温室气体的特性精选(九篇)

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第1篇：温室气体的特性范文

工业生产过程中排放的温室气体会造成全球变暖现象，但全球变暖与工业排放在时间上具有一定的滞后效应.通过分析地球、大气、太阳三者热平衡体系的辐射换热，建立了地球及其大气的动态数学模型；利用此模型考察了造成地球温度变化的主要原因和变暖滞后的现象.结果表明：工业温室气体的过度排放会造成大气对地球辐射的吸收系数提高，导致地球温度升高；同时，太阳辐射能量增加，地球和大气对太阳辐射吸收增加，导致地球温度升高.结合近年来人为因素造成的地球温度升高现象进行了定量热分析，预测了温室气体CO2体积分数线性增加条件下的地球温度走势.

关键词：

全球变暖； 辐射换热； 滞后现象

中图分类号：TM 124 文献标志码：A

Analysis of dynamic characteristics and hysteresis of global warming

HUANG Xiao-huang1， CUI Guo-min1， ZHANG Zhi-qin1， HUA Ze-zhao1， XU Jia-liang2

（1.Institute of New Energy Science and Technology，University of Shanghai for Science and Technology，

Shanghai 200093，China； 2.Shanghai Meteorological Bureau，Shanghai 200030，China）

Abstract：

The greenhouse gases generated by industrial production processes can result in the global warming.However， compared with the discharge of industrial waste gases， the global warming has a certain lag on time.Through an analysis of radiative heat transfer in the heat balance system of the earth， the atmosphere and the sun， a dynamic， mathematical model was established in this paper.The main reasons of changes in the earth’s temperature and the hysteresis of global warming were analyzed by this model.The results showed that an excessive discharge of industrial greenhouse gases can increase the atmospheric absorption of earth’s radiation and lead to an increase in the earth’s temperature.At the same time， the increase of solar radiation energy can raise the absorption of the earth and the atmosphere to the solar radiation and makes the earth temperature to rise.A quantitative analysis of the earth’s temperature rising phenomenon caused by human factors in recent years was carried out and the earth temperature change trend was predicted under the condition of a linear increase in the volume fraction of greenhouse gase CO2.

Key words：

global warming； radiative heat transfer； hysteresis phenomena

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次报告[1]表明，工业革命百年以来，全球温度平均升高了0.74±0.18℃.其产生的根源是由于人类活动造成温室气体浓度大幅提高的结果[2-3].地球上的温室气体主要包括H2O、CO2、CH4、N2O、O3以及氟氯烃等.其中水蒸气是体积分数最大的温室气体，但是由于其产生并非人为造成的，因此一般在探讨气候变暖时都不予考虑.而其它的温室气体，其浓度的变化都与人类的活动密切相关，因此是造成地球变暖的主要原因.目前，由于全球变暖的形势变得越来越严峻，由其产生的气候和环境问题也已经逐渐显现，因此，正确预测温室气体浓度及其产生的地球变暖，并据此给出人类排放的控制时间表，是目前解决环境保护与社会发展之间矛盾的首要问题.鉴于此，气象学家采用多种气候模型预测了地球未来的温度趋势，几乎都得到了令人不安的结果：如果不能有效地控制CO2的排放，到2100年地球表面温度可能再升高1.1～6.4℃.这将导致灾难性结果[1，4-5].

但是，尽管各种预测模型都得到了地球未来将升温的结论，然而各种结果的差异却很大.虽然最终的1.1～6.4℃的升温都是不可接受的，但是预测结果差异也表明这些模型的不确定性.同时在具体数值上的差异也是很明显的，例如，比较文献[6]和文献[7]可以看出，有些项目的数据之间存在着较大的差别，如大气层向地面的辐射能量、地球表面向外的辐射能量分别相差9 W·m-2、7 W·m-2.这些都会影响地球表面温度的变化，进而使得预测结果出现很大的差别.究其原因，是由于问题本身的复杂性以及内在机理的不确定性使然.从上述分析来看，一种准确严密的预测模型需依赖于对地球、大气、太阳构成的系统的准确数学建模，才能揭示温室效应产生的全球变暖的阶段性以及最终结果.

鉴于此，本文通过能量守恒原理分析地球、大气、太阳三者热平衡体系的能量平衡关系，基于自动控制理论建立地球及其大气的动态数学模型，考察造成地球温度变化的主要原因及其代价和滞后现象，据此揭示地球升温过程的本质和过程特点.

1 地球及其大气升温的动态数学模型

近年来，由于工业排放的作用，地球大气中的温室气体浓度出现了明显的增加，其中以CO2、CH4和N2O的增加最为明显，这主要是因为工业排放量大，并且三者都具有很长的自然滞留时间的缘故.这些温室气体的增加，无疑将导致大气对于地球辐射温室效应的增强，并且最终导致地球温度的升高.为了考察地球温度随着不同的温室效应变化（由温室气体浓度的变化决定）的规律，以地球和大气为研究对象，建立其温度变化的动态模型.忽略地球表面水蒸气蒸发潜热以及对流换热作用，地球本体得到的能量包括太阳辐射吸收部分以及温室效应造成的大气逆辐射部分，发射的能量是基于自身平均温度的黑体发射力；而对于大气来说，其能量平衡则是太阳辐射以及地球辐射能量的吸收等于其自身的发射.

根据地球及其大气能量收支关系，如果达到平衡，则有

式中，Qout为最终由地球大气系统向外太空辐射的总能量；Qnet，earth，out、Qnet，atm，out分别为地球辐射穿过大气进入太空的能量和大气辐射进入太空的部分，具有如下能量平衡关系

式中，Qearth，emit为地球本身的辐射能量； Qgreenhouse effect为由于大气温室效应吸收的能量； Qatm，emit为大气的辐射能量； Qatmsun，a为大气对太阳辐射的吸收能量； Qearth，emit为地球本身发射能量； Qearthsun，a为地球吸收太阳辐射能量； Qearthatm，a为地球吸收大气辐射能量.

当处于平衡状态时，这些能量维持上述平衡关系.但是一旦某一能量发生变化（一般都来自于发射体的温度变化），这种平衡就将被破坏，从而带来地球或者大气温度的变化，并通过改变其辐射量来平衡热量的变化.

总的来说，地球表面温度Tearth的变化与大气温度Tatm的变化存在以下关系

式中，ΔTearth为地球的温升；ΔTatm为大气的温升；A为常数.

从式（3）可以看出，地球表面的温升与大气的温升在数值上不一定相等，但是存在一定的正比例关系.这里，以“持续升温”模型，得到在外部强迫作用下地球温度升高的动态数学模型为

式中，Qatm，emit为大气温度的函数，表示为f′（Tatm）.

由式（6）、式（7）构成了地球表面和大气温度变化的动态方程组，其中Tearth和Tatm为未知量，两者存在着强烈的耦合效应.根据式（6）、式（7），可以揭示地球表面升温的两个主要原因：

（1） αatm-earth提高，此时大气对地球发射的红外辐射的吸收增加，导致更为强烈的温室效应，从而将使地球温度升高.而导致αatm-earth升高的直接作用就是工业温室气体的过度排放，因此这一作用是地球升温的内因；

（2） 地球和大气对太阳辐射吸收Qsun，a提高，其包括地球和大气对太阳辐射吸收的增加.从式（6）和式（7）中可以看出，当太阳辐射增加以后，地球和大气温度都将受到影响.这一作用一般与太阳的活动周期密切相关，属于地球升温的外因.

2 温室气体造成的地球升温的滞后效应分析

由于太阳活动周期具有一定的规律，而且与人类活动没有关系，所以这里只讨论由于温室效应增强带来的地球表面升温的滞后效应.

2.1 地球和大气升温的时间常数

根据自动控制理论，将式（6）和式（7）等号右边的热量差处理扰动作用，则地球表面和大气的升温过程呈现为典型的积分环节特性，两者的传递函数分别为

从式（10）、式（11）可以看出，由于地球和大气的总热容量不同，因此在扰动作用下的地球和大气的升温也将不完全同步，存在一定的相位差.而平衡此不同步作用的方式除了大气与地球之间的辐射传热以外，对流换热将起到更大的作用，这里不作深入讨论.取地球的总质量的1/10参与升温作用，则其质量为5.69×1023 kg，并取其平均比热容为0.85 kJ·kg-1·℃-1，则其时间常数为30.49 a；取大气的总质量为5.136×1018 kg，其平均比热容为1 kJ·kg-1·℃-1，则其时间常数为2.78 h.由时间常数可见，大气和地球动态温度变化具有很大的滞后特性，而相比于大气来说，地球的滞后作用更为明显.

2.2 温室气体浓度升高后的地球温度变化

由于工业革命以来温室气体的浓度逐年升高，导致了其温室效应的逐步提高，这样就破坏了地球和大气系统的热平衡，从而导致地球的升温.鉴于此，将热量扰动与温室气体浓度升高产生的温室效应增强联系起来.以CO2为例，在近50年内其体积分数从3.20×10-4增加到3.80×10-4，假设其增加为线性变化[1]，根据大气压缩模型方案[8]，得到温室效应增强量ΔQ与距离1960年的时间间隔t的变化关系如图1所示.可见，其总热量基本呈现为线性变化，拟合公式为

将τearth=30 a代入式（15），得到地球在当前CO2体积分数增加情况下地球表面的温度响应，如图2所示.

从图2可知，因为人为的CO2等温室气体排放的增加，地球温度自1960年以来一直呈现上升的趋势，至2010年，气温升高了0.617 ℃，这与IPCC报告给出的数据基本相符；另一方面，由于大气中的CO2体积分数近年来基本呈线性关系变化，地球表面温度响应的滞后特性在未来将被极大地体现出来，其温度的升高在未来多年将得到一定延续，并且会出现升温加速的现象，除非其自身辐射抵消温室效应为止.此时，地球表面温度将维持在一个新的较高的水平，即所谓的“积分保持”作用，除非温室气体体积分数有所下降.因此，如何减少CO2等温室气体的排放问题已经被列入各国政府、联合国会议的首要议题，放在优先考虑的地位，成为全球亟待解决的重大战略课题[9].

3 结论

基于能量守恒及自动控制原理建立了地球变暖动态数学模型，通过此模型，考察造成地球温度变化的两个主要原因，即：温室气体的过度排放会造成地球升温加剧；太阳辐射能量增强会造成地球一定的温升.在此动态特性基础上，对于地球变暖与温室气体排放时间上的滞后现象进行了分析，得出大气和地球动态温度变化具有很大的滞后特性，大气温度变化滞后时间为2.78 h，地球表面温度变化滞后时间为30.49 a.可见，温室气体的排放，对于全球变暖具有很大的滞后效应.

根据全球变暖动态模型，本文结合现有温室气体CO2的排放水平，预测了地球温度的未来走势.结果表明，根据地球变暖滞后时间常数，可以得到任意时间的地球温度变化.同时，地球环境温度对于温室气体体积分数的响应具有显著的滞后效应，在现有排放水平不变的情况下，地球表面温度仍将进一步升高.

参考文献：

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[4] MYHRE G，HIGHWOOD E J，SHINE K P，et al.New estimates of radiative forcing due to well mixed greenhouse gases [J].Geophysical Research Letters，1998，25（14）：2715-2718.

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[6] KIEHL J T，KEVIN E T.Earth’s annual global mean energy budget[J].Bulletin of the American Meteorological Society，1997，78（2）：197-208.

[7] KEVIN E T，JOHN T F，JEFFREY K.Earth’s global energy budget[J].Bulletin of the American Meteorological Society，2009，90（3）：311-323.

