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二氧化碳的排放問題范文1
汽車:一輛每年在城市中行程達到2萬千米的大排量汽車釋放的二氧化碳為2噸。發動機每燃燒1升燃料向大氣層釋放的二氧化碳為2.5千克。
人體:每人每天通過呼吸大約釋放1140克的二氧化碳。
植物:植物在白天吸收二氧化碳,夜晚釋放,因此植物的二氧化碳凈排放量為零。一棵中等大小的植物每年能吸收大約6千克的二氧化碳。
電腦:使用一年平均間接排放10.5千克二氧化碳。
鹵素燈泡:間接二氧化碳排放量年均10.8千克。
暖氣:使用煤油作為燃料的暖氣一年向大氣層排放的二氧化碳量為2400千克。使用天然氣的二氧化碳排放量為1900千克,電暖氣則只有600千克。
洗衣機:間接二氧化碳排放量年均7.75千克。
冰箱:間接二氧化碳排放量年均6.3千克。
電視:間接二氧化碳排放量年均1.7千克。
雞蛋:盡管雞蛋是天然食品,但為了使它能擺上餐桌,需要經過飼養、包裝和運輸等過程,均會排放出二氧化碳。
雞肉:生產雞肉過程中排放的溫室氣體是生產牛肉過程的4倍。
奶制品:奶制品的生產需要經過巴氏滅菌法消毒,這就需要在15秒內把牛奶加熱到72攝氏度。如果選擇高溫滅菌,則需要加熱到140攝氏度,耗時也更長。
進口水果:用飛機運輸1噸水果,飛行里程為1萬千米,排放的二氧化碳量為3.2噸。
冷凍食品:盡管生產糧食、蔬菜和水果的過程比生產肉類排放的二氧化碳少,但冷凍食品需要經過清潔、加熱、包裝和冷凍的過程,這都會造成二氧化碳的排放。
二氧化碳的排放問題范文2
碳捕捉,就是捕捉釋放到大氣中的二氧化碳,壓縮之后,壓回到枯竭的油田和天然氣領域或者其他安全的地下場所。
如今,全世界各個國家研究二氧化碳捕集和封存的技術方興未艾、如火如荼。但6月19日,美國國家研究委員會的一項獨立研究發出警告,二氧化碳的排放導致溫室效應,被認為是引發全球變暖的一大重要原因,(CCS)有可能誘發更大的地震。
碳捕集與封存
(CCS)是指將大型發電廠、鋼鐵廠、化工廠等排放源產生的二氧化碳收集起來,并用各種方法儲存以避免其排放到大氣中的一種技術。 CCS技術包括二氧化碳捕集、運輸以及封存三個環節,它可以使單位發電碳排放減少85%-90%。
這項技術的研究可以追溯至1975年,當時的美國將二氧化碳注入地下以提高石油開采率,但將它作為一項存儲二氧化碳以減少溫室氣體排放的環保工程,則開始于1989年的麻省理工大學,直至近年來,這項技術得到更多的重視和研究,它被認為是一種可以減少空氣中二氧化碳濃度的方法。目前,據專家介紹,從技術層面來說,應用于碳的捕集、運輸以及封存的各項技術其實都是已有的、成熟的,只不過在此前并未應用于CCS方向,問題主要存在于現有發電廠的改造以及新建發電廠的技術和資金投入。
二氧化碳的捕集方式主要有三種:燃燒前捕集(Pre-combustion)、富氧燃燒(Oxy-fuel combustion)和燃燒后捕集(Post-combustion)。無論哪種捕集方法,簡而言之是將燃煤發電廠產生的氣體收集起來,經過脫硫、氮氧化物等等制備后,將二氧化碳分離并收集起來。
二氧化碳運輸,捕集到的二氧化碳必須運輸到合適的地點進行封存,可以使用汽車、火車、輪船以及管道來進行運輸。一般說來,管道是最經濟的運輸方式。 2008年,美國約有 5800千米的二氧化碳管道,這些管道大都用以將二氧化碳運輸到油田,注入地下油層以提高石油采收率(Enhanced Oil Recovery,EOR)。
“捉拿”技術各顯千秋
2010年7月,由我國安徽理工大學張明旭教授帶領的科研團隊在實驗室小試裝置成功的基礎上,自行設計和建造的利用稀氨水捕集二氧化碳中試裝置在安徽淮化集團實現連續運轉,并順利生產出了首批合格的碳酸氫銨產品。該裝置具有常溫、常壓、一次吸收和反應、能耗低、工藝簡單、安全穩定等顯著特點。該裝置通過氨法對煙道氣中的二氧化碳進行捕集和吸收,每小時可處理煙道氣1000立方米左右,煙道氣中的二氧化碳脫除效率達80%以上,減排二氧化碳超過110立方米(煙道氣中二氧化碳濃度按13%計算)以上,每小時可生產碳酸氫銨肥料270公斤左右。該技術的研究開發既可以減少二氧化碳排放,保護環境,又可使污染物變廢為寶。
今年2月,美國一個研究團隊發現一種具有八角形孔窗的天然沸石尤其擅長捕捉二氧化碳的行蹤,在效率和經濟上遠勝于目前的工業洗滌器。沸石是一種礦石,其晶格中存在很多大小均一的通道和空腔,一克沸石孔穴和通道的內表面積可達500平方米到1000平方米,這種沸石每立方厘米的小孔足可吸附0.31克的二氧化碳。由此可以吸取或過濾大小不同的分子,并可重復使用幾百次,是過濾、擦洗含許多雜質氣體的混合氣體中有害分子的理想選擇,也在化學工業中被廣泛應用于催化劑和過濾器。
