減少溫室氣體的措施范文
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篇1
【摘要】
通過對污水處理系統(tǒng)的有機物轉化過程的追蹤，確定了污水處理系統(tǒng)溫室氣體的直接排放源為污水處理過程有機物的降解。根據污水處理系統(tǒng)的溫室氣體排放與回收的實際情況，將污水處理系統(tǒng)中的溫室氣體排放分類具體到五類，分別為：物質類溫室氣體排放、能耗類溫室氣體排放、物耗類溫室氣體排放、碳匯類溫室氣體回收及資源類溫室氣體回收。分別對每類溫室氣體的排放及回收路徑進行分析，得出了各類溫室氣體的排放及回收關鍵因素。
【關鍵詞】
污水處理；溫室氣體
一、國內外污水處理系統(tǒng)碳排放現(xiàn)狀
城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)是我國現(xiàn)代化進程中不可或缺的一部分，它承擔著城鎮(zhèn)污水處理和減排的重要作用，但是在運行過程中仍然不可避免會產生溫室氣體。我國目前已建成污水處理廠3136座，處理能力達10575萬立方米/日，污水處理廠年電耗超過80億KWh，并逐年呈2.7%的趨勢增加。污水處理廠是削減COD最主要的手段，因此污水處理過程也產生了大量的碳排放。
碳排放是關于溫室氣體排放的一個總稱或簡稱。溫室氣體中最主要的氣體是二氧化碳，因此用碳（Carbon）一詞作為代表。本文中的所提到的碳排放都指溫室氣體排放。城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)是一個不容忽視的較大的溫室氣體分散排放源，且城鎮(zhèn)水處理系統(tǒng)中的溫室氣體排放是一個復雜的過程，都來自于一些分散的排放源。就污染物去除過程而言，主要有CO2、CH4和N2O的排放，對能量供給及物質消耗過程來說，能量及藥品的生產與運輸會引起CO2排放。
本章將采用污水處理系統(tǒng)過程碳追蹤與碳平衡相結合的方法，研究城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的碳循環(huán)與轉化規(guī)律；并結合碳排放與碳減排，將污水處理系統(tǒng)的溫室氣體排放分為五類，針對每類溫室氣體排放，分析其溫室氣體排放或回收的路徑，提出核算城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)碳排放的構成要素與關鍵指標，可以為建立城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)碳核算方法提供理論依據。
二、污水處理系統(tǒng)溫室氣體排放源清單的建立
大多學者將污水處理系統(tǒng)中溫室氣體的排放分為兩類，一類是直接排放，指污水處理過程中在現(xiàn)場直接向大氣中排放的CO2、CH4和N2O；另一類是間接排放，指污水處理所消耗的能量和物料的生產過程中在其生產場地及運輸過程引起的溫室氣體排放。
由于目前溫室氣體減排工作已經在污水處理行業(yè)開展起來，在建立溫室氣體排放清單時，應將溫室氣體的減排量也納入溫室氣體核算。目前，國際上主要從以下兩個方面著手努力以控制大氣中CO2等溫室氣體濃度的持續(xù)升高：一是減少溫室氣體排放，具體通過降低能耗、提高能效以及能源替代等途徑來實現(xiàn)；二是通過生物措施增加溫室氣體吸收、固定，主要借助造林、再造林等措施來實現(xiàn)。
根據溫室氣體的排放途徑及減排方式，將污水處理系統(tǒng)中溫室氣體的主要排放源分為五類：物質類溫室氣體排放，即污水處理系統(tǒng)中，由于有機物轉化等直接引起的溫室氣體排放；能耗類溫室氣體排放，即污水處理系統(tǒng)中的總能耗，在生產過程中引起的溫室氣體排放；藥耗類溫室氣體排放，即污水處理系統(tǒng)中的藥品消耗，在其制作和運輸過程中引起的溫室氣體排放；資源類溫室氣體回收，即由于污水處理系統(tǒng)的資源回收利用或者資源的節(jié)約，間接減少的溫室氣體排放；碳匯類溫室氣體回收，即污水處理系統(tǒng)中的污水生態(tài)處理工藝中，由于其主體植物生物固碳而引起的溫室氣體的回收。
其中，物質類溫室氣體排放主要來源于：污水生物處理過程有機物的好氧分解、污水生物處理過程微生物內源呼吸代謝、投加的外加碳源分解、污水生物處理過程有機物厭氧消化、生物處理過程的硝化反硝化、污泥厭氧消化、污泥好氧消化及污泥處置等有機物轉化過程。能耗類溫室氣體排放主要來源于污水運輸、污水提升、曝氣及其它能源消耗。物耗類溫室氣體排放主要來源于污水處理系統(tǒng)中投加的消毒劑、外加碳源、混凝劑及其它藥品的消耗。資源類溫室氣體回收主要來源于污水處理廠回收利用沼氣抵消的部分能源消耗，污水處理系統(tǒng)的源頭節(jié)水及尾水回用，實現(xiàn)了污水處理系統(tǒng)的低碳運行，可以減輕污水處理廠的處理負荷，并降低污水處理系統(tǒng)中市政污水運輸及處理部分的能耗，間接減少了溫室氣體的排放。碳匯類溫室氣體回收主要來源于污水處理系統(tǒng)中穩(wěn)定塘、人工濕地等污水生態(tài)處理工藝中，主體植物由于生物作用對溫室氣體的回收及固定。
三、污水處理系統(tǒng)溫室氣體排放路徑及關鍵因素
礦物燃料燃燒的能源活動為CO2的主要排放源。礦物燃料在燃燒過程中，其中的大部分碳直接氧化成CO2。另有一部分碳雖然以CH、CH4和其它非甲烷碳氫化合物形式而排入大氣，但一般經過8~10年的時間就能在大氣中氧化成CO2。還有一部分碳則以機械不完全燃燒的形式損失掉。則能源的生產與利用是大氣污染的主要產生源。
追溯到能源的產生環(huán)節(jié)，污水處理系統(tǒng)的所有能源消耗都會間接引起溫室氣體的排放，包括污水運輸?shù)哪芎摹⑽鬯幚淼哪芎募拔勰嗵幚硖幹玫哪芎摹?/p>
其中污水處理的流程主要為提升格柵沉砂池初沉池生物處理池二沉池消毒，該過程有多處的能源消耗，總結如下：
①泵房
污水在運輸?shù)轿鬯幚韽S必須經過提升環(huán)節(jié)，泵房提升是耗能過程，其電耗一般占全廠電耗的15%~25%。
②格柵
柵渣的機械粉碎處理是耗能過程。
③沉砂池
能量消耗的主要是砂水分離器和吸砂機，以及曝氣沉砂池的曝氣系統(tǒng)，多爾沉砂池和鐘式沉砂池的動力系統(tǒng)。
④初沉池
主要的能耗設備是排泥裝置，比如鏈帶式刮泥機，刮泥撇渣機，吸泥泵等。
⑤曝氣系統(tǒng)
污水處理的好氧生物處理過程，需要進行曝氣，曝氣設施是好氧處理工藝中能耗最多的部分，是污水處理單元的能耗大戶。鼓風曝氣系統(tǒng)動力消耗量一般占全廠總電耗的40%~50%。
⑥二次沉淀池
能耗主要是用在污泥的抽吸和污水表面漂浮物的去除上，能耗相對較低。污泥處理處置的主要流程為濃縮消化脫水最終處置，該過程也將有大量的能源消耗，總結如下：
①污泥濃縮
污泥濃縮工藝主要有重力濃縮、氣浮濃縮和機械濃縮等，其主要目的是縮小污泥的體積，為污泥進一步處理做好準備。目前常用的為重力濃縮，其運行費用低，動力消耗小。
②污泥消化
污泥消化工藝主要有厭氧消化和好氧消化。厭氧消化是指利用厭氧微生物的作用，在無氧和一定的溫度條件下，使部分有機物進行分解生成沼氣等產物，達到穩(wěn)定的目的。好氧消化是指利用剩余污泥的自身氧化作用，類似于活性污泥法，采用較長的污泥泥齡。目前應用較多的仍是厭氧消化，污泥消化過程中要保持一定的溫度來滿足微生物的正常生長，在冬季需要消耗大量的熱能。
③污泥脫水
污泥脫水采用的方法主要有干化和機械脫水，其主要目的是進一步縮小污泥的體積。污泥干化通常采用自然干化和機械加熱干化，自然干化需要較大的占地面積和管網等，前期投資較高；機械加熱干化需要消耗大量的電能。機械脫水是通過加藥然后經過機械設備脫水，其主要目的是最大程度地降低污泥重量，縮小污泥體積。污泥脫水過程中也消耗了大量的藥劑和電能。據統(tǒng)計，在污泥處理階段，污泥脫水的實際使用功率占總使用功率的89%，是主要能耗單元。
④污泥輸送
污泥最終處置或利用時，都需要對污泥進行短距離或長距離的輸送。污泥輸送有管道輸送及卡車輸送兩種方式，兩種輸送方式都需耗能，能耗大小主要取決于輸送的距離。
⑤污泥處置
污泥處置主要采用污泥填埋、焚燒及土地利用等方式，因處置方式的不同，其能耗也不同能耗較大的處置方式是污泥焚燒。由于能耗的產生環(huán)節(jié)會間接引起溫室氣體的排放，則能耗類溫室氣體排放的關鍵因素是污水處理系統(tǒng)的總能耗量。
四、總結
通過對污水處理系統(tǒng)的有機物轉化過程的追蹤，可以界定污水處理系統(tǒng)溫室氣體的直接排放源為污水處理過程中有機物的降解與轉化，再分別對污水處理中各過程有機碳及有機氮的轉化過程進行追蹤，建立質量平衡式，明確了污水處理過程中有機碳的生物降解過程及有機氮的硝化反硝化過程為溫室氣體的直接排放源。
根據污水處理系統(tǒng)的溫室氣體排放與碳減排的實際情況，將污水處理系統(tǒng)中由于植物碳匯及降低能耗所引起的溫室氣體減排也納入到溫室氣體清單范圍內，將污水處理系統(tǒng)中的溫室氣體排放分類具體到五類，分別為：物質類溫室氣體排放、能耗類溫室氣體排放、物耗類溫室氣體排放、碳匯類溫室氣體回收及資源類溫室氣體回收。
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篇2
關鍵詞：秸稈還田；免耕；固碳；凈排放；成本
中圖分類號：S345文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）05-0034-04
正確的農田管理措施能提高土壤質量和作物產量，改善環(huán)境，促進可持續(xù)發(fā)展。耕地為種子萌發(fā)、定植和生長提供合適的土壤環(huán)境條件，但是頻繁耕地會降低土壤質量[1]。隨著生活水平的提高，秸稈作為燃料的用量減少，而且運輸成本高等，這些因素使農戶選擇焚燒或廢棄秸稈，我國每年廢棄焚燒秸稈總量約2.15億噸[2]。焚燒將秸稈固定的碳重新釋放并產生N2O等氣體，危害生態(tài)環(huán)境和土壤質量[3]。
保護性耕作能減少對土壤的擾動，形式包括不翻耕、少耕、深松、覆蓋耕作、免耕等[4]。許多研究證明秸稈還田能增加土壤養(yǎng)分[5]、提高有機碳含量[6]和改善作物品質[7]。少免耕減少團聚體破壞，秸稈促進團聚體的形成，團聚體的增加能保護有機物不被分解[8]。保護性耕作減少耕作次數(shù)和強度，降低燃料的消耗和溫室氣體排放。
山東省是中國重要的農業(yè)生產基地之一，主要種植模式是小麥―玉米一年兩熟，目前保護性耕作已經推廣了6億公頃。由于滕州和兗州尚處于玉米秸稈還田和少免耕推廣階段，新舊技術同時存在，因此通過該調查可以研究保護性耕作技術對土壤固碳、溫室氣體排放和經濟成本的影響。
1材料與方法
1.1調查區(qū)域和調查方法
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，兗州市處于山東泰沂蒙山前沖積平原。兩地都屬于暖溫帶半濕潤季風型大陸性氣候，年均溫13.6℃，四季冷熱分明。年均降水量分別為733 mm和773.1mm，集中在夏秋季，雨熱同季，全年無霜期210～240天。兩地的土壤類型主要為褐土、潮土和砂姜黑土。
本研究采用的保護性耕作數(shù)據來自入戶問卷調查，調查時間為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，有效問卷總數(shù)32份，其中滕州15份，兗州17份。
本研究中半量還田指還田量50%～70%，全量還田指還田量≥90%，傳統(tǒng)耕地指1次翻耕+2次旋耕或2～3次旋耕，免耕指一次性完成播種行旋耕、施基肥、播種、起畦等作業(yè)[9]。
1.2計算方法
不同保護性耕作措施下的溫室氣體排放和減排，采用的方法和公式來自Lu等（2009， 2010）[6，10]。固碳速率考慮免耕的固碳效應、秸稈還田的固碳效應以及還田的替代氮肥的效應，因為氮肥生產導致溫室氣體排放，因此秸稈還田減少氮肥用量同時促進減排。溫室氣體排放考慮耕地的燃油消耗、秸稈焚燒不完全釋放產生CH4和N2O。
1.2.1固碳速率①免耕條件下的固碳速率：SCSRNT=157 kgC/（hm2?a），其它耕作方式設定為零。
②秸稈還田的固碳速率：根據公式（1）計算：SCSRs=0.0406∑（PiriRi）+181.9（1）
式中SCSRs：秸稈還田的固碳速率，單位kgC/（hm2?a）；P：作物產量，單位kg/（hm2?a），i代表小麥或玉米（下同）；系數(shù)r：草谷比，小麥1.366，玉米2[11]；R：作物秸稈還田比例。
③秸稈還田的氮肥替代減排效應：
MNS=∑（ePiriRiFNiDMFi）（2）
式中MNS：氮肥替代減排效應，kgCe/（hm2?a）；e為氮肥生產的排放系數(shù)，為1.748 kgCe/（hm2?a）[13]；P、r、R和i代表意義與公式（1）相同；FN：秸稈的干物質含氮量，小麥為0.65%，玉米0.92%；DMF：干物質含量，小麥為0.85，玉米0.78。
根據公式（3）計算土壤總固碳速率SCSR，單位為kgCe/（hm2?a）：
SCSR=SCSRNT+SCSRs+MNS （3）
1.2.2溫室氣體排放本研究將玉米秸稈分為還田和焚燒兩種用途。由于旱地吸收和氧化CH4[13]，而且秸稈干物質的含N量不到1%[10]，因此本研究不考慮還田對CH4和N2O產生的影響。
