化石能源范例

摘要:為了有效控制二氧化碳等溫室的吸收和排放，人們將目光從傳統的化石能源轉向了林木生物質能源。通過分析當前林木生物質能源的資源與技術水平現狀，并結合森林固碳和林木資源的替代減排作用，從生命周期分析角度，闡明了林木生物質對二氧化碳等溫室氣體減排方面的重大作用，林木生物質能源可有效減少溫室氣體的排放。

關鍵詞:林木生物質能源、溫室氣體減排、作用機制

隨著化石能源的枯竭，發達國家對高效率能源利用的要求也逐步提高。根據能源部和政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的數據，當前世界所使用的可再生能源77%來自生物質能源，而林木生物質能源占生物質能源的87%[1]。所以伴隨著世界經濟新一輪產業革命的到來，以低碳環保為目標的林木生物質能源產業一定會在能源發展的經濟格局中占據重要位置。同時，發展能夠替代高污染化石能源的林木生物質能源可以提高資源利用率，加強森林生態系統的抗氧化和碳匯作用，實現二氧化碳等溫室氣體的減排。

1林木生物質的發展現狀

1.1資源現狀

與全國第七次森林資源普查相比，第八次的全國森林面積凈增長了122.3億㎡，覆蓋率提高了1.27%，覆蓋率提高了1.27個百分點,其中人工林面積增加了76.4億㎡,居全球首位。目前，全球主要使用林木資源中的木質資源、木本油料和淀粉植物，而我國主要使用木質資源和木本油料。木質資源在我國含量分布廣泛，加工技術較為純熟，利用率是化石燃料的10倍，廣泛應用于發電和氣化。木本油料是較好的物柴油原料，雖然在我國分布面積較廣但加工技術相對落后，因此在“十一五”“十二五”之后，該原料的開發利用被特別確定為未來能源發展的重點之一[2]。截至2016年底，以木本油料為原料的生物柴油能源示范基地已經超過8.4億㎡，果實產量已經超過1000萬t。

1.2技術水平現狀

［提要］ 碳達峰、碳中和目標是黨中央、國務院作出的重大戰略決策，是應對全球氣候變化的重要行動。“雙碳”目標的確立意味著我國經濟社會的發展將與二氧化碳排放脫鉤，經濟增長不再以增加碳排放為代價，因此立足實踐探索適合中國國情的綠色低碳發展路徑是實現“雙碳”目標的重中之重。堅定不移地走綠色低碳、節能環保的高質量發展之路，以實現更綠色、更健康的永續發展為根本目的，才能確保“雙碳”目標如期實現。

關鍵詞：碳達峰；碳中和；綠色發展

近年來，極端天氣頻發、氣候狀況惡化給人類敲響警鐘，加強生態文明建設，實現綠色低碳發展迫在眉睫。為應對全球氣候變化，我國制定“雙碳”目標，2030 年實現碳達峰，2060 年實現碳中和，體現出大國責任和大國擔當，致力于構建人類命運共同體，實現人類永續發展。2021 年 10 月 26 日，國務院印發《2030 年前碳達峰行動方案》，針對“雙碳”目標下我國經濟社會發展做出了全面清晰的部署，十大行動全面清晰指導國家經濟平穩加速實現綠色轉型。

一、碳達峰、碳中和面臨的挑戰

（一）實現“雙碳”目標時間緊迫。在 20 世紀 90 年代之前，歐盟的一些主要國家已經實現了碳達峰，歐盟將實現碳中和目標時間定于2050 年，可以看出，歐盟從碳達峰到碳中和的時間跨度至少有六七十年；美國在 2007 年實現碳達峰，也將碳中和時間定于 2050 年，時間跨度四十余年。而我國經濟社會發展起步較晚，從碳達峰到碳中和僅有30 年，不足歐盟主要國家時間的一半，我國的碳中和斜率相比發達國家更為陡峭。在一定程度上，發達國家是將經濟發展與“雙碳”目標隔離開來的，先完成經濟發展，待經濟發展進入平臺期完成自然碳達峰，再進行碳中和。而我國則是要在實現經濟發展的同時實現“雙碳”目標，雙管齊下，時間短、難度大，這是對我國的一大挑戰。

（二）實現“雙碳”目標任務繁重。我國的能源消費結構仍以化石能源為主，化石能源消費占比超過 84%，其中煤炭是能源消費主力，占據能源消費量的 50%以上，因此碳排放量大。2020 年，我國能源消費總量位居世界首位，二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放總量的 1/3，可知短期內完成能源結構轉型任務艱巨，煤炭和石油在能源消耗中的地位下降不能一蹴而就。除此之外，我國經濟發展不平衡不充分問題突出，工業化、城鎮化進程加速，加之進入經濟發展的轉型關鍵期，因此經濟發展步伐不能放松；與此同時，能源需求仍然處于不斷增加的態勢中，碳排放量將不斷上升，如何在發展經濟的同時實現“雙碳”目標，是對我國的一個巨大挑戰。