第2篇：温室气体的特性范文

关键词:生物;碳汇;特性

中图分类号:F124.5 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2010)05-0244-02

全球变暖是当前全球气候变化研究中的主要论题,而温室气体的增加被认为是全球变暖的主要原因。大气中温室气体体积分数增加导致的全球气温升高,引起了世界各国政府和科学家的共同关注,已成为全球生态环境研究中的一个热点领域。其中,CO2是大气中最重要的温室气体,在对温室效应和全球气候变暖的贡献中,占70%。

中国作为《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》缔约方,在发展中国家里第一个履约,于2007年6月制定了应对气候变化的国家方案――《中国应对气候变化国家方案》。我国二氧化碳人均排放量比较低,但是排放总量位居世界第二。2025年前后,我国二氧化碳排放总量有可能超过美国,居世界第一。预计2050年,我国能源消耗将占世界能源总消耗的60%左右。基于此,发达国家要求中国等发展中国家承诺减排温室气体的呼声越来越高。面对国际减排压力和国内经济可持续增长、能源安全、环境保护多方面的要求,二氧化碳减排已经是我们必须认真对待的十分紧迫的问题。

一、森林碳汇

根据《京都议定书》的清洁发展机制,为实现CO2的减排,2001年的《波恩政治协议》和《马拉喀什协定》均将造林再造林等林业活动作为抵消CO2排放的主要措施,并制定了新的规则。我国目前开展的碳汇活动也主要是围绕造林活动进行的。

到2005年6月,仅世界银行生物碳基金就已经提交了130多个林业碳汇项目建议书,其中包括中国广西项目在内的大约20个项目进入了准备实施的候选之列。预计到2017年,这些项目产生的碳汇将达到1 000多万吨。“中国东北部敖汉旗防治荒漠化青年造林项目”是《京都议定书》生效以来,我国与国际社会合作的首个林业“碳汇”项目。在第一个有效期的5年时间内投资153万美元,(约合人民币1 300万元,其中意大利资助1 150万元),在内蒙古敖汉旗荒沙地造林4.5万亩,使约2 500名当地农民和林场工人受益,该项目实施的总体目标是提高实施可持续发展政策的能力,并将首次尝试以森林碳汇为途径,将防治荒漠化及改善沙区生存条件与增加荒漠化地区农民收入相结合,填补了我国森林“碳汇”项目的空白。

但是,造林碳汇项目也存在一些实施中的困难,如项目基准线与额外性的确定、碳储量的计量与核查、参与机构繁多、实施过程繁琐、运行成本较高等。更重要的是,森林碳汇项目还很难进入市场。目前的造林碳汇项目全部都是发达国家在发展中国家投资实施的,只是用于抵消发达国家CO2的排放量,导致发达国家并没有采取实质性的减排措施,发展中国家也只是获得生态效益,碳汇项目短期内也不会产生经济效益,导致碳汇项目失去内在的市场经济驱动力,更难以形成自我循环、良性发展的碳汇经济产业链。因此,寻求森林碳汇以外的碳汇途径具有十分重要的意义。

二、湿地碳汇

加强碳汇能力是减少温室气体排放的重要补充,也是发达国家减排温室气体的基本政策和措施之一。除森林的碳汇作用外,在增加碳汇方面,湿地是目前已知的陆地生态系统中仅次于森林的重要碳汇之一,特别是高纬度湿地储存了全球近1/3的土壤碳。湿地作为温室气体的储存库、源和汇,在缓解气候变化方面,发挥着重要作用。

近十年来,许多研究学者逐渐意识到湿地巨大的碳汇能力,并由此展开了一系列湿地碳汇价值的调查,如20 世纪90 年代末期,欧美通过大型陆地碳汇监测网络EUROFLUX 和AMERIFLUX 对湿地进行了长期的碳通量观测和研究。同时,湿地也是重要的碳源,湿地中有机残体的分解过程产生大量的有机气体,其中最重要的是CO2和CH4。因此,客观评价湿地的碳汇价值,制定恰当的管理措施对于增加湿地的碳汇能力具有十分重要的现实意义。

芦苇因适应力强、繁殖力高而广泛分布于各类湿地中,是湿地的重要植被类型。而且,由于芦苇具有重要的经济、生态价值而被各国广泛种植,已成为重要的人工湿地。芦苇通过光合作用吸收大气中的CO2将其转化为有机质,经腐殖化作用将有机质储存在湿地土壤中。汪宏宇2005年对盘锦芦苇湿地CO2通量的研究结果表明,芦苇湿地对CO2具有较强的碳汇作用,固定二氧化碳为13.32 t・hm-2。

三、水生生物碳汇

水生生物作为湿地的主要生物资源,其碳汇潜力也是十分巨大的,水生生态系统是CO2一个巨大的汇。据测算,小球藻、栅藻和水华鱼腥藻的含碳量分别达到46.38%、51.28%和68.76%。水生高等植物和动物碳汇潜力更不可忽视。

据Downing等研究估算,贮存在湖泊的生物体有机碳大约为0.036GtC/a。

水库在全球碳循环的作用亦不容忽视。70年代,全世界总的水库面积约为0.4×106km2,碳在水库的滞留率比湖泊大,约为500gC/m2・a,其中50%来自土壤,1970年贮存在水库的碳汇总量为0.1GtC/a,估计到2050年将可达到0.2GtC/a。

通过生物链的作用,水生动物碳汇功能的潜力也是十分巨大的。柴方营等(2001-2005)人在北纬45°高寒地区的3 000公顷水域试验证明,每年利用第二和第三营养级水生生物可成功固碳2 500余吨。

参考文献:

[1] 汪宏宇,周广胜.盘锦湿地芦苇生态系统长期通量观测研究[J].气象与环境学报,2006,22(4):18-24.

[2] 于洪贤,黄璞.湿地碳汇功能探讨:以泥炭地和芦苇湿地为例[J].生态环境,2008,17(5):2103-2106.

[3] Downing J P,Meybeck M,Orr J,et al.Land and water interface zones.Water Air and Soil Pollut., 1993,70:123-137.

[4] Walsh J J.Importance of continental margins in the marine biogeochemical cycling of carbon and nitrogen.Nature,1991,350:53-55.

Research on the character of the biological carbon sink type

YU Hong-xian,LI You-hua

(Northeast agriculture university, Harbin 150030,China)

第3篇：温室气体的特性范文

[关键词]土壤 碳 森林

中图分类号：P467 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0300-01

一、 森林的碳汇功能

自20世纪80年代以来，全球气候变暖已成为不争的事实，由此引起的一系列生态问题日益引起国际社会的广泛关注，气候变化是当前国际社会普遍关注的重大环境问题之一。最新数据显示，大气中温室气体水平已经超过了可能引起危险气候变化的极限，人类面临的缓减和适应全球气候变化任务变得更加严峻和紧迫。森林在维持全球碳平衡及潜在的碳储存方面发挥着不可替代的作用，已成为与全球气候变化密切相关的重要有机体。森林生态系统是地球上除海洋之外最大的碳库，森林碳库包括森林土壤碳库和植被碳库两部分，约占整个陆地生态系统碳库总量的50%，而这其中2/3的碳被固定在森林土壤中。土壤是陆地表层系统的重要组成部分，处于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈的交汇处，被认为是处于活跃状态的最大碳汇。应对气候变化，关键是减少温室气体在大气中的积累，其做法是减少温室气体的排放（减排）和增加温室气体的吸收（增汇）。减少温室气体的排放主要是通过降低能耗、提高能效、使用清洁能源来实现。而增加对温室气体的吸收，主要是通过森林等植物的生物学特性，即光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，把大气中的二氧化碳固定到植物体和土壤中，这个过程和机制实际上就是清除已排放到大气中的二氧化碳，因此，森林具有碳汇功能。由于森林吸收二氧化碳投入少、成本低、简单易行，有利于保护生物多样性。我国政府把林业纳入减缓和适应气候变化的重点领域，要求全力打好“森林碳汇”这张牌，充分发挥林业在应对气候变化中的特殊作用。

二、 研究方法

（一） 数据来源

本文涉及的土壤类型、面积、土层厚度等基础数据来源于2010 ―2012年黑龙江省市县森林资源调查数据。设置按林种，林分类型，林龄（幼龄林、中龄林、近熟林和成、过熟林），坡向（阴坡、阳坡），密度级（疏、密）有代表性地段设置标准地36个。

（二） 统计处理

采用Visual Foxpro 6.0软件计算土壤碳储量，采用excel和SPSS17.0软件统计处理数据。

三、 结果

（一） 空间分布

研究结果表明，不同土壤类型有机碳密度：沼泽土>暗棕壤>黑土>草甸土>白浆土。各土壤类型有机碳密度与年均降水量之间除暗棕壤外，均无显著相关性。小兴安岭北坡各土壤类型有机碳密度与年均降水量之间的相关性分析。森林土壤碳储量达1.65亿吨（不含森工集团所属区域）。各类型土壤碳储量分布规律为：暗棕壤>白浆土>沼泽土>草甸土>黑土。其中暗棕壤碳储量最高（1.62亿吨），黑土碳储量最低（27万吨）。有机碳密度：沼泽土>暗棕壤>黑土>草甸土>白浆土。各土壤类型有机碳密度与年均降水量之间除暗棕壤外，均无显著相关性，说明降水量对土壤有机碳密度影响不大。土壤碳储量分布规律为：暗棕壤>白浆土>沼泽土>草甸土>黑土。森林土壤有机碳储量整体呈先减后增趋势，这主要与森林经营导致的森林面积改变有关。

（二） 时间分布

森林土壤有机碳储量整体呈先减后增趋势。2011年土壤有机碳储量达1.63亿吨，较2010年减少278742吨，减少0.17%。2012年土壤有机碳储量达1.65亿吨，较2011年增加520794吨，增加0.32%。2010-2012年，土壤有机碳储量共增加242052吨，增加0.15%。2010～2012年，各类型土壤中草甸土碳储量增幅最大，增加11.65%；暗棕壤碳储量增幅最少，增加0.09%。土壤有机碳密度接近我国全土平均水平，但低于世界全土平均值。

四、森林经营对土壤有机碳储量的影响

第4篇：温室气体的特性范文

摘　要:由于温室效应对于全球气候变化的影响已经相当显著，因此许多国家与产业都将投入 大量资源以努力降低全球气候变化的影响，其中当然隐现着未来全球节能减碳领域的庞大新商机， 各项节能减碳相关创新技术因而相继发展。笔者指出，节能减碳产业是藉由材料、设备、制程以及 产品之改善，以达成节能减碳目的之产业，其产业范畴可略分为节能材料、节能设备及产品、系统能 源整合、节能减碳认验证、碳资产管理等。综述了国际间节能减碳相关产业之发展现状及发展趋 势。指出，面对未来之挑战，应确实评估节能减碳相关产业之发展潜力，确定发展对象，擘划出适合 节能减碳之产业发展策略及措施.

关键词:节能减碳产业;节能减碳;温室效应;温室气体;能源节约

Abstract:Scientific evidence of climate change puts the reality of human-induced global war- ming beyond any doubt. Various innovative industries have been established in order to develop techniques and markets addressing global warming. The business opportunities are subsequently induced by the actions of greenhouse gases reduction and climate change adaptation. The scope of these industries relating to energy saving and CO2emission reduction include the development of energy saving materials; the fabrication of facilities and products; the integration service of ener- gy system; the certification and verification services; and the management of carbon asset. The assessment of potential for GHG-related industries is essential to establish strategies for promo- ting these industries.

Key words:GHG-related industries;CO2emission reduction and energy saving;global war- ming;greenhouse gases;energy saving

人为温室气体的排放所引发的全球暖化及气候 变迁现象，似乎比过去的预估发生得更快、更显著.

但由于国际间对于后京都议定书时期管制执行架构 之共识不足，2009年哥本哈根会议并没有签署有约 束力的任何协议，最后达成所谓“认知哥本哈根协议 (Copenhagen Accord)”，系由美国、中国、印度、巴 西、南非五国最后磋商的共识，并未得到所有与会国 的支持。协议支持应将全球升温控制在2℃以下之 观点，但并未明订具体之减量目标，但各方的底线已 大致浮现，有助于营造未来后续谈判、甚至达成协议 的气氛.

由于全球暖化议题影响涵盖的层面相当广泛， 与能源供需、产业发展之关连性相当高，这几次气候 变迁纲要公约会议有许多讨论议程，都与经济工具 相关议题有关，许多国家都将投入大量资源以积极 推动节能减碳相关产业的发展，据粗估未来每年需 投入全球暖化减缓与调适之经费约为总生产毛额的 1%以上，亦即未来应对全球暖化可能需要 约每年4，000亿美元以上的资金投入[1]。其背后意 涵隐现着未来在全球节能减碳领域的庞大新商机.

