溫室氣體排放現狀范例6篇

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溫室氣體排放現狀范文1

關鍵詞 溫室氣體排放; 清單研究; IPCC; 重慶市

中圖分類號 Q148:X321 文獻標識碼 A

文章編號 1002-2104(2012)03-0063-07 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.03.011

中國目前正處于高速的工業化和城市化進程中,經濟發展與能源資源約束的矛盾越來越突出,加上全球溫室氣體減排帶來的巨大外部壓力,使得中國必須轉變經濟增長方式,走低碳發展之路。城市是低碳發展的主要執行單元,因此,探索低碳發展的路徑,積極推進低碳城市建設,不僅符合全球“低碳化”的發展趨勢,也是落實國家提出的溫室氣體減排目標的必然要求。2008年初,國家建設部與WWF(世界自然基金會)已聯合推出“低碳城市”模式,并以上海和保定兩市為試點。迄今為止,北京、河北、上海、江蘇、浙江、廣東、山東、四川等多個省市也紛紛提出了低碳城市建設規劃。

重慶市作為中國西部地區唯一的直轄市,也是全國統籌城鄉綜合配套改革試驗區,在促進區域協調發展和推進改革開放大局中具有重要的戰略地位。但是重慶市仍處在工業化發展中期,城市化水平較低,面臨的發展壓力相對全國總體而言更大,未來相當長時期經濟發展對能源需求的高速增長與溫室氣體減排的矛盾將會更加突出。與地處東部、經濟相對發達的城市相比,探索重慶這一老工業基地的低碳經濟實現模式對于廣大的西部地區而言具有更強的示范意義。因此,對重慶進行溫室氣體排放核算與評價具有重要的理論與實踐意義。

本文從定量的角度入手,全面制定了重慶市溫室氣體排放清單以掌握溫室氣體排放結構。溫室氣體清單核算范圍在傳統能源過程、工業過程和碳匯三大過程的基礎上,添加了農牧業過程、濕地過程和廢棄物處置三大過程。通過對城市溫室氣體排放量的核算,掌握城市溫室氣體的排放現狀和主要排放源,并提出有地方特色的減排和政策措施。本研究第一部分對城市尺度溫室氣體排放的相關研究進行了整理,從國內和國外兩個方面進行總結,為重慶市溫室氣體排放核算提供借鑒;為了對溫室氣體排放現狀進行系統分析,第二部分編制了重慶市詳細的溫室氣體排放清單;第三部分根據編制的排放清單對重慶市溫室氣體排放量進行了綜合測算,并分析了主要碳源和碳匯;針對重慶市溫室氣體排放評價結果,最后給出了針對重慶市“十二五”規劃的溫室氣體減排建議。

1 城市尺度的溫室氣體排放研究綜述

目前在西方發達國家已經建立了以排放為中心和以需求為中心的兩種方法,對城市尺度的溫室氣體排放的清單進行研究[1]。其中,以排放為中心的溫室氣體排放模型研究還沒有建立起一個普適的方法,目前一般采用IPCC確定的溫室氣體排放模型。該模型排放量計算復雜程度取決于許多因素,包括①排放者數量及在該地區發揮的功能,數據的可得性和準確性;②估算的范圍,即直接溫室氣體排放、間接溫室氣體排放和全生命周期排放。加拿大ICLEI[2]開展了城市編制氣候行動計劃,目前已有700多個城市參加了這項計劃,且開發了廣泛應用的城市清單法,包括兩個層面三個范圍。其中兩個層面主要是指政府管理層面和社區管理層面,三個范圍則包括直接溫室氣體排放、電力、熱力間接排放和活動上下游排放(類似于全生命周期排放)。以需求為中心的溫室氣體排放模型,不僅僅關心城市的空間范圍內排放量,而且將城市作為一個能源和材料需求的中心。Kennedy等[3]開發了以需求為中心的混合生命周期方法,該方法以需求為中心,既考慮最終能源使用相關的城市直接溫室氣體排放,又兼顧與支撐城市的主要物質相關的間接溫室氣體排放,是一種混合溫室氣體清單方法。

國內針對城市的溫室氣體清單編制仍處于研究層面。蔡博峰等[4]系統介紹了現今國際上主流城市溫室氣體清單研究的思路、方法和原則,并完成了北京市溫室氣體排放的案例研究。郭運功[5]對各種溫室氣體排放系數進行總結,構建特大城市溫室氣體排放量的測算方法,以上海為例對能源利用情況進行梳理,核算上海溫室氣體排放總體情況,并運用STIRPAT模型分析人口、經濟、城市化和技術對排放的影響。李風亭[6]等采用IPCC推薦的系數法對上海市的碳排放和碳吸收進行定量計算,并將上海市碳排放與國內外類似地區和城市進行比較,確定了上海市碳排放水平。朱世龍[7]核算了北京市歷年溫室氣體排放,并與29個省份的溫室氣體排放及外國典型區域溫室氣體排放比較,分析了北京市溫室氣體排放現狀。袁曉輝和顧朝林[8]借鑒ICLEI 2009溫室氣體清單方法,從直接溫室氣體排放層面梳理了北京溫室氣體排放清單,研究北京溫室氣體排放現狀。徐思源[9]參照IPCC清單指南方法對重慶城市區域層面2007年的CO2排放進行了測算,根據對數平均迪氏分解法(LMDI)分析了重慶市能源消費CO2排放的驅動因子。Yang 和 Chen[10]運用LMDI方法對重慶市2004-2008年工業部門碳排放的影響因素分解為4部分:能源結構、工業結構、碳強度以及工業產出,深入分析各部分對工業部門碳排放的影響。

本文在以往排放研究的基礎上,擬通過溫室氣體排放清單的編制,全面核算城市尺度的溫室氣體排放量。溫室氣體排放的核算不僅僅限于CO2,還包括N2O和CH4的排放;除了主要能源活動和工業過程以外,還核算了廢棄物處置過程、農業過程、畜牧業過程以及濕地過程的溫室氣體排放。研究結果對重慶市各種排放源和碳匯的全面核算對于重慶市的低碳經濟發展具有一定參考價值。

2 重慶市溫室氣體排放清單研究

2.1 碳源分析

碳源(Carbon Source)指造成溫室氣體排放的任何過程或活動,其數量用二氧化碳當量CO2e表示。本研究中,城市區域核算時,主要考慮化石燃料燃燒和逸散過程、工業過程 、農牧業過程、廢棄物處置以及濕地過程五大過程產生的CO2、CH4、N2O這3種溫室氣體。

2.1.1 能源活動

重慶一次能源主要是煤炭、天然氣和水電。重慶自身沒有石油資源,主要是從外省調入,這在很大程度上限制了油料消費水平,使其在能源消費結構中的比重較低。重慶能源消費結構長期以煤炭為主,煤炭所占比重基本維持在75%左右。重慶市油料消費的增長幅度在近10年內增長了3倍以上,但是石油消費比重和全國25%的平均水平有很大差距。天然氣消費比例占14.82%,遠高于2.7%的全國平均水平。截止2008年底,重慶全市發電裝機容量共1.1×107 kW(含企業自備電源),其中水電裝機4.2×106 kW(占37.7%),火電裝機6.9×106 kW(占62.1%),新能源2.4×104 kW(占0.2%)。統調電網裝機容量共8.6×106 kW,其中水電裝機2.5×106 kW(占29.59%),火電裝機6.0×106 kW(占70.12%),新能源2.4×104 kW(占0.29%)。目前,重慶市的電力供應尚不能滿足國民經濟發展的需求,每年仍需要大量外購電,外購電量主要來自四川、二灘、三峽、貴州、華中地區。

2.1.2 水泥產量

水泥是國民經濟發展的重要基礎原料,水泥工業與經濟建設密切相關,在未來相當長的時期內,水泥仍將是人類社會的主要建筑材料。由于重慶工業化和城鎮化進程的加快,基礎設施建設的持續推進,水泥消費繼續保持較高的水平。10年來,重慶水泥工業產量從1997年8.6×106 t增長到2008年3.2×107 t,年平均增長率為25%。消費也同步增長,從1997年8.6×106 t增長到2008年3.2×107 t,增長了2.75倍左右。水泥工業技術進步,可靠性提高,其中新型干法水泥占全市水泥總產量的29.8%。

2.1.3 農牧業活動

水稻是重慶市第一大糧食作物。水稻生產的發展對重慶市農業發展、農村經濟增長、農民增收及滿足社會需求等具有重要意義。近年,重慶水稻種植面積比較穩定,2008年約為67萬hm2。直轄以來,重慶市畜牧業發展整體穩定。除豬的養殖數量偶有波動之外,其他品種數量基本穩定。重慶市在“十二五”期間,將以榮昌為核心,加快建設重慶市現代畜牧業國家級示范區,發展現代畜牧業。

2.1.4 廢棄物

1997年以來,重慶市生活污水化學需氧量產生量比較穩定,工業廢水化學需氧量排放量呈現先上升后下降的趨勢。重慶市工業固廢產生量呈現不斷上漲的趨勢,但因固廢綜合利用率提高,工業固廢處置量卻呈現下降趨勢。根據“十二五”規劃,重慶市2020年工業固廢綜合利用率將達到90%左右。此外,城市垃圾主要包括生活垃圾、花園垃圾、商業垃圾,因此可降解有機碳含量較高,而工業固廢主要是橡膠、建筑拆除物、溶劑等,可降解有機碳含量較低。由此可以看出,生活固體廢物可降解有機碳含量占有絕對優勢。

