碳减排研究精选(九篇)
前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的碳减排研究主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。
第1篇：碳减排研究范文
关键词：国际碳减排合作；南北方国家；公平原则
中图分类号：D815.9；F113.3 文献标识码：A 文章编号：0438-0460(2012)01-0109-09
一、引言
在最近几次世界气候会议中，发达国家和发展中国家之间的立场存在很大的分歧。美国、欧盟、日本等发达经济体认为中国、印度等主要发展中国家已经成为碳排放大国，因此应该承担减排义务，否则全球减排无法取得成功。而发展中国家则认为发达国家对气候变化负有历史和现实责任且减排能力较强，因此发达国家应该率先减排，并向发展中国家提供减排资金和技术援助。由此可见，南北方国家立场冲突的关键在于如何看待减排的公平性问题。发展中国家强调减排合作的公平性原则，而发达国家则强调减排成本和效率，有意淡化、忽视发展中国家提出的公平性诉求。分歧背后实际上是两大阵营之间的利益冲突：发展中国家的公平性诉求与其当前经济发展需要相吻合，并且在道德上站得住脚，发达国家的抵制则是因为公平性意味着发达国家需要承担大部分的减排成本，有损其经济利益。南北方国家在减排合作中的这种立场冲突导致国际气候谈判步履艰难、屡陷僵局。2009年哥本哈根世界气候变化大会的目标是商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，并就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议，但由于各国家阵营之间的立场分歧，会议最终只是达成没有法律约束力的《哥本哈根协议》。2010年坎昆气候大会上，各方意见分歧仍然很大，会议最终也未取得突破性进展。
与水污染、土壤污染等区域性环境问题不同，碳排放对气候的影响是全球性的。不管碳排放产生于哪个国家，都会产生相同的环境效应。因此，如果只有部分国家参与减排，势必会存在较严重的“搭便车”(free tiding)现象，将很难解决气候变化问题。因为非减排国家增加的碳排放量可能超过减排国家的减排量，从而使全球碳排放总量仍然继续上升。而且这种不对称的减排政策还会通过碳密集型产品的国际贸易、能源密集型产业的国际转移和化石能源价格波动导致“碳泄漏”(carbon leakage)问题，进一步削弱减排的有效性(IPCC，2007)。因此，解决气候变化问题需要发达国家和发展中国家进行密切合作，共同行动。但是，南北方国家积极合作并不意味着它们相同地分配减排责任，而应该充分考虑碳减排合作的公平性问题。因为南北方国家在气候变化的历史和现实责任、经济发展阶段、减排能力等方面存在巨大差异，若不充分考虑南方国家的公平性诉求，很难让其积极参与国际减排合作。但反过来，过于严苛和缺乏灵活性的减排公平性原则也容易遭到发达国家反对，导致合作的失败。因此，全球碳减排目标的实现有赖于南北方国家公平性立场的进一步协调和相应减排合作框架的合理设计。
二、国际碳减排合作的公平维度
(一)历史排放与代际公平
当前的气候变化源于历史上人类排放的温室气体在大气中不断地累积，而工业革命以来发达国家的生产消费活动是温室气体历史排放的主要来源。Grabler和Fujii(1991)研究表明，自1800年以来大气累积的二氧化碳中，有85.9％来自发达国家的生产消费活动。
基于以上事实，大部分发展中国家和众多学者都认为，发达国家必须为其历史排放负责，承担主要的减排责任。例如，学者Shue(1999)指出，发达国家的工业生产活动以及相伴随的生活方式对地球气候造成了破坏，让所有国家都承担了这种环境成本，但是发达国家却是其收益的主要获得者。根据公平原则，发达国家应该充分地承担气候变化的责任以纠正发达国家和发展中国家之间在收益分配上的失衡。Neumayer(2000)则认为，“污染者付费”原则要求发达国家承担历史排放责任，以确保让污染者而不是污染的受害者付费。该学者还认为，每个人不管生于何时何地，都应该平等地享有全球气候资源，忽视历史排放责任等于优待发达国家过往排放者而歧视发展中国家当前和未来的排放者。此外，还有学者从“跨代搭便车行为”(transgenerational free-riding)的角度指出了当前发达国家承担历史排放责任的合理性(Gosseriers，2004)。发达国家的当代人从他们祖辈的历史排放中获得收益，而没有付出相应的成本，发展中国家却为此遭受损害，因此发达国家的当代人是“跨代搭便车者”，发展中国家有权向发达国家要求相应的补偿，并无须考虑后者对其祖辈的历史排放有无道德上的责任。
但是，一些学者对历史排放责任的观点提出质疑(例如Traxler，2002；Caney，2005；Posner，2008)。归纳起来，这些质疑的观点包括：第一，历史排放者对温室气体排放的环境效应并不知情。第二，历史排放者已经死亡，追究历史排放只会让没有过错的当代人承担责任，而不是让实际排放者负责。第三，发展中国家也享受了部分工业革命的成果，如更好的医疗和技术等。最后，质疑者认为历史排放原则不具有政治可行性，因为发达国家不太可能接受包含历史排放责任的气候协议。其实，仔细分析一下可知，以上几点质疑并不能成为忽略历史排放责任的充分理由，而只是说明现实中发达国家历史排放责任可能需要作出适当的调整和修正。首先，正如当前普遍的法律原则，对排放后果的“无知”只是说明排放者没有道德上的过错，但不意味着他们不需要为排放造成的损失承担经济责任。第二，即使发达国家的当代人不是实际排放者，但从历史排放中获得诸多收益，这体现在当前他们比发展中国家高得多的生活水平上。第三，虽然发达国家的一些科技、经济成果确实也使发展中国家获益，但发达国家无疑是主要受益者。最后，发达国家对历史排放责任的排斥其实只是反映当前发达国家还不愿意充分考虑发展中国家提出的减排公平性诉求而已。
(二)人均排放与代内公平
与公平原则密切相关的第二个核心问题是，不同国家尤其是发达国家与发展中国家在人均排放上存在巨大差异，造成代内不公平。以2007年为例，美国的人均二氧化碳排放为19.1吨，日本人均为9.9吨，而中国和印度人均排放分别仅为4.95吨和1.43吨。
学者Singer(2002)指出，地球大气对温室气体的吸收与净化能力为全人类共同拥有，不管在哪个国家，每个人都应该拥有相同的排放权。而值得注意的是，在当前必须控制排放总量的情况下，人均排放权平等不但要考虑当代人之间的平等，而且要考虑各代人之间的平等，即必须与历史排放责任相
结合(Neumayer，2000)。因此，如果发达国家的历史排放超出其应得的排放量，则发达国家当代人的人均排放权应该相应减少，或为其超额历史排放付费。由于大部分发展中国家人均排放低，人均排放权原则可能获得发展中国家的广泛支持。Baer(2002)认为，这有助于在全球建立一个大规模、高效的碳排放权交易市场，从而有效降低全球减排成本。
当然，人均排放权公平性的实现也可能存在一些问题。例如，一些学者认为，基于相同人均排放权的气候协议一般会把排放额度分配给各国政府，而考虑到很多国家的政治现实，这很难保证相同人均排放权的最终真正实现(Beckerman and Pasek，1995)。同时，由于资源、技术的原因，一些穷国人均排放也很高，相同人均排放权原则可能加剧其经济困难。此外，根据人均排放权原则进行排放额度分配，一国人口越多往往获得的排放额越大，这可能会激励人口的扩张。不过，通过合理设计排放权分配机制，上述问题是能够避免或减轻的。此外，Posner和Sunstein(2009)指出实行相同人均排放权的政治困难，因为该原则要求高人均排放的发达国家向发展中国家购买排放额度，造成大量的资金转移，这种国际收入分配效应很可能使该原则遭到发达国家的反对。
(三)减排能力与收入差异
各国经济发展水平不同，应对气候变化问题的能力也存在很大的差异。发达国家无论是在资金还是技术上都领先于发展中国家，其率先减排不但较为容易，也比较公平。因此，根据减排能力确定各国减排责任的原则，也即“支付能力”原则(ability to pay principle)也受到很多学者的推崇。不过，大部分学者在讨论减排能力时往往不是考虑各国之间整体减排能力的差异，而是落实到个人减排能力差异。个人收入水映了其减排的支付能力，收入水平越高的个人需要承担的减排责任越大，而低于某一收入水平的个人则无需支付减排成本，这一原则适用于所有国家，因为每个国家都存在穷人和富人(Baer et a1.，2008)。
学者Shue(1993)认为，支付能力原则体现了基本的公平要求，因为贫穷国家碳排放的上升往往是为了满足其基本生活需要，这种排放属于“生存性排放”，而富裕国家的碳排放往往是过度消费带来的“奢侈性排放”。因此，为了维持某些人的奢侈性排放而限制其他人满足其基本需求所需排放的任何做法都是难以容忍的不公平。此外，有意思的是，一些学者如Risse(2008)、Caney(2005)虽然反对历史排放责任，但支持根据“支付能力”原则分配减排责任。他们认为，最可行的减排方案是让那些最有能力这样做的国家对生产进行调整，而“能力”体现在各国的人均财富拥有量上。但他们也指出，让富人承担减排责任的合理性不是因为他们有义务，而是因为他们更容易做到。不过，仅仅注重减排“能力”而忽视“责任”实际上是软化了发达国家的减排约束。因为强调“能力”就把发达国家的减排责任变成一种国际道义行为，就像发达国家对发展中国家的经济援助一样，其结果比强调“责任”更具有灵活性和不确定性，并且可能是有条件的，这从发达国家对发展中国家的经济援助现状可见一斑。
(四)贸易的碳排放转移与消费者责任
在经济全球化的背景下，出口成为中国等众多发展中国家经济发展的重要引擎，但出口产品的生产也成为碳排放的重要来源。例如，中国大约有三分之一的二氧化碳排放产生于出口产品的生产(Weber et a1.，2008)。中国对美国、日本、德国等大部分发达国家同时存在大额的商品贸易顺差和“碳贸易顺差”，即中国出口在国内造成的碳排放高于进口在国外造成的碳排放，因此对外贸易增加了国内碳排放(Pan et a1.，2008)。事实上，这种现象在很多发展中国家都存在。据估算，仅2004年全球贸易中隐含的二氧化碳排放占当年全球总排放的23％，这些碳排放主要源于中国等新兴经济体对发达国家消费者的出口，而大部分发达国家都是碳净进口国，造成发达国家消费而发展中国家污染的问题(Davis and Caldeira，2010)。
因此，国际贸易具有国际碳排放转移效应，这对各国碳排放具有重要的影响。对于大部分发达国家，贸易不但满足其国内日益膨胀的消费需求，而且还把消费所需的资源消耗、碳排放转移至发展中国家。因此，贸易的碳排放转移效应对南北方国家碳减排具有重要的公平含义。学者Rise(2007)认为这种现象体现了南北方国家之间生态上的不平等交换。因此不少学者提出，公平起见，在考虑各国的碳排放时，有必要考虑贸易产生的碳排放转移，让进口国消费者承担部分减排责任(Ferng，2003：Pan et a1.，2008)。在2009年哥本哈根世界气候大会上，我国政府也指出，工业化国家将大量碳排放“外包”给了中国等发展中国家，后者实际上替西方消费者进行着大量碳密集型的生产制造，因此发达国家消费者应该对产品制造过程中产生的碳排放负责。但在当前多边减排框架下，一个国家的碳排放是根据该国的生产活动所产生的碳排放来核算的，因此出口生产导致的碳排放由出口国(生产国)负责，而不是消费国负责，即这种以“生产原则”来测算一国碳排放的做法完全忽视了贸易碳排放转移带来的不公平性。很多学者已经指出，后京都全球减排合作框架有必要改变这种情况，采用“消费原则”或“生产原则”和“消费原则”的某种加权方式来评估一国碳排放和相应的减排责任，从而避免或减轻碳排放转移效应产生的不公平问题(Peters，2008；Munksgaard and Pedersen，2001)。
(五)气候谈判中的程序公平
国际碳减排合作另外一个重要的公平维度是气候谈判的程序公平(procedural justice)问题。程序公平的核心就是要保证气候变化问题的利益相关者能够公平参与碳减排决策制定与规划过程，谈判中各方的利益都能够得以体现(Paavola and Adger，2006)。程序公平对于其他公平维度的实现具有重要的影响。不公平的气候谈判过程很可能使一些国家或团体的利益被忽视，从而产生不公平的气候协议。
虽然程序公平很重要，但现实中很多因素往往导致程序公平难以充分实现。对于气候变化问题，实现程序公平的一个重要障碍就是各个国家和团体之间往往存在很大的“背景性不平等”(back―ground inequality)。例如，贫困国家往往是气候变化的主要受害者；发达国家在应对气候变化上处于优势地位，发展中国家则缺乏资源和能力；发达国家的经济发展水平较高，能源依赖度降低，而发展中国家还需要增加排放来解决贫困问题。这些不平等对各国气候谈判能力、政策空间和执行能力等都具有重要的影响，最终影响程序公平。Albin(2003)形象地指出，由权力非常不平等的各方参与全球公共物品盼谈判，谈判的过程和结果很可能只是各方不平等权力的“镜像”。因此，在气候谈判前，有必要纠正各国源于经济发展水平、谈判能力、人才以及其他资源可获得性等方面的不平等性，同时有必要让更多的非政府组织参与谈判过程。
事实上，为了保证程序公平，《联合国气候变化框架公约》做了很多努力，例如规定缔约方会议只有在不低于三分之二的成员方出席时才能够进行决策，并采取“一个缔约方，一个投票权”原则。公约还为发展中国家参与气候谈判提供援助，帮助其进行能力建设(capacity building)以减少其参与谈判的障碍，并允许一些非政府组织以观察员的身份参与气候会议。尽管如此，现实中南北方国家在参与气候谈判时仍然存在诸多不平等问题。Kandlikar和Sagar(1999)指出，虽然有关气候变化问题的研究进展非常迅速，但是大部分的研究来自于工业国家，研究重点往往集中于工业国家直接相关的问题；相反，发展中国家的研究人员和资金支持则非常缺乏，导致南北方国家在气候问题研究能力上的巨大差距，并反过来影响国际气候政策的制定。实际上，发展中国家在气候问题研究、气候制度谈判等方面能力的缺乏也是其各种公平诉求在气候谈判中经常被忽视的重要原因之一(Sagar and Banuri，1999)。由此可见，程序公平也是发展中国家利益在国际碳减排合作中得以充分体现的重要保证。
