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前言
開展污水和污泥處理系統(tǒng)低碳技術研究, 目的是在我國污水處理工作向中小城鎮(zhèn)快速推進時, 在排水規(guī)劃、工藝技術選擇方面, 不僅僅關注工程造價, 也不僅僅采取包含運行費用后的全壽命方案比較, 而應在更高層次上關注低碳技術的研發(fā)。近期應特別關注污水系統(tǒng)碳排放指標研究, 在方案選擇中注重污水輸送、污水處理和污泥處理的全過程整體性考慮; 注重分析污水輸送的方式, 工藝技術的原位排放和異位排放, 污泥處理過程的能源資源回收;注重分析低碳運行指標; 采用碳尺進行方案比較, 推動我國低碳污水系統(tǒng)的建立和發(fā)展, 使城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)的建設運行實現(xiàn)低消耗、低污染、低排放目標。
一、污水輸送過程溫室氣體排放問題分析
在污水輸送過程中, 溫室氣體的直接排放主要途徑是排水管道厭氧環(huán)境產(chǎn)生 CH4, 間接排放則包括污水提升所用電耗等。有研究表明, 污水在壓力管道中停留的時間越長, 產(chǎn)生的 CH4 量越大, 管道的管徑越大, 產(chǎn)生的 CH4量越大,壓力管道中的 CH4濃度接近甚至超過標準狀態(tài)下CH4的飽和濃度 22mg/ L, 這些溶解于污水中的 CH4, 通過放氣閥、有壓流轉換為重力流或者進入污水處理廠后, 釋放到空氣中。
二、污水、污泥處理過程中溫室氣體排放研究
1、溫室氣體排放途徑。污水處理是溫室氣體的主要分散排放源之一。就污染物去除過程而言, 主要產(chǎn)生 CO2、CH 4 和 N2 O, 對能量供給過程來說, 發(fā)電、燃料生產(chǎn)會排放 CO2。按照溫室氣體產(chǎn)生位置劃分, 污水處理的溫室氣體可分為原位排放和異位排放兩種類型。原位排放是指污水和污泥處理過程中排放的溫室氣體, 異位排放主要是指污水處理廠現(xiàn)場消耗的電能、燃料和化學物質在生產(chǎn)和運輸過程中排放的溫室氣體, 除此以外, 還包括尾水排放至自然水體中污染物降解產(chǎn)生的溫室氣體, 以及污泥運輸和處置過程排放的溫室氣體。但因缺乏 N2O 排放的準確數(shù)據(jù), 現(xiàn)有的溫室氣體排放量研究主要集中在 CO2和 CH4排放方面。
2、污水處理過程溫室氣體的排放。污水處理過程涉及到的溫室氣體產(chǎn)生環(huán)節(jié)較多,需要限定的邊界條件也很多。對好氧工藝而言, 其碳排放量與工藝泥齡和進水 BODu濃度均呈正相關。比較好氧和厭氧工藝, 在進水 BODu濃度小于 300 mg/ L 時,由于厭氧工藝可回收利用的 CH4對碳排放的削減不足以抵消其處理出水中溶解的 CH4 量, 此時, 三種好氧工藝的碳排放量均低于厭氧工藝。當進水BODu 濃度超過 300 mg / L , 厭氧工藝通過回收沼氣, 一方面可減少 CH4排放, 另一方面降低化石燃料消耗, 使處理過程的碳排放少于好氧工藝, 此時,進水 BODu越高, 厭氧工藝的優(yōu)勢越明顯。
3、污泥處理過程溫室氣體的排放。污水中的有機碳有相當部分轉移到污泥中, 計算和評估污泥處理處置過程中溫室氣體排放量已成為美國、英國等國家的污水處理廠削減碳排放和評價項目長期可持續(xù)性的重要組成部分。在重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮 3 種濃縮工藝中, 離心濃縮的碳排放量最大, 氣浮濃縮次之, 重力濃縮最少; 通過回收厭氧消化過程產(chǎn)生的沼氣, 厭氧消化反而降低了碳排放量; 在板框壓濾、離心脫水和帶式壓濾等 3 種機械脫水技術中, 碳排放總量從高到低次序依次為: 帶式壓濾板、離心脫水和板框壓濾; 對焚燒/ 熔融技術來說, 沸騰爐的碳排放量最高, 流化爐次之, 熔融最低。由此可見, 污泥厭氧消化過程的沼氣回收對減少污泥處理處置過程的碳排放量貢獻較大。
三、溫室氣體減排途徑分析研究
1、樹立低碳規(guī)劃理念。污水系統(tǒng)規(guī)劃最為關鍵的問題是科學選擇排水體制和處理模式, 實際規(guī)劃中應在綜合考慮城市規(guī)模和布局、受納水置、環(huán)境容量等因素的基礎上, 評估不同方案并統(tǒng)籌考慮污水再生利用和污泥資源利用的方向和規(guī)模。顯然, 就污水收集系統(tǒng)而言, 采用分散處理的方案, 既有利于污水的再生回用, 又可降低污水長距離輸送過程中的能耗和 CH4排放。
2、選擇低碳水處理技術。（1）選擇生物處理降低藥劑用量。在污水生物處理中, 藥劑消耗所排放的溫室氣體量超過污水處理廠排放總量的 50% , 是生物處理原位排放量的 2倍, 是電力消耗排放量的 4 倍。而化學處理往往需要消耗比生物處理更多的藥劑, 藥劑制備和運輸過程產(chǎn)生的溫室氣體更多, 因此, 生物處理比化學處理更低碳。（2）選擇節(jié)碳工藝減少外加碳源。選擇節(jié)碳工藝, 避免外加碳源, 是減少生物處理過程碳排放的關鍵。短程硝化反硝化和反硝化脫氮除磷技術是兩種廣受關注的節(jié)碳工藝。短程硝化反硝化是通過創(chuàng)造亞硝酸菌優(yōu)勢生長條件, 將氨氮氧化穩(wěn)定控制在亞硝化階段, 使亞硝酸鹽氮成為硝化的終產(chǎn)物和反硝化的電子受體, 短程硝化反硝化技術可節(jié)約 25%左右的需氧量和 40%左右的碳源, 減少 50%左右的污泥量; 反硝化脫氮除磷是利用反硝化聚磷菌在缺氧狀態(tài)下以硝酸鹽為電子受體, 同時完成過量吸磷和反硝化脫氮過程, 可節(jié)省 30%左右的需氧量和 50%左右的碳源, 減少 50%左右的污泥產(chǎn)量。（3）高濃度污水可選擇厭氧工藝。污水厭氧反應產(chǎn)生 CH4的量隨著進水有機物濃度的增大而增大, 污水濃度越高, 采用厭氧處理所回收的沼氣越多, 經(jīng)過收集利用后削減溫室氣體排放的貢獻越大,當減碳量足以抵消厭氧處理出水中溶解的 CH4量時, 厭氧處理技術較好氧技術更低碳。
3、關注污泥處理處置能源回收。（1）選擇厭氧消化回收能源。在污泥處理方面, 厭氧消化是一種較為低碳的污泥處理技術, 在生物降解有機物質的同時回收沼氣, 實現(xiàn)污泥能源回收。沼氣可以用于發(fā)電和加熱, 沼氣發(fā)電可補充污水處理廠 20%～ 30% 的電耗, 發(fā)電過程還可從內燃機熱回收系統(tǒng)回收 40%～ 50% 的能量。（2）避免污泥填埋降低碳排放量。污泥填埋不僅占用大面積土地, 且填埋過程會產(chǎn)生大量無法有效收集的 CH4, 在污泥處置中屬于高碳排放工藝。因此, 在工藝選擇時應避免采用填埋。
2、低碳經(jīng)濟下交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的基本途徑
2.1積極發(fā)展低碳燃料
目前機動車輛的燃料普遍使用汽油、柴油等高碳排放量的燃料，燃料結構較為單一，這是影響交通產(chǎn)業(yè)碳排放量的主要因素。為此在低碳經(jīng)濟的發(fā)展理念下，交通產(chǎn)業(yè)首先應該從發(fā)展低碳燃料入手制定發(fā)展戰(zhàn)略。目前可以用在交通行業(yè)的低碳燃料主要有乙醇、生物柴油、天然氣、太陽能、電能等等，這些燃料的含碳量較低，若能夠得到大面積的推廣，則勢必可以在很大程度上改善碳排放量高的交通產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。雖然目前低碳燃料并未得到普及，應用范圍也較小，但是其應用前景十分可觀，需要我們進一步極大研究力度，開發(fā)并普及更多低碳燃料。
2.2提高車輛燃油的經(jīng)濟性
要實施這一戰(zhàn)略，需要燃料和車輛結構兩方面入手進行改進。一方面是要積極利用先進科技研發(fā)可再生燃料和低碳燃料。一方面要對車輛的傳動裝置和驅動系統(tǒng)進行有效改進，使其在運行中所受到的滾動阻力進一步減小，增大發(fā)動機的運行效率，提高燃油燃燒效率，從而實現(xiàn)低碳排放的效果。在當前零碳排放燃料還未全面推廣的形勢下，通過提高車輛燃油的經(jīng)濟性無疑是一條非?？尚械陌l(fā)展途徑。
2.3減少高碳強度的出行
目前我國私家車的數(shù)量越來越多，高碳強度的出行率較大，在此情況下是很難促進低碳排放目的的實現(xiàn)。為此應該采取減少高碳強度出行的戰(zhàn)略措施。包括引導人們綠色出行，多選擇公共交通方式出行，或以自行車、步行等慢速交通系統(tǒng)為出行方式。
2.4提高運輸系統(tǒng)效率
提高運輸系統(tǒng)效率戰(zhàn)略是指從系統(tǒng)的角度出發(fā)，通過優(yōu)化整個運輸系統(tǒng)的設計、建設、運行，達到減少能源利用和溫室氣體排放。運輸系統(tǒng)效率低的主要表現(xiàn)為交通擁堵，因交通擁堵而導致的燃油消耗和溫室氣體排放并不是個小數(shù)目。有效的交通管理手段和擁堵緩解政策不僅可以達到減排的效果，而且可以節(jié)省巨額資金的投入。
2.5碳收費
為達到運輸產(chǎn)業(yè)的減排，碳排放與碳交易的收費政策是必要的。增加整體碳經(jīng)濟的花費，通過碳排放與交易或是碳稅，為消費者和商業(yè)減少C02排放提供經(jīng)濟刺激。碳收費的目的是在不影響生活質量和經(jīng)濟的前提下，減少運輸部門碳排放。對價格政策起決定性作用的是高碳出行替代選擇的有效性，這些替代選擇包括使用低碳燃料，購買燃油經(jīng)濟性更好的車輛，使用公共交通或城際鐵路，遠程辦公，合乘，發(fā)展減少長距離出行緊湊用地模式。沒有替代選擇，消費者就不得不而對高消費或是降低生活質量。通過減少出行需求、鼓勵低碳燃料和節(jié)能車輛的利用，碳排放收費政策影響上述所有戰(zhàn)略。
2.6系統(tǒng)性
交通產(chǎn)業(yè)是一個系統(tǒng)，在整個社會實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的過程中，系統(tǒng)的觀點要始終貫徹其中，各學科間研究和技術調度促進節(jié)能減排的最終實現(xiàn)。例如，通過幾十年的努力，小汽車行駛每100km的耗油量下降了5000，但小汽車總量增加了幾十倍，顯然能源消耗和二氧化碳排放量也增加了許多倍。同樣，軌道交通的建設成本巨大，運營時所有的設備都在運行，從此角度軌道交通本身是高碳排放，但它可以為社會服務幾十年，甚至更長的時間，從減少整個社會碳排放的角度看，它是環(huán)保經(jīng)濟、低碳排放的。新能源新技術的研究、開發(fā)和利用需要大量的人力、物力和資金投入，但節(jié)能減排的效果和社會效益遠遠大于資金的投入。
所謂低碳經(jīng)濟，是指以高效益、高效率、高效能和低能耗、低污染、低排放為前提的經(jīng)濟發(fā)展模式，美國次貸危機導致了世界范圍內的經(jīng)濟危機，低碳經(jīng)濟正是在這種情況下發(fā)展起來的。碳排放超標對空氣造成了污染，繼而產(chǎn)生溫室效應，對人類造成了負面影響。因此人們制定了碳排放標準，在此背景下排放權變成了一種商品，并逐漸產(chǎn)生了碳金融業(yè)務。
一、碳金融概述
低碳經(jīng)濟的發(fā)展推動了與之相關的投融資活動，并由此衍生出來了一種新的產(chǎn)品――碳金融。它主要涉及控制溫室氣體排放項目或技術有關的金融業(yè)務，如銀行貸款、碳交易權和直接融資等金融活動。發(fā)展低碳經(jīng)濟符合人類降低溫室氣體排放的要求，而碳金融能夠把金融資本、產(chǎn)業(yè)資本以及民間資本等聚集在低碳經(jīng)濟領域，從而解決控制氣溫的資金短缺問題。
《京都議定書》的簽署實施使碳排放權成為一種國際化商品，與碳排放相關的產(chǎn)品開始出現(xiàn)，一些基金、銀行和證券公司等金融機構紛紛參與其中，促進了碳排放交易的快速發(fā)展。發(fā)達國家的碳金融業(yè)務起步早、發(fā)展快，并具有了一定規(guī)模。我國關于碳金融業(yè)務研究起步較晚，而且規(guī)模較小、品種單一。借鑒國外碳金融業(yè)務發(fā)展經(jīng)驗，積極探索適合中國實際的碳金融業(yè)務，以便為更好地實現(xiàn)節(jié)能減排任務奠定堅實的基礎。
二、國外碳金融業(yè)務現(xiàn)狀
1.就碳金融發(fā)展速度而言歐盟一直處于世界前列。歐盟自上世紀末開始了對碳排放的研究，并就溫室氣體排放權交易先后了綠皮書、制定了交易體系指令和交易制度。2005年后，其它國家和地區(qū)先后建立了碳排放權交易體系，碳排放交易日趨增多。當前，在世界范圍內碳交易平臺已有近50個，遍布南北美、歐洲以及亞洲等地，其中以歐洲的交易所最多。
2.碳金融業(yè)務的核心是碳交易權，碳交易包括配額交易市場和項目交易市場。配額交易市場的交易目標是最初分配給企業(yè)的配額，而項目交易市場的交易目標是通過開展降低溫室氣體排放項目而取得的減排憑證。其中，配額現(xiàn)貨及其衍生品交易最多，占世界總量60%以上。
3.碳金融業(yè)務范圍主要包括碳排放權、碳交易風險管理業(yè)務、碳處理及碳管理業(yè)務、銀行業(yè)務、碳清潔業(yè)務等。其中，碳排放權是最基礎的業(yè)務，主要經(jīng)營碳排放的“權”與“責”。碳金融業(yè)務與貨幣存貸業(yè)務不同，是一種關于碳排放權的資產(chǎn)。
三、國外碳金融衍生品狀況
1.與產(chǎn)業(yè)鏈相關的碳金融。開展碳金融業(yè)務可以從產(chǎn)業(yè)鏈著手，如與再生能源、天然氣及石油開發(fā)、能源交易或基礎設施等相關的產(chǎn)業(yè)鏈都能開展碳金融服務，并研發(fā)出更多的碳金融衍生品。比如，為支持碳金融業(yè)務和開發(fā)項目，銀行向企業(yè)提供資金支持，以減少二氧化碳排放量。生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)都可能產(chǎn)生碳排放，因此要控制碳排放量就必須嚴格把關，以達到節(jié)能減排的目的。