2.1.5 濕地

重慶市濕地分為天然濕地和人工濕地兩類。天然濕地主要有河流濕地、湖泊濕地,人工濕地主要包括庫塘濕地。據中國林業統計年鑒多年數據顯示,重慶市濕地面積(不包含水稻田面積)為4.3×104 hm2。其中河流濕地(含三峽庫區)的面積為3.2×104 hm2,占全市濕地面積的73.19%;天然湖泊濕地面積278 hm2,占全市濕地面積的0.64%;人工庫塘濕地面積1.1×104 hm2,占全市濕地面積的26.16%。

2.2 碳匯分析

重慶市歷來重視林業建設與生態環境保護,積極推進退耕還林、天然林管護等重大工程建設,森林碳匯能力得到明顯增強。到2008年底,重慶市林業用地面積3.3×106 hm2,森林蓄積量1.2×108 m3,森林覆蓋率33%。重慶市累計共建成自然保護區51個,面積9 131.3 km2,占重慶市面積的11.1%;建成森林公園69個,面積1 928.31 km2,占重慶市面積的2.3%。主城建成區綠化覆蓋率達36.31%,人均公共綠地9.92 m2。重慶市生態狀況良好,對保證三峽庫區的安全、改善人居環境、調整農業結構發揮了重要作用。

同時,重慶市從2008年起全面實施森林工程。預計到2020年,將完成新造林1 100萬畝,改造低效林1 000萬畝,建設城市綠地18萬畝;森林覆蓋率達到45%,城市建成區綠化覆蓋率達到37%,綠地率達到33%,道路綠化率達到80%,水系綠化率達到80%。將都市(主城九區)建成國家森林城市,非都市區31個區縣建成市級森林城市;建成95個森林生態鎮和3 000個綠色村莊;實現全市山地森林化、農田林網化、社區園林化、庭院花果化,把重慶建成長江上游生態優美的經濟中心[11]。

2.3 溫室氣體排放清單

本文通過重慶市碳源和碳匯的分析,結合現有資料,編制重慶市溫室氣體排放清單。清單主要包括能源活動、工業過程、農業生產、廢棄物處置、林業碳匯以及濕地過程幾個大類。其中,能源活動的核算主要包括農林牧副漁業、建筑業、交通運輸、倉儲及郵電通訊業的能源消費,工業生產的能源消費以及居民生活的直接能源消耗產生的溫室氣體排放;工業生產主要核算水泥的生產過程中產生的溫室氣體;農業活動的包括種植業和畜牧業(主要是動物反芻)的CH4排放;廢棄物的溫室氣體排放核算包括工業和生活廢棄物兩大類別;濕地包括全年或一年中部分時間被水覆蓋或浸透、且不屬于林地、農田、草地等其他類別的任何土地,主要有泥炭地和水淹地兩大類型;此外,林業碳匯的變化也會對溫室氣體排放量產生影響,包括生物量變化和土地使用類型轉換引起的碳匯變化。

3 重慶市溫室氣體排放核算

3.1 核算方法

根據編制的重慶市溫室氣體排放清單,本研究采用IPCC國家溫室氣體核算方法,分析重慶市1997-2008年溫室氣體排放結構與變化量。溫室氣體的排放核算主要包括能源活動、工業活動、農業活動、廢棄物處理以及林業、濕地過程溫室氣體排放的估算,具體核算方法如下:

能源燃燒的溫室氣體排放核算主要根據《2006 IPCC國家溫室氣體清單指南》[12]中推薦的缺省方法一。其中化石燃料燃燒產生的溫室氣體包括燃燒過程排放的CO2和火力發電過程排放的N2O,此外,還對生物質燃燒CH4排放和燃料溢散過程CH4排放進行了估算。

工業過程中非化石燃料燃燒引起的排放,主要來自水泥、鋼鐵生產過程的化學反應。水泥的生產過程碳排放量是最大的[13],因此,本研究中主要考慮水泥生產過程碳酸鈣的分解產生的溫室氣體,溫室氣體種類此處主要考慮CO2的排放。根據中國氣候變化國別研究組[14]提供的方法進行計算。

農業活動中溫室氣體來源主要包括反芻動物消化道、動物糞便管理過程和稻田的CH4排放,以及農田及動物糞便施用過程中N2O的排放。本研究中主要考慮反芻動物消化道、水稻田的CH4排放。采用的方法包括06指南推薦的方法一[12]。

固體廢棄物處置過程中CH4的排放主要考慮四個方面:城市生活固體廢棄物處置、工業固體廢棄物處理,城市生活污水和工業生產廢水。其中生活污水和工業廢水的核算方法主要根據《06指南》推薦的方法一[12];由于國內主要以填埋作為廢棄物處理方式,城市生活和工業固體廢棄物CH4排放的估算主要計算的是廢棄物填埋過程的溫室氣體CH4的排放。采用IPCC推薦的基于一階衰減的方法[12]。

林業溫室氣體碳匯主要包括三部分,林地土地利用類型不變的前提下,生物量增長引起的碳匯增加,其它土地使用類型轉換為林地時的碳匯變化和生物量減少造成的碳匯損失[12]。本研究中假設轉換為林地的其他土地適用類型都是耕地。

濕地包括全年或一年中部分時間被水覆蓋或浸透,且不屬于林地、農田、草地等其他類別的任何土地。對于濕地生態系統而言,進出大氣層的凈碳流量來自光合作用從大氣中攝入的碳和分解作用釋放的碳之間的差額;而且不同濕地的碳攝入和衰減損失的速率受氣候、可獲養分、水浸透或可獲氧分等眾多因素的影響,具有明顯的時空差異。一般而言,濕地主要分為泥炭地和水淹地兩大類型來討論其溫室氣體排放。通常做法是將濕地面積與排放因子相乘得到溫室氣體排放量。

3.2 數據來源

3.2.1 碳源數據

本研究中一次能源數據來自《重慶統計年鑒1998-2009》[15]和《中國能源統計年鑒1998-2009》[16]。電力方面,按照重慶水電和火電的裝機容量比,得出各部門最終消費火電的比例,并假設外省調入的電力都是火電,電力無出口。部門分類采用《重慶統計年鑒1998-2009》[15]分類法。水泥生產和消費的數據均來源于《重慶統計年鑒1998-2009》[15]。稻田數據來源于《重慶統計年鑒1998-2009》[15],重慶市水稻分為早稻、中稻和一季晚稻、雙季晚稻,以中稻和一季晚稻為主,所以假設重慶種植的水稻都是中稻和一季晚稻(種植期120-150日)。反芻動物的數據來源于《中國農村統計年鑒1998-2009》[17]。城市生活垃圾和工業處置廢棄物數據來源于《重慶統計年鑒1998-2009》[15]。濕地數據來源于《中國林業統計年鑒1998-2009》[18]。

3.2.2 排放因子數據

一次能源的CO2排放缺省因子采用IPCC(1996)[19]的賦值。在本研究中,考慮到從電力和供暖最終消費時沒有產生CO2,對電力估計采用實際能源消耗原則[20]。該原則考慮能源的實際使用,也就是說,電力和熱力能源最終消費是基于生產地區的能源投入來估計。假設火電的一次能源消耗全是煤炭,那么排放量是基于供電標準煤耗校正因素366克標準煤/千瓦時(中國平均值)[21]和火電比例71.5%(重慶平均值)計算的。可再生能源的CO2排放因子被認為是零?;痣姀SN2O的排放系數采用IPCC[19]的缺省排放因子。

逸散過程采用IPCC[19]的缺省排放因子。天然氣生產過程中CH4的排放因子取值為0.012 19 Gg/106 m3氣體產量,天然氣輸送過程中CH4的排放因子取值為0.000 633 Gg/106 m3可售氣體;油料生產過程中的逸散排放因子取值為0.002 2 Gg/103 m3,運輸CH4排放因子為2.5×10-5 Gg/103 m3運輸的油料。對于礦深為200 m-400 m的礦井,煤礦開采過程中CH4的缺省排放因子為18 m3/t,煤炭開采后CH4的缺省排放因子為2.5 m3/t,廢礦CH4排放因子為1.035×106 m3/礦,常溫常壓下(即20℃、1個大氣壓)CH4由體積轉化為質量的轉換因子為0.67× 10-6 Gg/ m3。水泥生產過程CO2排放采用中國平均水平0.38 tCO2/t水泥[14]。

各種圈養牲畜消化道發酵CH4的排放因子,采用IPCC 06指南的缺省排放因子[12];水稻田的排放因子參照重慶的土壤類型、水稻品種、氣候等特點,采用IPCC 06指南的缺省排放因子[12],不含有機添加物的持續性灌水稻田CH4的基準排放因子取值1.3 kg/hm2/日,不同水分狀況的換算系數取值0.78,種植期前季前不同水分狀況的換算系數取值1.22,有機添加物類型和數量變化的換算系數取值1,土壤類型、水稻品種等換算系數取值1。

廢水處理采用IPCC的《06指南》推薦的方法一[12],缺省最大CH4產生因子取值0.25 kgCH4/kg COD。固體廢棄物參照IPCC的《06指南》[12]亞洲和中國缺省因子。

依照不同類型的水淹濕地,采用缺省數據河流水面和淡水湖泊溫室氣體排放因子的平均值為0.036 1 g CH4/m2•d,0.066 2 g CH4/m2•d[22];溫帶水庫的排放因子為1.394 g CH4/m2和7.605 mgCH4/m2[23]。

3.3 溫室氣體排放現狀分析

根據3.1所述方法,計算得到重慶市1997-2008年溫室氣體排放量(見表1)??梢钥闯?997-2008年重慶市總溫室氣體排放量呈現出上升趨勢,由1997年的6.64×107 tCO2e(噸二氧化碳當量)上升至2008年的1.53 ×108 tCO2e。尤其是2002年以后,增長速度不斷加快,說明隨著城市化率的不斷上升,溫室氣體的排放呈現正比增長的趨勢。此外,各種溫室氣體排放過程中,增長幅度較大的依次是外購電力、工業過程、能源消費過程。廢棄物處置過程和農牧業過程溫室氣體排放量略微下降。碳匯吸收CO2能力比較穩定,未出現較大波動。

