溫室氣體排放問題
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溫室氣體排放問題范文第1篇
中圖分類號：Q148 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（a）-0149-02
農(nóng)業(yè)是溫室氣體的主要排放源之一，準確合理的估算農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放量，不僅對制定合理的農(nóng)業(yè)減排措施和適應措施具有重要的意義，而且對合理評價國家農(nóng)業(yè)方面減緩溫室氣體排放的義務和責任提供依據(jù)[1]。1994年中國溫室氣體清單報告了CO2、N2O和CH4三種溫室氣體的排放源和吸收匯，其中農(nóng)業(yè)活動排放了92%的N2O和50%的CH4，農(nóng)業(yè)CO2的排放量很低沒有報告[2]。農(nóng)業(yè)是非CO2溫室氣體的主要排放源，因此準確合理地估算農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放，尤其是非CO2溫室氣體的排放具有重要的意義。
農(nóng)業(yè)、林業(yè)和其他土地利用部門的年度溫室氣體清單主要被關注的溫室氣體有 CO2、N2O和CH4。大氣和生態(tài)系統(tǒng)間的CO2流量主要受以下活動控制，植物光合作用吸收CO2，呼吸作用、分解作用和有機物的燃燒釋放CO2。N2O主要是作為硝化和反硝化作用的副產(chǎn)物從生態(tài)系統(tǒng)中釋放出來。而CH4則通過土壤和糞肥儲存中厭氧產(chǎn)生CH4的過程，腸道發(fā)酵過程以及從有機物的不完全燃燒中釋放出來。
1 四川省溫室氣體排放清單估算的方法
1.1 核算方法[3～5]（表1）
1.2 相關定義
碳匯是指碳循環(huán)中碳從大氣中清除溫室氣體、氣溶膠或溫室氣體前體的任何過程、活動或機制。碳源指碳循環(huán)中向大氣排放溫室氣體、氣溶膠、或溫室氣體前體的任何過程或活動。全球增溫潛勢（Global Warming Potential，GWP）是指將單位質(zhì)量的某種溫室氣體在給定時間段內(nèi)輻射強迫的影響與等量二氧化碳輻射強度影響相關聯(lián)的系數(shù)。
2 四川省農(nóng)業(yè)溫室氣體排放清單估算結果（表2）
3 目前四川省溫室氣體排放強度（表3）
4 結論
中國在哥本哈根會議之前就宣布了到2020年要在2005年的基礎上單位GDP的CO2排放降低40%～45%。要實現(xiàn)這一目標，可能將需要把應對氣候變化的總體目標進行分解，如單位GDP能耗、碳排放強度以及森林碳匯建設指標等，都可能逐步細化落實到具體的行業(yè)和行政區(qū)域，有些可能還要作為約束性指標來進行實施[6]。
本文從定量的角度入手，制定四川省農(nóng)林及其他土地利用部門溫室氣體排放清單，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四川省農(nóng)業(yè)溫室氣體排放現(xiàn)狀，確定四川省排放水平。在本研究中，溫室氣體排放的核算包括CO2、N2O和CH4的排放；除了主要核算農(nóng)田、土壤、牲畜、森林和草原溫室氣體排放，對四川省農(nóng)業(yè)溫室氣體減排和碳交易具有一定參考價值。
參考文獻
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[4] IPCC.Volume 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories[M].IPCC/IGES，Hayama，Japan，2006.
溫室氣體排放問題范文第2篇
作者簡介：王曉，博士，助理研究員，主要研究方向為中國低碳發(fā)展績效與政策。
通訊作者：齊曄，博士，教授，博導，主要研究方向為氣候變化政策。
基金項目：美國能源基金會項目“中國低碳經(jīng)濟研究”（編號：G-0911011739）；清華大學自主科研計劃學科交叉專項“我國低碳發(fā)展若干問題研究”（編號：20101082050）。
摘要本文從食物全生命周期環(huán)節(jié)、溫室氣體類型、溫室氣體直接排放源三方面系統(tǒng)分析了1996-2010年我國食物全生命周期溫室氣體排放特征。從食物生產(chǎn)和消費角度，確定我國飲食結構的轉(zhuǎn)變、化肥高投入的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式、食物損失浪費三大趨勢是導致食物全生命周期溫室氣體排放增長的主要因素。并提出轉(zhuǎn)變食物消費方式，實現(xiàn)營養(yǎng)均衡膳食結構，減少不必要的肉類消費；生產(chǎn)方式上逐步實現(xiàn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向有機農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變；加強宣傳引導，最大限度減少食物餐桌浪費，同時加強食物物流環(huán)節(jié)基礎設施建設，將分銷配銷過程的損耗降至最低。通過食物生產(chǎn)和消費方式的轉(zhuǎn)變與技術進步相結合的方式，構建出適于我國的綠色、低碳、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和食物消費模式。
關鍵詞食物；全生命周期；溫室氣體；飲食結構
中圖分類號X24文獻標識碼A文章編號1002-2104（2013）07-0070-07doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2013.07.011