以韩国为例，将推动绿能产业与温室气体减量合并 为绿色成长基本法，成为韩国未来国家发展的重要 目标。因应全球暖化议题的急迫性及各国政府的积 极推动，国际间对于科技及产业发展趋势的看法已 有大幅变化。各种形式之节能减碳科技的发展相当 快速，整体而言，节能技术的发展与应用(包括交通、 住家、商业、产业等部门)仍被认为是主要对策，而低 碳能源、碳封存技术已逐渐进入实用阶段[2].

1　国际间节能减碳相关产业之发展趋势 针对全球气候变迁冲击，各项节能减碳相关创 新技术及推动策略相继发展，其中节约能源技术以 及高效率产品之应用推广，为其中发展之重点。因 此有关节能减碳产业是藉由材料替换或改良、制程 设备改良、制程系统整合以及节能产品之应用等方 式，达到减少节能减碳目的之产业，在此定义下所衍 生出的产业范畴可以大致分为节能材料、节能设备 及产品、系统能源整合、节能减碳验认证及碳资产管 理等。本文针对节能减碳产业在国际间发展现况进 行汇整，为推动相关产业发展提供参考.

1·1　节能材料 随着节能减碳意识的高涨，许多产业纷纷投入节 能、绝热及高热传导效率材料的研发。节能建筑材料 为节能材料产业中重要的一环，目前建筑外壳材料之 发展应用重点包括:轻质隔热外墙板，隔热涂料，玻璃 透光/隔热涂层以及调光薄膜等节能建材。美国为建 筑外壳涂料发展之主要国家，其白色及浅色系隔热涂 料之节能特性已被列入美国“能源之星”之产品要求; 窗户组件主要包括玻璃以及窗框，一般搭配隔热贴膜 以达到隔热的需求。除此之外，高散热效率材料以及 高效能组件材料亦需研发，高散热效率材料是用来替 换制程中各项设备之散热材料，以增进散热效率;而 高效能组件材料则可以增加各项组件之能源使用效 率，以达到有效节能的效果.

应对全球暖化之材料研发产业目前尚属于已发 展产业，要推动该产业的发展，需先整合现有研究成 果，积极研究如何提升各项材料之性能，并针对新开 发之节能材料进行环境测试，加强各项材料之推广 运用，同时配合各项节能技术的发展，以达到节能的 目的.

1.2　节能设备及产品业 节能设备及产品可提供制程耗能之改良，以提 升能源使用效率。工业制程设备(如马达、锅炉及冷 冻空调)所占耗能量远高于其他项目，其中又以转动 马达所需耗电量最大，用电约占工业部门之64%~ 70%.

马达为工业主要动力来源，用于帮浦、空压机、 风机等多种转动机械设备。国际能源署(IEA)[3]估 算马达系统之改造，节能潜力可达20%~25%。因 此若能全面提升马达能源使用效率，将可大幅节能.

目前已将马达效率纳入强制管理的国家和地区包 括:美国、加拿大、澳大利亚及台湾等，其高效率马达 之普及率(37%~70%)较未纳入强制性管理国家之 普及率(如欧盟、巴西及日本等，仅1%~15%)高出 甚多.

冷冻空调设备及产品所涉及的范围相当广泛， 从冷冻空调器具制造业、中央空调主机以及系统设 计施工、工厂与建筑的通风、高科技制程环境所需的 无尘无菌室、产业制程所需的冷冻技术乃至电子产 品散热所需的微型冷却系统均属于冷冻空调的范 畴，因此冷冻空调势必会朝节约能源以及提高能源 效率的趋势发展，各项散热及温度控制技术亦相应 而生，以达到有效的设备节能的目的.

国际能源署[4]数据显示，2005年全球照明用电 占总发电量19%，其中住商照明用电占总照明用电 的74%。全球照明节约能源潜力约为37%~57%.

白光LED技术运用于一般照明可有效省电且使用 寿命长，可取代低效能的白炽灯和荧光灯，将为未来 一般照明市场主流[5].

1.3　系统能源整合 系统能源整合产业可积极整合冷冻空调、压缩 空气、热能与燃烧、电力及照明、远程监控与预知维 护保养等技术，提供节能改善、策略分析及系统规划 评估，并针对各设备系统效率之改善、系统之监控、 维护及调整、适当规格之选择以及电力质量之改善 等方式，协助有效利用能源、提升机组效率.

1970年代能源危机后，整合型的能源技术服务 业(ESCO)应运而生，主要提供能源用户诊断咨询、 改善评估、设计及节能改善工程等，并对节能绩效给 予保证、量测与验证。目前全世界已有超过40个以 上国家积极推动能源技术服务业，政府的积极推动 是能源技术服务产业发展的关键因素，诸如要求公 共部门节能，使政府成为能源服务产业最有规模经 济效益的客户;订立节能相关规范与配套措施;提供 奖励或财务补助措施等[6].

1.4　节能减碳认证 目前在进行温室气体排放量盘查认证工作，主 要依据系参考包括政府部门之法规规范、联合国气 候变化纲要公约及IPCC指引、ISO 14064及14065 等国际温室气体盘查系列标准、温室气体盘查议定 书(GHG Protocol)，以及国际间许多产业团体与非 营利组织所开发之相关盘查方法。因此温室气体认 验证需熟悉各项相关规范内容，以提业温室气 体之登录、盘查及查证以及各项方法论之拟定及撰 写之协助，作为其进行温室气体排放量盘查、减量计 划与提出相关报告的参考.

国际间也发展出

的各类能源效率标章，大致可 分为三大类:认证标章(Endorsement Labels)、比较 性标章(Comparative Labels)以及信息标章(Infor- mation-only Labels)。认证标章属于认可标志，设 定特定的能源效率标准(通常以市场能源效率前 15%~20%之产品型号为门坎)，针对符合或超过此 标准之产品授予标章;比较性标章是指提供相关信 息，以利消费者将特定型式之产品与市场相似型式 产品进行能源效率之相对比较，通常为法规强制性 之规范;信息标章则仅提供消费者产品之能源消费 量、能源效率指针等数据，产品间之能源效率比较则 由消费者自己进行数据收集与分析。欧盟各国则启 动绿色能源认证，评估并认证再生能源发电是否满 足规范。透过绿色认证的建立，以区分再生能源发 电的电力与其他来源之电力。产业未来要进行相关 能源效率标章申请文件的撰写及能源效率的查证 等，都需要相关服务的协助.

1.5　碳资产管理 京都议定书生效后，温室气体的管制与交易俨 然形成新的探讨热潮。若企业可以通过国际间认可 的弹性减量机制，自国际上获得资金和技术，进行节 能减碳工作，温室气体减量将成为有价值且可交易 的资产[7]。碳资产管理的主要目的，是评估温室气 体减排项目的潜在效益，以期协助产业开发其在碳 市场的潜在价值、规划执行项目所需的资金来源、取 得温室气体减排认证(CERs/VERs)以及出售温室 气体减排认证等[8]。碳资产管理业务范围可包括: 国际碳资产交易、碳资产规划等服务项目。国际碳 资产交易的部分，可协助业界进行温室气体交易策 略，寻找与筛选最合适的减量项目，进行实地核查并 确定项目的可行性和可靠性，协助完成温室气体减 量采购协商等服务。此外碳资产规划则包括协助温 室气体减量项目方法学撰写、碳市场投资的风险评 估，协助进行碳市场开发策略的制订，协助建立关于 碳市场的操作能力以及投资咨询至购买CERs的服 务等.

2　结论 鉴于温室效应对于全球各地气候变化的影响已 经相当明显，人类开始体会到，唯有确保环境生态资 源的稳定，才能维持人类社会经济的永续发展，因此 必须同时考虑并选择采取积极的应对措施。节能减 碳相关产业多属新兴产业，建议负责相关产业发展 的政府单位应确实评估节能减碳相关新产业之发展 潜力，确定发展对象，擘划出因应节能减碳议题之产 业发展策略及措施.

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第5篇：温室气体的特性范文

关键词 碳汇农业；碳汇功能；碳减排；对策研究

中图分类号 X22文献标识码 A文章编号 1002-2104（2010）12-0046-06doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.12.010

目前国内研究低碳经济，主要侧重于城市与工业领域，对农村、农业领域的碳排放、农业碳 汇功能等相对关注较少。事实上，农业既是全球重要的温室气体排放源，同时又是一个巨大 的碳汇系统。2007年政府间气候变化专业委员会第4次评估报告表明，农业是全球温室气体的第二大重要来源，排放量介于电热生产和尾气之间。 据联合国粮食与农业组织的统计，农业用地释放出的温室气体，超过全球人为 温室气体排放总量的30%，相当于每年产生150亿t的CO2；农业生态系统可以抵消掉80%的 因农业导致的全球温室气体排放量，工业化肥的生产每年耗费地球1%的石油能源，而禁止化 肥的使用能降低30%的农业碳排放［1］。有学者估计，农业源排放的CO2、CH4与 N2O 量分别占总的人为温室气体排放量的21%-25% 、57%和65%-80%［2］。土地利 用变化是目前大气中温室气体含量增加的第二大来源，其作用仅次于化石燃料的燃烧［ 3］，每年由土地利用变化引起的温室气体排放量为1 160亿t碳当量，约占人类活动总排 放 量的20%［4］。可见，农业本身就是重要的温室气体释放源，尤其是CH4和N2O。

不过，尽管农业系统是地球上人为温室气体的主要来源之一，但是，另一方面其又具有强大 的碳汇功能，温室气体的减排潜力巨大。由于农业是生物质生产的基础产业，整个农用地生 态系统是一个巨大的碳库，是大气中CO2的重要调节者之一。农作物通过光合作用固定大 量的CO2，生物量中含碳可达到43%-58%［5］；而耕地土壤本身是一个巨大的碳库 ，储存着大量有机碳，并具有从大气中吸收并储存CO2的天然固碳功能，使用得当，能有 效地减缓碳释放。同时，农业在生产过程还发挥着诸多改善生态环境的作用。如，调节区域 小气候，净化空气，减少有害气体，增加相对湿度；净化水质，降解有机和无机污染物；保 持生物多样性等。有关学者研究指出，目前我国在农业领域单按农产品质量计算，每年可吸 收CO2约为7.77亿t；若按农作物面积计算，年净吸收CO2的质量则约为22.8亿t［5 ］，因为不仅农产品本身吸收了CO2，而且农作物秸秆生长期间也吸收了CO2。不过， 与森林、草地等自然生态系统相比，农田生态系统受人类活动的影响显著，不同的农作物生 产方式，对碳吸收与排放之间的动态平衡影响甚大，进而难以明确各类作物不同生长阶段是 碳源还是碳汇，以及两者之间演变过程的影响因素。如秸杆是否还田，或供人、畜食用分解 ，经过多长时间再重新以CO2形式返回到大气中。因此，农田生态系统对大气CO2浓度的 净贡献最终取决于其土壤碳库的变化。近年来的研究表明，合理的农业生产措施可以提高农 田土壤碳储量，使之转变为碳汇。董红敏指出，通过改善反刍动物营养可降低单位 肉牛甲烷排放15%-30%；推广稻田间歇灌溉可减少单位面积稻田甲烷排放30%；一个户用沼气 池每年可减少温室气体排放2.0-4.1tCO2当量；推行缓释肥、长效肥料可减少单位面积农 田氧化亚氮50%-70%［6］。以中国为例，目前拥有近15 390万hm2的耕地，约占全 球 耕地的10%，平均容重1.2t/m3，若将土壤有机质含量提高1%的话，相当于土壤从空气中净 吸收了306亿tCO2。即使我们利用30年的时间来完成这个增长过程，每年也约有10亿t的CO 2被固定在土壤中［7］。据全国多目标区域地球化学调查结果显示，我国平均土壤 有机碳储量为15 339t/km2，土壤平均碳密度为48.8t/ hm2，低于美国的50.3t/ hm2 、 欧盟的70.8t/ hm2。在不考虑不同农业技术措施对农田土壤固碳协同或拮抗作用的条件下 ，粗略估计我国仅秸秆还田、合理施肥和保护性耕作三项措施的全面推广和应用，农田土壤 的固碳速率就可达到1.82亿t碳 /年，从2005年到2050年大约可以固定碳 81.9亿t［8］ 。因此，在发展低碳经济方面，农业领域潜力巨大。