另外,一次能源燃燒過程占據碳源排放的絕大部分,是最大的溫室氣體排放源,2008年其比例達到65.31%(見圖1)。其次是廢棄物排放過程,占8.61%;工業非能源過程,占7.92%。排放量最小的是濕地過程。可以看出傳統核算能源消費溫室氣體排放的方法明顯低估了城市溫室氣體排放量,其他過程不可忽略。從溫室氣體排放種類而言,2008年CO2排放量占總排放的80.39%,是主要溫室氣體,但CH4(折合為CO2E)占19.53%,同樣不可忽略。此外還有0.08%的排放來自N2O。工業過程中,水泥生產過程溫室氣體排放是工業過程最大排放源,占據工業過程的絕大部分,2008年達到92.01%。其次是鋼鐵排放,約為7.89%,還有1.11%來自電石生產。

由圖2可以看出,與重慶市溫室氣體排放總量的變化趨勢相反,萬元產值溫室氣體排放量從1997-2004年持續降低,主要是由于能源消費增長速度始終小于經濟增長速度,能源消費強度不斷降低,而重慶市能源消費導致的溫室氣體排放占總排放量的比重最大,因此導致碳排放強度不斷降低。2005年單位產溫室氣體排放量出現了較為明顯的反彈,是由于2005年能源消費量大幅增加,能源消費強度出現了明顯反彈,表現為第二產業比重增加以及居民生活消費快速增長。其中, 2005年第二產業比重41.0%,比2001年上升了2.0個百分點,尤其是工業比重為33.3%,比2001年上升了1.6個百分點;另外,煤氣和天然氣在居民家庭中的廣泛使用導致居民能源消費增長加快。2006年以來,重慶市節能降耗工作取得了一定實效,能源消費彈性系數和能源強度不斷下降,導致碳排放強度不斷降低。因此,在重慶市未來發展低碳經濟的過程中應繼續圍繞國家2020年單位GDP的CO2排放比2005年下降40-45%的目標,設定相應的碳強度減排目標。

4 結論與展望

本文從定量的角度入手,制定城市溫室氣體排放清單,掌握了溫室氣體排放結構,并采用溫室氣體排放清單方法核算重慶城市區域層面溫室氣體排放現狀,確定重慶排放水平。在本研究中,溫室氣體排放的核算不僅僅限于CO2,還包括N2O和CH4的排放;除了主要能源活動和工業過程以外,還核算了廢棄物處置過程、農業過程、畜牧業過程、濕地過程的溫室氣體排放,無論是核算的溫室氣體種類還是活動類別都更為詳細,對重慶市低碳發展具有一定參考價值。

核算研究結果顯示,1997-2008年重慶市總溫室氣體排放量呈現出上升趨勢,由1997年6 636.43萬 tCO2 e上升至2008年的15 338.39萬 tCO2e,說明伴隨著重慶市城市化進程的發展,溫室氣體排放量呈現正比增長,重慶市面臨巨大的減排壓力。同時,重慶市單位產值溫室氣體排放量卻不斷降低,說明節能減排工作目前已取得了一定成效。在溫室氣體的排放類別中,增長幅度較大的是一次能源消費過程、外購電力和工業非能源過程,尤其是一次能源燃燒排放。因此改變能源結構應成為重慶市低碳發展的重要方向。

根據重慶市1997-2008年溫室氣體排放的變化情況,可以明確重慶市未來發展低碳經濟的工作重點,做到減少碳源排放和增加碳匯面積并重?!笆濉逼陂g政策建議主要有:①改善能源結構,大力發展清潔能源,尤其是天然氣、核電、水電、風電和太陽能,逐步擴大清潔能源在能源消費中的比例,從而減少一次能源尤其是煤炭燃燒產生的溫室氣體排放量。②減少工業過程溫室氣體排放,尤其是控制六大高耗能產業的排放,限期淘汰落后產能和高能耗生產設備,提高行業準入門檻;加強高新技術產業園區建設,大力發展信息、生物材料、新能源等高新技術產業,逐步替代傳統重化工業,從而減少第二產業尤其是工業生產的溫室氣體排放量;推進重點企業的燃煤鍋爐改造、熱電聯產、電機節能等重點節能工程的節能降耗工作,降低單位產品的能耗、實現能源梯級利用和熱電聯產項目,以提高工業能源利用效率。③依托重慶原有林業資源優勢,通過造林和再造林、加強森林管理等措施增強森林碳匯;同時,健全重慶森林生態效益補償機制,采取有效措施保障林業碳匯工程建設,制定市場化準入標準,通過引入碳匯交易強化重慶市森林碳匯的發展與完善;大力發展CCS技術。④使用推廣低排放的高產水稻品種和水旱輪作栽培技術,提高水稻收獲指數;實施以推廣秸稈還田、免耕及少耕為主的沃土工程,有效降低作物的CH4排放量;科學飼養畜禽,推廣集約、高效、生態畜禽養殖技術;改善反芻動物的營養成分,降低畜產品生產的CH4排放強度。

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Greenhouse Gas Inventory and Emission Accounting of Chongqing

YANG Jin JU Liping CHEN Bin

(State Key Joint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control, School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)

溫室氣體排放現狀范文2

關鍵詞:城市污水處理廠;甲烷;溫室氣體;估算

大氣中的甲烷是一種對全球變暖作用僅次于二氧化碳的重要溫室氣體,它的全球增溫潛勢(GWP)是二氧化碳的21倍,對溫室效應的貢獻約為26%[1]。城市污水廠中污水經過無氧處理或直接排入自然環境中均會造成大量的甲烷氣體排放。我國2005年國家溫室氣體清單中約8.6%的甲烷排放來源于城市廢棄物處理,其中,污水處理甲烷排放占42%,是第二大排放源[3]。雖然污水處理甲烷排放量不大,但甲烷回收利用的經濟社會價值明顯,估算城市污水處理廠甲烷的排放量,研究污水處理中甲烷的控制途徑,對總的溫室氣體排放量的估算以及對研究全球氣候變化具有顯著的推動作用。

1背景及溫室氣體控制意義

近年來,隨著生產力的不斷發展,人類活動日趨頻繁導致了氣候變暖、海平面上升、極端天氣頻繁等一系列環境問題,成為了國際社會普遍關注的重大全球性問題?!毒┒甲h定書》確定的溫室氣體主要有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCS)、全氟碳化物(PFCS)、六氟化硫(SF6)這6種。其中,二氧化碳溫室效應最大,但二CO2在全球變暖中的作用正逐漸降低,而CH4在近200年內卻呈加速上升勢態。IPCC(聯合國政府間氣候變化專門委員會)第四次評估報告顯示,全球溫室氣體排放量由1970年的287億噸二氧化碳當量上升到2004年的490億噸,增加70%[2]。《中國氣候變化國家信息通報》顯示,2005年中國溫室氣體排放凈排放量為70.46億噸二氧化碳當量,比1994年的26.66億噸二氧化碳當量增長了164.29%,年均增長率約為9.24%[3-4]。IPCC資料顯示,全球城市廢棄物處理溫室氣體排放只對溫室氣體總排放做出了很小的貢獻(<5%)。其中,污水處理中的甲烷是第二排放源。1994年中國城市廢棄物處理溫室氣體排放量(固廢處理和污水處理)為1.62億噸二氧化碳當量,約占溫室氣體總排放量的5.3%,而2005年則為1.12億噸二氧化碳當量,約占溫室氣體總排放量的1.5%[3-4]。雖然污水處理溫室氣體排放比重不高,但污水處理中甲烷的控制與回收利用不僅有助于降低溫室氣體排放,還可用于供電供熱、能源消耗使用,具有較好的環境和社會效益。其次,我國廢棄物處理起步晚、起點低,溫室氣體減排項目缺乏。由于經濟、技術等因素的制約,廢水處理除珠江啤酒廠、青島啤酒廠等大規模企業開展了CH4收集利用外,收集利用項目也非常有限。因此,城市污水處理廠溫室氣體排放控制具有巨大的潛力,逐步研究、建立和完善溫室氣體控制和收集利用系統,不僅能夠發展清潔能源,還能增加資源利用效率,開發潛力巨大,對溫室氣體排放的控制起到至關重要的作用。

2杭州市城市污水處理廠污水處理現狀

2010~2014年,杭州市污水處理量除2013年有小幅下降外均呈平穩增長趨勢,2014年比2010年增長12.39%?!逗贾菔协h境統計年鑒》顯示,截止2014年杭州市共有污水處理廠42座,其中處理能力5000m3/d以上污水廠26座。全市污水總處理能力2.97×106m3/d,2014年污水處理量為942.59×106m3,主要集中在主城區、蕭山區和富陽市,3個地區污水處理量占了總污水處理量的83.11%。其中,主城區污水廠以處理生活污水為主,生活污水處理量比例達80%。富陽市由于4座污水處理廠主要以處理造紙工業園區內工業廢水為主,因此富陽市工業廢水處理量比例達83%以上。其余區、縣、市污水廠除蕭山區和余杭區工業廢水處理量略高外均以處理生活污水為主。

3杭州市污水處理廠甲烷排放量的估算

采用《2006年IPCC國家溫室氣候清單指南》(以下簡稱《IPCC指南》)和《浙江省市縣溫室氣體清單編制指南》(以下簡稱《市縣指南》)推薦的估算方法,對2011~2014年杭州市城市污水廠污水處理甲烷排放量進行了估算。

