪便、农村垃圾、污泥混合发酵“三合一”技术，一并解决农村养殖、生活和中小型城镇污水处理厂污泥污染问题。在农业固体废物循环利用方面，结合北方地区特点，建设秸秆制气等固体废物综合利用系统，全省建成秸秆气化站253座。各市积极推进有机食品发展，全省建设有机食品生产基地200万亩。

三、辽宁省循环农业发展的对策与建议

1.发展农业循环经济应与发展农业产业化相结合。农业产业化是中国发展农业的有效组织形式，具有组织化、规模化等特征。将发展农业循环经济与发展农业产业化相结合，在“龙头”产业带动下，可有效提升农业循环经济模式运行规模化水平，促进农业产业化发展。

2.发展农业循环经济应与农业结构调整相结合。我省是农业大省，当前，农业生产的结构矛盾在于耕地、水等资源相对短缺和劳动力过剩。在循环经济发展模式下，应该加快生态农业技术的开发和推广，使农业常规技术与生物技术、信息技术相结合，实现农业资源更高层次、更高效益的开发；加快传统农业向现代农业的转变，使高效农业和高科技农业成为新的经济增长点；保护和改善农业生态环境，减少对耕地、水资源的过度使用，合理利用自然资源，特别是生物资源和可再生能源，以满足逐年增长的国民经济发展和人民生活的需要。

3.典型示范，逐步推广。这是中国农村经济工作的经验和有效方法，特别适合中国农民对待新鲜事物认识的渐进性特点。它是以最生动的事实教育农民，从而对农民产生强大的感染力、吸引力。并在典型示范带动过程中，还可以形成不断学习、模仿到创新的超越机制。

4.因地制宜，研发适合当地发展农业循环经济的技术。政府应组织有关部门和高等院校生态经济领域专家、科研机构组成专业研究组，设立循环经济应用技术研发基金，促进环境综合治理等适用技术的开发与推广应用，缓解资源和环境的压力。另外，政府应加大财政投入，实施优惠政策，积极推广已成熟的循环经济发展模式，使农民真正的接受，并扩展应用范围。

5.建立以有机农业建设为基础、开发有机食品(产品)为目的、发展有机产业为手段的跨越式循环经济发展模式。有机农业是在农业生产过程中遵循生态学原理和生态经济规律，不采用基因工程，不施用化肥、农药等化学合成物质，利用生态农业技术建立和恢复农业生态系统良性循环的农业。在有机农业中通常采用的耕作措施有：种植覆盖作物、轮作、秸秆还田、生物防治病虫害、有机饲料喂养家畜等。开发有机农业、发展有机产业是保护生态环境和节约稀缺资源、发展农村经济、提高人民生活质量以及保障人体健康的需要，是加快农业结构调整和产业升级、有效防治污染、促进农业可持续发展的有效途径，是建设生态市、发展生态环保型效益经济、建筑新的经济增长点、变生态资源优势为经济优势、实现跨越式发展、打破国际绿色壁垒的重要举措。

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关键词：低碳经济；科技政策；体系；分析

中图分类号：F2

文献标识码：A

1发达国家的低碳科技政策

1.1低碳财政政策助力产业结构升级

为了更好的发展低碳经济，发达国家针对转型中存在的问题，制定了相对完善的鼓励措施和政策，对高污染、高耗能的落后产业逼迫其进行改造或淘汰。为了鼓励低碳产业发展，促进传统产业优化升级，又通过财政手段进行激励和促进。在2008年，日本明确通过财政政策促进低碳产业升级，实施《建成低碳社会行动计划》。同时，为了进一步鼓励企业在生产过程使用低碳技术和节能设备，又出台了多项优惠激励措施，如低碳产业补助金制度等。在荷兰，政府也制定了相关的能效投资补贴政策，从而鼓励低碳技术的开发，降低其研发成本，最高财政补贴可达到技术研发投资的四分之一。

1.2能源利用效率与开发新能源并重

低碳经济的发展，必须通过提高能源效率来实现，而能源效率的提高离不开低碳技术的创新与发展。因此，发达国家将低碳经济发展的着力点放在发展低碳技术、资源开发技术、发展新能源为其主要的科学政策对象。在2005年，英国就出台了《减碳技术战略》，达到对碳捕集利用技术等科技研发、应用的鼓励和引导作用。在2009年，英国国家战略方案之一《英国低碳转型》颁布。在美国，不仅出台了一系列激励措施推动美国低碳发展，“美国复兴和再投资计划”，以发展新能源为重点，国家还在低碳技术创新、研究、推广等方面投入大量资金，主要用于发展可再生能源、智能电网、碳储存和碳捕获技术。可以说，西方发达国家早在10年前就开始重视低碳经济的发展，并对此做了深入的研究和发展方案。

1.3推广低碳生活理念，建设低碳城市

在低碳经济的发展中，西方国家十分注重低碳生活理念和宣传，来引导国人投入到低碳社会建设中来。另一方面，很多国家为了达到建设低碳城市的目标，在城市规划和建设等方面，对节能减排做出较为详细的规定，并将低碳城市建设计划书在国家层面推出。总之，通过合理的引导，科学的规划和详细的规定，来促进低碳经济在人民生活和城市建设中推广和普及。