2.與生態(tài)鏈相關的碳金融。從生態(tài)鏈分析，樹木有較大的吸收二氧化碳能力，是減少溫室氣體排放的最佳途徑。因此，可以把樹木吸收的二氧化碳進行計算，并在碳排放權交易所進行買賣。在碳銀行，森林擁有者可以把儲存碳作為商品換取報酬，而碳排放者則可以向碳儲存者買碳。
3.碳金融產(chǎn)品主要包括期貨產(chǎn)品、遠期產(chǎn)品、期權產(chǎn)品及掉期產(chǎn)品等，銀行系統(tǒng)在參與碳金融業(yè)務過程中可以開發(fā)研究新產(chǎn)品，使碳金融產(chǎn)品種類更多。因為碳金融市場交易工具不同，因此碳金融產(chǎn)品價格也會存在一定差異。
四、我國開展碳金融業(yè)務的現(xiàn)狀
我國溫室氣體排放總量占發(fā)展中國家的一半以上，占全球總量的近1/6，而且這個總量還在不斷增加，預計再過10左右碳排放量將超過美國。當前，我國建立碳金融交易所的城市主要有北京、天津、上海等，業(yè)務范圍小、品種單一，還沒有形成完整的體系。工業(yè)企業(yè)是碳排放主體，要達到減少碳排放的目的就必須改進企業(yè)排放技術。但我國企業(yè)的減排技術相對發(fā)達國家還有一定差距，甚至有些企業(yè)根本不具備排放技術，而解決技術問題還存在大量的資金缺口。
五、對我國碳金融業(yè)務的啟示
1.碳金融機構的基本業(yè)務。當前，我國處于節(jié)能減排和產(chǎn)業(yè)結構調整升級的關鍵時期，要完成上述目標就必須有大量的資金支持。借鑒外國銀行的碳金融業(yè)務經(jīng)驗，我國銀行應開展關于節(jié)能減排的抵押貸款、信貸支持等金融業(yè)務，為企業(yè)研發(fā)或購買減排技術提供幫助。
2.開展與產(chǎn)業(yè)鏈相關的碳金融服務。從產(chǎn)業(yè)鏈出發(fā)是減少排放的關鍵。為滿足企業(yè)對減排資金的需求，銀行可以開展與產(chǎn)業(yè)鏈相關的碳金融業(yè)務，向相關企業(yè)提供項目開發(fā)資金支持，從而有效降低碳排放量。
3.試水生態(tài)碳金融業(yè)務。減少碳排放的有效途徑是提高森林覆蓋率。森林能吸收并貯存二氧化碳，擁有森林的人員把碳排放權儲存在銀行，而需要者可以通過金融系統(tǒng)購買碳排存權。開展生態(tài)碳金融業(yè)務不僅能改善生態(tài)環(huán)境，而且能增加林木種植戶收入。
總之，低碳經(jīng)濟是新形勢下的必然發(fā)展趨向。目前，我國關于碳金融業(yè)務的研究還處于發(fā)展階段，還沒有形成完整的體系，因此可以借鑒國外的發(fā)展經(jīng)驗，積極探索適合我國國情的碳金融發(fā)展模式，加強碳金融業(yè)務及其衍生品的研究，以促進碳金融業(yè)務健康協(xié)調發(fā)展。（作者單位：安徽工商職業(yè)學院）
參考文獻：
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中絕大多數(shù)產(chǎn)品的原料都有多種來源，同時也對應著多種不同的匹配性工藝過程。不同的原料和工藝過程對應不同的CO2排放，針對具體的應用對象開發(fā)和選擇適宜的原料和工藝，能夠從源頭上避免產(chǎn)生不必要的CO2排放。這是目前CO2減排最有效的途徑，主要通過國家政策和稅收、產(chǎn)業(yè)結構調整和升級，以及合理的能源定價機制和能源產(chǎn)品價格來引導實現(xiàn)。以燃煤發(fā)電為例，選擇低灰精煤和合理的過?？諝庀禂?shù)就能有效降低煙氣量，減少無效熱量外排，從而提高煤的利用率、減少CO2的排放。同樣采用循環(huán)流化床燃燒發(fā)電、RGCC和多聯(lián)產(chǎn)發(fā)電、超臨界發(fā)電等均能達到上述目的。以合成甲烷工藝為例，選擇褐煤和長焰煤采用燃氣型的魯奇爐氣化和循環(huán)流化床分級熱解氣化要比合成型的氣流床氣化生產(chǎn)的合成氣甲烷含量高（約10％左右）、氧耗低；合成甲烷時產(chǎn)生較難利用的低溫熱源減少10％以上。從整個合成甲烷工藝核算，前者煤的利用率高、能耗和氧耗低，同樣規(guī)模的合成甲烷，自然就減少了CO2的排放。對于循環(huán)流化床分級熱解氣化，固態(tài)排渣相對換熱容易，水封用水量較低，加之循環(huán)流化床分級熱解氣化相對魯奇爐氣化合成氣不含煤焦油，不會產(chǎn)生含酚廢水，因此循環(huán)流化床分級熱解氣化合成甲烷的工藝過程能耗更低，更有利于避免高碳排放。另外煤化工發(fā)展含氧化合物燃料和多聯(lián)產(chǎn)工藝、民用燃料采用天然氣、大力發(fā)展核能、水電、風能和生物能、化工行業(yè)大力實施循環(huán)經(jīng)濟、發(fā)展純電動汽車等均能實現(xiàn)從源頭避免高碳排放。
2過程減少碳排放
在經(jīng)濟活動過程中，開采、生產(chǎn)、使用和終端產(chǎn)品消費等各個階段都需要能耗，都存在能源使用效率。我國目前萬元GDP能耗水平與發(fā)達國家有較大差距，物理能耗水平約比國際先進水平高20％～30％左右。例如2007年，我國每千瓦時供電耗煤比國際先進水平高44g標煤，每噸鋼能耗水平比國際先進水平高58kg標煤，每噸水泥綜合能耗水平比國際先進水平高31kg標煤，分別高出14％、10％和24％。另外生產(chǎn)的產(chǎn)品利用率偏低，又變相地增加了能耗。通過優(yōu)化設計，使用高效節(jié)能的工藝設備、高效適宜的催化劑和合理使用優(yōu)質產(chǎn)品均能實現(xiàn)節(jié)約能耗，減少終端產(chǎn)品的使用量。減少終端產(chǎn)品的使用量就是相應減少了產(chǎn)品生產(chǎn)量，避免生產(chǎn)這部分產(chǎn)品產(chǎn)生的能耗。節(jié)能降耗自然就減少了CO2的排放，這是目前CO2減排最容易實現(xiàn)、成本最低并且具有較大收益的途徑，在國家政策強制下均能通過企業(yè)自身調整和改造來實現(xiàn)。對于現(xiàn)代煤化工的龍頭———大型煤氣化來說，空分是投資和能耗均占氣化工藝50％左右的必不可少的過程，其產(chǎn)品主要是液氧，副產(chǎn)的液氮只需使用部分產(chǎn)量，其余的均被低效利用或排放。如果采用深冷分離為主的梯級分離工藝，大部分氮氣組成在低壓端就作為產(chǎn)品氣外送，無需經(jīng)過空氣壓縮機高能耗加壓，最終產(chǎn)品主要是液氧和部分液氮，工藝所需的高壓氧氣通過泵液體低能耗加壓即可滿足。這樣大大降低了空氣壓縮機的處理量和能耗，從而達到降低氣化工藝投資和能耗的目的。利用化石能源花費巨大的能耗和成本生產(chǎn)的氮肥，由于我國化肥產(chǎn)品落后、使用工藝不當和不合理施肥，利用率僅有30％左右，不到發(fā)達國家的一半，不僅造成了浪費，而且造成了嚴重的面源污染。如將現(xiàn)有的化肥改造為緩控增效肥料，并采用相應的耕作模式，就可提高作物產(chǎn)量和品質以及化肥使用效率，從而減少了肥料的消費量和生產(chǎn)這部分肥料的所產(chǎn)生CO2排放?；ば袠I(yè)合理選擇高效催化劑以及分離、反應、換熱和泵送高效節(jié)能設備，采用調頻技術等可以大幅度降低能耗。蒸餾是化學加工工業(yè)中首選的均相體系分離技術，也是目前總能耗最大的化工分離過程。如將梯形垂直長條帽罩與規(guī)整填料有機結合的NS傾斜長條立體復合并流塔板用于改造F1浮閥塔板，閥孔動能因子高達34，開孔率高達40％以上（國內外目前塔板最大開孔率僅為20％左右），提高處理能力2倍以上（目前國內外最高提高70％）、降液管通過能力3倍以上，降低板壓降30％以上，同時提高板效率30％以上，操作彈性為4倍，解決了塔器大型化塔內件結構和安裝難題，這在國內外尚屬首例。各行各業(yè)節(jié)能降耗技術和產(chǎn)品枚不勝舉，這是目前我國實現(xiàn)CO2減排的最有效途徑，僅需要相關部門和協(xié)會優(yōu)化集成，加大推廣力度。
3終端的固定與儲存
經(jīng)濟活動只要消耗資源和能源，必然會產(chǎn)生碳排放，沒有絕對的零碳排放過程。由于化石能源使用量劇增，自然界碳循環(huán)每年出現(xiàn)約257億tCO2的過剩，逐年累計引發(fā)了日益變化無常的全球氣候問題。目前國內外相關企業(yè)和學者為了應對全球氣候變化，普遍關注、研發(fā)和實施CO2的捕集與封存，這是迫不得已和最終解決CO2減排的方法，也是實施起來成本過高，并且技術不成熟，存在諸多的風險和次生災害。
實際上，解決人為排放的CO2過剩，除了被動地減少CO2產(chǎn)生量，更為積極的措施是加快碳利用，增加CO2消耗量，主動減少CO2的過剩，從而在碳循環(huán)中實現(xiàn)碳平衡。這是突破碳減排對經(jīng)濟發(fā)展影響，實現(xiàn)工農(nóng)業(yè)同時快速發(fā)展的積極有效途徑。這既是個技術問題，也需要建立國內碳市場，通過合理的碳交易，對企業(yè)間、行業(yè)間和地區(qū)間CO2排放的不平衡，找到一個較好的解決辦法。目前盡管中國GDP已超過日本成為第二，但人均很低，仍處于發(fā)展中，經(jīng)濟還不完善，生活還不富裕，然而中國已成為世界第一大CO2排放國，并逐年遞增。發(fā)展經(jīng)濟與減排成為我國兩難的選擇，加之存在國家能源安全、糧食安全、耕地與城鎮(zhèn)化和工業(yè)化、以工哺農(nóng)、三農(nóng)問題和環(huán)境保護等戰(zhàn)略性難題，被動采取減少CO2產(chǎn)生量的捕集與封存措施，將會對我國經(jīng)濟的發(fā)展和上述諸多難題的解決帶來限制和障礙。
針對我國的國情和發(fā)展的現(xiàn)狀，結合國際碳減排的機制，不同CO2濃度的工業(yè)排放可采用不同的減排與固碳措施?，F(xiàn)階段，對于工礦企業(yè)主要排放源的低濃度CO2，可以采取低成本的異地生物固碳減排措施，加快碳循環(huán)和碳固定。這樣不僅可以實現(xiàn)CO2實際排放量的減排，同時可以改良土壤增加有效耕地面積，大量增加糧食和生物質能，從而在逐步提高人民生活水平的前提下，低成本大力發(fā)展低碳經(jīng)濟，同時兼顧解決國家能源安全、糧食安全、耕地與城鎮(zhèn)化、以工哺農(nóng)、三農(nóng)問題、淡水資源不足和環(huán)境保護等戰(zhàn)略性難題，滿足我國今后較長時間的減排要求，提高我國應對全球氣候變化的實際能力和國際地位。
對于如煤化工和石灰等行業(yè)排放的高濃度CO2（90％以上），采用捕集技術回收，通過制造干冰、用作合成尿素、水楊酸、環(huán)碳酸酯和聚碳酸酯等的原料以及CO2驅采油、農(nóng)業(yè)大棚CO2氣肥等，都是成本和能耗較低、減排和經(jīng)濟效益較好的方法。對于數(shù)量多、分布廣的如發(fā)電和中小鍋爐等排放的低濃度CO2（小于16％），工礦企業(yè)現(xiàn)階段無需采用集中固碳處理，可以利用國內碳交易實現(xiàn)異地化低成本固碳。根據(jù)我國目前的土地分布、土壤組成、農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀和生物能源地發(fā)展，以及工農(nóng)業(yè)發(fā)展不平衡和剪刀差等具體情況，對于低濃度CO2煙氣，工礦企業(yè)可按照CO2排放量，將用于集中固碳處理的投資和操作費用，拿出來反哺農(nóng)林業(yè)。政府或相關機構把這部分資金集中起來，用于改造中低產(chǎn)田，提高糧食單產(chǎn)、品質和生物質產(chǎn)量；改良非耕地、鹽堿灘涂、沙漠化和重金屬污染等退化土壤，利用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術種植適宜的速生能源植物和農(nóng)作物，發(fā)展碳匯林和牧草或改造退化草原，充分利用太陽能，加快碳循環(huán)，增加CO2消耗量，主動減少CO2的過剩，從而實現(xiàn)循環(huán)平衡。同時又大幅度提高有效耕地面積和生物質能源產(chǎn)量，熱解生產(chǎn)生物原油，增加了農(nóng)民的收入，降低了企業(yè)CO2減排的成本，從而實現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、政府和社會的多贏。這個方法可以簡單概括為一條工藝路線：企業(yè)出資形成碳匯基金———投資農(nóng)林業(yè)———改良土壤、增強碳匯能力———增加糧食和生物質產(chǎn)量———通過工業(yè)熱解生產(chǎn)生物質原油———多方受益。將生物質轉化為能源燃料時，無需考慮生物質作為食品時所需顧及的轉基因和有毒有害微量物質問題，轉基因物種在產(chǎn)量提高、種植地域和污染土壤修復中均能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟、環(huán)保和社會效益。生物質快速熱解液化技術是最好的碳利用出路和產(chǎn)品，從而加快了碳循環(huán)，實現(xiàn)了碳循環(huán)平衡。
另外，利用生物質不到7d的快速腐化生產(chǎn)腐植酸，作為有機肥提高土壤的腐殖質，有利于提高土壤肥力和保肥保水性，進而提高農(nóng)作物產(chǎn)量。將我國絕大多數(shù)土壤腐殖質含量不足1％提到2％左右，這也將是一個千億噸級的土壤安全儲碳方式。
4結語
（1）針對具體的應用對象和原料提出了開發(fā)和選擇適宜的原料和工藝，從源頭上避免產(chǎn)生CO2排放的措施，是目前CO2減排最有效的途徑。