3.1計算方法

ECH4=(TOW×EF)-R。式中,ECH4為清單年份的生活污水處理甲烷排放總量,TOW為清單年份的生活污水中有機物總量;EF為排放因子,R為清單年份的甲烷回收量。排放因子(EF)的估算公式為:EF=B0×MCF。式中,B0為甲烷最大產生能力,MCF為甲烷修正因子。

3.2活動水平和排放因子的選擇

污水處理甲烷排放時的主要活動水平數據是TOW,以生化需氧量(BOD)作為重要的指標,包括污水處理廠處理系統中去除的BOD和排入到海洋、河流或湖泊等自然環境中的BOD兩部分。在計算中,采用統計數據COD去除量和COD排放量以及BOD/COD比值計算得出BOD去除量和BOD排放量。采用《杭州市環境統計年鑒》中各年度各區縣市污水廠COD去除量和COD排放量作為活動水平數據進行計算,全市COD去除量和COD排放量具體見表1。采用《IPCC指南》和《市縣指南》中生活污水處理甲烷排放量計算的排放因子推薦值進行全市甲烷排放量計算。具體指標為:BOD/COD為0.43,已處理系統的MCF為0.165,排入環境系統的MCF為0.1,B0為0.6kg/kg。同時,采用杭州市處理能力5000m3/d以上污水廠進水和出水BOC/COD實測值計算得出各區縣市BOD/COD平均值(地方特征值),具體見表2,按區域分別進行甲烷排放量計算,得出全市污水廠污水處理甲烷排放總量,并與推薦值計算結果進行比較。3.3估算結果估算得出杭州市2011~2014年城市污水廠污水處理甲烷排放量,具體見表3.結果顯示,2011~2014年,隨著社會經濟的迅猛發展,人們生活水平提高和工業的發展,杭州市污水處理量逐年增長,污水處理甲烷排放量隨污水處理量的增長呈現總體增長趨勢。同時,采用杭州市城市污水廠實測值計算的甲烷排放量較采用指南推薦值計算的排放量偏低,約為推薦值計算得75%左右,年度排放量呈現相同變化趨勢。兩者在2013年后均呈現小幅下降趨勢,2014年比2011年分別增長10.01%和8.44%。根據杭州市城市污水廠污水處理甲烷排放實際情況,開展污水處理甲烷排放控制途徑研究,提出針對性措施,是控制、減少污水處理溫室氣體排放的有效手段。

4污水處理溫室氣體排放控制存在問題

1)認識不足。我國低碳經濟發展尚處于起步階段,迫于國際壓力開展的溫室氣體排放控制工作也尚處于摸索階段,溫室氣體減排的長效機制尚未形成,各部門尚未充分認識到這項工作的重要性、緊迫性和艱巨性。杭州市最主要的溫室氣體排放源為化石燃料為主的能源燃燒排放,杭州市廢棄物處理(固體廢棄物處理和廢水處理)溫室氣體排放量僅占總排放量的3%~4%左右[1],所占比重較小。因此,廢水處理溫室氣體排放控制工作開展對全市溫室氣體排放控制成果貢獻率較低的思想也在一定程度上阻礙了廢棄物處理溫室氣體排放控制工作的開展。2)沼氣收集利用項目缺乏。目前杭州尚未對生活污水、工業廢水處理過程中的甲烷進行收集利用。主要城市污水處理廠污泥處置均采用重力濃縮后機械脫水,基本沒有進行消化處理,無甲烷回收利用。3)硬件和技術不足。很多已建的污水處理廠在建設的過程中未考慮沼氣收集利用的問題,使得已建污水處理廠很難開展沼氣的回收利用項目。如對現有污水處理工藝設施進行改造,則投入較大,缺乏商業價值。同時,在技術上,由于污水處理廠的沼氣回收利用的典型案例相對較少,缺乏針對不同處理系統的氣體收集利用裝置制造、安裝和運行的經驗。

5污水廠污水處理甲烷排放的控制途徑及減排對策

5.1樹立低碳規劃理念,制定溫室氣體控制目標

1)積極樹立低碳處理的規劃理念。低碳廢水系統的規劃最關鍵的問題是科學選擇處理模式,在實際規劃中,應綜合考慮城市規模、布局、環境容量、受納水置等不同因素,盡可能減少處理過程中甲烷的排放,并統籌考慮污水再生利用、污泥資源利用以及甲烷收集利用的方向和規模。2)有效制定控制目標。在分析地方廢水處理行業發展趨勢、能源消費特征和碳排放影響因素的基礎上制定切合實際的現階段的生活污水、工業廢水系統溫室氣體減排政策和控制目標,出臺行業低碳規劃、指導意見和實施方案,作為控制性指標納入行業發展中長期規劃,并在經濟和社會發展規劃中予以體現,相關部門制定相應的統計、監測、考核辦法加以落實。

5.2選擇低碳水處理技術,開展廢水處理甲烷回收示范

1)準確選擇低碳水處理技術。選擇生物處理,減少藥劑用量,較化學處理方法降低了藥劑、藥劑制備和運輸過程產生的溫室氣體。生物處理選擇節碳工藝,減少外加碳源。采用厭氧工藝處理高濃度污水,進水有機物濃度越高,所回收的沼氣越多,經過收集利用后削減溫室氣體排放的貢獻越大。2)開展工業廢水處理甲烷回收示范工程。積極開展工業廢水甲烷收集利用示范工程,如充分利用富陽造紙工業園區的布局優勢建立沼氣示范工程。采用合理厭氧發酵工藝和裝置,全面提高厭氧消化設備的沼氣產氣率和去污率,增加沼氣的產出。從廢水厭氧處理階段直接回收的沼氣可用于廠內供電、生產過程燃料消耗等,不僅完成了污水處理、實現了能源回收利用,同時還削減了處理運行管理費用,降低了后續的好氧投入,縮短了工程投資回收年限。加強污水處理水的回用。加強經城市污水處理廠處3)加強污水處理水的回用。加強經城市污水處理廠處理后排放的污水的回收再生利用,降低其以處理水的形式進入到海洋、河流或湖泊等自然水體中所產生的甲烷及其它溫室氣體排放量,削減其環境風險。4)降低污水廠運行能耗。采用高效能的總體設計、新工藝、新設備的選用、優化總體工藝設計,選擇高效的設備和裝置,有效降低污水處理廠運行能耗,直接減少城市污水處理廠的溫室氣體的排放。

5.3采用低碳污泥處理技術,關注污泥處置能源回收

溫室氣體排放現狀范文3

摘要 根據IPCC 2006和《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》,結合秦皇島市實際狀況,總結分析了城市不同管理部門管轄范圍涉及的溫室氣體排放情況,其中涉及的城市管理部門包括工業、電力、交通、油氣田管理、煤炭工業管理、城建、居民、商業、林業、城管、環境保護等多個城市管理部門,并重點討論了上述城市管理部門在低碳城市創建中的管理要點和策略。

關鍵詞 低碳城市;溫室氣體清單;碳排放;秦皇島

以變暖為主要特征的氣候變化已成為世界各國共同面臨的嚴重危機和挑戰。為應對全球變暖帶來的危害,世界各國開展了長期的研究與實踐。2003年英國首先提出低碳理念,此后低碳發展模式在各國不斷深入應用,逐漸成為一種新的可持續發展模式。從嚴格意義上來說,低碳指的是較低的二氧化碳排放。溫室氣體中最主要的一種氣體是二氧化碳,此外還有甲烷、氧化亞氮、六氟化硫、氫氟碳化物和全氟化碳(《京都議定書》規定),IPCC 2006以及國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心牽頭組織編寫的《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》也均以上述6種溫室氣體進行統計。在低碳城市創建中,很多城市只是將二氧化碳排放作為統計項。本文以上述6種溫室氣體作為低碳城市創建中需要重點關注和減少排放的對象來展開討論,提出基于溫室氣體清單的低碳城市管理策略。

當前,低碳相關的研究除“低碳城市”外,還有“低碳經濟”、“低碳生活”、“低碳旅游”、“低碳農業”、“低碳建筑”、“低碳金融”、“低碳社區”等。然而一個城市的發展包含了經濟、生活、建筑等各個方面,單從“低碳經濟”、“低碳農業”、“低碳社區”中任何單個方面都無法實現低碳城市的成功創建。低碳城市的管理也不能東一榔頭西一棒子,僅僅靠某方面的宣傳來開展低碳城市的創建。低碳城市創建過程中的城市管理,應該在摸清各個管理部門管轄范圍內溫室氣體排放來源的前提下“對癥下藥”,各個政府部門分工負責、協調合作,用一種高效率的低碳城市管理策略來開展低碳城市的創建和管理。

城市溫室氣體排放源及對應管理部門分析

本文根據IPCC 2006和《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》,結合秦皇島市實際狀況,總結分析了城市不同管理部門管轄范圍涉及的溫室氣體排放情況,如表1、續表1所示。其中涉及以下11個城市管理部門:工業、電力、交通、油氣田管理、煤炭工業管理、城建、居民、商業、林業、城管和環境保護部門。涉及的溫室氣體排放源主要包括化石燃料燃燒、工業生產過程、煤炭開采逃逸、油氣系統逃逸、生物質燃料燃燒、森林采伐或毀林排放、城市固體廢棄物和廢水處理排放7個生產活動。需要說明的是,雖然農業和畜牧業也排放了大量的溫室氣體,但因本文重點討論城市區域的低碳城市管理,暫不涉及農村區域溫室氣體排放問題。