①耕地溫室氣體排放：根據Lu等（2010）[10]，每次翻耕或旋耕消耗燃油所產生的溫室氣體排放為15.57 kgCe/（hm2?a），根據耕地次數(shù)計算溫室氣體排放ED[kgCe/（hm2?a）]。
②秸稈焚燒溫室氣體排放：本研究根據公式（4）計算100年為尺度的全球增溫趨勢，將秸稈不完全焚燒產生的CH4和N2O折算為CO2-C當量并求和：
EB=（0.005FC×16112×25+0.007FN×44128×298）×Pr（1-R）×DMF（4）
式中EB：玉米秸稈焚燒的溫室氣體排放，單位為kgCe/（hm2?a）；FC、FN：玉米秸稈的干物質含碳量和含氮量，分別為44.4%和0.92%；P、r、R和DMF代表意義與公式（1）、（2）相同。
耕地和秸稈焚燒發(fā)生的總碳泄漏通過公式（5）計算：
EM=ED+EB（5）
保護性耕作產生的溫室氣體凈排放通過公式（6）進行計算：
NMR=SCSR-EM（6）
式中NMR、SCSR、EM分別指凈減排、土壤總固碳速率、溫室氣體排放，單位均為kgCe/（hm2?a）。
1.2.3經濟成本本研究中的經濟成本指保護性耕作措施下小麥耕種成本，單位為CNY/（hm2?a）。由于玉米秸稈還田導致耕地次數(shù)增加，因此成本也增加，但采取免耕播種的方式，一次性完成播種行旋耕、施基肥、播種、起畦等作業(yè)，耕種成本下降。
2結果與分析
2.1保護性耕作現(xiàn)狀
通過調查發(fā)現(xiàn)，滕州和兗州的小麥秸稈全部還田，玉米秸稈在兗州的所有調查農戶中全量還田，滕州67%農戶進行還田，而且還田量不同（表1）。與不還田農戶相比，還田農戶的耕地次數(shù)增加，以便把粉碎秸稈徹底翻到土壤里面。由于技術推廣，兗州有24%農戶采用免耕措施。
2.2凈減排效應
保護性耕作措施中，秸稈還田和免耕都能促進土壤固碳（圖1）。滕州只還田小麥秸稈的方式，固碳速率達到503 kgC/（hm2?a）；還田量增加導致固碳速率增大，當玉米秸稈全量還田，固碳速率增加了100%。由于產量差異不大，因此在不同地區(qū)或不同耕地方式下，秸稈全量還田下的固碳速率沒有差異。兗州少量農戶采取免耕的方式，固碳速率增加了157 kgC/（hm2?a）。秸稈還田的氮肥替代減排作用的變化趨勢與固碳效應相同，在只有小麥秸稈還田條件下，替代減排效應為76 kgCe/（hm2?a），當玉米秸稈也全量還田時，替代減排效應大約為240 kgCe/（hm2?a）。
溫室氣體排放主要來自于秸稈焚燒和耕地燃油消耗（圖1）。玉米秸稈全部焚燒的情況下，溫室氣體排放約866 kgCe/（hm2?a），隨著還田量的增加和焚燒減少，溫室氣體排放減少。秸稈還田導致耕地次數(shù)增加，每增加一次耕地，排放量大約增加15.57 kgCe/（hm2?a）。由于傳統(tǒng)耕地一般為2～3次，因此排放范圍一般是30～45 kgCe/（hm2?a）。免耕則減少了這部分溫室氣體排放。
在小麥秸稈全還田、玉米秸稈全部焚燒情況下，溫室氣體排放量為318 kgCe/（hm2?a）。當玉米秸稈一半還田一半焚燒時，土壤由源變?yōu)閰R，固定溫室氣體622 kgCe/（hm2?a）。當玉米秸稈全量還田，吸收固定的溫室氣體凈減排比半量還田增加了1倍。當全量還田結合免耕措施可以吸收溫室氣體1 459 kgCe/（hm2?a）。
傳耕不還：傳統(tǒng)耕地+秸稈不還田；傳耕半還：傳統(tǒng)耕地+秸稈半量還田；傳統(tǒng)全還：傳統(tǒng)耕地+秸稈全量還田；免耕全還：免耕+秸稈全量還田；此處還田指玉米秸稈還田情況，小麥秸稈在所有農戶全量還田。下圖同。
2.3經濟成本
保護性耕作措施中不同耕地方式導致耕地成本發(fā)生變化。隨著秸稈還田量的增加，耕地次數(shù)增加，成本也上升（圖2）。在傳統(tǒng)耕地條件下，玉米秸稈不還田時，小麥耕種成本為1 110 CNY/（hm2?a）。滕州半量還田和全量還田時的成本分別增加8%和34%。兗州農戶采取免耕全還措施時，與當?shù)夭扇鞲€的農戶相比，成本下降了32%，為1 050 CNY/（hm2?a）。
3結論與討論
滕州和兗州的保護性耕作主要模式是小麥秸稈還田免耕直播玉米（100%），次之是玉米秸稈還田耕地播種小麥（72%），采用玉米秸稈還田免耕播種小麥的農戶最少（13%），這與湯秋香等
圖2滕州和兗州不同保護性耕作措施下的耕種成本
（2008）[14]對華北平原的調查結果一致。保護性耕作要求秸稈還田并減少對土壤擾動，然而調查發(fā)現(xiàn)為了減少秸稈還田對播種質量和種子萌芽的影響，農戶增加耕地次數(shù)和強度，這表明只有保證作物產量才能促進少免耕的推廣[15]。
保護性耕作的目標在于減少作業(yè)次數(shù)，提高養(yǎng)分含量和節(jié)約經濟成本[18]。本研究兩地區(qū)秸稈還田促進耕地次數(shù)和強度的增加，這導致耕地成本增大，違背了保護性耕作的原則。因此在保證產量的基礎上，可以激勵農戶采取秸稈還田結合少免耕的保護性耕作模式[19]。
合適的保護性耕作能促進土壤固碳，減少溫室氣體排放[16]。秸稈還田能直接提高土壤有機碳和養(yǎng)分的含量[5]，秸稈含有氮素可替代化學氮肥，這樣就減少了氮肥生產的溫室氣體排放[11]。免耕一方面通過減少土壤擾動和微生物的分解，發(fā)揮固碳作用[1]，另一方面減少了燃料的消耗，意味著減少了燃油的溫室氣體的排放[17]。
本研究表明，在玉米秸稈全部焚燒和進行傳統(tǒng)耕地條件下，農田表現(xiàn)是溫室氣體的排放源。而在全量還田結合免耕條件下，農田可以吸收固定溫室氣體1 459 kgCe/（hm2?a），而且成本降低了32%，因此全量還田和免耕相互結合的保護性耕作模式是一項經濟且環(huán)境友好的管理措施。
致謝：本研究在調查期間，得到了山東農業(yè)大學農學院馬尚宇博士的熱情幫助，特此致謝。
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溫室氣體的過量排放是導致全球氣候變暖的罪魁禍首，盡管海運業(yè)排放的溫室氣體僅占全球總排放量的1.8%-3.5%（統(tǒng)計和計算方法的不同導致估計結果有所差異），但其總量卻相當于德國整個國家的排放量。1990―2002 年，海運業(yè)所排放的溫室氣體增加28%，而且隨著國際貿易的發(fā)展和海運量的增長，船舶大型化成為大趨勢，航區(qū)的擴大化、航線的密集化，使這個數(shù)字還繼續(xù)攀升。而據有關數(shù)據顯示，中國目前的溫室氣體排放總量位居世界第二，僅排在美國之后；據IPCC（政府間氣候變化專門委員會）的排放情況分析，未來30－50 年內，中國可能超過美國，成為世界第一排放大國。而在中國的排放總量當中，大體上有20%左右是在海上運輸途中排放的。但就目前情況看來，國內外控制溫室氣體排放的法律體系仍然單薄，并且受技術、政治、經濟等多方面因素的影響，海運業(yè)溫室氣體減排效果不容樂觀。因此，尋求適合我國現(xiàn)階段國情的減排方法對實現(xiàn)海運業(yè)溫室氣體減排，進而減緩全球氣候變暖有著深遠意義。
有關船舶排放溫室氣體的國際公約及相關要求
目前，對溫室氣體排放做出限制的國際公約有1992年6月制定的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》、1997年通過的《京都議定書》和1997年通過的《MARPOL73/78》附則VI(即《防止船舶造成大氣污染規(guī)則》)。
基于船舶排放行為的發(fā)生地難以判斷等原因，以國家作為統(tǒng)計基礎的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》及其《京都議定書》無法將海運溫室氣體排放納入到其減排體系中，而僅僅是要求其附件I所列的國家通過國際海事組織(IMO)限制并減少《蒙特利爾議定書》未予管制的溫室氣體。盡管如此，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》仍然是解決國際海運溫室氣體排放的法律框架，而國際海事組織（IMO）則是組織實施此職責的最合適的政府間國際組織。
1997年IMO通過的《MARPOL73/78》附則VI的規(guī)定如下：
限定了船舶廢氣中硫氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx）的排放；
禁止故意排放消耗臭氧的物質，包括氟代鹵化烴（FCFCs）樹脂和氯氟烴（CFCs）；
對船舶排放溫室氣體的相關設備和技術作出了要求，規(guī)定要求除2020年1月1日前允許含有氫化氯氟烴（HCFCs）的新裝置以外，所有船上禁止使用含有消耗臭氧物質的新裝置；
規(guī)定了港口或裝卸站對液貨船產生的揮發(fā)性有機化合物（VOCs）釋放控制；
禁止如被污染的包裝材料、多氯聯(lián)苯（PCBs）等物質在船上焚燒。
此附則在2006年8月對中國正式生效，這要求中國籍國際業(yè)務的船舶必須在設備和技術上達到履約要求，但對我國的主要航運企業(yè)而言，要完全達到這些要求還存在一定難度。而且在航運污染及溫室氣體排放標準沒有明確規(guī)定的條件下，這無論對國外遠洋運輸船舶還是本國運輸船舶來說中國都是一個“排氣桶”，這會對我國的環(huán)境帶來嚴重的污染。
公約對我國海運業(yè)造成的影響
1、能效標準的提高對造船業(yè)的影響
船舶溫室氣體減排的技術性措施的本質是提高能源效率,這對造船的科技含量提出了更新、更高的要求，同時也會直接提高造船成本。目前，我國造船業(yè)正處于轉型的關鍵時期，如果能夠抓住機遇，加緊技術研發(fā)，就可能在這新一輪的洗牌中勝出；相反，則可能會對我國的造船業(yè)形成一道技術壁壘，從而削弱我國造船業(yè)的國際競爭力。
2、節(jié)能減排措施對海運競爭力的影響
對船東而言,技術性減排措施的實施意味著要以更多的投資來購置或者改裝船舶；而使用岸電、繳納碳稅等手段也會增加船方的營運和管理負擔,這些都有可能導致運價的提高從而削弱船舶相對于其他替代運輸方式的競爭力。而且，不同船舶達到同一能效標準所要付出的成本不盡相同，因此也會造成運價競爭力的差異。由于缺少比較全面的船舶能效統(tǒng)計數(shù)據，所以目前很難確定我國船舶能效表現(xiàn)的優(yōu)劣；但是，在物流管理方面，我們與發(fā)達國家還存在一定的差距，是影響我國船隊運價競爭力的不利因素。
3、能效管理對海員的影響
船舶溫室氣體減排措施的實施也會對海員提出更高的要求。比如,氣象定線、確定經濟航速、船體維護保養(yǎng)等都需要有相應的專業(yè)知識和經驗作為基礎。如果IMO出臺新的法律文件或者通過現(xiàn)有的法律文件將對船舶溫室氣體減排的要求作為強制性要求,那么海員還應當全面掌握新公約、規(guī)則的具體要求。此外,了解船舶節(jié)能減排相關要求的船舶設計和建造、物流、信息管理等方面的人才也是必不可少的。
我國應采取船舶溫室氣體減排策略
中國作為《MARPOL73/78公約》和《聯(lián)合國氣候變化框架公約》的締約國，減少船舶溫室氣體排放量對中國履約有著相當重要的意義。但必須承認，中國是一個發(fā)展中國家，當前的優(yōu)先目標是經濟與社會發(fā)展，在現(xiàn)階段，中國海運需要一個與經濟社會發(fā)展相適應的溫室氣體排放空間。在實現(xiàn)履約減排和發(fā)展社會經濟中尋找一個平衡點，從公平與發(fā)展?jié)摿Φ慕嵌龋贫ㄒ恍┯嘘P我國船舶溫室氣體排放需求和減緩氣候變化的政策，對海運業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著深刻的意義。筆者根據我國實際情況，提出以下應對措施，為我國海運業(yè)實現(xiàn)溫室氣體減排提供參考。
1、建立溫室氣體排放額交易機制
溫室氣體排放額交易機制是一個以市場為基礎的交易機制，旨在實現(xiàn)減排的前提下，使減排成本較低的船舶所有人和減排成本較高的船舶所有人通過平等交易，達到互利互惠的目的。交易機制內容如下：根據《聯(lián)合國氣候變化框架公約》中的減排目標和我國溫室氣體年度限定排放量，計算出我國年度總限制排放量，然后根據特定的計算方法，由海事管理部門在各船舶所有人（或船舶經營人）之間分配排放額度。這種額度除了在分配中取得外，還可以通過船方之間的交易取得。減排成本較低的船舶所有人（或船舶經營人）可以通過加強管理、限制航速等手段將排放量控制在所分配到的額度之內，并可把多余額度作為商品出售，同時從自身的排放額度中扣減相應的轉讓額度。相反，減排成本較高的船舶所有人（或船舶經營人）可以以低于自身減排成本的價格購買排放信用額，以滿足其超出所分配到的溫室氣體排放額度。當這種機制在海運業(yè)中發(fā)展得較為成熟時，可以將此機制推廣到其他行業(yè)，例如、航空業(yè)、鐵路運輸業(yè)、制造業(yè)等，使各行業(yè)根據自身特點達到減排和獲利效果最優(yōu)的目標。
2、設立溫室氣體排放基金
我國船舶溫室氣體排放基金的款項可以由港務費、噸稅、引航費、拖船費、停泊費、系解纜費等撥出。該基金用于獎勵提高能源效率，促進船舶航速降低和在港效率提高的所有新造船舶和現(xiàn)有船舶；同時，該基金允許通過從國際和國內交易市場購買排放額度，將船舶超出其總量限制的排放量抵消掉。還可以通過將基金投入到植樹造林、保護生態(tài)資源等清潔發(fā)展項目中，以實現(xiàn)我國在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》中做出的承諾。
3、完善國內溫室氣體排放的法律體系