2我国发展低碳经济面临的问题

2.1不合理的产业结构

目前，在我国工业化和城市化进程中，原有的三大产业结构所占比重也发生了变化，第一产业所占的比重在不断降低，而第二、第三产业的比重呈递增态势。其中第二产业加工产业，是三大产业的核心，也是我国经济发展重要支柱，其主要由采矿业、制造业、电力、建筑业等组成。这些产业都需要大量能源消耗，而我国仍以煤炭、石油作为能源的主要来源，导致排放出大量二氧化碳等温室气体。综合来看，与世界发达国家相比，中国济发展水平仍处于较低的地位。国民经济的发展、经济实力增强，如果仍然通过重工业的发展来实现的话，必然会导致高排放、高能耗居高不下，对于低碳经济会带来很多不良的影响，也会对中国低碳经济的发展产生严重阻碍。

2.2单一的能源结构

在中国的经济发展中，煤炭在能源供给中相当大的比重。我们通过数据也可以发现，在中国的能源供给中，原油产量占能源总量的10%左右，中国原煤产量占能源总量的81%。我国多煤、少气、贫油的能源组成结构，必然会导致低碳经济发展过程对能源的利用存在不合理的现象。从总发电来源分析，占发电消费总量的72%是煤炭，占发电消费总量20%是石油，占发电消费总量4%是天燃气，占发电消费总量不到4%是核电、水电及其他发电。虽然我国对新能源开发一直很重视，但新能源所占的比重与发达国家相比，仍有很大差距。这一方面是新能源的利用无法跟上经济发展的要求；另一方面，煤炭为中国重要的能源来源，在特定的条件下，也很难短时间被替代。但煤炭又是碳排放量最高的能源之一，必然影响中国低碳经济的发展，影响中国实现节能减排的目标实现。

2.3节能减排的技术落后

通过分析，我们可以看到低能耗、低污染、低排放是低碳经济最主要的特点。而实现经济发展的碳中性的技术，更多的需要解决如何降低经济发展对生态系统碳循环的影响。如碳捕获和储存技术、节能减排技术、可再生能源技术等综合的利用。我国仍处于工业发展的初始阶段，使我国的低碳经济的发展受到很制约，或者处于两难的地步。

3湖南省发展低碳经济科技政策体系的建立

3.1制定符合国家低碳经济发展战略部署相关政策

湖南省正经历经济社会新常态，以及能源系统转型的崭新时代，因此，加速绿色能源替代黑色能源势在必行。随着近年来，全球经济的发展方向已然转向低碳经济，绿色发展理念逐渐深入人心。加快绿色替代和电能替代，特高压技术、完善和推进智慧电网技术、高效清洁低碳火力发电技术、可再生能源利用、先进的其他能源开发技术等，都是低碳经济发展必要手段。湖南省低碳经济的发展，也必须围绕国家大局，在制定相关政策和法规时，认真领会国家低碳经济发展战略部署。

3.2设置各有侧重和低碳化的考核指标

在低碳经济的发展过程，虽然各地方都有各自的一些政策和措施，国家层面也在大力提倡和推动低碳经济的发展，但仍有很多不能令人满意的地方，在这个阶段，经济转型的阵痛也需要地方政府加以重视，协调和解决好经济更好和更快之间的矛盾。比如，在政府政绩考核方面，如果仅仅通过GDP来评价一个地区的经济增长状况的话，必然会导致地区在发展过程中忽略低碳经济的发展，通过更多的高能耗企业来提升本地区的经济。这就是长远发展与短期行为之间存在的冲突，低碳经济也就无从谈起。所以，需要制定和完善干部考核制度，根据不同地区经济、环境、社会状况的不同，设置各有侧重和低碳化的考核评价指标。在这方面，可以重点考核的内容有：环境保护、资源能耗、过剩产能、民生改善、社会状况、经济可持续发展、科技创新等多个方面。总之，如果不能通过科学、合理的政绩评价来制约，必然会导致地方在经济发展中仍以短期行为、局部利益为中心，忽视高污染、高能源产业带来的负面影响，淡化环境保护和生态保护，从而导致国家低碳经济政策和战略落空。

3.3能源的转型是低碳经济发展关键环节

在低碳经济的发展中，能源的转型是低碳经济发展关键环节。在我国的能源结构中，煤炭为主要能源，但其所带的环境问题也越来越严重。可以说，不进行能源的转型，仍以煤炭为主要能源的话，低碳济发展的成效会大大降低。这就需要在低碳、无碳能源上做进一步的开发和利用。当前，低碳能源的发展存在诸多问题，一是能源的稀缺性导致企业生产成本的增加，影响企业使用的积极性。另一方面，企业节能降耗意识淡薄，在设备升级改造、新技术的开发与使用等方面都缺乏动力和压力。这也需要政府给予积极的引导和鼓励措施，强化低碳经济的宣传工作，使能源转型由政府行为转变企业行动。

4结束语

低碳经济属于高效清洁的绿色经济，是目前最可行、可量化的可持续发展模式，是转变发展方式的有效途径。发展低碳经济是社会发展新的历史性机遇，也是我国发展经济发展必须经历的阵痛期。湖南省要借鉴发达国家和地区的经验，多从科学政策体系上着手研究，才能更好的促进湖南省低碳经济的发展。

参考文献

[1]张燕.低碳经济视角下的产业结构调整路径探究[J].财经界，2015，（7）.