三、为何要重视发展中国家的公平性诉求
上述五个公平维度是发展中国家在国际减排合作中提出的主要公平性诉求，但是现实中发达国家对这些诉求往往反应冷淡，认为它们不切实际。很多情况下，发达国家反对以上公平性诉求的理由只是其拖延、逃避应有减排责任的借口而已。因为发达国家非常清楚，满足发展中国家的公平性要求，意味着发达国家要承担大部分减排成本，有损其经济利益。最近发达国家还一直试图利用其他手段向发展中国家施压，设法让发展中国家接受不公平的减排义务。例如，在最近的哥本哈根气候会议和坎昆气候会议等国际谈判中，发达国家总是千方百计模糊“共同但有区别的责任”原则，并且以资金为筹码对发展中国家提出种种限制。另外，美国、欧盟等发达经济体还试图通过“碳关税”等贸易政策对中国、印度等主要发展中国家施压。
当前发达国家可能或已经采取的单边行动提醒我们去思考一个基本的问题：撇开减排公平性问题的考虑，而仅仅通过某些奖惩机制真的能使各国尤其是发展中国家积极合作吗?实际上，已有不少经济学者在不考虑前文阐述的各种公平维度下进行这方面的探索。他们假设各国像理性经济人一样行动，当合作的经济收益大于成本时，合作就会产生。但由于大气具有公共物品性质，减排收益具有非排他性，因此每个国家都存在“搭便车”激励。减排成本越高，搭便车激励越强。Carraro和Moriconi(1997)基于博弈模型的理论分析发现，搭便车激励的存在使得所有国家都参与的减排合作协议几乎不可能存在。
在这种情况下，不少学者认为可以通过某些激励措施来解决搭便车问题(Barrett，1994；Kemfert，2004；Tian and Whalley，2010)。例如，利用配额、关税等惩罚性措施对搭便车者进行制裁，降低搭便车的收益，或者是通过资金、技术转移等“胡萝卜”政策来提高合作的收益，再或者是以上“大棒”和“胡萝卜”政策的组合。这或许也是美国、欧盟等发达经济体试图采用碳关税政策的理论依据。然而即使理论上可能成立，以上奖惩机制的现实可行性也非常值得怀疑。首先，发达国家为了让发展中国家合作而采取的贸易限制措施很可能受到后者的强烈抵制和报复，最终不但未能促进合作，还可能引起贸易战，并且WTO规则也可能对这类贸易措施进行限制。其次，若忽视历史排放等公平性问题，即使采用资金和技术转移等激励措施，其转移力度也会显著低于考虑公平因素的情形，很可能无法有效提高发展中国家的减排能力和补偿其减排成本，最终使发展中国家不能积极合作。所以，任何忽视公平问题的碳减排合作机制都会受到发展中国家的强烈反对，导致国际减排合作的失败。正如Brown(2003)指出的，除非我们对气候变化问题中涉及的伦理、正义、公平等问题进行明确的分析，否则解决该问题的任何方案都不大可能被众多国家所接受。实际上，《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》能被发展中国家广泛支持，就是其“共同而有区别责任”原则充分体现了发展中国家的公平性诉求。当然，当前该原则的具体内涵有必要拓展，除了考虑历史和现实责任、减排能力差异等因素，还要考虑贸易对碳排放的影响。可以预见，后京都国际碳减排合作机制中涉及的公平性问题将更加突出，也将更加复杂。而发达国家充分重视公平因素，对于国际气候谈判取得突破无疑是至关重要的。
四、南北方国家的立场协调问题
为了实现全球减排目标，后京都国际碳减排合作必须找到相应机制来充分协调南北方国家公平性立场，最终使二者都能积极主动地参与碳减排。事实上，近年来国内外的一些学者已经开始提出不同的后京都国际碳减排合作方案，这些方案大都体现了某种公平性要求。Bodansky等(2004)对截至2004年的各种方案进行了归纳和总结。之后，又有学者提出了各种新的方案，其中代表性的方案如“共同但有区别的趋同”方案(Hohne et a1.，2006)、“温室发展权”方案(Baer et aI.，2008)，以及国内学者潘家华、陈迎(2009)提出基于人文发展理念的碳预算方案等。这些方案都考虑了历史排放责任、减排能力以及人均排放差异等因素，因此不同程度上体现了发展中国家的公平性诉求。当然，很难说这些方案能否被各国普遍接受。因为各种不同的减排责任分配方案往往只是反映研究者对于公平性的不同看法，而并非代表被普遍接受的公平标准。
一国之内，相同或相似的法律和道德规范可以使个人和企业对“公平”达成基本的共识。但在国与国之间，各国对公平的看法往往存在差异，并且公平观念常常因国家利益的影响而产生扭曲。在不存在超世界政府和全球道德标准的情况下，对一个国家的道德或法律约束往往很弱甚至是缺失的。在这种情况下，即使发达国家在伦理道德上认同发展中国家提出的公平标准，但如果这种公平诉求将导致其国家利益较大的损失，也意味着这种道德认同在政治上却是不可行的，最终发达国家很可能拒绝接受这种公平性要求。美国不顾国际舆论压力而退出《京都议定书》的做法就是最好的例证。因此，更为现实的问题是：如何设计一个在伦理上被普遍认同且在政治上可行的公平减排方案?正如Muller(1999)所指出的，我们需要寻找的是一个既能够被普遍认为足够公平又可以接受的解决方案。很多学者指出，“正义”(justice)，包括分配正义(distributive justiee)和矫正正义(corrective justice)将在未来气候谈判中发挥重要的作用，因为它们有助于解决气候变化问题中的各种公平性问题(Grasso，2007)。但是学者们同样没有给出一个能够被普遍接受并且具有较强约束力“国际正义”标准。更为重要的是，在存在国家利益的情况下，正义尺度本身也很难解决问题，因为要考虑政治可行性。另外，正义和政治二者是相互影响和制约的，但是对于国际正义与政治如何相互作用，目前还很少进行深入的讨论，而这或许是回答上述问题的关键。
在普遍具有约束力的国际正义缺失的情况下，学者们提出的各种合作方案的可行性最终很大程度上取决于国际气候谈判中各国或国家集团之间的讨价还价过程。而这种讨价还价很可能只是裸的国家利益博弈，并无多少正义可言。当前国际减排合作面临的主要困难正源于此。一方面，发展中国家坚决维护其发展权利，从公平的角度要求发达国家率先减排，承担主要减排责任。而发达国家同样出于国家利益考虑，对发展中国家提出公平诉求反应冷淡，甚至抵制，转而强调发展中国家履行减排义务的必要性，对其提出一些不切实际的减排要求。
在缺乏超政府的情况下，南北方国家在减排问题上的利益冲突短时期内很难解决，但是解决气候变化问题的时间却非常紧迫。因此，成功应对气候变化挑战或许需要南北方都保持一定的灵活性，并作出适当的让步，使减排公平性和政治可行性达到某种平衡。如果双方都不愿作出让步，当前的谈判僵局将很难取得突破，一个有效的、能被广泛参与的国际减排合作机制将难以形成。而多边减排合作失败的结果可能有两种：一是继续拖延时间，最终可能导致我们未能及时、有效地稳定大气温室气体水平而遭受气候变化带来的各种环境灾难，而发展中国家尤其是贫穷国家将首当其冲遭受损失；另一种可能是，一些国家或国家集团另起炉灶，进行区域性减排合作或单边减排。对于后者，由于只有部分国家进行自愿性质的减排，同样很难保证全球减排目标的实现；同时，区域性或单边减排安排有可能导致减排区域或国家对未履行减排义务的国家采取配额或关税等惩罚措施，从而引起国际政治与经济冲突。可见，这两种结果对于人类的可持续发展和国际政治经济环境的稳定都极为不利，应尽量予以避免。
五、结语
国际碳减排合作的一个核心问题是如何公平地分配各国的减排责任。减排公平性涉及到历史排放、人均排放、减排能力、贸易的碳排放转移、气候谈判程序等诸多的方面，充分考虑这些公平性问题是使发展中国家积极参与国际减排合作的关键。因为忽视公平性意味着牺牲发展中国家的经济发展空间，这是发展中国家难以接受的。反过来，严苛而缺乏灵活性的公平要求往往意味着发达国家必须让渡较大的国家利益，从而遭致发达国家的抵制。所以，后京都的国际碳减排合作成功的关键就是充分协调南北方国家在减排公平性上的立场。近年来，国内外很多学者一直致力于这种协调问题的研究，并提出各种后京都时代国际碳减排合作方案，这些研究对于促进南北立场协调具有重要的作用。
笔者认为，当前亟待进一步深入研究的问题包括以下几个方面：
首先，在公平性讨论中，各种不同的公平维度之间如何建立联系并融入具体的减排合作方案还有待进一步深入探索。目前已有研究主要强调发达国家的历史排放责任和不公平的人均排放，而近年来国际贸易产生的碳排放转移对减排公平性的影响也日益凸显。如何综合考虑这些公平维度，并形成合理、清晰、可操作的国际碳减排责任分配方案，是一个值得研究的重大课题。
第2篇：碳减排研究范文
作者简介：石岳峰，博士生，主要研究方向为农田温室气体排放。
基金项目：Climate, Food and Farming Research Network (CLIFF)资助；中国农业大学研究生科研创新专项（编号：KYCX2011036）。
摘要
农田是CO2，CH4和N2O三种温室气体的重要排放源, 在全球范围内农业生产活动贡献了约14%的人为温室气体排放量，以及58%的人为非CO2排放，不合理的农田管理措施强化了农田温室气体排放源特征，弱化了农田固碳作用。土壤碳库作为地球生态系统中最活跃的碳库之一，同时也是温室气体的重要源/汇。研究表明通过采取合理的农田管理措施，既可起到增加土壤碳库、减少温室气体排放的目的，又能提高土壤质量。农田土壤碳库除受温度、降水和植被类型的影响外，还在很大程度上受施肥量、肥料类型、秸秆还田量、耕作措施和灌溉等农田管理措施的影响。本文通过总结保护性耕作/免耕，秸秆还田，氮肥管理，水分管理，农学及土地利用变化等农田管理措施，探寻增强农田土壤固碳作用，减少农田温室气体排放的合理途径。农田碳库的稳定/增加，对于保证全球粮食安全与缓解气候变化趋势具有双重的积极意义。在我国许多有关土壤固碳与温室气体排放的研究尚不系统或仅限于短期研究，这也为正确评价各种固碳措施对温室气体排放的影响增加了不确定性。
关键词 农田生态系统；温室气体；秸秆还田；保护性耕作；氮素管理；固碳
中图分类号 S181 文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2012)01-0043-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.01.008
人类农业生产活动产生了大量的CO2, CH4和N2O等温室气体，全球范围内农业生产活动贡献了约14%的人为温室气体排放量，以及58%的人为非CO2排放（其中N2O占84%，CH4占47%）[1]。在许多亚洲、拉丁美洲和非洲的发展中国家，农业更成为温室气体的最大排放源，同时由于人口快速增长带来了粮食需求的大量增加，使得未来20年中农田温室气体的排放量也会有所增加[2]。大气中温室气体浓度的升高可能引起的全球气候变化已受到各国的广泛重视。
农业生态系统中温室气体的产生是一个十分复杂的过程，土壤中的有机质在不同的气候、植被及管理措施条件下，可分解为无机C和N。无机C在好氧条件下多以CO2的形式释放进入大气，在厌氧条件下则可生成CH4。铵态氮可在硝化细菌的作用下变成硝态氮，而硝态氮在反硝化细菌的作用下可转化成多种状态的氮氧化合物，N2O可在硝化/反硝化过程中产生。在气候、植被及农田管理措施等各因子的微小变化，都会改变CO2，CH4和N2O的产生及排放。
而通过增加农田生态系统中的碳库储量被视为一种非常有效的温室气体减排措施。农田土壤碳库除受温度、降水和植被类型的影响外，还在很大程度上受施肥量、肥料类型、秸秆还田量、耕作措施和灌溉等农田管理措施的影响。通过增施有机肥、采用免耕/保护性耕作、增加秸秆还田量等措施，可以减少农田土壤CO2净排放量，同时起到稳定/增加土壤有机碳含量作用。农田碳库的稳定/增加，对于保证全球粮食安全与缓解气候变化趋势具有双重的积极意义[3]。中国农田管理措施对土壤固碳的研究主要集中在土壤碳的固定、累积与周转及其对气候变化的反馈机制，正确评估农田土壤碳固定在温室气体减排中的作用，加强农田碳汇研究具有重要意义。
1 农田固碳
土壤是陆地生态系统的重要组成成分，它与大气以及陆地生物群落共同组成系统中碳的主要贮存库和交换库。土壤碳分为土壤有机碳（soil organic carbon, SOC）和土壤无机碳（soil inorganic carbon, SIC）。SIC相对稳定，而SOC则时刻保持与大气的交换和平衡，因此对SOC的研究是土壤碳研究的主要方面。据估计，全球约有1.4×1012-1.5×1012t的碳是以有机质形式储存于土壤中，土壤贡献给大气的CO2量是化石燃料燃烧贡献量的10倍[4]，因此SOC的微小变化都将会对全球气候变化产生重要影响。同时，土壤碳库与地上部植物之间有密切关系，SOC的固定、累积与分解过程影响着全球碳循环，外界环境的变化也强烈的影响着地上部植物的生长与土壤微生物对土壤累积碳的分解。
Lal认为SOC的增加可以起到改善土壤质量，增加土壤生产力，减少土壤流失风险，降低富营养化和水体污染危害的作用，且全球耕地总固碳潜力为0.75-1.0 Pg•a-1, IPCC 第四次评估报告剔除全球农业固碳1 600-4 300 Mt a-1（以CO2计），其中90%来自土壤固碳[5]。农田生态系统是受人类干扰最重的陆地生态系统，与自然土壤相比，农田土壤在全球碳库中最为活跃，其土壤碳水平直接受人类活动的影响和调控空间大，农田土壤碳含量管理及对温室气体影响机制正日益受到学术界的广泛关注。农田管理措施是影响SOC固定、转化及释放的主要因素，同时还受土地利用方式、气候变化等多因素的共同影响，因此对农田碳库的评价及调整措施需全面考虑多种因素的交互作用。