參照《MARPOL73/78公約》所規(guī)定的相關標準和要求，通過調查國內油品運輸中溫室氣體排放的實際情況，實施環(huán)境安全評估，并制訂相應的排放標準，以適應IMO規(guī)則要求及各國海事部門的檢查。同時建立嚴格的環(huán)保技術標準和產品包裝要求，完善檢驗、論證和審批程序，實施環(huán)境標志等，逐步建立與國際接軌的法律體系，防止因法律體系的不健全而削弱本國海運貿易的競爭力。在完善法律體系的基礎上，及時跟蹤規(guī)范的研發(fā)動態(tài)，掌握規(guī)則的實施和檢查趨勢，主動提高應對能力。要加強防污法規(guī)的宣傳教育，制定相關制度，幫助船員了解防污最新要求。
4、積極開展技術研發(fā),增強IMO談判話語主動權
積極參與研究 IMO 提出的各種技術、營運和基于市場的減排措施，特別是可能的強制性減排措施，評估其對經營的影響。及時將自身面臨的問題反饋給我國溫室氣體減排應對機制研究小組，為中國政府代表團出席國際海事組織會議準備相關提案。
研究強制性新船 CO2設計指數(shù)的有關具體細節(jié)，評估其對新造船舶的性能要求，為將來的投資購買船舶，做好技術準備。
積極開展現(xiàn)有船舶溫室氣體減排試點工作，搜集相關的能效數(shù)據為將來應對減排積累經驗。
5、制定船舶燃料消耗量限值標準和建立準入退出機制
按照法律規(guī)定，交通運輸部負責組織制定營運船舶燃料消耗量限值標準及相關配套措施和實施方案。該標準必須充分考慮IMO關于船舶二氧化碳排放指數(shù)等方面的要求。通過在典型水域開展營運船舶燃料消耗量準入與退出試點，建立營運船舶燃料消耗檢測體系，建立經濟補償機制，促進船廠切實強化節(jié)能技術進步和創(chuàng)新，加強對高耗能營運船舶進入運輸市場的源頭控制，今后不符合標準的船舶退出市場或者不得用于營運。
結論
篇4
關鍵詞 戶用沼氣池；溫室氣體；農村能源；氣候變化
中圖分類號 TK6，X511 文獻標識碼 A 文章編號1002-2104（2008）03-0048-06
自工業(yè)革命以來，化石燃料的使用和土地利用變化使得大氣中二氧化碳等溫室氣體濃度顯著 增加，迫使人類開始采取行動減少溫室氣體排放。作為《京都議定書》的簽約國之一，中國 積極應對氣候變化，公布了《中國應對氣候變化國家方案》，提出要改善能源結構，發(fā)展可 再生能源，并明確指出要大力加強農村沼氣建設和城市垃圾填埋氣回收利用以控制溫室氣體 排放。
發(fā)展農村沼氣，不僅可以解決農村能源短缺問題、改善農業(yè)生態(tài)環(huán)境和農村衛(wèi)生面貌、促進 農村經濟發(fā)展，而且在減少溫室氣體排放方面也具有重要作用。由于沼氣具有較高的熱值， 并能替代煤炭、石油、天然氣等化石能源及薪材、秸稈等生物質能源，可減少溫室氣體排放 ［1,2］。此外，農村戶用沼氣池通過集中管理人和牲畜的糞便，進行厭氧消化處理 ，從而避免溫室氣體尤其是甲烷的排放［3,4］。
本文從沼氣利用能緩解農村能源短缺問題及減少溫室氣體排放兩個方面出發(fā)，利用1991以來 中國農村利用沼氣的數(shù)據，分析其在農村能源可持續(xù)發(fā)展和溫室氣體減排中的作用。
1 農村沼氣建設成就
中國農村家庭能源消費約占國家一次性能源消費的16.7%, 廣大農村地區(qū)由于難以獲得商品 性能源, 農村居民66. 7%以上的生活用能依靠傳統(tǒng)的生物質能［5］。沼氣是一種可 再生能源，在中國廣大農村地區(qū)得到推廣，作為農村炊事、照明等生活用能，成為農村居民 重要的非商品性能源。
我國農村沼氣建設起步于20世紀70年代，初期階段主要是解決農村地區(qū)嚴重的能源短缺問題 ［6］。80年代中后期，為滿足廣大農民對清潔、方便和低成本能源的需求，沼氣 建設以燃料 改進和優(yōu)質化能源開發(fā)為主要目標。進入90年代，沼氣技術與農業(yè)生產技術緊密結合，形成 了以南方“豬-沼-果”和北方“四位一體”為代表的能源生態(tài)模式，隨著國家“生態(tài)家園 工程”和“能源環(huán)境工程”的開展，沼氣建設在保護植被資源、農業(yè)廢棄物污染防治和資源 高效利用等方面發(fā)揮重要作用。2002年以來，隨著國家“小型公益設施補助資金農村能源項 目”和國債沼氣建設項目的實施，農村沼氣建設標志著進入了一個新的發(fā)展階段。2005年中 央安排10億元國債資金繼續(xù)實施農村沼氣國債項目，并將沼氣建設與改圈、改廁、改廚相結 合，將沼氣技術與高效生態(tài)農業(yè)技術相結合，改變農民傳統(tǒng)的生產和生活方式，形成良性循 環(huán)。
2 計算方法
2.1 沼氣利用節(jié)約的能源量計算
劉?宇等：農村沼氣開發(fā)與溫室氣體減排 2008年 第3期首先計算歷年生產的沼氣能源量，即：以1991年到2005年中 國農村戶用沼氣建設所產生的沼氣量數(shù)據為基礎，根據沼氣的平均低位發(fā)熱量（20 908 kJ/ m3）、折標煤系數(shù)（0.714 kg coal-e/m3）、沼氣密度(1.22 kg/m3)依次換算成沼氣 的熱值、標煤當量、沼氣質量。
其次，根據歷年農村生活能源消費結構計算出不同能源所占比重，然后由第一步所得 的沼氣 能源量按照每年的能源結構比例分配到不同能源，得到每年沼氣所替代的能源量。由此可以 分析農村沼氣利用對于減少煤炭、油品、秸稈、薪柴、電力等能源的消費情況。
具體來說，以2005年為例，沼氣產氣量為65.0億m3，其熱值、標煤當量、沼氣質量分別為 135 902 TJ、4.64×106 t標煤、7.93×106 t。而根據農村生活能源消費結構，可以計 算出如果沒有這部分沼氣，農村將消耗更多的其它能源，也就是說，2005年沼氣利用節(jié)約的 能源量為：秸稈(44 928 TJ)、薪柴(32 057 TJ) 、煤炭(43 839 TJ)、電力(10 220 TJ ) 、成品油(2 834 TJ)、液化石油氣(1 279 TJ)、天然氣(57.32 TJ)、煤氣(38.26 TJ)。
2.2 溫室氣體減排量計算
沼氣使用在節(jié)約能源消費的同時，還能夠減少溫室氣體的排放。其一，煤炭、秸稈、薪柴等 農村普遍使用的生活能源的排放因子大于甲烷（沼氣的主要成分），因此同樣熱量的能源消 耗，使用沼氣所排放的溫室氣體較少，如果沼氣能替代煤炭等高排放潛力的能源，自然 達 到減少溫室氣體排放量的效果，減少的這部分溫室氣體量為ERES（Emission Reductio n from Energy Substitution）；其二，在農村利用沼氣過程中，往往通過“一池三改” 實現(xiàn)了人 與牲畜糞便的集中管理，利用其在厭氧環(huán)境下產生的沼氣，從而避免了分散或露天管理糞便 而逸散到大氣中的甲烷，減少的這部分溫室氣體（主要是甲烷）為ERMM（Emission Reduct ion from Manure Management）。此外，沼氣作為生活能源燃燒也會釋放出二氧化碳等溫 室 氣體，這部分溫室氣體本文稱為EBC(Emission from Biogas Combustion)。扣除EBC之后的 ERES與ERMM總和即為沼氣利用凈減少的溫室氣體排放量。
ERES的計算參考IPCC推薦的方法，即能源利用導致的溫室氣體的排放量由能源利用量(FS)及 其排放因子(EF)決定［7,8］：
ERESGHG，fuel=FSfuel×EFGHG，fuel（1）
ERES的計算關鍵在于排放因子的合理選取，由于不同國家和地區(qū)農村生活能源利用效率、爐 灶結構、農民生活習慣不同，因此IPCC推薦的默認值針對不同國家可能會產生較大誤差，必 須采用本國甚至本地區(qū)的排放因子。Zhang J et al 公布了中國家庭爐灶溫室氣體的排放因 子 ，通過實驗分析了不同能源使用過程中排放的溫室氣體［9］，本文計算以他們確定 的排 放因子為主，此外，還搜集了其他一些國別的溫室氣體排放因子［10,11,12］及 2006年國家發(fā)改委(NDRC)公布的《關于確定中國電網基準線排放因子的公告》。
由于不同作者提供的排放因子單位不一致，有的是以燃燒的能源量（g gas/kg）為單位，有 的是以消耗的能源熱量（kg gas/TJ）,在后者的計算中需要考慮到爐灶的能源利用效率問題 ，因此排放因子需要乘以能源利用效率得到單位能源排放的實際溫室氣體的量。
農村糞便主要排放的溫室氣體是甲烷，因此在糞便管理減少的排放量(ERMM)的估算中 ，N2O的排放量可以忽略。農村戶用沼氣池的原料以人畜糞便為絕大部分，因此，本文以如下公式計算糞便管理過程中甲烷的排放量［8］,具體指標可參看 IPCC報告：
其中，1991-1999年農村每戶平均養(yǎng)豬數(shù)從2000年中國統(tǒng)計年鑒數(shù)據獲得，由于每年平均每 戶有沼氣池的農民家庭養(yǎng)豬數(shù)基本不變，故其它年份采用1991-1999年的平均值。對于MCF的 取值，根據中國所處的緯度及其氣候特征，采用溫帶的最低值，農村采用的糞便管理方式一 般是液體/泥漿或者是糞池儲存，因此采用IPCC 2006提供的數(shù)據MCF=27%［8］。由于 兩種管理方式的MCF值相同，可以視為MS全部由一種管理系統(tǒng)，即MS＝1。
此外，沼氣的使用過程仍然會排放溫室氣體，主要的來源是作為生活能源提供者甲烷的燃 燒 會產生二氧化碳和甲烷（由于氧化亞氮的排放量極少本文沒有計算），計算方法與ERES的計 算公式相同，由沼氣燃燒量與其對應得排放因子決定（見公式1）。
以2005年為例，在各種能源節(jié)約量已知的基礎上，根據每種能源對應的排放因子（表2）， 并 結合其燃燒效率與低位發(fā)熱值，利用公式(1)可以計算出CO2、CH4、N2O三種溫室氣體 的減排量，匯總可知ERES為：秸稈3 801.97 Gg、薪柴2 909.08 Gg、煤炭4 939.55 Gg、成 品油 213.77 Gg、液化石油氣78.84 Gg、天然氣3.88 Gg、煤氣1.62 Gg、電力2 461.54 Gg， 合計2005年沼氣利用因節(jié)約能源而減少14 410.25 Gg溫室氣體排放。
采用同樣的計算方法，可知2005年沼氣燃燒釋放出5 931.64 Gg CO2與4.19 Gg二氧化 碳當量的CH4，共計5 835.83 Gg溫室氣體。
此外，利用公式(2)與公式(3)可計算出2005年1 700萬擁有沼氣池的農戶由于糞便管理而減 少的溫室氣體為3 063.53 Gg，其中豬糞管理減少2 296.18 Gg CO2-eq CH4，人的糞便 管 理減排767.35 Gg CO2-eq CH4。因此，由以上2005年的ERES、ERMM及EBC數(shù)據可以計算 出全年凈減少溫室氣體量（NER）為11 537Gg。
沼氣池使用過程中，由于管道的老化和操作失誤等原因，有可能會有甲烷的泄漏問題，如果 有詳細的數(shù)據需要進一步考慮這個問題。不過這部分泄漏量非常少，農戶為了 提 高沼氣的利用率，會經常檢查管道的密閉性，減少泄漏的可能性，因此計算時沼氣泄漏量可 以忽略不計。
3 沼氣利用效果分析
3.1 沼氣利用節(jié)約的能源量
15年來，農村戶用沼氣產氣量總計達398億m3，提供能源量832 749TJ，由1991年 的23 251 TJ增加到2005年的135 902 TJ，年均供能55 517TJ，約占農村生活用能的0.4 8%。
由圖1知，15年來，沼氣利用節(jié)約的能源主要是秸稈273 199.24 TJ、煤炭270 292.99 TJ、薪柴19 7 492. 66 TJ、電力61 370.13 TJ、成品油17 619.04 TJ，其他能源節(jié)約量較少。秸稈、煤炭 、薪材、 電力的年平均替代量為18 213 TJ、18 020 TJ、13 166 TJ、4 091 TJ，而對于其它農 村生活用 能源，沼氣的替代作用不明顯。總體而言，由于沼氣建設的推廣，沼氣產氣量增加，使得沼 氣在農村生活用能的比重逐漸增大。
3.2 沼氣利用減少的溫室氣體排放量
3.2.1 能源替代減少排放量(ERES)
1991-2005年15年中沼氣利用減少的溫室氣體共計88 064.02 Gg（千噸）二氧化碳當量，其 中 ，各種替代的能源減排量分別為：秸稈23 119.30 Gg，薪材17 921 Gg, 煤炭30 455.46Gg，油 品1 328.87 Gg, 沼氣181.51 Gg, LPG494.58 Gg，NG24.42 Gg，煤氣9.59 Gg，電力14709.89 Gg 。可見，煤炭的減排量最大，其次為秸稈、薪材、電力。每年沼氣替代能源減排量由1991年 的2 467.24 Gg增加到了2005年的14 410.25 Gg，增長了484.06％。
由于煤炭在農村生活用能中的比重大，加上其二氧化碳的排放因子也大，導致其減排量最大 。秸稈的二氧化碳排放因子雖然小于煤炭，但是其消費量大，而且甲烷和氧化亞氮的排放系 數(shù)都大于煤炭，使得它的減排量也加大，居第二位。薪材和電力的減排量隨后，而其它能 源在農村生活用能中份額很少，故其減排量比重不大。[KH+5mmD]注：N2O為7.24～42.32 Gg二氧化碳當量，相對于CO2和CH4，數(shù)值太小 ，圖中顯示不明顯。[KH+2.5mmD]從ERES不同溫室氣體的組成來看，CO2占絕大部分，15年間CO2減排量為84 243.94Gg，占總 排放量的95.66％，CH4減排量為3 560.01 Gg（4.04％），N2O的減排量最少，為26 0.08 Gg，只相當于總減排量的0.30%（圖2）。