全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的能源消費碳排放、甲烷和氮氧化物排放占溫室氣體排放總量的11%-14%，農(nóng)業(yè)成為全球溫室氣體主要排放源［1］。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)目的是提供人類生存必須的食物，從食物生產(chǎn)到消費的全過程看，服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的化肥等投入品生產(chǎn)和運輸過程，食物從田間到餐桌的運輸、儲藏、烹調(diào)過程均排放大量溫室氣體。
在氣候變化的大背景下，國際社會尤其是發(fā)達國家已開始關注食物全生命周期過程的溫室氣體排放。美國、英國食物全生命周期溫室氣體排放分別占各自排放量的15%、19%，人均年排放量分別為3.1 tCO2-eq和2.7 t CO2-eq，歐盟25國和澳大利亞比例高達31%、30%［2-5］。國外研究顯示，食物全生命周期溫室氣體排放與飲食結構、消費習慣關系密切。飲食結構的影響源自不同類型食物的溫室氣體排放系數(shù)差別較大。美國環(huán)境工作小組計算了美國各種食物全生命周期溫室氣體排放，動物性食物溫室氣體排放系數(shù)遠高于植物性食物［6］。BernersLee研究顯示英國的飲食結構是造成溫室氣體排放較大的原因，提出若以奶制品替代肉類甚至向素食轉(zhuǎn)變可減少食物全生命周期排放的22%-26%［7］。隨著消費水平的提高，餐桌食物浪費與日俱增，全球有1/3的食物被浪費掉，相應帶來5%的不必要溫室氣體排放。國內(nèi)尚未開展食物全生命周期溫室氣體排放的系統(tǒng)研究，從減緩氣候變化方面多集中在技術層面，探討減排途徑、減排潛力及農(nóng)業(yè)增匯措施［8-9］。對影響食物全生命周期溫室氣體排放的主要影響因素、各因素之間的內(nèi)在聯(lián)系及宏觀發(fā)展趨勢缺乏深刻認識。
本文系統(tǒng)分析了1996-2010年我國食物全生命周期溫室氣體排放特征，分別從食物生產(chǎn)和消費角度分析食物全生命周期溫室氣體排放增長的主要因素及潛在影響，旨在為政策制定和決策者提供參考依據(jù)。
1研究方法及數(shù)據(jù)
1.1食物全生命周期溫室氣體排放途徑
食物全生命周期溫室氣體排放類型包含化石能源相關CO2排放及投入品生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的非能源相關CO2、CH4、N2O排放（見圖1）。
化石能源相關CO2排放來自農(nóng)業(yè)投入品生產(chǎn)、農(nóng)場/農(nóng)戶生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品及食品加工制造、分銷配銷過程的運輸冷藏、烹飪環(huán)節(jié)。農(nóng)業(yè)投入品生產(chǎn)排放包括化肥、農(nóng)藥、農(nóng)業(yè)機械折舊、農(nóng)膜、飼料生產(chǎn)過程排放。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程非能源相關CO2排放來自化肥（尿素）施用過程；CH4排放來自水稻種植、畜禽養(yǎng)殖的腸胃發(fā)酵及糞便管理過程排放；N2O排放來自化肥施用、畜禽養(yǎng)殖糞便管理過程排放；此外，化肥（硝銨類）生產(chǎn)過程也排放N2O。
圖1食物消費全生命周期溫室氣體排放途徑
Fig.1The greenhouse gases emission route of food
consumption during the life circle
注：植物性食物指糧食作物、油料、糖料、蔬菜、水果等經(jīng)濟作物；動物性食物指肉類（豬肉、牛肉、羊肉、禽肉）、蛋、奶、水產(chǎn)品。
1.2溫室氣體排放核算方法
王曉等：食物全生命周期溫室氣體排放特征分析中國人口?資源與環(huán)境2013年第7期1.2.1能源相關CO2排放
能源相關CO2排放根據(jù)化石能源消耗量、能源結構及各類能源的CO2排放系數(shù)計算。各環(huán)節(jié)能源消耗相關溫室氣體計算方法如下：
CO2i=Ei×∑nj=1pj×fi
式中：i表示食物全生命周期的農(nóng)業(yè)投入品生產(chǎn)、農(nóng)場/農(nóng)戶生產(chǎn)、加工制造、分銷配銷、烹飪環(huán)節(jié)；Ei表示i環(huán)節(jié)化石能源消費量，tce；j表示各環(huán)節(jié)所消耗的能源類型；pj表示j能源消費量占比； fj表示j能源的CO2排放系數(shù)，tCO2/tce。
（1）農(nóng)業(yè)投入品生產(chǎn)能耗量及能源結構：假設技術鎖定，以“十一五”期間平均能耗水平推算1996-2005年各產(chǎn)品生產(chǎn)化石能源消費量。①農(nóng)藥：生產(chǎn)1 t農(nóng)藥能耗約3 tce［10］；②農(nóng)膜：生產(chǎn)1t聚乙烯消耗1.009 t乙烯，521 kWh電力，“十一五”噸乙烯生產(chǎn)平均綜合能耗為1 007 kgce，即生產(chǎn)1t農(nóng)膜能耗1.12 tce；③農(nóng)業(yè)機械折舊：農(nóng)業(yè)機械用材90%為鋼鐵，以鋼鐵能耗核算。農(nóng)業(yè)機械鋼鐵用量由各類農(nóng)機使用年限、數(shù)量及重量計算?！笆晃濉眹嶄摼C合能耗707 kgce/t；④化肥：按氮、磷、鉀肥分別計算。磷、鉀肥生產(chǎn)以電力消耗為主，每生產(chǎn)1 t P2O5、1 t K2O分別消耗2 512 kWh、2 225 kWh。氮肥生產(chǎn)根據(jù)氮肥種類、大中小型企業(yè)比例及產(chǎn)品單耗、能源結構綜合估算1 t氮肥（折純）生產(chǎn)排放6.49 tCO2［11］。根據(jù)各年氮、磷、鉀肥消費結構推算化肥生產(chǎn)溫室氣體排放［12］；⑤飼料：生產(chǎn)能耗包含在“農(nóng)副食品加工業(yè)”統(tǒng)計中。