挪威在5月份,啟用了世界上規模最大的碳捕獲和儲存(CCS)技術發展設施。由挪威政府投資10億美元(約為63億元人民幣)資助的蒙斯塔德技術中心將測試兩種燃燒后碳捕獲技術,一種以胺為基礎,另外一種以冷凍的氨溶劑為基礎。該設施的獨特之處在于,它可以測試來自附近兩個地點的廢氣——一個280兆瓦的熱電聯產工廠和每年產生1000萬噸排放的蒙斯塔德煉油廠。它們制造的煙氣里二氧化碳的含量各不同,分別約為3.5%和13%。
6月份,英國研究人員研發出一種新型多孔材料,這種材料中的孔洞就像一個個“籠子”。諾丁漢大學等機構研究人員在英國《自然?材料》雜志上報告說,這是一種名為NOTT-202a的新材料。如果把空氣壓入這種多孔材料之中,大部分氣體如氮氣、氧氣、氫氣和甲烷等隨后可以從“籠子”中出來,唯獨二氧化碳會被留下,鎖在“籠子”中。
碳捕的爭議
二氧化碳的排放導致溫室效應,被認為是引發全球變暖的一大重要原因。6月19日,美國國家研究委員會的一項獨立研究發出警告,二氧化碳捕獲與封存(CCS)風險太大,地下封存有可能誘發更大的地震。該研究已發表在最新一期美國《國家科學院院刊》上。
地球物理和環境地球系統科學部門教授馬克和史蒂文?戈雷利克發表文章說:“將大量的二氧化碳注入大陸內部常見的脆性巖石當中會高概率地觸發地震。而且即使是小到中等規模的地震都會威脅到二氧化碳庫密封的完整性,在此背景下,大規模的實施CCS可能是一個具有高風險且不會顯著減少溫室氣體排放的戰略?!?/p>
美國國家研究委員會指出,CCS將涉及長時間注入地下最大量的流體,可能會導致更大的地震。CCS需要地下泄漏率每千年小于1%,以達到可再生能源相同的氣候效益。而近年來在美國注入到地下的污水已經與發生小到中級的地震有所關聯。理由之一是,早在1960年,科羅拉多州就有明顯例證;另外的例子出現在去年阿肯色州和俄亥俄州。如果試圖將二氧化碳封存地層數百年到數千萬年,引發類似規模的地震可能性將相當大。
環保組織地球之友的一份報告指出:以英國為中心的碳抵消行業有著數十億美元的交易量,但這個行業并沒有起到降低全球溫室氣體排放的作用。碳抵消計劃的問題在于,它減少的溫室氣體比科學家所說的避免災難性氣候變化所需的量要小的多。如果是這樣的話,抵消計劃就不可能夠推行,也不能夠計算清楚一項計劃究竟能夠減少多少碳排放。
二氧化碳的排放問題范文3
【關鍵詞】二氧化碳;科學視野;學習興趣
初中化學新課標指出:在化學教學中,通過幫助學生了解化學制品對人類健康的影響,懂得運用化學知識和方法治理環境,合理地開發和利用化學資源,逐步學會從化學的角度認識自然與環境的關系,分析有關的社會現象。
本文以二氧化碳一節內容的學習為例,在講授完畢本節內容后,教師可以設置問題或布置任務:如果二氧化碳過度排放,將對人類產生什么危害呢?人類又將如何應對呢?由此引導學生深入思考。然后老師可以依據調研情況向學生說明:空氣中大量排放的二氧化碳導致地表溫度上升、冰川溶化、海平面上升、給人類帶來災難。盡管目前還無法科學計量,但確有跡象表明CO2所引起的氣候變化是很顯著的。控制減少大氣中二氧化碳的含量已引起全世界科學家的重視,在努力尋找轉化的方法,以保護環境。那么如何做到CO2的減排、封存和利用呢。在此可以向學生講授當今二氧化碳處理利用的現狀,以達到拓展學生科學視野、激發學習興趣、提高環保意識的目的。
1.生物技術
利用光合作用吸收儲存二氧化碳,是控制二氧化碳最直接、副作用最小的方法。減少大氣中二氧化碳含量最簡單的辦法就是植樹造林,也是最廉價的解決方案。樹木在生長的過程中從空氣吸收二氧化碳,放出氧氣,以木材的形式存儲碳。據估計,全世界森林中總共存儲著近1萬億噸碳。然而,利用植物光合作用降低二氧化碳的效率很低,因為需要大量的土地來植樹或農作物。據計算,要平衡目前全球二氧化碳排放值,人們必須每年種植相當于整個印度國土那么大面積的森林,顯然這是不可能的。但生物吸收二氧化碳的方法并非窮途末路,研究發現海洋生物吸收二氧化碳的潛力巨大。日本科學家已經篩選出幾種能在高濃度二氧化碳下繁殖的海藻并計劃在太平洋海岸進行繁殖,以吸收附近工業區排出的二氧化碳。美國一些研究人員以加州巨藻為載體,繁殖一種可吸收二氧化碳的鈣質海藻,形成碳酸鈣沉入海底,騰出的巨藻表面可供繼續繁殖。
2.能源革新
二氧化碳的排放在很大程度上取決于為獲得能量而進行的礦物燃料燃燒,因此改革能源形式或能量來源稱為減少二氧化碳排放的一個突破口,這也符合污染控制的原則,從源頭上控制二氧化碳的生產。