據《中國應對氣候變化國家方案》公布，1994年中國溫室氣體排放總量為40.6億 t二氧 化碳當量(4 060 000 Gg)，2004年排放總量約為61億t二氧化碳當量(6 100 000 Gg)。本文數(shù)據表明， 在ERES中，1994年農村戶用沼氣建設避免了2 976.54 Gg溫室氣體排放，約占全國總排放量 的 0.07%，2004年沼氣利用減少排放量為14 410.25 Gg，減排比重達到全國的0.24%，也就 是說 ，隨著農村沼氣的推廣，節(jié)約的農村生活能源不斷增加，減少的溫室氣體在全國總排放量的 比重越來越大，1994至2004年11年間增長了兩倍多。
3.2.2 糞便管理減少排放量(ERMM)
由于將糞便集中在沼氣池中處理，15年間總共避免了13 409.24 Gg二氧化碳當量的甲烷 直 接排放到空中，ERMM由1991年的383.05 Gg增加到2005年的1 932.00 Gg，平均每年減排 量為894 Gg CO2-eq（圖3）
3.2.3 沼氣利用過程排放量(EBC)
沼氣在農民生活使用過程仍然會排放溫室氣體，主要是二氧化碳和少部分甲烷，氧化亞氮的 排放量很小，可以忽略不計。由表3可知，沼氣燃燒過程排放的主要為二氧化碳，隨著沼氣 產氣量的增加，排放量逐漸增大，2005年達到了5 931.64 Gg，而甲烷當年的排放量僅僅為4 .19 Gg，為二氧化碳排放量的0.07％。總共的溫室氣體排放量在這15年間為36 372.25 Gg 。
3.2.4 凈減排量(NER)
凈排放量為能源替代減排量與糞便管理減排量之和減去沼氣利用排放量的值，由圖4可見，1 9 98年以前凈減排量增速較緩，1998年到2001年增加幅度加大，2001年以后迅速增加，達到了 2005年的11 537.94 Gg，年均凈減排量為4 877.17 Gg，十五年總共減排量為73 157.59 Gg 。單位沼氣產量的年平均凈減排量為1.88 kg/m3，變化范圍為1.76-2.11 kg/m3（圖4）。 從絕對值來看，ERES最大，EBC其次，ERMM最小。以往的文獻一般僅僅考慮了ERES［1,1 3］, 但實際上，ERMM
仍然不能忽略，其對凈排放量的貢獻約為21.42％（18.52％～28.44％）， 由此說明，如果僅僅考慮沼氣的利用 能減少溫室氣體排放量只是由于能替代煤炭、石 油、天然氣、秸稈、薪材等燃燒的排放是不夠的，將會產生較大的誤差。
與全國現(xiàn)有的兩個總排放量數(shù)據對比來看，1994年沼氣利用凈減少溫室氣體2692.16Gg，2004年為9906.12 Gg，分別占當年全國總排放量的0.07%與0.16%，表明僅農村 戶用沼氣建設這 一項內容就能減少全國0.07%～0.16%的溫室氣體，充分顯示了沼氣開發(fā)在保護農村生態(tài)環(huán)境 、遏制全球氣候變化的重要作用。
3.2.5 各省市自治區(qū)沼氣利用中的溫室氣體減排量根據各省市區(qū)的農村生活能源消費量和戶用沼氣總產氣量，按照同樣的計算方 法計算出各省 市自治區(qū)1991-2002年的沼氣利用導致的溫室氣體減排量（由于缺少2003-2005年的各地 農村生活能源消費量故只計算到了2002年）。
1991-2002年，全國各省市總凈減排量為38 623.35 Gg，其中，四川、湖南、廣西、湖 北、云 南、江西、江蘇等省區(qū)減排量均超過了2 000 Gg，特別是四川省一支獨秀，總減排量高達10 268.44 Gg，占全國總減排量的26.59％。受氣候條件制約，、新疆、黑龍江、青海、內 蒙古等地的沼氣開發(fā)很少，歷年減排量之和都在24Gg以下(圖5)。圖5 1991-2002年各省市區(qū)凈減排量
Fig.5 Net GHG emission reductions in China from 1991 to 2002 4 溫室氣體減排前景分析
2005年，農村戶用沼氣建設沼氣總產氣量達到了65億m3，擁有沼氣池的農戶達1 700多萬 ，為農民提供了135 902 TJ，即相當于4.64×106 t標準煤的熱量，部分的滿足了農 村對于優(yōu) 質燃料日益迫切的需求，適應了富裕起來的農民從滿足人的“生存需求”向“享受需求”轉 變的形勢［14］。根據王效華等人在江蘇和安徽農村調查的結果，由于能源利用效率 的提高，建設了沼氣池的農戶家庭耗能要比沒有沼氣池的農戶家庭耗能少40％以上［15 ］，按照2005年沼氣提供的能量為4.64×106 t標準煤計算，如果不利用沼氣的話，這 1 700萬戶農民需要使用6.50×106 t其它能源來替代沼氣。
“十一五”期間，中國通過實施生態(tài)家園富民行動，將在500個縣(場)建設10 000個資源良 性循環(huán)的生態(tài)新村。根據中國農村沼氣建設發(fā)展規(guī)劃，到2010年，全國農村戶用沼氣達到4000萬戶，適宜農戶普及率達到28.4%，到2020年力爭使適宜農戶普及率達到70%，基本普及 農村沼氣。《規(guī)劃》實施后，將有效提高農村優(yōu)質能源的用能水平，使5 000多萬農戶使用 清潔燃料的比重達到80%以上，受益人口超過2億。
由前文分析可知，單位沼氣產量的年平均凈減排量約為1.88 kg/m3，隨著沼氣建設和管理 技術的提高，戶均產氣量將會逐漸增加，取保守值2005年的390 m3/戶，則2010年農村戶 用 沼氣總產氣量將達到156億 m3，溫室氣體凈減排量將達到29 328 Gg，2020年戶用沼氣將 會到385億m3，減排的溫室氣體將達到72 380 Gg。
5 結 論
農村沼氣開發(fā)能提供清潔的非商品能源，節(jié)約煤炭、石油等化石燃料和秸稈、薪柴等低效率 生物質能的使用，緩解農村能源短缺困境，保護農村生態(tài)環(huán)境和保證農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在全 球氣候變化形勢越來越嚴峻的情況下，沼氣開發(fā)還成為減少溫室氣體排放的一種途徑。但是 ，目前的農村沼氣普及率還不夠（2005年為12%），需要多方面籌集資金，加大技術推廣力 度和對農民扶持力度，以農村沼氣建設為紐帶，積極開展生態(tài)家園富民行動，并站在應對氣 候變化的國家高度，促進戶用沼氣技術的發(fā)展，控制溫室氣體排放，不斷提高應對氣候變化 的能力，為保護全球氣候做出新的貢獻。（編輯：徐天祥）
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Rural Biogas Development and Greenhouse Gas Emission Mitigation
LIU Yu1，2 KUANG Yaoqiu1 HUANG Ningsheng1
(1.Key Laboratory of Marginal Sea Geology, Guangzhou Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences, Guangzhou
Guangdong 510640, China; 2.GraduateUniversity of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
篇5
關鍵詞：碳污染;防治標準;清潔能源
中圖分類號：F416.2 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2016）01-0108-02
鑒于氣候變化已經對人類的健康和經濟發(fā)展構成了風險，2014年6月2日，美國聯(lián)邦環(huán)保局提出了清潔能源計劃，將保持一個可負擔的、可靠的能源制度，同時削減污染，保護美國人民的健康和環(huán)境。
一、美國清潔能源計劃概述
（一）清潔能源計劃的價值
就全國范圍而言，清潔能源計劃將幫助美國削減來自于電廠區(qū)域的碳污染，比2005年下降30%。電廠是美國最大的碳污染排放源，大約占到國內所有溫室氣體排放總量的三分之一。而清潔能源計劃則可幫助美國在2030年削減導致霧霾的污染超過25%，可以在2030年產生價值估計達550億美元到930億美元的氣候和健康利益，包括避免2 700個人到6 600個人過早死亡，以及140 000到150 000例兒童哮喘病發(fā)作。
削減電廠的碳污染，不僅能提高公眾健康，保護環(huán)境，而且可以提供可靠和可負擔的能源，促進更加清潔的能源技術發(fā)展，諸如天然氣、核能、可更新能源和清潔煤技術。毫無疑問，清潔能源計劃將使得美國電力系統(tǒng)產生更少的污染，減少能源浪費，提高能源利用效率，使得美國人在2030年少交電費大約8%，同時，這項計劃能夠使美國具有發(fā)展經濟和保持競爭優(yōu)勢所需要的全部能源，還可使美國企業(yè)在全球以一種更加有效、更加可持續(xù)的方式制造和消費能源的運動中保持領先優(yōu)勢。
（二）清潔能源計劃的核心――電廠碳污染標準
1.新建電廠碳污染標準。新建電廠的碳污染標準分為兩部分，一個是對化石燃料驅動的蒸汽發(fā)電機組，即發(fā)電鍋爐和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機系統(tǒng);另一個是對天然氣驅動的固定燃燒渦輪發(fā)電系統(tǒng)。分成兩個標準，說明對蒸汽發(fā)電機組和固定渦輪發(fā)電機組分別確定最佳排放削減系統(tǒng)。對蒸汽發(fā)電機組，基于部分執(zhí)行了碳捕獲和碳儲存作為最佳排放削減系統(tǒng)而設定碳污染標準，擬議的排放限值是1 100磅CO2/兆瓦時。對天然氣驅動的固定燃燒渦輪機，基于現(xiàn)代的、有效的天然氣聯(lián)合循環(huán)技術作為最佳排放削減系統(tǒng)。擬議的排放限值分為兩種，對較大排放源是1 000磅CO2/兆瓦時，對較小排放源是1 100磅CO2/兆瓦時。
2.改建和重建電廠的碳污染標準。改建和重建電廠的碳污染標準分為四部分，第一個是對改建的化石燃料驅動的蒸汽發(fā)電機組，即發(fā)電鍋爐和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機系統(tǒng);第二個是對改建的天然氣驅動的固定燃燒渦輪發(fā)電系統(tǒng);第三個是對重建的化石燃料驅動的發(fā)電鍋爐和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機系統(tǒng);第四個是對重建的天然氣驅動的固定燃燒渦輪發(fā)電機組。按照清潔空氣法第111（b）的規(guī)定，這些標準反映出可通過應用最佳排放削減系統(tǒng)實現(xiàn)的排放限制程度。
（三）清潔能源計劃的主要技術和政策工具
技術工具主要有：（1）促使化石燃料電廠更有效的技術;（2）在有過剩生產能力的地方更多地使用低排放的天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術;（3）更多地使用零排放和低排放的能源，諸如可更新能源技術和核能技術;（4）通過提高電力使用效率而降低電力需求的技術。
政策工具主要有：（1）確定電廠績效標準，每個電廠必須達到設定的排放強度;（2）可更新能源組合標準，電力公司必須設定一定比例的可更新能源電力;（3）能效資源標準，電力公司必須在達到目標年之前削減一定量的需求;（4）脫鉤政策，通過使稅收和利潤脫鉤的政策降低電力公司生產更多電力的動機;（5）電力回饋政策，給付使用太陽能的住宅所有者一定報酬，鼓勵其將多余的電力返回給電網;（6）限額和交易政策，逐漸減少碳配額的數(shù)量，電廠讓予的碳配額數(shù)量必須，每個電廠的排放量成比例;（7）碳稅政策，對碳排放行為征稅;（8）電網運營商繳納碳費政策，根據由哪些電廠運營決定給電網運營商增加一個碳價格;（9）家用電器能效標準，要求銷售的新家用電器必須滿足設定的能耗標準;（10）商業(yè)建筑和住宅法典，要求新建房屋要考慮節(jié)電措施。
二、我國碳污染防治存在的問題
（一）我國碳污染防治立法缺位
目前關于氣候變化的立法主要有國家發(fā)展改革委聯(lián)合國家認監(jiān)委的《低碳產品認證管理暫行辦法》，用以規(guī)范低碳產品認證活動;國家發(fā)展改革委制定了《單位國內生產總值二氧化碳排放降低目標責任考核評估辦法》，用以對各地單位國內生產總值二氧化碳排放降低目標完成情況進行考核，對落實各項任務和措施進行評估。專門針對溫室氣體的控制政策主要以國務院“通知”“工作方案”和發(fā)改委頒布的“指南”為主要形式，通知、工作方案和指南本身可視為規(guī)范性文件，但規(guī)定內容過于簡單，過于概括化，過于籠統(tǒng)，且不具有法律法規(guī)應有的強制力。
（二）沒有確定碳污染防治的理念
當前我國有溫室氣體排放的概念，卻沒有“碳污染”的概念，且我國當前的溫室氣體排放控制對象過于狹窄，僅僅針對重點企事業(yè)單位，即溫室氣體排放量達到比較大的規(guī)模才要求報告溫室氣體排放，且報告排放量仍然是自愿性的，也沒有規(guī)定具體的限排指標。同時，由于我國的國家環(huán)境空氣質量標準并沒有把二氧化碳等溫室氣體列為大氣污染物，在號稱史上最嚴的《火電廠大氣污染物排放標準》中，針對的主要是二氧化硫、氮氧化物以及煙塵等污染物，卻不包括二氧化碳等溫室氣體。
（三）碳污染防治缺乏明確限定標準