（三）綠色低碳技術創新難。低碳技術創新是實現“雙碳”目標的重要出路，是經濟綠色發展的核心動力。相較于傳統技術創新，低碳技術創新面臨更大的研發風險，研發結果不確定性強，由于低碳技術對知識性、創新性要求更高，所以研發資金投入大，周期更長，而且各項投入都表現出專用性特點，進一步加大研發風險，導致低碳技術創新進展困難。從國家試點地區碳交易市場中的碳價浮動區間可知，平均碳價為 20～40 元/噸，碳價處于較低水平，由于減排成本低，購買方可以在碳市場上以低廉的價格獲得碳排放權，只要購買成本低于低碳技術的研發成本，企業就沒有動力開展技術創新，因此碳價過低會對低碳技術創新產生阻礙作用。

一、中國新型城鎮化居民用能需求狀況

起點低、速度快是改革開放三十多年來中國城鎮化的發展主要特征。在1980年~2013年期間，中國常住城鎮人口從1.9億人增加到7.3億人，年均提高1個百分點，農業人口移入城鎮年均1600萬；城市數量從193個增加到658個，建制鎮數量從2173個增加到20113個。在快速發展中，舊模式的城鎮化出現了土地城鎮化快于人口城鎮化、城鄉差距加大、東中西部城鎮差異拉大等問題。新型城鎮化建設目標是重質量輕速度、一體化統籌、縮小城鄉差距、城市結構合理和城市群體系趨于成熟等。能源總消耗量的大規模上升是中國城鎮化的發展中必然要面對的挑戰，一個農業人口轉移進入城市，其生活用能消費水平將提升至原來的3倍及以上。而城鎮居民的生活能源消費由直接用能量和間接用能量兩部分構成。居民的間接用能量遠遠大于直接用能量，前者又是后者的2倍~3倍以上。根據《中國能源統計年鑒2013》數據，中國在1980至2012年期間，中國城鎮人口和農村人口直接用能量都呈現增長態勢，但城市人均生活用能量一直高于農村人口的消費量，過去33年間城鄉差值在93千克~272千克標準煤。伴隨城鎮化的發展，同時拉動城市基礎設施建設，城鎮居民生活用能總量將進一步增長，且間接用能量增速也高于直接用能量。農村人口向城鎮人口轉變所引起的居民生活用能量的增加量取決于城鄉居民生活用能量的差值。西方發達國家城市化發展歷程表明，當其人均生活水平和質量進入發達國家行列，其人均能源消耗量不低于4000千克標準煤，人均直接生活用能量大都在1000千克~1800千克標準煤之間。根據十八大報告提出2020年“國內生產總值和城鄉居民人均收入倍增目標”，屆時的能源需求總量將達到53億噸標準煤。按國家發展目標，中國將在2050年進入中等發達國家水平，城鎮單位用能消耗將在目前的基礎上提高15倍~20倍，屆時即使中國人均能效達到目前能效水平最高的日本的水平，能源需求也將接近77億噸標準煤。如此高的能源需求，迫使中國需要改變當前的能源生產和消費方式，尋找開發新能源之路，實現社會持續發展。

二、影響新型城鎮化建設的能源問題

自中國2011年超過美國成為世界上最大的能源生產和消費國，能源問題已成為中國城鎮化進一步發展的瓶頸。目前國內能源主要受三方面約束：化石能源國內供應有限，能源效率較低；石油、天然氣對外依存度高；高強度能源開發對生態環境造成巨大壓力；產能和用能中心在地理上布局不均衡。能源是支撐一個國家國民經濟與社會發展的物質基礎，，更是中國新型城鎮化建設的和發展的重要物質基礎，中國當前面臨的常規能源有限供應能力挑戰和嚴重的生態環境危機，亦是當前世界各國需要共同面對和解決的能源問題。

1.能源效率低。

與發達國家相比，中國目前能源的效率比較低。每生產1000美元GDP，中國需要消耗273千克油當量，而美國僅需要171千克，韓國為184千克，日本則為125千克。國際經驗表明，一個國家或地區的城鎮化率在30%~60%之間時，是這個國家城鎮化加快階段，而城鎮化發展速度和城市能源需求兩者關聯密切。統計數據顯示，截至2013年，中國石油、天然氣、煤炭、核能、水力發電、可再生能源等一次性能源消費所占比例分別為17.8%、5.1%、67.5%、0.9%、7.2%、1.5%。中國是目前世界上唯一的以煤炭為主的能源消費大國，煤炭能源在中國能源結構中仍舊處于主導的地位。2013年中國能源總體消費情況，總能耗是34.2億噸標煤（電熱當量計算法），能源集中生產和供應中上述標煤41.7%用于發電、4.7%用于供熱、14.9%用于煉油，其他用途9.1%、損失29.6%，而發電使用效率34.6%、供熱使用效率74.5%煉油使用效率97.9%。煤炭作為主要的化石能源，通過火車、汽車、船運送到城市去，其中在運輸過程中所產生的能耗就占到了總能耗的20%以上，能源的集中式生產以發電、供熱、煉油為主，但集中式發電、供熱效率非常低。如熱電廠，要劃分一個供熱半徑，以供熱半徑內的最高負荷來建熱電站，但是供熱范圍內的用戶不可能同時開啟所有的用能設備，所以其整體的供電供熱效益在40%左右，而且終端用戶在建筑、工業的能源利用效率低于國際先進水平至少20%左右。