農(nóng)藥、農(nóng)膜生產(chǎn)能源結構對應能源統(tǒng)計的化學原料及化學制品制造業(yè)，農(nóng)業(yè)機械折舊能源結構對應黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)。
（2）農(nóng)場/農(nóng)戶生產(chǎn)能耗量及能源結構：能源統(tǒng)計綜合能源平衡表的農(nóng)、林、牧、漁業(yè)終端消費量。
（3）加工制造能耗量及能源結構：能源統(tǒng)計的農(nóng)副食品加工業(yè)、食品制造業(yè)、飲料制造業(yè)、煙草制品業(yè)能源消費量。
（4）烹飪能耗量及能源結構：清華大學建筑節(jié)能中心數(shù)據(jù)，我國每平方米建筑面積每年用于炊事的能耗量為1.5 kgce。城市能源結構以天然氣為主，農(nóng)村僅考慮商品能源消耗部分（不包括秸稈薪柴），能源結構對應能源統(tǒng)計綜合能源平衡表的農(nóng)村生活用能。
（5）分銷配銷能耗量及能源結構：缺乏直接統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用“投入產(chǎn)出法”的直接消耗系數(shù)和完全消耗系數(shù)計算各環(huán)節(jié)能耗系數(shù)［13-14］。計算農(nóng)林牧漁水利業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)、食品制造業(yè)、飲料制造業(yè)、煙草制品業(yè)5大行業(yè)（16個子行業(yè)）的交通運輸倉儲相關的能耗，能源結構以油品為主。
溫室氣體排放問題范文第3篇
關鍵詞 濃度目標; 溫室氣體; 排放路徑; MAGICC模型; 累計排放量
中圖分類號 X21文獻標識碼 A文章編號 1002-2104(2011)08-0095-05doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.08.015
長期以來，如何制定氣候變化控制目標以及根據(jù)目標在國家間分攤溫室氣體(GHG)減排義務一直是國際政府間氣候變化談判的焦點問題。圍繞這一問題，IPCC第四次評估報告［1］進行了相關研究，提出了6種穩(wěn)定情景，但每種穩(wěn)定情景中GHG排放及相應溫升變化情況的不確定范圍仍然很大。作為氣候變化談判的兩大陣營，發(fā)展中國家和發(fā)達國家正處在不同的發(fā)展階段，對氣候變化控制目標的科學性以及穩(wěn)定濃度目標下GHG排放路徑的不確定性也存在著很大爭議。事關國家利益，我國很多學者［2-7］對其進行了相關研究，但在穩(wěn)定濃度目標下GHG排放路徑的不確定性仍一直是一個熱點和難點問題。
本文應用溫室氣體導致氣候變化評估模型(Model for the Assessment of Greenhouse Gas Induced Climate Change, MAGICC模型)和WRE(Wigley, Richels and Edmonds)排放情景對此進行了初步的研究和探討?？紤]到國際社會對于各種氣候控制目標的認可程度，本文選擇將2100年GHG濃度穩(wěn)定在450和550 ppmv CO2e的濃度穩(wěn)定目標，對比了能夠滿足上述目標的IPCC穩(wěn)定情景I、III和WRE350、450排放路徑，應用MAGICC模型對WRE排放路徑進行了調(diào)整和運算，以探討和分析穩(wěn)定濃度目標下GHG排放路徑的不確定性以及濃度的變化情況。
1 MAGICC模型描述
MAGICC模型是一個連接了大氣循環(huán)、氣候模塊和冰融模塊的氣候變化評估模型，是最早被IPCC用來預測未來氣候變化的模型之一［8］。MAGICC模型可與大氣循環(huán)模型連接以預測未來的GHG濃度，并通過一個上翻-擴散氣候模型連接了5個箱式模型，結合熱擴散結果即可模擬未來全球平均溫度的變化情況。
1.1 排放情景
為比較未來GHG濃度和全球平均溫度的變化情況，可在MAGICC模型的排放庫中調(diào)用不同的排放情景。MAGICC模型包括了所有主要GHG的影響,表1給出了三種最為主要的GHG(CO2、CH4和N2O)在不同歷史階段的濃度和自工業(yè)革命以來產(chǎn)生的輻射強迫估計值。
1.2 運行機理
模型首先將從排放庫中選擇和編輯排放情景，之后對模型運行需要的參數(shù)，如碳循環(huán)水平和氣候敏感度等進行設定，最后確定模型運行的時間和周期，其運行機理如圖1所示。其中，碳循環(huán)部分分別基于1個海洋碳循環(huán)模型和4個箱式模型，其碳排放計算如式(1) ［9］所示：
2.123 dC/dt=Efossil+Dn-Socean-Sfert
① IPCC每種排放情景考慮最上限和最下限，WRE排放情景中NFB為不考慮氣候反饋的情況。
劉嘉等：對穩(wěn)定濃度目標下溫室氣體排放路徑的探討
中國人口•資源與環(huán)境 2011年 第8期其中：dC/dt是t年GHG的排放變化量，Efossil表示使用化石燃料造成的CO2排放量，Dn是排放計算的不確定量，Socean和 Sfert分別表示森林和海洋吸收的CO2排放量。這與IMAGEAOS模型和BERN碳循環(huán)模型是類似的，它們的碳排放計算式以及濃度與排放的關系式如表2所示。