2 农田固碳措施对温室气体排放的影响
近年来，农田土壤固碳的研究已经成为全球变化研究的一大热点。大量研究表明，SOC储量受诸多因素的影响，如采用保护性/免耕措施、推广秸秆还田、平衡施用氮肥、采用轮作制度和土地利用方式等，上述管理措施的差异导致农田土壤有机碳库的显著差别，并影响农田温室气体排放水平。
2.1 保护性耕作/免耕措施
保护性耕作作为改善生态环境尤其是防治土壤风蚀的新型耕作方式，在多个国家已经有广泛的研究和应用。中国开展的保护性耕作研究证明了其在北方地区的适用性[6]，并且已进行了保护性耕作对温室效应影响的相关研究。统计表明2004年全球范围内免耕耕作的面积约为95 Mha, 占全球耕地面积的7%[7], 并且这一面积有逐年增加的趋势。
常规耕作措施会对土壤物理性状产生干扰，破坏团聚体对有机质的物理保护，影响土壤温度、透气性，增加土壤有效表面积并使土壤不断处于干湿、冻融交替状态，使得土壤团聚体更易被破坏，加速团聚体有机物的分解[8]。免耕/保护性耕作可以避免以上干扰，减少SOC的分解损失[9]。而频繁的耕作特别是采用犁耕会导致SOC的大量损失，CO2释放量增加，而免耕则能有效的控制SOC的损失，增加SOC的储量，降低CO2的释放量[10]。West和 Post研究发现从传统耕作转变为免耕可以固定0.57±0.14 Mg C ha-1yr-1[11]。但对于保护性耕作/免耕是否有利于减少温室气体效应尚不明确，这是由于一方面免耕对减少CO2排放是有利的，表现为免耕可以减少燃油消耗所引起的直接排放；另一方面，秸秆还田以后秸秆碳不会全部固定在土壤中，有一部分碳以气体的形式从农田释放入大气[12]。
免耕会导致表层土壤容重的增加，产生厌氧环境，减少SOC氧化分解的同时增加N2O排放[13]；采用免耕后更高的土壤水分含量和土壤孔隙含水量（Water filled pore space, WFPS）能够刺激反硝化作用，增加N2O排放[14]；同时免耕导致的N在表层土壤的累积也可能是造成N2O排放增加的原因之一，在欧洲推广免耕措施以后，土壤固碳环境效益将被增排的N2O抵消50%以上[15]。但也有新西兰的研究表明，常规耕作与免耕在N2O排放上无显著性差异[16]，还有研究认为凿式犁耕作的农田N2O排放比免耕高，原因可能是免耕时间太短，对土壤物理、生物性状还未产生影响。耕作会破坏土壤原有结构，减少土壤对CH4的氧化程度[17]。也有研究表明，翻耕初期会增加土壤对CH4的排放，但经过一段时间（6-8 h）后，CH4排放通量有所降低[18]。
总之，在增加土壤碳固定方面，保护性耕作和免耕的碳增汇潜力大于常规耕作；在净碳释放量方面，常规耕作更多起到CO2源的作用，而保护性耕作和免耕则起到CO2汇的作用；在碳减排方面，免耕和保护性耕作的减排潜力均大于常规耕作；由于N2O和CH4的排放受多种因素的综合影响，因此耕作措施对这两种温室气体排放的影响还有待进一步研究。
2.2 秸秆管理措施
作物秸秆作为土壤有机质的底物，且作物秸秆返还量与SOC含量呈线性关系，因此作物秸秆是决定SOC含量的关键因子之一。秸秆还田有利于土壤碳汇的增加，同时避免秸秆焚烧过程中产生温室气体。因此，秸秆还田是一项重要而又可行的农田碳汇管理措施。秸秆还田以后，一部分残留于土壤中成为土壤有机质的来源，另一部分将会以CO2气体的形式散逸到大气中，因此，随着秸秆还田量的增加CO2排放也会增加。有研究表明，秸秆经过多年分解后只有3%碳真正残留在土壤中，其他97%都在分解过程中转化为CO2散逸到大气中[19]。秸秆还田会增加土壤有机质含量，而有机质是产生CH4的重要底物，因此秸秆还田会增加CH4的排放。综合考量，秸秆还田措施会引起CH4排放的增加，但直接减少了对CO2的排放，同时秸秆还田相对提高了土壤有机质含量，有利于土壤碳的增加，对作物增产具有积极作用。
秸秆还田措施对农业生态系统C、N循环的影响可表现为：一方面由于供N量的增加，可促进反硝化和N2O排放量的增加；另一方面表现为高C/N的秸秆进入农田后会进行N的生物固定，降低反硝化N损失；同时在秸秆分解过程中还可能产生化感物质，抑制反硝化[20]。我国采用秸秆还田农田土壤固碳现状为2389Tg•a-1，而通过提高秸秆还田量土壤可达的固碳潜力为4223Tg•a-1[3]，与国外研究结果相比较，Vleeshouwers等研究认为，如果欧洲所有农田均采用秸秆还田措施，欧洲农田土壤的总固碳能力可达34Tg•a-1[21]。La1预测采用秸秆还田措施后全球农田土壤的总固碳能力可达200Tg•a-1[22]。随着农业的发展及长期以来氮肥的过量投入，氮肥损失也是日益严重，可通过秸秆还田措施与氮肥的配合施用降低氮肥的反硝化作用及N2O的排放。但秸秆还田后秸秆与土壤的相互作用异常复杂，因此需要进一步开展秸秆施入土壤后与土壤的相互作用机理及田间实验研究。
2.3 氮肥管理措施
在农田生态系统中，土壤中的无机氮是提高作物生产力的重要因素，氮肥投入能够影响SOC含量，进而对农田碳循环和温室气体排放产生重要影响。长期施用有机肥能显著提高土壤活性有机碳的含量，有机肥配施无机肥可提高作物产量，而使用化学肥料能增加SOC的稳定性[23]。农业中氮肥的投入为微生物生长提供了丰富的氮源，增强了微生物活性，从而影响温室气体的排放。但也有研究在长期增施氮肥条件下能够降低土壤微生物的活性，从而减少CO2的排放[24]。有研究表明，CO2排放与土壤不同层次的SOC及全N含量呈正相关性，说明在环境因子相对稳定的情况下，土壤SOC和全N含量直接或间接地决定CO2排放通量的变化[25]。对农业源温室气体源与汇的研究表明，减少氨肥、增施有机肥能够减少旱田CH4排放，而施用缓/控释氮肥和尿素复合肥能显著减少农田土壤NO2的排放[26]。但也有研究表明，无机氮肥施用可减少土壤CH4的排放量，而有机肥施用对原有机质含量低的土壤而言可大幅增加CH4的排放量[27]。长期定位施肥实验的结果表明，氮肥对土壤CH4氧化主要来源于铵态氮而不是硝态氮，因为氨对CH4氧化有竞争性抑制作用。此外，长期施用氮肥还改变了土壤微生物的区系及其活性，降低CH4的氧化速率，导致CH4净排放增加[28]。全球2005年生产的100 Mt N中仅有17%被作物吸收，而剩余部分则损失到环境中[29]。单位面积条件下，有机农田较常规农田有更少的N2O释放量，单位作物产量条件下，两种农田模式下N2O的释放量无显著性差异[23]。尿素硝化抑制剂的使用可以起到增加小麦产量，与尿素处理相比对全球增温势的影响降低8.9-19.5%，同时还可能起到减少N2O排放的目的[30]。合理的氮素管理措施有助于增加作物产量、作物生物量，同时配合秸秆还田等措施将会起到增加碳汇、减少CO2排放的作用。同时必须注意到施肥对农田碳汇的效应研究应建立在大量长期定位试验的基础上，对不同气候区采用不同的氮肥管理措施才能起到增加农田固碳目的。
2.4 水分管理措施
土壤水分状况是农田土壤温室气体排放或吸收的重要影响因素之一。目前全球18%的耕地属水浇地，通过扩大水浇地面积，采取高效灌溉方法等措施可增加作物产量和秸秆还田量，从而起到增加土壤固碳目的[31]。水分传输过程中机械对燃料的消耗会带来CO2的释放，高的土壤含水量也会增加N2O的释放，从而抵消土壤固碳效益[32]。湿润地区的农田灌溉可以促进土壤碳固定，通过改善土壤通气性可以起到抑制N2O排放的目的[33]。土壤剖面的干湿交替过程已被证实可提高CO2释放的变幅，同时可增加土壤硝化作用和N2O的释放[34]。采用地下滴灌等农田管理措施，可影响土壤水分运移、碳氮循环及土壤CO2和N2O的释放速率，且与沟灌方式相比不能显著增加温室气体的排放[35]。
稻田土壤在耕作条件下是CH4释放的重要源头，但通过采取有效的稻田管理措施可以
减少水稻生长季的CH4释放。如在水稻生长季，通过实施一次或多次的排水烤田措施可有
效减少CH4释放，但这一措施所带来的环境效益可能会由于N2O释放的增加而部分抵消，
同时此措施也容易受到水分供应的限制，且CH4和N2O的全球增温势不同，烤田作为CH4
减排措施是否合理仍然有待于进一步的定量实验来验证。在非水稻生长季，通过水分管理尤
其是保持土壤干燥、避免淹田等措施可减少CH4释放。
许多研究表明，N2O与土壤水分之间有存在正相关关系，N2O的释放随土壤湿度的增加而增加[36]，并且在超过土壤充水孔隙度（WFPS）限值后，WFPS值为60%-75%时N2O释放量达到最高[37]。Bateman和Baggs研究表明，在WFPS为70%时N2O的释放主要通过反硝化作用进行，而在WFPS值为35%-60%时的硝化作用是产生N2O的重要途径[38]。由此可见，WFPS对N2O的产生释放影响机理前人研究结果并不一致，因此有必要继续对这一过程深入研究。
2.5 农学措施
通过选择作物品种，实行作物轮作等农学措施可以起到增加粮食产量和SOC的作用。有机农业生产中常用地表覆盖，种植覆盖作物，豆科作物轮作等措施来增加SOC，但同时又会对CO2，N2O及CH4的释放产生影响，原因在于上述措施有助于增强微生物活性，进而影响温室气体产生与SOC形成/分解[39]，从而增加了对温室气体排放影响的不确定性。种植豆科固氮植物可以减少外源N的投入，但其固定的N同样会起到增加N2O排放的作用。在两季作物之间通过种植生长期较短的绿被植物既可起到增加SOC，又可吸收上季作物未利用的氮，从而起到减少N2O排放的目的[40]。
在新西兰通过8年的实验结果表明，有机农场较常规农场有更高的SOC[41]，在荷兰通过70年的管理得到了相一致的结论[42]。Lal通过对亚洲中部和非洲北部有机农场的研究表明，粪肥投入及豆科作物轮作等管理水平的提高，可以起到增加SOC的目的[31]。种植越冬豆科覆盖作物可使相当数量的有机碳进入土壤，减少农田土壤CO2释放的比例[39]，但是这部分环境效益会由于N2O的大量释放而部分抵消。氮含量丰富的豆科覆盖作物，可增加土壤中可利用的碳、氮含量，因此由微生物活动造成的CO2和N2O释放就不会因缺少反应底物而受限[43]。种植具有较高C：N比的非固氮覆盖作物燕麦或深根作物黑麦，会因为深根系统更有利于带走土壤中的残留氮，从而减弱覆盖作物对N2O产生的影响[44]。综上，通过合理选择作物品种，实施作物轮作可以起到增加土壤碳固定，减少温室气体排放的目的。
2.6 土地利用变化措施
土地利用变化与土地管理措施均能影响土壤CO2，CH4和N2O的释放。将农田转变成典型的自然植被，是减少温室气体排放的重要措施之一[31]。这一土地覆盖类型的变化会导致土壤碳固定的增加，如将耕地转变为草地后会由于减少了对土壤的扰动及土壤有机碳的损失，使得土壤碳固定的自然增加。同时由于草地仅需较低的N投入，从而减少了N2O的排放，提高对CH4的氧化。将旱田转变为水田会导致土壤碳的快速累积，由于水田的厌氧条件使得这一转变增加了CH4的释放[45]。由于通过土地利用类型方式的转变来减少农田温室气体的排放是一项重要的措施，但是在实际操作中往往会以牺牲粮食产量为代价。因此，对发展中国家尤其是如中国这样的人口众多的发展中国家而言，只有在充分保障粮食安全等前提条件下这一措施才是可考虑的选择。
3 结语与展望
农田管理中存在显著增加土壤固碳和温室气体减排的机遇，但现实中却存在很多障碍性因素需要克服。研究表明，目前农田温室气体的实际减排水平远低于对应管理方式下的技术潜力，而两者间的差异是由于气候-非气候政策、体制、社会、教育及经济等方面执行上的限制造成。作为技术措施的保护性耕作/免耕，秸秆还田，氮肥投入，水分管理，农学措施和土地利用类型转变是影响农田温室气体排放的重要方面。常规耕作增加了燃料消耗引起温室气体的直接排放及土壤闭蓄的CO2释放，而免耕、保护性耕作稳定/增加了SOC，表现为CO2的汇；传统秸秆处理是将秸秆移出/就地焚烧处理，焚烧产生的CO2占中国温室气体总排放量的3.8%，而秸秆还田直接减少了CO2排放增加了碳汇；氮肥投入会通过对作物产量、微生物活性的作用来影响土壤固碳机制，过量施氮直接增加NO2的排放，针对特定气候区和种植模式采取适当的氮素管理措施可以起到增加土壤碳固定，减少温室气体排放的目的；旱田采用高效灌溉措施，控制合理WFPS不仅能提高作物产量，还可增加土壤碳固定、减少温室气体排放；间套作农学措施、种植豆科固氮作物以及深根作物可以起到增加SOC的目的，减少农田土壤CO2释放的比例；将农田转变为自然植被覆盖，可增加土壤碳的固定，但此措施的实施应充分考虑由于农田面积减少而造成粮食产量下降、粮食涨价等一系列问题。
在我国许多有关土壤固碳与温室气体排放的研究尚不系统或仅限于短期研究，因此为正确评价各种管理措施下的农田固碳作用对温室气体排放的影响增加了不确定性。本文结果认为，保护性耕作/免耕，秸秆还田，合理的水、氮、农学等管理措施均有利于增加土壤碳汇，减少农田CO2排放，但对各因素协同条件下的碳汇及温室气体排放效应尚需进一步研究。在未来农田管理中，应合理利用管理者对农田环境影响的权利，避免由于过度干扰/管理造成的灾难性后果；结合农田碳库特点，集成各种农田减少温室气体排放、减缓气候变化的保护性方案；努力发展替代性能源遏制农田管理对化石燃料的过度依赖，从而充分发掘农田所具有的增加固碳和温室气体减排的潜力。
参考文献(Reference)
［1］Prentice I C,Farquhar G D, Fasham M J R, et al. The Carbon Cycle and Atmospheric Carbon Dioxide［A］. Houghton JT. Climate Change 2001: The Scientific Basis, Intergovernmental Panel on Climate Change［C］. Cambridge: Cambridge University Press, 2001：183-237.