“低碳生產(chǎn)”，譯自英文為low carbon manufacturing /production，縮寫為LCM或LCP，是相對于大量消耗煤炭、石油、天然氣等化石能源、并以高能耗、高碳排放、高污染為特征的“高碳生產(chǎn)”而言的。依據(jù)我國第一次（2004）、第二次 （2008）經(jīng)濟普查結果及發(fā)達國家經(jīng)濟發(fā)展的進程分析，我國正處于以重化工業(yè)為主的工業(yè)化中期階段，大中型企業(yè)聚集于工業(yè)行業(yè)的特點十分突出。分布于冶金、電力、交通運輸設備、石油加工和化工等工業(yè)行業(yè)的大中型工業(yè)企業(yè)，尤其是大型工業(yè)企業(yè)，以其極少的數(shù)量不僅貢獻著較大的經(jīng)濟總量，而且消耗著大量的能源、造成大量的溫室氣體排放。由于工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的碳排放始終是最主要的碳排放源，全面推進工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排，促進其由傳統(tǒng)的線性生產(chǎn)模式、末端治理模式等向低碳生產(chǎn)模式轉變既是救治全球氣候變暖的關鍵性方案，也是構建我國“資源節(jié)約型”、“環(huán)境友好型”社會的迫切需要。具體內容體現(xiàn)在以下三個方面：
（一）實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)的低碳生產(chǎn)有著巨大的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益 以電解鋁生產(chǎn)為例，我國目前年產(chǎn)電解鋁產(chǎn)量約1300萬噸，全年僅電解鋁生產(chǎn)一項就需耗電約1950億度，約合300兆瓦發(fā)電機組74年的發(fā)電量。如果通過加強管理、改進設計、引入先進技術節(jié)電1%，全年電解鋁生產(chǎn)就將節(jié)電19.5億度，依火力發(fā)電1億度約需消耗3.39萬噸標準煤計，不僅可以節(jié)省約66.11萬噸標準煤，而且可以減少二氧化碳排放約178.5萬噸，減少二氧化硫排放5.3萬噸。
（二）工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的實現(xiàn)有利于促進技術創(chuàng)新、制度創(chuàng)新以及管理創(chuàng)新 從工業(yè)企業(yè)內、外部兩個方面，并依據(jù)強制性、市場性、自愿性環(huán)境管制以及技術進步、制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新等多個角度，探索工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)低碳生產(chǎn)的機制和途徑，因而有著重要的理論和實際應用價值，
（三）工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的實現(xiàn)有利于我國低碳經(jīng)濟體系形成 基于“持續(xù)改進”以及“動態(tài)平衡”的思想，從產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)以及產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、消費的全過程探索節(jié)約能源消耗、減少二氧化碳排放的實現(xiàn)途徑，有助于推廣節(jié)能技術，并通過大力開發(fā)可再生能源、發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)與低碳技術，促進我國低碳工業(yè)、低碳農(nóng)業(yè)、低碳建筑、低碳交通等低碳經(jīng)濟體系的形成。
二、工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)特征與實現(xiàn)途徑
與大量消耗煤炭、石油、天然氣等化石能源，并以高能耗、高碳排放、高污染為特征的“高碳生產(chǎn)”相比，低能耗、低碳排放、低污染應是工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的基本特征。
（一）低能耗 工業(yè)生產(chǎn)中的能耗包括直接能耗和間接能耗兩部分。前者是指產(chǎn)品生產(chǎn)過程中直接消耗的煤、油、天然氣等一次能源消耗和電、煤氣、蒸汽等二次能源消耗；后者是指產(chǎn)品生產(chǎn)所需的原材料、設備、廠房等在其取得或建造過程中的能源消耗。兩者之和稱為全能耗。產(chǎn)品生產(chǎn)的全能耗示意圖如圖1所示。
在全面研究能源消耗、實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的問題時，應同時考慮直接能耗與間接能耗，既要千方百計降低單位產(chǎn)品或單位產(chǎn)值的直接能耗，又要千方百計降低原材料的消耗，充分發(fā)揮設備、廠房的作用，使單位產(chǎn)品或單位產(chǎn)值的間接能耗最低。低能耗既是工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)應該具備的基本特征，又是工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)低碳生產(chǎn)的前提條件。
（二）低碳排放 工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的基本目標是實現(xiàn)低碳排放，即努力降低或減少包括二氧化碳在內的溫室氣體排放，保護生態(tài)環(huán)境。因此，工業(yè)企業(yè)的低碳生產(chǎn)必須是低碳排放的生產(chǎn)。否則，就不能稱其為低碳生產(chǎn)，也就失去了低碳生產(chǎn)的意義。低碳排放可以分為“相對低碳排放和絕對低碳排放兩個方面”。前者基于資源投入與產(chǎn)出的成本效益原則而言，如果生產(chǎn)過程中單位碳要素投入帶來經(jīng)濟利益的相對增加，即溫室氣體排放量的增加幅度低于生產(chǎn)產(chǎn)出（可以一定時期的生產(chǎn)總值或銷售收入表示）的增長幅度，則可稱為相對低碳排放；后者則強調一定時期內一個企業(yè)碳排放總量的絕對降低。然而，即使一個企業(yè)、一個行業(yè)、一個地區(qū)實現(xiàn)了相對低碳排放，由于過度追求生產(chǎn)發(fā)展，碳排放總量依然可能大幅度增加，從而無法遏制由于二氧化碳等溫室氣體排放引起的全球氣候變暖以及一系列環(huán)境生態(tài)問題。因此，低碳排放不應僅是相對低碳排放，而應以整個國際社會排放總量的絕對降低為目標，在相對低碳排放基礎上實現(xiàn)一個企業(yè)、一個行業(yè)、一個地區(qū)、乃至整個國際社會的絕對低碳排放是低碳生產(chǎn)的基本特征。
（三）低污染 “在由于人為原因造成的二氧化碳排放總量中，超過三分之二來自能源使用和工藝排放，其中約有36%來自工業(yè)；而在工業(yè)生產(chǎn)造成的二氧化碳排放中，鋼鐵、水泥、塑料、紙和鋁等5種主要原料的生產(chǎn)排放占到了56%以上?！睂崿F(xiàn)工業(yè)企業(yè)的低碳生產(chǎn)，即通過不斷降低能耗、減少碳排放，會使能源使用所帶來的煙霧、光化學煙霧和酸雨等危害以及溫室氣體排放引發(fā)的全球氣候變暖問題得到明顯抑制。
然而，工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的實現(xiàn)不是一蹴而就的，不論是降低能耗、還是減少碳排放，都不是一朝一夕所能夠做到的，而是一個持續(xù)不斷的改進過程。從一定意義上講，工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)是持續(xù)不斷地降低全能耗以及碳排放的改進過程。因此，應該基于“持續(xù)改進”以及“動態(tài)平衡”的思想，從產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)以及產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、消費、處置的整個生命周期探索節(jié)約能源消耗、減少二氧化碳排放的實現(xiàn)途徑，具體包括：減少碳源排放；提高機器、設備的能源效率；減少浪費，主要指減少機器、設備的閑置時間、等候時間及排隊時間，杜絕或減少不必要的浪費等；有效利用人、財、物各種資源，包括原材料的有效利用、減少排隊及等候時間、生產(chǎn)優(yōu)先等。
三、工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)綜合成本效益分析
工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的綜合成本效益是指為實現(xiàn)低碳生產(chǎn)而發(fā)生的各項成本費用與取得的各項收益之間的關系，是工業(yè)企業(yè)實施低碳生產(chǎn)的綜合成果的體現(xiàn)，包括經(jīng)濟效益（主要指財務效益）和社會效益（主要指資源、環(huán)境效益）兩個方面，并且可以從企業(yè)內、外部兩個層次進行分析。
（一）工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)經(jīng)濟（或財務）效益分析 工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的經(jīng)濟（或財務）效益分析主要指工業(yè)企業(yè)內部微觀層面的低碳生產(chǎn)成本與收入的比較分析，通過計算為組織實施低碳生產(chǎn)而發(fā)生的費用增加或節(jié)約額以及資源有效利用而增加的收入額進行經(jīng)濟效益或財務效益分析，其結果表現(xiàn)為企業(yè)會計利潤的增加或減少。
工業(yè)企業(yè)內部微觀層面實現(xiàn)低碳生產(chǎn)的財務成本包括：為組織實施低碳生產(chǎn)而發(fā)生的教育、培訓費用，以Cj表示；低碳技術研發(fā)費用，以C d表示；采用低碳生產(chǎn)新工藝、新技術而發(fā)生的設備購置或改進成本，以C p表示；低碳運行費用，以Cr表示等。
內部財務成本C為：C=Cj+Cd+C p+Cr。
工業(yè)企業(yè)內部微觀層面實現(xiàn)低碳生產(chǎn)的財務效益或收益包括：由于水、電、汽等各種能源節(jié)約而降低的費用，以Re表示；由于減少機器、設備的閑置、等候時間及排隊時間而節(jié)約的費用，以Rg表示；由于有效利用人、財、物各種資源而節(jié)約的費用，以Rm表示；由于廢棄物回收、重復利用而增加的收入，以Rw表示等。
同理，內部財務效益R表示為：R=Re+Rg+Rm+Rw。
則工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的經(jīng)濟（或財務）效益ΔP=R-C。
對于通過改進工藝、采用新技術、使用新設備以及合理組織生產(chǎn)等方式實現(xiàn)的低碳生產(chǎn)而言，企業(yè)內部微觀層面的財務成本與收益容易區(qū)分、便于計算分析。例如，在電解鋁生產(chǎn)中，通過運用新型生產(chǎn)技術、加強綜合管理水平延長電解槽的使用壽命就可以大幅降低電解槽大修費用。對于擁有172臺的306kA大型預焙鋁電解槽、年產(chǎn)14萬噸鋁錠的電解鋁廠而言，每次、每臺槽的大修理費用大約100萬元，未改進前槽生產(chǎn)壽命為1000個槽晝夜左右，在技術改造將其使用壽命延長至2000個槽晝夜的情況下，則每一年內可節(jié)省的修理費用為：（365/1000-365/2000）×100×172=3139（萬元），獲得可觀的經(jīng)濟效益。通過逐項計算，即可得出企業(yè)一定時期內實現(xiàn)低碳生產(chǎn)取得的經(jīng)濟效益。
對于實施低碳設計、低碳施工、低碳生產(chǎn)的新建企業(yè)來說，其成本效益或經(jīng)濟效益分析則可以通過不同模式下企業(yè)整體經(jīng)濟效益的對比來進行。
（二）工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)社會效益分析 工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的社會效益是指實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)對社會所作出的綜合貢獻，是工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的外部效應，主要包括：各種能源、資源消耗量的減少從而節(jié)約社會資源；各種溫室氣體排放量的降低從而保護生態(tài)環(huán)境。在當前能源、資源短缺與生態(tài)環(huán)境不斷惡化的背景下，兩者都體現(xiàn)為正外部性而使外部社會成本降低。
（1）工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的節(jié)能、降耗情況分析。工業(yè)企業(yè)通過科學、合理地組織生產(chǎn)而使能源、資源節(jié)約的分析可以采用技術分析法、線性規(guī)劃法等從多方面進行。以電解鋁生產(chǎn)為例，按照當前鋁行業(yè)普遍采用的冰晶石-氧化鋁熔融鹽電解法，其能源消耗主要取決于平均槽電壓（V平均）電流效率（CE），電解生成1千克原鋁所耗費的電能計算公式為：
式中，A表示生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)中一整套機器（1，2，....φ）， 代表機器的最大編號；B表示一整套產(chǎn)品（1，2，...，N），N代表產(chǎn)品類型的數(shù)量； Eij表示在j機器生產(chǎn)i產(chǎn)品所使用的能源系數(shù)；δ表示在j機器生產(chǎn)i產(chǎn)品所使用的劑系數(shù)；Cij表示在j機器生產(chǎn)i產(chǎn)品消耗電能系數(shù)；Sij表示在j機器生產(chǎn)i產(chǎn)品的完工時間：Pj表示在j機器完工產(chǎn)品需求量；L表示生產(chǎn)設備每加工周期所需劑；E表示生產(chǎn)設備每加工周期所耗電能。