1 中国发展碳汇农业刻不容缓

我国是世界上农业温室气体的排放大国，根据《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报 》，目前中国农业活动产生的甲烷和氧化亚氮分别占全国甲烷和氧化亚氮排放量的50.15%和 92.47%，农业源温室气体排放占全国温室气体排放总量的17%［9］。国家气象局局长 郑国光撰文指出：如果不采取积极应对气候变化的有效措施，以我国现有的生产水 平和保障条件，到21世纪后半期，我国主要农作物，如小麦、水稻和玉米的年产量下降幅度 可高达37%；气候变化和极端气象灾害导致我国粮食产量的自然波动，将从过去的10%增加到 20%，极端不利年景甚至达到30%以上。因此，发展碳汇农业的现实目标之一就是使农业生态 系统主要由碳源转化为碳汇，以减缓温室气体的排放。当前我国的农业发展属于严重依赖化 肥、农药等化工型农业生产资料的高碳型发展模式，因此发展碳汇农业刻不容缓。在低碳经 济潮流下，我国农业发展主要面临以下四个方面的问题：

一是农业发展过度依赖化肥、农药等高碳型生产资料。现代农业生产主要是建立在化石能源 的基础之上，化肥、农药等是现代农业发展的支柱，其对提高农地单位面积产量起到至关重 要的作用。但是，化肥、农药、除草剂、杀虫剂、农膜等化工型生产资料，其高能耗、高污 染等特性不仅影响土壤的有机构成、农产品的农药残留和食品安全，而且生产这些原料的过 程必须消耗大量的化石能源，导致CO2等温室气体的大量排放，环境污染也随之而来，并 呈日益严重之势。例如，化肥施入土壤，有相当一部分以有机或无机氮形态的硝酸盐进入土 壤，在土壤反硝化微生物作用下，会使难溶态、吸附态和水溶态的氮化合物还原成亚硝酸盐 ，同时转化生成N2O 和NOX进入大气，成为温室气体和大气污染的重要来源［10］ ；据统计，目前我国以煤为原料的尿素企业占62%，每生产1t尿素消耗约1.2t煤和1 200度电 ，用煤炭气化每生产1t合成氨需消耗原煤1.4t；单位耕地面积化肥平均施用量为434.3 kg/hm2, 是化肥施用安全上限的1.93倍，但利用率仅为40%；农药平均施用量为13.4 kg/hm2，其中高毒农药占70%，有60%-70%残留在土壤中；全国每年农业生产需要50万t农膜，残膜 率高达40%［11］。目前我国农业活动甲烷排放量为1 719.6×104t，占全国甲烷排 放 总量的50.15％，其中动物饲养过程中的甲烷排放为1 104.9×104t，稻田甲烷排放量为61 4.7 ×104 t［12］。

二是耕地土壤有机碳含量严重偏低。我国农地耕作长期以来习惯于只用地而不注重养地，因 此，农田土壤经过数千年的耕作，有机碳严重偏低。耕地土壤的退化一方面造成耕地固碳能 力的严重下降，另一方面使得耕地土壤本身固定的碳向环境净释放。与欧洲同类型土壤相比 ，中国土壤的有机碳含量尚不及欧洲的一半。从目前中国耕地有机质含量来看，水田土壤大 多在1%-3%，而旱地土壤小于1%的就占31.2%［13］ 。由于秸秆没有合适的出路，农 民大量焚烧秸秆，结果将农作物固定下来的碳又返回到了大气中。以东北地区为例，中国科 学院和黑龙江省有关科研机构的研究数据表明，东北地区坡耕地黑土层厚度已从60-70年前 的80-100 cm减少到了现在的20-30 cm，土壤有机质含量由12％下降到了1%-2%，85%的黑 土地处于养分亏缺状态。黑龙江省黑土层流失厚度每年达到0.6-1 cm；吉林省30 cm以下 的薄层黑土面积已占黑土总面积的42%［14］。

三是工业化的高碳农业对生物多样性和农产品安全已经构成严重威胁。已有的实践证明，工 业化的高碳农业带来的农田无度开垦和连片种植，导致自然植被、自然物种和天敌大量减少 ；农药的使用破坏了物种的多样性，造成了土地的毒化和农产品的不安全性；大量化肥的使 用，造成大面积的农业面源污染及生态的破坏，进而造成生物多样性的减少和农产品品质的 下降；品种选育过程的遗传背景单一化及其大面积推广，导致对其他品种的排斥；高密度的 种养殖以及各种激素和催化剂、添加剂的广泛施用，诱发了农产品不安全事件的发生等。这 都说明了工业化的现代农业不仅是一种“高碳农业"，而且是一种对生物多样性和农产品安 全构成威胁，进而对人类的生存发展构成危害的“高危农业"。

四是农业生产方式落后，管理水平偏低。我国目前农业生产、管理效率不高，资源要素浪费 严重。在推广立体种植模式，节水、节能等技术发展方面还相当落后；农业废弃物的处理、 农业机械化的水平等都不高，这不仅造成资源的严重浪费，能源的紧张，而且加重了农业碳 减排的压力。因此，关于农业生产资料的改革、生物质废料的合理处理与利用，农业生产的 直接能源消耗等问题，已成为低碳经济时代我国农业发展急需解决的问题。

2 发展碳汇农业的主要路径

在低碳经济时代，我们必须尽快转变现有的农业发展方式，逐步减少对高碳农业的依赖，鼓 励发展碳汇农业，以保持农业的可持续发展。发展碳汇农业的基本路径选择主要包括以下四 个方面：

第一，大力发展资源节约型循环农业，减少对高碳型生产资料的依赖。循环农业是以对农业 生产废弃物进行资源化利用、生物质能的多级利用和营养元素的循环利用，减少对农药、化 肥等化工型生产资料依赖为特征的一种农业经济发展模式。其通过建立“农业资源―农业产 品―农业废物再利用”的循环机制，按照减量化、再利用、资源化的原则，大力推进节能、 节水、节地、节材，加强作物秸秆、粪便等资源的综合利用，充分利用农业的剩余能量，减 少农业生产中废弃物的排放，完善再生资源回收利用体系，实现农业生产的低资源消耗、低 废弃物排放、高物质能量利用。发展资源节约型循环农业是减少农业的碳排放，增强农业碳 汇功能的有效途径。以农业废弃物秸秆与粪便为例，通过沼气池转化或直接还田，施用粪肥 ，不但可以减少化肥的使用量，提高土地生产力，而且可以增加土壤有机质，从而增强土壤 的固碳能力，减少温室气体的释放。据估算，农作物秸秆碳汇每年至少有15.03亿t［5 ］，完全可以满足返田固碳的需要，提高农业生态系统的碳汇能力，实现农业途径的温室 气体减排。

第二，积极推广有机农业，增强农业碳汇功能。有机农业在减缓和适应气候变化方面具有极 大的潜力。发展有机农业，就是遵循生态环境系统的运行规律，通过生物措施保持土壤肥力 ，尽可能减少外部投入，利用自然的调控机制，以有机物质自我循环为基础，保护自然资源 ，保持可持续稳定的生产过程的农业。其禁止施用化学合成的农药、化肥、生长调节剂、饲 料添加剂以及人工合成的植物保护制剂；利用天然植物性农药和杀虫生物制菌剂以及耕作法 、物理法和生物法等病虫害防治手段；建立作物轮作体系，利用秸秆还田、施用绿肥和动物 粪肥等措施进行土壤培肥、保持养分循环等。有机农业能够优化可再生资源及农业生态系统 中养分和能流的循环，同时避免耕地或干泥炭地中氧化亚氮和沼气的排放。相同的生产区， 有机体系的排放量远远低于化工体系的排放量。据最近的调查结果显示，采用有机系统耕作 ，因不使用耕地机械而能够避免的碳排放量大约为879kg/hm2/年［15］。因此，推 广有机农业不仅可以提高农产品的质量，保障农产品的安全性，减少环境的污染，有利于生 态环境的恢复，生物多样性的保护，而且能从根本上解决农业生产过程中大量消耗化石燃料 的问题，减少温室气体的排放，增强土壤的固碳能力，并由此带来巨大的农业碳汇效益。

第三，发展休闲观光农业，减少农作物的碳排放量。农业不仅具有食品保障功能，而且具有 原料供给、生态保护、观光休闲等多种功能。发展休闲、观光旅游农业，一方面可以为市民 提供自然生态的休闲环境，满足人们不断增长的亲近自然、回归田园的游憩需求，另一方面 ，可以促进农村生态环境的改善，提高农作物的减碳、固碳能力。

第四，改变传统的耕作方法，提高土壤的固碳水平。对农田生态系统而言，耕作是破坏土壤 有机碳稳定性、加速土壤有机碳分解的重要原因。因此，合理耕作、部分实行减免耕作能增 加土壤有机碳稳定性，进而提高生态系统的碳贮量。大量资料表明，免耕与少耕管理与传统 耕作措施相比能明显提高土壤有机质的含量。通过免耕、少耕，减少土壤中不稳定碳的流失 ，降低风雨对土壤的侵蚀，减少土壤有机质的流失，增加土壤碳汇。研究表明，坡地在开垦 后5a内，因耕作和水侵蚀导致土壤有机碳以2.15 mg C／(hm2•a)［16］的速度损 失，而我国有18%的耕地为坡耕地或易受侵蚀［17］，所以保护性耕作具有很大的固 碳潜力。例如，在北美地区，经过多年的保护性耕作使该地区农田土壤有机质含量明显增加 ，10a以上可使农田耕层有机碳含量增加7％-10％［18］。因此，我国在农业生产中 应改变广泛使用需要耗费大量化石燃料的农业机械的耕作方法，通过保护性耕作和机械化的 免耕覆盖模式等耕作方法，增强土壤有机质，加强土壤的固碳作用。

3 中国发展碳汇农业的主要政策建议

碳汇农业属于新兴产业，因此急需政府进行相关的制度创新与政策引导、支持。这不 仅需要市场机制和制度安排充分发挥作用，而且需要政府积极进行引导、宣传和推广，并在 政策上给予大力扶持与保障。即，建立起完善配套的法律法规体系、政策支持体系、技术创 新体系和激励约束机制等；通过强制性制度创新，实行有利于节能减排、资源节约、改善生 态、保护环境的财税政策，实现农业的低碳排放。具体而言，可重点实行以下六项政策措施 ：

3.1 建立健全资源、环境有偿使用制度，开征环境税，构建发展碳汇 农业的 长效机制

明确资源和环境的公共产权，建立完善资源、环境有偿使用制度，构建反映市场供求关 系、稀缺程度、损害成本的资源、能源、环境价格形成机制，形成统一、开放、有序的初始 产权配置机制和二级市场交易体系；对化肥、农药开征环境税，引导农户改变过度依赖化肥 、农药等化工型生产资料的农业生产方式，有效推进碳汇农业发展。例如，明确征收的化肥 、农药环境税必须全部反哺到碳汇农业，或者以“碳补贴”的方式返还给农民，提高农民发 展碳汇农业的积极性；在农业节水方面，明确地方政府拥有本辖区内水资源的调控、分配、 管理和监督权：用水户按分配的指标和相应价格拥有用水权；节约和剩余的水量在一定范围 内可以参与交易、转让，建立节奖超罚机制等。

3.2 构建有利于发展碳汇农业的保障体系与激励机制

应大力推进制度创新，发挥政策和财政资金的导向推动作用，制定相关的扶持发展碳汇农业 的各类政策措施，增加对发展碳汇农业的公共投入，如，税费减免、财政扶持、技术支持、 土地使用等，通过诱致性制度变迁，把农业生态环境纳入政府公共管理范畴；建立有利于碳 汇农业发展的政策和法律体系；在农业建设项目审批、投资等环节，优先考虑碳汇农业项目 ；建立碳汇农业促进组织，加强农业基础设施建设和农业环境管理，为碳汇农业提供一个良 好的发展环境；要重视碳汇农业关键技术的研发、示范和推广工作，运用公共财政积极推进 农村沼气及生活废弃物无害化处理的物业化管理；依法强制实施清洁生产审核，对增施有机 肥、资源节约、农村清洁能源和可再生能源、农业废弃物资源化利用和无害化集中处理等工 程和生产方式实施低碳补偿政策，激发发展碳汇农业的内在动因和持续动力；建立相关的保 障体系，避免土壤的固碳过程逆转，并建立一套奖惩制度，对土地固碳效果显著的优秀土地 管理者给予奖励；引导农村金融机构对发展碳汇农业的农户和龙头企业给予贷款支持；完善 有机农产品标识制度，鼓励公众购买碳汇农业方式生产的农产品；引导农民转变思想观念， 实行农业生产的碳核算制度。