我國的溫室氣體控制顯然還停留在缺乏執(zhí)行力的初級階段，雖然規(guī)定了發(fā)電行業(yè)等十大重點企事業(yè)單位，以及能源重點行業(yè)，但卻沒有明確具體的限定標準，只是規(guī)定了一個總體目標，也沒有可操作性強的限制排放的實施方法。以《中國石油天然氣生產企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》為例，該指南旨在幫助石油天然氣生產企業(yè)準確核算和規(guī)范報告溫室氣體排放量，科學制定溫室氣體排放控制行動方案及對策，同時也為主管部門建立并實施重點企業(yè)溫室氣體報告制度奠定基礎。該指南規(guī)定了核算邊界和核算方法，以及報告溫室氣體排放的內容，卻沒有規(guī)定限制排放的具體數(shù)值。由此可見，我國對溫室氣體控制仍然停留在準備階段，還沒有進入實際控制階段。
三、加強我國碳污染防治的若干建議
（一）確定“碳污染”理念，促進公眾參與
溫室氣體不同于大多數(shù)空氣污染物，它可以在環(huán)境中存在很長時間，從幾十年到數(shù)千年不等，取決于具體的溫室氣體種類，因此越早對溫室氣體采取控制措施越有利于降低碳污染。碳污染的理念并非自然形成的，美國是通過聯(lián)邦最高法院在2007年審理的馬薩諸塞州等訴美國聯(lián)邦環(huán)保局一案中確立了“溫室氣體也屬于清潔空氣法界定的空氣污染物范圍”。
我國目前尚未確定二氧化碳屬于大氣污染物，在2012年頒布的最新國家環(huán)境空氣質量標準中也沒有規(guī)定二氧化碳的排放限值，更沒有相應的司法案例，這不利于二氧化碳的減排控制，應盡早確定二氧化碳的“大氣污染物”身份。同時，應明確溫室氣體排放控制政策需要集合公眾智慧來制定，政策制定和立法機關的認識不足以構建完善的制度，還需要公眾廣泛和深度參與來貫徹落實，應在政策制定之前明確公眾參與的作用和價值，并在政策制定中促進公眾廣泛有效參與，在最終形成的政策中采納公眾合理建議。
（二）構建操作性強的碳污染防治立法和政策支持體系
溫室氣體控制必須堅持“立法先行”原則。對由于能源轉型而產生的碳污染控制，必須依靠立法的權威性和強制性才能有效實施。而我國尚無專門針對碳污染防治的法律、法規(guī)或規(guī)章，現(xiàn)有溫室氣體控制有關的規(guī)范性文件基本上都是停留在無強制性、無執(zhí)行標準、無執(zhí)行程序的自愿執(zhí)行層次。溫室氣體長期存在于環(huán)境中的特點決定了對溫室氣體的控制應有相當?shù)那罢靶裕饕菑恼摺⒘⒎ǚ矫姹ＷC控制得以實施和持續(xù)，在技術方面保證控制的有效性。
我國應該以應對氣候變化為目的，通過制定專門的碳污染防治立法或行政法規(guī)來治理碳污染。碳污染治理，不僅是中國履行氣候變化的國際義務，也會給我國發(fā)展清潔能源提供良好契機和動力、壓力。我國可以從交通領域開始，建立機動車碳污染防治法律制度，確立機動車燃料效率標準，確立操作性強、可實施的政策體系扶持新能源機動車發(fā)展，尤其是形成與使用新能源機動車相配套服務設施的政策支持，降低機動車碳排放強度。同時，對二氧化碳排放最大的電廠制定碳污染防治法規(guī)，按照現(xiàn)有發(fā)電技術水平分類確定碳污染排放控制標準，并分別采用相應的排放削減技術。
（三）發(fā)展碳污染防治技術，形成產學研科技創(chuàng)新機制
篇6
關鍵詞：綠色化學工程技術；意義；應用
近幾年來，隨著化工技術的不斷發(fā)展，化學工程取得了重要的進步，但與此同時也產生了很嚴重的環(huán)境污染問題，進而使得化學學科的發(fā)展受到了一定的限制作用。為了很好地改善污染的問題，越來越多的人開始采用綠色化學工程技術，綠色化學工程技術的應用不僅減少了溫室氣體的排放，更有利于生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化，最重要的是，很好地推動了我國經濟的發(fā)展與進步。由此可見，探討綠色化學工程技術應用的具有重要意義[1]。
1應用綠色化學工程技術的意義
1.1有效減少溫室氣體的排放
近幾年來，隨著國民經濟條件的改善，越來越多的人都擁有了私家車，馬路上車的數(shù)量越來越多，車輛增加，車尾氣的排放量自然增加，空氣污染變得嚴重，進而產生了大量的溫室氣體，導致氣候變暖、冰川融化，還會引發(fā)臭氧空洞，造成氣候異常，進而使得我國的生活環(huán)境變得越來越差。而近幾年來，綠色化學科技的一項重點研究內容就是將對生態(tài)環(huán)境沒有污染的一些能源轉化為可利用的資源。如太陽能、風能、生物能以及地熱等。首先，這些新能源的使用可以節(jié)省現(xiàn)有的能源的消耗，其次，這些能源的使用可以減輕一定的費用，最重要的是，可以減少空氣中溫室氣體的排放，進而起到保護環(huán)境的作用[2]。
1.2推動國民經濟的可持續(xù)發(fā)展
經濟的發(fā)展是無限的，但是自然資源是有限的。倘若一味地開采以及使用自然資源，那么便會出現(xiàn)自然資源匱乏的現(xiàn)象，“物以稀為貴”，自然資源枯竭，資源的價格自然會上漲，導致經濟的發(fā)展受到一定的抑制作用。另外，隨著化工污染的加劇，化工產業(yè)的發(fā)展也逐漸受到了影響，且部分產業(yè)的進出口也受到影響，進而導致國民經濟得不到提升，發(fā)展受到抑制。
2綠色化學工程技術的應用探討
2.1在海水淡化的過程中應用綠色化學工程
水是人類社會活動的起源，也是人類生活的基本，沒有水，人類將很難生存，由此可見，水對于人類的生存的重要性，但是近幾年來，隨著工業(yè)污染的加重以及農業(yè)生產的發(fā)展，我國的水資源呈現(xiàn)嚴重匱乏的現(xiàn)象，為了得到很多的水資源，我們開始采取淡化海水的措施，而綠色化學工程技術在淡化海水的過程中扮演了很重要的角色。所謂的淡化海水，主要指的就是去除海水中的鹽水，得到淡水，傳統(tǒng)的環(huán)境下，很多人采用通過酸堿換去除鹽水，得到淡水的方法，這種方法雖然也可以實現(xiàn)海水的淡化，但是同樣會帶來另一種污染，進而使得環(huán)境污染情況加劇[3]。
2.2綠色化學工程技術在涂料生產中的應用
在中國，除了汽車尾氣的排放會嚴重污染空氣以外，涂料的制作也會產生很多污染，進而給環(huán)境帶來一定的影響。另外，在制作涂料的過程中，也會產生很多的廢料，這些廢料流入水中，一樣會給水帶來污染，且這些水一旦被人們所使用，將會引發(fā)很嚴重的后果，輕者產生健康問題，重者可能直接引發(fā)癌癥。綠色科技逐漸應用于許多工廠進行開發(fā)綠色產品。通過對工藝設備進行改造和優(yōu)化，降低VOC，優(yōu)化配置、清潔生產、使得污染最大限度降低。隨著無機礦物涂料、固體涂料、乳膠漆等綠色涂料的誕生，涂料生產正向著科技含量高、無毒無污染、產品更優(yōu)的方向發(fā)展[4]。
3結束語
綜上所述，我們可以發(fā)現(xiàn)，綠色化學工程技術的使用不僅可以降低空氣中溫室氣體的排放，還可以促進經濟的提升，希望在與之對應的一系列的生產措施的建議下，無論是海水的淡化還是涂料的生產都能夠得到有效地改變，降低對環(huán)境的污染，提升對于綠色化學工程技術的有效利用，促進我國化學工程技術的可持續(xù)發(fā)展。
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篇7
一、掌握企業(yè)的碳足跡現(xiàn)狀
1.測量數(shù)據，確定排放類型，世界資源研究所（WRI）和世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會（WBCSD）聯(lián)合制定的《溫室氣體盤查議定書--公司會計與報告標準》，該議定書將排放分成3大類：第一類，直接排放，指企業(yè)所屬的排放源所產生的排放，一般有現(xiàn)場生產、礦物燃料直接燃燒以及發(fā)電廠發(fā)電過程中產生的排放。第二類，購買使用熱能、蒸汽貨電力所產生的間接排放，指企業(yè)能源采購、材料運輸以及產品使用過程中所產生的排放。第三類，從行業(yè)上下游排放所產生的其他間接排放。
測算溫室氣體的排放，要全面考慮所有直接和間接排放。美國惠而浦家電公司的總排放量中，客戶使用電器產品所產生的排放量就占了93%，因此，估算碳足跡要把價值鏈上前向和后向的排放都考慮在內。
2.詳細進行信息的存儲和分析工作，采用管理信息系統(tǒng)來監(jiān)測溫室氣體的排放，有效管理信息的收集、存儲和分析。例如，美國鋁業(yè)有限公司一中央信息系統(tǒng)，能夠有效處理遍布全球的有關生產和能源消耗的詳細信息，包括4個發(fā)電廠、9個氧化鋁精煉廠和26個熔煉廠。該系統(tǒng)采用歐盟排放交易所建議的方法計算碳排放量，每天晚上更新相關數(shù)據。每個工廠都有專門員工把每個月的能源消耗數(shù)據輸入信息系統(tǒng)，經協(xié)調整理集成，這些信息可供公司總部及各相關人員分析使用。許多企業(yè)還把信息系統(tǒng)和SAP之類的績效考核系統(tǒng)鏈接，以便把減排和財務考核結合。
3.了解企業(yè)的碳價
理解企業(yè)所面臨的有關氣候變化的法規(guī)問題，關鍵是要分析這些法規(guī)會采取什么樣的減排機制。許多經濟學家傾向于制定稅收政策來減少碳足跡，但企業(yè)界認為限制交易或許更有效，通過市場機制來調節(jié)減排的總成本，同時并能促進技術創(chuàng)新。這時，企業(yè)管理者必須要清楚生產過程中的減排成本，你必須承受減排成本增加的壓力，最理想的狀況是，你找到降低減排成本的方法，而競爭對手則面臨成本的上升，你將成為其他企業(yè)學習的榜樣。這種尋找標桿的行動，目的在于解決氣候問題、維護企業(yè)聲譽和行業(yè)地位。標桿法可以使企業(yè)獲取成為行業(yè)領導者的種種優(yōu)勢，這種優(yōu)勢能夠創(chuàng)造諸多機會和獲取社會聲譽。
二、采取行動減少碳足跡
1.與業(yè)務發(fā)展相結合
把減少碳足跡的行動與業(yè)務發(fā)展相結合，不是將可持續(xù)發(fā)展的綠色戰(zhàn)略強加到現(xiàn)有的經營模式上，而是要與企業(yè)的核心目標有機地整合，必須與既有的業(yè)務概念和考核機制（如凈現(xiàn)值、投資回報率等）相統(tǒng)一，如改善企業(yè)生產經營管理、市場營銷管理、供應鏈管理、資產管理、企業(yè)文化和形象等。很多企業(yè)用節(jié)能方案帶來的成本下降來證明綠色戰(zhàn)略能提高財務效益。如，加拿大安大略電力公司，減排溫室氣體250萬噸，節(jié)能大約9500萬美元；卡爾派恩公司（Calpine）通過執(zhí)行工廠優(yōu)化方案（Plant Optimization Program），在10個月節(jié)省2580萬美元。
企業(yè)可采用情景規(guī)劃技術制定綠色經營戰(zhàn)略。殼牌石油公司運用情景規(guī)劃技術，全面分析所面臨的挑戰(zhàn)、確定風險和機遇、制定投資決策、為領導團隊制定共同的戰(zhàn)略語言和處理關鍵的公共政策事務。在“2025年全球前景規(guī)劃”中制定如下戰(zhàn)略：增加天然氣、特別是液化天然氣（LNG）的生產；投資風力、太陽能、生物燃料、煤氣化和實驗性氫氣配送系統(tǒng)（expermental hydrogen deliverysystem）。
2.設定總目標和階段性目標
⑴設定總目標
某些企業(yè)是先設定減排目標，然后尋求減排方法；而另一些企業(yè)則先考慮減少碳足跡的方法，然后再設定減排目標。究竟是先設定減排目標還是先考慮減排方法，取決于管理風格。設定目標時要考慮，第一，減排目標的挑戰(zhàn)性；第二，什么樣的方法能最有效地實現(xiàn)企業(yè)的經營目標、降低成本和減少排放？因此，制定綠色戰(zhàn)略目標并沒有統(tǒng)一的標準，成功達到減少碳足跡目標的關鍵在于盡量的發(fā)揮想象力，促進組織內部的創(chuàng)新。海因里希是杜邦公司鈦技術部的領導，指出：“組織需要極具挑戰(zhàn)性目標的激勵，令人振奮的目標能夠促進組織突破傳統(tǒng)的藩籬......而一個可以輕易達成的目標是無法把組織的創(chuàng)造性潛能激發(fā)出來的。”
企業(yè)設定減排的目標，減排時間、內容、基準年度、絕對或相對程度以及減排類型都會不同。例如，加拿大紙業(yè)公司（Catalyst Paper）設置的目標是，2020年，溫室氣體減排比1990年排放水平降低85%。美國惠好紙業(yè)公司，通過在生產過程中更多的使用可再生燃料，到2020年，把排放水平降低到2000年的40%以下。沃爾瑪計劃每年技術創(chuàng)新投資5億左右美元，減少連鎖店溫室氣體減排，最終全部使用可再生能源。杜邦公司到2015年實現(xiàn)，在為客戶節(jié)能或減排方面的產品的銷售方面，每年至少提高200億美元的營業(yè)收入，從可再生資源獲取的收入到達80億美元，推出1000種新的安全產品或服務項目。
制定目標時，雖然一般可參照其他企業(yè)的目標，但關鍵是要根據實際情況。制定合理的目標可以激發(fā)企業(yè)的創(chuàng)新能力、提高生產效率和降低生產成本。
⑵設定階段性目標