(1)燃料脫碳:即以含碳量較低的燃料(如石油和天然氣)或無碳燃料(如氫氣)取代含碳量較高的燃料(如煤),使得每單位能耗量的平均二氧化碳排放量減少。20世紀80年代美國化工界就提出將煤、生物體等不清潔燃料與氫氣反應生成甲烷、一氧化碳、氫以及固態焦炭等,再將甲烷高溫分解成氫,一氧化碳以及固體炭黑,然后氫與一氧化碳合成甲醇,未反應的氫與一氧化碳作為原料循環使用。
(2)燃料電池:即以電化學氧化產生電力,直接將化學能轉化為電能,燃燒效率達到40%-60%(與之相比火力發電的效率僅為30%左右),大幅節約了初級能源,避免了大量污染。重要的是,燃料電池是以氫為燃料的,燃燒產物是水,既解決了能源產生和輸送,又避免了環境污染。
3.二氧化碳的收集
二氧化碳的人為排放源主要有汽車、工廠等。然而在眾多汽車上安裝收集二氧化碳的設備不現實,目前把收集二氧化碳的工作重點放在了以燃燒礦物燃料為主的發電廠上,這些發電廠的二氧化碳排放量大約占全世界二氧化碳排放量的1/4。在吸收塔中二氧化碳與醇胺接觸發生反應,釋放出濃縮的二氧化碳,并還原成化學吸收劑。另外,比較理想的辦法是將收集到的二氧化碳輸送到地下或海洋深處埋藏起來。石油開采行業中有些油田為了增加留在地層孔隙中難以開采的石油產量,向地下注入壓縮二氧化碳,以增大地下壓力,增強原油流動性,提高原油的采收率。目前,美國每年有近百個油田為提高原油產量向地下注入500萬噸左右的二氧化碳。盡管封閉的地質結構是人們最理想的二氧化碳儲存之處,但是一些科學家指出,深海才是未來溫室氣體最大的潛在儲存庫。海洋表面每天都要吸收2000萬噸的二氧化碳。據估計,以海水溶解方式總共儲有46萬億噸二氧化碳,但其容量還要大很多。因此即使人類向海洋加入兩倍前工業時代大氣濃度的二氧化碳,海洋的碳含量的變化也不超過2%。而且,通過自然過程,排放到大氣中的二氧化碳早晚也會轉移到海洋中。
4.二氧化碳的資源化利用
二氧化碳作為新的碳源,開發綠色合成工藝已引起普遍關注。綜合利用二氧化碳并使之轉化為附加值較高的化工產品,不僅為碳一化工提供了廉價易得的原料,開辟了一條極為重要的非石油原料化學工業路線,而且在減輕全球溫室效應方面也具有重要的生態與社會意義。隨著人們對二氧化碳性質的深入了解,以及化工原料的改革,二氧化碳作為一種潛在的碳資源,越來越受到人們的重視,應用領域將得到有效開發。
【參考文獻】
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【作者簡介】
二氧化碳的排放問題范文4
為什么要發射嗅碳衛星
嗅碳衛星是人造地球衛星中專門測量地球二氧化碳濃度的衛星。嗅碳衛星對二氧化碳濃度的測量精度能夠達到百萬分之一,是人們掌握高精度二氧化碳測量數據的得力“助手”。借助衛星上攜帶的光譜儀等儀器,科學家們可以動態測量大氣中不同來源的二氧化碳,監測海洋和森林等對二氧化碳的吸附情況。
為何要通過衛星來追蹤二氧化碳?人類目前每年因使用礦物燃料向地球大氣中排放的二氧化碳超過300億噸,生物燃料、森林火災以及農業焚燒等行為每年共排放二氧化碳達55億噸。過去50年來,人類活動已導致大氣中的二氧化碳水平升高了近20%??茖W界認為,人類活動使自然界的碳循環失衡,以二氧化碳為主的溫室氣體是導致全球氣候變暖的主要因素。因此,全球二氧化碳排放亟須更精確的監測研究。
目前,人類對二氧化碳掌握的知識體系還不健全,還有許多疑問待解決,例如,二氧化碳聚集在哪個區域、哪個大氣層及其在大氣中的運動和分布律;溫度怎樣影響二氧化碳運動;自然界天然排放的二氧化碳所占比例是多少,這一比例如何變化以及海洋系統如何吸附二氧化碳;這些都能夠由嗅碳衛星的數據進一步證實。所以,通過嗅碳衛星來掌握二氧化碳在各地區的循環和分布情況是研究氣候變化的一條捷徑。
嗅碳衛星如何“嗅碳”
我國研制的這顆嗅碳衛星,搭載了一臺高光譜與高空間分辨率二氧化碳探測儀。這臺探測儀的工作原理是,在可見光和近紅外譜段,利用分子吸收譜線探測二氧化碳濃度。簡單來說,就是通過看“顏色”來識別二氧化碳氣體。因為太陽光經過空氣時,二氧化碳分子對許多精細的顏色有不同程度的吸收,嗅碳衛星通過精細測量其光譜吸收線,可以通過光學儀器對這些色彩進行非常精準的測算,從而能反向推算出二氧化碳分子數量,最終得知大氣中的二氧化碳濃度。
中國的嗅碳衛星
具有哪些先進技術
盡管中國的嗅碳衛星是個只有幾百千克重的小衛星,卻有著許多“高精尖”技術。
1.極高的靈敏度
二氧化碳濃度變化很快,但從數字上看,平均每年也只是在零點幾個ppm到1個ppm之間變化,想把信號探測出來,儀器靈敏度不高的話,只能作罷。中國的嗅碳衛星上裝著一個靈敏度很高的二氧化碳探測儀。幾十納米的帶寬上,人眼看是一個顏色,而通過二氧化碳探測儀的2000多個通道,可以將這些微小差異的顏色區分開來,可以發現1~4個ppm二氧化碳濃度的變化,這不亞于美國OCO-2的水平。它是嗅碳衛星搭載的主載荷,可通過獲取高精度的大氣吸收光譜,應用反演算法計算出二氧化碳的濃度。此外,中國嗅碳衛星上還有一個連美國OCO-2衛星上都沒有的云和氣溶膠探測儀,它可以測量云、大氣顆粒物等輔助信息,為精確反演二氧化碳濃度排除干擾因素,還可為研究PM2.5等大氣污染成因提供重要數據支撐。