（2）工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的碳減排情況分析。工業(yè)企業(yè)可以通過繪制生產(chǎn)流程圖、劃定系統(tǒng)邊界、確定優(yōu)先順序以及數(shù)據(jù)整理等步驟，構建符合企業(yè)生產(chǎn)實際的低碳排放計量模型，對生產(chǎn)過程中的各種溫室氣體排放情況進行準確地測定與計量，它是加強碳排放限額管理和控制、實現(xiàn)碳減排的關鍵所在。在此基礎上，工業(yè)企業(yè)的碳減排情況分析主要有情景分析和蒙特卡洛分析。前者也稱最大最小值測試，用以測算參數(shù)發(fā)生最好和最差情景時的碳排放水平，計量思路及過程較為簡單。后者可通過附有該分析的軟件包或專業(yè)的壽命周期分析（LCA）包來完成，通過確定并輸入每項參數(shù)的概率密度、分布類型（如正態(tài)或對數(shù)正態(tài)）、具有可信度的輸入值上限/下限以及相關系數(shù)等，經(jīng)過多次重復的計算過程，可以得出不同生產(chǎn)狀況下的各種溫室氣體排放量，從而全面了解工業(yè)企業(yè)低碳生產(chǎn)的碳減排情況。
以年產(chǎn)14萬噸的我國某電解鋁廠生產(chǎn)情況為例，參照情景分析方法，并將電流效率（CE）統(tǒng)一取值94%，開工效率按照全年不間斷運轉（即開工效率為100%）計，采用直流預焙槽，綜參考文獻：
[1]王君：《中國微小企業(yè)融資進展與前景》，《銀行家》2007年第10期。
1.碳資產(chǎn)概述
1.1 碳資產(chǎn)概念及屬性
在《京都議定書》等國際公約的框架下，二氧化碳排放權成為一種商品，碳排放的實質是一個人類活動，但通過條約或法律的構建，就變成一種抽象的、可分割的、可交易的權利[1]。國際條約將碳排放權分配給各個國家，并規(guī)定了國家之間進行碳排放交易的規(guī)則。國家進一步將碳排放權進行地域或行業(yè)分割，最終將其分配給企業(yè)，隨后出現(xiàn)市場主體之間的商業(yè)交易，形成了碳排放權交易市場。當碳排放與財務、金融掛鉤后，這種權利就可視為一種有價產(chǎn)權，進而演變成一種特殊形態(tài)的資產(chǎn)，即碳資產(chǎn)[2]。
碳資產(chǎn)首先是一種資產(chǎn)，具有資產(chǎn)的一般特征和屬性。從廣義上理解，碳資產(chǎn)是指企業(yè)通過交易、技術創(chuàng)新或其他事項形成的，由企業(yè)擁有或者控制的、預期能給企業(yè)帶來經(jīng)濟利益的、與碳減排相關的資源。從狹義上理解，碳資產(chǎn)等同于碳信用，碳信用交易將碳排放額度作為一種稀缺資源、具備商品屬性進行公開交易，是實現(xiàn)碳減排的核心經(jīng)濟手段，碳信用實際上是就是碳交易所的標的物[3]。碳資產(chǎn)的財務屬性是一個企業(yè)獲得的額外產(chǎn)品，不是貸款，是可出售的資產(chǎn)，還具有可儲備性；由于碳交易市場的存在，碳資產(chǎn)的價格由供需關系決定。碳資產(chǎn)的屬性主要表現(xiàn)在以下三方面：
（1）碳資產(chǎn)預期能夠給企業(yè)帶來經(jīng)濟利益。企業(yè)可以通過碳交易所，將企業(yè)因技術創(chuàng)新等途徑產(chǎn)生的碳資產(chǎn)掛牌出售，企業(yè)帶來直接的經(jīng)濟效益。企業(yè)還可以申請?zhí)紭撕?，獲得消費者的信賴，獲得間接的經(jīng)濟利益。
（2）碳資產(chǎn)數(shù)量是相對有限的。企業(yè)的減排潛力是有限的，隨著邊際減排成本的提高，企業(yè)的潛在碳資產(chǎn)會逐步減少。
（3）碳資產(chǎn)是企業(yè)減少的碳排放量。碳減排是企業(yè)參與碳排放交易的前提，企業(yè)確定了單位產(chǎn)品的碳排放量后，經(jīng)過減排途徑，如果單位產(chǎn)品的碳排放量下降，那么就形成碳資產(chǎn)；如果上升，則形成碳負債。
1.2 企業(yè)獲取碳資產(chǎn)的途徑
企業(yè)有兩條途徑獲取碳資產(chǎn)：外部購買和提高內部碳生產(chǎn)率。外部購買是指企業(yè)直接從碳交易市場購買碳排放權；提高內部碳市場率是指通過技術革新、設備更換、引入減排裝置等手段降低單位產(chǎn)品的碳排放量。這兩條途徑適用的范圍各不相同，對于邊際減排成本較低的企業(yè)而言，提高內部生產(chǎn)率，或是提高碳效率最為有效，而對于邊際減排成本較高的企業(yè)，在強制減排機制下，通過外部購買最為有效。最為著名的例子就是英國石油公司碳減排方案，英國石油公司曾經(jīng)通過企業(yè)內部碳交易機制，大大降低自身碳排放量，同時也帶來越來越高的邊際減排成本，而隨著英國國內碳交易制度的實施，英國石油公司成為碳資產(chǎn)的買家，即保障了碳排放量，又抑制了邊際減排成本進一步升高[4]。在沒有強制減排機制下，有些企業(yè)出于自身目的，也會購買一定數(shù)量的碳資產(chǎn)，以此來抵消企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳排放，但交易量相對較少。
對于我國的企業(yè)而言，從外部環(huán)境看，沒有強制減排的要求，也沒有被強制要求參與碳排放權交易，因此，獲取碳資產(chǎn)的主要途徑就是提高內部碳生產(chǎn)效率，通過提高生產(chǎn)率而減少的碳排，從而形成碳資產(chǎn)。隨著減排的邊際減排成本等于甚至小于同行業(yè)先進水平時，在技術條件特定的情況下，企業(yè)的潛在碳資產(chǎn)會逐漸降低到零。因此，對于企業(yè)來講，一方面要通過出售碳資產(chǎn)獲益，另一方面也要通過儲存碳資產(chǎn)來應對更為嚴格的碳約束。
2.火力發(fā)電企業(yè)的碳資產(chǎn)管理
2.1 火力發(fā)電企業(yè)面臨的低碳競爭形勢
面對國內外減排壓力，作為主要二氧化碳排放源的火力發(fā)電企業(yè)首當其沖，它是一個極其特殊的行業(yè)，一方面終端產(chǎn)品電力是典型的二次清潔能源，電力消費終端在消耗電力的過程中，并不產(chǎn)生污染物和溫室氣體，具有很明顯的低碳優(yōu)勢，其他高耗能產(chǎn)業(yè)必然會轉變用能結構，大量采用電力等清潔能源，對于電力企業(yè)無疑是一次難得的發(fā)展機遇；另一個方面，電力的生產(chǎn)側則對消耗大量的煤炭等化石能源、有著高強度的碳排放和高污染的特征，我國電力行業(yè) CO2排放量遠超發(fā)達國家與全球平均水平，國家未來出臺降低碳強度的政策無疑會提高電力市場的進入門檻，電網(wǎng)也會優(yōu)先選擇相對清潔的電力，對于發(fā)電企業(yè)都是潛在挑戰(zhàn)[5]。
競價上網(wǎng)的前提是存在著供需平衡或者供過于求的電力市場，我國電力市場供需總體相對平衡，但也存在區(qū)域性、季節(jié)性的差異，部分地區(qū)電力供需飽和或者供過于求，部分地區(qū)則是供需緊張，夏季供需關系明顯比冬季緊張，對于供過于求的地區(qū)，上網(wǎng)電價固定，低發(fā)電成本的企業(yè)就有著較大的盈利空間，大用戶直購電政策打破了電網(wǎng)公司壟斷購電的格局，能為大用戶直接提供電力，為企業(yè)增加收益；另一方面，優(yōu)勢企業(yè)已經(jīng)在調整自身發(fā)展模式，加大了電源結構調整，在大容量、高效能的火電技術上也取得了一定的成果，進一步壓縮了其他企業(yè)的生存空間。
2.2 火力發(fā)電企業(yè)碳資產(chǎn)管理的必要性
碳交易市場的不斷成熟和完善給碳資產(chǎn)管理提供了實踐的必要性，火力發(fā)電企業(yè)必須樹立低碳意識，將低碳資產(chǎn)視為常規(guī)資產(chǎn)加以管理。碳交易是實現(xiàn)碳減排的有力市場手段之一，一方面可以把原本一直游離在資產(chǎn)負債表外的氣候變化因素納入火力發(fā)電企業(yè)的資產(chǎn)負債表，從而改變各種發(fā)電技術之間的成本比價關系，使低碳發(fā)電技術獲得更大的競爭優(yōu)勢；另一方面，通過市場交易，可以使各火力發(fā)電企業(yè)的邊際成本趨向一致，從而減少整體減排成本。
火力發(fā)電企業(yè)提前介入碳交易市場，為應對強制碳減排的商業(yè)環(huán)境做好準備，促進減排能力建設。深入了解自身的碳排放情況、潛在資產(chǎn)、潛在負擔，促進碳資產(chǎn)管理能力建設。全程參與碳排放交易的有關規(guī)則制定當中，反映公司乃至行業(yè)利益，協(xié)調減排和發(fā)展之間的關系。樹立節(jié)能減排、主動承擔社會責任的企業(yè)形象，拓展新的業(yè)務領域及未來可能的利潤增長點。
（2）調整生產(chǎn)模式增強對外界環(huán)境的適應性，電力行業(yè)低碳政策的主要作用對象是火電廠，通過調整電源結構，提高企業(yè)清潔能源發(fā)電的比重，新建機組優(yōu)先發(fā)展清潔能源發(fā)電，或效率較高的大容量機組。對于無法擴大規(guī)模的火力發(fā)電企業(yè)，不遺余力降低煙氣排放水平、提高機組循環(huán)效率，還要通過技術創(chuàng)新不斷增強自身的經(jīng)濟盈利實例，降低企業(yè)發(fā)電成本和能源消耗。
（3）依靠科技創(chuàng)新塑造低碳競爭力，火力發(fā)電企業(yè)屬于技術資金密集企業(yè)，要在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中，加強技術創(chuàng)新、技術搜尋、技術引進和技術吸收，充分發(fā)揮科學技術的作用。關注先進的生產(chǎn)技術和管理技術，不斷學習引進吸收，提高企業(yè)的技術和管理能力，形成企業(yè)的競爭優(yōu)勢。通過對標管理，縮小與優(yōu)秀企業(yè)的競爭差距。
（4）推動低碳化技術發(fā)展，火力發(fā)電企業(yè)是二氧化碳主要排放源，對于實現(xiàn)“十二五”單位國內生產(chǎn)總值二氧化碳排放降低17%的目標起著重要的作用，火力發(fā)電企業(yè)應積極響應國家推進電力行業(yè)低碳發(fā)展的號召，推動低碳技術的實際應用。改進管理機制，實行企業(yè)能源統(tǒng)一管理，逐步形成企業(yè)低碳價值鏈。抓住未來國家減排機制不斷完善的時機，積極參與火力發(fā)電企業(yè)低碳規(guī)則的制定，為火力發(fā)電企業(yè)掌握二氧化碳減排方面的主動權創(chuàng)造有利局面。
5.結論
通過對火力發(fā)電企業(yè)低碳競爭形勢和碳管理必要性的分析，本文認為火力發(fā)電企業(yè)對碳資產(chǎn)進行有效管理是其賴以生存發(fā)展的基礎，碳資產(chǎn)管理的核心是塑造低碳競爭力，詳細論述了火力發(fā)電企業(yè)低碳競爭力的影響因素，構建出火力發(fā)電企業(yè)低碳競爭力評價指標體系，根據(jù)低碳競爭力影響因素和評價指標對火力發(fā)電企業(yè)碳資產(chǎn)管理提出建議。
參考文獻：
[1]林鵬.碳資產(chǎn)管理―低碳時代航空公司的挑戰(zhàn)與機遇[J].中國民用航空，2010，8，118：22-24.
[2]仲永安，鄧玉琴.中國大型電力企業(yè)碳資產(chǎn)管理路線初探[J].環(huán)境科學與工程，2011，11，36：166-171.
[3]王珉，聶利彬.戰(zhàn)略視角下企業(yè)碳資產(chǎn)管理[J].中國人口資源與環(huán)境，2011，10，21：131-134.
毫無疑問，生活垃圾不當處理與溫室效應之間的關系已無需贅言。在快速城市化的今天，我國絕大部分城市尤其是大城市已陷入了垃圾圍城。據(jù)國家環(huán)保部門監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，我國600多個城市中已超過1/3個陷入了垃圾包圍當中，這其中幾乎全部的大城市日均垃圾處理能力接近飽和，而垃圾的每日新增量卻以幾何級增長。然而，另一方面，我國城市生活垃圾處理方式卻依然陳舊，遠遠滯后于發(fā)達國家，垃圾處理方式落后使得大量垃圾未經(jīng)過處理或簡單處理后便排放至大氣中，造成了持續(xù)嚴重的空氣污染和水污染，從生存角度上說這必將威脅到城市居民的生存空間和生存質量，而從國際范圍內來看也將影響到我國的國際形象，干擾到我國碳排放政策制定和節(jié)能減排標準的劃定。從西方工業(yè)發(fā)達國家在生活垃圾處理方式選擇以及在諸如廣東韶關這類生態(tài)環(huán)境良好的中型城市試點來看，無害化、減量化和資源化的先進垃圾處理方式不但在節(jié)能減排上具有明顯的可行性，而且也符合我國國情。本文就以韶關市花拉寨生活垃圾衛(wèi)生填埋場生產(chǎn)垃圾處理方式選擇及嘗試為例探討了以上方式的可行性。
1 城市生活垃圾處理的碳排放問題介紹
1.1 垃圾資源收集與運輸中的碳排放問題
垃圾處理從收集、運輸、處理等環(huán)節(jié)，均存在碳排放問題。生活垃圾在未進入收集系統(tǒng)時就已經(jīng)產(chǎn)生了不少溫室氣體，例如廚余垃圾，多是蔬菜及瓜果殘渣，一經(jīng)堆積極易發(fā)酵腐爛，從而釋放出大量的 CO2，而遍布各個角落的垃圾桶垃圾也會因為長期淤積而發(fā)酵釋放CO2；在運輸過程中，在垃圾收集及運輸過程中需要消耗能源產(chǎn)生CO2，如汽油的消耗，也有運輸車輛尾氣排放大量的CO、CO2和NO2等溫室氣體。
1.2 垃圾填埋過程中的碳排放問題
同樣垃圾在填埋過程中也會出現(xiàn)多種溫室氣體排放問題。除了垃圾直接埋入坑中會直接釋放CH4外，在填埋中常用的滲瀝液在滲瀝液調節(jié)庫中也會排放出NO2和CH4。當然，垃圾填埋作業(yè)中機械操作過程中因為消耗了化石燃料，從而釋放部分的CO2.