3.3 引导与鼓励低碳科技革新，构建推动碳汇农业发展的技术创新体系 碳汇农业的发展既是一场农业生产的低碳与环保革命，也是一场新技术的革命，因为发展碳汇农业的关键是依靠农业科技在低碳领域的突破。因此，政府应当积极引导、鼓励与扶持各方面的科技力量和攻克农业方面节能节水等低碳的关键性技术，在农业清洁化生产的技术链接、绿色生产技术和农业资源多级转化、高效利用与废弃物再生技术、低碳农业技术标准规范、农村生态小城镇建设技术等层面开展技术创新、集成研究并形成突破，逐步建立起相对完善的推动碳汇农业发展的技术创新体系；同时，逐年加大对农业和农村节能低碳重点项目、重大工程的投入力度，依靠科技、组织实施好农村沼气、秸秆气化、节水农业、保护性耕作、有机农业投入品、副产物综合利用、天然林保护与退耕还林、生物质能源开发等重点项目的开发建设，重点在全国创建一批碳汇农业示范园区，推广碳汇农业，由此推动碳汇农业的快速普及与发展。

3.4 设立农业碳基金，推进碳排放权交易

在低碳经济形势下，我国要抓住机遇，设立农业碳基金，拓展农业资本市场，解决发展碳汇 农业所需的部分资金；并以清洁发展机制为核心，推进碳排放权交易，先期主要面对国内能 源大企业销售，逐步进入国际碳交易市场。粮农组织的经济学家莱斯利•利珀认为，通过此 种低碳融资措施，发展中国家低碳农业的规模可能会每年增加300亿美元［19］。而 且，进行农业碳交易，可额外增加农民的碳汇收入，有利于激励农户从“碳源”农业生产方 式转变到“碳汇”农业生产方式。目前，中国已成为发达国家开展CDM项目的主要国家，全 球最大的CDM市场减排量的最大供给者。因此，应该抓住机会促进发达国家的相关技术转让 ，同时增强自主创新能力，研发低碳农业技术和低碳农产品，开发利用生物质能源，整合市 场现有的碳汇农业技术，加以培训、示范和推广应用，以期在国际碳汇交易的竞争中抢占制 高点。同时，在国内积极探索创建“企业―碳交易机构―农村专业合作组织―农户”的农业碳汇交易机制，形成企业、农村专业合作组织、农民与碳交易机构等相关体的利益共享机制和专业合作组织订单机制，其内在的运作机制主要包括三个层面：一是在企业与碳交易机构之间，主要是加入碳交易机构的企业自愿并从法律上联合承诺，通过购买补偿项目的碳减排指标，完成其定量的温室气体排放目标。即，企业通过农业碳汇等项目去弥补未完砀减排目标或超额排放；二是碳交易机构与农村专业合作组织之间，主要是专业合作组织负责将农民组织起来，帮助有意愿实施碳汇农业技术的农民签订合同或者订单，并将其减排的温室气体指标集合在碳交易机构出售；三是农村专合组织与农户之间，主要指专业合作组织通过订单机制与愿意提供碳汇的农民签署合同，然后将集中销售碳减排量的利润按签订的合同返回给农民［20］。

3.5 鼓励各类资本下乡，推动碳汇农业的发展

要改变农村生产方式，积极发展碳汇农业，除了政府财政支持以外，更需要金融机构资金及 “市场资本”的积极介入，在政府财政投资、金融机构与市场资本的合力作用下，共同参与 和推动新兴碳汇农业的发展。因此，应以全新视角设计各类资本支持碳汇农业的框架体系。 一是为支持碳汇农业经济发展的金融机构及各类资本提供税费优惠、利息补贴和风险担保上 的政策支持；二是制定完善农业保险法、碳汇农业促进法等相关法律，建立健全农业保障体 系，推行政策性与商业性保险同时运营的联合保障机制，提高保障系数，降低信贷支持风险 。三是建立银行、担保与保险联合支持机制，实现低风险、高收益的多方共赢。保险公司为 高投入、周期长和高收益的碳汇农业提供政策性或商业性风险保障；政府主导组建碳汇农业 专项担保公司，建立公益性担保基金，为碳汇农业提供融资担保；银行机构则依据信用评估 和风险评估情况提高信贷额度，延长资金使用期限，降低资金使用价格，促进联合机制有效 发挥。

3.6 改变传统农业的组织形态，大力推进各种形式的农业专业合作

推进农业专业合作以解决农业经营规模过小与发展碳汇农业的矛盾。目前我国主要实行 的是以家庭承包为基础的小规模的农户和农场模式，这种农业生产形态给规模化碳汇农业的 发展带来困难。例如，一个农户或一个农场实行碳汇农业的模式，而周围的耕地仍是工业化 农业，那么这个生态模式的土壤、空气和水源等就难以避免会受到影响和污染。因此，需要 在传统农业的组织形态上进行改变，大力推进各种形式的农业专业合作，例如以村组为单位 开展土地合作，选择合适的项目发展碳汇农业；扩大现有农业专业合作社的合作规模和合作 内容，引导不同专业合作社围绕发展碳汇农业进行经营合作；引导小规模的生态农户与农场 ，通过成立生态合作社扩大规模等等。

3.7 征收进口农产品“碳关税”，补贴国内碳汇农产品

在西方发达国家，对农业普遍实施高补贴政策，这事实上包含了对农业的“碳补贴”。此 外，发达国家碳减排成本普遍较高，据调查，欧美国家的碳减排成本平均在50美元/t以上 ［21］，折合人民币成本大约为340元/t。按照1 kg粮食吸收1.47 kgCO2标准计算， 欧美发达 国家粮食碳补贴标准大约为499.80元/t［5］。这可作为我国进口西方发达国家农产 品的“ 碳关税”标准。同时，把征收的资金用于补贴国内的有机农产品、绿色农产品等碳汇农产品 ，以提高农户发展碳汇农业的积极性，增加农民的收益。

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XIE Shujuan1,2,3 KUANG Yaoqiu1，2 HUANG Ningsheng 1，2

(1. Guangzhou Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences,G u angzhou Guangdong 510640,China; 2. Graduate University of Chinese Academy of S ciences,Beijing 100049,China；

3. Guangdong Academy of Social Sciences,Guangzhou Guangdong 510610,China）

第6篇：温室气体的特性范文

关键词：低碳经济；室内设计；应用

低碳经济理念和室内设计的融合，是通过对低碳、节能、经济等各种技术来实现的，在一定程度上降低了温室气体的排放量和能耗。在低碳设计方面，采用的材料进行了一定的更改，主要对环保、节能的新型材料进行应用，融合了低碳理念的室内设计更加注重绿色环保，保证居住空间的舒适性、健康性等，给住户提供了一个非常低碳的室内环境。

一、低碳理念的涵义

低碳理念的涵义主要指的是减少二氧化碳等温室气体的排放。在人类的初期发展中，生产力是非常落后的，对于煤炭等化石燃料的利用是非常少的，很少发生因为碳排放量而导致的生态问题。在经济不断的发展的过程中，工业革命发生了，全球范围内的经济实现了迅猛的发展，对于化石燃料的利用不断增多，二氧化碳等温室气体的排放量大幅增加，导致很多生态问题的出现。低碳经济将可持续发展作为重要的基础和前提，通过多科技、制度等进行相关的应用，减少对化石燃料的利用，从而是的温室气体的排放量逐渐减少，在更大程度上保证经济和社会的健康发展，对于人们的生命安全有着非常重要的价值。

二、低碳理念在我国的室内设计中应用的现状

低碳设计是低碳理念和设计相融合的主要体现，主要讲的是在方案设计的整个过程中，遵循低碳理念，使用新型的能源和材料，减少能耗，在这个过程中最为关键的一点就是为人们提供一个低碳的环境。在我国的室内设计领域，对低碳理念的应用是比较晚的，即使专业的设计人员对于低碳理念也并没有一个非常全面的了解和认知。同时，相应的使用方法也非常缺乏。我国的传统文化时间久远、影响深刻，对于室内设计人员的影响也是很大的，在这一条件的限制之下，使其对于室内设计的认识是带有文化特殊性的，当文化的这一特性和低碳理念产生一定的冲突的时候，很大一部分设计人员会遵从文化的特殊性，这使得低碳理念在我国的室内设计中没有得到很好地渗透。

三、低碳理念在室内设计中的应用

1.我国的人口分布和居住的条件都有着鲜明的特点，人口数量非常庞大，使得人均占地的面积是非常小的，在这样的条件之下，怎样才能实现空间布局的低碳化和经济化有着非常重要的意义，对于改善我国居民的居住环境是非常重要的。首先，对于功能分区的合理化要做到足够的重视在地刺进行划分的时候，要遵循一定的原则，包括公私分隔、洁污分隔和动静分隔。面积分配也要合理，对功能区的面积进行合理的分配。从而提高利用率。室内设计主要的就是住房的设计，关系着每个家庭的生活习惯和生活理念，而且不同的家庭有不同的生活习惯和理念，在室内设计的过程中，要对其进行充分的考虑，根据家庭所处的时期灵活布局。同时，对于可以再创造的空间进行合理的布局，也就是进一步加强经济化的空间布局，为将来的装修留下一定的空间，这项措施对于资源的节约等有着很大的帮助。

2.在储物空间的设计上，需要将功能区的特征作为重要的依据。住宅区的不同的空间区域有着不同的特征和使用情况，在这样的基础之上，需要对不同空间区域的使用性质进行充分的考虑，同时，还要结合储物对象进行相应的设计。储物对象是储藏空间设计中非常重要的参考因素。在室内，每一个储藏空间的打下是不一样的，而且，每个住户的生活习惯等是不一样的，在储藏空间所要放置的物品也是不同的，所以，在进行储藏空间的设计时要根据实际的储物对象来进行设计。储物空间是有一定的分类的，包括了三项内容，分别是独立式储藏、组合式储藏和固定式储藏。在储藏空间的设计中要对储藏类型进行灵活的运用，将储藏间空间的利用率尽可能地提高。室内设计的主要服务对象是住户，根据家庭的具体要求和变化需要对储藏空间进行相应的装修，那么，这就需要预留出一定的空间，方便以后的装修和设计。需要对储藏空间做出进一步的完善，将储藏空间的使用时间尽可能地延长，这一措施对室内空间和资源的节约有着非常大的帮助。

3.在低碳材料的选择上需要注意很多方面的问题：第一，材料的选择是根据具体的情况来选择的，不能任何的空间设计都是用一样的材料，对于材料的性能要进行一定的考虑，不同的空间设计对于所使用材料的要求是存在差异的，需要将这些差异作为重要的参考依据。第二，在选择的过程中，对材料进行详细的考察，注重成品装修材料的选择，保证它们的能量散发是比较少的。第三，对于当地的生产的装修材料进行优先选择，相比于外地的材料，其售后服务和质量都便于保证。第四，所选择的材料需要和可持续发展的目标相结合，减少一次性材料的应用。第五，带有放射性物质的材料是不允许使用的。

4.对石材进行充分的应用，他有着非常大的优势，对于环境的美化和良好居住空间的营造有着非常重要的作用，将石材应用于室内设计中只需要对原材料进行相应的冷加工，是不需要进行高温加工过程的，那么，就在很大程度上减少了污染物的排放，对于生态环境的保护有着至关重要的意义。木材也是一种非常重要的低碳材料，注重地天然木材的使用，减少人造木材的使用，对于低碳理念的应用是非常重要的，能够在一定程度上改善居住的环境。

四、结语

在人们的生活、工作和学习等方面，室内环境有着非常重要的影响。近年来，我们国家的社会经济和科学技术实现了全面的发展，在这个过程中，人们对于建筑空间的环境有着更高的要求，在这样的条件之下，将低碳理念和室内设计进行相应的融合有着非常重要的作用，是必然的要求，相关的设计人员需要采用有效的手段对储物空间进行性设计，营造一个舒适、健康、经济的室内环境。

参考文献：

[1]樊孟维.低碳经济理念下的室内设计原则探析[J].长春大学学报.2011（3）：99-101.