2.繪制覆蓋全球的二氧化碳監測圖
有了嗅碳衛星,如何算出全球范圍內的二氧化碳排放也是個難題。全球范圍內二氧化碳的流動情況是怎么樣的?它是從哪里排放出來的,又在哪里被植被、海洋等吸收?這就需要把嗅碳衛星獲得的二氧化碳遙感濃度,嵌套進大氣二氧化碳傳播模型中。我國科學家已攻破了這方面的難題。
3.復雜的反演驗證系統
反演驗證系統是獲取衛星數據后通過模型反算出二氧化碳濃度,這也是技術難點。以往氣象衛星所涉及到的反演問題,大多集中在紅外和微波譜段,而嗅碳衛星所涉及到的是可見光和近紅外譜段的反演問題,機理不同,難度加大。我國集中國內優勢力量聯合攻關,終于成功填補了國內有關技術空白。
4.穩定的舞步
嗅碳衛星只有一只“眼睛”,它需要不停轉換角度來完成對不同方向的觀測。所以衛星要不斷地調整姿態,就像跳優美的華爾茲。這種沒完沒了、靈活多變的觀測模式是衛星領域科學家最忌諱的――畢竟是在太空,沒有任何著力點,要是翻過去翻不回來了怎么辦?為了特定的科學目標,我國科學家解決了嗅碳衛星在天上不斷“做動作”的難題。
相關鏈接
“嗅碳”家族三成員
由于技術難度極高,目前世界上僅有3顆嗅碳衛星在太空中工作,分別是觀測大氣中二氧化碳和甲烷等濃度的日本“呼吸”號、專門測量大氣中二氧化碳濃度的美國“軌道碳觀測者”2號以及我國新發射的首顆嗅碳衛星。
二氧化碳的排放問題范文5
[關鍵詞]旅游業;能源需求;二氧化碳排放;研究進展
[中圖分類號]F59
[文獻標識碼]A
[文章編號]1002-5006(2013)07-0064-09
引言
旅游業作為世界第一大經濟產業,每年國際旅游的人數約占全球總人口的1/6,如此龐大規模的人口“遷徙”對氣候、環境造成了實質性的影響,引起相關國際機構和學界的廣泛關注。第一屆全球氣候變化與旅游國際會議后,聯合國政府間氣候變化委員會(IPcc)、世界氣象組織(uNwM0)、世界旅游組織(uNwTO)等國際組織及其他研究機構達成共識:旅游業是能源消費的主要領域之一和溫室氣體排放的主要來源之一。旅游業能源需求和二氧化碳排放成為近5年來旅游研究的熱點。我國該方面研究起步較晚,2008年“旅游業節能減排”字樣首次出現在政府文件中,目前仍處于探索性研究階段。本文系統地對國內外旅游業能源需求和二氧化碳排放研究進行了回顧,以期通過國內外研究進展的對比分析,為下一階段我國旅游業能源需求和二氧化碳排放研究提供思路,為我國旅游業節能減排工作提供科學借鑒與參考。
1、國外旅游業能源需求與二氧化碳排放研究進展
旅游業能源需求與二氧化碳排放問題的實質是旅游環境影響以及氣候變化與旅游相互影響問題的延伸,國外該方面研究開展得很早,可追溯到20世紀中葉。通過對國外相關研究文獻的整理與分析,國外研究主要集中在旅游業能源需求與二氧化碳排放的結構與途徑,旅游業能源需求與二氧化碳排放量的定量測算、預測及旅游業節能減排措施等4個方面。其中,旅游業能源需求與二氧化碳排放量的測算是研究的重點。
1.1 旅游業能源需求與二氧化碳排放的途徑與結構
厘清旅游業能源需求與二氧化碳排放途徑是旅游業減緩溫室氣體排放工作的首要前提。由于旅游業產業關聯性高、產業鏈長,旅游活動靈活多樣,旅游業能源需求與二氧化碳排放途徑復雜且多元。盡管如此,國外相關研究較為一致地認為旅游業能源需求與二氧化碳排放主要集中在旅游交通(特別是國際長途旅游飛行)和在目的地為游客提供舒適的設施等。由于國家發展水平和旅游業發展階段不同,各國旅游業能耗需求與二氧化碳排放的途徑和比例結構有所差異,但旅游交通始終是各國旅游業能源需求與排放的重頭(表1)。旅游業所需的能源主要來自化石燃料中的石油。2006年,石油提供了全球40%的能源需求和90%的交通需求;未來15年,因交通和旅游業發展,石油占全球能源的比例將達60%。約曼等(Yeoman,et al.)在分析了全球經濟、石油替代能源生產及全球可持續發展需求等形勢后,認為隨著石油供應量的衰減及價格上漲,長期來看,將對蘇格蘭旅游業產生顛覆式的影響。而在發展中國家的鄉村地區,生物質特別是木材是主要的能源來源。尼泊爾安那波那保護區的住宿業每年要消耗掉3600噸薪材和近47.5萬升煤油。聯合國環境署和經合組織共同推出的一份最新報告顯示,在旅游業導致的二氧化碳排放中,航空占40%,汽車占32%,住宿占21%,剩下的7%分別被旅游活動(4%)和其他交通方式(3%)所排放。