1.3 垃圾焚燒中的碳排放問題
在對生活垃圾進行焚燒處理的過程中碳排放問題主要包括一是焚燒過程中會添加化石燃料以起到助燃的作用，如輔助燃油、點火用油等，在燃燒中會產(chǎn)生CO2；二是垃圾本身燃燒自身所產(chǎn)生的CO2、NO2等氣體；三是焚燒廠貯坑中垃圾產(chǎn)生滲瀝液在厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)生CH4。韶關市花拉寨生活垃圾衛(wèi)生填埋場正在論證垃圾焚燒，如何在焚燒處理嘗試新技術。
2 生活垃圾處理中的減排策略
韶關市位于廣東省北部，自然環(huán)境良好，但生態(tài)環(huán)境較脆弱，近幾年致力于打造國家“優(yōu)秀旅游城市”。隨著韶關近十年來城市化和工業(yè)化進程加快，城市人口急劇增加，造成城市生活垃圾產(chǎn)生量也隨之攀升。作為立足于打造“優(yōu)秀旅游城市”的韶關，面臨著發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護的矛盾。對此韶關在探索城市生活垃圾處理上做了大量的工作，也取得了一些成績，其中韶關市花拉寨生活垃圾衛(wèi)生填埋場作為韶關市唯一大型生活垃圾處理廠，近幾年在嘗試垃圾處理方式上做了一些有益的實踐，形成了垃圾從收集、運輸、衛(wèi)生填埋的全過程碳減排的垃圾處理新思路。
2.1 源頭上的垃圾資源回收
從資源角度說，垃圾是放錯地方的資源。據(jù)此認識，加大垃圾資源回收利用力度和水平是從根本上減少垃圾碳排放量的最具經(jīng)濟價值和社會價值的措施。因此，通過對垃圾中的廢品進行回收再利用，可以減少產(chǎn)品的原材料消耗，從而減少化石燃料消耗和電力消耗。主要減排途徑在于提高各種廢品的回收率。韶關市花拉寨生活垃圾衛(wèi)生填埋場在垃圾分類處理上做了大量前期工作，目的就是促進垃圾變資源，方便回收再利用。
2.2 垃圾收集和運輸
前面提到過，垃圾在收運過程也產(chǎn)生大量的溫室氣體，因此從收集運輸角度進行減排可從以下幾個角度著手：一是優(yōu)化垃圾收運處理系統(tǒng)，減少垃圾運輸距離。如建設垃圾中轉站，實現(xiàn)大型垃圾轉運車替代小型垃圾收運車，減少垃圾收運的總里程。韶關在市區(qū)垃圾量大的地區(qū)設置了垃圾中轉站，專門配置大型垃圾運輸車來取代數(shù)量眾多的小型垃圾運轉車，未來韶關還將考慮將運輸車燃料天然氣化，以較少化石燃料排放；二是采用節(jié)能指標高的垃圾車或采用清潔燃料（如生物質燃料、氫燃料等），在同等運輸距離條件下也可以減少燃料燃燒產(chǎn)生的碳排放。
2.3 垃圾衛(wèi)生填埋的減排處理
生活垃圾衛(wèi)生填埋是垃圾終端處理方法。在我國衛(wèi)生填埋占有處理方式的70%以上，屬于應用最普遍的處理方法。
在衛(wèi)生填埋過程中，有機物在厭氧微生物的作用下生化分解產(chǎn)生含有大量CH4和CO2的垃圾填埋氣。同時含有少量氨、氧化碳、氮氧、硫化氫、氮等成分。
垃圾填埋過程中的碳排放主要集中在垃圾本身降解釋放CH4以及滲瀝液排放的CH4和N20。因此減排途徑可從以下幾個方面著手：一是加強垃圾填埋氣體收集與處理系統(tǒng)，防止無序排放。包括火炬燃燒、發(fā)電、供熱、制作替代燃料等；二是加強填埋場調節(jié)池的密封和氣體收集處理；三是加強填埋場節(jié)水、節(jié)電、節(jié)能管理，減少能源消耗。
2.4 垃圾焚燒的減排處理
目前許多城市選擇對垃圾進行直接焚燒來處理垃圾，實際上這種方式也是最為有效的垃圾處理方式之一，但焚燒方式不當往往也造成了大量溫室氣體的排放，對此從焚燒設施利用和焚燒資源再利用角度來說，減排的途徑可以是一通過垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)生綠色電力，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟；二是加強提高焚燒廠熱能利用水平和熱能效率，即提高垃圾燃燒率；三是在焚燒爐渣中回收金屬。據(jù)ISWA 2009估計，垃圾焚燒的碳減排潛力為0.2～0.7噸CO2當量/噸垃圾，可見數(shù)量相當可觀。
2.4 制定和實施垃圾處理技術的新路徑
前面提到過，垃圾處理無害化、減排化和資源化是垃圾處理的未來發(fā)展方向，也是實施垃圾處理技術革新的新路徑。如針對比重最大的垃圾焚燒技術，在垃圾焚燒中應用干餾技術可以達到無污染、無排放的效果。干餾技術主要分為高溫干餾技術、低溫干餾技術和垃圾干餾-煤氣化技術，從國外實踐來說是能夠解決生活垃圾處理碳排放問題的技術。高溫干餾是在無氧狀態(tài)下將垃圾干餾，分解成為可燃氣體后再進行燃燒，加熱方式為外加熱，可以實現(xiàn)無氧干餾，但是有可能會產(chǎn)生廢氣排放；低溫干餾技術是將生活垃圾置于無排放無焚燒，無污染的低溫干餾碳化爐中進行處理，杜絕了廢氣排放和其他污染。技術革新是釋放垃圾處理減排潛力最佳捷徑。
參考文獻：
(2)大量二氧化碳的排放主要是由于使用了工業(yè)產(chǎn)品的緣故,所以如果可以用林產(chǎn)品來替代,比如使用木質產(chǎn)品,減少一些能源材料的使用,就可以減少其中的二氧化碳排放,又可以使其中的二氧化碳的固化。
(3)化石能源在燃燒過程中也會產(chǎn)生大量的二氧化碳,所以如果可以用林產(chǎn)品替代,就可以減少二氧化碳的排放,其中林木生物能源的替代對于二氧化碳的減排也有非常明顯的效果。由于對于林業(yè)的損毀,一大部分的二氧化碳被排放到大氣中,而林業(yè)資源的再生功能,也可以使二氧化碳重新被吸收。所以增加林業(yè)產(chǎn)品不僅可減少二氧化碳的排放,還可以長期固化二氧化碳,從而起到節(jié)能減排的作用。所以林業(yè)是目前低碳減排的重要手段。
2森林碳匯對低碳經(jīng)濟發(fā)展起著巨大的作用
經(jīng)濟的發(fā)展與人類的生活都離不開化石能源的消耗和二氧化碳的排放,這是人類生存與發(fā)展的基礎。雖然不同的地區(qū)的碳排放量都不同,但地區(qū)的發(fā)展卻離不開二氧化碳的排放。這種現(xiàn)狀是隨著經(jīng)濟發(fā)展而形成的,由于我國的技術體系還不夠完善,所以在碳排放方面還沒有取得較大的發(fā)展,想要突破原有的技術是具有極高難度的。如果一味執(zhí)行減排,只會影響到經(jīng)濟的正常發(fā)展,使人民生活水平下降,同時也會提升經(jīng)濟運行成本。所以,對于中國目前的發(fā)展現(xiàn)狀,對于化石能源的主體局面想要改變就必須提供大量的資金和技術才能實現(xiàn),而就目前來看,這是很難實現(xiàn)的。所以,林業(yè)減排是一個極具可行性的方案,這不僅投資少,而且成本也很低,但收益卻頗豐,是一項現(xiàn)實性的可選擇方案。地球上主要有大氣碳庫、海洋碳庫、巖石圈碳庫和陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫四大碳庫。
在對碳循環(huán)的研究時,可以將巖石圈碳庫當做靜止不動的,因為盡管巖石圈碳庫是最大的碳庫,但碳在其中周轉一次需要百萬年以上,周轉時間極長。海洋碳庫的周轉周期也比較長,平均為千年尺度,是除巖石碳庫以外最大的碳庫,所以它們對于大氣碳庫的影響都比較小。陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫主要由植被和土壤兩個分碳庫組成,內部組成很復雜,是受人類活動影響最大的碳庫。而森林地區(qū)是碳積蓄的主要發(fā)生地,所以對于碳循環(huán)具有極其重要的作用。林業(yè)也成為增加碳匯的最重要的手段之一。國家發(fā)改委曾經(jīng)在2007年對中國造林活動進行過估算,從1980到2005年,中國造林活動累計凈吸收二氧化碳30.6億t,森林管理累計凈吸收二氧化碳16.2億t?？梢?林業(yè)對于二氧化碳的吸收起著極其關鍵的作用。
3森林碳匯的發(fā)展難點
通過對林業(yè)及二氧化碳減排的分析與研究,可以從中看出,林業(yè)減排與增加森林碳匯是減少二氧化碳排放的有效途徑,也是低碳經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的關鍵點。但是,在低碳經(jīng)濟的發(fā)展過程中,森林碳匯的發(fā)展也遭遇了一些難點和限制。在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》及《京都議定書》中,對于森林碳匯及相關碳交易都有明確規(guī)定:
在《京都議定書》就有這樣的規(guī)定,開發(fā)森林碳匯的土地,必須是從項目基準年開始,過去五十年內沒有森林,如果是再造林項目,所用的土地必須是從1989年12月31日至項目開發(fā)那一年不是森林,但是在此之前可以有森林。
自身可以完成減排指標的,不可以利用清潔發(fā)展機制;可以使用清潔發(fā)展機制的國家,與其合作的發(fā)展中國家的企業(yè),也需要將符合規(guī)定的碳減排量申報,并獲得聯(lián)合國相關部門認可后,才能出售給發(fā)達國家的企業(yè)。
進行交易的碳信用額必須是新產(chǎn)生的,不可以是現(xiàn)存的碳匯量。
1.1污水輸送過程中碳排放在污水輸送過程中，溫室氣體的直接排放的主要途徑是排水管道厭氧環(huán)境產(chǎn)生CH4，間接排放則包括污水提升所用電耗等。有研究表明［4］，污水在壓力管道中停留的時間越長，產(chǎn)生的CH4量越大，管道的管徑越大，產(chǎn)生的CH4量越大，壓力管道中的CH4濃度接近甚至超過標準狀態(tài)下CH4的飽和濃度22mg/L，這些溶解于污水中的CH4，通過放氣閥、有壓流轉換為重力流或者進入污水處理廠后，釋放到空氣中。澳大利亞的研究表明［5］，如污水處理廠進水全部為壓力管道輸送，則污水輸送系統(tǒng)產(chǎn)生的溫室氣體量是污水和污泥處理過程中產(chǎn)生的溫室氣體總和的12%～100%。
1.2污水處理過程中碳排放污水處理是溫室氣體的主要分散排放源之一。就污染物去除過程而言，主要產(chǎn)生CO2、CH4和N2O，對能量供給過程來說，發(fā)電、燃料生產(chǎn)會排放CO2。污水處理的溫室氣體可分為直接排放和間接排放兩種類型。直接排放是指污水處理過程中排放的溫室氣體，間接排放主要是指污水處理消耗的電能、燃料和化學物質在生產(chǎn)和運輸過程中排放的溫室氣體，除此以外，還包括尾水排放至自然水體中污染物降解產(chǎn)生的溫室氣體。
1.2.1直接排放由圖1可知，好氧處理過程中，污水中的有機碳被微生物通過分解代謝、合成代謝和物質礦物化，在把有機物氧化分解成CO2和H2O等，以滿足自身生長和繁殖過程對物質和能量的需要。應該指出，在新細胞合成與微生物增長過程中，除氧化一部分有機物外，還有一部分細胞物質也被氧化分解以供應能量，即進行內源呼吸，內源呼吸也排放H2O、CO2、NH3等氣體。有機物的厭氧分解過程可劃分為兩個階段:酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段，分別由兩類微生物群體完成。厭氧發(fā)酵具有兩個主要特點:(1)有機物一旦轉化為氣態(tài)產(chǎn)物后，污液中構成BOD和COD的化學物質(主要是有機碳)即轉變?yōu)镃H4和CO2，僅積蓄少量的微生物細胞;(2)由于有機物最終的轉化產(chǎn)物中含有大量的CH4，它是一種溫室氣體，應盡量避免排入大氣環(huán)境，同時它也是一種高熱值氣體，可采取措施回收利用。如圖3、圖4所示［7］，污水生物脫氮的基本原理是在硝化菌及反硝化菌的作用下，將污水中的含氮化合物轉化為氣態(tài)氮化物的過程，其中包括硝化作用和反硝化作用兩個反應過程。N2O通常被認為是不完全硝化作用或不完全反硝化作用的產(chǎn)物。
1.2.2間接排放城鎮(zhèn)污水處理廠處理污水消耗的電能、燃料和化學物質在生產(chǎn)和運輸過程中排放溫室氣體，以及尾水排放至自然水體中污染物降解產(chǎn)生的溫室氣體。具體排放途徑如表
1.1.3污泥處理過程中碳排放污泥處理處置的碳排放主要也包括兩方面:一是污泥處理處置過程直接排放;二是處理處置設施運行能耗間接造成的碳排放［8］。從全球尺度來看，前者主要來自大氣中已存在的CO2，只是通過碳吸收—存貯—釋放的循環(huán)過程又回到大氣環(huán)境中，屬于中性碳，對于碳減排的影響有限。從碳源上講，運行能耗的碳排放來自于化石能源，屬于典型的碳減排領域。污泥處理處置技術以脫水—填埋、生物堆肥、厭氧消化、干化焚燒為主。在目前現(xiàn)行的幾種主流污泥處理處置方式中，填埋1t濕污泥(含水率60%)會造成500kg的碳排放量，在各種處理處置工藝中其碳排放量最大;厭氧消化技術碳排放量約在28～35kg/t;生物堆肥和熱干化—焚燒的碳排放量強度分別在25～30kg和150～180kg左右［9］;從處理過程的碳排放角度來看，厭氧消化和好氧生物堆肥的碳排放量較脫水填埋產(chǎn)生的少。
2城鎮(zhèn)污水處理廠低碳運行的技術途徑
2.1合理規(guī)劃污水收集輸送系統(tǒng)污水系統(tǒng)規(guī)劃最為關鍵的問題是科學選擇收集、處理、排水體制和模式，實際規(guī)劃中應在綜合考慮城市規(guī)模和布局、受納水置、環(huán)境容量等因素的基礎上，評估不同方案并統(tǒng)籌考慮污水再生利用和污泥資源利用的方向和規(guī)模。就污水收集系統(tǒng)而言，其作用是將污染物輸送至污水處理廠，而管道淤積將增加CH4的產(chǎn)生，管道滲漏將影響污水管道的污染物輸送能力。因此必須提高輸送系統(tǒng)的效率，建立日常養(yǎng)護制度，借鑒國外先進養(yǎng)護技術和修復技術，減少管道污染物沉積量和滲漏量是污水收集系統(tǒng)低碳運行的關鍵。如對于處理家庭、工業(yè)、小型社區(qū)或服務區(qū)產(chǎn)生的污水，采用污水分散收集與處理的方案［10］，進行現(xiàn)場收集與就近處理，既有利于污水的再生回用，又可降低污水長距離輸送過程中的能耗和CH4排放。
2.2污水處理過程中的碳減排途徑