企業(yè)要實現(xiàn)氣候變化的目標，從簡單到復雜依次全面考慮。①低垂的果子（Low-hangingfruit，可輕易實現(xiàn)的目標）企業(yè)發(fā)現(xiàn)有些很多成本和風險都很低并容易找到的減排方案，這樣一些觸手可及的“低垂的果子”包括簡單的節(jié)能措施、習慣行為的改變或生產過程的改進等。對非制造型企業(yè)而言，采取室內節(jié)能措施就可輕而易舉的取得減排的效果。如，瑞士再保險公司采用三個步驟來降低溫室氣體的排放，第一步，不工作的時候，關掉熱氣、空調及照明。第二步，配置小型節(jié)能環(huán)保設施，諸如感應傳感器、節(jié)能型日光燈、視頻會議降低商務旅行產生的排放。第三步，更新公司所屬的建筑設施，如更換冷卻塔、發(fā)電機、隔熱設備等。關鍵是列出備選方案，根據成本和效益評估可行性。②銀彈企業(yè)通過采取某些高效的方法措施來大幅降低溫室氣體的排放，采用這些“銀彈”措施需要進行創(chuàng)新和投資生產過程。美國鋁業(yè)公司減排措施都涉及降低鋁熔煉過程中的陽極效應系數(shù)；杜邦公司是通過兩種生產分離技術來降低兩種主要的溫室氣體氧化亞氮（N2O）和氫氟碳化物（HFC-23，生產普通制冷劑HCFC-22的副產品）的排放；英國石油公司通過減少其提煉過程中氣體的排放燃燒節(jié)省100萬美元，還通過減少甲烷的泄露，并出售這些沒有泄露分甲烷收回改造投資。③大號銀彈減少溫室氣體排放的重大機會并非總是容易發(fā)現(xiàn)的，需要分析溫室氣體排放的情況及其減排的機會，對習以為常的或沒有予以關注的生產運營情況形成新看法。如，國際航空協(xié)會（IATA）指出，如果每一航班的航程縮短1分鐘，全世界的飛機不僅可以減少溫室氣體的排放，還可每年累計節(jié)省10億美元的運營和燃料成本。
3.員工的參與
員工的參與對綠色戰(zhàn)略的成功至關重要。員工對有效制定和執(zhí)行綠色戰(zhàn)略非常重要，有效的戰(zhàn)略能提高士氣和穩(wěn)定員工隊伍，這兩者相互促進、相輔相成。①激勵行為，有些企業(yè)把有關氣候和能源方面的績效考核同員工薪酬津貼直接掛鉤，另一些企業(yè)建立表彰杰出環(huán)保業(yè)績的獎勵機制，如谷歌公司向在美國的全職員工提供5000美元的津貼，讓他們去購買每加侖汽油可開45公里以上的節(jié)能型汽車。②制定內部排放權交易機制。雖然無法實現(xiàn)成本最低、效果最佳的減排目標，但確實讓員工意識到排放是有代價的。這樣可以培養(yǎng)員工的減排意識；創(chuàng)建業(yè)務部門之間配置排放配額指標的機制；幫助公司在政策決策圈子建立信譽。
4.尋求非政府組織的援助
自20世紀80年代以來，環(huán)保性質的非政府組織逐漸日益完善和成熟，變得更加多元化。例如，美國環(huán)保協(xié)會20世紀80年代，非正式的口號：“把假冒偽劣產品告上法庭！”。到了21世紀口號變?yōu)椋骸皩ふ矣行Ь徒^方案”。作為社會團體，他們在商業(yè)、政治、社會環(huán)境方面產生巨大的影響力。
企業(yè)制定綠色戰(zhàn)略時，不熟悉的方面可以通過非政府組織的渠道來獲取幫助。非政府組織有一套完整的經營方法，資源充沛，能迅速靈活地找到各種方法。例如，可以獲取有關科學技術或政策方面的信息，可以獲取特殊專長知識，可以和其他企業(yè)分享信息，可以在宣布之前有機會測試一下公眾的反應或可行性，可以幫助核實企業(yè)的減排量。
5.宣傳綠色行動
宣傳綠色行動所帶來的利益，雖難以量化，但通過相關利益團體，如影響未來政策的投票者、進行投資決策時會考慮綠色戰(zhàn)略的投資者、影響企業(yè)擴展或新設施安裝場所面臨的社區(qū)、報道企業(yè)經營活動的記者、包括購買公司產品或服務的客戶等，確實有助于提高企業(yè)的聲譽。例如美國通用電氣公司（GE）的“綠色創(chuàng)想”活動，“我們的客戶需要一個更加繁榮、更加潔凈的未來，通過應用我們所擁有的最豐富的課再生資源--GE人無限的想象力，我們將與客戶共創(chuàng)美好的明天。我們正使用全新的方法幫助客戶解決環(huán)境問題，這就是我們的綠色創(chuàng)想。”獲得了夢寐以求的廣泛聲譽。
三、改變企業(yè)發(fā)展的競爭態(tài)勢
1.把綠色思維從邊緣狀態(tài)推進核心位置
綠色戰(zhàn)略最終必須推進到資源配置最好的部門，必須從環(huán)保、安全部門擴展到企業(yè)的核心職能部門，逐漸成為企業(yè)戰(zhàn)略的重點。各個企業(yè)都有獨特的核心文化和核心業(yè)務領域，因此，企業(yè)會根據既有的交流溝通方式、獎罰機制、經營模式和企業(yè)文化，把綠色戰(zhàn)略推進到主要的職能部門，諸如研發(fā)、工程、制造、營銷、戰(zhàn)略規(guī)劃以及人力資源等部門。許多企業(yè)先在特定的部門進行綠色戰(zhàn)略，商業(yè)條件成熟以后，推廣到核心部門。要充分利用既有的經營框架，還要擴展既有的經營框架來解決新問題。
2.評估產品和服務所面臨的風險和機遇
企業(yè)應該把綠色戰(zhàn)略的重點放在尋求商機和提高競爭力上，如果在生產經營、產品和服務方面存在嚴重的碳足跡問題，預示有著潛在的商機。主要措施有維護聲譽、提高競爭力、開發(fā)新產品。我們需要認識、檢測和評估市場機遇。為減少碳足跡，哪種產品能夠獲得成功，如何確定研究的目標。我們能創(chuàng)造性的利用可再生能源么，能夠通過綠色產品和技術改變社會行為嗎。企業(yè)應該分析如何制定綠色戰(zhàn)略來提高客戶對當前和未來產品的需求，把企業(yè)的核心經營戰(zhàn)略和減少碳足跡結合起來是最有效的綠色戰(zhàn)略。
所有企業(yè)都不同程度地受到氣候的影響，評估企業(yè)面臨的風險，并決定采取哪些與氣候相關的戰(zhàn)略行動。如果你無所作為，短期內會錯失許多良機，而長期來看，在企業(yè)運作和財務業(yè)績方面都會面臨更大的挑戰(zhàn)。
3.了解法規(guī)的制定
篇8
1材料與方法
1.1試驗設計試驗在江蘇省常熟市辛莊鎮(zhèn)蘇州市現(xiàn)代農業(yè)(水稻)示范區(qū)(31°33′N,120°37′E)進行,該區(qū)位于陽澄湖低洼湖蕩平原,屬亞熱帶濕潤性季風氣候,年平均氣溫為15.5℃,降水量為1042mm,日照2130h,太陽輻射4.94×105J?cm-2,無霜期242d,主要實行水稻-冬小麥兩熟種植制度。試驗開始于2007年11月冬小麥生長季,稻田土壤類型屬烏柵土,試驗前0~20cm耕層土壤有機質含量3.3%,全氮1.9g?kg-1,速效氮113.2mg?kg-1,速效磷7.1mg?kg-1,速效鉀101.4mg?kg-1,pH6.3,土壤容重1.2g?cm-3。試驗設秸稈還田(稻麥秸稈周年全量還田)和秸稈不還田(自然留茬,茬高約10cm)2個處理,3次重復,每小區(qū)面積為60(5m×12m)m2。小麥播種和水稻移栽前均采用旋耕(旋耕機旋地1遍,耕深10~12cm)翻地。麥季供試品種揚麥16號于2009年11月16日播種、2010年的6月3日收獲,播種量150kg?hm-2,各處理的施肥量和施肥方法相同,氮肥(尿素,含N46.4%)、磷肥(過磷酸鈣,含P2O512%)和鉀肥(氯化鉀,含K2O60%)用量分別為N210kg?hm-2、P2O590kg?hm-2、K2O90kg?hm-2,氮肥按基肥∶拔節(jié)肥∶孕穗肥=4∶3∶3施用,磷肥一次性基施,鉀肥作基肥和拔節(jié)肥施用,每次50%。基肥的施用時間為2009年11月16日,拔節(jié)肥和孕穗肥分別為2010年的3月4日和4月5日。供試水稻品種為雜交粳稻常優(yōu)1號,2010年5月25日播種,6月13日機械插秧移栽(移栽規(guī)格為行距30cm、株距13.3cm,每穴3苗),11月16日收獲。氮肥、磷肥和鉀肥用量分別為N240kg?hm-2、P2O5120kg?hm-2、K2O120kg?hm-2,氮肥按基肥∶分蘗肥∶長粗肥∶穗肥=3∶3∶2∶2施用,磷肥一次性基施,鉀肥作基肥和長粗肥施用,每次50%,追肥分別于6月20日、7月16日、7月23日施用。水稻生長期間水分管理采用前期淺水(移栽至7月25日)、中期烤田(7月26日至8月9日)、后期干濕交替(8月10日至收獲前15d)的管理模式,其他田間管理措施同一般高產大田。
1.2CH4和N2O采集與分析于2009年11月至2010年11月冬小麥和水稻生長期間進行CH4和N2O排放的觀測。CH4和N2O氣體采用靜態(tài)箱法測定,靜態(tài)箱底橫截面積為0.25m2(0.5m×0.5m),采樣箱由PVC材質制成,采樣箱外部包有海綿和鋁箔紙,防止太陽照射導致箱內溫度變化過大。每小區(qū)固定采樣底座3個,底座上部有5cm深的凹槽,測定時加水密封,采樣箱內頂部裝有12V小風扇以充分混勻箱內氣體,箱體中部安裝抽氣孔,采樣時按0、10、20min的時間間隔用50mL注射器抽取箱內氣體,來回抽動3次以完全混勻氣體,抽出50mL保存于氣體采樣袋后迅速帶回實驗室分析。冬小麥生長季每周采氣1次(春節(jié)假日除外),水稻自移栽后第3d起每周采氣2次,烤田期間2d1次,抽穗后每周1次,采樣時間在上午8:00—10:00。CH4和N2O氣體濃度由經改裝的Agilent7890A氣相色譜測定,CH4檢測器為FID,檢測溫度300℃,柱溫60℃,載氣為99.999%高純氮氣,流速30mL?min-1;N2O檢測器為ECD,檢測溫度300℃,柱溫60℃,載氣為99.999%高純氬甲烷氣(95%氬氣+5%甲烷),流速40mL?min-1。氣體排放通量計算公式如下:式中:F為氣體排放通量(mg?m-2?h-1或μg?m-2?h-1);ρ為標準狀態(tài)下氣體的密度(kg?m-3);h是采樣箱的凈高度(m);dc/dt為單位時間內采樣箱內氣體的濃度變化率;273為氣態(tài)方程常數(shù);T為采樣過程中采樣箱內的平均溫度(℃)。
1.3土壤樣品采集與分析供試土樣分別于2009年11月、2010年11月水稻收獲后采集,環(huán)刀法測定土壤容重。在田間按蛇形采樣法每小區(qū)隨機采集9點,采樣深度為0~20cm,土樣充分混勻后揀去植物殘根和石礫等,經風干、磨碎過篩,采用重鉻酸鉀外加熱法測定土壤有機碳含量。耕層土壤有機碳儲量(SOC)計算公式如下:SOC=conc×ρb×A×T[17-18]式中:conc為土壤有機碳含量(g?kg-1);ρb為土壤容重(g?cm-3);A為面積(hm2);T為土壤深度,本研究為0.2m。相應的,土壤碳固定(SOCS)計算公式為:SOCS=SOC2010年11月-SOC2009年11月
1.4農田凈增溫潛勢的計算全球增溫潛勢(GWP)是用于定量衡量不同溫室氣體對全球變暖的相對影響,本研究中,農田凈增溫潛勢以農田排放CH4和N2O的綜合增溫潛勢與土壤固碳減緩全球變暖貢獻的差值來表示[13]。在100a時間尺度上,單位質量CH4和N2O的GWP分別為CO2的25倍和298倍[1],農田凈增溫潛勢GWP(kgCO2-equivalent?hm-2)計算公式如下:GWP=25×CH4+298×N2O-SOCS×44/12試驗數(shù)據處理和作圖采用MicrosoftExcelforWindows2007完成,試驗結果均以每次測得的3次重復的平均值和標準差來表示,用SPSS11.5軟件進行統(tǒng)計分析。
2結果與分析
2.1秸稈還田對甲烷排放的影響兩種秸稈還田方式下小麥生長期間CH4排放通量的季節(jié)變化見圖1。可以看出,麥季的CH4排放通量較低,并且多次出現(xiàn)負值,秸稈不還田處理的CH4排放通量在-76.0~150μgCH4?m-2?h-1之間,秸稈還田處理的CH4排放通量在-50.3~154μgCH4?m-2?h-1之間,負值的出現(xiàn)可能是大氣擴散進入土壤的CH4被甲烷氧化菌還原的量大于土壤自身排放量。麥季CH4平均排放通量秸稈不還田處理大于秸稈還田處理,分別為20.0、16.6μgCH4?m-2?h-1(表1)。稻季CH4排放通量較高(圖2),水稻移栽后土壤處于淹水狀態(tài),CH4排放通量不斷增加,兩個處理的CH4排放通量均呈先升高后降低的單峰排放趨勢,排放峰值出現(xiàn)在7月5日,秸稈不還田處理的CH4排放高峰為30.3mgCH4?m-2?h-1,秸稈還田處理為131mgCH4?m-2?h-1,烤田(7月26日—8月9日)后CH4排放通量始終維持較低水平直至水稻收獲。秸稈還田處理的稻季CH4平均排放通量為10.5mgCH4?m-2?h-1,明顯大于秸稈不還田處理的4.13mgCH4?m-2?h-1(表1)。從CH4累積排放量來看(表1),秸稈還田和不還田處理的CH4排放主要集中在稻季,累積排放量分別占周年排放總量的100%和99%。秸稈還田和不還田處理CH4麥季累積排放量分別為0.80、0.96kgCH4?hm-2,差異達顯著水平。兩個處理的CH4稻季累積排放量和周年排放總量存在極顯著差異,秸稈還田處理分別為394、394kgCH4?hm-2,秸稈不還田處理分別為155、156kgCH4?hm-2,秸稈還田比不還田增加CH4周年排放總量238kgCH4?hm-2,增排幅度為152%。
篇9
關鍵詞：低碳農業(yè)；新能源；溫室氣體；循環(huán)農業(yè)；遼中縣
中圖分類號：F124.5文獻標志碼：A文章編號：1673-291X（2011）03-0211-03
前言
近年來，過量排放的CO2等溫室氣體已經嚴重影響了人類的生存環(huán)境，全球氣候變暖已經成為世界生態(tài)惡化的首要原因。面對全球氣候變暖的大環(huán)境，世界各國都紛紛提出了控制溫室氣體排放的具體議案。哥本哈根世界氣候大會，讓“低碳經濟”成了2009年的歲末熱詞，低碳代表著一種環(huán)保、節(jié)能、清潔的新理念。中國作為世界第二大能源消費國和第二大二氧化碳排放國，非常重視全球氣候大變化，并為此做出了眾多重要的工作。作為一個農業(yè)大國，要從根本上控制并減少CO2的排放農業(yè)是一個不可或缺的切入口。