[2]贾祥玉，赵喜仓.低碳城市建设水平评价指标体系研究[J].中国集体经济，2015，（12）.

[3]李玉婷.国外低碳经济政策研究：进展、争论与评述[J].当代经济管理，2015，（5）.

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【关键词】 低碳经济 造纸 节能减排 中国

依据世界气象组织的科学调查显示,到本世纪末二氧化碳浓度可能超过700ppm,这可能导致全球气温上升1.4℃至5.8℃,从而造成环境灾难。在这样一个高碳的社会里,如何来计算它的低碳机会,实现低碳生活由此显得至关重要。

一、低碳经济的内涵

1、“低碳”的源起

事实上,低碳(low carbon),是指减少或降低以二氧化碳为主的温室气体排放。早在1990年,联合国环境规划署的温室气体咨询小组就指出,全球气候正逐渐变暖,必须将平均气温控制在比工业化前平均气温高2℃的范围内,否则将面临生态系统严重破坏,农作物减产、水资源短缺、海平面上升、物种灭绝等种种恶劣状况。2℃已经成为自然界最后的安全阀,一旦被突破,其所带来的环境灾难难以想象。

造成全球变暖的罪魁祸首就是人类自身,其无节制享受物欲文明的生活和生产方式,造成了在过去的100年当中,排放出大量的温室气体,使大气中二氧化碳浓度上升了三分之一,严重破坏了地球臭氧层,从而导致全球平均气温节节升高。在此背景下,世界各国共同呼吁降低或控制二氧化碳排放,才有了“低碳”一说。1997年12月,149个国家和地区的代表通过了《京都协议书》,这是人类历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。中国也于1998年5月签署并于2002年8月核准了该议定书。

2、“低碳经济”的内涵

“低碳经济”,是近年来国际社会应对人类大量消耗化石能源、大量排放二氧化碳引起全球气候灾害性变化而提出的新概念。它的核心是在市场机制基础上,通过制度框架和政策措施的制定及创新,形成明确、稳定和长期的引导和鼓励,推动提高能效技术、节约能源技术、可再生能源技术和温室气体减排技术的开发及运用,并促进整个社会经济朝向高能效、低能耗和低碳排放的模式转变。

二、我国造纸业发展低碳经济的现实意义

1、我国造纸业发展低碳经济的背景

(1)国际背景

早在1896年,瑞典物理化学家阿累利乌斯就已发出“化石燃料燃烧将会增加大气中二氧化碳的浓度,从而导致全球变暖”的警告。传统的造纸工业在生产过程中排出的废气和粉尘大大增加了二氧化碳的浓度,从而也为地表温度的升高增加了可能性。全球地表温度数据表明,20世纪地球升温约0.5℃。大部分高温年份都出现在近些年,从20世纪50年代后期开始,科学界才开始注意和研究全球气候变化与温室气体的关系,到1990年代初,各国政府、科学界和工业界不得不痛苦地承认:人类向大气中排放温室气体是全球温暖化的主要原因。2007年5月,IPCC第四次评估报告提供的证据显示,由人类活动引起的全球气候变暖已是一个不争的事实。近百年(1906―2005年)来,全球平均地面温度上升了0.74℃,预计到本世纪末,全球平均地面温度(与1980―1990年相比)可能会升高1.1℃―6.4℃。全球气候变化影响人类生存和发展,对经济社会可持续发展带来严重的挑战,深度触及农业和粮食安全、能源安全、生态安全、水资源安全和公共卫生安全。

全球气候变暖的危害极其严重。据IPCC的合理估计,从1990年到2100年,全球海平面将上升49厘米左右。同时,诸多研究也表明全球变暖可能使地球上有些自然干旱地区的耕地逐渐变成荒漠,从而粮食生产能力下降。《自然》杂志文章宣称,全球气候变暖将导致世界上四分之一即一百多万物种在未来50年内灭绝。

(2)国内背景

目前,中国是世界第二大能源生产国和消费国,又是世界第二大二氧化碳排放国。中国过多地依赖单一能源,其中煤炭高达70%,这一事实已使经济发展和环境保护亮起红灯。尤其是当前中国正处在工业化中期阶段,重化工业特征非常明显。这一特征意味着中国在较长时间内不可避免地要大量消耗资源和能源。根据国际能源机构的报告,预计到2010年,中国将可能超过美国,成为全球最大的温室气体排放国。

据近五年工业统计资料介绍,全国制浆造纸工业污水排放量约占全国污水排放总量的10%―12%,居第三位;排放污水中化学耗氧量(CODcr)约占全国排放总量的40%―45%,居第一位;同时,生产排放的二氧化碳也位居前列。造纸工业是中国污染环境的主要行业之一。

多年来,我国气候发生了显著变化。从1986年到2008年的23年全部出现了全国性暖冬,极端天气、气候事件与灾害的频率与强度明显增大。另据2006年年底的《气候变化国家评估报告》预测,未来我国气候变化的速度将进一步加快,很可能在未来50年至80年全国平均温度升高2℃―3℃。气候变暖将造成严重的损失。据预测,到2030年,我国沿岸海平面可能的上升幅度为l0cm―16cm,导致海岸区洪水泛滥的机会增大;而且气候变化将使农业生产的不稳定性增加,如果不采取任何措施,到2l世纪后半期,我国主要农作物,如小麦、水稻和玉米的产量最多可下降37%,农业生产也将受到气候变化的严重冲击。

从相关统计数据可以看出1990―2003年,中国的GDP增长大约占全世界的10%,而同期能源消费增长却占世界的27%,温室气体排放量增长占世界的34%。中国能源消费和温室气体排放的净增长趋势显示,中国有必要减少温室气体排放。能源供给和能源安全已经成为限制中国工业化的主要制约因素。减少温室气体排放在一定程度上,也有助于发展目标的实现。因此,中国需要在未来20―50年间,在工业化发展和温室气体减排之间进行平衡。中国的选择只能是继续化压力为动力,寻求低碳经济发展道路。

2、我国造纸业发展过程中能源利用及其排放现状

(1)纸浆等原料结构的不合理

以安徽省濉溪县为例,这个地区的造纸厂,全部采用草浆造纸工艺。由于长期的无序生产,污水使庄稼根部腐烂,河里的鱼虾死光,井水要过滤5次才能饮用。这样的生产、生活环境,给当地居民带来了诸多不变甚至制约了当地经济的可持续发展。

我国传统造纸业以草浆为主,其比例高达80%以上。而世界造纸业发达国家木浆比例高达90%。这种不合理的原料结构造成的严重污染,主要来自麦草化学制浆的排污。目前,草类制浆二氧化碳排放量占整个造纸工业排放量的60%以上,仍然是主要的污染源。只有增加优质长纤维的供给,提高木浆比重,淘汰落后草浆生产线,优化我国造纸原料结构,才能解决我国造纸带来的环境污染问题。

(2)造纸过程中高居不下的耗水量

传统造纸工业是污染排放的重点行业,也是能耗大户,因此节能减排成为低碳经济下造纸行业发展的新趋势。目前,造纸业居我国5大高耗水行业之首,其国内纸厂吨纸水耗高达100立方米以上,是世界平均水平的10倍。随着工业用水价格的不断提高,节省这方面的开支对于企业的长远发展来说大有可为。国内大型造纸企业近年来纷纷投入巨资,用于节水技术和设备的研发及改造,深入挖掘节水潜力,提高水的重复利用率,均达到了国际先进水平。但大批的小型造纸企业的耗水量仍然高居不下。

(3)污染物的产生和排放的处理能力有待进一步提高

在节水的同时,如何解决污染物排放对环境的不利影响是个不容回避的问题。造纸行业是我国进行污染排放控制的重点行业。造纸工业是山东省重要的传统优势产业之一,产量和主要经济指标连续14年居全国首位。新出台的《指导意见》确定,到2011年,自制纸浆产能、机制纸及纸板产能分别控制在700万吨和1800万吨以内;逐步增加商品木浆和废纸浆比重,非木浆、木浆、废纸浆三者比重调整到15∶35∶50;逐步淘汰落后产能100万吨―150万吨,全省造纸企业平均规模达8万吨/年以上。《指导意见》规定,到2011年,山东省造纸产品综合能耗将在2008年的基础上降低5%―10%,自制草浆平均综合水耗达到50-60立方米/吨,化学机械木浆平均综合水耗达到20―25立方米/吨。

山东省要求,沿海地区要充分利用港口优势,重点发展木浆和废纸造纸,鼓励企业加快行业兼并、联合和重组,提高产业集中度;鼓励利用木材采伐剩余物、木材加工剩余物等生产木浆,充分利用废纸资源,使全省废纸回收率由目前的35%提高至40%以上,利用率由45%提高至50%以上;鼓励采用封闭循环用水、中段废水处理及回用技术;采用废渣燃料化处理、固体废物回收处理、沼气发电等环境保护技术和手段。

三、对我国造纸业发展低碳经济的建议

1、发展低碳经济的必然选择:绿色技术创新

(1)选择低碳环保型原材料

其一,选择可再生木材原料。第一,可再生木材资源是今后人类应该充分依赖的资源,木材和纸产品是可再生和可循环使用的产品,林产工业可以扩大生物质能源的使用,减少对化石燃料的依赖,减少二氧化碳的排放。第二,木材和纸制品在碳循环过程中是储碳的载体,有“碳储存效果”。其碳储存作用可以净减少排放的二氧化碳。藉由植物本身的生理特性进行光合作用吸收大气中二氧化碳,将二氧化碳转化有机碳成为生物量储存于植物体中,所表现于外的形式则为植物的总蓄积,对木材资源的再利用,对减少大气中二氧化碳浓度有所贡献。