第7篇：温室气体的特性范文

2015年12月21日，香港交易及结算所有限公司全资附属公司香港联合交易所有限公司（以下简称联交所）新版《环境、社会及管治报告指引》（简称ESG指引），旨在加强有关ESG信息的披露规定。其中环境范畴指标整体包括三个层面――排放物、资源使用及环境和天然资源，分别要求企业对三废（废气、废水、废渣）排放、各类资源的使用情况以及对环境造成的重大影响进行强制性披露。

一、ESG指引之环境范畴指标

1. 指标分类

环境范畴指标分为排放物、资源使用、环境及天然资源三个层面，共包含12项关键绩效指标，其中定性指标1个，披露相关措施及成果；定量指标6个，披露具体数据；定性定量指标5个，同时披露其具体排放数据、相关措施及成果。

2. 指标获取

环境范畴指标获取的难点主要反映在理解和统计上。其中，企业反映比较多的难点指标主要是A1.2、A1.3、A1.4和A3.1，以下针对上述四个指标进行分析和解读。

A1.2：温室气体排放总量（以吨计算）及（如适用）密度（如以每产量单位、每项设施计算）。

指标披露方法：首先，针对企业经营类型判断温室气体的排放种类；然后，明确温室气体排放核算的组织边界；接着，识别温室气体排放源；最后，计算各排放源产生的温室气体排放总量。

A1.3：所产生有害废弃物总量（以吨计算）及（如适用）密度（如以每产量单位、每项设施计算）；

A1.4：所产生无害废弃物总量（以吨计算）及（如适用）密度（如以每产量单位、每项设施计算）。

指伺露方法：以上两个指标的获取难点在于有害废弃物和无害废弃物的识别与区分。按照定义，有害废弃物主要是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。

A3.1：描述业务活动对环境及天然资源的重大影响及已采取管理有关影响的行动。

指标披露方法：此项指标涵盖范围广泛，基本上与所有行业均相关。其中，“对环境及天然资源的重大影响”主要是指披露识别出的企业对气候变化、空气质量和生物多样性等方面产生影响的内容。“采取管理有关影响的行动”就是披露降低对环境和天然资源产生影响的举措，其中生物多样性保护方面可单独披露相关举措，对气候变化和空气质量影响的行动可以在能源管理、废气排放管理等内容中论述。

3. 适用范围

环境范畴12项关键绩效指标中，除A1.3及A2.5属于部分适用外，其它指标对于一般行业均普遍适用。一是对于需要披露具体排放密度的指标，如A1.3中需披露有害废弃物排放密度（如每产量单位、每项设施），而对于此项有害废弃物排放量低且业务设施范围复杂的企业不适用，如地产企业；二是不具备适用条件，如A2.5制成品所用包装材料的总量，一些行业不采用包装材料，如电力行业。

三、ESG指引之环境范畴指标与相关社会责任指南、标准对标分析

ESG指引环境范畴的关键绩效指标均要求强制披露。现将ESG指引中环境范畴的指标与全球报告倡议组织（GRI）《可持续报告编写指南》（第四版）（以下简称GRI G4）、ISO 26000：2010《社会责任指南》（简称ISO 26000）进行对标分析，为联交所上市公司应用ESG指引披露环境范畴信息提供借鉴。

分析表2显示，ESG指引、ISO 26000及GRI G4对于企业在环境方面的要求有共性，也各有侧重。具体如下：

第一，ESG指引、ISO 26000及GRI G4中均涵盖了主要空气污染物、水资源、能源、废弃物及天然资源与环境的影响等内容，联交所上市公司在开展环境管理、披露环境信息时，可以对照参考。

第二， GRI G4涵盖了可能对环境造成影响的各个方面，包括物料、能源、水、生物多样性、废气排放、污水和废弃物、产品与服务、交通运输等方面，涉及范围最广，对应各方面的指标划分与阐述最为全面详实。企业参考 GRI G4 可以更好地理解环境信息披露的要求，方便联交所上市公司应用ESG指引更加全面地披露环境范畴信息。

第三，GRI G4注重在企业判别实质性议题后，提供相对应的披露标准项和披露方法，对于联交所上市公司披露ESG指引中环境范畴的重点信息有重要参考价值。

第四，ISO 26000 环境主题总的“相关行动和期望”为企业开展环境管理提供了指导，这对于联交所上市公司开展环境管理提供了可行建议，对于联交所上市公司提高ESG指引中环境范畴信息的披露质量也有较大的参考价值。

四、ESG指引之环境范畴指标披露示例

针对以上提及获取难度较大的指标A1.2、A1.3、A1.4 、A2.1、A3.1，列举相应典型示例以辅助区分和理解，并提供相关联交所上市公司披露的典型案例。

A1.2

指标内容：温室气体总排放量（以吨计算）及（如适用）密度（如以每产量单位、每项设施计算）。

如恒隆地产对直接排放和间接排放的温室气体排放量进行核算，同时以建筑楼面积披露了排放强度：

A1.3、A1.4

指标内容：所产生有害废弃物、无害废弃物总量（以吨计算）及（如适用）密度（如以每产量单位、每项设施计算）。

如中电集团对有害废弃物和无害废弃物的产生量及循环再造量进行了详细披露：

A2.1

指标内容：按类型划分的直接及/或间接能源（如电，气或油）总耗量（以千个千瓦时计算）及密度（如以每产量单位，每项设施计算）。

如太古地产披露了内部能源消耗类型（柴油、汽油、煤气、天然气等）及相应的消耗量：

A3.1

第8篇：温室气体的特性范文

【关键词】 低碳经济 造纸 节能减排 中国

依据世界气象组织的科学调查显示,到本世纪末二氧化碳浓度可能超过700ppm,这可能导致全球气温上升1.4℃至5.8℃,从而造成环境灾难。在这样一个高碳的社会里,如何来计算它的低碳机会,实现低碳生活由此显得至关重要。

一、低碳经济的内涵

1、“低碳”的源起

事实上,低碳(low carbon),是指减少或降低以二氧化碳为主的温室气体排放。早在1990年,联合国环境规划署的温室气体咨询小组就指出,全球气候正逐渐变暖,必须将平均气温控制在比工业化前平均气温高2℃的范围内,否则将面临生态系统严重破坏,农作物减产、水资源短缺、海平面上升、物种灭绝等种种恶劣状况。2℃已经成为自然界最后的安全阀,一旦被突破,其所带来的环境灾难难以想象。

造成全球变暖的罪魁祸首就是人类自身,其无节制享受物欲文明的生活和生产方式,造成了在过去的100年当中,排放出大量的温室气体,使大气中二氧化碳浓度上升了三分之一,严重破坏了地球臭氧层,从而导致全球平均气温节节升高。在此背景下,世界各国共同呼吁降低或控制二氧化碳排放,才有了“低碳”一说。1997年12月,149个国家和地区的代表通过了《京都协议书》,这是人类历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。中国也于1998年5月签署并于2002年8月核准了该议定书。

2、“低碳经济”的内涵

“低碳经济”,是近年来国际社会应对人类大量消耗化石能源、大量排放二氧化碳引起全球气候灾害性变化而提出的新概念。它的核心是在市场机制基础上,通过制度框架和政策措施的制定及创新,形成明确、稳定和长期的引导和鼓励,推动提高能效技术、节约能源技术、可再生能源技术和温室气体减排技术的开发及运用,并促进整个社会经济朝向高能效、低能耗和低碳排放的模式转变。

二、我国造纸业发展低碳经济的现实意义

1、我国造纸业发展低碳经济的背景

(1)国际背景

早在1896年,瑞典物理化学家阿累利乌斯就已发出“化石燃料燃烧将会增加大气中二氧化碳的浓度,从而导致全球变暖”的警告。传统的造纸工业在生产过程中排出的废气和粉尘大大增加了二氧化碳的浓度,从而也为地表温度的升高增加了可能性。全球地表温度数据表明,20世纪地球升温约0.5℃。大部分高温年份都出现在近些年,从20世纪50年代后期开始,科学界才开始注意和研究全球气候变化与温室气体的关系,到1990年代初,各国政府、科学界和工业界不得不痛苦地承认:人类向大气中排放温室气体是全球温暖化的主要原因。2007年5月,IPCC第四次评估报告提供的证据显示,由人类活动引起的全球气候变暖已是一个不争的事实。近百年(1906―2005年)来,全球平均地面温度上升了0.74℃,预计到本世纪末,全球平均地面温度(与1980―1990年相比)可能会升高1.1℃―6.4℃。全球气候变化影响人类生存和发展,对经济社会可持续发展带来严重的挑战,深度触及农业和粮食安全、能源安全、生态安全、水资源安全和公共卫生安全。

全球气候变暖的危害极其严重。据IPCC的合理估计,从1990年到2100年,全球海平面将上升49厘米左右。同时,诸多研究也表明全球变暖可能使地球上有些自然干旱地区的耕地逐渐变成荒漠,从而粮食生产能力下降。《自然》杂志文章宣称,全球气候变暖将导致世界上四分之一即一百多万物种在未来50年内灭绝。

(2)国内背景

目前,中国是世界第二大能源生产国和消费国,又是世界第二大二氧化碳排放国。中国过多地依赖单一能源,其中煤炭高达70%,这一事实已使经济发展和环境保护亮起红灯。尤其是当前中国正处在工业化中期阶段,重化工业特征非常明显。这一特征意味着中国在较长时间内不可避免地要大量消耗资源和能源。根据国际能源机构的报告,预计到2010年,中国将可能超过美国,成为全球最大的温室气体排放国。

据近五年工业统计资料介绍,全国制浆造纸工业污水排放量约占全国污水排放总量的10%―12%,居第三位;排放污水中化学耗氧量(CODcr)约占全国排放总量的40%―45%,居第一位;同时,生产排放的二氧化碳也位居前列。造纸工业是中国污染环境的主要行业之一。

多年来,我国气候发生了显著变化。从1986年到2008年的23年全部出现了全国性暖冬,极端天气、气候事件与灾害的频率与强度明显增大。另据2006年年底的《气候变化国家评估报告》预测,未来我国气候变化的速度将进一步加快,很可能在未来50年至80年全国平均温度升高2℃―3℃。气候变暖将造成严重的损失。据预测,到2030年,我国沿岸海平面可能的上升幅度为l0cm―16cm,导致海岸区洪水泛滥的机会增大;而且气候变化将使农业生产的不稳定性增加,如果不采取任何措施,到2l世纪后半期,我国主要农作物,如小麦、水稻和玉米的产量最多可下降37%,农业生产也将受到气候变化的严重冲击。

从相关统计数据可以看出1990―2003年,中国的GDP增长大约占全世界的10%,而同期能源消费增长却占世界的27%,温室气体排放量增长占世界的34%。中国能源消费和温室气体排放的净增长趋势显示,中国有必要减少温室气体排放。能源供给和能源安全已经成为限制中国工业化的主要制约因素。减少温室气体排放在一定程度上,也有助于发展目标的实现。因此,中国需要在未来20―50年间,在工业化发展和温室气体减排之间进行平衡。中国的选择只能是继续化压力为动力,寻求低碳经济发展道路。

2、我国造纸业发展过程中能源利用及其排放现状

(1)纸浆等原料结构的不合理

以安徽省濉溪县为例,这个地区的造纸厂,全部采用草浆造纸工艺。由于长期的无序生产,污水使庄稼根部腐烂,河里的鱼虾死光,井水要过滤5次才能饮用。这样的生产、生活环境,给当地居民带来了诸多不变甚至制约了当地经济的可持续发展。