農業(yè)與全球氣候變暖息息相關，事實上，耕地所釋放出的溫室氣體超過全球人為溫室氣體排放量的30%，相當于150億t的CO2，是溫室氣體的第二大重要來源，發(fā)展低碳農業(yè)是遏制全球氣候變暖的必經之路。所謂低碳農業(yè)，是一種現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展模式，通過技術創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產業(yè)轉型、新能源開發(fā)利用等多種手段，盡可能地減少能源消耗，減少碳排放，實現(xiàn)農業(yè)生產發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏。
一、遼中縣農業(yè)現(xiàn)狀
遼寧省遼中縣位于遼寧中部城市群的中心地位，1.5小時經濟圈內包括沈陽、撫順、本溪、遼陽、營口等遼寧省的八個城市。遼中縣是一個農業(yè)大縣，全縣有地下水優(yōu)質水稻4萬公頃，年產水稻35萬t；玉米種植面積2.7萬公頃，果樹種植1.3萬公頃，年產果蔬60萬t，產值10億元；林果栽培面積0.5萬公頃；淡水魚養(yǎng)殖約0.7萬公頃，年產值12億元；全縣肉牛養(yǎng)殖46萬頭，肉豬145萬頭，肉種蛋雞520萬只，年產值37.7億元。近年來，遼中縣先后被評為“全國糧食先進縣”、“全國漁業(yè)生產先進縣”以及“全國出口肉雞生產基地”、“全國瘦肉型豬生產基地”等。
近十年遼中縣GDP總體呈上升趨勢，2008年地區(qū)生產總值為144.1億元，比2007年增長了37.6%。其中第一產業(yè)增加值為39.4億元，增長了13.6%，第一產業(yè)的從業(yè)人員占總從業(yè)人員的52%。從2005年開始，借沈陽市建設沈西工業(yè)走廊之勢，經過3年的產業(yè)結構調整，遼中縣的產業(yè)結構比例關系已經由44.5∶26.5∶29調整為27.3∶51.7∶21。但從總體從業(yè)人員比例來看（見圖1），農業(yè)仍然是遼中縣人民的致富保證。①
二、農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對碳排放的影響
人類活動所放出的溫室氣體中，農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的貢獻約占7%~20%，主要有CO2、CH4等。其中，土地利用變化是農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中產生溫室氣體的主要因素，也是目前大氣中碳含量增加的第二大來源，僅次于化石燃料的燃燒。另外一些碳排放方式主要包括：因農業(yè)和畜牧業(yè)導致的森林減少；飼養(yǎng)反芻動物，如牛、羊等，飼料在其腸內發(fā)酵引起CH4排放；農田過量施肥；家畜糞便處理不當及秸稈燃燒等。
土壤是碳素的重要儲存庫和轉換器，土壤中的有機物質經微生物分解，以CO2的形式釋放入大氣，而長期淹水的農田中經發(fā)酵作用可產生CH4，所以對于農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，最大的碳庫就是土壤，其碳的排放量受到農業(yè)用地面積、農業(yè)施肥、耕作方式等因素的影響。
三、遼中縣農業(yè)（畜牧業(yè)）發(fā)展中存在的問題
1.土地沙化初現(xiàn)。據調查，遼中縣的農業(yè)生產已經基本實現(xiàn)機械化，特別是在耕地面積較大的河西四鄉(xiāng)鎮(zhèn)。這一地區(qū)過去是十年九澇，地下水位達到1.4m~1.5m，近年來，由于降雨量少，灌溉面積較大，打井較多，地下水位下降了5m多，部分地區(qū)已經出現(xiàn)了初級的土壤沙化，形成了沙壤土，多數(shù)地只能種花生等作物，如果不盡快改變以翻耕為主的種植結構，等到水位下降到10m，樹木栽種不了，將導致荒漠化。
2.節(jié)水灌溉設施缺乏，水資源利用率低。遼中縣境內有三條河流過，遼河、渾河和蒲河，由于上游都流經沈陽市，污染較為嚴重，所以灌溉基本用地下水。除了少數(shù)果蔬大棚采用滴灌、滲灌的灌溉方式外，遼中縣種植業(yè)基本還采用傳統(tǒng)的漫灌與淹灌。全縣年均用水量約3.8億m3，有96%都用于農業(yè)（如圖2），而其中超過90%都用于農業(yè)灌溉，推廣節(jié)水灌溉技術和農作物噴灌、滴灌，提高水資源利用率已成為遼中縣迫在眉睫的問題。
圖22008年遼中縣用水量比例
3.沒有形成完整的循環(huán)農業(yè)模式。遼中作為農業(yè)大縣農業(yè)產業(yè)化已初具規(guī)模，建成了多個農業(yè)生產基地，如以養(yǎng)士堡為核心的果蔬種植基地，以茨榆坨為核心的花卉基地等。這些基地種植的糧食、蔬菜、水果等均通過了無公害農產品和綠色食品的認證，并且一些設施農業(yè)使得農民結束了以前一年一季的種植制度，變成了一年三季，增加了收入，讓農民得到了實惠。但是，遼中縣農業(yè)生產一直都在單一方向的鏈條下運行，沒有形成完整的循環(huán)農業(yè)模式。首先，遼中縣從事農產品加工的企業(yè)有274家，包括四大種類：稻米加工、白酒釀造、飼料加工、食品加工。這些企業(yè)雖然數(shù)量較多，但是規(guī)模大小不一，差距較大，農產品加工產生的附產品沒有統(tǒng)一的處理方法，使很多可以重復利用的資源浪費；其次，在農業(yè)生產活動中產生的秸稈、糞便等廢棄物沒有充分利用。遼中縣畜牧業(yè)發(fā)達，肉牛每年出欄25萬頭、肉豬出欄是100萬頭，這些牲畜每年產生的糞便除去不能回收的大約427.3萬t，這些糞便有些直接被施用在田里；另外遼中縣有玉米約2.7萬公頃，每公頃產秸稈100公斤~167公斤，這些秸稈多數(shù)都用來直接燃燒，既浪費了資源又污染了空氣。
4.畜禽糞便浪費，甲烷排放量增加。遼中縣畜牧業(yè)發(fā)達，每年總產值達到37億元左右，占農業(yè)總產值的50%以上（如圖3）。這些牲畜每年產生大量排泄物，遼中縣工業(yè)固廢的總排放量為3.73萬t，而牲畜糞便則為427.3萬t，這一數(shù)量遠遠大于工業(yè)固廢，應該適當?shù)募右岳谩＜S便可以用來發(fā)酵制沼氣，沼氣是一種無污染可再生的燃料，供給農戶取暖、做飯等，既經濟又方便；牛糞風干加工后可做燃料；經過處理后還可以用作生產菌菇的基料。但由于農民認識偏差和技術手段落后大量畜禽糞便積壓、浪費，有機肥被忽視，加重了畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染。
圖3 第一產產值構成
5.甲烷排放量增加。畜禽養(yǎng)殖會釋放出大量的甲烷氣體，CH4是溫室氣體的主要成分。每分子CH4吸收紅外能量是CO2的21倍，CH4對溫室效應的貢獻僅次于CO2 [1]。調查中得知：2008年遼中縣畜禽養(yǎng)殖業(yè)CH4釋放總量為35.9萬t，其中養(yǎng)豬業(yè)對CH4的排放作用最大，占90%以上。這些釋放出的溫室氣體還不能很好的控制，使得遼中縣的環(huán)境壓力進一步加大。
四、發(fā)展低碳農業(yè)的建議
遼中縣農業(yè)總體是向著快速、健康、綠色的方向發(fā)展的，在低碳農業(yè)建設方面有著一定的基礎，果蔬生產大部分達到綠色標準等，同時也存在不少問題。農藥、化肥使用不當，對低碳農業(yè)的認識和宣傳不到位，還存在許多誤區(qū)和偏差。生態(tài)建設投入不足，不能滿足發(fā)展需要；產業(yè)結構不合理，生產水平低下；農產品深加工程度不高；城鎮(zhèn)化發(fā)展緩慢等等。
1.規(guī)劃遼中縣低碳農業(yè)布局。構建“種、畜、游”低碳產業(yè)群對于遼中縣低碳農業(yè)發(fā)展有著重要的意義。首先這樣的發(fā)展集群需要建立自己的戰(zhàn)略發(fā)展目標，包括重點項目、節(jié)能減排目標、政策體系、交流平臺等等。同時，要發(fā)揮重點示范城市的帶動作用，形成科學的縣域低碳農業(yè)布局。為了保證這樣的低碳農業(yè)布局順利實施，還要有相應的政策保障，包括產品種植“低碳化”制度以及獎勵和問責制度等。
2.加快城鎮(zhèn)化發(fā)展步伐。通過科學的村莊布局，按照“村容整潔”和“環(huán)境美好”的要求，將大型沼氣工程與村鎮(zhèn)規(guī)劃結合到一起，把散亂的農戶集中在一起，在居民區(qū)與農業(yè)產業(yè)區(qū)的交界處建設大型環(huán)保的沼氣工程，處理日常生產和生活的廢棄物，對于改善居民區(qū)的生活環(huán)境，節(jié)約生產資源，加快城鎮(zhèn)化發(fā)展步伐，帶動低碳農業(yè)發(fā)展都有一定的幫助。
3.加大開發(fā)和推廣新能源的力度。新能源的開發(fā)與推廣已成為新農村建設的必經之路，從低碳農業(yè)的角度考慮，沼氣、太陽能、風能、生物質能等新能源的利用，對于減少溫室氣體的排放，改變現(xiàn)代農村生活環(huán)境將起到重要的作用。
遼中縣的秸稈和畜禽糞便資源非常豐富，如果能夠充分利用這些資源，用沼氣這種清潔能源代替直接焚燒秸稈，不但節(jié)約資源，減少能源開支，又能防止大量焚燒秸稈產生的煙塵，改變農民平時煙熏火燎的狀況。遼寧省的光照長度屬于二類地區(qū)，年日照為1 328小時，而遼中縣的整體光照時間要高于整個遼寧省，達到1 600多小時。太陽能是一種取之不盡用之不竭、無污染、廉價的清潔能源，用途也很廣泛，如溫室大棚、光伏發(fā)電、太陽能熱水器等。充分發(fā)揮和利用太陽能，使其在改善農民生活質量過程中發(fā)揮作用，不僅能給農民帶來實惠，還能節(jié)約大量電能。
4.爭取將畜牧業(yè)做大做強。近年來，遼中縣畜牧業(yè)生產規(guī)模不斷擴大，為了讓畜牧業(yè)向更大更強的目標發(fā)展，首先應該堅持統(tǒng)一飼養(yǎng)標準、嚴格質量檢測、糞污低碳處理的原則，著力推進生態(tài)養(yǎng)殖小區(qū)規(guī)劃建設。通過科學規(guī)劃布局，完善基礎設施建設，把分散經營的農戶集中到一個區(qū)域內飼養(yǎng)，實行統(tǒng)一經營管理，嚴格落實標準化生產、養(yǎng)殖檔案建立、畜禽糞污無害化處理等措施，盡快改變人畜雜居、畜禽散養(yǎng)、畜禽混養(yǎng)的落后生產模式，這樣做不但對防止疾病傳播，改善空氣質量，減少溫室氣體排放有決定性的作用，同時還能夠提高遼中縣畜牧業(yè)的知名度，打造出遼中縣的有機畜禽品牌，加速農業(yè)GDP的增長。
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Some Idea of the Statuses and the Development of Low-Carbon Agriculture in Liaozhong County
HUANG Yao，ZHANG Ge
（Geography Center of Liaoning Normal University，Dalian 116029，China）
篇10
關鍵詞：濕地；溫室氣體；生態(tài)系統(tǒng)；氣候變化
收稿日期：2011-06-10
作者簡介：謝傳寧（1956―），男,江蘇南京人,博士,主要從事大氣環(huán)境生態(tài)與經濟研究工作。
中圖分類號：X171.1文獻標識碼：A文章編號：1674-9944（2011）07-0187-04
1引言
《濕地公約》對濕地的定義是指天然或人工的、永久性或暫時性的沼澤地、泥炭地或水域,蓄有靜止或流動、淡水、微咸或咸水水體,包括低潮時水深不超過6m的海域，包括與濕地毗鄰的河濱和海岸地區(qū),以及位于濕地內的島嶼或低潮時水深超過6m深的海域。在世界自然資源保護聯(lián)盟、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和世界自然基金會共同編制的世界自然保護大綱中,濕地與森林、海洋并稱為全球3大生態(tài)系統(tǒng),具有涵養(yǎng)水源、凈化水質、調蓄洪水、調節(jié)氣候和維護生物多樣性等重要生態(tài)功能。因此,濕地又被稱為“地球之腎”。
根據千年生態(tài)系統(tǒng)評估報告,濕地生態(tài)系統(tǒng)不僅為人類提供各種產品,而且在維系生命支持系統(tǒng)和自然系統(tǒng)的動態(tài)平衡方面起著不可替代的重要作用。濕地內豐富的植物群落,能夠吸收大量的CO2氣體,并放出O2,濕地中的一些植物還具有吸收空氣中有害氣體的功能,能有效調節(jié)大氣組分。但同時也必須注意到,濕地生境也會排放出甲烷、氨氣等溫室氣體。濕地與全球氣候變化之間的關系可簡要概括為以下3個方面，全球氣候變化對濕地的物質循環(huán)、能量循環(huán)及濕地動植物等產生重大影響,將有可能改變濕地分布、濕地生態(tài)系統(tǒng)的結構和一系列生態(tài)系統(tǒng)服務功能；濕地生態(tài)系統(tǒng)可構筑一道防御自然災害的屏障,提高應對全球氣候變化消極影響的能力,如抵御風暴潮、洪災、旱災等，特別是海岸帶濕地,由紅樹林等構成的防護林帶,可有效保護海岸帶和當?shù)鼐用竦陌踩槐Ｗo濕地可有效減少溫室氣體排放、促進生物碳匯和固定CO2。但這一功能深受濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的影響。如果人為影響導致濕地退化,濕地將成為溫室氣體的凈排放者,即通常所稱的“源”――“匯”轉化。