2.廢水、垃圾處理難和空氣污染重。

從瓦特發明蒸汽機時起，化石能源消費開始迅速增加;1900年前后第二次工業革命發生，內燃機和電的發現與利用開啟了電氣時代，二次世界大戰后，世界人口大爆炸(見圖1)使得化石能源消費呈現爆炸性的增長。1870年以來，世界能源消費的變化趨勢如圖2所示，可以看出，二次世界大戰稍微遏制了能源消費增長的勢頭，之后在20世紀70年代爆發的能源危機促使人們開始大力開發新能源，這個時期的水電和核電增長迅猛。進入21世紀，可再生能源發展迅猛，主要體現在光伏發電、風力發電、生物質能源，以及其它的可再生能源，如地熱發電和潮汐能發電等。總體來看，低密度的新能源存在利用瓶頸和其它諸多質疑，核裂變所需礦產資源同樣有限且已發生的切諾貝利核電站與日本福島第一核電站事故證明核電站具有一定的不可靠性，另外熱核聚變技術遙不可及且人類也無法開采太空資源。因此，到2030年前后，人類依舊無法擺脫對于高密度化石能源的依賴。   反觀歷史，從能源利用的角度分析，農耕文明是建立在低密度太陽能和風能基礎上的，所有的人類機械太陽能裝置(如PV光伏板)都沒有植物光合作用利用太陽能的效率高且生態效益好［3］。根據卡諾定理發展出的熱力學第二定律以及熵、耗散結構的提出更是決定了機械系統這種典型的耗散系統需要高密度能源的支撐。這樣看來，高密度的化石能源是工業文明的必然選擇，低密度的可再生能源無法支撐工業文明的能源需求。然而，化石能源的枯竭近在咫尺(見表1)，假設現有發展模式不變，化石能源枯竭后，自然生態環境破壞殆盡，全球將處于生態赤字發展階段［4］，人類勢必會在經歷人口驟降、工業文明體制崩潰的動亂時期之后重新回到農耕文明。而目前，人們還看不到任何新能源有希望完全取代化石能源，因此中國要做好人類進入化石能源枯竭期的準備，建筑環境營造策略和技術也應該做出相應的轉變，擺脫對化石能源的依賴。   在建筑能耗中，供暖空調系統占2/3，因此有義務轉變建筑環境營造策略和技術，為社會發展節約寶貴的不可再生資源和能源。   工業文明在給人類帶來不可再生資源和環境危機的同時，由于其“唯生產力至上”的文化和制度，將人視為社會機器而非自然生物，導致現代的社會生活方式出現了許多健康問題。在建筑環境營造方面，追求恒定的室內環境、以提高人體舒適度和生產效率的控制方法忽視了人作為自然生物的健康和心理需求，產生了許多建筑疾病，尤其以長期生活在恒定辦公環境中的白領人群最為明顯。在節能和健康需求的推動下，西方發達國家已經開展了建筑室內環境適應性熱舒適標準的研究。另一方面，作為世界上唯一沒有中斷且代表農耕文明最高發展水平的中華文明，其提倡的人、環境、資源和諧發展的理念以及中醫養生理論與古今中外的被動式建筑理念與技術相融合，可以為未來建筑提供環境營造策略與技術的參考和指導。   1建筑環境營造策略和技術、生活方式的演變   1.1建筑環境營造策略和技術的演變   建筑環境營造策略和技術總體來講可分為兩大類:一是與自然隔絕，以降低室外氣候變化所帶來的對室內環境的影響;二是建筑適應自然環境變化，通過被動式技術的應用，改善室內環境的舒適性［6］。從人類發展的時間尺度出發，可將不同時期的建筑形式變化及建筑環境營造策略和技術繪制成如圖3所示的示意圖。受到與工業文明相適應的市場經濟制度和生活方式的影響，采用第2種策略和技術營造的建筑形式由于需要針對不同地域的氣候進行分析與設計，且由于建筑空間功能設計受到熱工設計的限制，不滿足標準化快速建造的要求，與快速發展生產力的潮流相悖，逐漸被歷史所拋棄，只有在出現能源危機時，才被人們所提倡，但始終難以成為主流。因地制宜、適應當地氣候的一些民居逐漸消失，而大量新建的都是千篇一律的近現代鋼筋混凝土建筑。由圖3可以看到，隨著建筑熱工技術的演變，室內環境營造方法在人工隔絕環境營造策略和技術遭遇能源、環境和健康危機時，正逐漸向自然響應策略回歸。   在圖3中還可以看到，古代熱工技術經過了上千年的發展，我們的祖先基于樸素理論指導的建筑規劃設計，產生出了一些凝聚生活經驗與智慧、令人驚嘆的被動式供暖降溫技術。古人利用極其簡單的方法和技術，消耗極少的資源，營造出了許多現在利用復雜機械并消耗大量資源才能獲得的建筑環境，不由令人汗顏。