由表2可見，這兩個模型雖然碳排放計算有所不同，但其濃度變化都是將碳凈排放或累計排放乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)得出。同樣地，在MAGICC模型中，當大氣循環(huán)和氣候模型等參數(shù)設定之后，模型將調(diào)用排放情景并將大氣循環(huán)、氣候模塊和冰融模塊綜合到模型軟件包內(nèi)，得到未來GHG濃度、全球平均地表溫升和海平面上升的變化結果。
2 排放路徑調(diào)整及結果分析
為將GHG濃度穩(wěn)定到550 ppmv CO2e，IPCC報告指出全球CO2排放須在2010-2030年間達到峰值，而WRE排放情景則為2005-2015年，兩者存在一定差距。圖2是IPCC排放情景和WRE排放情景的比較情況。
由圖可見，要想將GHG濃度穩(wěn)定到更低的水平，CO2排放量需更早達到峰值并開始回落，且穩(wěn)定水平愈低，出現(xiàn)峰值和回落的速率也更快，兩個情景在總體趨勢上均體現(xiàn)出這一特點。但在同樣的穩(wěn)定濃度目標下，如450和550 ppmv CO2e的GHG濃度穩(wěn)定目標下，IPCC排放情景I和WRE 350排放路徑以及IPCC排放情景III和WRE450排放路徑出現(xiàn)峰值的年份范圍均有一定差距。下面，本文
將應用MAGICC模型對WRE350和WRE450排放路徑進行調(diào)整和運算，并對結果予以比較和分析。
2.1 排放情景說明
如前所述，各氣候模型雖碳排放計算有所不同，但其濃度變化都是將凈排放或累計排放乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)得出。因此，本文嘗試在累計排放量不變的前提下，將WRE350和WRE450排放路徑的峰值考慮到CO2是最主要的溫室氣體，為簡化模型運算，本文對排放路徑進行調(diào)整的峰值均指CO2排放峰值。年份分別予以調(diào)整。受篇幅所限，僅給出WRE450排放路徑的調(diào)整過程：首先，將WRE450峰值出現(xiàn)的年份由原路徑的2010年調(diào)換至2015年和2020年，而其他年值不變；其次，考慮到上述調(diào)整僅針對峰值時點，為進一步研究排放路徑與濃度的關系，在累計排放量不變的前提下，將WRE450的峰值按照其原斜率水平外推至2015-2040年(記為WRE450’排放情景，以峰值年份區(qū)分，如圖3所示)。WRE350也同樣將其峰值進行外推，記為WRE350’排放情景。
由圖3可見，為保證WRE450’累計排放量不變，新排放路徑在到達峰值后需迅速回到原排放路徑，并進行更大力度的減排，且出現(xiàn)峰值年份越晚，減排力度需更大。
2.2 模型運算結果
由模型結果可得，在第一步對WRE350和WRE450排放路徑進行微調(diào)的情況下，目標年的濃度與原排放路徑相比幾乎不變。以WRE450為例，峰值為2020年與2010年相比，CO2濃度的最大差為0.1 ppmv，而2100年的濃度差僅為0.01 ppmv。下面，將主要分析WRE450’排放情景的運算結果，其CO2濃度變化情況如圖4所示。
由圖4可見，其濃度變化可分為三個階段：首先，隨著峰值調(diào)整逐漸滯后，其濃度變化將逐漸加?。划斉欧怕窂降竭_峰值并迅速回落時，
其濃度變化也在達到最大值后逐
漸變緩并回到原濃度水平；最后，當調(diào)整后的排放路徑在后期進行更大力度的減排時，濃度將低于原排放路徑水平，且目標年的變化值要遠小于濃度變化最大值。WRE350’排放情景的濃度變化情況也體現(xiàn)出同樣的階段性特點。
2.3 結果比較與分析
如上顯示，將WRE350、450排放路徑峰值推遲后，濃度在預測期內(nèi)均有所增加，增幅取決于排放路徑的調(diào)整力度，但目標年改變值較小。下面，對濃度變化的最大值與目標年改變值進行對比，如圖5所示。
圖5中所標數(shù)值分別為將WRE450排放路徑峰值年份調(diào)整至2020-2040年時，與原排放路徑濃度相比濃度變化的最大值和目標年的改變值（取其絕對值）。由圖5可見，隨著峰值調(diào)整時間逐漸滯后，濃度變化最大值逐漸加劇；目標年的改變值也體現(xiàn)出同樣趨勢，但僅為最大值的1/3左右。當峰值年份調(diào)整至2035年時，濃度改變的最大值為22-8 ppmv，而目標年的改變值僅為7-5 ppmv。WRE350’排放情景的CO2濃度變化情況也體現(xiàn)出同樣特點，當峰值年份調(diào)整至2020年時，濃度改變的最大值為6.4 ppmv，而目標年的改變值僅為1.9 ppmv。
以上說明在累計排放量不變的前提下，對排放路徑的調(diào)整對預測期內(nèi)的濃度有一定影響，但對目標年的影響較小。這就可以解釋為何IPCC和WRE排放情景雖然排放路徑不同，但卻能滿足同樣的濃度穩(wěn)定目標。圖6是IPCC和WRE排放情景累計排放量的比較情況。
由圖可見，IPCC和WRE排放情景中相應排放路徑的
累計排放量均在一定水平浮動。以550 ppmv CO2e的濃度穩(wěn)定目標為例，它們在2000-2100年期間的累計排放量均在600 GtC左右。其中，WRE450排放路徑在考慮和不考慮氣候反饋情況下的CO2累計排放量分別為540 GtC和650 GtC， 均值為595 GtC， 在不考慮氣候反饋的情況下所允許的碳排放空間可增加大約20%；而在IPCC情景III中，最下限和最上限對應的CO2累計排放量分別為450 GtC和720 GtC，均值為585 GtC。WRE350排放路徑和IPCC情景I的對比也體現(xiàn)出如上特點，如圖6所示。
綜合以上，通過對穩(wěn)定濃度目標下排放路徑變化情況的探討和排放路徑調(diào)整后濃度變化結果的分析可知，目標年濃度的變化將取決于起始年至目標年的累計排放量和排放路徑。當排放路徑峰值逐漸調(diào)整滯后時，在后期進行更大力度的減排可使累計排放量在預測期內(nèi)保持不變；而濃度在預測期內(nèi)雖然將有所增加，但目標年的變化較小?？紤]到我國正處于快速的工業(yè)化和城市化進程，盡管我國已明確制定了2020年單位GDP的二氧化碳排放量相比2005年水平降低40% -45%的減排自主行動目標，但由于特殊的發(fā)展階段和能源結構，我國的碳排放絕對量在較長的一段時間內(nèi)還將持續(xù)增長。根據(jù)各方面研究［11-12］，即使在低碳發(fā)展情景下，我國整體碳排放也需在2030-2035年才能達到峰值。如果我國能結合自身發(fā)展階段特點爭取延緩碳排放空間，使碳排放水平仍可以先繼續(xù)緩慢增長，而在工業(yè)化進程完成之后再承擔GHG減排義務，屆時許多減排技術(如可再生能源發(fā)電和碳捕獲與封存技術等)也將有望通過商業(yè)化進程降低成本并日臻成熟，這對我國未來能源、環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展是較為有利的。
3 結 論
如何制定氣候變化控制目標以及根據(jù)目標進行碳排放權分配一直是國際政府間氣候變化談判的焦點問題。由于國際社會對氣候變化控制目標的科學性以及確定目標下GHG排放路徑的不確定性一直存在爭議，使穩(wěn)定濃度目標下排放路徑的不確定性成為了一個熱點和難點研究問題。本文應用MAGICC模型對WRE排放路徑進行了調(diào)整和運算，對2100年GHG濃度控制在450和550 ppmv CO2e穩(wěn)定目標下排放路徑的變化及影響進行了初步的研究和探討。結果顯示，目標年濃度的變化取決于累計排放量和排放路徑。將排放路徑峰值逐漸調(diào)整滯后時，為保證累計排放量不變，需在后期比原排放路徑進行更大力度的減排。濃度在預測期內(nèi)將逐漸增加，但目標年的結果變化較小，約為濃度變化最大值的1/3左右。
考慮到氣候變化科學中相關資料和數(shù)據(jù)的可得性，本文對此進行的研究和探討是很初步的。進一步地對濃度改變將導致溫升變化的探討則更需考慮到輻射強迫、氣溶膠以及氣候模型中對氣候反饋和氣候敏感度等重要參數(shù)的設定，這個過程的不確定性將進一步變大。未來隨著國際社會對氣候變化研究中的不確定性等關鍵問題進行更深入的科學研究并達成廣泛共識，可為此提供更堅實的科學基礎和更新穎的研究思路。我國應緊密追蹤氣候變化科學中不確定性和最新進展并開展相關研究，力求在此基礎上提出基于公平原則和自有研究成果的GHG排放路徑。這將為發(fā)展中國家爭取合理權益，使國家在氣候談判中把握主動，為我國在快速工業(yè)化和城市化進程中轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，邁上低碳發(fā)展之路贏得充分的準備時間。
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Study on the Greenhouse Gas Emission Pathways Aiming at the Stable Concentration Targets
LIU Jia CHEN Wenying LIU Deshun
(Institute of Energy, Environment and Economy, Tsinghua University, Beijing 100084, China)
溫室氣體排放問題范文第4篇
2011年底，國務院了《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》，提出了“探索建立碳排放交易市場”，“加快構建國家、地方、企業(yè)三級溫室氣體排放核算工作體系，實行重點企業(yè)直接報送溫室氣體排放和能源消費數(shù)據(jù)制度”等要求。造紙和紙制品業(yè)是中國的能耗大戶，涉及能源活動、工業(yè)生產(chǎn)過程、廢水厭氧處理等多類溫室氣體排放機理，因此必將成為溫室氣體排放報告及碳排放交易的重要參與行業(yè)。
在國家發(fā)改委的組織下，清華大學與中國輕工業(yè)聯(lián)合會合作，開發(fā)了《中國造紙和紙制品生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》，是我國碳排放交易市場建設中的一項重要的基礎性工作，對合理分配企業(yè)的碳排放權、保證市場的公平性具有十分重要的意義。
二、方法學的技術概要
（一）核算邊界
本方法的溫室氣體排放核算邊界，是以造紙和紙制品生產(chǎn)為主營業(yè)務的獨立法人企業(yè)或視同法人單位。
（二）排放源
企業(yè)核算邊界內(nèi)的關鍵溫室氣體排放源包括：
1、燃料燃燒排放：煤炭、燃氣、柴油等燃料在各種類型的固定或移動燃燒設備（如鍋爐、窯爐、內(nèi)燃機等）中與氧氣充分燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放。
2、過程排放：指工業(yè)生產(chǎn)活動中，除能源的使用以外所發(fā)生的物理變化或化學反應，導致溫室氣體排放。造紙和紙制品生產(chǎn)企業(yè)所涉及的過程排放主要是部分企業(yè)外購并消耗的石灰石（主要成分為碳酸鈣）發(fā)生分解反應導致的二氧化碳排放。
3、廢水厭氧處理的甲烷排放：制漿造紙企業(yè)產(chǎn)生工業(yè)廢水，采用厭氧技術處理高濃度有機廢水時會產(chǎn)生甲烷排放。
4、凈購入電力和熱力產(chǎn)生的排放：指企業(yè)凈購入電力和凈購入熱力所隱含的燃料燃燒產(chǎn)生的溫室氣體排放。此類排放實際發(fā)生在其他企業(yè)所控制的發(fā)電和供熱設施上。
（三）量化計算方法
企業(yè)的溫室氣體排放量是其各項排放源的排放量之和，按公式（1）計算。
EM = ΣEMi （1）
式中：EM―企業(yè)溫室氣體排放總量；EMi―企業(yè)核算邊界內(nèi)某項排放源的溫室氣體排放量；i―排放源類型，包括燃料燃燒、過程排放、廢水厭氧處理、外購電力和外購熱力等。按照以下內(nèi)容核算各類排放源的溫室氣體排放量。
1、燃料燃燒排放
燃料燃燒導致的二氧化碳排放量是企業(yè)核算和報告年度內(nèi)各種燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量的加總，按公式（2）計算：
■ （2）
式中：
E燃燒―核算和報告年度內(nèi)化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；ADi ―核算和報告年度內(nèi)第i種化石燃料的活動數(shù)據(jù)，單位為百萬千焦（GJ）；EFi ―第i種化石燃料的二氧化碳排放因子，單位為噸二氧化碳/百萬千焦（tCO2/GJ）；i―化石燃料類型代號。
燃料燃燒的活動數(shù)據(jù)是核算和報告年度內(nèi)各種燃料的消耗量與平均低位發(fā)熱量的乘積，按公式（3）計算：
ADi=NCVi×FCi （3）
式中：
ADi ―核算和報告年度內(nèi)第i種化石燃料的活動數(shù)據(jù)，單位為百萬千焦（GJ）；
NCVi ―核算和報告年度內(nèi)第i種燃料的平均低位發(fā)熱量，采用本指南附錄二所提供的推薦值；對固體或液體燃料，單位為百萬千焦/噸（GJ/t）；對氣體燃料，單位為百萬千焦/萬立方米（GJ/萬Nm3）；具備條件的企業(yè)可遵循《GB/T 213煤的發(fā)熱量測定方法》、《GB/T 384石油產(chǎn)品熱值測定法》、《GB/T 22723天然氣能量的測定》等相關指南，開展實測；
FCi ―核算和報告年度內(nèi)第i種燃料的凈消耗量，采用企業(yè)計量數(shù)據(jù)，相關計量器具應符合《GB17167用能單位能源計量器具配備和管理通則》要求；對固體或液體燃料，單位為噸（t）；對氣體燃料，單位為萬立方米（萬Nm3）。
燃料燃燒的二氧化碳排放因子按公式（4）計算：
■ （4）
式中：
EFi ―第i種燃料的二氧化碳排放因子，單位為噸二氧化碳/百萬千焦（tCO2/GJ）；CCi ― 第i種燃料的單位熱值含碳量，單位為噸碳/百萬千焦（tC/GJ），宜參考附錄二表1；OFi ―第i種化石燃料的碳氧化率，宜參考附錄二表1；■―二氧化碳與碳的分子量之比。
2、過程排放
過程排放量是企業(yè)外購并消耗的石灰石（主要成分為碳酸鈣）發(fā)生分解反應導致的二氧化碳排放量，按公式（5）計算。
E過程 = L × EF石灰 （5）
式中：E過程―核算和報告年度內(nèi)的過程排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；L ―核算和報告年度內(nèi)的石灰石原料消耗量，采用企業(yè)計量數(shù)據(jù)，單位為噸（t）；EF石灰―煅燒石灰石的二氧化碳排放因子，單位為噸二氧化碳/噸石灰石（tCO2/t石灰石），采用推薦值0.405噸二氧化碳/噸石灰石。
3、凈購入電力產(chǎn)生的排放
企業(yè)購入的電力消費所對應的電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)二氧化碳排放量按公式（6）計算：
E電=AD電×EF電 （6）
式中：E電 ―購入的電力所對應的電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)二氧化碳排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；AD電 ―核算和報告年度內(nèi)的凈外購電量，單位為兆瓦時（MWh），是企業(yè)購買的總電量扣減企業(yè)外銷的電量，活動數(shù)據(jù)以企業(yè)的電表記錄的讀數(shù)為準，也可采用供應商提供的電費發(fā)票或者結算單等結算憑證上的數(shù)據(jù)；EF電 ―根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)地及目前的東北、華北、華東、華中、西北、南方電網(wǎng)劃分，選用國家主管部門最近年份公布的相應區(qū)域電網(wǎng)排放因子，單位為噸二氧化碳/兆瓦時（tCO2/MWh）。
4、凈購入熱力產(chǎn)生的排放
企業(yè)購入的熱力消費所對應的熱力生產(chǎn)環(huán)節(jié)二氧化碳排放量按公式（7）計算。
E熱=AD熱×EF熱 （7）
式中：E熱 ―購入的熱力所對應的熱力生產(chǎn)環(huán)節(jié)二氧化碳排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；AD熱 ―核算和報告年度內(nèi)的凈外購熱力，單位為百萬千焦（GJ），是企業(yè)購買的總熱力扣減企業(yè)外銷的熱力，活動數(shù)據(jù)以企業(yè)的熱力表記錄的讀數(shù)為準，也可采用供應商提供的熱力費發(fā)票或者結算單等結算憑證上的數(shù)據(jù)；EF熱 ―年平均供熱排放因子，單位為噸二氧化碳/百萬千焦（tCO2/GJ），可取推薦值0.11tCO2/GJ，也可采用政府主管部門的官方數(shù)據(jù)。
5、廢水厭氧處理的排放
企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水經(jīng)厭氧處理導致的甲烷排放量計算公式如下：
■（8）
式中，EGHG_廢水―廢水厭氧處理過程產(chǎn)生的二氧化碳排放當量，單位為噸二氧化碳當量（tCO2e）；■―甲烷的全球變暖潛勢（GWP）值，根據(jù)《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》，取21。
■ （9）
式中：■―廢水厭氧處理過程甲烷排放量（千克）；TOW―廢水厭氧處理去除的有機物總量（千克COD）；S―以污泥方式清除掉的有機物總量（千克COD）；EF―甲烷排放因子（千克甲烷/千克COD）；R―甲烷回收量（千克甲烷）；活動水平數(shù)據(jù)包括廢水厭氧處理去除的有機物總量（TOW）、以污泥方式清除掉的有機物總量（S）以及甲烷回收量（R）。
（1）廢水厭氧處理去除的有機物總量（TOW）數(shù)據(jù)獲取
如果企業(yè)有廢水厭氧處理系統(tǒng)去除的COD統(tǒng)計，可直接作為TOW的數(shù)據(jù)。如果沒有去除的COD統(tǒng)計數(shù)據(jù)，則采用公式（10）計算：
■（10）
式中：W―厭氧處理過程產(chǎn)生的廢水量（立方米），采用企業(yè)計量數(shù)據(jù)；CODin ―厭氧處理系統(tǒng)進口廢水中的化學需氧量濃度（千克COD/立方米），采用企業(yè)檢測值的平均值；CODout ―厭氧處理系統(tǒng)出口廢水中的化學需氧量濃度（千克COD/立方米），采用企業(yè)檢測值的平均值。
（2）以污泥方式清除掉的有機物總量（S）數(shù)據(jù)獲取
采用企業(yè)計量數(shù)據(jù)。若企業(yè)無法統(tǒng)計以污泥方式清除掉的有機物總量，可使用缺省值為零。
（3）甲烷回收量（R）數(shù)據(jù)獲取
采用企業(yè)計量數(shù)據(jù)，或根據(jù)企業(yè)臺賬、統(tǒng)計報表來確定。采用公式（11）計算排放因子：
EF=Bo*MCF （11）
對于廢水厭氧處理系統(tǒng)的甲烷最大生產(chǎn)能力Bo，優(yōu)先使用國家最新公布的數(shù)據(jù)，如果沒有，則采用本指南的推薦值0.25千克甲烷/千克COD。對于甲烷修正因子MCF，具備條件的企業(yè)可開展實測，或委托有資質(zhì)的專業(yè)機構進行檢測，或采用本指南的推薦值0.5。
三、關鍵問題及解決
（一）中國造紙和紙制品生產(chǎn)企業(yè)是否涉及碳酸鈉分解的排放
國外可能有少量堿法制漿企業(yè)采用純堿（碳酸鈉）作為原料，發(fā)生碳酸鹽分解反應，排放二氧化碳，因此歐盟的溫室氣體排放監(jiān)測報告與核查指令中包括了這種排放類別。但我國的堿法制漿企業(yè)基本不采用碳酸鈉作為原料，在生產(chǎn)工藝和原料方面與國外存在較大差別，不會導致此類過程排放。
（二）如何考慮廢水處理所導致的氧化亞氮排放
造紙和紙制品生產(chǎn)企業(yè)廢水處理所導致的氧化亞氮排放不足企業(yè)總排放量的1%，因此本方法予以忽略。
（三）本指南所提供的石灰石分解排放因子推薦值為何略低于政府間氣候變化專門委員會（IPCC）和歐盟缺省值
IPCC和歐盟缺省值為石灰石原料純度和分解率均為100%情況下的理論值；但經(jīng)企業(yè)調(diào)研和專家咨詢，了解到我國石灰石原料純度和分解率達不到100%，企業(yè)生產(chǎn)記錄數(shù)據(jù)在95%左右，因此本指南根據(jù)我國實際生產(chǎn)情況進行了修正。
溫室氣體排放問題范文第5篇
關鍵詞：氮肥；凈排放；成本；碳強度；碳效率
中圖分類號：S147.3 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2014）03-0060-05
AbstractThe investigation on fertilization status was carried out in Tengzhou and Yanzhou， Shandong Province. Different recommended scenarios were made， and their impacts on GHG net emission and economic cost were studied and compared to fertilizing status by the calculation methods of carbon sequestration rate and GHG emission in farmland management. The results implied that the application of recommended fertilizers on wheat and corn could decrease GHG emission and economic cost. Especially the integrated application of base fertilizer and topdressing on corn， the GHG emission both decreased by 300 kgCe/（hm2?a） in Tengzhou and Yanzhou， the cost decreased by 2 700 yuan per hectare， and the carbon efficiency increased by more than 30%. In conclusion， the popularization and application of fertilizer recommended by the Ministry of Agriculture would have important environmental and economical values.
Key wordsNitrogen fertilizer； Net emission； Cost； Carbon intensity； Carbon efficiency
工業(yè)革命后，由于人類活動的增加和化石能源的使用，溫室氣體（Greenhouse Gas，GHG）排放上升，包括CO2、N2O和CH4等。農(nóng)業(yè)活動排放占全球人為排放GHG的10%～12%，其中農(nóng)業(yè)活動產(chǎn)生的N2O占全部排放的60%[1]，主要來自于氮肥的利用，且肥料的過量施用導致了土壤的酸化和水體的富營養(yǎng)化[2]，這些問題引起了人們對肥料合理利用的重大關注。
施用化肥能補償土壤養(yǎng)分的流失，滿足作物生長的需求，提高產(chǎn)量，保證全球的糧食生產(chǎn)[3，4]。作物的產(chǎn)量增加能導致更多有機物進入土壤，提高土壤有機碳的含量。但是化肥生產(chǎn)依賴化石能源，運輸和分配消耗燃料，使用氮肥導致N2O的產(chǎn)生，這些過程都增加了GHG排放，因此化肥的使用需要正確的管理[1，5]。
2005年，我國開展了測土配方施肥項目，推廣平衡施肥技術。目前農(nóng)業(yè)部在前期成果的基礎上，制定并了《小麥、玉米、水稻三大糧食作物的區(qū)域大配方與施肥建議（2013）》。本研究采用入戶調(diào)查方法，對山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)滕州和兗州進行施肥調(diào)查，根據(jù)農(nóng)業(yè)部的施肥建議設定了2種推薦施肥情景，估算不同施肥情景對GHG凈排放和經(jīng)濟成本的影響，并采用碳足跡的方法計算化肥碳效率。
1材料與方法
1.1調(diào)查區(qū)域和調(diào)查方法
滕州和兗州位于山東省南部， 處于暖溫帶半濕潤地區(qū)南部，季風型大陸性氣候，年均溫13.6℃，四季冷熱分明。年均降水量分別為733 mm和773.1 mm，集中在夏秋季，雨、熱同季，全年無霜期210～240天。滕州市處于魯中南山區(qū)的西南麓延伸地帶，屬于黃淮平原，兗州市處于泰沂蒙山前沖積平原。兩地的土壤類型主要為褐土、潮土和砂姜黑土。
本研究采用的農(nóng)田施肥數(shù)據(jù)來自入戶問卷調(diào)查，調(diào)查時間為2011年10月。滕州和兗州隨機選取3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)隨機選取3個自然村進行入戶調(diào)查，有效問卷總數(shù)32份，其中滕州15份，兗州17份。
1.2計算方法
1.2.1固碳速率由于磷肥和鉀肥的固碳效應不明顯[7，8]，而且主要是氮肥過量使用造成嚴重污染[2]，因此本研究只考慮肥料中純氮肥產(chǎn)生的固碳效應。復合肥的氮磷鉀配比不同，現(xiàn)狀的配比采用15-15-15，推薦情景采用農(nóng)業(yè)部施肥建議中的推薦配比。
2結果與分析
2.1肥料用量
小麥和玉米主要施用復合肥，農(nóng)戶為了節(jié)約時間，大多是一次性施肥，只有兗州少部分農(nóng)戶使用尿素追肥。滕州和兗州玉米的復合肥用量均高于小麥，滕州高8%，兗州高20%（表1）。情景1中，滕州的小麥和玉米復合肥用量分別減少50%和70%，都增加了尿素作追肥，兗州小麥和玉米復合肥用量分別減少37%和72%，小麥尿素用量增加1.87倍，玉米增加1.31倍。情景2中，小麥的肥料用量和情景1相同，兩地玉米的復合肥用量與現(xiàn)狀相比都大約減少了一半，同時不用尿素追肥。
2.2固碳和GHG凈排放
本研究分析了兩種因素導致的GHG排放：肥料生產(chǎn)排放和氮肥施用排放（圖1）?，F(xiàn)狀和推薦情景中，肥料生產(chǎn)排放占總和的比例都大于80%。兩種推薦情景中，在總排放減少的同時，肥
料生產(chǎn)排放的比例降低到81%，相應氮肥施用排放增加到19%。
兗州現(xiàn)狀的固碳速率比滕州高14%，在兩種推薦情景下，兩地的固碳速率都增加了13%。無論現(xiàn)狀還是情景，碳排放速率都高于固碳速率（圖1），按照GHG凈排放把不同情景排序：兗州現(xiàn)狀>滕州現(xiàn)狀>兗州情景2>兗州情景1>滕州情景2>滕州情景1?，F(xiàn)狀條件中兩地的固碳只抵消11%的排放，兩種情景條件下固碳抵消了17%的排放。
推薦用肥提高了化肥碳效率，滕州增加了40%左右，兗州增加了30%，這說明推薦用肥情景下，化肥利用效率提高。推薦施肥也導致農(nóng)戶的經(jīng)濟成本下降，玉米成本下降大于小麥，兗州的下降幅度大于滕州。由于產(chǎn)量不變，凈收入提高，推薦用肥會極大的調(diào)動農(nóng)戶的生產(chǎn)熱情。推薦配比也反映了不同地區(qū)、氣候、土壤和作物對養(yǎng)分的不同需求[3，19]。
兩種情景區(qū)別在于玉米的施肥情景不同，這些結果表明，玉米的兩種推薦施肥方案中，基追結合的方案優(yōu)于一次性施肥的方案。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，山東省單位種植面積化肥施用量比我們的調(diào)查數(shù)據(jù)還要高，化肥利用率低間接導致的能源浪費現(xiàn)象則顯得更為突出。采用推薦施肥特別是玉米采用基追結合方案，可使兩地每年每公頃的凈排放減少約300 kgCe，肥料成本減少2 700元，兩地的碳效率增加超過30%。因此農(nóng)業(yè)部建議的推薦用肥有利于減少GHG排放和增加農(nóng)戶收入，具有進一步推廣應用的環(huán)境和經(jīng)濟價值。
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