城市不同管理部門管理策略分析

當前我國的低碳城市創建工作和溫室氣體清單的編制工作,多由城市的發展和改革等相關部門牽頭組織實施。政府部門可在宏觀層面上,通過調整產業結構,減少能源消耗;調整能源結構,加大綠色能源比重等措施來實現低碳發展。本文重點從城市溫室氣體清單的角度出發,將低碳城市建設細化到各城市管理部門,研究在城市現狀下,如何開展低碳城市的創建和管理。

工業部門

根據1994年氣候變化初始國家信息通報,我國工業活動引起的直接二氧化碳排放量占全社會各活動排放總量的90%以上,工業部門的低碳管理,是低碳城市創建和管理中的重頭戲。工業活動溫室氣體排放主要包括兩個方面:一是化石燃料的燃燒引起的溫室氣體排放,約占90%,其排放量主要受燃料類型、消耗量、碳含量以及燃燒的充分性等因素影響:二是工業生產過程中產生的排放,包括水泥生產、石灰生產、鋼鐵生產、電石生產、己二酸生產、硝酸生產、鋁生產、鎂生產、電力設備生產、半導體生產、HCFC-22生產、HFC生產等,其排放量與工藝過程緊密相關。

相對于發達國家來說,現階段我國工業部門的能源消耗總量和能源強度均處于較高水平,能源利用效率仍有較大的提升空問和潛力。對于工業部門,在不影響社會經濟發展目標的前提下實現溫室氣體減排,應主要依靠技術進步,制定能源技術政策,引導工業行業降低單位產品能耗,使用清潔、可持續能源系統;優化產品生產工藝,減少工藝過程溫室氣體排放量;大力發展高新技術產業和低碳產業,促進產業結構優化與調整。

從手段上,工業部門可聯合相關行業協會和科研院所,開展提高化石燃料利用率、提高燃燒充分性、尋求低碳燃料替代解決方案等方面研究,開展節能減排典型示范,通過行業指導加強管理,進而減少和控制溫室氣體的排放量。

交通部門

交通運輸業的特性決定了其能源結構以汽油、柴油和燃料油為主,這些化石燃料在燃燒過程中產生溫室氣體。其中主要來源為公路運輸,影響因素有機動車保有量、機動車年運行公里數和機動車百公里油耗。

交通部門的低碳城市管理是一項綜合的系統工程,需要從人、貨、車、路等不同影響因素全面采取措施,構建長效機制。第一,從人的角度,交通部門需要聯合居民生活部門,加強節能減排宣傳,提高市民的節能意識,多多選用現代通訊手段辦公,減少出行頻數,通過制定實施相關經濟政策,提高私家車使用成本,引導居民更多地選擇低碳出行方式。第二,從貨的角度,細化貨運市場,實現貨運專業化規范化,提高裝卸效率、減少貨損貨差、保證運輸質量。第三,從車的角度,大力發展公共交通,使用節能型交通運輸工具。第四,從路的角度,加強綜合運輸網絡建設,推進節能型運輸方式發展,提高運輸中轉效率,實現無縫銜接。

就手段方面而言,交通部門需要完善并落實低碳交通相關法規,加強低碳城市和低碳交通宣傳,強化企事業單位用車低碳節能監管,科學規劃交通路網。

電力部門

中國電力行業的溫室氣體排放量遠超發達國家和全球平均水平,在溫室氣體減排上有巨大潛力。電力行業的溫室氣體排放主要由火力發電廠燃煤產生,其排放量與火電裝機需發電量、燃料利用率等因素有關。

目前我國的電力能源結構還是以煤電為主,所以電力部門的低碳城市管理,在積極尋求清潔發電技術、提高非化石能源裝機容量之外,還是要以煤電的高效化和清潔化作為低碳管理的重點。比如以超臨界、超超臨界為代表的高效發電技術,以增壓流化床聯合循環、熱電聯產等為代表的清潔發電技術,以及碳捕獲與埋存技術等。以超臨界、超超臨界機組為例,目前平均供電煤耗為315克/千瓦時,比全國平均供電煤耗低30克/千瓦時。碳捕獲和封存技術可以有效地降低電廠的碳排放強度,滿足低碳排放的要求。

煤炭工業管理部門和油氣田管理部門

煤炭工業和油氣田工業溫室氣體排放主要由化石燃料燃燒和開采逃逸引起。煤炭工業管理部門和油氣田管理部門要積極推進結構調整,淘汰落后產能和工藝;優化生產布局,強化工序節能。另外,非常重要的一點是管理部門要充分重視科技創新,建立創新發展的政策和激勵機制,促進節能減排技術創新,通過優化工藝減少化石燃料燃燒量。

對于煤炭開采加工引起的甲烷逃逸量,主要與甲烷的利用量有關。煤炭工業管理部門的低碳城市管理,應重視煤炭工業管理水平,重點關注煤礦瓦斯的綜合利用,減少逃逸量。

對于油氣田系統的甲烷逃逸,油氣田管理部門應優化油氣田開采工藝,優化油氣系統,減少逃逸量。

城建部門

城建部門的溫室氣體排放主要由城市熱力供應、建筑業的化石燃料燃燒,以及市政基礎設施用能引起。城市熱力方面,應從提高燃料利用率,尋求清潔供暖技術、提高建筑物保溫性能等方面著手。

伴隨著我國當前快速發展的城鎮化進程,建筑領域的能耗和溫室氣體排放也在快速增長。從相關建筑材料生產到建筑竣工使用,即使不考慮建筑運行能耗,建筑業總能耗占社會能耗的比例也較大。在建筑業方面,城建部門應以建筑節能減排為重點,堅持節能減排與科技創新相結合,發展綠色建筑,從而減少建筑業溫室氣體排放量。

市政設施用能方面,城建部門應重點考慮低碳節能設施建設,比如節能公共照明等方面。

居民生活部門

居民生活的溫室氣體排放源包含居民烹飪爐灶化石燃料燃燒、居民用車化石燃料燃燒,以及居民生活用能等。溫室氣體的排放量與居民的消費水平、環保意識有關。居民生活部門的低碳城市管理,應該重點加大宣傳力度,引導居民選用低碳節能家電及灶具,節約用能,低碳出行,以減少溫室氣體的排放。

商業部門

商業活動的溫室氣體排放源主要為服務業中的化石燃料燃燒(含用車)、生物質燃料燃燒(如木炭燒烤),以及商業用電方面。商業部門的低碳城市管理應依靠政府及相關行業協會、商家以及消費者三方的力量共同推動商業部門的溫室氣體減排。商業部門通過健全法律法規,加強監管,推廣清潔能源,加大宣傳教育,推動商家間溫室氣體減排借鑒,推行低碳認證等方式實現商業活動的溫室氣體減排。

林業部門

林業包含溫室氣體的排放和溫室氣體的吸收。森林砍伐或毀林引起林木燃燒產生二氧化碳,同時減少森林面積引起溫室氣體的吸收減少。林業部門的溫室氣體管理應該從增加森林和綠化面積,減少森林砍伐和毀林方面著手。

城管部門

城管部門管理范圍內的溫室氣體排放主要由生活垃圾填埋、生活垃圾焚燒、醫療廢物焚燒、生活污水處理等方面產生。城管部門的低碳城市管理,應從加強生活垃圾填埋場管理,綜合利用填埋場填埋氣;大力推動廢物焚燒發電并并人國家電網;推動污水處理甲烷回收利用等方面著手。

環境保護部門

在溫室氣體清單中,涉及環境保護部門的溫室氣體排放主要是危險廢物焚燒和工業廢水處理。環境保護部門的低碳城市管理,應該重點關注農副食品加工業、食品制造業(包括酒業生產)、飲料制造業、造紙及紙制品業、醫藥制造業等厭氧處理工業廢水產生的甲烷回收及利用,以減少溫室氣體的排放量。

同時,環境保護部門作為對環境保護監督管理的主管部門,勢必肩負著協同以上多個政府管理部門開展溫室氣體減排工作的重要使命。環境保護部門應該加強對以上各個管理部門管轄范圍的各種溫室氣體減排任務的監督指導,使各個管理部門間形成合力,共同促進城市溫室氣體減排,完成低碳城市的成功創建與有效管理。結語

低碳城市是我國城市化必須經歷的一個過程,是決定中長期經濟發展和社會發展成效的重要因素。創建低碳城市,把低碳理念融人經濟發展、城市建設和人民生活之中,有助于提高資源利用效率,建設資源節約型、環境友好型社會,減緩氣候變化。創建低碳城市需要重視和發揮城市各個管理部門的重要作用,舉城市政府和部門之合力,促進產業技術升級、產業結構調整,宣傳和普及低碳理念,減少溫室氣體排放量,減緩氣候變暖。

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溫室氣體排放現狀范文4

關鍵詞:低碳園區;指標;研究

中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A 文章編號:

產業園區是城市社會經濟系統的重要組成部分。作為踐行低碳經濟的基本單元,《國家“十二五”總體規劃(初稿)》、《國家經濟社會發展的總體要求和主要目標》等均將低碳產業、低碳園區的建設提上了規劃議程。低碳園區作為統籌兼顧碳排放與可持續發展的新型工業組織形式,是解決與低碳發展密切相關的諸多復雜問題(如資源、環境等)的關鍵。通過低碳產業園區的建設,能夠逐步減少高能耗高排放的生產和消費行為,控制耗能產業規模,使園區規劃適應城市低碳發展的基本要求,從而實現區域經濟、能源、環境持續協調發展。因此,低碳產業園區將成為國家應對全球氣候變化和發展低碳經濟的主力軍,是轉型發展的推動力和戰略機遇。

1 產業園區低碳標準制定

低碳產業園區標準應適用于低碳產業園區的建設、管理與驗收。根據產業園區物質能量代謝過程以及整個園區生命周期過程的關鍵溫室氣體排放環節,本標準擬由園區低碳經濟發展、溫室氣體排放、低碳技術以及溫室氣體中和四個部分組成,并進一步細分為多個指標。標準的范圍和主要技術內容主要包括 :

1.1 范圍。標準適用于低碳產業園區的建設、管理與驗收。所規范的內容將涉及物質能量代謝過程以及整個園區生命周期過程,覆蓋產業園區能源消耗、工業生產、物質材料消

耗、儀器設備投入、廢棄物處理處置、景觀綠化六大溫室氣體排放或中和活動。

1.2 園區低碳經濟發展。產業園區的存在是為了發揮集聚優勢和產業優勢,最大程度的創造經濟利益,最終實現區域經濟的發展。低碳園區作為產業園區一種必然的發展趨勢,它的出發點和最終落腳點仍然是經濟發展,不過這種經濟發展是在一種低消耗、低污染、低碳排的模式下實現的。因此,即使是在以產業園區溫室氣體排放活動為主要評估目標的指標體系中,也應該考慮產業園區的低碳經濟發展。為了兼顧經濟發展的環境代價,本標準擬從能源消耗產出、資源消耗產出和氣候變化產出的角度出發設置評價指標來對產業園區的低碳經濟發展水平進行衡量。

1.3 園區溫室氣體排放。產業園區溫室氣體排放水平可以最直觀最清晰的反映出園區的低碳現狀。產業園區的溫室氣體排放總量與園區的規模密切相關,從排放強度、排放密度等角度來衡量園區的排放水平更加具有參考價值。本標準在指標設置上擬覆蓋產業園區的整個生命周期,綜合衡量園區在能源消耗、工業生產、物質資料投入、儀器設備投入和廢棄物處理處置等過程中的溫室氣體排放活動,重點選取各過程中的重點排放活動。

1.4 園區低碳技術。產業園區的低碳技術水平主要是指產業園區在建設和運行中選取的物質材料、儀器設備,以及采用的工藝技術在減少溫室氣體排放方面的先進程度。本標準擬從設施完善程度、低碳材料比重等角度出發設置評價指標來對產業園區能源消耗、工業生產、物質資料投入、儀器設備投入和廢棄物處理處置等過程中的技術水平進行衡量。

1.5 園區溫室氣體中和。產業園區溫室氣體中和水平用來衡量產業園區碳匯建設情況及其對園區溫室氣體減排所做出的貢獻。在指標的設置上擬考慮園區綠化程度和碳捕捉、封存技術運用等情況。

1.6 數據采集和計算方法。常見指標的數據采集和計算方法以行政管理部門相應的指標數據和計算方法為準。園區溫室氣體排放和清除相關數據的采集和計算將以本標準構建過程中建立的園區低碳測評方法為準。

2 低碳園區發展戰略規劃

2.1 合理規劃園區產業結構,嚴格建立企業準入制度在低碳發展過程中,需要自上而下的專項規劃和自下而上的試點實踐總結相結合。在產業園區中,入駐企業同時扮演著生產者與消費者的角色。它們所進行的生產活動伴隨著與外界部環境大量的物質能量交換,而這種物質能量的交換過程就會產生大量的溫室氣體的排放。通過合理規劃園區的產業結構,在入駐企業之間建立起物質能量的流通路徑,既可以通過縮短流通距離和廢棄物的排放,減少成本提高效率,又可以減少相應過程產生的溫室氣體排放,帶來經濟和環境的雙重效益。這就要求在園區立項的初期就明確產業定位,完成主導產業和相關上下游產業的關系梳理,在考慮經濟產出的同時將能源資源消耗和溫室氣體排放等因素也納入規劃內容,盡量在園區設計層面就實現園區的低碳。

在明確了園區的產業結構之后,還要根據所規劃的產業制定相應的企業準入制度。在園區范圍內將能源資源消耗和溫室氣體排放的各項技術指標落實到具體的企業和產品生產鏈,隨著低碳技術的發展,實行逐步收緊的企業入駐標準。

2.2 科學控制園區建設排放,全面打造園區低碳建筑產業園區建設階段的溫室氣體排放行為比較集中,且密度和強度較大,在較短的時間內對環境產生著巨大的影響,應該引起園區建設和管理者的重視。建筑階段的溫室氣體排放主要來源于建筑材料和儀器設備的上游生產環節、運輸環節,以及施工現場的電力、水資源消耗。由此,可以從以下幾方面來控制園區建設階段的溫室氣體排放 :

2.2.1 就地取材,減少建筑材料運輸過程的排放。建筑材料,尤其是構成建筑物主體的建筑材料具有用量多、體積大的特點,采用長距離和短距離運輸方式所產生的溫室氣體排放量的差距相當可觀。盡量選取園區所在地區常見的易得的建筑材料,既可以減少運輸費用和運輸耗時,又可以減少相應過程產生的溫室氣體排放,實現經濟和環境的雙重效益。

2.2.2 增加低碳建材。再生建材的使用比例,減少建筑材料上游生產過程的排放。在綜合考慮建材性能和經濟成本之后,決策者在建筑材料的選擇上可以傾向于低碳建材或者再生建材。通常情況下,低碳建材和再生建材意味著在生產環節所投入的資源和能源較普通建材

少,但技術含量有所增加,所以具有優良性能和低廉價格的雙重優勢。

2.2.3 合理安排施工進度,提倡安全低耗的施工方式。在進行工程招標時,應對于園區建設工程的施工進度和實施機制進行嚴格把關,一方面可以通過合理安排施工進度保證工程的按時完成,杜絕后期趕工導致的質量和安全隱患,另一方面應盡量減少夜間施工,避免造成不必要的電力資源消耗和噪聲污染。

2.3 不斷完善園區日常管理,積極構建低碳管理體系社會消費方式的轉變是對產業發展的需求導向,有利于促進低碳產業體系的建設。從產業園區運行階段管理部門的角度出發,可以從兩個角度繼續踐行園區的低消耗和低排放。園區管理者要對園區入駐企業日常生產活動中的能源資源消耗和溫室氣體排放行為進行必要的監督,以保證入駐企業在經過嚴格的準入制度進入園區后仍然保持著必要的低消耗與低排放狀態,杜絕“偽低碳,真高排”現象的發生。對產業園區的公共區域進行管理和維護是園區管理者的主要職責,管理者可以通過合理控制園區公共區域能源資源消耗、加強主體建筑和公共區域維護來直接減少園區運行管理階段的溫室氣體排放,同時通過完善管理體系、引進先進管理方法、加強節能減排教育宣傳等方法來間接實現溫室氣體減排。

2.4 深入推進園區綠化建設,多渠道增加園區碳匯目前碳捕捉與封存技術還處于論證階段,對于其實施效果和成本是否合理的問題還處于爭論中。產業園區的碳匯建設主要還是依賴綠化面積的增加和吸收強度的提高。目前增加綠化面積的渠道主要有實施園區屋頂綠化和立體綠化,既增加了二氧化碳的吸收面積,又美化了園區的自然環境。而提高吸收強度則主要依靠提高園區綠化植物的豐實度,通過增加吸收能力強的植株的數量以及建立復層種植群落來提高單位面積綠地的吸收能力。

參考文獻:

溫室氣體排放現狀范文5

關鍵詞: 溫室氣體;低碳;城市快速路;碳尺;節能減排

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

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

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

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

一、城市快速路建設過程溫室氣體排放途徑

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

表1城市快速路建設中溫室氣體(GHG)排放的主要途徑

建設周期主要階段 用途 途徑描述

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

混合料組成材料生產 各種混合料的生產過程消耗電力等能源產生GHG

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

3 建設實施 路面攤鋪建設 實施路面攤鋪,碾壓,成型等施工過程產生GHG

路面養護/維護 路面常規養護及病害處置措施;路面預養護過程產生GHG

4 周期結束 拆除和回收利用 設施拆除和移置;路用材料的再生利用折減GHG

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

表2快速路建設中典型材料和工藝的能耗與溫室氣體(GHG)排放表

材料或工藝 能耗(MJ/t) CO2e (kg/t) 數據來源

瀝青混合料 4900 285 Eurobitume

乳化劑 3490 221 Eurobitume

水泥 4976 980 Athena & IVL

碎石 40 10 Colas

集料 30 2.5 Athena & IVL

鋼材 25100 3540 Athena & IVL

水 10 0.3 IVL

燃油 36680 2765 IVL

熱拌站 275 22 IVL

冷拌站 14 1 IVL

銑刨/回收 12 0.8 IVL

就地冷再生 15 1.13 IVL

熱拌混合料攤鋪 9 0.6 IVL

冷拌混合料攤鋪 6 0.4 IVL

水泥混凝土攤鋪 2.2 2 IVL

運輸 /km 0.9 0.06 IVL

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

圖1 主要建設材料制備和實施技術的溫室氣體排放

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

二、溫室氣體減排途徑

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

(一)樹立低碳規劃理念

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

(二)低碳快速路設計總體技術的應用

1.道路功能設計技術

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

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

2.路線設計技術

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

(1)平曲線設計應確保線形連續;

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

3.時空一體化分配的橫斷面設計技術

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

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

4.以交通需求為導向的節點交叉設計技術

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

(1)二條快速路相交應采用互通式樞紐立交形式。

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

(三)選擇功能與結構組合一體化的低碳道路建設技術

1.選擇節碳工藝減少外加碳源

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

2.鼓勵多使用回收舊料和再生材料

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

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

3.選擇高性能路面材料和長壽面路面結構,延長其使用壽命

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

三、結語

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

參考文獻

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[2]BROWN S. Carbon Footprint - How does asphalt stack up. Asphalt Pavement Alliance (APA), 2011, Technical Report.