這種適宜當地氣候，采用當地材料的自然調節建筑技術是古人留給人們應對化石能源枯竭的利器(如火炕、火墻、燃池、風塔等)，所采用的被動式技術和設計方法值得進一步傳承與發展。在此基礎上稍加改進，使之成為集古今中外自然調節技術和方法于一體的自然調節建筑，便能有效解決中國農村的建筑能耗問題，為中國的社會主義新農村建設做出貢獻。如果能更進一步地規劃、集成、設計低消耗、低浪費、高舒適的可持續生態農宅，則可為中國應對未來化石能源枯竭提供一片廣闊的農村生態根據地。   在近現代大約100多年的時間內，首先是二戰后大量的需求導致了大量沒有保溫的標準化現代建筑出現，這些建筑沒有考慮氣候響應和熱工環境，且大量使用空調裝置，雖解決了這類建筑惡劣的室內環境，卻導致了能耗的大幅增加。而后，在1952年，德國制定了第1個建筑保溫設計的技術標準，主要是防止圍護結構冷凝水對室內衛生和結構體產生影響。20世紀70年代，在能源危機的背景下，德國于1976年制定了《建筑節能法》，之后陸續頒布了一系列法律法規，其基本思路是提高圍護結構熱工性能和設備效率，以實現建筑節能。1991年，德國建成了第1棟被動式房屋，主要是通過圍護結構的超級隔熱保溫和氣密性以及高效的新風熱回收系統實現其不需要傳統供暖空調設備的目標［7］。經過10多年的實驗與完善，被動式房屋已經在歐洲及北美等發達國家開始推廣。在2010年的中國上海世博會上，德國館就是1棟被動式房屋。在零能耗房屋還處于實驗階段、同時其成本過高而顯得遙不可及的情況下，被動式房屋(近零能耗房屋)由于其成本只比普通建筑高出10%，甚至經過良好設計其成本可以持平的情況下，已經成為了歐美發達國家的必然之選［8］。#p#分頁標題#e#   西方發達國家的未來建筑仍在向零能耗房屋轉型，且這些國家一直都有從事自然鄉土建筑研究的開發團隊。除了零能耗房屋，目前較為領先的建筑概念還有氣候響應型建筑，這種建筑環境營造策略和技術不同于西方主流的隔絕自然響應的策略，而是接受自然氣候有利的影響，消除其不利的影響。近年來，由于恒定的建筑室內環境帶來了健康和舒適問題，適應性熱舒適研究也開始流行。這種舒適標準正好迎合了氣候響應型建筑策略，可與之很好地結合。從建筑環境營造策略和技術發展歷史的角度分析，氣候響應型建筑是在自然調節建筑的概念上進行了高科技的提升，輔助機械設備，營造出滿足現有舒適標準的建筑環境。   通過如圖3所示的發展歷程可以看到西方建筑環境營造的發展思路及其歷史背景。在中國農村和城市的住宅建設過程中，受西方工業化房屋建造技術的影響，正在走西方建筑發展的路線?，F在擺在人們面前的問題是，還有條件讓我們重復西方的發展路線嗎?照搬西方建筑環境營造模式就一定健康、科學嗎?   在中國的農村和城鄉結合地區，可以利用較好的自然環境發展集成式的自然調節建筑，而在建筑外部環境惡劣的城市中，應該走什么樣的建筑節能路線呢?很多人嘗試過跨越式發展，如參考學習引進被動式房屋模式，但其背后所需的完善政策體系、高度發達的工業基礎與市場經濟，以及高素質的設計與施工人才讓人們望而卻步。在集成式自然調節建筑方法和技術的基礎上，以適應性熱舒適標準和健康室內環境曲線為指導，通過低能耗的機械設備系統營造健康舒適的室內環境，這種氣候響應型建筑應可以滿足自然環境較差的城市地區的需求。   1.2建筑環境營造目的的演變   隨著生產力的發展，人類社會發展被劃分為石器時代、青銅器時代、鐵器時代、工業時代、后工業時代和信息時代，與之相匹配的生產關系又將其分為部落制度、奴隸制度、封建制度、資本主義制度和社會主義制度。在建筑環境營造策略發展歷程中，根據其控制目標和實現策略的不同，可以分為古代、近現代和未來的環境營造技術及理論。   在這里應該特別注意到，作為具有悠久歷史延續并唯一保存到現代的中華文明，有著一套古老的自然調節技術(如傳統民居、火炕、火墻)和樸素的分析理論(如風水、園林理論)，這種“天人合一”的樸素觀點滲透到了整個古代中國社會經濟、文化和政治的每個角落，也就是社會經濟、文化和政治均提倡人與自然的和諧。與之形成鮮明相比的是，西方近現代的社會經濟、文化和政治指導原則全部為“唯生產力至上”，不考慮自然環境的破壞及資源的有限性。近來年，這種“唯生產力至上”的發展觀由于忽略了資源的有限性及生態環境的可承載性，造成了全球性的能源和環境危機。另一方面，這種發展觀忽略了人是自然生物而不是社會機器的本質，造成了全人類的健康危機。體現在建筑環境營造時，最為顯著的便是將人看作社會機器，為了提高人的工作生產效率以恒定的室內熱濕環境作為舒適標準。出于對恒定室內環境所帶來的許多健康問題的考慮，以及避免營造恒定室內環境所導致的高能耗，西方發達國家提出了新的適應性熱舒適標準，如圖4所示。   1.3建筑環境與生活方式之間的關系   鑒于中華文明保存較為完整且未被中斷，本節以中國古代為例進行分析。   圖5所示為生活方式的演變對建筑環境營造帶來的影響，由圖可知，中國古代無論從事農事的農民，還是地主文人階層，他們所遵從的生活都有著一套以黃帝內經作為指導的中醫養生理論，講究應時而動。古代的室內環境功能較為簡單，對農夫來說，只有生活、起居和少部分作業(如織布等)，大部分時間呆在自然環境中;對文人來說，他們的生活、學習和工作都在室內完成，但由于中國文化講究“天人合一”和養生理論，娛樂和體育活動多在自然環境中進行，而且根據四季氣候變化，頗多講究。這些養生理論的影響在現代人的生活中也隨處可見。因此，在古代的建筑環境營造中，古人講究改變自己來順應自然。用久經歲月的生活智慧和經驗指導建筑室內環境的營造，講究應時而動，不希望人呆在一個恒定不變的環境中。   由圖5還可以看出，在20世紀70年代世界能源危機以前，建筑設計以大量高耗能的建筑設備的應用來營造恒定、舒適的建筑內部環境，被人們視為現代化的標志。生活在現代化社會的人們，生活、工作、娛樂、體育活動都在室內進行，人生90%以上的時間都在室內度過，且現代化程度越高，人在室內的時間越長。自然環境已經離大部分人的生活很遠，除了與少數農民發生直接關系外，已經顯得不那么重要了。這種“唯生產力至上”的社會注定會產生一系列問題，西方發達國家在較早地經歷了能源、環境及健康危機之后，開始在發展生產力的同時，兼顧自然環境與能源的有限性。雖然如此，基于經濟全球化，西方發達國家高生活標準帶來的環境危機和資源問題已影響到了中國，故中國以其發展方式為目標，學習其建筑環境營造策略與技術，仍不可取。   2自然調節建筑定量分析方法   新的設計方法需要新的分析工具，本文基于諧波法的啟發，提出一種定量分析的研究思路。首先是自然環境具體參數變化曲線，通過規劃手段營造優化的建筑外部環境，具體手段的優劣情況可用其衰減的波幅值和延時值進行評價。同理可以看到建筑設計手法對于室內自然環境曲線的影響，綜合上述各條曲線，最后擬合出一條室內自然環境曲線，在其基礎上，根據舒適標準進行人工調節。如圖6所示，圖中曲線①為溫度曲線;曲線②為供暖調節目標溫度曲線，在恒定舒適標準里為18℃，在健康舒適標準里為舒適區間，可示意性地取為10～18℃;曲線③為預測的健康調節溫度曲線。比較曲線①、②和③之間的面積，則可以得到需要補充的熱量大小?？梢钥吹?，不同的舒適標準對于能耗的影響很大，恒定的舒適標準能耗明顯大于適應性熱舒適標準能耗。另外，曲線③的預測波動趨勢大致與自然環境波動趨勢一致，故新的動態舒適標準更有利于節能和健康。#p#分頁標題#e#   3結論   每個文明都有著其興衰的過程，人類若在50年甚至更短的時間里找不到可靠的高密度新能源取代化石能源，那么只有不到300年的工業文明和現代生活方式將難以為繼，整個社會將回歸到農耕文明。中國應做好向農耕文明轉型的準備，放緩城鎮化腳步，將社會主義新農村建設為低消耗、低浪費、高舒適的可持續生態農村，作為應對風險的蓄水池。而現實中，中國正處于高速工業現代化的進程當中，“唯生產力至上”的發展觀大行其道。從建筑環境史的演變可知，這種“唯生產力至上”思想下的建筑環境營造策略和技術勢必會帶來高能耗、高生態負擔和亞健康等問題，勢必會加重中國的能源危機、環境危機和健康危機。因此中國需要低能耗、低浪費的可持續生態建筑環境營造策略和技術。集成式的自然調節建筑設計方法和理論、建筑室內環境適應性熱舒適標準理論，以及基于中醫理論的室內環境健康標準理論的研究與應用可為中國向低能耗、低浪費、低生態負擔的可持續社會轉型做出巨大的貢獻，是今后的研究重點。

本文作者：萬超 馬曉明 單位：北京大學深圳研究生院環境與能源學院 北京大學環境科學與工程學院

據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第四次評估報告（2007年）指出，近50年的全球氣候變暖主要是由人類活動大量排放的二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等溫室氣體的增溫效應造成的。尤其，大氣中二氧化碳濃度的增加會使全球增溫[1]。而且很多氣象學家都認為一旦變暖的幅度達到2℃，再往上就是一個加速變暖的災難性過程。因此，氣候變化已成為國際社會普遍關心的重大全球性問題，相應世界多國都在發展低碳經濟，并已取得了明顯成效。美國選擇發展新能源作為推行綠色新政和發展低碳經濟的主要方向，2009年美國新任總統奧巴馬簽署《復蘇與再投資法案》，實施總額為7872億美元的經濟刺激計劃，內容包括開發新能源和節能增效等方面；歐盟把促進經濟復蘇和增加就業機會與向低碳經濟轉型結合起來，提出了發展低碳經濟的“三個20%目標”，即到2020年將溫室氣體排放量在1990年基礎上至少減少20%，將可再生清潔能源占總能源消耗的比例提高到20％，將煤、石油、天然氣等化石能源消費量減少20%。在亞洲地區，中日兩國資源稟賦類似，人均資源占有量相當，但在人口結構、產業結構、能源結構等方面存在一定的差異性。雖然中國的歷史累計碳排放很低，人均碳排放也一直低于日本，但是中國的碳排放總量很大，碳排放強度也很高。此外，據國際能源機構（IEA）2009年的資料顯示，中日兩國均為高化石能源國家，中日兩國化石能源依存度分別高達87%和83%，但日本的單位GDP的能耗卻遠遠低于中國[2-3]。因此，通過對中日兩國碳排放比較分析與研究，對于中國制定碳減排政策以及低碳經濟的發展具有重要的參考價值。

一、中日兩國碳排放比較研究

1.碳排放的分析數據來源

當前碳排放可以通過諸多方法確定，主要包括宏觀模型、直接測量、計算和估算。隨著時間的推移和經驗的增加，人們對于每一種方法的準確性、價值和適用性的了解也在增加。總體來說，有關碳排放影響因素的研究一般涉及3個對象：碳排放總量、人均碳排放量以及碳排放強度，以及兩個研究層面：一是縱向的按時間序列分解，分析碳排放的歷年數據，研究某個國家經濟發展伴隨的碳排放增長過程。二是橫向的按國家和地區分解，比較不同國家和地區的碳排放現狀以及其能源結構和碳排放因子。筆者所采用的數據主要來源于中國國家統計局、美國能源部橡樹嶺實驗室（ORNL），日本環境省和經濟產業省公布的碳排放年度報告等。

2.碳排放的分析方法研究

碳排放的影響因素以及碳排放的時間序列主要采用兩種分析方法：

摘要：低碳經濟時代，傳統的企業業績評價指標體系必然要重建，根據各個企業的具體情況，除了財務指標、顧客指標、內部經營指標和員工成長指標之外，還必然要加入低碳環保指標，如低碳經濟質量指標、低碳經濟治理指標、低碳政策執行情況評價指標和低碳技術創新指標，促使企業在追求經濟利益的同時也要擔負起環保的責任。

關鍵詞：低碳經濟；企業業績評價指標；低碳環保指標

一、基于低碳經濟的企業業績評價指標體系構建的必要性

（一）我國企業業績評價指標體系的現狀。業績評價通常是指對企業在一定時間內所取得的業績和全體員工的努力程度所做的綜合性的評價，它的存在可以讓企業清楚地知曉自身的優劣勢，據此來制訂并不斷修改經營策略，從而促使企業不斷地發展。但我國很多企業，尤其是中小型企業并沒有意識到企業業績評價的重要性，其企業業績評價體系存在很多問題，如一些企業把財務指標的比重設到了80%，忽略了非財務指標的重要性，甚至沒有考慮到低碳環保指標，沒有肩負起企業的生態責任；一些企業生搬硬套其他知名企業的業績評價體系，完全不考慮自己的實際情況等。

（二）低碳經濟下構建企業業績評價指標體系的必要性。低碳經濟是一種新型的經濟發展模式，意味著能耗低、污染低和排放低。發展低碳經濟是全球趨勢，我國也必然要走低碳之路。低碳就意味著要考慮產品如何環保，原材料如何環保，生產過程如何環保，銷售過程如何環保。因此，低碳經濟對我國企業的影響比較大，企業必須要更新現有的生產設備，要改進現有的生產流程，要引進高新技術人才來研發創新，要設置專員來控制“三廢”的排放等。低碳經濟下，對于我國企業來說，意味著投入更多，不合格的企業可能會被淘汰，但是其中也蘊含著無窮商機，會促進企業更好地發展。因此，企業需要建立一個基于低碳經濟的企業業績評價指標體系，以幫助企業的長遠發展。低碳之下，業績評價方式必然是多維度的、綜合性的。目前，全球對于如何創建基于低碳經濟的企業業績評價指標體系并無統一的標準和建議，而且盲目去模仿其他國家的企業或者是模仿國內知名企業的做法是不可取的，需要努力去構建一個既考慮本企業的情況又要考慮低碳因素的企業業績評價指標體系。

二、基于低碳經濟的企業業績評價指標體系的構建原則

（一）目的性原則。在確定企業業績評價指標時，首先要考慮到的是企業自身的發展目標和低碳目標。在設計指標時，要考慮如何才能激勵員工努力工作、開發潛能，并讓客戶更加滿意。此外，在設計指標時，還必須要考慮到如何才能達到低碳環保，擔負起綠色環保的社會責任，而不是一味地追求利潤。

摘要：人類的生產生活都離不開能源，它是經濟發展重要的物質基礎。當前，化石能源短缺問題日益嚴峻，溫室效應問題亟需解決，而新型清潔能源的發展可以有力地改善這一問題。海上風力發電以其可再生、資源豐富、清潔環保等優點成為重點發展的清潔能源之一。對海上風電機組來說，葉片是它的“靈魂”，葉片的好壞能夠對風電機組的性能產生重大影響。課題組將從葉片的制造和運維等方面展開論述，并分析葉片未來的發展趨勢。

關鍵詞：化石能源；清潔能源；海上風力發電；葉片

1研究背景

現今，人類社會發展正面臨著全球變暖、自然環境惡化、化石能源日益枯竭等諸多難題，二氧化碳等溫室氣體的不斷排放讓地球不斷吸收凈能量，使得地表溫度不斷上升。目前，地球上漲的地表溫度已經接近1.5℃。在過去的40年中，極端天氣事件暴發愈發頻繁，這也可能加快地球生態系統的惡化甚至崩潰。人類社會的可持續發展，需要努力降低碳排放，力爭早日實現碳的“零排放”甚至“負排放”[1]。為此，大力發展清潔能源是形勢所迫、大勢所趨。黨的第十九次全國代表大會報告提出，要推進綠色發展，壯大清潔能源產業，打造清潔低碳環保、安全高效的能源體系[2]。在2020年的第75屆聯合國大會與氣候雄心峰會中，習近平主席表示，到2030年時，各種一次能源的消費占比中，非化石能源要占到四分之一，風電和光電總的裝機容量至少要達到1200吉瓦時，CO2的排放要努力在2030年之前到達最高點，力爭在2060年之前完成碳中和的最終目標。這些計劃都表明我國未來可再生清潔能源的發展方向清晰明了，發展態勢刻不容緩。當前的國際形勢下，俄烏沖突爆發，北約各國紛紛宣布對其進行制裁，其中，德國宣布暫停簽約俄羅斯的北溪2號項目。作為全球最大的能源出口國，俄羅斯的能源出口受阻將引發國際能源局勢的劇烈震蕩。截至北京時間2022年2月24日，美國洲際交易所（IntercontinentalExchange）布倫特原油期貨持續上漲，盤中一度超過了每桶100美元的大關，達到了最近八年的歷史新高。不難預見到在未來一段時間內，油價與電價的上漲將會呈現出不可阻擋的態勢。當下，我國的能源架構依舊以化石能源為主，占比達85%。在化石能源消費中，煤炭資源占據了大部分的市場，占比超過50%。我國的資源儲量中，“缺油少氣”是無法避免的天然缺點，石油和天然氣在2020年我國各類一次能源產量的占比僅分別為6.8%和6%。即便如此，在全球經濟一體化的現在，國際油價氣價的大幅增長也會抬高國內的一次能源價格，使得其相對于可再生能源發電的價格優勢逐漸降低。就國內的能源分布狀況來看，其供應與需求的關系恰好相反，不論是傳統的不可再生化石能源還是新型的可再生清潔能源，大多都集中在西部和北部，而在東部和南部等經濟發達、能源消費需求高的地區，儲量卻相對較低。這也彰顯出了擁有巨大風力資源的海上風力發電在我國能源業中的優勢地位，海上風電靠近東部和南部的沿海經濟發達地區，在就地消納的同時[3]，還可以逐步形成海上風力發電相關的上下游產業鏈，進而成為一些沿海城市新的經濟支柱，為當地提供更多的就業崗位，為其經濟的可持續發展提供新的選擇，并減少碳排放，助力當地的生態環境保護。此外，海上風電還可以降低輸電成本和線路損耗，再加上海上的風力資源頗為豐富，風電機組運行的效率較高，不會占用日益匱乏的土地資源且適合大規模的開發等優點。未來，海上風力發電注定會在我國綠色能源體系架構的發展中，扮演愈發重要的角色。目前，海上風力發電總體成本過高的問題亟需解決，它的功率和設備體積都比較大，還配有基座和電纜等相關的配套設施，導致設備成本很高；每臺風電機組都配有一部發電機、設備安裝在海上，設備的運輸和安裝難度遠高于傳統的不可再生能源發電，這也使得運輸與安裝成本較為高昂；加之國內目前對海上風電機組的安裝船、海底電纜等相關領域的研發還不夠深入，也從另一方面提高了發電成本；而且，風電機組在海上運行，其運行和維護的成本都很高。2021年之前并網發電的近海風電的電價為0.75元/千瓦時，遠海風電技術尚且剛剛起步，并網發電后的上網電價只高不低，而如表1所示，2020年國內燃煤發電的上網電價最高的省份是廣東省，約為0.453元/千瓦時，最低的寧夏回族自治區僅為0.2595元/千瓦時左右。巨大的電價差距阻遏了海上風電的發展，若不降低發電成本，海上風電將很難與傳統化石能源發電在電價方面進行競爭[4]。

2海上風電葉片的發展趨勢

完整的海上風電機組由葉片、風機、塔身與基座四部分組成，而葉片和輪轂又組成了風輪，從而將風能轉換成為機械能。對風電機組而言，保障葉片質量才能保障其可靠性與發電量。此外，平抑電價的政策促使風電企業需要從各個環節來降低生產成本，而葉片的改良有助于實現這一目標，葉片越長，葉輪面積也就越大，在相同的運行時間內，發電量也就更高。發電效率提升的同時，還能夠降低塔架設施成本，從而有助于降低發電成本[5]。當前，國內的風電葉片產業已然發起了針對葉片長度的攻堅，在2008年，并網發電的風電機組的風輪直徑約為65m，而到了2018年，這一數據國外達到了120m，近乎增長了一倍。到了2021年，我國第一款長度超百米的風電葉片在江蘇鹽城誕生，這標志著我國風電行業正式邁入了百米長葉片的時代。而這個長度遠不是葉片發展的終點，世界五百強的丹麥風電設備巨頭維斯塔斯宣布未來會制造功率達15MW，葉片長度超115m的海上風電機組；位于我國廣東的明陽智能也宣稱其正在對功率達16MW，葉片長度約118m的海上風電機組進行技術攻堅。降低重量、提升強度、降低成本是風電葉片未來的發展趨勢[6]。伴隨著葉片長度的逐漸變長，葉片的重量也會不斷增加，這對海上風電安裝船的運輸能力提出了新的挑戰，尤其是風電的未來在于遠海的情況下，不增大安裝船承載重量上限的話，即便更長的葉片成功下線，也無法安裝成功，并網發電。但是，質量不止由體積決定，制造材料的密度也同樣關鍵，當前的風機葉片基本都依賴于玻璃纖維增強塑料，為降低葉片重量，有的風電廠商已經開始使用密度更低的碳纖維來代替玻璃纖維，這也將是未來風電葉片的主流材料。此外，運行與維護也是風電機組的又一焦點問題。對海上風電來說，一方面，設備在高鹽度和高濕度的外界環境中持續運行，使用碳纖維有助于增強葉片的耐腐蝕性能。而且，夏季時臺風高發，加上平時也有雷雨天氣等其他的惡劣天氣，使得海上風電機組對可靠性的要求比其他發電設備更高，而相對于玻璃纖維，強度和剛度更高的碳纖維能更好地確保這一點，一舉多得[7]。而葉片的受損主要分為環境影響和人為損傷兩種情形。雷雨冰雹等惡劣天氣會損傷葉片，長此以往，受損程度將不斷增大。為此，當前的風電廠商考慮金屬網和接閃器等兩種結構進行雷電保護[8]。另一方面，為確保葉片性能，一個風電機組的三只葉片必須在24小時內安裝完成[9]，在追求施工速度的同時也增大了葉片在裝船、運輸與起吊等安裝環節中磕碰受損的可能性，且施工船在接近機組進行施工作業的時候也容易碰撞并損傷葉片。為此，在提升葉片強度的同時，也應該加強施工人員的職業培訓，重視施工船的技術升級，建立完善的管理系統[10]。為及早發現故障，應逐步使用無人機技術取代傳統的人工巡檢，并在葉片上安裝自檢系統，雙管齊下進行實時監測，確保及時發現隱患，及早排除故障，從而將損失降到最低[11]。

3結語

一、低碳經濟的內涵

低碳經濟的核心，在于創新，從根本上轉變人們的陳舊觀念，采取能源技術創新，推進能源制度創新。低碳經濟的發展模式，有助于節能減排，推進循環經濟，構建和諧社會，是建設節約型社會的有力實踐，是實現我國經濟可持續良性健康發展的必由之路。在此背景下，大力發展低碳經濟，已經成為全球很多國家的共識，得到了全球各個國家領導人的高度重視。

二、低碳經濟下煤制油實現可持續發展的措施

（1）大力發展清潔煤技術，加強煤、油、氣等化石能源清潔化利用。

當前，節能減排和低碳經濟發展的重要任務，是煤、油、氣等化石能源清潔化利用，這樣才能有力推進我國的新能源戰略。煤制油要大力發展清潔煤技術，依靠科技進步，進行技術創新，大力推進煤炭加工、煤炭燃燒、煤炭轉化、污染控制等清潔煤技術的道路。

（2）加強高能耗產業的技術改造和結構升級。

長期以來，煤炭都是我國能源消費的主體，以煤炭為主的能源消費結構，在短期很難得到根本的改變。在此種格局下，要發展煤制油低碳經濟，就要在做深、做精、做細、做大能源化工產業上下功夫，提高化石能源綜合利用的效率。