世界旅游組織研究報告顯示,2005年全球旅游交通和住宿業的二氧化碳排放總量分別為1192百萬噸和284百萬噸,占旅游業二氧化碳排放總量的比重分別約為63%和15%;其中,航空二氧化碳排放量為640百萬噸,占旅游交通排放的53.69%。高斯林(Gtissling)從能源需求、土地利用與覆被變化、物種多樣性等5個方面研究了全球旅游業的環境影響,結果表明,2001年全球旅游業因交通產生的耗能約為13223皮焦,占總能耗的94%;排放二氧化碳當量為1263百萬噸,占總排放的90.28%。住宿業能耗為508皮焦,占總能耗的3.5%;排放二氧化碳當量80.5百萬噸,占總排放的5.75%。剩下的為旅游活動所消耗和排放。貝肯等(Becken,et al.)用實證研究法對新西蘭旅游吸引物和旅游活動的能源消耗模式進行研究,發現旅游交通能耗占總能耗的65%~73%。
1.2 旅游業能源需求與二氧化碳排放的定量測算
旅游業能源需求與二氧化碳排放量的定量測算是最基礎但又最核心的研究內容,是旅游業應對氣候變化、制定節能減排措施的科學基礎與前提。旅游業的能源需求與排放涉及眾多行業和部門,包含直接和間接的能耗與排放,加上旅游業統計數據缺乏這一現實,旅游業能源需求與二氧化碳排放的定量測算是一個世界性的難題,是該領域研究的重點。
1.2.1 測算方法
從全球來看,目前尚沒有系統的關于旅游業能源消耗和二氧化碳排放量估算的方法。文獻研究顯示,目前最常用測算方法主要有兩種(表2),一種是借用全球氣候變化和可持續發展研究領域常用的碳足跡法(carbonfootprint approach)和生態足跡法(ecological footprint approach);另一種是“自下而上法(bottom-up approach)”,即直接計算旅游業各環節的能耗與排放,最終求得整個產業的能耗與排放數據。
(1)碳足跡是指企業機構、活動、產品或個人通過交通運輸、食品生產和消費以及各類生產過程等引起的溫室氣體排放的集合。從其定義不難看出,碳足跡法是對生產和消費全過程、直接和間接排放碳當量的追蹤,甚至不考慮碳發生的區域。澳大利亞資源能源旅游部從生產和消費兩個方面,運用碳足跡法估算了澳大利亞旅游業的溫室氣體排放。結果表明,2003~2004年間,澳大利亞旅游業碳足跡為1.15億噸。洛克等(Loke,et al.)利用碳足跡法研究了夏威夷能源需求與旅客數量急劇增加以及旅游者國別多樣化的關系,發現旅游者能耗占夏威夷總能耗的比重平均為60%;且國外游客比例越大,能耗需求也越大。
(2)生態足跡是指維持一個人、地區、國家或者全球的生存所需要的以及能夠吸納人類所排放的廢物、具有生態生產力的地域面積。旅游生態足跡即指維持旅游活動所需要的以及能夠吸納因旅游而排放的廢物、具有生態生產力的地域面積,其實質是一定區域內旅游活動對生態影響的一種定量測度。亨特(Hunter)認為,生態足跡法對理解旅游的環境影響具有實際意義,并且將被作為一項重要的旅游可持續發展的環境指標廣泛采用。羅伯特等(Roberto,et al.)采用生態足跡法,結合蘭薩羅特島旅行推斷模型,計算蘭薩羅特島公路旅游交通使用量及其對未來旅游業發展的影響。研究結果表明,蘭薩羅特島上的旅游交通主要是依賴于私家車,在接下來的10年里,公路旅游交通量還將持續增長,并達到飽和,蘭薩羅特島旅游交通在旅游生態足跡中所占的比重將會增大。
(3)“自下而上”法是從到達目的地游客的數據分析人手,向上逐級統計能耗與排放量。這種方法有兩個特點,一是邏輯算法簡單,但實際操作難度很大,既要求研究區域旅游業統計資料完備,同時還需要海量的實地調研數據;二是遺漏大部分旅游業間接的能耗與排放,導致估算結果總體偏小。但盡管如此,在實際研究工作中,自下而上法被采用得最多。前述的幾項關于全球旅游業能耗與排放的估算研究,其思路都暗含著自下而上法的運算邏輯。貝肯等采用“自下而上”法分析新西蘭南島西部海岸旅游者不同行為引致的能源消耗。研究結果表明,國際游客的能源消費總量是新西蘭國內游客的4倍?;粢撂氐龋℉owitt,et al.)采用“自下而上”法發現2007年單次往返于新西蘭的國際郵輪游客碳排放量范圍為250~2200克/人·公里,每位旅客在郵輪上的住宿所需的平均能耗約為1600百萬焦/晚,比陸地上的一般酒店能耗要高出12倍。
1.2.2 測算內容