2氣候變化的原因與全球氣候變化
引起氣候變化的原因是因為大氣中溫室氣體的增加。大氣的99%由78%的氮氣和21%的O2組成。它們對氣候調節(jié)基本沒有直接的作用。在剩下的1%的大氣中有一小部分的氣體（包括CO2、甲烷、一氧化二氮、臭氧、水蒸汽、鹵烴等）被稱為溫室氣體。這些氣體能夠使地球保持溫暖。太陽輻射穿過大氣,大部分被地表吸收,并使之升溫。一部分被大氣和地表反射。同時地表發(fā)射紅外線,一部分穿過大氣層,一部分被溫室氣體分子吸收,再發(fā)射。這一過程使地球表面和接近地表的大氣保持溫暖。如果沒有溫室氣體,地球會比現(xiàn)在低30℃。
但是人類的活動產生了過多的溫室氣體,導致全球氣候變暖。政府間氣候變化調查組（IPCC）在1996年關于氣候變化的陳述是：“具有可辨別的人類對氣候的影響”,而2001年陳述則改變?yōu)椋骸白罱?0年來觀察到的變暖現(xiàn)象很可能是由于人類活動造成的”。可見對“人類活動是造成氣候變化的原因”這一認識越來越肯定。溫室氣體增加的原因主要是,由于人類燃燒燃料如煤、石油和天然氣等產生CO2和森林遭到破壞降低了植被吸收CO2能力所致。這些原因已經為人們所公認和接受。
最新的研究還發(fā)現(xiàn),森林大火可能也是造成溫室氣體增加的重要原因之一。美國的研究人員發(fā)現(xiàn)：發(fā)生于1997年、1998年干旱期間的森林大火是造成大氣中過量甲烷、CO2和CO的主要原因,這超過了先前預測的在此期間燃燒燃料和其他原因所產生的這些氣體的量。結合使用衛(wèi)星數(shù)據和計算機建立的氣候模式,他們發(fā)現(xiàn)過量排放的溫室氣體中有60%來自于東南亞,30%來自中、南美洲,10%來自于歐洲、亞洲和北美洲的森林繁茂地區(qū)。排放量的增加與印度尼西亞、中美洲、亞馬遜的部分地區(qū)、北部和南部非洲以及北美洲、歐洲和亞洲的干旱引起的森林大火有關。這次干旱是由厄爾尼諾的南部震蕩、太平洋洋流的周期性逆轉引起的,致使全球氣候陷入混亂之中。
全球溫度在過去300年上升超過了0.7℃,因此氣候變化已經發(fā)生。20世紀溫度增加了0.5℃。最嚴重的變暖發(fā)生在1910～1940年間和1976年至今。
最近1 000年內,20世紀90年代是最溫暖的,5個最溫暖的年度有4個發(fā)生在90年代。1998年是1861年有記錄以來全球最溫暖的一年。1995年是225年以來炎熱天數(shù)最多的一年,超過20℃的天數(shù)為26d。而冷天的數(shù)量（平均溫度低于0℃）則從20世紀以前的每年15～20d,減少到最近幾年每年大約10d。
北半球的冰雪覆蓋量自1960年以來減少了大約10%,山脈冰川在20世紀期間明顯退縮,北極的冰雪厚度在過去的40年間已經喪失了近40%。
氣候變化導致全球海平面在過去100年中平均上升了0.1～0.2m。20世紀,平均每年上升1～2mm,預計1999～2100年,上升0.09～0.88m,比20世紀高2～4倍。世界大部分地區(qū)降雨明顯增加,北半球的中高海拔區(qū)每10年增加0.5%～1%,嚴重降雨事件發(fā)生率增加了2%～4%。亞洲和非洲過去幾十年旱災的頻率和嚴重程度都一直在增加。
濕地生態(tài)系統(tǒng)對氣候的變化較為敏感,氣候變化會影響濕地水文,生物地球化學過程,植物群落及濕地生態(tài)功能等。
3氣候變化與濕地生態(tài)系統(tǒng)
3.1濕地生態(tài)系統(tǒng)的功能
大氣中CO2等溫室氣體濃度的增高是導致全球氣候變暖的主要原因，2007年政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第4次氣候變化評估報告指出,自1750年以來,由于人類活動的影響,全球大氣CO2、甲烷和氧化亞氮等溫室氣體濃度顯著增加。人類活動是導致氣候變化的主要原因,全球大氣CO2濃度的增加主要來源于化石燃料使用和土地利用變化（如濕地圍墾等）,甲烷和氧化亞氮濃度的變化主要來自于農業(yè)。近250年來,地球大氣中CO2濃度值從工業(yè)化前的約280×10-6增加到2005年的379×10-6,甲烷濃度值從工業(yè)化前的約715ppb,增加到2005年的1774ppb,氧化亞氮濃度從工業(yè)化前的約270ppb,增加到2005年的319ppb。濕地是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最重要的碳庫之一,保護濕地可以減少溫室氣體排放,減緩氣候變化的速度和強度。濕地中植物種類豐富,植被茂密,植物通過光合作用使無機碳（大氣中的CO2）轉變?yōu)橛袡C碳。濕地中含有大量未被分解的有機碳,它們在濕地中不斷積累。濕地是陸地上碳素積累速度最快的自然生態(tài)系統(tǒng)。濕地是陸地上巨大的有機碳儲庫。盡管全球濕地面積僅占陸地面積的4%～6%,碳儲量約為300～600Gt（1Gt10 t）,占陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲存總量的12%～24%。如果這些碳全部釋放到大氣中,則大氣CO2的濃度將增加約200×10-6,全球平均氣溫將因此升高0.8～2.5℃。我國科學家對上海崇明東灘濕地的研究表明,東灘濕地蘆葦群落的年固碳能力可達（1.63±0.39）kg?m-2,是全國陸地植被平均固碳能力的2.3～4.9倍（平均3.3倍）和全球植被平均固碳能力的2.7～5.9倍（平均4.0倍）。3、濕地生態(tài)系統(tǒng)對洪澇、干旱等極端氣候事件具有調節(jié)功能,能夠減緩氣候變化帶來的不利影響。鄱陽湖濕地是長江中游最大的天然水量調節(jié)器,起著調蓄洪峰、減輕洪水災害的作用。據研究,上游河流注入鄱陽湖的最大流量的多年平均值為30 400m /s,而湖口相應出流的最大流量多年平均為15 700m /s,洪水流量平均被削減14 700m /s,削減百分比為48.3%。如果沒有鄱陽湖的調蓄,長江中下游的洪水災害將更為頻繁和嚴重。4、人類對濕地的破壞會增加溫室氣體排放,減弱濕地的調節(jié)功能并對人類未來產生不利影響?濕地的圍墾使?jié)竦氐膬μ寄芰Υ蟠蠼档?甚至成為碳源。科學家對我國三江平原等濕地的研究表明,在積水條件下,濕地是CO2的匯。當濕地被疏干圍墾后,土壤中有機物分解速率大于積累速率,濕地變?yōu)镃O2的源。濕地植物從大氣中獲取大量CO2。有機質的不完全分解導致濕地中碳物質的積累。氣候變暖或降水減少都可加速濕地有機質的分解速率,可能促使它們成為大氣的碳源。在1950年至2000年間,我國天然紅樹林濕地面積減少約73%,珊瑚礁濕地約80%被破壞。濱海濕地的圍墾和改造利用,不僅使?jié)竦厣锸チ藯⒌?而且導致海岸侵蝕、海水入侵等自然災害的增加。
3.2氣候變化對濕地生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能的影響
濕地破壞及甲烷等溫室氣體的產生使得溫室效應更加嚴重,全球氣溫也隨之升高,而溫度升高致使的水的蒸騰及生物活動的改變,進一步讓大氣結構發(fā)生改變,CO2在水中的溶解度達到飽和時也將排入大氣。緊接著,濕地面積因蒸騰作用縮小,碳匯作用減弱的同時將“保存”數(shù)十年甚至數(shù)百年的碳排入空氣,加劇了溫室效應的發(fā)生,海平面上升將進一步影響整個地球生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
4濕地保護存在的問題
近年來,我國政府和社會各界對濕地保護給予了越來越多的關注。部分地區(qū)探索出了現(xiàn)階段濕地保護的成功模式。例如上海崇明東灘濕地的恢復性建設和杭州西溪國家濕地公園保護與利用的“雙贏”之路。
（1）不合理和過度用水使我國濕地供水能力受到嚴重影響。西北、華北局部地區(qū)已經顯現(xiàn)濕地水質堿化、湖泊萎縮等現(xiàn)象,西部的瑪納斯湖、羅布泊、居延海等濕地因此遭到破壞甚至消失。
（2）濕地污染問題。濕地周邊農田大量使用化肥、農藥、除草劑等化學產品,導致濕地水質惡化。我國湖泊、河流濕地水環(huán)境問題整體上令人擔憂,不僅影響周邊社區(qū)老百姓的生活與健康,也對濕地生物物種的生存造成重大威脅。
（3）濕地面積銳減。濕地圍墾工程、工業(yè)用地等不合理建設項目占用了天然濕地,直接造成了我國的天然濕地面積銳減、功能下降。我國天然濕地在過去50年間減少了近50%。典型的有長江中下游平原、三江平原、沿海灘涂濕地的濕地圍墾。
（4）生物多樣性下降問題。對濕地生物資源的掠奪性開發(fā)、濕地面積的縮小,都使得濕地生物多樣性面臨嚴重威脅。
我國盡管在總面積上看是世界濕地大國,但濕地占國土面積的比例僅3.77%,不到全球平均水平8%～9%的一半。作為經濟體量最大、經濟增長最快的發(fā)展中國家,如何充分發(fā)揮濕地的多種用途和生態(tài)服務功能,為國家的社會經濟發(fā)展做出應有的貢獻,相關工作任重道遠。加強生態(tài)網絡建設,恢復流域濕地生態(tài)系統(tǒng)整體的結構和功能,加強濕地與氣候變化關系的研究。采取行動,恢復濕地生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能,提高濕地生態(tài)系統(tǒng)的回彈力與抵抗力,提高濕地自然保護區(qū)應對全球氣候變化的能力。氣候變化導致濕地破碎加劇,間接引發(fā)自然災害，包括我國洪澇、干旱、沙塵暴、荒漠化等自然災害頻繁發(fā)生,這與許多濕地消失和退化密切相關。
5保護濕地與生物多樣性,積極應對全球氣候變化
濕地是地球上生物多樣性最豐富、生產力最高的自然生態(tài)系統(tǒng)之一,被譽為“物種基因庫”。據估計,全球40%以上的物種生活在淡水濕地中。在我國3 620萬hm 自然濕地中,生存著高等植物2 276種、獸類31種、鳥類271種、爬行類122種、兩棲類300種、魚類1 000多種。這些物種和種質基因資源對維護地球生物多樣性具有重要意義。
保護濕地,維護生物多樣性,應對氣候變化,是林業(yè)肩負的重大歷史使命。濕地生態(tài)系統(tǒng)是“地球之腎”,生物多樣性是地球的“免疫系統(tǒng)”,它們對保持陸地生態(tài)系統(tǒng)的整體功能起著中樞和杠桿作用,無論損害和破壞哪一個系統(tǒng),都會影響地球的生態(tài)平衡,影響地球的健康長壽,危及人類生存的根基。
（1）全國濕地保護網絡體系初步形成。目前,全國共建立濕地類型自然保護區(qū)550多處、國家濕地公園100處、國際重要濕地37處,全國約50%的天然濕地和一大批瀕危重點保護物種得到了較為有效的保護。濕地保護管理體系逐步健全。我國先后于2005年、2007年分別批準成立了中華人民共和國國際濕地公約履約辦公室（國家林業(yè)局濕地保護管理中心）、國家履行濕地公約委員會,14個省區(qū)市成立了專門的濕地保護管理機構。中國濕地博物館于2009年建成并對社會開放。政策措施不斷完善。2000年,國務院17個部門聯(lián)合頒布了《中國濕地保護行動計劃》。2004年,國務院辦公廳發(fā)出《關于加強濕地保護管理的通知》,要求各級政府將濕地保護作為改善生態(tài)的重要任務來抓。2005年,國務院批準了《全國濕地保護工程實施規(guī)劃》,計劃總投資90億元,實施項目400多個。2006年工程啟動以來,中央累計投資11億元,實施濕地保護項目100多個。
（2）國際履約與國際合作取得重要成果。2005年以來我國連續(xù)當選為濕地公約常委會成員國。2008年召開的第10屆締約方大會對中國的濕地保護給予了高度評價,認為中國已成為發(fā)展中國家開展自然生態(tài)保護的典范。由于在濕地保護方面做出的突出貢獻,我國先后獲得世界自然基金會頒發(fā)的“獻給地球的禮物”、濕地國際頒發(fā)的“全球濕地保護與合理利用杰出成就獎”等濕地保護國際獎項。
6結語
雖然我們在濕地保護方面取得了積極進展,但濕地生態(tài)系統(tǒng)仍然面臨著很多威脅。濕地是一種多功能的生態(tài)系統(tǒng),濕地面積減少、功能退化的趨勢仍然沒有得到根本遏制;水土流失未得到有效治理,很多河流、湖泊、沼澤水體污染和水質惡化依然嚴重;生物多樣性銳減,一些瀕危野生動植物種受到嚴重威脅甚至面臨滅絕的危險;全球氣候變暖,2011年上半年長江中下游6省出現(xiàn)了50年罕見的旱情,湖泊干枯、河流斷流、農田干裂,也給濕地和生物多樣性保護帶來巨大威脅和挑戰(zhàn)。
沒有濕地的健康,就沒有人類的安全;失去生物多樣性,就失去了人類經濟社會發(fā)展的重要基礎。希望全社會共同努力,為保護濕地和生物多樣性、應對全球氣候變化,為發(fā)展現(xiàn)代林業(yè)、建設生態(tài)文明、推動科學發(fā)展,做出新的更大貢獻。
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Xie Chuanning
（Jiangsu key Laboratory of Agricultural Metcorology,NUTST,Nanjing 210044,China）