2.2.1好氧處理過程中溫室氣體的控制從理論上講，污水中的有機碳素物質均能被強氧化劑氧化成CO2的形式排入空氣中，因此，好氧處理中溫室氣體減排實質就是減少或固定污水處理中CO2。CO2的固定方法主要有物理法、化學法和生物法［11］。大多數(shù)物理法和化學法能量消耗較大，而且物理法固定的CO2最終都需結合生物法將其轉化為有機碳;生物法固定CO2主要是依靠植物和微生物，在污水處理中植物生長一般受到限制;微生物固定CO2的研究目前主要集中在光能自養(yǎng)型微生物(微藻類和光合細菌)和化能自養(yǎng)型微生物(氫－氧化細菌)對CO2固定與轉化［12］，但通常具有較高固碳能力的光合細菌和氫－氧化細菌由于需要光照或嚴格厭氧和供氫，限制了其在反應器或水中的應用。李艷麗等［13］通過生物技術手段從海水及其沉積物中選育到在普通好氧條件下具有固碳能力的非光合微生物菌群，并通過電子供體和無機碳源結構的優(yōu)化，顯著提高了其對無機碳的同化能力，好氧條件下固碳菌液的最高碳同化效率可達110mgCO2/L•d;同時，通過分子生物學手段研究發(fā)現(xiàn)在不同培養(yǎng)條件下，菌群的群落結構發(fā)生很大改變。經(jīng)過測序、序列比對及構建系統(tǒng)發(fā)育樹后發(fā)現(xiàn)，在已測序的16個顯著條帶中，11個是不可培養(yǎng)微生物，即其只能以共生方式存在，混合培養(yǎng)時，固定CO2的效果可能是多種菌共同作用的結果。所以，利用非光合微生物菌群控制好氧處理中的CO2減排這可通過如下途徑來實現(xiàn):(1)通過生物技術分離或長期馴化得到在普通好氧條件下具有固碳能力的非光合微生物菌群，通過電子供體和碳源結構的優(yōu)化，提高其在污水處理中的固碳效率。(2)研究與優(yōu)化固碳微生物菌群的結構和配比，提升固碳效率。
2.2.2厭氧處理過程中溫室氣體的控制厭氧過程其實質是指微生物細胞將有機物氧化釋放的電子直接交給底物本身未完全氧化的某些中間產(chǎn)物，同時釋放能量并產(chǎn)生不同的代謝產(chǎn)物。所以，在污水達標排放的前提下，厭氧處理中的溫室氣體減排這可通過如下途徑來實現(xiàn):(1)將厭氧反應所產(chǎn)生的CO2引入固碳系統(tǒng)，通過微生物的作用固定CO2。(2)強化乙酸的產(chǎn)生而減少CH4的產(chǎn)生。通過產(chǎn)氫產(chǎn)酸微生物對污水進行厭氧發(fā)酵，可將其中的有機成分盡可能轉化成乙酸，在達到污染控制目標的同時，為二階段發(fā)酵法生產(chǎn)高附加值的生化產(chǎn)品提供給足夠的可溶性碳源。(3)強化H2的產(chǎn)生而減少CH4的產(chǎn)生。目前國內外在厭氧產(chǎn)氫污泥馴化、不同基質的產(chǎn)氫潛能、厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的影響因素和厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫數(shù)學模式等方面的研究已取得了一定進展［14］，但尚有許多理論和技術難題需要解決。應加大在該方向的研究力度，盡早實現(xiàn)厭氧發(fā)醉產(chǎn)氫工業(yè)化應用。(4)強化厭氧過程中CH4的產(chǎn)生，發(fā)展沼氣工程。一般污水廠厭氧消化氣中CH4的含量約為60%～65%，燃燒熱值約為21～23MJ/m3，是優(yōu)良的燃料。污水廠可利用沼氣燒鍋爐，為污泥消化池加熱或者為污水廠生活提供炊事、采暖、洗浴的熱源;沼氣發(fā)電機發(fā)電［15］和沼氣燃料電池發(fā)電［16］以其低排放，低污染，節(jié)約能源，廢物資源再利用等優(yōu)點而倍受各國政府的關注，開發(fā)沼氣發(fā)電成為CH4減排的一項重要措施。
2.2.3污水脫氮過程中N2O的控制目前對不同污水處理工藝過程中N2O的釋放情況缺乏系統(tǒng)的研究資料，很難優(yōu)選出一種N2O釋放量低的工藝;且污水種類多樣、成分復雜，為降低N2O釋放量而對污水的水質進行調控存在著較大的難度。因此，N2O的減排及控制問題主要從以下兩方面進行:(1)運行工況的優(yōu)化。根據(jù)污水處理中N2O產(chǎn)生與釋放的主要影響因素分析［17］，得出控制N2O減量的策略:保證污水處理中硝化系統(tǒng)有較高的DO(＞0.5mg/L)，反硝化系統(tǒng)盡量避免溶解氧的存在;保證高C/N(＞3.5)、較大的SRT(＞10d)和適當?shù)膒H值(6.8～8);盡量避免系統(tǒng)中NO－2N等物質的積累，減輕某些化學物質(如H2S、甲醛、乙烯、重金屬離子等)對硝化及反硝化菌酶系統(tǒng)的毒性作用等。(2)微生物種群的優(yōu)化與調控。污水生物脫氮過程中微生物種群及關鍵酶活性影響和決定了N2O的產(chǎn)生［18］。可應用分子生物學手段確定出污水生物脫氮體系中硝化菌及反硝化菌的主要種群及關鍵酶的活性，然后通過投加或固定N2O釋放量低的基因工程菌的方式進一步優(yōu)化污水處理系統(tǒng)中的微生物種群結構，從而控制N2O的產(chǎn)生和排放。
2.3污泥處理處置能源化利用途徑我國在城市污泥處理、處置及資源化方面的技術才剛剛起步，目前仍然采用以土地利用為主，其他利用方式為輔的資源化方式，形式比較單一，而且利用率也不高，與國外先進國家相比尚有較大差距［19］。國外發(fā)達國家目前較成型的技術有:污泥發(fā)酵產(chǎn)沼氣發(fā)電、污泥燃燒發(fā)電、污泥熱解與制油技術，還處在研究試驗階段的污泥制氫技術［20］。
2.3.1污泥發(fā)酵產(chǎn)沼氣該技術共分為兩個階段:第一步將污泥厭氧消化，即污泥在厭氧條件下，由兼性菌和專性厭氧菌(甲烷菌)降解有機物，分解最終產(chǎn)物為二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4);第二步是燃燒甲烷氣使發(fā)動機轉動，將消化氣的能量轉變?yōu)檩S動力，然后用發(fā)電機使之轉化為電能。厭氧消化產(chǎn)甲烷不僅投資、運行、管理程度不高，而且從COD中所轉化的能量(50%～60%)適中。所需要的技術和設備較為簡單，非常容易實現(xiàn)工程化。有實例研究表明［21］污水處理廠所產(chǎn)生的CH4燃燒后產(chǎn)生的能量足夠污水處理廠運行中曝氣、污泥脫水及污泥焚燒所需。
2.3.2污泥燃燒發(fā)電污泥直接焚燒發(fā)電這種方式的能量轉化效率高達80%左右，但污泥焚燒在工程實施時所需的設備較多，污泥焚燒廠的興建規(guī)模也很大。具體地說，首先是要對高含水率(95%～97%)的污泥進行機械脫水處理或以堆肥方式蒸發(fā)水分;其次是投資焚燒、發(fā)電設備［22］。這種方式能量轉化效率雖然高，但所需設備成本很高，所以實際應用的工程實例并不多見。
2.3.3污泥熱解制油技術熱分解技術不同于焚燒，它是在氧分壓較低狀況下，對可燃性固形物進行高溫分解生成氣體產(chǎn)油分、炭類等，以此達到回收污泥中的潛能。熱解制油就是通過熱分解技術，將污泥中含碳固形物分解成高分子有機液體(如焦油、芳香烴類)、低分子有機體、有機酸、炭渣等，其熱量就以上述形式貯留下來。污泥中的炭有約2/3可以以油的形式回收，炭和油的總回收率占80%以上;而熱解制油技術中油的回收率僅有50%。但由于熱解法只需提供加熱到反應溫度的熱量，省去了原料干燥所需的加熱量，能量剩余較高，大約為20%～30%(一般在污泥含水率80%以下的情況下)［23］。
2.3.4生物制氫污泥制氫技術主要有:污泥生物制氫，污泥高溫氣化制氫，以及污泥超臨界水氣化制氫［24］。三種制氫技術相比較，超臨界水氣化制氫技術具有良好的環(huán)保優(yōu)勢和應用前景，目前已積累了一些試驗研究結果。該技術是一種新型、高效的可再生能源轉化和利用技術，具有極高的生物質氣化與能量轉化效率、極強的有機物無害化處理能力、反應條件比較溫和、產(chǎn)品的能級品位高等優(yōu)點。與污泥的可再生性和水的循環(huán)利用相結合，可實現(xiàn)能源轉化與利用以及大自然的良性循環(huán)。在超臨界水中進行污泥催化氣化，污泥的氣化率可達100%，氣體產(chǎn)物中氫的體積分數(shù)甚至可以超過50%，且反應不生成焦炭、木炭等副產(chǎn)品，不會造成二次污染，具有良好的發(fā)展前景。
2.4污水處理廠的節(jié)能途徑污水處理廠能耗成本占污水處理廠運營維護成本的40%～80%，外部能源(煤等化石燃料)發(fā)電產(chǎn)生CO2排放。換言之，以消耗大量外部能源消除污水中含能物質(COD)的最終結果實際上是一種污染的轉嫁方式。污水處理廠能耗分布見圖5。由圖5可知，能耗分布主要集中在污水提升、曝氣供氧、污泥輸送與處理和混凝沉淀等部位，因此污水處理廠的節(jié)能工作應從上述部位出發(fā)，降低能耗，進一步減少CO2的排放。節(jié)能途徑主要有:工藝的優(yōu)選實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能、高效的裝置實現(xiàn)設備節(jié)能、無害高效的藥劑實現(xiàn)原料節(jié)能、排放物的資源化實現(xiàn)產(chǎn)出物節(jié)能、管理模式創(chuàng)新實現(xiàn)管理節(jié)能。
3結論
城鎮(zhèn)污水處理中碳排放的主要產(chǎn)生環(huán)節(jié)有:
(1)污水輸送過程中管道厭氧環(huán)境產(chǎn)生CH4、污水提升所用能耗等;
(2)污水好氧處理中有機碳氧化分解為CO2，厭氧處理中有機物酸性發(fā)酵產(chǎn)生少量CO2、堿性發(fā)酵最終轉化產(chǎn)物中含有大量CH4，脫氮處理中不完全硝化作用或不完全反硝化作用產(chǎn)生N2O;
(3)污泥處理處置過程直接排放溫室氣體、處理處置設施運行能耗等。
針對上述污水處理與碳排放的關系，基于目前的研究情況，污水處理廠實現(xiàn)低碳運行可采取的的技術途徑:
(1)在方案選擇中注重污水輸送、污水處理和污泥處理的全過程整體性考慮;
中圖分類號：X22 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2011)004-118-02
近年來，由于溫室氣體的大量排放，全球平均溫度呈逐年升高的趨勢，嚴重影響到了人類的生存發(fā)展。為了應對全球氣候變化的重大挑戰(zhàn)，上世紀末，聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會先后通過《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》，2009年更是召開了有史以來規(guī)模最大的哥本哈根世界氣候大會?？梢?，碳排放量的控制已經(jīng)成為世界各國的共識，并作為經(jīng)濟建設中的重要指標加以監(jiān)測、研究。
由于低碳發(fā)展模式不僅符合時代要求，而且勢必會對人類社會產(chǎn)生深遠影響，國內外眾多學者、機構紛紛開展碳足跡和碳結構方面的研究，在宏觀和微觀方面取得了很多有意義的成果。宏觀方面，碳足跡研究主要集中在國家經(jīng)濟建設中的碳排放政策與措施等大的尺度上，但不夠細化；微觀方面，則主要關注于個人和家庭的碳足跡研究，但還沒有對高校碳足跡和碳結構進行研究的。然而，國內高校人數(shù)多，規(guī)模大，并有數(shù)目龐大的實驗室和辦公機構，是碳排放的“大戶”。因此，高校碳足跡和碳結構研究具有重要的現(xiàn)實意義。
本文首先總結了碳足跡計算的相關方法，為高校碳足跡研究提供了有效的途徑。其次，針對高等院校的特點，分析并對比了各高校的碳足跡與碳結構。最后，初步提出了高校碳足跡研究的方案和意義，從而為提倡大學生低碳生活方式和綠色校園建設提供了有益的建議和幫助。
1 碳足跡計算的相關方法和常用實例
目前國內外用得較多的碳足跡計算方法有兩種。第一種，利用生命周期評估(LCA)法(這種方法更準確也更具體)：第二種是通過所使用的能源礦物燃料排放量計算(這種方法較一股)。用汽車的碳足跡作為一個例子：第一種方法會估計幾乎所有的碳排放量，涉及汽車的制造(包括制造汽車所有的金屬、塑料、玻璃和其它材料)，使用和最后處理等各個環(huán)節(jié)。第二種方法則只計算制造、使用和處理汽車時所用化石燃料的碳排放量。
其實，碳足跡的計算是個相當復雜的過程，根據(jù)情況的不同會有所區(qū)別。理論上講，碳足跡的計算應包括一切用于電力、建設我們的家園、運輸(包括旅行時乘坐汽車、飛機、鐵路和其它公共交通工具)的能源，以及我們所使用的所有消耗品。
高校碳足跡的計算最終可以歸結于個人碳足跡的計算。為了研究的方便，忽視個體的特殊性，借助已有的碳足跡計算常用實例，對研究個體(每個大學生)采用抽樣調查的方式計算其碳足跡，求出平均值，最后估算出高?？偟奶甲阚E。
通過相關資料的搜集，本文整理出了個人碳足跡計算中的一些常用實例，主要包括以下幾個方面：
由于高校人員組成的特殊性，其個人碳足跡的計算也有別于其他情況。因此可根據(jù)具體情況，采用上述部分常用實例估算出高校中個人的碳足跡。
2 高校里的碳結構分析
大學作為一個特殊的社會環(huán)境，它的碳排放結構相對于其他的社會環(huán)境有它獨特的特點，但是其大體結構還是相同的。一方面是碳的排放，另一方面則是碳的吸收。
2.1碳的排放
大學里的碳排放最多的就是通過用電和用水，在這里我們考慮主要的因素而忽略一些比較次要的因素。家庭的“碳排放”主要由四部分構成：用電量、用水量、用氣量、耗油量。大學校園里面教師開車比較多，我們將這部分的碳排放歸于家庭的排放，大學校園的主體還是學生，學生主要以自行車和乘校車為主。
2.1.1用電方面
用電量主要、由教學樓用電，辦公用電和寢室生活用電幾部分組成。教學樓用電，一個教室會有很多學生共同使用，將總的碳排放平均到每個學生還是很少的，這點是學校用電的特點。辦公用電，每個辦公室的使用人員比教室的使用人員少得多，這樣平均下來的碳排放相對較高。寢室生活用電的碳排放平均下來屬于這三者的中等水平。
2.1.2用水方面
用水主要來源于寢室生活用水，在學生中提倡節(jié)約用水，可以減少碳排放量。
2.1.3用氣方面
由于學生宿舍普遍沒有安裝熱水器等用氣設備，因此這部分碳排放主要來源于教師宿舍和校內食堂、旅社等用氣量大戶。
2.1.4耗油量方面
如今，隨著經(jīng)濟水平的提高，高校里的私家車數(shù)量日益增多，成為碳排放的又一大來源。雖然有些家庭殷實的學生也擁有私家車，但數(shù)量極少，故忽略不計。另外，伴隨著高校的擴招和發(fā)展，校車數(shù)量不斷增加，其耗油量成為高校碳排放的重要組成部分。
2.1.5用紙方面
紙張的使用在碳排放量中占有很大的比重。由于高等院校的特殊性，其用紙量特別巨大。主要包括學生、教師所用的教材、打印資料、生活用紙等方面。
2.2碳的吸收
高校里的碳結構主要涉及碳排放，碳吸收方面很少，主要是通過綠色植物的光合作用來吸收二氧化碳。眾所周知，綠色植物的光合作用和呼吸作用相互影響可以凈化空氣，使大氣中的O2和CO2含量保持相對穩(wěn)定。一個大學校園的樹木每天光合作用吸收的CO2除了抵消掉自身的呼吸作用產(chǎn)生的CO2，還可以吸收我們所產(chǎn)生的CO2。
另外，水可以溶解二氧化碳，雖然溶解度較低，但像湖泊、海洋等大型水域則能有效地吸收二氧化碳。比如武漢大學緊鄰東湖，東湖水對校園的碳吸收有一定的貢獻。
3 高校里的碳結構比較
高校中的碳結構分析應包括碳排放和碳吸收兩方面，而各種高校按類別應該分為偏文類大學，理工類大學和綜合性大學，因此高校中的碳結構比較應按如下方面進行。
3.1碳排放方面
碳排放主要包含用電引起的碳排放，教師學生以及游客甚至是教職工所養(yǎng)寵物等的呼吸排放，工程建設方面的碳排放，能源結構不同所引發(fā)的碳排放不同等。
對于文科類學校(以武漢地區(qū)的中南財經(jīng)政法大學為例)由于沒有專業(yè)需求故碳排放僅僅是一些日常生活的排放，并且一些偏文的財經(jīng)類大學人數(shù)相對較少，故而生活用電，師生呼吸排放，能源利用等相對其他類型的大學來說較少，
對于理工類大學(如華中科技大學)除生活用電外，還需大量實驗用電，并且實驗用電會占較大一部分，同時由于理工類大學人數(shù)比較多，故生活用電實驗用電以及能源結構不同所造成的碳排放會比財經(jīng)類大學多出很大一部分，
對于綜合類大學(如武漢大學)其碳排放會更加復雜，其既有正常的生活用電也包含理工學生的實驗用電，而且一般綜合性大學都是各地著名的景點，因此每年特定的時期(武大的櫻花節(jié))會有較多的游客前來參觀游覽，故游客也會引起很多的碳排放，而且武大大多是老建筑因而會有許多建筑需要維修翻新，一些建筑材料會含有碳，故而會對碳排放產(chǎn)生一定的影響，綜合看來，綜合類院校的碳結構會比其他學校復雜。
3.2碳吸收方面
碳吸收主要是植物的光合作用引起的，因而各高校的碳吸收就看各高校植物的多少，一般來講綜合類的大學其植物會遠遠多于財經(jīng)類大學理工類大學，因而綜合類大學的碳吸收作用會多于其他類型學校碳吸收。
因此，高校里的碳結構比較應該從細而論，從各方面分析，這樣才會有更加全面的結果。
4 結論
通過對高校碳結構的分析和比較，減少高校碳足跡的主要途徑有以下兩個方面：減少碳排放量和增加碳吸收量。
1 引言
世界低碳經(jīng)濟的發(fā)展潮流正在引發(fā)新的國際政治、經(jīng)濟、貿(mào)易、技術的競爭，以歐盟、美國、日本等為代表的主要發(fā)達國家和地區(qū)紛紛提出各自的低碳經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略或行動計劃來積極應對氣候變暖。為適應后國際金融危機時期世界經(jīng)濟的新變化，促進社會經(jīng)濟與資源環(huán)境相協(xié)調發(fā)展，中國將“加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式”作為第十二個五年規(guī)劃的核心任務。隨著工業(yè)化進程的加速推進，1990s以來工業(yè)部門占中國能源消費釋放CO2 總量的比例保持在66.3%-72%[1]，工業(yè)部門具有“碳鎖定”效應，實現(xiàn)工業(yè)部門的低碳化轉型，是推進中國發(fā)展低碳經(jīng)濟的突破口。中國當前處于工業(yè)化、城市化快速發(fā)展的階段，經(jīng)濟的快速發(fā)展過度依賴于能源的高強度投入，經(jīng)濟增長方式具有強物質化的特征，能源利用的強度和規(guī)模不可能短期內減少，導致碳排放量持續(xù)增加，發(fā)展低碳經(jīng)濟是加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉變的重要途徑和手段。
近年來，研究者對經(jīng)濟低碳轉型的研究已經(jīng)取得一定進展。魏一鳴等采用AWD方法對中國1980—2003年間的能源消費引起的碳排放強度和原材料部門的最終能源消費引起的碳排放強度進行了實證分析，認為碳排放強度下降的原因來自于實際能源強度的下降和能源消費結構的改變[2]。譚丹等在分析碳排放各行業(yè)差異的基礎上，指出高耗能、高碳排放工業(yè)行業(yè)是產(chǎn)業(yè)結構調整的主要方向，這些行業(yè)對碳排放量的有效降低，對低碳經(jīng)濟的發(fā)展起決定性作用[3]。王燦等分析了中國1957—2000年間的碳排放的變化因素，認為1957—2000年碳排放理論上減少了24.66億t，其中的95%歸功于碳排放強度的降低[4]。李艷梅等構建因素分解分析模型，表明造成碳排放增加的因素是經(jīng)濟總量增長和產(chǎn)業(yè)結構變化；而促進碳排放減少的重要因素是碳排放強度降低[5]。朱勤等綜合分析宏觀經(jīng)濟多項因素對碳排放的影響，對能源消費碳排放進行分解，認為經(jīng)濟產(chǎn)出效應對中國該階段能源消費碳排放的貢獻率最大，提出節(jié)能減排的重點在于調整產(chǎn)業(yè)結構、優(yōu)化能源結構及提高能源利用效率[6]。曹俊文根據(jù)江西省1992—2007年投入產(chǎn)出表，運用投入產(chǎn)出模型，對江西省產(chǎn)業(yè)部門直接碳排放強度和完全碳排放強度進行測算和分析，并提出控制高碳排放部門的能源消耗，優(yōu)化隱含高碳排放部門的中間投入以及合理協(xié)調發(fā)展低碳排放產(chǎn)業(yè)的政策建議[7]。朱華友等對金華市不同產(chǎn)業(yè)部門的碳排放量進行分析，并預測未來的碳排放趨勢，確定金華市不同產(chǎn)業(yè)部門的發(fā)展與碳排放的關系，提出金華市的碳排放三級控制模式[8]。
通過對文獻的回顧，發(fā)現(xiàn)關于產(chǎn)業(yè)低碳化轉型的研究已經(jīng)有著大量的工作，既有國家和地方等不同層面的研究，又有碳排放特征和影響因素的研究，但大多數(shù)研究對國民經(jīng)濟系統(tǒng)中產(chǎn)業(yè)之間的技術經(jīng)濟聯(lián)系考慮不夠深入，從而不利于國民經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。2010年8月，國家發(fā)展和改革委員會確定以陜西、廣東、遼寧、湖北、云南五省為低碳試點省份，對發(fā)展低碳經(jīng)濟進行有意義的實踐探索。本文在已有研究成果的基礎上，以陜西省工業(yè)部門的22個細分產(chǎn)業(yè)為研究對象，計算并分析各產(chǎn)業(yè)的碳排放特點、影響力系數(shù)和平均影響力系數(shù)，深入分析各產(chǎn)業(yè)在工業(yè)部門低碳化轉型過程中所扮演的角色，根據(jù)碳排放強度和平均影響力系數(shù)兩個指標，將工業(yè)部門的22個細分產(chǎn)業(yè)分成四類，針對不同的產(chǎn)業(yè)選擇差異性的低碳轉型路徑，在保持經(jīng)濟穩(wěn)定性的基礎上實現(xiàn)陜西省工業(yè)部門的低碳轉型，并為其它相似的區(qū)域提供一定的借鑒作用。
2 研究方法和數(shù)據(jù)來源
2.1 研究方法
2.1.1碳排放強度計算
目前中國沒有碳排放量的直接監(jiān)測數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的大部分研究都是在對能源消費引起的碳排放測算的基礎上進行。本文采用《IPCC國家溫室氣體排放指南2006》推薦的計算碳排放量的方法，其計算公式為[9]：
（1）
其中， 為碳排放量， 為能源種類， 為化石能源消費的實物量（萬t或萬m3 ） ， 為能源折算為標準煤的轉換系數(shù) （kJ/kg或kJ/m3 ）， 指燃料的含碳量（kg/GJ）， 為能源燃燒的氧化率，采用IPCC默認值100%， 為 轉化為 的系數(shù)。
碳排放強度是由能源消耗強度引申出來的，指單位國內生產(chǎn)總值所產(chǎn)生的二氧化碳排放量。碳排放強度是衡量經(jīng)濟同碳排放量之間的關系指標，在經(jīng)濟增長的同時，每單位國內生產(chǎn)總值所帶來的二氧化碳排放量在下降，那么說明該國就實現(xiàn)了一個低碳的發(fā)展模式，其計算公式為[10]：
（2）
其中 為 產(chǎn)業(yè)的碳排放強度， 為 產(chǎn)業(yè)的碳排放總量， 為 產(chǎn)業(yè)國內生產(chǎn)總值。
2.1.2影響力系數(shù)計算
投入產(chǎn)出分析是對區(qū)域各產(chǎn)業(yè)之間的經(jīng)濟關聯(lián)進行定量核算的方法[11]。通常 為直接消耗系數(shù)矩陣， 為完全消耗系數(shù)矩陣，且， 。 稱為影響力系數(shù)是完全消耗系數(shù)矩陣的列向量之和，影響力系數(shù)是衡量國民經(jīng)濟內某產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)對其它產(chǎn)業(yè)的影響程度的指標，影響力系數(shù)越大，表示該部門對國民經(jīng)濟其它產(chǎn)業(yè)的波及和帶動效應越大， 其計算公式為：
（3）
平均影響力系數(shù) 是 產(chǎn)業(yè)的影響力系數(shù)與國民經(jīng)濟所有產(chǎn)業(yè)總體影響力的平均值的比值， 有三種可能，即 ， ， ，其中 的產(chǎn)業(yè)將會對國民經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生更大的影響和帶動作用，應該重點進行發(fā)展，其計算公式為：
（4）
其中， 為 部門的影響力系數(shù)， 稱為國民經(jīng)濟平均影響力，是國民經(jīng)濟所有產(chǎn)業(yè)總體影響力的平均值， ， ， 為國民經(jīng)濟所有產(chǎn)業(yè)的總體的影響力。
2.2 數(shù)據(jù)來源
本文主要數(shù)據(jù)來源于《陜西省2007年42部門投入產(chǎn)出表》 和2007—2011年《陜西統(tǒng)計年鑒》，包括工業(yè)部門各產(chǎn)業(yè)的各種能源消費量、各行業(yè)國內生產(chǎn)總值、終端能源消費統(tǒng)計數(shù)據(jù)等，計算碳排放量參考的系數(shù)為IPCC公布的《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》（表1）[12]。
表1 化石燃料能量轉化系數(shù)與含碳量
Tab .1Energy conversion factor and the carbon content of fossil fuel energy
能源種類 凈發(fā)熱值（kJ/kg或kJ/m3） 缺損含碳量（kg/GJ）
煤類能源 原煤 2.09×104 26.80
油類能源 汽油 4.31×104 20.00
煤油 4.31×104 18.90
柴油 4.27×104 19.50
氣類能源 天然氣 3.56×104 15.70
為將投入產(chǎn)出表和能源統(tǒng)計資料銜接起來，以2007年《陜西省投入產(chǎn)出表》和2007—2011年《陜西統(tǒng)計年鑒》中的工業(yè)分行業(yè)終端能源消費量統(tǒng)計數(shù)據(jù)和能源平衡統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎，結合《國民經(jīng)濟行業(yè)分類與代碼》（GB/T4754）的部門劃分，使二者的行業(yè)分類口徑調整一致，將陜西省工業(yè)部門合并為22個細分產(chǎn)業(yè)，其中采掘業(yè)包括4個產(chǎn)業(yè)，制造業(yè)包括15個產(chǎn)業(yè)，電力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)包括3個產(chǎn)業(yè)。
3 結果與分析
3.1 影響力系數(shù)和平均影響力系數(shù)分析
以陜西省2007年投入產(chǎn)出表數(shù)據(jù)為基礎，計算和分析工業(yè)部門22個產(chǎn)業(yè)的影響力系數(shù)和平均影響力系數(shù)（表2），得出以下結論：（1）影響力系數(shù)最大的5個細分產(chǎn)業(yè)為交通運輸設備制造業(yè)，金屬制品業(yè)，電氣、機械及器材制造業(yè)，通用、專用設備制造業(yè)，通信設備、計算機及其它電子設備制造業(yè)，影響力系數(shù)分別為2.15、1.98、1.98、1.88、1.87，它們對國民經(jīng)濟的其它產(chǎn)業(yè)有著重要的帶動作用。（2）影響力系數(shù)最小的5個細分產(chǎn)業(yè)為石油和天然氣開采業(yè)，煤炭開采和洗選業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應業(yè)，金屬礦采選業(yè)，化學工業(yè)，影響力系數(shù)分別為0.78、0.85、1.17、1.22、1.29，它們對國民經(jīng)濟的其它部門的影響力水平較低。（3）平均影響力系數(shù)最大的5個細分產(chǎn)業(yè)為交通運輸設備制造業(yè)，金屬制品業(yè)，電氣、機械及器材制造業(yè)，通用、專用設備制造業(yè)，通信設備、計算機及其它電子設備制造業(yè)，平均影響力系數(shù)分別為1.42、1.31、1.3、1.24、1.23，它們的平均影響力系數(shù)均為大于1，同時這5個產(chǎn)業(yè)也是影響力系數(shù)最大的5個產(chǎn)業(yè)，說明這些行業(yè)在國民經(jīng)濟體系中起到較強的帶動效應和影響力。（4）平均影響力系數(shù)最小的5個細分產(chǎn)業(yè)為石油和天然氣開采業(yè)，煤炭開采和洗選業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應業(yè)，金屬礦采選業(yè)，化學工業(yè)，平均影響力系數(shù)分別為0.52、0.56、0.77、0.81、0.85，它們的平均影響力系數(shù)均小于1，同時這5個產(chǎn)業(yè)也是影響力系數(shù)最小的5個產(chǎn)業(yè)，但這些產(chǎn)業(yè)均屬于能源和資源的加工利用產(chǎn)業(yè)，其自身發(fā)展對國民經(jīng)濟有著重要的促進作用。
3.2 碳排放強度特點分析
通過對2006—2010年工業(yè)部門的22個細分產(chǎn)業(yè)的碳排放強度分析（表2），得出以下結論：（1）平均碳排放強度最大的5個細分產(chǎn)業(yè)為電力、熱力的生產(chǎn)和供應業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，化學工業(yè)，煤炭開采和洗選業(yè)，石油加工及煉焦業(yè)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)，分別為4.29噸/萬元、1.63噸/萬元、1.08噸/萬元、0.91噸/萬元、0.87噸/萬元，其中電力、熱力的生產(chǎn)和供應業(yè)為歷年來碳排放強度最大的產(chǎn)業(yè)，這些產(chǎn)業(yè)均屬于高強度的資源利用和消耗行業(yè)，能源為主要的生產(chǎn)要素。（2）平均碳排放強度最小的5個細分產(chǎn)業(yè)為水的生產(chǎn)和供應業(yè)，儀器儀表及文化辦公用機械制造業(yè)，電氣、機械及器材制造業(yè)，服裝皮革羽絨及其制品業(yè)，燃氣生產(chǎn)和供應業(yè)，分別為0.02噸/萬元、0.02噸/萬元、0.02噸/萬元、0.02噸/萬元、0.03噸/萬元，這些產(chǎn)業(yè)均屬于提供保障性供給的產(chǎn)業(yè)和制造業(yè)。（3）工業(yè)部門的各產(chǎn)業(yè)碳排放強度整體呈現(xiàn)下降的趨勢，僅有電氣、機械及器材制造業(yè)，石油和天然氣開采業(yè)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)這3個細分產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)上升趨勢，上升幅度分別為25%、3.39%、0.38%。（4）碳排放強度降幅度最大的5個細分產(chǎn)業(yè)為金屬制品業(yè)，通信設備、計算機及其它電子設備制造業(yè)，非金屬礦采選業(yè)，木材加工及家具制造業(yè)，金屬礦采選業(yè)，下降幅度分別為93.24%、89.17%、75.48%、65.04%、61.36%。（5）碳排放強度變化幅度最不顯著的5個細分產(chǎn)業(yè)為金屬冶煉及壓延加工業(yè)，石油和天然氣開采業(yè)，服裝皮革羽絨及其制品業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應業(yè)，食品制造及煙草加工業(yè)，變化幅度分別為0.38%、3.39%、16.13%、21.84%、23.20%（圖1）。由于工業(yè)化過程尚未完成，陜西未來經(jīng)濟增長依賴重化工業(yè)的發(fā)展格局仍將維持相當長的時期，工業(yè)結構仍將持續(xù)重型化，這就為陜西省未來的工業(yè)實現(xiàn)低碳轉型提出了迫切的要求。結合以上分析，陜西省工業(yè)的低碳轉型應注意以下幾方面：（1）歷年來碳排放強度大的產(chǎn)業(yè)要作為減少碳排放的重點產(chǎn)業(yè)；（2）歷年來碳排放強度小的產(chǎn)業(yè)要繼續(xù)保持健康的低碳排放狀態(tài)；（3）碳排放強度呈現(xiàn)增加態(tài)勢的產(chǎn)業(yè)要進行重點關注，要作為減少碳排放量的突破點；（4）對于碳排放強度下降幅度大的產(chǎn)業(yè)要分析下降的原因，為其它產(chǎn)業(yè)的減碳化提供經(jīng)驗和借鑒。
圖1 陜西省2006-2010年工業(yè)部門22個細分產(chǎn)業(yè)碳排放強度比較 單位：噸/萬元
Fig. 1 The contrast of carbon emissions of the industrial sector in Shaanxi province in 2006-2010
3.3 工業(yè)部門的細分產(chǎn)業(yè)分類
不同產(chǎn)業(yè)的碳排放強度和影響力系數(shù)的差異反應了各產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中的角色和減少碳排放任務中的作用不同。工業(yè)低碳化轉型目標的實現(xiàn)不僅需要考慮減少碳排放，還必須考慮維持國民經(jīng)濟的穩(wěn)定性。為保持數(shù)據(jù)的一致性，在選擇2007年《投入產(chǎn)出表》的基礎上，結合陜西省2007年碳排放強度指標，對陜西省工業(yè)部門22個細分產(chǎn)業(yè)進行分類，其中，以2007年陜西省工業(yè)部門的平均碳排放強度為0.61噸/萬元作為分類臨界值，以平均影響力系數(shù)等于1作為分類臨界值。根據(jù)影響力系數(shù)與碳排放強度兩個指標，將陜西省工業(yè)部門的22個細分產(chǎn)業(yè)劃分為以下4類：
（1）平均影響力系數(shù)高，碳排放強度大的產(chǎn)業(yè)，（平均影響力系數(shù)大于1，碳排放強度大于0.61噸/萬元）。主要包括：石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)，造紙印刷及文教用品制造業(yè)。這類產(chǎn)業(yè)均為國民經(jīng)濟的基礎性產(chǎn)業(yè)，也是傳統(tǒng)意義上的高碳排放產(chǎn)業(yè)，與其它產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟技術聯(lián)系度大，對整個國民經(jīng)濟有著重要的影響作用，其最終需求的增長將會大幅度拉動國民經(jīng)濟其它部門的增長，從某種意義上來說，這些產(chǎn)業(yè)具有拉動經(jīng)濟增長的“火車頭”作用。
（2）平均影響力系數(shù)高，碳排放強度小的產(chǎn)業(yè)，（平均影響力系數(shù)大于1，碳排放強度小于0.61噸/萬元）。主要包括：紡織業(yè)，服裝皮革羽絨及其制品業(yè)，木材加工及家具制造業(yè)，金屬制品業(yè)，通用、專用設備制造業(yè)，交通運輸設備制造業(yè)，電氣、機械及器材制造業(yè)，通信設備、計算機及其它電子設備制造業(yè)，儀器儀表及文化辦公用機械制造業(yè)。這類產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟的發(fā)展有著重要的支撐作用，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳排放強度也較低，是工業(yè)部門中應該優(yōu)先發(fā)展的重點產(chǎn)業(yè)。
（3）平均影響力系數(shù)小，碳排放強度大的產(chǎn)業(yè)，（平均影響力系數(shù)小于1，碳排放強度大于0.61噸/萬元）。主要包括：煤炭開采和洗選業(yè)，非金屬礦采選業(yè)，化學工業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應業(yè)。這類產(chǎn)業(yè)對能源的依賴性強，具有強物質化的特征，降低這些部門的碳排放量對于控制整個工業(yè)部門的碳排放量有重要的現(xiàn)實意義。
（4）平均影響力系數(shù)小，碳排放強度小的產(chǎn)業(yè)，（平均影響力系數(shù)小于1，碳排放強度小于0.61噸/萬元）。主要包括：石油和天然氣開采業(yè)，金屬礦采選業(yè)，食品制造業(yè)及煙草加工業(yè)，燃氣生產(chǎn)和供應業(yè)，水的生產(chǎn)和供應業(yè)。這類產(chǎn)業(yè)對勞動力需求大，尤其是食品制造及煙草加工業(yè)，屬于典型的勞動密集型產(chǎn)業(yè)，能源的投入只是生產(chǎn)或服務活動的輔助條件，因而碳排放強度較低。
4 工業(yè)部門實現(xiàn)低碳化轉型路徑
為實現(xiàn)到2020年陜西省單位國內生產(chǎn)總值碳排放量在2005年的基礎上降低45%左右的目標，需要出臺針對工業(yè)部門低碳化轉型的具體政策。首先，從源頭控制碳排放，盡可能的使用碳密集度低的能源，有計劃地扶持風電、水電、太陽能及生物質能項目，提高非化石能源比重。其次，鼓勵節(jié)能減排新技術的研發(fā)和推廣，有效發(fā)揮先進技術在高碳排放產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程中減少碳排放的作用。第三，加強末尾環(huán)節(jié)控制，規(guī)范工業(yè)部門的碳排放標準，運用碳稅，價格補償?shù)日叽胧┮龑髽I(yè)發(fā)展和應用碳捕集與封存（Carbon Capture and Storage）技術[13]；建立行業(yè)間的碳交易市場，以經(jīng)濟杠桿的作用引導工業(yè)企業(yè)向低碳方向發(fā)展。第四，推進工業(yè)部門的“減物質化”發(fā)展[14]，主要從三個方面來實現(xiàn)：（1）通過先進技術的采用和生產(chǎn)工藝的升級，減少生產(chǎn)過程中不必要資源消耗；（2）通過生態(tài)設計來延長產(chǎn)品的使用壽命，降低資源流動的速度和消耗；（3）通過提高資源和產(chǎn)品的回用率，減少廢棄物的產(chǎn)生和新資源的消耗?？紤]到經(jīng)濟系統(tǒng)內部存在復雜的產(chǎn)業(yè)關聯(lián)，為保證國民經(jīng)濟系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展，避免工業(yè)部門在低碳化轉型時產(chǎn)生連鎖反應和波及效應，結合工業(yè)部門22個細分產(chǎn)業(yè)的分類選擇具體的減排路徑：
（1）對于平均影響力系數(shù)高，碳排放強度大的產(chǎn)業(yè)：首先，其生產(chǎn)規(guī)模保持在既能滿足國民經(jīng)濟長足發(fā)展的需要、又不會由于其過度發(fā)展造成能源浪費和不必要的碳排放產(chǎn)生的合理水平上。其次，選擇若干經(jīng)濟關鍵產(chǎn)品，制定產(chǎn)品碳排放標準，引進先進技術，通過低碳排放要素投入替代高碳排放要素投入，著重降低這些產(chǎn)品的碳排放水平，以點帶面地降低整個經(jīng)濟的碳排放水平。此類產(chǎn)業(yè)是重點關注和實現(xiàn)低碳化的產(chǎn)業(yè)，應該重點推行低碳化轉型，有效降低碳排放強度。
（2）對于平均影響力系數(shù)高，碳排放強度小的產(chǎn)業(yè)：首先，依據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律及國家宏觀經(jīng)濟發(fā)展目標，提高該類產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中的比例，既優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，也有利于降低節(jié)能減排的壓力。其次，對該類行業(yè)進行資源整合，規(guī)范該類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，加快產(chǎn)品升級換代步伐，增加產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。此類產(chǎn)業(yè)是推進經(jīng)濟系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展，實現(xiàn)工業(yè)低碳化轉型的突破口。
（3）對于平均影響力系數(shù)低，碳排放強度大的產(chǎn)業(yè)：首先，加強技術創(chuàng)新與技術改革，加強生產(chǎn)管理，淘汰技術落后的企業(yè)，促進產(chǎn)業(yè)升級。其次，制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，減少重復建設，提高準入門檻，嚴格控制新建高碳排放項目上馬，制定產(chǎn)品碳排放標準，抓住關鍵產(chǎn)品降低碳排放。此類產(chǎn)業(yè)是重點推進減少碳排放的著力點，對實現(xiàn)工業(yè)部門低碳轉型有重要的推進意義。
（4）對于平均影響力系數(shù)低，碳排放強度小的產(chǎn)業(yè)：首先，在傳統(tǒng)主流工藝基礎之上優(yōu)化生產(chǎn)方案，通過優(yōu)化產(chǎn)品設計和流程設計等來降低碳排放強度。其次，通過實現(xiàn)物質回收和資源的循環(huán)利用，使物質的利用、能源利用和生態(tài)效率都能夠達到最優(yōu)化，實現(xiàn)資源多層循環(huán)利用。該類產(chǎn)業(yè)與國計民生有著重要的聯(lián)系，應該規(guī)范這類產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
5 結論
減少碳排放是應對氣候變化，實現(xiàn)經(jīng)濟低碳化的重要路徑。為實現(xiàn)陜西省工業(yè)部門的低碳化轉型，需優(yōu)化能源結構，提高非化石能源在能源結構中的比重，加強低碳技術的應用和推廣，加強末尾環(huán)節(jié)控制，提高碳回收，推進工業(yè)部門的“減物質化”發(fā)展。此外，根據(jù)工業(yè)部門22個細分產(chǎn)業(yè)的分類結果，采取有針對性的實現(xiàn)路徑：優(yōu)化發(fā)展平均影響力系數(shù)高，碳排放強度大的產(chǎn)業(yè)；重點發(fā)展平均影響力系數(shù)高，碳排放強度小的產(chǎn)業(yè)；約束發(fā)展平均影響力系數(shù)低，碳排放強度大的產(chǎn)業(yè)；規(guī)范發(fā)展平均影響力系數(shù)低，碳排放強度小的產(chǎn)業(yè)。
參考文獻：
[1] Zhang M， Mu H L， Ning Y D， et al. Decomposition of energy-related CO2 emission over 1991–2006 in China[J]. Ecological Economics， 2009， 68（7）： 2122-2128
[2] 魏一鳴，范英，，等.關于我國碳排放問題的若干對策與建議[J].氣候變化研究進展，2006，2（1）：15-20
[3] 譚丹，黃賢金，胡初枝.我國工業(yè)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級與碳排放關系分析[J].四川環(huán)境2008，27（2）：74-84
[4] 王燦，傅平，陳吉寧.清潔發(fā)展機制對溫室氣體減排的貢獻[J].清華大學學報（自然科學版），2008，48（3）：357-361
[5] 李艷梅，張雷，程曉凌.中國碳排放變化的因素分解與減排途徑分析[J].資源科學，2010，32（2）：218-222
[6] 朱勤，彭希哲，陸志明，等.中國能源消費碳排放變化的因素分解及實證分析[J].資源科學，2009，31（12）：2072-2079
[7] 曹俊文.江西省產(chǎn)業(yè)部門碳排放特征及減排途徑[J].經(jīng)濟地理，2011，31（12）：2111-2115
[8] 朱華友，蘇陽，沈美麗.基于碳排放控制的區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉型研究[J].經(jīng)濟問題探索，2011（7）：124-128
[9] IPCC. 2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories[R].IGS， Japan： the National Greenhouse Gas Inventories Programmers， 2006
[10] 艾明曄，畢克新，李婉紅.我國制造業(yè)發(fā)展模式動態(tài)演進及產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化研究[J].經(jīng)濟問題探索，2012（1）：48-54
[11] 劉起運.投入產(chǎn)出分析[M] .北京：中國人民大學出版社有限公司，2011