據文獻整理研究,當前國外旅游業能源需求與二氧化碳排放的定量測算主要包含兩方面內容。一是對總量的定量測算。高斯林估算2001年全球旅游業共消耗能源14080皮焦,排放二氧化碳當量1399百萬噸。皮特爾斯等(Peeters,et al.)的測算表明旅游業導致了全球4.4%的二氧化碳排放。世界旅游組織和其他相關機構的一份聯合報告指出,2005年全球旅游業排放的二氧化碳約占全球二氧化碳排放總量的5%,該排放量所造成的影響,大約可以達到全球溫室效應的14%。江南等(Konan,et al.)的測算顯示,夏威夷旅游業的能源消耗占全州總能耗的60%。澳大利亞資源能源旅游部估算2004年澳大利亞旅游溫室氣體直接排放為470萬噸,間接排放為2810萬噸。尼泊爾(Nepal)測算了尼泊爾安那波那保護區鄉村旅游的能源消耗,結果表明住宿業每年約消耗3600噸薪材和47.5萬升煤油。二是對一些關鍵參數的定量測算,如交通工具、住宿方式、旅游活動的單位旅游能耗和排放強度。相關研究較多,并注意到了國別之間的差異。比如乘飛機旅行單位能耗為2.0百萬焦/人·公里,排放二氧化碳396克/人·公里;乘汽車旅行單位能耗為1.8百萬焦/人·公里,排放二氧化碳132克/人·公里;新西蘭酒店單位能耗為155百萬焦/床·晚,馬略卡島為51百萬焦/床·晚,桑給巴爾為256百萬焦/床·晚;新西蘭直升機滑雪單位能耗1300百萬焦/游客,潛水800百萬焦/游客,博物館參觀10百萬焦/游客;往返于新西蘭國際郵輪旅游者平均碳排放為390克/人·公里等。
1.3 旅游業能源需求與二氧化碳排放的預測及情景分析
研究旅游業能源需求與二氧化碳排放是為了把握未來的趨勢與動態,因此,許多專家學者對其預測及情景分析作了研究,以期能夠為有針對性的節能減排措施提供具體可靠的科學依據。世界旅游組織研究報告預測,以2005年為基準,在2035年以前,來自旅游業的二氧化碳排放將以2.5%的年均速度增長;其中住宿業二氧化碳排放的年均增速為3.2%。而皮特爾斯等的預計比世界旅游組織的預計高0.7個百分點,即2035年之前全球旅游業二氧化碳排放將以每年3.2%的增長率增加。杜波依斯等(Dubois,et al.)用敏感度分析法,以2000年為基準,預計按照當前旅游業增長趨勢,到2050年法國旅游休閑業溫室氣體排放將增加90%。
1.4 旅游業節能減排的措施研究
節能減排措施是旅游業能源需求與二氧化碳排放的最終落腳點。從國外研究進展看,目前已基本形成體系化的節能減排措施。世界旅游組織從旅游行業角度分別就政府、旅游企業及旅游者提出了比較系統的節能減排政策措施,同時還對交通、建筑、裝備制造等相關領域的節能減排提出了具體對策及技術途徑。理查德(Richard)利用仿真模型分析碳稅對國際旅游的影響,指出如果全球按1000美元/噸征收碳稅,則乘飛機的國際旅游將減少0.8%,相對應可減排二氧化碳0.9%。貝肯等研究表明,坐落在世界遺產拉明頓國家公園的生態客棧采取綠色全球21環境認證計劃,成功認證后,每年能耗大幅減低,二氧化碳排放每年減少189噸,節約15000澳元。除了政策或有關技術手段外,旅游者行為方式的選擇也是旅游業節能減排的重要方面。貝肯等研究發現,無論在國際旅游者還是國內旅游者能耗賬單中,交通始終占據主導地位,因此改變旅行方式能夠有效影響旅游者的能源需求。巴克利(Buckley)認為,“慢旅游”是一種有效的降低碳排放的旅游方式,它是指反對乘坐飛機等快速交通工具的旅游,更重視游的過程,強調旅游的過程和目的地同樣重要?!奥糜巍北貙l展成為一種未來旅游的流行方式。
2、我國旅游業能源需求與二氧化碳排放研究進展
我國旅游業能源需求與二氧化碳排放研究起步較晚,目前仍處于探索性研究階段。文獻資料研究表明,國內研究主要集中在旅游業能源需求與二氧化碳排放量的測算和旅游業節能減排的對策措施方面。
2.1 旅游業能源需求與二氧化碳排放的測算研究
我國旅游業能源需求與二氧化碳排放的測算研究涉及全國、省域/地區及產品層面。全國層面,石培華等首次系統地估算了全國旅游業的能耗與排放,結果表明,2008年我國旅游業消耗能源為428.3皮焦,排放二氧化碳51.34百萬噸L25 2。省域/地區層面,陶玉國等估算了2009年江蘇省旅游業直接的能耗和二氧化碳排放量,分別為32.56皮焦和3.7百萬噸,占江蘇能源總消耗量和碳排放總量的比例分別為0.53%和0.56%,旅游交通、住宿業和旅游活動占旅游能耗的比例分別為70.91%、17.32%和11.76%。章錦河等分別對四川省九寨溝、鄂西、湖南和江西等地旅游生態足跡、碳足跡進行了測算。另外,郭等(Kuo,et al.)對我國臺灣地區澎湖列島旅游業能耗與二氧化碳排放進行了測算,結果表明,每年澎湖列島旅游業消耗能源795.96百萬焦,排放二氧化碳5.05千克;其中,旅游交通能耗4.95×108百萬焦,排放二氧化碳3.38×108克,住宿業能耗為1.17×108百萬焦,排放二氧化碳8.56×108克,旅游活動耗能1.24×108百萬焦,排放二氧化碳7.71×108克。林(Lin)對臺灣地區墾丁等5個國家公園旅游交通的二氧化碳排放進行了研究,結果表明,近8年旅游交通的二氧化碳排放量在增加,5個國家公園平均每年排放二氧化碳16.1萬噸。產品層面,等以云南旅游市場最具代表性的香格里拉“八日游”系列產品為例,從生態足跡角度對該線路產品的生態效率進行了計算和分析。