我国传统造纸业以草浆为主,其比例高达80%以上。而世界造纸业发达国家木浆比例高达90%。这种不合理的原料结构造成的严重污染,主要来自麦草化学制浆的排污。目前,草类制浆二氧化碳排放量占整个造纸工业排放量的60%以上,仍然是主要的污染源。只有增加优质长纤维的供给,提高木浆比重,淘汰落后草浆生产线,优化我国造纸原料结构,才能解决我国造纸带来的环境污染问题。

(2)造纸过程中高居不下的耗水量

传统造纸工业是污染排放的重点行业,也是能耗大户,因此节能减排成为低碳经济下造纸行业发展的新趋势。目前,造纸业居我国5大高耗水行业之首,其国内纸厂吨纸水耗高达100立方米以上,是世界平均水平的10倍。随着工业用水价格的不断提高,节省这方面的开支对于企业的长远发展来说大有可为。国内大型造纸企业近年来纷纷投入巨资,用于节水技术和设备的研发及改造,深入挖掘节水潜力,提高水的重复利用率,均达到了国际先进水平。但大批的小型造纸企业的耗水量仍然高居不下。

(3)污染物的产生和排放的处理能力有待进一步提高

在节水的同时,如何解决污染物排放对环境的不利影响是个不容回避的问题。造纸行业是我国进行污染排放控制的重点行业。造纸工业是山东省重要的传统优势产业之一,产量和主要经济指标连续14年居全国首位。新出台的《指导意见》确定,到2011年,自制纸浆产能、机制纸及纸板产能分别控制在700万吨和1800万吨以内;逐步增加商品木浆和废纸浆比重,非木浆、木浆、废纸浆三者比重调整到15∶35∶50;逐步淘汰落后产能100万吨―150万吨,全省造纸企业平均规模达8万吨/年以上。《指导意见》规定,到2011年,山东省造纸产品综合能耗将在2008年的基础上降低5%―10%,自制草浆平均综合水耗达到50-60立方米/吨,化学机械木浆平均综合水耗达到20―25立方米/吨。

山东省要求,沿海地区要充分利用港口优势,重点发展木浆和废纸造纸,鼓励企业加快行业兼并、联合和重组,提高产业集中度;鼓励利用木材采伐剩余物、木材加工剩余物等生产木浆,充分利用废纸资源,使全省废纸回收率由目前的35%提高至40%以上,利用率由45%提高至50%以上;鼓励采用封闭循环用水、中段废水处理及回用技术;采用废渣燃料化处理、固体废物回收处理、沼气发电等环境保护技术和手段。

三、对我国造纸业发展低碳经济的建议

1、发展低碳经济的必然选择:绿色技术创新

(1)选择低碳环保型原材料

其一,选择可再生木材原料。第一,可再生木材资源是今后人类应该充分依赖的资源,木材和纸产品是可再生和可循环使用的产品,林产工业可以扩大生物质能源的使用,减少对化石燃料的依赖,减少二氧化碳的排放。第二,木材和纸制品在碳循环过程中是储碳的载体,有“碳储存效果”。其碳储存作用可以净减少排放的二氧化碳。藉由植物本身的生理特性进行光合作用吸收大气中二氧化碳,将二氧化碳转化有机碳成为生物量储存于植物体中,所表现于外的形式则为植物的总蓄积,对木材资源的再利用,对减少大气中二氧化碳浓度有所贡献。

其二,选择可循环生物质燃料。第一,木材利用和林产工业具有“替代化石燃料的效果”。在木材的生命周期内,林地剩余材、加工剩余材、产品废材及循环利用材等林产品,以及制浆造纸业等林产工业所产生的废弃物,如黑液、边皮木屑等几乎都可有效利用为生物质能源,替代化石燃料,从而减少造纸过程中对大气的污染。第二,可循环燃料的选用一般认为由生物质(燃料)产生的二氧化碳是自然界可循环的,而由化石燃料产生的二氧化碳才是大气温室气体的增加量。从这个角度看,现代造纸工业在由生物质能燃烧生产的选择上在低碳经济中更具有优势和竞争力。

(2)开发与应用节能的工艺与技术装备

第一,在造纸流程中使用蒸汽动力系统能量梯级(多级)利用与集成技术;能量转换环节与利用环节各级能流的耦合与最优匹配技术;全厂热、电、冷三联供优化耦合技术,生物质能源转化技术。这些技术的开发与利用能大大减少造纸工业生产过程中的污染气体及粉尘的排放量,提高空气质量。第二,使用低位能能量的利用技术,低能耗打浆技术、耗原材料替代技术、强机械脱水节能集成技术、高效干燥技术、软测量与优化控制技术、变频驱动技术的应用能为现代造纸工业的节能减排实现质的突破,减少碳排放量、改善水污染状况。第三,开发与应用过程余热回收集成技术,这样能够降低温室气体的排放,降低大气中的二氧化碳浓度。最后,为了减少制浆方面的污染,扩大造纸原料资源,提高废纸再利用率也是有效的方法之一。其中,以废纸制浆技术为主。废纸制浆主要难题在脱墨技术,即利用脱墨剂(NaOH、Na2CO3、H2O2等)和分散剂(Na2SiO3等)破坏碳墨及颜料粒子在纤维上的粘附力。国际上造纸的废纸用量日益增加,如美国的废纸回收率在30%以上,日本的废纸回收率达43%,英国的废纸回收率达45%。美国明文规定,造纸厂原料投放量必须含25%以上的废纸。近几年,我国废纸利用率也越来越高,广东省的废纸回收率目前已达30%以上。

(3)造纸厂管理机制革新及争取政府扶持

造纸工业应有统一的管理机构和管理体制,严格控制新建厂和扩建厂。目前轻工总会、林业部、农业部均管制浆造纸厂,应相互配合,制定统一的法规。对于日产化学浆50吨以上的制浆造纸厂,产品及经济效益较好的,政府应予扶持,建立碱回收和无污染漂白系统及“三废”处理系统,做到达标排放,文明生产。

2、绿色技术创新下环境容量资源竞争

(1)绿色技术创新与环境容量资源竞争的三种结果(见图1、图2、图3)

图中,横轴代表碳排放量(W),纵轴代表成本和价格(C+P),S与D线分别代表排放量的供给与需求曲线;MAC线(即D线)与MEC线分别代表边际治理成本和边际外部成本线。

从图中可以看出排放权供给曲线和需求曲线的特点:由于政府发放排放许可证的目的是保护环境而不是赢利,因而排放权的总供给曲线S垂直于横轴,表示排放许可证的发放数量不会随价格的变化而变化,但因公众意愿逐步减少。由于排放者对排放权的需求取决于其边际治理成本,所以可以将图中的边际治理成本曲线MAC看成是总需求曲线D,它移动的幅度取决于绿色技术创新的速度和水平。

(2)正确处理环境容量资源竞争与排污权的关系

要正确处理环境容量资源竞争与排污权的关系,首先要改变外延式的增长方式。对于我国这样一个发展中大国来说,经济发展仍然是其首要目标,外延式的增长方式尚未得到根本改变,生态环境恶化仍未得到有效控制。其次要正确处理公众愿望与企业发展的关系。社会公众对环境的要求越来越高,对美好环境的需求越来越强,所能容忍的碳排放量越来越少。第三要适度控制排放权证的发放,对于已经使用的排放权要直接减少排放权总量。以上三点导致政府所能供给的碳排放许可证数量减少,从而排污量越来越少。

3、对造纸工业发展低碳经济的认识

(1)从低碳视角看待造纸工业的发展模式

随着低碳经济的推动和发展以及我国“碳交易”模式的建立和完善,具有低碳运行特色的造纸产业的优势将会越来越受到重视。我们应该用低碳经济的理念、站在低碳经济的高度去审视我国造纸产业,赋予新的概念和认识,构建低碳造纸产业发展模式,推动制定有利发展低碳造纸产业的“碳交易”政策法规,研究造纸产业的低碳技术。

(2)发展低碳造纸工业的关键是节能减排

节能减排是当前发展低碳经济的重要着手点。节能减排关键技术和共性技术的突破,将推动全行业的发展,受益面广,还将带动一批新的产业发展。因此,要加大对研发节能减排共性和关键技术的支持力度,加强产学研结合,提高我国造纸工业节能减排技术水平,使我国造纸行业真正成为低碳行业,为发展低碳经济作出贡献。

(3)加强国际合作,实行科研国际化战略

加强国际合作并实行科研国际化战略目的在于加强与国际领先者的合作,更多地利用国际科技力量。首先,要重视与发达国家合作,发达国家特别是德国和美国,在新能源研发和应用领域已经走过了十多个年头,它们有发展新能源的动力和需求,同时也掌握着世界上最为先进的新能源技术。其次,从长远来讲,也要密切与发展中国家在研究、教育和创新方面的合作。利用中国的研究与创新力量,加强国际交流与合作,为解决气候、资源、健康、安全等全球性问题而努力。科研国际化战略将为中国搭建一个未来对外科技合作的平台,为我们的科研和创新在国际环境中加强协调和信息交流发挥作用。

【参考文献】

[1] 颜小苗:算算你的碳排放[J].大武汉,2010(6).

[2] 环境保护部环境规划院:2009―2020年最行业环境经济形势分析与预测[M].中固标准出版社,2009.

[3] 郇公弟:德国新能源产业10年“蔚然成荫”[N].参考消息,2009-10-15.

[4] 马燕合、黄晶:加快节能减排技术研发,迎接低碳经济到来[J].中国科技产业,2008(3).

第9篇：温室气体的特性范文

关键词：环保气体绝缘金属封闭开关设备；干燥空气；氮气；SF6混合气体

1 概述

气体绝缘金属封闭开关设备是坚强电网中不可或缺的产品，其大量应用于电网配电系统中，直接关系到电网的可靠运行。为电网运行可靠，提升电网节能、环保水平，国内外对气体绝缘开关设备进行了一系列的研究与生产制造。

气体绝缘开关设备在绝缘介质的使用上，经历了空气绝缘，SF6气体绝缘及环保气体绝缘的发展历程；在灭弧技术的使用上，经历了空气灭弧，SF6灭弧及真空灭弧的过程；在结构形式上经历了敞开式、半封闭及全封闭等阶段。

传统气体绝缘开关设备以空气作为绝缘介质，占地面积较大，并且容易受外部环境的影响，潮湿、脏污等自然条件容易引起设备的故障。随着上世纪70年代第一台SF6气体绝缘开关设备诞生，由于SF6气体具有较高的介电强度，绝缘性能良好，且化学特性稳定，在大大减小开关设备尺寸的同时，保证了气体绝缘开关设备的可靠运行，因此采用SF6气体作为绝缘媒介或主绝缘媒介的开关设备在国内外得到广泛的应用。但是SF6气体分解难且为公认的温室气体，其每个分子对温室效应的影响是CO2的23900倍，衰减周期为3200年，对人类的生存环境造成极大的潜在威胁；而且SF6气体作为灭弧介质易产生有害物质，一旦泄露将危及到相关人员的身体健康。为减少温室效应，防止环境污染，国家发改委编制《中国电网企业温室气体排放核算方法与报告指南》、《气体绝缘金属封闭组合电器SF6减排计量与监测方法学》，要求各电力公司加强对CO2及SF6的排放控制。为此，开关制造业不断努力进行环境友好型替代气体的特性、SF6替代绝缘介质和无/少SF6气体绝缘开关柜的研究。

目前，气体绝缘金属封闭开关设备中的环保气体主要有以下三类：（1）不使用SF6的气体：清洁干燥空气及N2；（2）使用少量SF6的混合气体，如常用的10%SF6和90%N2混合气体，20%SF6和80%N2混合气体；SF6混合气体在开关设备中仅用作绝缘，通过真空灭弧室进行开断灭弧，限制了SF6的充气比例或充气压力，实现减小温室气体SF6的目的；（3）SF6的替代气体：如PFC气体（包括C3F8、C2F6、CF4等），CF3I气体，但由于这两类气体液化温度高，目前仍未工业化[1]。随着环保气体理论研究的日益成熟，各类环保气体绝缘金属封闭开关设备也开始研制，并已经有部分公司产品通过了型式试验和挂网运行，无论从经济上，性能上，环保性上都获得了一致的认可。下面将对环保气体金属开关设备的技术特点及技术难点进行重点阐述。