[3]STRIPPLE H. Life Cycle Assessment of Road: A Pilot Study for Inventory Analysis, 2001, Report No.B1210E[R], IVL Swedish Environmental Research Institute Ltd, Gothenburg,Sweden.

[4]SANTERO N. HORVATH A. Global Warming Potential of Pavements. Environmental, 2009, Research Letters: 4(3).

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[6]呂偉民,孫大權.瀝青混合料設計手冊[M].北京:人民交通出版社,2007.

[7]趙志宏,呂連恩,王元慶.城市快速路布局方法[J].長安大學學報:自然科學版,2006,26(4).

基金項目:上海市科學技術委員會資助課題(10PJ1431500)

溫室氣體排放現狀范文6

關鍵詞:芝加哥氣候交易所;溫室氣體減排;抵減項目;森林碳匯

中圖分類號:F316.20文獻標識碼:ADOI:10.3963/j.issn.16716477.2013.03.001

一、引言

成立于2003年的美國芝加哥氣候交易所(CCX) 一直被認為是全球第一個創新型應對氣候變化的市場化設計,在完成了第一階段(2003-2006)和第二階段(2007-2010)的減排交易功能后,于2010年12月31日正式宣布關閉。眾所周知,該交易市場的關閉源于三個主要因素:美國政府希望以強制減排替代自愿減排的設計方案無法獲得國會的批準;全球氣候談判前景不明朗;全球溫室氣體減排建設的制度性整體框架無法達成?;谏鲜鲈?,芝加哥氣候交易所的碳交易價格自2008年5、6月份的歷史最高價格7.4美元急劇下降至0.1美元左右,冷清的市場氛圍致使參與者的參與熱情幾乎喪失殆盡[1]。

CCX交易市場作為北美第一個應對全球氣候變化的市場化安排,即使在美國政府并未簽署《京都議定書》的情況下,CCX仍開創了非政府主導的,以市場為基礎的自愿減排交易體系,開創了美國民間開展排放權交易,應對氣候變化的積極的有益探索,同時其運行過程和經驗教訓對于正在籌劃自愿交易市場的我國政府更具有積極的研究意義。

二、文獻回顧

森林對溫室氣體的吸收作用是不言而喻的,但以森林碳吸收作為交易標的的研究學者們意見卻不盡一致。PerezGarcia和Lippke[2]認為森林抵減排放項目的風險,是被森林吸收的碳元素,有可能由于山火、蟲害和非法砍伐等因素重新釋放到空氣中。Cairns和Lasserre[3]則認為從會計的角度該類記賬方式可能會受到林木自然腐爛和砍伐頻率等因素的干擾,從而導致會計成本的上升。美國環境保護署的報告[4]顯示抵減項目增加了國內造林和甲烷的捕獲,并改善了對于動物內臟的處理方式,同時改善了森林管理,非常有利于環境的整體改善和對動物性燃料的開發和使用。Von Hagen和Burnett[5]將森林抵減項目分為兩類,土地管理改善型和土地產出型抵減項目,土地管理改善型抵減項目增加了森林對溫室氣體的吸收,而土地產出型抵減項目可以替代化石性燃料而減少人類的碳足跡。 本文將從CCX的交易設計和更迭出發,分析美國在未來全球應對氣候變化的制度設計上的立場和觀點。

三、芝加哥氣候交易市場設計以及農林抵減項目參與的市場安排

(一)芝加哥氣候交易市場設計簡介

芝加哥氣候交易市場涉及美國50個州的主要企業和金融機構,還涵蓋了8個加拿大區和16個國家機構。交易所確定的排放基準線為7億噸二氧化碳當量,此排放限值僅相當于歐盟碳交易市場減排基準量的三分之一。CCX的交易機制建立在“限額與貿易”的基礎上,以排放抵減項目作為市場排放指標的供應補充。CCX采取會員制,會員簽署承諾書并積極承擔減排責任,通過自身的技術改進或者在芝加哥氣候交易市場購買排放指標的方式實現其承諾。

減排基準期的確定基于兩種方法:一是根據會員1998-2001年的平均年度溫室氣體排放量作為參照指標,二是以2000年溫室氣體排放量為基準排放量指標。CCX制定的溫室氣體減排總體計劃為:2003-2006年為第一階段,以1998-2001年這三年的平均減排量為基準,要求會員至少每年減排1%,至2006年相對于基準指標至少減少4%;2006-2010年為第二階段,以2003年的排放量為基準,要求會員到2010年實現排放量較基準年份至少減少6%。參與第一階段減排的會員采用第一種方法確定排放基準線,第二階段的會員可自由選擇其一以確定排放基準。若會員超額完成其減排任務,則可將多余的減排指標賣出或儲存,而未能達到減排目標的會員,則需相應地購買差額排放指標。抵減項目的引入為市場提供了可供交易的排放指標,項目共涉及15 000個農場主、牧場主和林場主,土地面積達到2 500萬公頃,交易直到2010年7月CCX及其子公司被美國ICE(Intercontinental Exchange)收購為止[6]。見表1。

(二)可參與CCX交易的溫室氣體抵減項目的類型

CCX規定了可以參與溫室氣體抵減項目的類型涵蓋了9大類,分別涉及到了農業和林業的生產過程,均屬于環境友好型生產方式,對于美國這樣一個對農業實施大幅度支持和保護的發達經濟體而言,項目的引入進一步提高了對農業和林業生產的支持力度。見表2。

(三)森林抵減項目的參與作為CCX抵減交易的重要組成部分

CCX的碳金融合約CFI(Chicago Financial Instrument)交易標的分為兩類,即交易所配額和可交易抵消信用。配額由交易所依據每個會員的減排基準和減排時間表配給,而可交易抵消信用則需要基于合格的碳抵減項目產生。

即使在2010年7月初,CCX的母公司被亞特蘭大的洲際交易所以6.22億美元的價格收購后[7],2011年芝加哥氣候交易所宣布在業已達成的議定書基礎上推出了芝加哥氣候交換抵減登記項目[8]。森林碳匯抵減項目的參與需要得到CCX抵減委員會或CCX森林委員會的批準[9],顯示出CCX對森林碳匯參與溫室氣體減排的重視,以及未來利用森林對溫室氣體的吸收作用作為履行溫室減排承諾的功能將得到充分挖掘。

在經CCX批準有審核驗證資格的49家公司中,在10個不同類型抵減項目的審核上各有專長,其中12家公司有森林碳匯抵減項目的審核和驗證資格,它們是:環境服務公司、第一環境公司、拉森和麥高文公司、美國全國衛生基金國際、雨林聯盟公司、作物保險、環保服務公司、科學認證體系、德克薩斯森林服務、戴維樹木(即城市林業研究所)、南德意志工業服務有限公司、溫洛克國際[10]。

其中有兩家中國公司獲得認證資格,即中環聯合認證中心——環保部環境認證中心和中國質量認證中心。這兩家機構均可從事能源效率和新能源項目的認證和審核,而且中環聯合認證中心還可以進行煤礦瓦斯收集和燃燒項目的認證和審核,但是這兩家中國機構均未獲得森林抵減項目的認證資格[10]。

(四)可獲得排放額度的森林項目類型

CCX設計的以森林參與的交易機制為林地所有人創造了新的收入來源,并可對實施了良好可持續森林管理行為實行獎勵,從而達到改善環境質量的目的。CCX開發了簡潔的標準化的碳金融工具合約,服務于通過森林以實現溫室氣體減排的項目。與森林相關的三類項目可獲得CCX簽發的CFI,即造林項目、可持續性森林管理項目和森林保護項目;對于該三類項目的交易分別受到三大法規,即《CCX造林項目議定書》、《CCX長期木制品碳計量議定書》、《CCX可持續性森林管理議定書》的約束和管轄。

(五)獨特的林產品碳匯報告制度

CCX針對森林伐材在使用過程中碳匯損耗隨時間變化的現象,對其碳匯損耗的計算和分配進行了嚴格的規定。管轄方式根據成員的類型差異而略有不同,第一類是林木產品的生產和銷售型成員,第二類是參與CCX市場交易的碳抵減額度供應集團型成員。對于前者在銷售產品的同時就將林木產品基于碳匯的權利一并轉移給了消費方,消費方對于林木產品的消費方式負有報告的責任,根據產品消費方式差異計算所得的排放額度歸消費方所有;對于后者,碳抵減額度供應商對林木產品的消費方式負有跟蹤和定期報告的責任,并且享有林木產品碳匯抵減所產生的相應排放額度[11]??偛课挥诿绹纱竽弥荼扔忍氐膰姨嫉譁p聯盟作為CCX最大的一家碳抵減額度供應集團匯集了美國7家非盈利性機構,在過去的時間內其廣泛參與了CCX溫室氣體抵減的市場化交易[12]。

第一類參與CCX市場交易的林木產品生產和銷售型成員需要對以下產品定期進行碳匯狀況報告,內容包括軟木木材、單層板材、集成板材、木質接頭、硬質木材、軟木膠合板、歐松板、非結構板(包括硬木貼面膠合板、刨花板、中密度纖維板、硬紙板絕緣板、紙)。

(六)森林抵減項目的風險防范

參與交易的抵減項目在每年獲審核驗證的額度中需要留存20%的額度加入森林碳儲備庫賬戶中,以便當項目遭遇巨大災害時,可以使用其在森林碳儲備庫中留存的森林碳信用額度來彌補所承諾的交易量之不足,最大使用額度為當年森林項目審核后的賬戶最大余額。