2.2 旅游業節能減排的對策與措施
國內旅游業節能減排工作實踐最早從要素部門開始,從生態景區、循環景區到綠色飯店、綠色交通。對策與措施的研究緊跟實踐步伐,并最終拓展至旅游城市(圈)、全行業。章錦河以九寨溝和黃山兩個國內知名的生態型景區為例,以旅游廢棄物為手段定量測度旅游業能源需求與排放對生態的影響,認為合理控制游客規模、縮短旅行距離、減少乘飛機出游等是旅游業節能減排和建設生態型景區的有效舉措。王輝等提出要借鑒臺灣坪林地區的措施,給每個海島型景區設置一個“碳減量計數器”,以此增強游客節能降耗意識并約束自身的旅游行為方式,從而有效降低旅游活動的能耗與排放。李萍就酒店行業的節能減排,從發展理念、能源管理、引導消費觀到政策和制度保障提出了一系列具體的對策與建議。林研究了1999~2006年臺灣地區5個國家公園旅游交通的二氧化碳排放,提出政府可以通過提升管理效率,運用價格杠桿等降低碳排放,同時通過就近旅游、提高交通荷載、使用清潔能源及其他技術措施來降低旅游二氧化碳排放。蔡萌等從低碳旅游發展導則、低碳旅游設施、低碳旅游吸引物、低碳旅游體驗環境和低碳旅游消費方式等5個方面構建了低碳旅游城市模型,提出規范發展、互動發展、示范發展等城市旅游低碳發展的戰略舉措。萬幼清認為武漢城市圈旅游業節能減排需要提升綠化措施、優化綠地布局、加強水域生態保護。石培華等系統整理了旅游業各要素、各領域節能減排的技術手段、運行模式和制度安排。
近3年來,作為旅游業節能減排實現方式的低碳旅游,成為旅游學術界的研究熱點。在中國知網,以“低碳旅游”為主題或關鍵詞檢索,共得到有效文獻297篇。文獻數量統計表明,2011年共發表137篇,占全部文獻的46.13%;2010年和2012年各79篇,各占26.60%;2009年僅有2篇,占0.67%。而近300篇文獻中,僅有17篇(5.72%)發表在核心期刊,一定程度上表明研究的深度有限。研究內容主要集中在概念、內涵及特征研究,低碳旅游發展案例介紹,發展模式及實現的路徑、建議等。
3、國內外研究總結與對比
3.1 總結
整體而言,國外旅游業能源需求與二氧化碳排放研究主要在3個方面取得了進展:1)識別了旅游業能耗、排放的重點領域及結構;在旅游業能源消耗與二氧化碳排放的定量估算研究與情景分析方面形成初步結論。2)對各類型交通方式、住宿方式及旅游活動的單位能耗和二氧化碳排放等關鍵性參數有了一般性的認識,并識別了明顯的國別、地區及不同部門之間的差異。3)基本形成體系化的節能減排政策措施。但是,國外研究同時存在3個方面不足之處:1)雖然形成一些標志性成果,但總量不多,還沒有系統化和規?;难芯糠e淀;對旅游交通、住宿及旅游活動方式等單個領域和環節的實證研究多,地區性、全行業的系統研究較少。2)多是基于部分國家/地區的調查數據和經驗數據進行估算,尚沒有系統的估算方法和情景分析法。3)多以旅游發達國家或經濟發達國家為對象,針對發展中國家研究較少。
而從國內研究進展來看,主要有4個特征:1)起步晚,絕大多數研究是2009年之后開展的,且研究總量有限。2)現有的旅游業能耗及二氧化碳排放量的現狀估算研究更多地是參照國外已有研究的架構及經驗數據進行的,其中涉及的關鍵性數據如不同交通方式的能耗及排放參數等都是通過文獻研究得到的經驗數據,對我國的針對性和有效性不足。3)旅游業能源需求與二氧化碳排放的預測和情景分析至今仍是空白。4)旅游業節能減排對策與措施研究的科學支撐不足,宏觀對策多,具體的、有針對性的舉措少。
3.2 對比分析
主要從旅游業能源需求與二氧化碳排放的結構與途徑,旅游業能源需求與二氧化碳排放量的定量測算、預測及旅游業節能減排措施等4個方面進行對比分析(見表3)。
在旅游業能源需求與二氧化碳排放的結構與途徑研究上,國內外總體上是一致的,即重點都在旅游交通和住宿兩方面,但總量和結構有區別。總量上,從全球來看,旅游業能耗及排放占全球的比重在5%左右,而我國則不到1%,無論是全國層面還是省域層面。結構上,國外旅游交通能耗及排放明顯高于國內,旅游活動則相反,國內要高于國外,住宿業能耗及排放水平比較接近,可能和我國住宿業從學習國外而開端有關。定量測算方法上,國內幾乎完全借鑒國外研究方法,沒有開發出適合我國旅游業特色的方法;定量測算的廣度國內外比較接近,但深度上國外明顯深于國內。預測方面國內目前仍是空白。對策與措施方面,國外已基本形成體系化、宏觀與微觀相結合的對策措施,國內對策體系尚未形成,以宏觀對策居多。
4、研究啟示與展望