2 技术特点

环保气体绝缘金属封闭开关设备以环保气体（如少量SF6与N2混合气体，干燥空气，N2）为主要绝缘介质，使用真空灭弧室作为开断灭弧元件，并将真空灭弧室及一次导电回路固封在环氧树脂壳体或不锈钢气箱中。国内开关设备企业从2004年开始研制环保气体开关设备，经过十几年的努力，已经有不少公司研制的产品通过型式试验和挂网运行，目前主要用于中压领域，如12～72.5kV干燥空气绝缘开关柜，12kV和40.5kV氮气绝缘开关柜，24～72.5kV充SF6混合气体（其中SF6比例最高为50%）的开关柜。通过10多年的挂网运行经历，将环保气体绝缘金属封闭开关设备与传统的空气绝缘金属封闭开关设备以及SF6气体绝缘金属封闭开关设备的各项性能进行对比，将其总结如下，如表1所示[2]。

通过表1可以看出，传统的空气绝缘金属封闭开关设备由于采用空气作为绝缘介质，极易受外部环境的影响，潮湿、脏污、海拔等情况将对开关设备产生较大的影响，而且开关设备体积较大，占地面积较大，不符合小型化的趋势。SF6气体绝缘金属封闭开关设备由于采用SF6气体作为绝缘和灭弧介质，使开关设备的体积减少，且不易受环境的影响，但由于SF6气体为温室馓澹且使用过程中极易产生有毒物质，在设备的运行过程中需要对其进行泄漏检测与防护。环保气体绝缘金属封闭开关设备与前两者相比，将主回路安装在充满环保气体气箱内，并通过真空灭弧室进行灭弧，使设备体积小，环境适应性强；由于没有SF6气体，取消SF6气体的检漏设备和回收装置，简化了检测项目，不需对有毒分解物进行检测；同时，环保气体开关设备安全可靠，免维护，规模化生产后成本较低。可见，相比而言，环保气体绝缘金属封闭开关设备在性能上具有较大的优势，是比较理想的中压金属封闭开关设备。下面分别对目前市场上环保气体绝缘金属封闭开关设备产品中的SF6混合气体、干燥空气、氮气绝缘开关设备进行技术特点的介绍。

2.1 SF6混合气体绝缘金属封闭开关设备

SF6混合气体绝缘金属封闭开关设备主要绝缘介质为不同比例SF6与其他气体的混合气体，目前使用较多的为SF6与N2混合气体（常用的比例为10%SF6和90%N2，20%SF6和80%N2），其通过少量的SF6气体保证了足够的绝缘强度，并利用真空灭弧室灭弧，使环网柜可以实现小型化[3]。图1为上海天灵开关有限公司SF6与N2混合气体开关设备，其中SF6占10%，N2占90%，SF6和N2混合气体仅用作绝缘，真空灭弧室作为开断电流元件，实现减小SF6气体使用目的，同时所有高压元件密封在不锈钢气箱中，保证良好的绝缘性能和环境适应能力。

SF6混合气体绝缘金属封闭开关设备主要优缺点如下：

（1）SF6混合气体作为主要绝缘介质，不存在大量的固体绝缘材料，可以减小局部放电的风险。

（2）SF6混合气体及高压元件密封在气箱中，提高了开关设备的环境适应能力，能够承受高海拔、严寒、潮湿、污秽等恶劣环境。

（3）采用微正压力气体绝缘，降低了气体泄漏的概率，即使气箱发生漏气故障，仍在零表压时维持足够的绝缘强度不会影响环网柜的正常运行。

（4）减少SF6的使用，可以提高开关设备的环保性，但同时，由于SF6混合气体要保证正确的气体成分，使生产工艺较复杂，且漏气时的补气措施较困难。另外，由于混合气体中SF6“被污染”，导致在生命周期结束后这些SF6气体回收困难，在一定程度上也降低了环网柜的环保性。

2.2 干燥空气绝缘金属封闭开关设备

干燥空气绝缘金属封闭开关设备以干燥空气为主要绝缘介质；干燥空气绝缘性能不如SF6气体，因此导致其体积较大[4]。目前通常干燥空气是使空气经过空气压缩机、冷冻式干燥机、精密过滤器组、除油过滤器等的处理，除去空气中的水蒸气、尘埃等杂质获得。如图2所示为北京ABB高压开关设备有限公司推出的干燥空气绝缘开关设备，使用的干燥空气是采用工业用混合气体，其成分为19.5～23.5%氧气，其余为氮气，压力为1.4bar；所有带电部分均密封在气箱中，气箱采用不锈钢焊接而成。

干燥空气绝缘金属封闭开关设备主要优缺点如下：

（1）同SF6混合气体绝缘开关设备一样，由于主要绝缘介质为气体，固体绝缘材料较少，减小局部放电的风险；同时，采用微正压力气体绝缘，降低了气体泄漏的概率，且带电体均密封在气箱中，提高了环网柜的环境适应能力，能够承受高海拔、严寒、潮湿、污秽等恶劣环境。

（2）干燥空气不是温室气体，也不需要确保气体成分按一定的比例，因此不存在漏气时的补气困难和产品生命周期结束后气体的回收问题。

（3）成熟可靠的气体绝缘开关设备生产工艺可以保证干燥空气绝缘环网柜良好的性能，而且不存在额外的成本。

（4）干燥空气绝缘性能不如SF6气体、固体绝缘材料，导致干燥空气绝缘环网柜的体积比SF6气体、固体绝缘环网柜体积更大，不具备尺寸上的优势，但可通过合理的布局，改变电场分布，从而减小体积。

（5）目前，用于电气产品上的干燥空气没有固定的标准，使其成分具有不确定性，无法保证其杂质及水蒸气的含量，导致以干燥空气为绝缘介质的产品具有不稳定性，产品性能参差不齐。

2.3 氮气绝缘金属封闭开关设备

氮气绝缘金属封闭开关设备以氮气作为主要绝缘介质，利用真空灭弧室进行开断。同干燥空气一样，氮气绝缘性能不如SF6气体，因此其体积相对较大。目前氮气的生产工艺是将压缩空气经过冷冻式干燥机进行干燥，通过精密过滤器组滤除较大的固体和液态颗粒及油份，然后进入活性炭吸附器，利用碳分子筛在不同压力下对氮和氧及其他气体的吸附量的不同，吸附除氮气之外的空气分子，从而获得纯度大于99%的氮气。图3为四方公司正在研制的氮气绝缘开关设备，即将完成型式试验。该氮气绝缘开关设备由充气（氮气）隔室、仪表室（位于充气隔室的顶部前方）、电缆室（位于充气隔室的底部前方）、压力释放通道（位于充气隔室的底部后方）等隔室组成。其中充气隔室的内部装有开关本体和接地开关本体、进（出）母线等元件，且在其底部后方位置装有压力释放装置（即防爆膜）。开关的操动机构（弹簧操动机构和手动操动机构）均置于充气隔室的外部正前方位置。隔离开关与真空灭弧室采用一体化设计理论，操作简单可靠。气箱内压力与外部压力内采用微正压设计，既确保内部绝缘要求又保证不漏气。主要优势如下：（1）绿色环保。使用新型尼龙塑料作为带电元件的固体绝缘介质，实现了低耗能，解决了使用环氧树脂不能回收的问题。（2）安全方便。内置式主母线采用插拔连接，并选用直动式隔离开关，且隔离开关与断路器联动，有利于分合闸过程快速连贯且准确无误。（3）小型化。采用金属全封闭、全密封箱体，并采取共箱式结构，实现柜体小型化。（4）智能化。该氮气绝缘开关设备集成了数字化传感器和终端，实现智能化。

氮气绝缘金属封闭开关设备的主要优缺点如下：

（1）同其他环保气体绝缘金属开关设备一样，由于主要绝缘介质为氮气，固体绝缘材料较少，减小局部放电的风险；同时，氮气为环保型气体，采用微正压力氮气绝缘，降低了气体泄漏的概率，且带电体均密封在气箱中，提高了环境适应能力，能够承受高海拔、严寒、潮湿、污秽等恶劣环境。

（2）采用高寿命、免维护的真空灭弧室，且高压绝缘不受外界环境的影响，不易老化，降低产品的维护成本。

（3）氮獾闹谱鞴ひ找丫成熟，批量生产时不会额外增加成本。

（4）氮气绝缘开关设备的生产工艺与其他气体绝缘开关设备的成熟工艺基本相同，在生产时能够保证良好的加工质量，且不会存在额外的成本。

（5）氮气绝缘性能不如SF6气体、固体绝缘材料，导致氮气绝缘开关设备体积相对较大；特别对于负荷开关-熔断器组合电器柜来说，以氮气为主要绝缘介质与以SF6气体为主要绝缘介质相比，体积较大，主要原因在于SF6气体本身可以灭弧，而氮气不可以灭弧，必须通过真空灭弧室灭弧，真空灭弧室的增加不可避免的导致柜体体积的增大。

3 技术难点

环保气体绝缘金属封闭开关设备的关键技术难点如下：

（1）绝缘优化。由于环保气体绝缘性能低于SF6，特别是N2，其绝缘性能仅为SF6气体的1/3[5]，因此需要对开关设备的绝缘进行重新研究。为确保绝缘强度，对检漏补气及焊接等工艺提出了更高的要求，如采用自动检漏充气设备及机器人焊接设备来确保精度。同时，由于体积比SF6气体绝缘开关设备略大，因此需要对高压元件进行合理的布置，以降低电场强度。

（2）开断能力的保证。对于环保气体绝缘金属封闭开关设备中的负荷开关单元，若采用环保气体，其开断能力将会受到影响，需通过真空灭弧室来增强开断能力。但是由于真空灭弧室通常开距较小，在高电压作用下存在NSDD的可能，因此用真空灭弧室作为隔离断口目前还很难被接受。所以，目前负荷开关单元通常需要真空灭弧室与三工位隔离开关/接地开关相匹配，导致产品体积增大，成本增强。因此如何在不使用真空灭弧室开断的情况下保证开断能力将是未来急需研究的问题[6]。

（3）温升与散热。气体绝缘金属封闭开关设备将高压元件密封在不锈钢气箱中，并采用环氧树脂，硅胶等少量固体绝缘材料来提高绝缘强度，密闭的空间使主回路产生的热量只能通过有限的对流、鞯己头射方式进行散热，使开关设备的温升裕度受到限制，特别是N2或干燥空气，其温升裕度与SF6相差10K以上。因此，如何控制温升，解决散热问题将是紧凑的气体绝缘金属封闭开关设备的一个难点。

（4）环保气体的工业化生产。目前，SF6的替代气体正在理论验证过程中，发现PFC气体（包括C3F8、C2F6、CF4等）、CF3I气体绝缘性能与SF6相当，且对环境没有污染。但目前无法实现工业化，导致成本较高，因此如何实现SF6的替代气体的工业化将是一个亟待解决的问题。

4 发展动向

通过上述技术特点和技术难点的阐述可以看出，环保气体绝缘金属封闭开关设备相比其他气体绝缘金属封闭开关设备具有巨大的优势，同时也有许多难点，因此未来的发展动向首先要解决绝缘强度、温升、开断能力的保证和环保气体工业化生产的问题，以突出环保气体绝缘金属封闭开关设备在技术、经济性、环保性等方面的优势；此外，开关设备的智能化将是未来发展的方向，如何实现一二次融合，减少配电自动化安装调试和维护的工作量，提高设备运行可靠性和自动化水平将是开关设备完善需要考虑的问题。

参考文献

[1]汤昕，廖四军，杨鑫.SF6混合/替代气体绝缘性能的研究进展[J].绝缘材料，2014，47（6）.

[2]全国输配电技术协作网，中能国研（北京）电力科学研究院.无/少SF6气体金属封闭开关设备技术白皮书[Z].2015，7.

[3]张交锁.环保性气体绝缘输配电开关设备[A].2013年配电开关开关创新应用与发展技术交流峰会[C].西安，中国电力企业联合会科技服务中心全国输配电技术协作网，2013，4.

[4]陈慎言，钱立骁，等.N2X-25kV环保型充气柜的研发[A].2008年20kV电压供电专题研讨会[C].苏州，中国电机工程学会，江苏省电机工程学会，2009：107-111.