其二,选择可循环生物质燃料。第一,木材利用和林产工业具有“替代化石燃料的效果”。在木材的生命周期内,林地剩余材、加工剩余材、产品废材及循环利用材等林产品,以及制浆造纸业等林产工业所产生的废弃物,如黑液、边皮木屑等几乎都可有效利用为生物质能源,替代化石燃料,从而减少造纸过程中对大气的污染。第二,可循环燃料的选用一般认为由生物质(燃料)产生的二氧化碳是自然界可循环的,而由化石燃料产生的二氧化碳才是大气温室气体的增加量。从这个角度看,现代造纸工业在由生物质能燃烧生产的选择上在低碳经济中更具有优势和竞争力。

(2)开发与应用节能的工艺与技术装备

第一,在造纸流程中使用蒸汽动力系统能量梯级(多级)利用与集成技术;能量转换环节与利用环节各级能流的耦合与最优匹配技术;全厂热、电、冷三联供优化耦合技术,生物质能源转化技术。这些技术的开发与利用能大大减少造纸工业生产过程中的污染气体及粉尘的排放量,提高空气质量。第二,使用低位能能量的利用技术,低能耗打浆技术、耗原材料替代技术、强机械脱水节能集成技术、高效干燥技术、软测量与优化控制技术、变频驱动技术的应用能为现代造纸工业的节能减排实现质的突破,减少碳排放量、改善水污染状况。第三,开发与应用过程余热回收集成技术,这样能够降低温室气体的排放,降低大气中的二氧化碳浓度。最后,为了减少制浆方面的污染,扩大造纸原料资源,提高废纸再利用率也是有效的方法之一。其中,以废纸制浆技术为主。废纸制浆主要难题在脱墨技术,即利用脱墨剂(NaOH、Na2CO3、H2O2等)和分散剂(Na2SiO3等)破坏碳墨及颜料粒子在纤维上的粘附力。国际上造纸的废纸用量日益增加,如美国的废纸回收率在30%以上,日本的废纸回收率达43%,英国的废纸回收率达45%。美国明文规定,造纸厂原料投放量必须含25%以上的废纸。近几年,我国废纸利用率也越来越高,广东省的废纸回收率目前已达30%以上。

(3)造纸厂管理机制革新及争取政府扶持

造纸工业应有统一的管理机构和管理体制,严格控制新建厂和扩建厂。目前轻工总会、林业部、农业部均管制浆造纸厂,应相互配合,制定统一的法规。对于日产化学浆50吨以上的制浆造纸厂,产品及经济效益较好的,政府应予扶持,建立碱回收和无污染漂白系统及“三废”处理系统,做到达标排放,文明生产。

2、绿色技术创新下环境容量资源竞争

(1)绿色技术创新与环境容量资源竞争的三种结果(见图1、图2、图3)

图中,横轴代表碳排放量(W),纵轴代表成本和价格(C+P),S与D线分别代表排放量的供给与需求曲线;MAC线(即D线)与MEC线分别代表边际治理成本和边际外部成本线。

从图中可以看出排放权供给曲线和需求曲线的特点:由于政府发放排放许可证的目的是保护环境而不是赢利,因而排放权的总供给曲线S垂直于横轴,表示排放许可证的发放数量不会随价格的变化而变化,但因公众意愿逐步减少。由于排放者对排放权的需求取决于其边际治理成本,所以可以将图中的边际治理成本曲线MAC看成是总需求曲线D,它移动的幅度取决于绿色技术创新的速度和水平。

(2)正确处理环境容量资源竞争与排污权的关系

要正确处理环境容量资源竞争与排污权的关系,首先要改变外延式的增长方式。对于我国这样一个发展中大国来说,经济发展仍然是其首要目标,外延式的增长方式尚未得到根本改变,生态环境恶化仍未得到有效控制。其次要正确处理公众愿望与企业发展的关系。社会公众对环境的要求越来越高,对美好环境的需求越来越强,所能容忍的碳排放量越来越少。第三要适度控制排放权证的发放,对于已经使用的排放权要直接减少排放权总量。以上三点导致政府所能供给的碳排放许可证数量减少,从而排污量越来越少。

3、对造纸工业发展低碳经济的认识

(1)从低碳视角看待造纸工业的发展模式

随着低碳经济的推动和发展以及我国“碳交易”模式的建立和完善,具有低碳运行特色的造纸产业的优势将会越来越受到重视。我们应该用低碳经济的理念、站在低碳经济的高度去审视我国造纸产业,赋予新的概念和认识,构建低碳造纸产业发展模式,推动制定有利发展低碳造纸产业的“碳交易”政策法规,研究造纸产业的低碳技术。

(2)发展低碳造纸工业的关键是节能减排

节能减排是当前发展低碳经济的重要着手点。节能减排关键技术和共性技术的突破,将推动全行业的发展,受益面广,还将带动一批新的产业发展。因此,要加大对研发节能减排共性和关键技术的支持力度,加强产学研结合,提高我国造纸工业节能减排技术水平,使我国造纸行业真正成为低碳行业,为发展低碳经济作出贡献。

(3)加强国际合作,实行科研国际化战略

加强国际合作并实行科研国际化战略目的在于加强与国际领先者的合作,更多地利用国际科技力量。首先,要重视与发达国家合作,发达国家特别是德国和美国,在新能源研发和应用领域已经走过了十多个年头,它们有发展新能源的动力和需求,同时也掌握着世界上最为先进的新能源技术。其次,从长远来讲,也要密切与发展中国家在研究、教育和创新方面的合作。利用中国的研究与创新力量,加强国际交流与合作,为解决气候、资源、健康、安全等全球性问题而努力。科研国际化战略将为中国搭建一个未来对外科技合作的平台,为我们的科研和创新在国际环境中加强协调和信息交流发挥作用。

【参考文献】

[1] 颜小苗:算算你的碳排放[J].大武汉,2010(6).

[2] 环境保护部环境规划院:2009―2020年最行业环境经济形势分析与预测[M].中固标准出版社,2009.

[3] 郇公弟:德国新能源产业10年“蔚然成荫”[N].参考消息,2009-10-15.

[4] 马燕合、黄晶:加快节能减排技术研发,迎接低碳经济到来[J].中国科技产业,2008(3).

篇10

关键词：工业革命；技术创新；技术创造；社会变革

1 工业革命的概念和特征

工业革命应该是人类历史上具有划时代意义的伟大革命。一百多年来，学者们就工业革命的定义争论不休，研究的问题越来越深入。但研究者即使对一些基本问题也很少形成共识，“究竟什么是工业革命”这一问题往往人言人殊。

从学术角度分析工业革命的字面，包含“工业”和“革命”两个部分。根据百度百科：工业（industry）是指采集原料，并把它们加工成产品的工作和过程。工业是社会分工发展的产物，经过手工业、机器大工业、现代工业几个发展阶段。革命，则是指推动事物发生根本变革，引起事物从旧质变为新质的飞跃，是一种实现社会变革的历史过程。

因此，本文认为工业革命就是造成工业过程、工业规模、工业技术等和工业息息相关的诸多领域均发生突变，对工业产生巨大影响、，引起跨越式进步和发展的一场社会、产业变革。

国内外学者把工业革命定义的研究分为社会变革学派、工业组织学派、宏观经济学派、技术学派、能源学派和消费学派等，这些研究分别从不同侧面去抓工业革命的特征。本文也根据这一百多年来工业革命的发展历程和发展成果，从工业的第二产业的实业属性出发，总结归纳出一些工业革命明显应具有的特征：

1.社会影响规模

工业革命引起社会发生广泛的变革，影响到工业和工业相关的各行各业的发展变化，不局限于某一单一领域或者少数几个领域；

2.市场经济价值

一场工业革命的发生，必然在相当长的时间里持续影响社会生产总值的大幅度增长，甚至要大到难以估量的地步；

3.技术理论进步

工业领域发生重大的理论突破和进步，这些系统、全面的新理论、新认识的应用，引起工业过程发生前所未有的变化，全社会产生强大的变革发展的内在动力；

4.生产力的发展

真正的工业革命必然带来人类社会生产力的巨大的、飞跃式的发展，同时也推动生产关系的巨大变化；

5.历史因果关联

新工业革命不应该是缓慢、渐进、累加式的发展，几乎没有和历史的渐进性关联，是一种在现有的工业发展过程中产生新的爆炸式增长、突变式发展。

这些都是一场工业革命应该同时具有的特征。人类已经经历过的第一次工业革命（动力机械的诞生和发展）、第二次工业革命（电的发现和应用）都具有上述这些特征。被社会普遍接受的已经发生甚至接近完成的“第三次工业革命”、“第四次工业革命”观点、说法，就不太符合上述特征。

第一次工业革命引起了从手工劳动向动力机器生产转变的重大飞跃。这场革命的过程一直延续到今日，我们人类离不开的各种机器设备，特别是动力设备，几乎都和这场革命的开始而同时诞生，并在这100多年中不断、循序渐进的发展和完善。即便是刚刚退出历史舞台的蒸汽机车，仍在极少数的应用场合发挥着作用。第二次工业革命则让人开始使用“电”，这是和蒸汽机、内燃机完全不同的一次新领域的突破，从电灯、电话，有线电、无线电，电脑、互联网，都是“电”在发挥神奇的作用，都是人类随着对“电”的认识不断深入，“电”的应用领域不断扩展的过程。这个渐进、发展过程中没有哪一个阶段能单独称其为新的“工业革命”，充其量也只能是在某个小领域、小行业产生局部的“小革命”。应该说第一次工业革命、第二次工业革命从革命开始一直延续至今，还在不断进行中；能与之匹敌的新的“工业革命”还没有开始。

2 新的工业革命的基础和条件

到了今天，人类社会的生产力已经高度发达，生产关系也达到较高水平，体现在经济繁荣、社会稳定。通俗的说法就是到了几乎什么需要的东西都能造出来，但是社会不知道该造什么了。到处都是“产能过剩”、“产品过剩”，整个社会消费需求乏力，人们对工业品的需求似乎都得到了满足，没什么大的需要了。偶尔出现一个新的市场，转瞬间就又饱和或过剩了，

找不到新的需求、新的增长点，现有的原材料“蛋糕”、半成品“蛋糕”、产成品“蛋糕”有限，一些曾经发达、现在落后的国家眼看吃不到、不够吃了，竞争不过我们，则开始“耍赖”，惩罚性关税、贸易制裁、编造谎言欺骗等手段纷纷出笼，目的就是减缓我们的发展，让发展先进的国家慢下来、走入歧途。我们则开始改进“供给侧”，按照西方的忽悠“去产能”，在提升“品质”上下功夫，这一定就能让社会产生新的需求？难道人类生产力发展到了一定阶段就要“挥刀自宫”？真是“出头的椽子先烂”？我们现在大幅度消减全世界公认的重要战略物资煤炭、钢铁的产能，努力淘汰低水平产能。劣质煤停产，低标号水泥停产，低品质钢材停产，但如果哪天都到了高水平产能，都提升变成优质煤、高标号水泥、高品质钢材，再“过剩”了，又怎么办？生产出来高品质的、超越需求的“过剩产品”，能保证卖掉吗？

“引发工业革命的必要性是市场！”今天，实体经济发展却遇到瓶颈，能源危机也已经迫在眉睫。如果找不到“更大的蛋糕”，各个阶级、各种利益集团对现有“蛋糕”的争夺和分配的斗争将不断加剧，因此人类亟需再来一场真正的工业革命。

但什么才是工业革命？工业革命从哪里开始？靠什么实现工业革命？有人说靠模式、有人说靠信息、有人说靠智能化。依据本文总结的工业革命的特征可以得出，能称之为革命的，一定是大动作，一定是让人们生产、生活发生巨大变化的东西，一定是在经济规模上占据主要地位的部分，是“基础硬件”，不是“应用软件”。能源、动力每个人都离不开，每个国家都高度重视，第三次工业革命、新工业革命，一定还是从关乎人类生存、发展的基础产业：能源和动力开始。

如果选择了液态空气这种-196℃的无色液体作为工质，自然界里常温的空气、河水、海水，都是相对“高温”的物质，都可能成为给它加热的“热源”和能量提供者，成为能源物质。只要将环境的热量传递给液态空气，它就能沸腾、膨胀、做功，就不再需要消耗其他石化燃料或生物质燃料来获取热量了。

我们提出一个用液态空气作为“工质”的系统方案。首先，制备液态空气的过程是热泵制冷输出热能的过程，可以用热泵技术得到高温热水或蒸汽输出利用，“副产品”就是被“冷却”成液体的液态空气；使用时，从液态空气汽化开始，就从环境空气、水、土壤中吸热获取能量变成势能，形成高压、常温的气体，然后适时、适量地进入现有内燃机的气缸等膨胀做功环节，模拟实现原来靠燃烧释放热量、介质吸热膨胀得到的同等压力环节，后续输出动力的过程则完全一样。

以汽车为例，改造前，汽车是带着能源物质，吸入不需要付费的环境空气，燃烧后释放的热量让反应后的混合气体猛烈升温、膨胀，势能在发动机内转换为动能，带动车辆运动，做功后尚有余热的废气被排放到环境中；改造后，汽车是带着超低温的工作介质，通过换热器，吸收不需要付费的常温空气的热量，沸腾、汽化、气化，升温膨胀，最后是高压常温气体推动发动机运转，带动车辆运动，膨胀释放内能后大幅度降温的空气则被重新排放到空气中。这个过程已经在实验中得到验证。初步估算，让发动机输出同样的动力消耗的“工作介质”体积是原来燃料消耗的2～5倍，而系统成本是使用燃料时的近十分之一！

创新使用液态空气作为工作介质，吸收环境热、发动机抛弃的余热、废热做功，会让飞机发动机不再喷火、火箭发动机没有尾焰，将使以热量形式丢弃的能量降到最低，使能量利用率、环境热利用率达到新高。近期英国空天飞机发动机研究工作取得较大进展，从中央电视台13频道2014年12月17日相关新闻消息中看到的发动机工作动画和同时公布的三种燃料成份，已经明确说明液氮是除了液氢、液氧之外的第三种“燃料”介质成份，明确说明空天飞机发动机用它确保发动机内部工作在较低温度，同时发动机仍然保持较高效率。

更有意思的是，如果汽车发动机的工作温度是从常温到低温，塑料就可以成为发动机的原材料，重量、成本会发生怎样的变化？原来不符合排放标准的旧车，把火花塞换为喷气塞，马上变成“零”排放，超欧N标准；如果飞机发动机内部工作温度下降，我们国家在耐高温材料、高温散热系统设计加工方面的短板就不复存在，发达国家的那部分优势也就体现不出来了，我们的大飞机发动机就可以来一次“弯道超车”，至少可以通过“抄近路”大大缩小差距。还有，如果火箭增加液态空气“辅料”，将“火舌”带走扔掉的热量，变成膨胀势能，全部喷射常温气流。根据能量守恒定律，热没有扔掉，只能转化为动能，推力是否增加、成本是否下降、环境污染是否减少先放一边，没有了红外、紫外特征，战略导弹防御体系就变成了“睁眼瞎 ”。

我们需要重新认识一下膨胀做功，不要把工作起点、工作温段限制在常温到高温，而从超低温到常温、超低温到超高温膨胀也完全符合基本的热力学定律。不能因为瓦特那个时候只有水能可用，没有见过液态空气，我们今天就也对液态空气视而不见。使用液态空气，就是另类的蒸汽机，虽然谈不上创造，但肯定是创新！是一个能引起动力机械发生一次大的变革的应用创新！

3.3 让排放变资源，减排理论创新

今天，工业领域和人们日常生活中都把排放二氧化碳当成一件理所当然的事，如化工厂、水泥厂、酒厂、火电厂等均是排放二氧化碳的集中“大户”。进行环境评价的时候，排放物里面如果没有特殊化合物，如硫化物、氮氧化物、粉尘即达到清洁排放的标准，排放物含有二氧化碳、水蒸气、热量其实都是局部环境空气的增量和干扰，也将影响局部环境指标，本应同样得到处理。

每个锅炉都有烟囱，煤炭燃烧后碳排放成为人类数千年养成的习惯，但是仔细分析一下，煤炭的燃烧过程是一个化学反应过程，在生成近4倍重量二氧化碳的同时，释放燃烧热。排放的二氧化碳其实是比燃烧过程释放的热更有价值的资源，目前国内生产成本价每吨150元左右，欧盟公布的成本每吨18欧元；市场批发价每吨高达500～800元，淘宝零售价更达到每吨一万元。化学产物的价值比释放的热能价值高2～3倍，人们长期以来都是抓了燃烧热这个“芝麻”，扔了燃烧化学产物这个“西瓜”。回收的二氧化碳则是光合作用的“三要素”之一，将收集的碳排放换个地方，喷施到农田、森林、草原、海洋则成为“气肥”，可以让绿色植物大幅度、成倍增产！

造成这个结果也有其历史原因，倒退几十年，烟气中二氧化碳几乎无法回收，回收了也没有什么太多用途，人类当时也没有减少碳排放的环境保护压力。但是今天则完全不同了，回收烟气二氧化碳的技术已经成熟，回收成本低廉，回收的二氧化碳用途广泛。人们也已经认识到碳排放对环境的危害，到了应该彻底处理碳排放、必须处理碳排放问题、可以从根本上解决碳排放问题的时候了。

我们在“脱硫脱硝”的过程中，习惯采用各种化学反应的方法，而没有用冷凝回收的技术。超低温技术在以前是不成熟的，人们习惯在各种“冷凝”工艺中，将“常温”作为冷凝的的最低温度，现在热泵技术非常成熟，低温、超低温都可以很方便的、低成本、高效率获得，在回收利用烟气热量的同时，也能实现烟气中热能回收、污染物直接“冷凝”回收，实现真正意义上的节能、减排、增效！

如果对我们人类普遍使用的燃煤、燃油、燃气过程进行改革，让每一台锅炉、每台燃烧装置像化工厂的反应设备那样工作，既利用燃烧反应释放的热量，还要利用化学反应产生的化学产物，把化石资源的价值“吃光榨净”，在减少环境污染物排放的同时，实现效益的大幅度增加，实现低碳、减排、增效的有机统一。

套用前文所述的工业革命的五个特征来衡量，“让能量动起来”如能实现全社会能源消耗下降到现有水平的几分之一，几乎所有高耗能设备、生产系统都要改变用能模式，改变后的工艺、装备可以带来很好的经济效益，那么这个变革足够广，规模足够大；“让热机冷下来”将影响几乎所有消耗燃料的机械装置，包括车、船、飞机等，仅仅全世界汽车保有量就达到10亿，用这个理论对车辆进行改装就是一个巨大无比的市场，全世界都行动起来，也难以在几十年内改完；“让排放变资源”则理清了碳排放、碳循环的几个关键环节，让人们从大自然获取资源和回馈的过程变得合理、经济、自然。虽然这几个理论、理念非常简单，有“历史因果关联”，但带来的影响是人们长期忽视、长期积累的问题，得到彻底的泄放处理，结果是“爆炸性”的。虽然理论没有发展，但对成熟理论的认识则大大加深，某种意义上返璞归真、彻底到位。这应该可以带来一场新的工业革命！这场二十一世纪的工业革命，将是第一次、第二次工业革命的深化、继续，也将是在此基础上的一场彻底的工业革命

看看周围，100年左右一成不变的东西太多了，别说工业领域，小到生活中常见的空调、冰箱、灶具，大到锅炉、汽车、轮船、飞机、火箭等等，除了少数产品在细节上有些进步以外，关键环节、高耗能环节几乎没有变化。或许因为不知道怎么变，或许因为不想变，或许因为不敢变，今天都该变变了！我们发展的机会、空间还少吗？

我们对诞生于100多年前的许多公理、定理已经熟知，但往往还带了一些前人、老师的偏见去理解和认识，“需要对基础理论进行清醒的再认识”；早期的一些应用理论由于受到当时本学科或其他学科发展的限制，存在一些“历史局限性”造成的落后和不足，“需要对重要的应用理论进行大胆的再发展”；以前信息交流不畅，一个人穷其一生能精通一门学科就实属不易，而现在，分分钟就能找到其他学科的信息、理论、专家进行学习交流，技术人员应该一专多能，“需要我们放手进行跨学科交叉应用创新”！