結合國外研究進展,針對國內研究現狀,未來國內旅游業能源需求與二氧化碳排放研究應重點關注以下3個方面內容:
4.1 加強旅游交通和住宿等重點領域能源需求與排放的定量實證研究
總體來看,我國旅游業能源需求與排放的研究存在現狀不清、總量不明的問題;旅游交通能耗與排放情況完全空白,住宿業僅粗線條掌握全國四星級以上酒店的水電氣等能源消耗數據。因此,要加強旅游業特別是交通和住宿重點領域能耗與排放的定量測算;根據我國旅游業實際,對不同類型旅游交通方式、住宿業態、旅游活動單位能耗/排放強度等關鍵參數開展針對性定量實證研究;開展各種工程技術手段方面的節能降耗效率與能力的實證研究。
4.2 加強旅游業能源需求與排放的預測分析和情景研究
旅游業能耗與排放的科學實質是人類活動對全球環境變化的影響,也是國際全球環境變化人文因素計劃(IHDP)的重點研究內容之一。旅游業能耗/排放的預測與情景研究是衡量旅游活動對全球環境變化影響的重要前提,同時也是旅游業減緩和響應全球環境變化的科學依據。因此,必須強化對未來旅游業能源與排放不同情景的模擬研究與分析,為科學應對和減緩氣候變化對旅游業的影響、制定適應措施提供科學依據。
二氧化碳的排放問題范文6
城市的雙重效應
但是,研究人員一項新的研究表明,城市其實也是吸收二氧化碳的主要場所,這對減少溫室氣體具有非常重要的作用。
現在,地球上已經有4%的陸地城市化,在2011年7月11日的20屆世界人口日之時,聯合國預測,2011年10月,全球人口將達到70億,到2050年世界人口將達到93億,并于本世紀末超過100億。如何既滿足上百億人口的需求,又同時維護生命賴以存在的自然環境的良性狀態,這是本世紀面臨的巨大挑戰。這種挑戰也包含一個問題,城市中的人口至少占總人口的一半,因此,城市排放的二氧化碳將會越來越多,也會對全球變暖造成更大的影響。
由于有光合作用,森林會吸收大量的二氧化碳。但是,城市地區沒有森林這樣的植被,因而不可能像森林一樣大量吸收二氧化碳。所以,城市是二氧化碳的產出者,而非消化者。但是,英國研究人員的一項研究可能會改變人們的看法,因為城市在大量產生二氧化碳的同時也可以大量吸收二氧化碳。
英國研究人員對英國中部城市萊斯特進行了調查,這個城市有73平方公里,居住著約30萬人口。利用衛星觀察和地面調查的方法,研究人員對這個城市的公園、家庭花園、廢棄的工業用地、高爾夫球場、學校的運動場、道路兩旁和河岸的植被等吸收二氧化碳進行了測量。結果發現,這些地方的植被吸收和阻截的碳高達23.1萬噸,比預期的多10倍。這個吸收量相當于平均每年15萬輛轎車排放的二氧化碳,也相當于該城的每平方米貯存了3.16千克的碳。
英國東南部肯特大學的佐伊?戴維斯(Zoe Davies)是這項研究的參與者。她認為,城市中的植被是一個潛在的碳貯藏庫。也就是說,碳可以沉積在城市中?,F在,全球每年排放的碳數十億噸,既然城市是碳的一個巨大的沉積處,就能幫助減少二氧化碳這種溫室氣體對氣候的影響。比較而言,城市中的樹比草地更能吸收碳。如果在城市中種植更多的樹,將會比種植草坪和灌木吸收更多的二氧化碳。因此,城市規劃應當把種植樹放在首位。
以萊斯特市為例,許多公共地段和私人土地都有草地,但是,如果現在這些地方有10%種植樹木,這個城市的碳貯藏量就會增加12%。而且,如果在城市植樹,則讓樹具有更長的生命周期。除了吸收二氧化碳,樹也能為城市居民提供陰涼處和降低城市溫度。城市的瀝青路面和高大建筑物吸收了更多的熱,容易形成熱島效應。但是,如果在城市多植樹,就會幫助減少溫室效應。
如何增加城市植被?
盡管城市化是未來的趨勢,而且城市化也增加了二氧化碳的產生,但是,城市并非只是二氧化碳的產生者,而且是二氧化碳的吸收者。只要在城市中多栽樹,就有可能貯藏更多的二氧化碳,減少溫室氣體對氣候的影響。當然,在城市中栽種樹木要有所選擇,并非只選擇喬木,而是可以按吸收二氧化碳多少的原則來植樹和種植草坪。
首先,可以選擇植物單位葉面積年吸收二氧化碳高于2000克的樹,主要有:
落葉喬木:柿樹、刺槐、合歡、泡桐、欒樹、紫葉李、山桃、西府海棠;
落葉灌木:紫薇、豐花月季、碧桃、紫荊;
藤本植物:凌霄、山蕎麥;
草本植物:白三葉。
其次,可以選擇植物單位葉面積年吸收二氧化碳在1000~2000克的植物,主要有:
落葉喬木:桑樹、臭椿、槐樹、火炬樹、垂柳、構樹、黃櫨、白蠟、毛白楊、元寶樹、核桃、山楂;
常綠喬木:白皮松;
落葉灌木:木槿、小葉女貞、羽葉丁香、金葉女貞、黃刺玫、金銀花、連翹、金銀木、迎春、衛矛、榆葉梅、太平花、珍珠梅、石榴、丁香、天目瓊花;
常綠灌木:大葉黃楊、小葉黃楊;
藤本植物:薔薇、金銀花、紫藤、五葉地棉;
草本植物:馬藺、萱草、鳶草。
第三,可選單位葉面積年吸收二氧化碳低于1000克的植物,主要有: