发布时间:2024-03-02 16:54:54
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇减少碳排放方式,期待它们能激发您的灵感。
关键词:火电企业;温室气气排放;减少
中图分类号:X16 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2012)35-0012-03
一、我国火电企业温室气体排放现状
我国经济正处于一个蓬勃发展的状态中,同时,随着经济的增长,各种环境问题也应运而生,并显得日益严重。其中,降低温室气体的排放成为当今国际社会面临的重要问题之一。有关数据显示,在我国有近80%的二氧化碳排放来自煤炭的燃烧,而50%左右的煤炭是用于火力发电,在火电企业中绝大部分是利用燃烧煤炭来进行发电的。因此,怎样减少火力发电企业的温室气体排放,以实现“十二五”计划期间单位国内生产总值能耗比2010年下降16%的目标,成为当前我国节能减排的重点之一。由于火电企业燃煤量的比例之大,因此减少温室气体排放成为我国火电企业实现竞争力提升的重要举措。
图1中的数据是利用火电企业供电耗煤量,根据马宗海(2002)提供的计算温室气体排系数的方法:
其中,根据经验,发电运行量占比大约为78%。
根据上述公式算的火电企业排放系数如图1。从趋势图1可以看出,我国火电企业温室气体排放系数在逐渐减少,即生产单位千瓦时所排放的温室气体数量在不断的减少的通道中,但离“十二五”的目标还有一定的距离。
关于怎样减少火电企业的温室气体排放的问题,国内一些学者已经做了一些研究。刘丽娟等(2012)通过建立火电企业的节能减排系统动力学模型,对火电企业节能减排进行分析,并用实际例子模拟调控不同参数对体统的影响,为政府实施节能减排政策提供了参考。冯明等(2010)以节能减排信息化应用的共性需求为出发点,提出了一种新的节能减排信息化框架,并对关键技术进行的进一步的展望。这些研究给我国火电企业减少温室气体排放提供了一定的参考。也有学者提出要通过调整产业结构,提高水电、风电及核电在电力产业中的应用,以降低火力发电的比重,从而减少煤炭消耗,降低温室气体的排放。虽然其他来源的电能具有很大的发展潜力,而且发展的速度很快,但是由图2可以发现,在近10年中,我国火电企业发电量的比重并没有减少,始终保持在总发电量的80%以上,火电发电的重要地位并没有动摇。因此,在调整电力产业结构的同时,开发水电、风电等从长期而言具有战略意义,但就目前在火电企业发电量仍占主导地位的情况下,直接减少火电企业自身的温室气体排放量,依旧是当前需要面临的重要挑战,也是解决当前温室效应的最有效途径之一。
二、火电企业信息化减排构架
企业信息化建设从20世纪80年代开始,此时主要用于数据的基本处理和分类等。20世纪90年代至20世纪末,是计算机用于企业管理的探索阶段,企业管理的信息化概念逐渐被提出,针对发电企业的管理信息系统只是刚刚涉及,并没有被完整的提出。从上世纪末开始,大量的发电企业纷纷建设各自的管理信息系统,从而大量的节约了搜集数据的成本,劳动生产率也有了很大提高,降低了运行工人的劳动强度。
图1所显示的单位千瓦时所排放的温室气体数量在不断减少这一趋势,一方面原因是由于燃烧技术、热电转化技术以及电传导技术的提高。但技术的发展终究会遇到一定的瓶颈,此时优化整个生产、管理和营销流程成为重中之重。信息化的出现使的火电企业优化了内部资源配置、提高了完成信息加工处理和能力,从而直接或者间接地减少了温室气体的排放。
图3给出了火电企业信息化对温室气体排放的构架图。火电企业的信息化包括两个部分:一是建立生产控制信息化系统。该系统包括设备管理系统、运行管理系统、任务管理系统、生产技术管理和安全监察管理系统。通过该系统,火电企业的运行和管理人员可以监测到大量发电机组实时数据,掌握系统运行动态,自动的对各种动态指标进行统计,同时也为之后提出进一步优化方案提供数据支持,为提示各种定期工作,记录各种日志的检查提供方便;对设备进行技术监督,及时掌握各类设备的技术状况,为预防性检修提供科学依据;在完成主要的功能之余,也可以辅助管理人员对安全工作进行指导、统计和考核。更重要的是,在生产过程中建立可控制生产流程的系统,可以在既定的技术水平下,从非技术角度促使工艺优化、降低能耗。这种优化往往比直接改进技术要更有效果。如在企业制定的生产指标和生产计划中,通过作业计划、作业标准、工艺指标等自动控制系统,在通过对原始数据的汇总、分析,促进火电企业在发电过程中的中提优化和全面控制,提高生产效率,降低生产成本。同时该系统可以对与电厂的设备维护和维修工作紧密相关的主要业务过程进行管理,从而提高设备的可靠性及可利用率。总之,该系统优化了在发电过程中的工艺流程,提高劳动生产率,降低物料损耗,最终有实现直接减少温室气体的排放的目的。二是建立生产计划、目标和资金管理系统。该系统从企业管理的整体角度出发,着力于生产计划、目标和资金的管理,强调事前计划和事中控制。火电企业借助该信息系统,可以平衡在有限资源、煤炭价格变化和社会需求等多方压力下的生产计划,达到一个企业的优产目标。同时在优产和减少温室气体排放的过程中,可以更加合理的使用有限的资金,使其发挥更大的作用。通过信息化手段,合理地对企业的各种资源进行配置,最终可以间接达到减少生产过程中温室气体的排放量。
三、火电企业信息化建设自身对温室气体排放的影响
火电企业信息化建设后会对该行业的温室气体排放有着积极的作用已经显而易见,但是,在信息化平台的建设过程中也会产生能源损耗,并排放温室气体。因此,火电企业进行信息化建设,一方面增加了火电企业温室气体排放的来源,另一方面也有效地解决了传统发电工艺中资源配置不合理的缺陷,对于全球变暖而言,它是一把双刃剑。火电企业信息化建设是否具有经济性,也是值得考虑的重要问题。最新研究表明,信息行业基础设置建设及相关产品制造越占全球温室气体排放的2.5%。同时,全球电子可持续发展推进协会(GeSI)了《智慧2020:建立信息时代的低碳经济》报告。报告中指出,到2020年,全球碳脚印将达到519亿吨二氧化碳当量,其中有信息与通信技术行业本身直接产生的二氧化碳14亿吨。但是,通过其他企业的信息化建设可以使总排放量减少78亿吨,占全球二氧化碳排放的15%,这是信息与通信技术行业本身所造成的二氧化碳排放的5倍以上。从该报告的分析结果可以看出,虽然信息化建设本身会产生温室气体排放,但其企业有效地使用信息与通信技术可以大大减少其他行业温室气体的排放。火力发电是我国电力的主要来源,本身具有很大的规模效应,很多生产工艺过程和数据采集等只通过人工管理很难达到最优水平,信息化建设可以利用先进的计算机技术代替人工管理,不仅能达到减少人工成本的目的,还能是温室气体排放处于实时监控之中,其对减少温室气体排放的效果比小规模行业更好。
四、火电利用企业信息化减少温室气体过程中注意的问题
虽然信息化建设可以优化企业生产工艺与生产管理,但该系统的建立并不是一蹴而就的。国外已经有了比较先进的信息化系统,但我国对其建设还需要不断的探索,最终找到适合我国火电企业的信息化构架。在这条利用先进技术的曲折道路上,也应注意以下一些问题。
(一)领导层的高度重视
我国火电企业信息化建设要求遵循“统一领导、统一规划、统一标准”的三统一原则,同时信息化所建设的生产控制信息化系统和生产计划、目标和资金管理系统是领导决策层管理思路、管理理念一起工程师的具体实现,领导层对于减少温室气体排放的节能减排理念也会在信息化系统建设中得到充分的体现。因此,所有信息化系统从规划、调研、分析、设计开始,必须得到企业相关领导的重视和参与,领导层对于企业管理的认识和对未来发展的把握,对社会责任的理解与执行力度,决定了管理信息系统的建设水平和发挥其减少温室气体排放效能的大小。同时,信息系统的建设对整个企业的管理会带来岗位的调整、工艺流程的转变,这些都需要领导层的大力支持再能得到坚持不懈地贯彻。
[关键词]道路交通 环境保护
中图分类号:U491.9+1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)01-0324-01
交通领域碳排放虽然占总碳排放量的比例不大,但是对城市空气污染的影响却不容小觑。目前,我国大城市的60%的CO、50%的氮氧化物、30%的碳氢化物污染来源于机动车的尾气排放,城市污染已经从“烟囱型”向“尾气型”转变[1]。本文以道路交通碳排放为例,分析减少道路交通碳排放的政策和措施在环境保护方面的作用。
1.国外减少道路交通碳排放的相关政策和措施
欧盟在2009年,通过了新车的二氧化碳排放量必须低于120CO2/Km的政策[2]。这一政策限制了上路汽车的尾气排放量的最高标准,对于汽车企业来说也是一个挑战。在消费者选购汽车的时候,操控性是选择的一个重要决定性因素,大排量往往意味着更好的操控性,例如提速更快等,但是,大排量同时也意味着更多的尾气排放,为了能够同时保证汽车的操控性和尾气的排放,这就要求汽车企业需要对汽车的技术进行调整,增加燃料的利用率,或者是用其他的能源来代替传统的汽柴油等。据报道,宝马公司正在研发电动汽车,他的工程师称,用可再生能源去填充电动汽车,将不会产生任何的尾气,也就是所谓的零排放。可见,在政策的作用之下,汽车企业也开始提升技术,降低汽车尾气的排放。
在英国,车辆所有者每年需要根据车辆的二氧化碳排放量缴纳税费。表1.1是2011年英国的公路税级。从这个表格可以看出,二氧化碳的排放量越高,每年所需缴纳的税费也就越高,政府希望用这一措施,让消费者在购买汽车时,把二氧化碳的排放量考虑在内。
据报道,欧盟计划在未来40年,减少60%的二氧化碳的排放,在这一严苛的计划下,英国甚至考虑将在伦敦和其他大城市,禁止汽车的使用。虽然这一做法略显苛刻,但是足以看出,英国甚至整个欧盟,对于减少道路交通的碳排放的重视。
除了欧盟以外,美国、日本等国家,也有一系列的减少道路交通碳排放的政策和措施,其中最典型的类型,都是根据“谁污染谁治理”的原则,根据汽车尾气的排放量,每年向汽车的所有者征税。
2.国内减少道路交通碳排放的政策和措施
近年来,我国加强了在节能减排考核、监测和评估方面的管理体系建设,并形成了相对比较完善的指标体系。例如,2007年,由国家发展改革委员会、统计局和环保总局会同有关部门制定了《单位GDP能耗考核体系实施方案》和《单位GDP能耗监测体系实施方案》,以及《主要污染物总量减排考核办法》和《主要污染物总量减排监测办法》等。但是,行业性的相关政策和措施,尤其是道路交通方面,目前还未正式出台[3]。
在道路交通方面,我国正在酝酿汽车尾气排放税。排放税是环境税的一种,它是针对终端消费者征收的,汽车排放的尾气中含有一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等污染物,根据“谁污染谁治理”的原则,车主需要为汽车尾气缴纳税款。它是通过外部激励,带动消费者、生产者的环保热情。这些征税,可以减少能源的使用,提高能源的效率,同时可以促进新能源技术的发展。但是,这一征税方法,还是存在一些争议和不足。
2.1用电动汽车代替传统燃料的汽车
在对于车辆排放尾气的限制之下,很多汽车厂商开始对车辆进行技术方面的改进。目前,作为一种典型的环保汽车的电动汽车,已经被很多汽车厂商研发。许多厂商都采用可充电的电池来作为电动汽车的动力。单纯的从汽车尾气排放的角度考虑,例如宝马公司已经提出,电动汽车可以达到尾气的零排放,这无疑是汽车厂商对于汽车尾气污染方面做出的努力。
但是,通过提升技术来打造电动汽车对于环境来说,似乎不是完全有益的。电池是一类非常难降解的废弃物,大量的使用电池作为电动汽车的动力,也就意味着会产生电池这一类的废弃物,这给环境留下了潜在的风险。有研究表明:一节已好电池腐烂在地下,能使1m2的土壤永久失去利用价值,一粒纽扣电池可使600吨水受污染,相当于一个人一生的饮水量,一节五号含汞电池会导致60m2大气的汞含量超标。可见,废弃电池对于环境的潜在危害是非常大的,很难把电池对环境的污染和碳排放增加造成的环境问题进行比较,去衡量究竟哪一个问题的风险更大,换一句话说,很难在废电池的污染危害和碳排放增加的环境问题之间寻找一个平衡点,来使得这两个问题都可以有比较环保的解决方法。
所以,用电动汽车来代替传统燃料的汽车是不是完全的环保,还有待商榷。
2.2“谁污染谁治理”
根据“谁污染谁治理”的原则,车主在开车的过程中,汽车产生了尾气,所以产生了碳排放,所以向车主征收尾气排放税。可是,换一个角度来看,如果汽车厂商在生产汽车的过程中,能够提高能源的利用率,降低尾气的排放,那么车主在开车的过程中,也就必然可以避免过多的尾气排放。所以,尾气排放是汽车厂商和车主共同产生的,只是向车主收费,显得有点不合理,这样就把汽车厂商对于汽车尾气排放的责任忽略了或者说是降低了。
对于车主而言,如果说车主现在放弃购买大排量汽车的原因仅仅只是因为过高的税费,那么,等到车主可以承担这样高额的税费的时候,车主依然会选择尾气排放量高的汽车。从这一角度来看,征税可能可以在短期之内让车主在选择购买车辆的时候多了一个需要考虑的因素,从而影响车主的选择,但是从长远的角度来看,这一政策似乎在降低汽车尾气排放方面的作用很难保证。
2.3汽车销量
各个国家制定的关于汽车尾气碳排放的税率,都是希望通过这一政策和措施,能够促进汽车行业的发展,使得车辆的尾气排放降低,同时,能够通过征税,降低新车的销售量,在路上的车辆数量降低了,车辆尾气排放也就降低了。但是,根据Rogan,F.(2011)分析了爱尔兰的数据,得到的结论是税费本身,不会对新车的销售量产生影响。如果说税费不会对汽车的销量产生影响,那么道路上的车辆数目依旧在明显增加,汽车的尾气排放也就不会降低,那么税费对于环境保护的意义在哪里?
3.结论
通过分析道路交通碳排放的政策和措施,不难看出,这些政策和措施可以在一定程度上,降低道路交通的碳排放量,从而达到保护环境的作用。但是,这些政策和措施依然存在着不足,例如在征收税费的时候,仅仅只是对车主进行收费,而忽略了厂商的责任;在考虑用电动汽车代替传统燃料的汽车的时候,降低了汽车的尾气排放,但是电池对于环境依然存在着非常大的潜在威胁。
所以,单纯的依靠针对某一方面环境问题的政策和措施,可能可以改善这一方面的环境问题,但是,对于环境保护来说,力度是有限的,应该要结合各个方面的环境问题,建立更加完善的机制。
参考文献
1.周新军,国内外碳排放约束机制及减排政策[J],当代经济管理,2013(5):35-39
随着全球气候环境的不断变化,人类为了可持续发展,提出了低碳的可持续发展理念,试图在经济发展中寻找一个新的发展方向,传统的经济发展注重增长,在新世纪技术发展的前提下,低碳经济能够推动生态文明的不断发展,积极的保护生态环境,从而实现经济的可持续发展。旅游是精神文明发展的重要产物,是人类在物质发展中进行精神发展的体现,响应低碳经济,发展低碳旅游,势必成为未来旅游业发展的主要形式。旅游业具有很好的低碳发展优势,可以作为低碳经济的前言方向,可以说低碳经济会成为现阶段旅游业发展的主要支撑,并且低碳旅游还可以带动低碳交通、住宿、观光等相关联的低碳化发展行业,从而实现经济的可持续发展。
一、低碳旅游的含义
低碳旅游指的是在旅游的过程中,通过倡导低碳理念和运用低碳技术等,提升旅游的质量,从而更好的提升旅游带来的经济,提升社会效益,是一种可持续发展的新型旅游方式。低碳旅游发展的核心思想就是使用更少的碳排放来获得更大的社会经济效益。现代社会倡导低碳经济发展,因此低碳旅游是依靠生态文明思想来进行一种响应发展模式,通过在旅游中构建相关的旅游设施、旅游环境、旅游方式等,将低碳技术运用在其中,从而实现全方位的低碳发展。积极的构建旅游相关产物,利用低碳技术来形成可吸引游客的方式,采用现代化技术将产品包装成为旅游产物,在各种旅游服务设施中加入节能技术,从根本上实现低碳技术的应用,从而实现旅游业的可持续发展。
在对旅游环境体验的培育中,需要提升环境的生态化,增加绿色环境,减少碳的排放,并且通过提升碳汇的机制,从而提升旅游的体验质量,实现更大的旅游发展效益。在北京、天津等大城市中,人们物质生活得到提升,在进行消费选择的时候就会有多样的选择,这都会对低碳旅游的发展产生一定的影响。消费者在旅游中,要减少个人碳的排放,积极影响生态文明。在新时期全球生态经济文明的建设下,社会发展需要寻找可持续发展路线,低碳旅游是旅游业发展的重要战略路线,为旅游业的可持续发展创建了一个新的发展路线。低碳旅游强调了低碳技术在旅游中的应用,努力构建出低碳的旅游风景区,向消费者倡导低碳的消费方式,打造出低碳的旅游吸引物,让更多人参与到低碳旅游中,为可持续发展做出自己的贡献。
二、低碳旅游的意义
低碳旅游中的低碳指的是更少的碳排放量,这其中蕴含着一种更加深远的意义,就是往“零碳”的目标发展,实现真正意义上的清洁发展。在现阶段的旅游发展中,温室气体的排放非常大,低碳旅游的重点就是控制温室气体的排放,通过发展低碳交通、住宿、餐饮等旅游相关产业,从而减少各种低碳活动,减少碳的排放量,使得旅游中的温室气体得到更好的控制。低碳旅游的这种发展定位对于促进生态的可持续发展具有重要意义,根据世界旅游组织的相关调查显示,在08年的旅游发展中,碳的排放量在13亿吨,大约占据了同年总碳排放量的48%,并且旅游碳排放主要就来源于交通、住宿、餐饮等旅游相关产业,间接导致了全球气候的变暖。对北京、天津等大城市来说,减少碳排放量对于城市的发展非常重要,虽然现阶段旅游业造成的温室效益并不严重,但是根据现在旅游业快速发展的速度,未来几年旅游业造成的碳排放将成倍的增长,对于全球气候变暖的影响就会更加严重。因此控制旅游业的碳排放量,积极的发展低碳旅游,是生态发展的必要选择,是关系人类可持续发展的重要课题。
低碳旅游是一种可持续的旅游方式,与生态旅游存在着一定的差异。可持续旅游强调的是在旅游的过程中,在保持原有生态环境的同时,满足人类对于精神文明、物质审美追求的需要,为后代保护生态环境发展具有重要的意义。生态旅游更加重视对旅游景区环境的保护,而低碳旅游更加注意的是在旅游景区产生的碳排放。低碳旅游更加重视生态环境中的整体性控制,通过全球气候变暖、生态环境变差等相关的现象,来改善现有旅游产业的一种方式,每个人都会有碳排放的权利,因此每个人也具有减少碳排放的义务。因此从这角度上看,低碳旅游更多的是人类行为的一种改变,通过约束、自觉等行为,在保护生态环境的基础上,实现碳排放的控制,在生态文明建设中发挥自己的一份力量,从而实现人类文明的可持续发展。
三、低碳旅游的发展措施
低碳旅游是一种可以看见的旅游方式,在实现低碳旅游的时候必须要依靠政府政策的支持,构建低碳企业,向消费者倡导低碳消费观念,各个旅游的受益者需要仅仅的围绕旅游产物、旅游设施、旅游服务等旅游发展中的要素,加入低碳技术,通过打造出低碳系列的旅游产物,从而构建出更加完善的低碳旅游路线。
(一)构建出低碳旅游吸引物
旅游吸引物指的是在旅游过程中,能够吸引游客来观光旅游的有形、无形、物质、非物质、人工、自然等旅游产物,可以是自然资源,也可以是人工打造出的旅游景点设施,低碳旅游吸引物指的是在原有吸引物中加入低碳技术,形成能够吸引游客的旅游产物。打造低碳吸引物主要有两种途径,首先是科学化的开发旅游景点,比如建设国家公园(森林、湿地、地质、生态旅游区等),充分的挖掘本国家所包含的自然资源,提升自然高碳旅游资源的价值,提升自然旅游区的观赏价值,其次是策划低耗损的旅游产品,实现碳的少排放,将低碳产业转化为低碳产业的支柱产业,最后是将生态化的技术手段融入到低碳旅游汇总,将一些受损的土地和人工技术相结合,形成一个综合性的低碳旅游景区。
(二)低碳的旅游设施
依靠低碳的技术直接或是间接的使用低碳产品来建设出旅游设施,在低碳旅游设施中主要包括叫交通运输、环境卫生、资源供应等方面,为旅游提供的专项服务主要有餐饮、住宿、购物、娱乐等旅游相关设施,建设低碳交通主要包括生态停车场,加大力度使用电瓶车、清洁能源车等交通工具,避免使用私家车,尽力发展低碳的交通工具。在对低碳旅游区设施的建设中,需要积极的使用低碳技术,使用可循环的水处理系统,建立生态垃圾桶等,加强景区的环境保护建设,完善旅游区的生态卫生设施建设;利用太阳能、水能等可更新技术来建立新型的能源供应系统;使用低碳建筑来为旅游区提供餐饮等设施,比如低碳酒店等,在酒店中建立低碳娱乐设施,比如健身房等,为游客提供多元化的低碳服务。
(三)宣传低碳的消费方式
低碳消费指的是在游客在旅游的过程中,通过各种方式来减少碳的使用,或是减少个人的碳排放足迹。在同一个旅游过程中,不同的消费方式产生了碳排放量存在着非常大的差异,这就产生了不同的碳排放足迹,比如旅游中的交通运输,以同样的距离作为衡量点,选择飞机这种航空出行的方式,虽然航空占据总旅游的时间短,但是却占据了总旅游碳排放的30%,而汽车、铁路等交通运输方式,虽然时间上占据旅游总运输量的比重大,但是仅仅占据了旅游总碳排放的1%左右。从这个计算上看,倡导合理的出行方式,对于减少旅游中的碳排放就有重要的意义。倡导低碳的消费方式主要可以通过以下几点进行,首先是倡导低碳的旅游出行方式,根据路线和距离来选择低碳的交通方式,比如徒步、自行车、公交车等相对低碳的出行方式,尽量减少自驾游、航空游等高碳的出行方式,在选择同一个类型的旅游景点时,要尽量选择个人碳足迹少的路线,从而为低碳旅游贡献自己的力量;其次是选择旅游中的住宿餐饮,尽量选择带有绿色环保标志的酒店或是饭店,采用绿色食物,杜绝一次性的餐具,积极的保护生态。最后是旅游活动方式的选择,可以优先选择运动、体育等低碳的旅游活动,从而更好的实现低碳消费。
(四)构建低碳旅游体验
构建低碳旅游体验指的是在自然碳排放环境中形成的一种和谐的旅游环境,在碳排放这一过程中,旅游者是最主要的碳排放发起者,游客排放出的碳最好能够对旅游景点中的碳汇总机制进行回收或是存储,从而实现碳排放平衡,最终目标就是实现“零碳”的旅游风景区。碳汇旅游体验能够将自然因素和人为社会因素很好的结合在一起,将各种可能影响碳排放和影响低碳旅游汇结在一起,分析导致碳排放的原因,最大程度的减少风景区碳的排放强度。构建低碳旅游体验需要政府、旅游企业、旅游者共同努力实现,政府要推行碳汇机制,从制度上为碳汇实行提供宏观的扶持环境,提供监督机构,制定碳汇指标的评价标准和监督机制,从而从基层上实现碳汇的机制主体。旅游企业要积极的宣传低碳旅游观念,培育碳汇旅游机制的理念,注重旅游企业的生态文明发展,从实施设备和技术、服务等方面来实现旅游业的转型,打造出低碳旅游模型。旅游景点社区要积极的影响政府制度,构建出和谐的低碳社区,从社区行动开始,为游客提供低碳的旅游社区环境。消费者要提升自我的旅游素质,规范旅游行为,树立低碳的消费观念,拒绝高碳出行,并且在旅游景点注意保护环境,最大限度的提升个人的碳汇能力,从而更好的减少旅游景点的碳排放。
四、结语
进行现代化建设以来,中国经济发展迅速,平均每年保持8%的经济增长速度,已经超越日本成为全球第二大经济体。反思中国经济增长背后的动因,不难发现这种增长是以资源高消耗、高污染为特征的粗放型经济增长,这不仅造成了巨大的资源浪费与低效率,而且还给环境带来了严重的污染。随着全球生态破坏日益加剧,大气中CO2等排放物增多,温室效应对人类的影响日趋严重,特别是温室气体的排放已成为关注的焦点,而中国已成为世界上温室气体排放最多的国家之一。温室气体减排行动正在逐步成为人类发展的责任和共识,如何实现碳减排也越来越被重视。因此,分析和准确把握我国碳排放的变化特征和影响因素,对科学制定碳减排政策具有重要的意义。
二、中国碳排放测算方法及数据来源
(一)测算方法
碳排放主要来源于三个方面:煤炭、石油、天然气的使用。本文参照各类能源的碳排放系数(表1),计算出中国代表性产业的二氧化碳的排量,据以观察国民经济增长中二氧化碳排放量的重点产业。本文用于计算碳排量的公式为Et=δfEf+δmEm+δnEn ,其中,Et为碳排放量,δf为煤炭消耗的碳排放转换系数,Ef为煤炭消耗量;δm为石油消耗的碳排放转换系数,Em为石油消耗量;δn为天然气的碳排放转换系数,En为天然气消耗量。
表1 各类能源的碳排放系数表
资料来源:根据徐国泉、汪刚等人的相关研究整理得出。
(二)数据来源
数据根据1994-2012年的中国统计年鉴获取,代表性行业选取了农业,工业,建筑业,交通运输、仓储及邮电通信业,批发零售贸易、贸易、餐饮业和其他产业。
三、中国碳排放变化特征分析
根据已给出的碳排放测算公式,测算1996-2011年中国碳排放总量的变化趋势。结果表明,1996年碳排放总量为467646.21万t,而2011年碳排放总量为852116.88万t,年均增速为4.12%,从总体上来看,碳排放量的年均增速呈阶段性上升趋势。
从中国碳排放量变化趋势( 图1) 中可以看出,1996-2011年碳排放量一直呈现上升趋势,但不同阶段增速存在着一定差异,总体上可以分为三个变化阶段:
第一个阶段为1996-2000年,不稳定快速增长期,年际增长率基本大于5%。这主要是由于步入20世纪90年代后,中国现代化进程进一步加快,对煤炭等能源需求增加。另一方面,国家对于建造现代工业的经验不足,政策制定频繁变化,导致碳排放不稳定增长。
第二个阶段为2001-2007年,缓慢增长期,年均增速低于3%。这主要是由于前一个时期盲目加快现代化进程,导致很多经济结构性问题凸显,受其影响,各个行业对能源的需求放缓,碳排放的增速放慢。
第三个阶段为2008-2011年,增速反弹回升期,年均增速介于2.5%-4.5%之间。这是由于国家调整了经济发展政策,解决了一些前期出现的矛盾与问题,经济增速回升,对能源的需求增加,碳排放稳定增加。
图1 中国碳排放总量及年均增速
四、中国碳排放总量影响因素分解
(一)研究方法
Kaya 碳排放恒等式是用数学分析方法将人类社会活动产生的碳排放量与经济、政策和人口等因素建立起联系。该恒等式显示,碳排放主要的影响因素有四个,分别是人口、生活水平、能源使用强度和碳排放强度。具体公式为:
其中,P 、CI、EI、G、分别为人口规模因素、能源结构因素、能源效率因素、经济规模因素,C表示的是碳排放量,E为能源消耗总量,而GDP、P则为国内生产总值和人口总量。为了便于分析,各产业间以产值代替规模,统一采用产值作为比较量。为了消除残差对于分析的影响,将该恒等式的残差部分去除。故将该恒等式变形为:
CIt:代表从T -1年到T年仅有单位能源消耗碳排放强度变化而其它因子未发生变化而导致的碳排放量相对于基年的排放量变化。
EIt:代表T- 1年到T年仅有能源效率发生改变而CI、G、P 均保持在T年水平条件下碳排放量的变化。
Gt:代表从T -1年到T年仅有经济规模变化而其它因子未发生变化而导致的碳排放量相对于基年的排放量变化。
Pt:代表从T -1年到T年仅有劳动力规模变化而其它因子未发生变化而导致的碳排放量相对于基年的排放量变化。
通过变形可以得到以下公式:
这是一种没有残差的分解方法,通过此方法可以得到:
(二)结果及分析
根据上述模型以及搜集得来的数据,借助相关分析工具,得出中国各产业碳排放驱动分析结果如图2所示:
图2 基于Kaya恒等式的中国各产业碳排放影响因素分解结果
生产效率因素、结构因素一定程度上抑制了碳排放量,尽管促进碳减排逐年增强,但是作用有限。1997-2011年相比基期,生产效率因素、结构因素分别累计贡献13.6% (217.54万t) 、43.9% (982.37万t)的碳减排。总体来看,碳减排的效果为:结构因素 生产效率因素。从图2波动下降的态势可以看出,近年来随着生产效率的提高和结构的优化,有助于碳减排。随着劳动力规模的增大,不利于生产效率的提高,进而不利于实现规模经营,不利于碳减排,而经济发展则成为了碳排放增加的最主要因素。结果表明,1997-2011年相比基期,劳动力规模因素累计产生了34.4%(718.24万t) 的碳排放增量,经济发展水平因素则贡献了127.6%(7358.74万t)的碳排放增量,因此,随着经济的增长以及劳动力的增加,碳排放会增加,在今后一段时间内,经济发展仍会成为碳排放增加的主要因素。
五、促进中国碳减排的政策建议
(一) 加快提高生产效率,促进碳减排
生产率提高在提高经济发展水平的同时可以促进碳减排,要使国家发展经济以及节能减排目标真正得以实现,提高生产率是最为有效的方法。应加大生产技术的改进,从而减少劳动力的投入,发展规模经济,同时提高资源的利用率,实现高产出、低能耗的生产方式,达到碳减排的目的。
(二) 进一步调整优化能源结构,减少产业碳排放
在确保经济稳定的前提下,进一步调整优化能源结构,不断优化区域布局。当前我国能源消耗仍以碳排放量大的能源种类如煤炭、石油为主,绿色能源如风能以及低耗能产业发展水平相对滞后。因此,我国经济在未来发展中应减少对高耗能产业以及高排放能源的依赖,适当向低耗能产业以及绿色能源扩展,尤其是环保产业,一方面发育水平较低,拥有广阔的开发潜力;另一方面还能起到增加碳汇、保护生态环境的作用。减少资源高消耗、投入大的产品的制造,加大高生产率、低资源消耗产品的研发与制造。
(三) 兼顾环境保护与经济发展,切实转变经济发展方式
经济发展是碳排放增加的主要因素,因此发展经济的同时,要切实转变经济发展方式,摒弃传统的发展思维和发展模式,在发展思路上彻底改变重开发、轻节约,重速度、轻效益,重外延扩张、轻内涵发展,片面追求GDP 增长、忽视资源和环境的倾向,加快推进低碳经济发展,实现经济、社会、生态效益三者统筹兼顾,促进经济与气候资源环境的全面协调可持续发展。
(四) 树立低碳经济意识,降低人均碳排放
关键词:土地利用结构;碳源排放/碳汇吸收;净碳排放;武汉市
中图分类号:F301.24 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)12-2751-06
Effect of Carbon Emission of Different Land Use Structures in Wuhan City
YU Xue-zhen,MEI Yun
(College of Land Management, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070,China)
Abstract:Land was the carrier of carbon uptake and carbon emission. The different land use structures and use patterns were the main reasons affecting net carbon emission. Based on the results of previous studies and the data of land change from 1996 to 2008, the carbon emission amount, carbon uptake amount, and net carbon emission amount of each land use structure in Wuhan city were calculated and their carbon emission effects were analyzed. The results showed that the carbon emission amount of Wuhan city increased from 15 134 100 t in 1996 to 26 429 900 t in 2008. The construction land and cultivated land were the main carbon sources, and the annual emission amount of the construction land was 18 784 600 t. The carbon uptake amount increased from 492 600 t in 1996 to 637 500 t in 2008. The forest land was the main carbon source, but its role in controlling carbon emission was limited. The change amount of net carbon emission was 297 080 t when the construction land changed by 1%, while it was 26 560 t and 3 430 t only when the farmland and forest land changed by 1% respectively, which indicated that the effect of construction land on the net carbon emission amount was the greatest. The carbon emission amount of Wuhan city in 2015 would increase steeply, while the carbon uptake amount increased slowly. The carbon emission reduction task of Wuhan city was severe. Besides, some policy suggestions were put forward from the perspective of low carbon economy.
Key words: land use structure; carbon emission/carbon uptake; net carbon emission; Wuhan city
低碳经济的概念是在全球气候变暖对人类生存和发展提出严峻挑战的背景下应运而生的。发展低碳经济是坚持科学发展观的客观要求,是构建“两型社会”走可持续发展道路的必然选择。能源、建筑、交通等领域的变革都因低碳经济这一全新的发展理念而备受关注,但土地利用对碳排放的影响似乎没有得到广泛的重视[1]。尤其是以往研究主要集中在各个自然的生态系统,如森林生态系统、草地生态系统、农田生态系统、湿地生态系统、土壤生态系统等,对于城市生态系统则单纯探讨城市能源的碳排放[2-5],缺少对城市不同土地利用结构碳排放效应的总体研究。为此,以武汉市为例,讨论该区域不同土地利用结构对碳排放的影响,从而为深入开展土地利用的碳排放研究以及为武汉市低碳经济导向下土地利用调控提供依据和参考。
1 研究区域概况
武汉市是华中地区中心城市,在国家战略“中部崛起”和武汉城市圈“两型社会”建设试验区的经济规划中都处于核心地位。武汉市位于湖北省东部,长江、汉水交汇处,处于东经113°41′-115°05′,北纬29°58′-31°22′。2008年全市辖13个区,面积8 494.41 km2,全市户籍人口达833.24万人。1996-2008年武汉市伴随着城市化飞速发展,城市化率已经突破90%,位居全国前列,GDP从1996年的782.13亿元增长到2008年的3 960.08 亿元。在工业化和城市化水平不断提高的同时,土地生态系统受到人类活动影响较大。分析该区域土地利用变化的碳排放效应对探讨优化土地利用结构与促进低碳经济发展具有一定的意义。
2 研究方法与数据来源
2.1 研究方法
碳吸收主要指生态系统对空气中的碳以有机物的形式存储于体内的过程。陆地生态系统中各类植被是碳的主要吸收者,包括森林、耕地、草地、园地和水域等生态系统[6]。碳排放可以分类为人工碳排放和自然碳排放,人工碳排放是由人类活动引起的碳排放,主要包括能源消耗、工业以及农业生产过程中的碳排放,其主要的承载土地类型为建设用地,主要包括居民及工矿用地、交通用地等,此外还包括耕地;自然碳排放主要来自海洋、土壤、岩石和生物体等。根据武汉市实际情况,主要选择碳吸收量较大的林地、耕地、园地、牧草地等土地利用类型作为碳汇,借鉴前人研究经验,基于各种用地类型的碳排放系数进行测算。同时选取武汉市在生产生活中碳排放主要涉及的11种能源作为建设用地的碳排放进行测算[7]。武汉市净碳排放总量即为碳排放总量与碳吸收总量之差。
碳吸收(排放)测算公式为:
Ex=∑ei=∑Si·Qi
式中,Ex为碳吸收(排放)总量;ei为第i种土地利用方式的碳吸收(排放)总量;Si为第i种土地利用方式的面积;Qi为第i种土地利用方式的碳吸收(排放)系数。
能源消耗碳排放测算公式为:
Ep=∑ni=∑Mi·Qi
式中,Ep为能源消耗碳排放总量;ni为第i种能源消耗的碳排放总量;Mi为第i种能源的质量;Qi为第i种能源的碳排放系数。
净碳排放量测算公式为:
Ed=Ep-Ex
式中Ed为净碳排放总量。
根据有关经验数据,参考文献[8-11],总结各土地利用类型及能源消耗碳吸收/排放系数见表1。
2.2 数据来源及处理
1996-2008年土地利用变更数据采用武汉市土地信息中心数据 ,其中2001年及其之前的土地利用变更数据采用的土地利用分类体系不同于2001年之后的分类体系,为了保持研究区域土地利用结构变更的前后一致,将前后两个时间段分类体系统一采用2001年之后的《全国土地分类(过渡期间适用)》土地利用分类体系。1996-2008年全市能源消耗数据来源于《武汉市统计年鉴》。
3 结果与分析
3.1 武汉市1996-2008年碳吸收量和碳排放量估算结果及分析
根据武汉市历年土地利用变更数据、能源消耗量数据和以上相关公式,得出与碳排放关系密切的几种土地利用类型1996-2008年碳吸收及排放量(表2和图1)。结果表明,1996-2008年武汉市碳汇吸收量相对于碳排放量数量小,波动平缓,整体呈现缓慢上升趋势,12年增加14.49万t,增长率为29.41%。碳排放量增长幅度较大,2008年比1996年增加1 129.58万t,增长率为74.64%。但是其增长是阶段性的,1996-2001年平缓发展变化较小,而2002-2006年随着经济的加速进而增长较快,2007-2008年迅猛增长的态势有所缓和。净碳排放量是由碳排放量减去碳吸收量所得,因此其总体趋势主要依赖于数量较大的碳排放量,2008年比1996年增长1 115.09万t,增长率为76.16%。
由图2可知,碳汇中林地、园地、湖泊河流等水域的碳吸收量在1996-2008年呈现缓慢增长的趋势,这是伴随着土地类型的面积而增长的。随着武汉市“两型社会”的发展,对环境保护不断加强。碳汇吸收量中所占比例最大的林地在这期间面积不但没有减少反而有所增加,使得总的吸收量持续增加,对于减少净碳排放量起到一定作用。相比较于林地覆盖率高的其他地区,对于武汉市巨大的碳排放量,2008年林地面积同比有所下降,林地保护的形势依然严峻。碳汇中牧草地以及荒草地、滩涂等未利用地的碳吸收量持续减少,主要是因为武汉城市化发展,不断盲目开发未利用地,使其面积持续减少,碳汇作用降低。武汉市1996-2008年不同土地类型碳吸收量比例变化见图3。
由图4可知,碳源中作为能源消耗载体的建设用地所产生的碳排放在1996-2008年持续大幅增加,12年增加1 173.70万t,增幅为94.06%,各能源折标煤量此期间增加1 481.93万t,增幅达到65.57%。建设用地碳排放量占到总排放量的80%以上,其中主要是居民点及工矿用地、交通用地。从建设用地碳排放强度角度来分析,在1996-2001年间建设用地的碳排放强度在总体上有所下降,为127.67~111.81 t/(hm2·a),主要因为此阶段虽然建设用地面积不断增加,但是土地利用集约化不足,粗放利用严重;2001-2006年建设用地的碳排放强度为111.81~181.86 t/(hm2·a),由于武汉城市化发展要求,城市扩张,建设用地面积依然持续增加,工业企业高能耗低端发展,同时随着国家对于土地集约利用的重视,土地集约化利用程度也有所增强,单位面积建设用地承载的经济指标和能源消耗不断增加;2006、2007、2008年建设用地的碳排放强度分别为181.86、177.27、177.60 t/(hm2·a),此期间有所减少并趋于平缓,主要是由于国家要求企业节能减排,使得经济发展向着创新型和摆脱资源依赖型方向转型。次要的碳源地是耕地,其碳排放强度为6.68 t/(hm2·a),1996-2008年耕地面积持续减少,表面上看,应对净碳排放量的减少起到一定缓解作用,相反净碳排放量却持续大幅增加,这主要是耕地减少的流向是城市化发展,即建设用地的扩张。大量耕地被建设用地所替代,相当于其碳排放强度提高了近30倍。武汉市1996-2008年碳源地碳排放量比例变化见图5。
净碳排放量的变化是不同土地利用结构碳排放效应的综合体现。由于各类型用地所占的面积不同,故测算其净碳排放效应的边际变化,用以反映不同土地利用类型净碳排放效应的敏感程度。结果(表3)表明,建设用地是最为敏感的类型,而林地仅为建设用地的1%左右。可见建设用地面积的变化是影响净碳排放量的最主要因素,而且林地面积增加所产生的碳汇能力远远难以抵消建设用地增加所带来的碳排放量。
3.2 武汉市“十二五”期末主要土地利用类型净碳排放量预测
研究依据《武汉市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》以及《武汉市年土地利用总体规划(2006—2020)》中有关“十二五”期末武汉市单位生产总值能耗下降目标、国内生产总值预测值和各种土地利用类型预测面积,对武汉市2015年净碳排放进行预测。到“十二五”期末,武汉市国内生产总值将超过万亿元,节能目标单位生产总值能耗相比于2006年下降35.92%,达到万元地区生产总值能源消耗0.58 t标煤。与碳汇密切相关的耕地,林地,园地,牧草地,荒草地和滩涂等,湖泊、河流等水域预期性面积分别为338 300、104 500、14 400、280、10 210、288 920 hm2。由表4可知,到“十二五”期末,全市主要的土地利用类型所产生的净碳排放总量明显增加,将达到5 939.13万t,是2006年的2.37倍。占碳汇贡献率70%以上的林地面积“十二五”期间有所增加,因此碳吸收量随之增加,但是涨幅不大,对于净碳排放量的增长控制有限。耕地面积维持稳定,其碳排放量基本不变。居民及工矿用地和交通用地面积相比于2006年增长20%左右,而建设用地承载的碳排放量相比于2006年迅速增加,增幅达到147%,建设用地的边际净碳排放效应明显增大。虽然按照土地利用总体规划安排,林地面积有所增加,耕地面积保持稳定,建设用地面积扩张得到一定限制,朝着土地利用结构低碳化方向发展,但是由于经济保持高速增长,能源消耗即使达到预期的节能目标,净碳排放量依然成倍增加。这说明武汉市建设用地集约化程度不断加强,单位建设用地面积承载GDP和碳排放量强度持续高速增长。想要控制净碳排放量的过快增长,仅仅依靠优化土地利用结构是无法实现的,还需要土地利用方式和经济发展方式的转变,使得国民经济支柱产业朝着低能源消耗方向发展。
4 结论与建议
4.1 结论
根据以上分析,得出武汉市土地利用结构变化对于该区域碳排放、碳吸收和净碳排放的影响程度,并对未来净碳排放量进行了预测。结论主要包括以下几点:
1)武汉市建设用地是影响该区域净碳排放最主要的因素,相比于其他的土地利用类型,其碳排放强度最高,边际碳排放量最大,与净碳排放量相关程度最高。预计到“十二五”期末,武汉市建设用地净碳排放量占到净碳排放量的97.48%。2006-2015间,建设用地增幅为30%左右,而建设用地碳排放量增幅则达到147%,未来建设用地扩张的趋势虽然得到一定控制,但是并没有使得其承载的碳排放量增加的趋势出现明显减缓。
2)武汉市耕地作为碳源的另一土地利用类型,面积总体上呈现逐年减少的趋势,但是限于《土地利用总体规划》耕地保护的约束性指标,面积趋于稳定。耕地面积持续减少,表面上来看,应该对于净碳排放量起到一定缓解作用,相反净碳排放量却持续大幅增加,这主要是耕地减少的流向是城市化发展,即建设用地的扩张。大量耕地被建设用地所替代,相当于碳排放强度提高了近30倍。
3)武汉市碳汇中林地、牧草地等土地利用类型的碳汇作用不明显。尤其是作为最大碳吸收量的林地,面对着经济不断发展、城市不断扩张,虽然面积没有减少反而有所增加,使得总的吸收量持续增加,对于减少净碳排放量起到一定作用,但是由于总体上林地面积较少,即使逐年增长,也难以对快速增加的碳排放量起到显著的抑制作用。预测到“十二五”期末,相比于2006年,林地的碳吸收量增幅仅为19%,远小于碳排放量增长率。
4)通过对过去碳排放与土地利用结构关系的分析以及对未来碳排放量的预测,不难得出想要控制净碳排放量的过快增长,仅仅依靠优化土地利用结构是无法实现的,还需要土地利用方式和经济发展方式的转变,使得国民经济支柱产业朝着低能源消耗方向发展。
4.2 构建低碳排放的土地利用体系的建议
武汉市正处于工业化、城市化发展的快速时期,同时也是经济转型,实现“两型社会”跨越式发展的攻坚阶段。对于节能减排,实现低碳经济发展,既面临着严峻的挑战,同时也是一个巨大的机遇。所以,要构建低碳排放的土地利用体系必须从以下几个方面着手:
1)优化土地利用结构。根据武汉市土地利用结构的实际情况,合理布局产业结构,避免因重复建设造成土地浪费和多余碳排放,严格控制建设用地无节制地占用林地、牧草地以及盲目开发荒草地、滩涂、水域等。加大植树造林力度,增加城市森林覆盖率和林业碳汇。加强武汉市湖泊、河流等水域的保护,严禁围湖造田、填湖造地建房,并逐步实现退田还湖。充分利用城市的空闲用地,城市的湿地、园地、水系、各种绿地等都同时具有景观价值及生态固碳功能,对增强土地的碳汇功能具有重要意义。
2)转变土地利用方式。增加建设用地供应的碳排放指标考核,促进土地供应向低碳产业转移[12]。对于建设用地利用的集约度的考核,在资源逐渐枯竭、环境日趋恶化的背景下,应逐步构建基于低碳经济的土地节约集约利用评价指标体系,在考查土地节约集约利用效率时,全面考查土地利用的生态效益。开发利用新能源,改变传统的能源消耗模式,降低化石能源的消耗。调整土地政策, 对符合低碳经济的项目以及低碳的土地利用方式予以供地扶持。增强农田管理,适当的管理措施能够增加土壤对碳的固定,减少耕地碳排放。研究表明,改进施肥、灌水管理措施、提高复种指数、降低撂荒频率、合理的作物轮作、作物品种的选择、免耕等都能够提高土壤的碳含量,减少农田生态系统的碳排放。
3)加强经济调控。从低碳经济的视角,土地低碳化利用实质就是土地利用的效益最大化。而低碳经济包括了“低碳”和“经济”的双重要求,通过制度创新、技术创新、新能源开发、产业转型等多种手段,降低传统化石燃料的消耗,减少碳排放。通过经济杠杆的调控作用,影响土地的布局优化,从而实现土地低碳化利用。完善土地交易市场,逐步建立土地利用碳排放交易市场,完善土地征税和征收环境污染治理费用等手段来实现土地低碳化利用[13]。
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