四、CCX交易近況回顧及森林的參與

2009年森林碳匯項目的交易占芝加哥氣候交易所交易量的12.8%,列所有交易品種的第三位;交易量最大的兩類分別是農地碳匯和分配配額,各占抵減項目指標的38.14%和33.37%;其次,排名第四和第五的分別為占比達7.05%和6.43%的垃圾填埋和農業沼氣利用項目;交易加權價格最高為農業沼氣項目,達到122美元/CFI,最低價格是分配配額交易項目僅16美元/CFI;CCX全年交易項目共100個,交易總量達到40 543個CFI單位。

2010年,全年交易量達到604 113個CFI單位,是2009年的13.9倍,主要源于各類抵減項目在碳儲備庫賬戶中留存配額的集中上市交易,該部分投放到市場上的排放配額指標占比高達97%,導致市場價格急劇下降。盡管農業沼氣的交易加權價格較高,達到了436美元/CFI,但是交易量的占比僅為0.05%。交易量排名前兩位的為農地碳匯和垃圾填埋處理兩類,交易量分別達到了7 012個CFI單位和4 820個CFI單位。

2011年,58個項目共成交了8 070個CFI單位;分配配額和垃圾填埋的交易比例分別達到了74.94%和19.94%。加權平均交易價格最高的有機廢物處理項目,價格為275美元/CFI。

2012年,交易項目共17個,全年CFI交易總量達到10 553個單位,較2010年下降了98%,下降幅度巨大。煤礦瓦斯、能源效率、可再生能源的交易占比分別為59.16%、28.30%和12.32%。市場普遍出現價格凍結的跡象,加權交易價格僅為10美元/CFI。見表3。

自2009年起美國農地碳匯項目、森林碳匯項目和農業沼氣項目的交易占比急劇下降,分別從2009年的38.14%、12.8%和6.43%急劇下降至2010年的幾乎為0。2009年森林抵減項目24個,CIF交易量達到5 190單位,占比為12.8%,加權平均交易價格為0.76美元/CO2e 。隨之各項指標急劇下滑,2010年森林抵減項目17個,CIF交易量達到528單位,占比為0.09%,加權平均交易價格為0.97美元/CO2e。2011年森林抵減項目數降到10個,CIF交易量達到140單位,占比為1.73%,加權平均交易價格為1.51美元/CO2e;2012年該類交易完全終止。對于溫室氣體減排的各項政策和法規不明確,致使涉農和涉林項目的占比急劇萎縮。

CCX使用公式法和實地勘測法,按照其森林碳匯計量的不同劃分為10個區域,即康涅狄格州、特拉華州、馬薩諸塞州、馬里蘭州、緬因州、新罕布什爾州、新澤西州、紐約州、俄亥俄州、賓夕法尼亞州、羅得島州、西弗吉尼亞州、佛蒙特州為東北區;密歇根州、明尼蘇達州、威斯康辛州為北部大湖區;愛荷華州、伊利諾斯州、印第安納州、堪薩斯州、密蘇里州、內布拉斯加州、北達科他州、南達科他州為北部草原區;俄勒岡州、華盛頓州為西北部沿太平洋以東區;俄勒岡州、華盛頓州為西北部沿太平洋以西;加利福尼亞州為西南部沿太平洋;愛達荷州、蒙大拿州為落基山脈以北區;阿利桑那州、科羅拉多州、新墨西哥州、內華達州、猶他州、懷俄明州為落基山脈以南區;阿拉巴馬州、阿肯色州、肯塔基州、路易斯安那州、密西西比州、俄克拉荷馬州、田納西州、得克薩斯州為中南部區;佛羅里達州、喬治亞州、北卡羅來納州、南卡羅來納州、弗吉尼亞州為東南部區。

參與CCX交易的美國主要林產品生產商共六家,分別是:阿比堤紙業、國際紙業、卡爾波紙業、米德維實偉克公司、尼納紙業和大陸紙業。

CCX交易價格與其他碳交易市場如歐洲氣候交易所和區域溫室氣體倡議的交易價格相比,2005年CCX的交易量僅相當于歐洲氣候交易所的0.3%,盡管2009年該比例提高至0.9%,卻仍然不及區域溫室氣體倡議2009年交易量的8%;CCX交易所的價格就是在最高峰期間,其交易的價格均遠遠低于其他市場,尤其是在2010年后,CCX的交易價格急劇下跌至0.10美元/ CO2e,而同期歐洲氣候交易所及區域溫室氣體倡議下的交易價格分別為17美元/ CO2e和2.07美元/ CO2e。見表4。

美國農林抵減排放占碳排放的比例維持在14%左右。以1990年到2007年的美國溫室氣體排放的相關數據和農林作為碳吸收源的數據資料來看,農林項目吸收二氧化碳的比例一直在10%~15%左右波動,反映出農林的吸收二氧化碳的功能在美國的減排中占有比較重要的地位。森林碳吸收在其中更是占有相當的重要地位,除2000年該比例跌至7.3%外,其他年份的占比均在10%~13%間波動,即森林碳吸收在農林碳吸收中的作用一直比較明顯,故美國溫室氣體減排中森林對溫室氣體的吸收一直具有重要作用。見表5。

五、農林抵減項目在美國溫室減排中的發展趨勢及對我國的啟示

環境友好型、能源節約型、創新型的農林生產項目的普遍推進,對美國溫室氣體減排具有一定的貢獻,它是美國在開發和利用新清潔能源,提高傳統能源使用效率以應對全球溫室氣體減排的巨大壓力下,根據自身實際,對溫室氣體減排作出的制度性創新,該制度性安排有可能深入地影響到未來全球層面溫室氣體減排的制度設計[14]。美國向來以國內法的實施作為全球化推進的制度預演,從而為自身在未來氣候談判中或環境合作中獲得相應的領導地位做前期的實驗和制度預演。故研究美國當前的氣候制度的更迭及其原因,美國國內制度的改革和優化過程的可操作性,其合理的合乎實際的機制安排,對于我國參與全球溫室氣體減排大國間的合作,理解和把握全球化下溫室氣體減排的國際合作機制具有深遠的意義。

(一)法律層面的可能性

根據美國國會研究院所公布的第110屆美國參眾兩院提請審議的與應對氣候變化相關的法案達16項之多[15],但是實際上到目前為止,任何一項法案均未獲得參眾兩院的一致通過而上升為國家法律,在美國區域和地方的溫室氣體減排實踐中,創新型排放空間的交易機制正陸續建立并不斷在實踐中完善??v觀2007年所提起審議的相關法案,研究發現,有多部法案涉及使用抵減項目應對溫室氣體減排,例如 2007年12月5日提起的《美國氣候安全法案》,這一“兩黨”法案以11票對8票的投票結果獲參議院環境和公共事務委員會通過并被提交至整個參議院,成為美國第一部在議會委員會層面得到通過的溫室氣體總量控制和排放交易法案[16]。該法案就碳捕獲及國內外抵減項目合計在交易中的最大占比設定為25%;《低碳經濟法案》對國內抵減項目使用比例無限制,但是從國際購買的抵減項目最大占比3%;《氣候責任和創新法案》對碳捕獲及國內外抵減交易合計占比限定為15%。故從法律層面上,美國的農林項目參與溫室氣體減排的抵減安排是有法律依據的,一旦法案通過則為農林抵減項目確定了合法的地位。見表6。

美國歷來鼓勵并實際大量使用原木在其建筑施工領域,其自身所生產的和進口的木材被制作成房屋,以及房屋中櫥柜、木門、家具、樓梯、柵欄等的比例相對較大,如果按照HWP 的碳抵減安排的設想,則其相對于其他國家和地區大量地使用木材作為薪材燃燒以及被加工成快速消耗的林產品而言,如紙張或紙板等,其國內碳元素明顯被儲存了下來,對于抵減其溫室氣體減排的效果將更明顯。

美國由于自身在森林管理上的認證優勢,現在全球的7家森林認證機構全部來自美國。這些機構將美國的林業生產管理體系以及林木產品的標示體系在全球推廣,在未來的森林碳匯交易中其森林管理認證體系上的優勢更加明顯。認證的過程就是將管理的理念和管理的模式及其森林管理的模式向世界其他國家和地區輸出的過程,這樣對于未來的森林碳匯的核算則不僅掌握了本國的資源狀況,也摸清了其他潛在競爭對手的狀況,在未來的談判中會處于明顯的優勢。

(三)對我國的啟示

我國正在開展的溫室氣體減排交易屬于自愿易,天津碳排放交易所就借鑒了美國CCX設計的原則和模式。我國作為發展中國家強調對自身發展的重要關注無可厚非,工業化進程的加速在未改變能源使用模式的條件下勢必帶來溫室氣體排放量的增加。由于我國在排放權交易制度上尚未引入強制性減排機制,故自愿減排交易對于減少溫室氣體排放的作用有限,而目前我國參與溫室減排交易的各方,基本上出于公益目的或提高企業的美譽度之需要,同時期待在參與交易過程中積累經驗,學習并掌握相關金融衍生品交易流程,屬于企業自我知識積累完善之需求。但是,基于對美國CCX交易體系運作和更迭的事實研究表明,沒有一個政府主導的強制性減排目標,即使制度設計得非常完美,其排放權自愿交易市場的減排作用和生命力也是極其有限的。如何使設計完美的交易制度發揮實際效果,我國政府需要在創建強制性碳交易市場方面更加積極主動,要迫使企業改進農林生產方式,優化農林生產過程中以及產出品的碳吸收能力;深入開展森林生態效益評估和森林碳匯的增匯、計量與監測工作;逐步建立和優化以科技應對全球氣候變化的關鍵技術的支撐體系,從而更好地為我國履行應對氣候變化的責任服務,爭取在關鍵領域擁有話語權和主導權。

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