［2］Robert H B, Benjamin J D, et al. Mitigation Potential and Costs for Global Agricultural Greenhouse Gas Emissions ［J］. Agricultural Economics, 2008, 38 (2): 109-115.
［3］韩冰, 王效科，逯非, 等. 中国农田土壤生态系统固碳现状和潜力 ［J］. 生态学报, 2008,28 (2): 612-619. ［Han Bing, Wang Xiaoke, Lu Fei, et al. Soil Carbon Sequestration and Its Potential by Cropland Ecosystems in China ［J］. Acta Ecologica Sinica, 2008, 28(2): 612-619.］
［4］李正才, 傅懋毅, 杨校生. 经营干扰对森林土壤有机碳的影响研究概述 ［J］. 浙江林学院学报, 2005, 22(4): 469-474. ［Li Zhengcai, Fu Maoyi，Yang Xiaosheng. Review on Effects of Management Disturbance on Forest Soil Organic Carbon ［J］. Journal of Zhejiang Forestry College, 2005, 22(4): 469-474.］
［5］Lal R. Carbon Management in Agricultural Soils ［J］. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 2007, 12: 303-322.
［6］高焕文，李洪文，李问盈．保护性耕作的发展 ［J］．农业机械学报，2008，39(9)：43-48．［Gao Huanwen, Li Hongwen, Li Wenying. Development of Conservation Tillage ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2008, 39(9): 43-48.］
［7］Derpsch R. The Extent of Conservation Agriculture Adoption Worldwide: Implications and Impact ［M］. Nairobi, Kenya, 2005. 3-7.
［8］Paustian K, Andren O, Janzen H H, et al. Agricultural Soils as a Sink to Mitigate CO2 Emissions ［J］. Soil Use and Management, 1997, 13(4): 230-244.
［9］Follett R F. Soil Management Concepts and Carbon Sequestration in Cropland Soils ［J］. Soil Tillage Research, 2001, 61(1-2): 77-92.
［10］金峰, 杨浩，赵其国．土壤有机碳储量及影响因素研究进展 ［J］．土壤, 2000，(1)：11-17. ［Jin Feng, Yang Hao, Zhao Qiguo. Advance in Evaluation the Effect of Soil Organic Carbon Sequestration and the Effect Factors ［J］. Soil, 2000, (1):11-17.］
［11］West T O, Post W M. Soil Organic Carbon Sequestration Rates by Tillage and Crop Rotation: A Global Data Analysis ［J］. Soil Science Society of America Journal, 2002, 66: 1930-1946.
［12］胡立峰，李洪文，高焕文. 保护性耕作对温室效应的影响 ［J］. 农业工程学报, 2009, 25(5): 308-312. ［Hu Lifeng, Li Hongwen, Gao Huanwen. Influence of Conservation Tillage on Greenhouse Effect ［J］. Transactions of the CSAE, 2009, 25(5): 308-312.］
［13］Steinbach H S, Alvarez R. Changes in Soil Organic Carbon Contents and Nitrous Oxide Emissions after Introduction of NoTill in Pam Pean Agroecosystems ［J］. Journal of Environmental Quality, 2006, 35(1): 3-13.
［14］Six J, Ogle S M, Breidt F J, et al. The Potential to Mitigate Global Warming with NoTillage Management is Only Realized When Practiced in the Long Term ［J］. Global Change Biology, 2004, 10: 155-160.
［15］Smith P, Goulding K W, Smith K A, et al. Enhancing the Carbon Sink in European Agricultural Soils: Including Trace Gas Fluxes in Estimates of Carbon Mitigation Potential ［J］. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2001, 60(1-3): 237-252.
［16］Choudhary M A, Akramkhanov A, Saggar S. Nitrous Oxide Emissions From a New Zealand Cropped Soil: Tillage Effects, Spatial and Seasonal Variability ［J］. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2002, 93(1): 33-43．
［17］Prieme A, Christensen S. Seasonal and Variation of Methane Oxidation in a Danish Spurce Forest ［J］. Soil Biology Biochemistry, 1997, 29(8): 1165-1172．
［18］万运帆, 林而达.翻耕对冬闲农田CH4和CO2排放通量的影响初探 ［J］．中国农业气象，2004, 25(3): 8-10．［Wan Yunfan, Lin Erda. The Influence of Tillage on CH4 and CO2 Emission Flux in Winter Fallow Cropland ［J］. Chinese Journal of Agrometeorology, 2004, 25(3): 8-10.］
［19］王爱玲．黄淮海平原小麦玉米两熟秸秆还田效应及技术研究 ［D］．北京：中国农业大学，2000．［Wang Ailing. Effects and Techniques of Straw Return to Soil in WheatMaize Rotation of Huanghuaihai Plain ［D］. Beijing: China Agricultural University, 2000.］
［20］王改玲，郝明德，陈德立.秸秆还田对灌溉玉米田土壤反硝化及N2O排放的影响［J］.植物营养与肥料学报，2006.12(6):840-844.［Wang Gailing,Hao Mingde,Chen Deli.Effect of Stubble Incorporation and Nitrogen Fertilization on Denitrification and Nitrous Oxide Emission in an Irrigated Maize Soil［J］.Plant Nutrition and Fertilizer Science.2006,12(6):840-844.］
［21］Vleeshouwers L M,Verhagen A.Carbon Emission and Sequestration by Agricultural Land Use:A Model Study for Europe［J］.Global Change Biology,2002.(8):519-530.
［22］Lal R,Bruce J P.The Potential of World Grop Land Soils to Sequester C and Mitigate the Greenhouse Effect［J］.Enviornmental Science & Policy,1999.(2):177-185.
［23］王绍强, 刘纪远. 土壤碳蓄积量变化的影响因素研究现状 ［J］. 地球科学进展, 2002, 17 (4): 528-534. ［Wang Shaoqiang, Liu Jiyuan. Research Status Quo of Impact Factors of Soil Carbon Storage ［J］. Advance In Earth Sciences, 2002, 17 (4): 528-534.］
［24］Richard D. Chronic Nitrogen Additions Reduce Total Soil Respiration and Microbial Respiration in Temperate Forest Soils at the Harvard Forest Bowden ［J］. Forest Ecology and Management, 2004, 196: 43-56.
［25］李明峰, 董云社, 耿元波, 等. 草原土壤的碳氮分布与CO2排放通量的相关性分析 ［J］. 环境科学, 2004, 25(2): 7-11. ［Li Mingfeng, Dong Yunshe, Geng Yuanbo, et al. Analyses of the Correlation Between the Fluxes of CO2 and the Distribution of C & N in Grassland Soils ［J］. Environmental Science, 2004, 25(2): 7-11.］
［26］张秀君. 温室气体及其排放的研究 ［J］. 沈阳教育学院学报, 1999, 1(2): 103-108. ［Zhang Xiujun. Studies on Greenhouse Gas and Its Emission ［J］. Journal of Shenyang College of Education, 1999, 1(2):103-108.］
［27］齐玉春, 董云社, 章申. 华北平原典型农业区土壤甲烷通量研究 ［J］.农村生态环境, 2002, 18(3): 56-58. ［Qi Yuchun, Dong Yunshe, Zhang Shen. Methane Fluxes of Typical Agricultural Soil in the North China Plain［J］. Rural EcoEnvironment, 2002, 18(3): 56-58.］
［28］胡荣桂. 氮肥对旱地土壤甲烷氧化能力的影响 ［J］. 生态环境, 2004, 13(1): 74-77. ［Hu Ronggui. Effects of Fertilization on the Potential of Methane Oxidation in Upland Soil ［J］. Ecology and Environment, 2004, 13(1): 74-77.］
［29］Erisman J W, Sutton M A, Galloway J, et al. How a Century of Ammonia Synthesis Changed the World ［J］. Nature Geoscience, 2008, 1: 636-639.
［30］Bhatia A, Sasmal S, Jain N, et al. Mitigating Nitrous Oxide Emission From Soil Under Conventional and NoTillage in Wheat Using Nitrification Inhibitors ［J］. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2010, 136: 247-253.
［31］Lal R. Soil Carbon Sequestration Impacts on Global Climate Change and Food Security ［J］. Science, 2004a, 304: 1623-1627.
［32］Liebig M A, Morgan J A, Reeder J D, et al. Greenhouse Gas Contributions and Mitigation Potential of Agricultural Practices in Northwestern USA and Western Canada ［J］. Soil Tillage Research, 2005, 83: 25-52.
［33］Monteny G J, Bannink A, Chadwick D. Greenhouse Gas Abatement Strategies for Animal husbandry ［J］. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2006, 112: 163-170.
［34］Fierer N, Schimel J P. Effects of DryingWetting Frequency on Soil Carbon and Nitrogen Transformations ［J］. Soil Biology Biochemistry, 2002, 34: 777-787.
［35］Cynthia M K, Dennis E R, William R H. Cover Cropping Affects Soil N2O and CO2 Emissions Differently Depending on Type of Irrigation ［J］. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2010, 137: 251-260.
［36］Akiyama H, McTaggart I P, Ball B C, et al. N2O, NO, and NH3 Emissions from Soil After the Application of Organic Fertilizers, Urea, and Water ［J］. Water Air Soil Pollution, 2004, 156: 113-129.
［37］Linn D M, Doran J W. Effect of Waterfilled Pore Space on Carbon Dioxide and Nitrous Oxide Production in Tilled and NonTilled Soils ［J］. Soil Science Society of America Journal, 1984, 48: 1267-1272.
［38］Bateman E J, Baggs E M. Contributions of Nitrification and Denitrification to Nitrous Oxide Emissions from Soils at Different Waterfilled Pore Space ［J］. Biology Fertility of Soils, 2005, 41: 379-388.
［39］Jarecki M, Lal R. Crop Management for Soil Carbon Sequestration Critical Reviews in Plant Sciences ［J］Plant Sciences, 2003, 22: 471-502.
［40］Freibauer A, Rounsevell M, Smith P, et al. Carbon Sequestration in the Agricultural Soils of Europe ［J］. Geoderma, 2004, 122: 1-23.
［41］Reganold J P, Palmer A S, Lockhart J C, et al. Soil Quality and financial Performance of Biodynamic and Conventional Farms in New Zealand ［J］. Science, 1993, 260: 344-349.
［42］Pulleman M, Jongmans A, Marinissen J, et al. Effects of Organic Versus Conventional Arable Farming on Soil Structure and Organic Matter Dynamics in a Marine Loam in the Netherlands ［J］. Soil Use and Management, 2003, 19: 157-165.
［43］Sainju U M, Schomberg H H, Singh B P, et al. Cover Crop Effect on Soil Carbon Fractions under Conservation Tillage Cotton ［J］. Soil Tillage Research, 2007, 96: 205-218.
［44］McCracken D V, Smith M S, Grove J H, et al. Nitrate Leaching as Influenced by Cover Cropping and Nitrogen Source ［J］. Soil Science Society of America Journal, 1994, 58: 1476-1483.
［45］Paustian, K. et al. Agricultural Mitigation of Greenhouse Gases: Science and Policy Options［R］. Council on Agricultural Science and Technology Report, 2004. 120.
Advance in Evaluation the Effect of Carbon Sequestration Strategies on
Greenhouse Gases Mitigation in Agriculture
SHI Yuefeng1 WU Wenliang1 MENG Fanqiao1 WANG Dapeng1 ZHANG Zhihua2
（1. College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China;
2. College of Resources Science & Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China）
Abstract
Agricultural field is an important source for three primary greenhouse gases (GHGs), including CO2, CH4 and N2O. Unreasonable agricultural managements increase GHGs and decrease the effect of soil carbon sequestration. Agricultural activities generate the largest share, 58% of the world’s anthropogenic noncarbon dioxide (nonCO2) emission, and make up roughly 14% of all anthropogenic GHG emissions. And soil carbon pool is the most active carbon pools in ecosystems. In addition, soil carbon pool could be a source or sink of GHGs.
第3篇：碳减排研究范文
Abstract： This article mainly investigates some technologies about carbon dioxide， just like carbon dioxide concentration， desulfurization by physical or chemical method before getting into the coke oven， high temperature hydrogenation desulfurization process in coking and the final desulfurization in coal gas for the sulfur recovery. This article focuses on the desulfurization in the process of Coking.
关键词： 焦煤入炉前脱硫；碳化过程加氢脱硫；回收煤气脱硫
Key words： desulfurization before getting into the coke oven；hydrogenation desulfurization in carbonization；recovery gas desulfurization
中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）07-0293-02
0 引言
目前世界上约85%的商业能源需求都是靠化石燃料来满足，要想迅速抛开化石燃料而不影响全球经济发展恐怕是不可能的，目前已经认识到化石燃料燃烧所排放的二氧化碳，可以通过富集和地质储存（CCS）而大大减少。本文主要从化石燃料利用的角度来阐述一下二氧化碳的减排、富集和储存技术的研究进展，发展现状和前景。
1 二氧化碳的减排
《京都议定书》大致从三个方面来促进二氧化碳的减排：一是应对全球变暖的政治策略，二是二氧化碳税和排放权交易，三是清洁发展机制（CDM）。对二氧化碳为主的温室气体减排技术的研究，目前主要分为源头控制和后续处理，包括减少温室气体排放技术、增加碳汇技术（陆地生态系统碳汇、海洋碳汇等），以及碳捕获和封存技术。国外研究人员提出了“稳定楔”理论，即15种减缓气候变化的温室气体减排技术，目的是在2050年前将全球大气中CO2的浓度保持在500mL/m3。要达到该目标至少需要综合运用15种技术中的任意7种。15种减排技术综合归纳起来主要有以下5种：
①提高能源效率和加强管理。表现在提高燃料的使用效能、减少车辆的使用、降低建筑耗能、提高发电厂效能等方面；②燃料使用的转换，以及CO2的捕获与封存。以天然气取代煤作燃料、捕获并储存发电厂CO2。③核能发电。用核能技术替代燃煤发电的技术。④可再生能源及燃料。如风能、太阳能、可再生燃料（生物质能）。⑤对CO2的吸收。森林和耕地对CO2的吸收作用。
国际能源局（IEA）指出，通过提高能效和增加可再生能源生产来减少CO2排放的潜力仍是有限的。CCS在10～20年内是可大大减少CO2排放有潜力的技术。因此，减少全球CO2排放的策略必须将以下几种组合采用：提高能效；更多地生产可再生能源；较多地实施CCS。减少CO2排放几大策略的潜力如图1所示。
因此，CO2的捕获和封存技术是当前该领域研究的热点，被认为是最具应用前景的温室气体减排技术之一。下面就主要介绍一下CCS的研究现状和进展。
2 二氧化碳的富集
目前，电厂和其他工业生产燃烧生成的二氧化碳主要以烟气的形式排出，烟气中二氧化碳的浓度在4-14%（V/V）左右，从原理上来说，这些烟气可以通过压缩至10MPa以上而被储存起来，从而减少二氧化碳的排放，但如此大的烟气量造成存储源的浪费，同时压缩烟气的能量消耗巨大，因此生产利于运输和储存的高纯度的二氧化碳就有利可图，这个过程被称为二氧化碳的富集。二氧化碳的富集与储存对于大型固定的排放源来说是最实用的，它所需求的支持运输网络的相关设施最简单并且构建起来最经济。化石燃料燃烧工厂的二氧化碳富集一般有四种工艺路线：
①燃烧后富集；②燃烧前富集；③在燃料氧化燃烧过程中富集；④化学链燃烧技术。
2.1 燃烧后富集 燃烧后富集是从化石燃料燃烧后的含有NOx和SO2的烟气中分离出二氧化碳的过程。图2是燃烧后富集CO2的工艺流程示意图。
由图可知，燃烧后富集是从燃料燃烧产生的烟气（CO2、NOx、SO2）中分离CO2，目前首选的技术是用化学溶剂（通常是用胺，如乙醇胺MEA）对烟气进行洗涤，化学溶剂与二氧化碳发生化学反应后形成一种化合物，然后对溶剂进行加热，化合物分解，分离出高纯度的CO2，同时达到化学溶剂再生的目的。
2.2 燃烧前富集 燃烧前富集是指，燃料与氧气或空气亦或水蒸气发生反应产生主要成分是一氧化碳和氢气的混合气体，这个过程被称为气化、部分氧化或重整。一氧化碳和氢气的混合气体通过催化转化也即水煤气变换反应使一氧化碳与水反应生成二氧化碳和氢气，然后二氧化碳被分离出来，氢气则作为燃气轮机联合循环系统的燃料，如整体煤气化联合循环系统（IGCC）。图3是燃烧前富集CO2的工艺流程示意图。
该工艺可以用于从天然气、石油或煤为燃料的系统，但是以石油和煤作燃料时，需要加装去除硫化物、氮氧化物和颗粒物等杂质的设备。和燃烧后分离相比，燃烧前分离需要处理的气体较少，所处理气体压力较高，二氧化碳浓度较大，这就减小了二氧化碳分离设备的尺寸，从而降低了投资成本。
显然，燃烧前富集工艺需要从根本上改变原有电厂设计的变化，但大多数燃烧前二氧化碳富集技术已经在制氨厂和其他工业过程中得到了证实，并且这些技术正在美国的Great Plains Synfuels电厂应用。另外对于一些不需要富集二氧化碳的电厂来说，此工艺还可以用来制造氢气，如采用IGCC的电厂。
在燃烧前富集工艺中生产的氢气可以作为燃料电池的替代燃料，虽然目前来说燃料电池和燃气轮机相比不具竞争力，但是从长远来看，随着化石燃料的减少，特别是对于小型发电厂和运输业而言，燃料电池的优势是不言而喻的。
对于燃烧前二氧化碳富集工艺，通过新技术的开发，节约成本和提高能源效率的空间是巨大的。
2.3 富氧燃烧富集 富氧燃烧富集二氧化碳是指，燃料在氧气和二氧化碳的混合气体中燃烧，而不是在空气中燃烧，因而产生的是一种富含二氧化碳的烟气。通常，氧气由空气分离装置提供，氧气和二氧化碳混合气体通过将部分烟气回流到燃烧室里生成。图4是在燃料氧化燃烧过程中富集CO2的工艺流程示意图。
该工艺燃烧炉使用氧气和二氧化碳混合气的目的是为了控制火焰温度，如果燃烧发生在纯氧中，火焰温度就会过高，不易控制，很可能会超出燃烧炉所承受的最高温度，但如果在燃烧炉里回流部分含有高浓度二氧化碳的烟气，就可以控制燃烧炉的温度，改善燃烧速度，从而提高热效率。这样产生的烟气富含二氧化碳，并且不含氮氧化物，部分回流到燃烧室，大部分被除去硫化物和颗粒物杂质后二氧化碳的浓度可接近90%，这样就不需要对其进行分离就可以直接进行压缩储存或运输。
这种工艺的优点在于不用任何除NOx的设备，还可以省去分离二氧化碳的设备和能耗，并且由于燃烧炉里氧气的浓度较空气燃烧来说高得多，这就可以大大减小燃烧炉的规模，进而后续如脱硫等工段的设备也相应减小，这样就更进一步减少了设备投资。由于不需要对二氧化碳进行分离，就大大降低了分离二氧化碳带来的能量消耗，节约了成本。
2.4 化学链燃烧技术富集 一些新的工艺方案试图避开在上述工艺中使用空气分离装置，因为它的能量需求大。化学链燃烧技术利用金属氧化反应来分离氧气，随着后来金属氧化物的减少，为化石燃料燃烧提供了所需的氧气。该技术把传统的燃烧分解为两个气固化学反应，燃料与空气不直接接触，是一种无火焰的燃烧方式。
该系统含有两个反应器：空气反应器和燃料反应器。在燃料反应器内金属氧化物与燃料气体发生还原反应并吸收热量，一般使用天然气、氢气等作为燃料气体。其反应式为：
（m+4n）MeO+2CnHm+ΔHred（m+4n）Me+mH2O+2nCO2 （1）
在燃料反应器内被还原的金属颗粒回到空气反应器并与空气中的氧气发生氧化反应放出热量，其反应式为：
Me+O2MeO+ΔHox （2）
式（1）与式（2）相加即为传统燃烧反应
CnHm+O2nCO2+m/2H2O+ΔH （3）
通常情形下，反应（1）吸收热量，反应（2）放出热量，这两部分热量的代数和即为反应（3）中的ΔH，即燃料进行传统燃烧时放出的热量。但是由于该种燃烧形式把一步化学反应转变成了两步化学反应来完成，实现了能量的梯级利用，提高了能源利用率。特别是，从燃料反应器内排出的二氧化碳和水蒸气可以直接通入冷凝器被冷却，在不需要额外消耗能量的情况下，把水蒸气冷凝成液态水，分离出高浓度的二氧化碳，便于进行下一步对二氧化碳的回收和处理。另外在燃烧过程中，燃料不与氧气直接接触，避免了燃料型NOx的生成。当燃烧温度低于1500℃时，热力型NOx生成极少，而空气侧反应温度较低，因而可以控制热力型NOx的生成。
化学链燃烧技术仍处于研究阶段，目前主要采用热重分析仪、流化床和固定床进行探索性研究，作为氧载体的金属物质主要有Fe、Ni、Co、Mn、Cu、Cd等。
3 二氧化碳的分离技术
上述的四种工艺路线都包括从气流中分离二氧化碳，目前有四种主要的二氧化碳分离方法[1-3]，选择哪一种方法取决于要富集的二氧化碳的状态（压力、浓度和量），这四种二氧化碳的分离方法分别是：吸收分离法；吸附分离法；膜分离法。
参考文献：
[1]裴克毅，孙绍增，黄丽坤.全球变暖与二氧化碳减排[J].节能技术，2005，23（03）：239-243.
第4篇：碳减排研究范文
关键词 气候变化；CO2减排；政策模型；经济增长
中图分类号 P467 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2008)06-0087-07
气候保护是一个国际性问题，气候保护政策的有效实施，离不开世界各国的共同努力。中国作为一个发展中国家，已经签署《联合国气候变化框架公约》，表明了在支持全球响应气候变化的国际行动中的支持态度。虽然到目前为止，中国并没有采取专门针对气候变化的对策，但是国内相关经济、能源、环境政策已经对温室气体排放的控制做出了很大的贡献［1］。作为发展中国家，如果近期就承担温室气体减排义务，我国的能源供应将受到制约。这表明我国目前的国家政策必然是不能过早的承诺减排义务，在相当长的一段时间内，需要坚持“节约能源、优化能源结构、提高能源利用效率”的能源政策。
但是，目前国际上要求我国减排温室气体的压力越来越大。气候保护会在一定时期对一国经济带来负面影响。中国作为发展中国家，在《京都议定书》中没有规定减排义务。但是一些发达国家，像美国,总是以发展中国家不加入碳减排为理由拒绝制定本国碳绝对排放量减少的目标。目前，国际上并没有达成得到所有国家共识的减排方案，随着《京都议定书》的 到期，《京都议定书》后的碳减排方案的谈判正在进行。为了争取谈判的主动性，需要对中国选择不同年份实施碳减排的气候保护政策进行评估。
美国二氧化碳的减排政策是影响全球气候变化的重要因素。而美国在二氧化碳减排问题上一再以美国实现议定书目标成本太大、气候变化问题上尚存在科学不确定性、《京都议定书》没有规定中国和印度等发展中国家的减排义务等各种借口拒绝批准《京都议定书》，并且提出《京都议定书》的替代方案，即美国总统于2002年2月14日在马里兰州的国家海洋与大气局（NOAA）宣布的一项新的环境方案――《晴朗天空与全球气候变化行动》，以取代规定了发达国家具体绝对减排量的减排目标。该替代方案与GDP直接挂钩，是基于温室气体排放强度的减排，允许在经济增长的同时，排放量有一定程度的增长，这是不妨碍美国经济发展的相对减排（强度减排）方案，其结果是温室气体排放增长速度的减少，而不是二氧化碳绝对数量的减少［2 ］。
虽然在布什总统的任期之内，迫于国内政治经济形势和利益集团的压力，美国的气候政策不会有所改变，但是从长期来看，由于气候保护可以和外交、经济增长、能源与环境、跨国投资和贸易等国际事务建立联系，如果美国自行孤立于国际社会气候保护进程之外，这绝对不符合美国长期的战略利益。可见，美国为了维护大国长期战略利益，不得不对其气候保护政策进行调整。因此，有必要针对中美两国在不同时间开始减排对各国经济和气候变化的影响进行研究。
为了研究气候保护政策在国家间的经济影响，进而为制定有效的减排方案提供理论基础，国际上气候保护政策的研究多转向多国模型研究。如OECD的GREEN模型［3］和LINKAGE模型［4］、美国西北国家实验室的SGM［5］ 模型，美国能源部的GCubed模型［6］，日本国家环境研究所的AIM等模型［7］。近年来，多国模型的一个重要发展方向是动态宏观经济模型。如RICE［8］ ，FEEMRICE［9］。20世纪90年代末以来，我国学术界也开展了对温室气体减排政策的模拟研究，建立了一些气候保护政策模拟模型，如CGE模型［10，11］，3E模型［12］，中国MARKALMACRO模型应用能源―环境―经济耦合的进行模拟分析［4］；中国SGM模型［13］，宏观动态模型［14，15］。当然还有其他一些优秀的工作，这里不一一讨论。由于《京都议定书》到2012年就要到期，后京都时代开始后，新的气候保护谈判就要开始，研究多国参与减排的政策模拟研究变得更为重要［16］。因此，为了在全球气候变化问题的谈判中提高主动性，有必要基于多国气候保护模型研究气候保护战略。本文建立了一个多国气候保护宏观动态经济模型，然后就中美两国在不同时间开始减排对各国经济和气候变化的影响进行了模拟研究。
1 多国气候保护宏观动态经济模型
本文的研究是基于一个多国气候保护的宏观动态经济模型。该模型主要基于两个气候保护模型。首先是RICE模型（a Regional dynamic Integrated model of Climate and the Economy)，主要是由Nordhaus从其原来的单国模型DICE基础上发展起来［8］。RICE模型是一个宏观动态模型，很多学者以该模型为基础建立面向不同研究内容的气候保护模型。该模型主要的贡献在于将气候和经济动态联系起来，可以评价不同减排政策的经济影响。其次是王铮,郑一萍,蒋轶红等(2004)建立的人地协调意义下的气候保护模型［14］。由于在RICE模型中，气候保护政策仅通过生产减少型保护来实现,而一国的气候保护政策往往是综合性的，除了考虑生产型减排，还包括能源替代型减排和增汇型减排。该模型是一个单国气候保护模型，但完全将三种气候保护政策同时考虑进来。本文建立的多国气候保护模型借鉴该模型，将三种气候保护政策同时纳入模型体系。同时，本文建立的多国气候保护模型还参照了Buchner,Carraro(2005)的FEEMRICE模型（FEEM是Fondazione Eni Enrico Mattei的缩写）［9］。因为在RICE模型中的碳贸易机制受到了许多限制，增加了模型的不确定性［17］。因此，在联系各国的经济时，我们参照FEEMRICE模型仅以气候将其连接。
由于模型涉及到大量公式，限于篇幅，这里不再给出。这里仅说明模型的基本结构（见图1）。多国气候保护模型将全世界分为六个国家(地区)，分别为中国，美国，日本，欧盟，前苏联地区，除上面几个国家以外的地区合称为“其它国家”。每个国家都以宏观动态经济模型为基础。
该系统是在Delphi 7.0的IDE环境中，使用Object Pascal语言编写而成的。模型流程(见图2)如下：首先从数据库中调用参数和部分需要的初值，并且即时输入政策参数（在一些情景控制率是外部输入，将另外一部分需要计算的初值计算出来，并存入数据库相应位置中；接着开始进入每一年各个变量的循环计算：一方面，先根据增汇型、能源替代型和生产型气候保护控制率以及上一年的GDP值和有效社会生产率计算出下一年的全国总排放量，将该排放量代入气候系统的计算方程中，最后得到有效社会生产率在受到该排放量影响之后的值；另外一方面，计算三种气候保护政策的经济投入成本，进而计算出当年的投资额和资本存量。然后，两条计算路线汇合，计算出下一年GDP。
2 模型数据说明与情景设置
模型是以2004年为基年开始计算的，因此，模型变量初值指的是2004年的初置。同时模型中的价值量以美元表示，如无特别说明，均是以2000年不变价美元表示。增汇的成本存在不确定性。按照Sedjo(2006)［18］的研究，我们将美国，日本，欧盟每增汇一吨碳的成本设为70美元，中国，前苏联，其他国家设为20美元。本文默认2004年为初始年。实际上由于美国抵制减排，世界性减排并没有开始，各种模拟（包括我们的），都是一种虚拟情景，在平推若干年后，得出一种趋势性估计。作为一个DSS，我们最后建立的系统，在修改初始参数后，理论上可以从任意年开始。
有关宏观经济变量的数据来自IEA(2007)［19］,中国统计年鉴(2005)［20］，气候变化参数来自RICE［8］。限于篇幅，这里不一一说明。需要特别说明的是控制成本参数，一般普遍认为全球变暖的破坏在发展中国家更为严重。根据OECD的估计，CO2排放量增长2倍，温度上升2.5℃时，中国的GDP大约损失4.7％［3］，No rdhaus（1999）估计到2090[CM)] 年全球气温上升3℃时，全球的平均GDP损失为36％，损失范围在0%～21％之间［8］。新近的研究表明损失会更大Eyckmans，Tulkens（2003），我们这里的取值来自FEEMRICE（见表1）［17］。
需要说明的是，这里的减排率并不是针对某一年的碳排放（例如与1990年碳排 放相比的减排率），而是针对当年实际应排放而言。从某种意义上来讲，是一种少增排率。这种碳排放控制率设定是宏观动态模型中常用的方法［8，17］。考虑到经济总量的不断增长和气候保护政策的连续性，模型中每年的减排率都比上一年增长1%。而且这里的减排政策是一种考虑了生产减少，增汇和能源替代的综合性政策。在模型中设定生产减少占20%，增汇和能源替代各占40%。当然我们开发的系统可以调整这个参数。
3 气候变化下中美两国不同时间开始减排的模拟分析
3.1 中国选择不同时间减排方案的研究
本节研究了在其它国家按照一定的减排率减排时，中国在不同年份参与减排的情景。在模拟中，设定美国，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排。我们设定了中国参与减排的四个情景，分别是从2010、2015、2020、2025年和2030年以15%的减排率开始减排。
情景0：中国不采取任何减排措施，美国，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；
情景1：中国以2010年15%的减排率开始减排，美国，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；
情景2：中国以2015年15%的减排率开始减排，美国，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；
情景3：中国以2020年15%的减排率开始减排，美国，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；
情景4：中国以2025年15%的减排率开始减排，美国，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；
情景5：中国以2030年15%的减排率开始减排，美国，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；
和前面的讨论中设定一样，这个减排率每年都会比上年递增1%。
3.1.1 中国不同时间减排情景下的各国GDP
模型对上面提到的三种情景做了模拟分析，模拟期间从2005-2100年，模型是递归动态模拟，一期为一年。
首先，通过计算，得到了各减排情景下各国的GDP如表2。
可以发现，相对不减排情况，中国在讨论的五个情景里参与减排都会给中国的经济带来损失，而且越早参与减排，GDP损失的越多(见表2)。世界其他国家都从中国的减排方案中获得了利益。相比中国不实施减排的情况，世界其他国家的GDP都是增加的。可以看出，各情景下除了其他国家受益最大，第二大受益国家就是美国，然后是欧盟，第四受益 国是日本，最后是前苏联。各情景下各国[CM)] 具体的累积GDP增加值见表2，这里不再一一赘述。 从全球总体来看，在情景1下，相比中国不减排的情景，全球的累积GDP增加了342 439.7亿美元；在情景2下，相比中国不减排的情景，全球的累积GDP增加了311 220.1亿美元；在情景3下，相比中国不减排的情景，全球的累积GDP增加了279 625.6亿美元；在情景4下，相比中国不减 排的情景，全球的累积GDP增加了247 707.4亿美元；在情景5下，相比中国不减排的情景，全球的累积GDP增加了215 599.4亿美元。
[BT4]3.1.2 中国不同时间减排情景下全球碳排放量和温度变化
和前面的讨论一致，中国越早进行减排，全球的碳排放量就越少。图3显示了各情景下2005-2100年的全球累计碳排放量。其中情景1相对情景0全球累计碳排放量减少9526GtC，情景2相对情景0全球累计碳排放量减少89.35GtC，情景3相对情景0全球累计碳排放量减少8356GtC，情景4相对情景0全球累计碳排放量减少7789GtC，情景5相对情景0全球累计碳排放量减少7233GtC。
与碳排放量的减少类似，各减排情景下的温度变化相对不减排情景要低（见图4）。情景1相对情景0降低0.093 9℃，其中情景2相对情景0降低0.087 9℃，其中情景3相对情景0降低0.082 1℃，其中情景4相对情景0降低0.076 4℃，其中情景5相对情景0降低0.070 8℃。因此，各减排情景里中国气候保护政策对2100年全球平均地表温度的影响在0.07℃～0.09℃之间。
3.2 美国选择不同时间减排方案的研究
和中国通过以不同开始减排的年份为标准设置情景一样，我们设定了美国在不同年份参与减排的五个情景。在模拟中，设定日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，中国，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；美国参与减排的五个情景，分别是从2010、2015、2020、2025年和2030年以20%的减排率开始减排，和前面的讨论中设定一样，从起始年开始，各国减排率每年都会比上年递增1%。同样我们也设定了一个美国不减排的基准情景（情景0*）。
情景0*：美国不采取任何减排措施，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，中国，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；
情景1*：美国以2010年20%的减排率开始减排，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，中国，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；
情景2*：美国以2015年20%的减排率开始减排，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，中国，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；
情景3*：美国以2020年20%的减排率开始减排，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，中国，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；
情景4*：美国以2025年20%的减排率开始减排，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，中国，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；
情景5*：美国以2030年20%的减排率开始减排，日本，欧盟以2005年20%的减排率开始减排，中国，前苏联和其他国家以2005年15%的减排率开始减排；
3.2.1 各减排情景下的世界其它国家的GDP比较
相对不减排情况，美国在讨论的四个情景里参与减排都会给美国的经济带来损失，越早参与减排，GDP损失的越多。世界其他国家都从美国的减排方案中获得了利益。相比美国不实施减排的情况，世界其他国家的GDP都是增加的（见表3）。
可以看出，各情景下除了其他国家受益最大，第二大受益国家就是中国，然后是欧盟，第四受益国是日本，最后是前苏联。我们计算了五个情景下美国参与减排与不参与减排相比较的累积GDP损失（2005-2100年）：其中情景1*累积GDP损失208 528亿美元，情景2*累积GDP损失207 371亿美元，情景3*累积GDP损失205 768亿美元，情景4*累积GDP损失203 658亿美元，情景5*累积GDP损失200 953亿美元。相邻情景的差别不大。各情景下各国具体的累积GDP增加值见表3，这里不再一一赘述。从全球总体来看，在情景1*下，相比美国不减排的情景，全球的累积GDP增加了387 0953亿美元；在情景2*下，相比美国不减排的情景，全球的累积GDP增加了363 499.9亿美元；在情景3*下，相比美国不减排的情景，全球的累积GDP增加了337 284.9亿美元；在情景4*下，相比美国不减排的情景，全球的累积GDP增加了308 481.3亿美元；在情景5*下，相比美国不减排的情景，全球的累积GDP增加了277 219.8亿美元。
3.2.2 各情景下全球碳排放量和温度变化
和前面的讨论一致，美国越早进行减排，全球的碳排放量就越少。图5显示了各情景下2005-2100年的全球累积碳排放量。其中情景1*相对情景0*全球累计碳排放量减少9058GtC，情景2*相对情景0*全球累计碳排放图5 各情景下全球碳排放量量减少8635GtC，情景4*相对情景0*全球累计碳排放量减少8385GtC，情景5*相对情景0*全球累计碳排放量减少8107GtC。
与碳排放量的减少类似，各减排情景下的温度变化相对不减排情景要低（见图6）。情景1*相对情景0*降低0.09℃，情景2*相对情景0*降低0.088℃，情景3*相对情景0*降低0.086℃，情景4*相对情景0*降低0.083℃，情景5*相对情景0*降低0.08℃。因此，各减排情景里美国气候保护政策对2100年全球平均地表温度的影响在0.08 ℃～0.09℃之间。
3.3 中美两国选择不同时间减排方案的比较与分析
通过前面两节中国和美国分别选择不同时间开始减排方案的模拟研究，可以比较中国和美国的碳减排政策对国际碳减排进程的影响程度。尽管在情景模拟中中国的起始减排率为15%，美国的起始减排率为20%，但考虑到两国的实际经济差异，即便实际中两国都实施减排，减排程度肯定存在差异，所以这样的比较还是有意义的。
首先，从对世界温度的影响来看，两国实施减排与不实施减排的影响程度较为接近。中国实施减排与不实施减排对温度的影响在0.07℃～0.09℃之间，也就是说如果中国不实施减排相对于中国实施减排的情况，将使世界的温度上升0.07℃～009℃。而美国如果不实施减排相对于美国实施减排的情况，将使世界的温度上升0.08℃～0.09℃。
其次，从对全球累积GDP的影响来看，美国的减排政策对全球GDP的影响要大于中国的减排政策对全球的影响。各相应情景下，美国减排相对于不减排对全球累积GDP的影响都大于中国的相应影响。例如，美国从2010年开始减排相对于不减排，可以使全球累积GDP增加387 095.3亿美元，而中国从2010年开始减排相对于不减排，可以使全球累积GDP增加342 439.7亿美元。两者相差44 655.6亿美元。其他情景也是如此。
4 结 论
本文通过构建多国气候保护模拟系统，对中美两国不同时间开始减排的影响进行了探索性的研究。主要得到如下结论：
第一，在研究中国减排进入时间的问题时，模拟发现，相对不减排情况，中国在讨论的五个情景里参与减排都会给中国的经济带来损失，而且越早参与减排，GDP损失的越多。其中2010年累积GDP损失228 000亿美元，2015年损失217 693亿美元，2020年为207 764亿美元，2025年为198 207亿美元，2030年为188 959亿美元。
第二，模拟结果显示，世界其他国家都从中国的减排方案中获得了利益。相比中国不实施减排的情况，世界其他国家的GDP都是增加的。各情景下除了其他国家受益最大，第二大受益国家就是美国，然后是欧盟，第四受益国是日本，最后是前苏联。从全球总体来看，在情景1下，相比中国不减排的情景，全球的累积GDP增加了342 440.2亿美元；在情景2下，相比中国不减排的情景，全球的累积GDP增加了311 219.8亿美元；在情景3下，相比中国不减排的情景，全球的累积GDP增加了279 625.7亿美元；在情景4下，相比中国不减排的情景，全球的累积GDP增加了247 707.6亿美元；在情景5下，相比中国不减排的情景，全球的累积GDP增加了215 599.2亿美元。
第三，和讨论的中国进入方案相似，美国实施减排政策与不实施减排政策相比，本国的累积GDP会损失，而世界其他国家累积GDP会增加。
第四，中国和美国的减排政策对世界的影响是有差别的。从对全球累积GDP的影响来看，美国的减排政策对全球GDP的影响要大于中国的减排政策对全球的影响。各相应情景下，美国减排相对于不减排对全球累积GDP的影响都大于中国的相应影响。从对世界温度的影响来看，两国实施减排与不实施减排的影响程度较为接近。中国不实施减排相对于中国实施减排的情况，将使世界的温度上升0.07～009度。而美国如果不实施减排相对于美国实施减排的情况，将使世界的温度上升0.08～009度。
本文用宏观动态模拟的方法分析评价了中美两国不同时间开始实施气候保护政策的影响，然而，在真正实现计算的过程中，也发现了一些值得去进一步考虑和探讨的问题：首先，国家之间的联系在未来模型改进中需要进一步加强。这种联系包括经济贸易的联系，包括碳贸易的联系。其次，减排的成本问题需要进一步研究。气候保护不仅涉及到经济问题，还涉及到自然科学问题。不同的国家，不同的时期，不同的减排量，不同的减排方式，都存在不同的减排成本。在今后的工作中应当进一步完善参数的精确性或进行不确定分析。
参考文献(References)
［1］秦大河.我国气候与环境变化及其影响与对策［J］.理论动态,2006,(6):28～38.［Qin Dahe.The policy and Affection of China Climage and environment Change ［J］.The oretical Trends, 2006,(6):28～38.］
［2］潘家华.全球变化挑战经济全球化［J］.世界经济,2002,（3）：45～47.［Pan Jiahua.Global Change VS Global economics［J］.World Econom,2002,（3）：45～47.］
［3］OECD. The OECD Green Model: An Updated Overview［J］. Development Centre Working Papers,1997.
［4］Yu W S, Thomas W H, Paul V P ,James S E. Projecting World Food Demand Using Alternative Demand Systems［J］.Global Trade Analysis Project(GTAP) Working Paper,2002, Number 21.
［5］Edmonds J A , Pitcher
H M, Barns D, Baron R, Wise M A. Modeling Future Greenhouse Gas Emissions: The Second Generation Model Description［M］. New York: United Nations University Press,1993.
［6］Grubb M, Hope C,Fouquet R. Climatic Implications of the Kyoto Protocol: the Contribution of International Spillover［J］. Climatic Change, 2002, 54: 11～28.
［7］Masui T, Takahashi K. Tsuichda K. Integration of emission, climate change and impacts, The 8th AIM International Workshop［M］.Tsukuba, Japan,2 003.
［8］Nordhuas W D,Yang Z.Warming the World:Economic Models of Global Warming［EB/OL］.nordhaus.econ.yale.edu/dicemodels.htm,1999.
［9］Buchner B,Carraro C. Modelling climate policy: perspectives on future negotiations［J］. Journal of Policy Modeling, 2005, 227: 711～732.[ZK)]
［10］[ZK(#]贺菊煌, 沈可挺, 徐嵩龄.碳税与二氧化碳减排的CGE模型［J］.数量经济技术经济研究,2001,(10):39～47.［He Juhuang,Shen Keting,Xu Songling.Carbon Tax and CO2 Model［J］.Journal of Quantitative & Technical Economics 2002,(10) :39～47.］
［11］王灿,陈吉宁,邹骥.基于CGE模型的CO2减排对中国经济的影响［J］.清华大学学报（自然科学版）,2005,45(12):1621～1624.［Wang Can,Chen Jining, Zouji.］ Impact assessment of CO2 mitigation on China economy based on a CGE model［J］. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2005,45(12):1621～1624.］
［12］张阿玲，郑淮. 适合中国国情的经济、能源、环境（3E）模型［J］.清华大学学报（自然科学版）, 2002, (12): 1616～1620.［ Zhang Aling,Zheng Huai. Economy, Energy, Environment Model for the Chinese Situation System［J］. Journal of Tsinghua University (Science and Technology), 2002, (12): 1616～1620.］
［13］陈文颖, 高鹏飞, 何建坤.用MARKALMACRO模型研究碳减排对中国能源系统的影响［J］.清华大学学报(自然科学版) , 2004, 44(3):342～346.［ Chen Wenying,Gao Pengfei,He Jiankun.Impact of Carbon Mitigation on China's Energy System Using China Markalmacro Model［J］. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2005,44(3):342～346.］
［14］王铮,黎华群,张焕波,龚轶.中美减排二氧化碳的GDP溢出模拟［J］.生态学报，2007, 27 (9): 3718～3726.［Wang Zheng,Li Huaqun,Zhang Huanbo, Gong Yi. An analysis of the GDP spillover effects of carbon abatement between China and the United States［J］. Acta Ecologica Sinica,2007,27(9):3718～3726.］
［15］张焕波，王铮,郑一萍,何琼.不同气候保护政策的模拟对比研究［J］，中国人口•资源与环境,2008, 18(3): 24～30.［Zhang Huanbo,Wang Zheng,Zheng Yiping,He Qiong. The Contrastive Analysis of Different Climate Abatement Policies Based on Model Simulation［J］.Chins Poupulation Resources and Environment,2008, 18(3): 24～30.］
［16］Nijkamp P , Wang S L , Kremers H. Modeling the Impacts of International Climate Change Policies in a CGE Context: The use of the GTAPE model［J］. Economic Modelling, 2005, 22:955～974.
［17］Eyckmans J ,Tulkens
H.Simulating coalitionally stable burden sharing agreements for the climate change problem［J］. Resource and Energy Economics, 2003, 25:299～327.
［18］Sedjo R. Forest and Biological Carbon Sinks after Kyoto［EB/OL］.http: //weathervane.省略,2006.[ZK)]
［19］[ZK(#]IEA, 2007. IEA statistics［EB/OL］. 省略/Textbase/st ats/index.
［20］国家统计局.中华人民共和国统计年鉴［M］.北京：中国统计出版社,2007.［National Bureau of Statistics .China Statistical Yearbook［M］.Beijing:China Statistics Press,2007 ］
［21］胡初枝.中国碳排放特征及其动态演进分析［J］.，2008,(3):
38～42.［Hu Chuzhi. Character of Carbon Emission in China and Its Dynamic Devel opment Analysis ［J］. China Population Resources and Environment, 2008, (3): 38 ～42.］
［22］冯相昭. 中国CO2排放趋势的经济分析［J］.，2008, (3):
43～47.［Feng Xiangzhao. Economic Analysis of CO2 Emission Trends in China ［J ］. China Population Resources and Environment, 2008, (3): 43～47.］
Implementation of CO2
Abatement Policies on Different Time of China
and US Based on Model Simulation
ZHANG Huanbo1，2 WANG Zheng2，3
（1. School of Public Policy & Management, Tsinghua University, Beijing 100084，China；2. Institute of Policy & Management,
CAS, Beijing 100080,China；3. Geocomputation Key Lab of CEDD,
ECNU, Shanghai 200062,China）
第5篇：碳减排研究范文
温室气体浓度的上升使“低碳”概念在全世界范围内升温，社会各界无疑需反思经济发展带来的过度碳排放问题。在低碳经济的时代背景下，我国为实现向国际社会做出的减排承诺，正在逐步建立温室气体碳排放计量体系，以便更准确地评估温室气体排放量。目前国内相关学者已对某个较大行业的碳排放问题进行研究分析，如纺织服装行业、钢铁行业[1-2]等，但却未深入到某个具体的中小企业当中去。而自改革开放以来，我国中小企业迅猛发展，尤其在沿海地区，以生产小商品或为龙头企业提供提供零配件为主的家庭作坊式企业依靠其供需关系稳定、生产成本低的特点成为主要的致富道路之一。但据相关学者的研究表明，在高耗能行业中，中小型企业比例数量达95.24%以上，有的行业甚至达99.56%[3]。家庭作坊式企业以家庭为单位组建从事简单加工工作，以住宅为生产场所，采用融业主家庭及雇工宿舍和车间、仓库为一体的“三合一”生产模式，节能技术水平低，能源管理漏洞多，近年来导致环境问题突出，属于典型的低碳意识浅薄的中小型企业。
从理论上讲，企业低碳减排工作的开展需要管理和技术两方面的支撑。目前，在各部门已采取或拟采取的各项低碳减排措施中，对于生产现场控制技术考虑较少。而企业要想达到低碳减排的良好效果，对工业生产过程的现场控制是低碳减排的重要环节。工业工程作为一种系统工程技术，不仅创造了精益生产这种科学的生产方式，而且能够对生产现场的节能减排进行有效控制，是工业节能减排现场控制环节的科技抓手[4]。尤其是对于家庭作坊式企业来说，由于本身资金缺乏，高新低碳技术较难引进，加之机械设备化程度不高，大多操作由操作人员手工完成，这样，企业则更需要依据工业工程思想，进行现场控制，改善并规范操作，提高生产效率，从而达到低碳减排。
1 基于碳足迹分析的碳排放源识别
碳足迹是指对某一产品或活动在生命周期内直接及间接引起的温室气体排放量的度量，以二氧化碳当量为单位。国内外对于碳足迹的研究已经开始，研究角度也多种多样，穆图（Muthu）[5]，李（Lee）等[6]，克兰斯顿（Cranston）和哈蒙德（Hammond）[7]，艾切莱（Aichele）和菲尔博梅伊（Felbermayr）[8]等从供应链、产品和城市等角度对碳足迹进行了研究。而目前主要使用的碳足迹分析方法可以分为投入产出分析、生命周期评价、混合生命周期评价[9]。
基于工业工程思想，根据家庭作坊式企业产出的零配件大多加工工艺简单且多以零件加工流程作为生产管理单元的这一特点，再结合低碳制造再造模式的流程的提出[10]，笔者认为采用生命周期评价法较合适。该文以某乡镇私人小型喷塑厂为研究对象，对其在拿到订单和原材料后喷塑加工单位批量零件（1100个）到最后的包装存置这一过程中的碳足迹进行分析以识别碳排放源。
1.1 碳足迹初步分析
碳足迹分析的初步分类和过程见表1。
1.2 根据企业核算GHG协议进一步分析
“企业核算 GHG 协议”出于核算目的定义了三种不同的核算范围[11]，具体见表2。
因此，根据温室气体核算与报告原则中的相关性和完整性原则，在对某一具体企业进行碳核算时，应诚实地对温室气体排放量进行全面、准确和一致的核算，这样利于制定最低碳排放限度。而家庭作坊式企业以手工操作为主，除零件加工过程主体消耗传统能源煤炭、电能外，员工通勤、工作环境条件的提供等均需耗能。例如：整个厂内由于通风不佳，各工位都有耗电能较高的大风扇；厂内采光不佳而多采用人工光源。此外，该企业集工厂、办公室、家庭住房于一体，在喷塑加工单位批量产品时，除工厂本身能耗外，还伴随着办公室能耗、家庭能耗等。这些在碳核算时都不应排除。
1.3 该厂碳排放源范围的识别与核查
基于上述分析，最终梳理出该厂在加工单位批量零件过程中的主要温室气体排放清单如表3。
2 基于工业工程对碳排放过程的改善控制
一般来说，生产现场的浪费包括不必要的工序、员工的不必要调动、生产工序的等待等。任何形式的浪费都是低效率、高耗能、多排放的表现。根据上述碳足迹分析及碳排放清单，该文截取单位批量零件喷涂过程中的喷涂环节，对这一碳排放过程应用联合操作分析、动素分析、双手操作分析、5W1H提问等工业工程中的研究方法对该环节进行工作研究，发现每一位操作工人作业方法中存在的问题，然后根据ECRS原则，增加合理的工位器具以及消除其不必要的浪费，提出相应的改善方案，以达到对碳排放过程的改善控制这一目的。
2.1 改善前对喷涂区工作现状的描述
喷涂过程由三位操作工人完成，其任务是将零件表层喷上所需颜色的喷粉，而喷粉是操作工人按一个喷枪喷出的。由于该厂规模较小，所购置的喷房前面只有一个工位，目前喷涂区布局见图1。喷粉由操作工人乙完成，另外两位工人分别负责在零件挂钩及将零件挂至流水悬挂线上。经调查记录，改善前，完成单位批量（1100个）零件的喷涂时间约为363 min，其中完成1个零件的喷涂甲需8.1 s，乙需5 s，丙需6.7 s。
2.2 相应的改善方案
（1）在改善方案中，合理改变喷涂区布局，避免甲在乙背后操作所造成的时间浪费，同时改变喷房的放置方向，使其与流水悬挂线水平，方便操作人员快捷工作，改善后的布局如图2所示。
（2）添加工位器具，零件在运入喷涂区前则已被挂至工位器具上，在人因角度上符合甲工作的灵活性，避免甲弯腰从地面拾取零件从而方便零件的挂取。
（3）重新设计挂钩，中间的钩子与横杆固定住，而左右两边的钩子通过小铁圈与横杆套住，可根据具体情况调节两者的间距，使得操作人员甲可以同时拿起左右两边的钩子，用两个钩子同时挂取两个提前摆放好的零件，再将其挂到喷房内，左右手可操作平衡；喷房内可设置左右两边两个喷枪，操作人员乙左右手同时喷涂两个零件；操作人员丙可左右两只手同时进行工作，握住横杆两边，将上边固定住的挂钩直接挂在流水悬挂线的T型棒上，减少手的闲置状态。前后挂钩形式如图3、图4所示。
（4）重新设计喷枪，原喷枪只有一个喷口，改善使其为360°的喷头形式，如图5所示，操作人员乙则可左右手各持一个喷枪，从而在相同时间内完成两个零件的喷涂。
2.3 改善后的作业时间测定及前后评估比较
测定得到，改善后，甲的作业时间减少了（8.1-3.54）/8.1=56.3%，乙的作业时间减少了（5-1.11）/5=77.8%。丙的作业时间虽未减少，但左右手动作可以平衡，同时可以完成2个零件的悬挂。那么，完成2个零件的全部喷涂工序时间为3.54+1.11+6.7=11.35 s，完成单位批量零件即1100个的总时间则为6242.5 s，合约104 min，比改善前减少了（363-104）/363=71.3%。
3 改善前后整个碳排放过程能源消耗的时间情况
根据排放清单来看，在喷涂区所耗用的时间减少则意味着完成相同数量零件的喷涂所涉及到的无烟煤、员工通勤、工业用电、工业及生活用水等耗能造成的碳排放减少。
再从拿到订单和原材料后喷塑加工单位批量零件（1100个）到最后的包装存置这一整个过程考虑，根据调查记录数据，整理得到改善前后相关工序具体所涉及到的能源消耗的时间情况，即各类活动的持续时间如表4所示。
4 改善前后的碳核算及碳排放量对比
4.1 碳核算方式
按照ISO14064标准，组织在梳理出排放清单后，再根据各项内容的活动数据及其相应的排放系数，进行各排放源的排放量测算，然后汇总得到该厂在核算期内的总排放量。改善前后完成单位批量零件的碳核算情况如表5所示。碳核算计算公式为：
式中，为某一活动的碳足迹；为该喷塑加工过程中第i类活动的活动水平数据（质量/体积/千瓦时/千米）；为排放因子（每个单位的二氧化碳当量）。
其中，排放因子由IPCC指南和国家发改委、财政部文件《节能项目节能量审核指南》中公布的能源发热量系数值进行折算以及根据该厂的实际情况估算所得。
而活动数据则根据时间比例关系，将该厂月耗能量或小时消耗量转化为在该喷塑加工时间段内的消耗量。活动水平数据计算公式为：
式中，为第i类活动单位时间耗能量；为第i类活动的持续时间。
4.2 改善前后碳排放总量的对比
根据《PAS2050规范》非实质性排放排除在外，即占排放总量不到1%的任何单一来源未在表5中列出。
则可得到，该厂在加工喷塑单位批量零件过程中，在未应用工业工程的工作研究改善前，碳排放量为141.155 kg，而改善后的碳排放量为63.055 kg，降低了55.33%。对于多批量零件的加工喷塑，累计减少的碳排放量将是相当可观的，这必然得益于工业工程的工作研究及相关改善方案。
5 结语
第6篇：碳减排研究范文
摘要：在测算30 个省市1997-2011年的二氧化碳排放量的基础上，运用空间DURBIN 模型分析了我国区域碳排放的空间聚敛性，量化分析了5 个变量对碳排放的影响以及5 个空间滞后变量在相邻区域碳排放之间形成的溢出或挤出效应。研究发现城镇化率、能源强度、建筑业总产值及规模以上工业产值等指标均对碳排放有显著影响；城镇化率、能源强度及规模以上工业产值的空间溢出或挤出效应对相邻区域碳排放产生了不同程度的影响。
关键词 ：碳排放；空间DURBIN 模型；溢出效应；挤出效应
城市化、工业化是我国改革开放以来最显著的经济现象，城镇化率由1997年29.92%升到2011年51.27%，2013年超过54%。如此快速的城市化带来的是巨大的资源耗费及碳排放量，这也使得我国当前的二氧化碳减排工作压力不断增大。
关于城市化、工业化与碳排放的研究，主要体现在它们之间关系研究以及形成区域碳排放差异影响因素研究方面。
关于城市化、工业化与碳排放关系的研究，Cole & Neumayer（2004）以及林伯强（2010）认为城市化及工业化直接会对能源消费和碳排放带来增加压力。Liddle（2004）认为城市化和工业化会提高公共基础设施效率，可以降低能源浪费和碳排放。在形成区域碳排放差异影响因素研究方面，李卫兵（2011）采用STIRPAT 模型研究发现能源强度与碳排放存在正相关的关系。
对于城市化对碳排放的影响研究，使用方法等方面存在异质性，因此仍存在一定研究空间。本文采用空间DURBIN 模型来实证分析城市化、工业化对中国区域碳排放的影响，通过研究我们可以发现我国区域碳排放的空间聚敛性、不同因素对碳排放的影响程度、空间滞后变量在相邻区域碳排放之间形成的溢出或挤出效应程度。
一、变量选择与模型构建
1.数据来源
各省市二氧化碳排放量根据一定的公式进行测算，所需具体数据来源于《中国能源统计年鉴》、《中国统计年鉴》，西藏自治区的数据缺失较多，予以剔除。
2.二氧化碳排放量的测算
二氧化碳排放量的测算参照相关学者关于各省市二氧化碳排放量的计算公式来进行具体计算，公式如下：
式（1）中Cit为i省t年的二氧化碳排放量，Eijt为i省t年第j种能源的消费量，θj为第j种能源的碳排放系数。在具体测算二氧化碳排放量时需要将实物统计量转换为标准统计量，这需要参照能源统计年鉴中给出的各能源的标准煤换算标准和碳排放系数。最后计算得出30个省市1997到2011年的二氧化碳排放量。
3.变量选择
考虑到实体经济与碳排放影响的关系，本文选取以下经济指标来衡量城市化工业化水平。城镇化率；采取非农人口占总人口比重来度量，记为city。人均GDP；在模型中取人均GDP 的对数形式，记为pgdp。建筑业总产值；模型中采用对数形式的总产值，记为building。规模以上工业产值；为便于统计，模型采用规模以上工业产值，同时取对数形式，记为in?dustry。能源强度；即每一单位GDP产出的能源消费量，值越高，表示经济活动的能源效率越低，碳排放量相对越多，记为energy。
4.模型引用
空间DURBIN 模型是近几年发展起来的空间计量经济模型。模型考虑了因变量和自变量的滞后影响，能较好地反映空间外部性和溢出性，对空间经济集聚与扩散研究有较大解释能力(Anselin,1988 )。模型形式：
式（2）中yit 是i 省t 年二氧化碳排放量；W是0-1空间邻接矩阵；xit是解释变量向量，xit指i省t年数值；In是n阶单位矩阵；ρ ，β，θ，α是待估参数, μ 是随机误差项。
二、实证分析
实证部分主要运用空间DURBIN 模型对我国区域碳排放的影响进行量化分析。模型中，以co2为被解释变量，以city，energy，pgdp，building，industry 为解释变量，利用STATA 软件进行编程计算。具体模型如下：
模型估计结果见下表1。
可决系数R2 为0.3530，反映模型在变量的选择上及模型整体构建上基本上符合预期。因变量的空间滞后回归系数为0.1264，在0.01的水平上不显著为正，这反映了我国相邻的各省市间碳排放存在空间依赖性，但并不十分显著。
我国区域碳排放的空间影响因素分析：
城镇化率对碳排放的回归系数显著为正，在其他因素不变的情况下，城镇化率每提高1%，碳排放增加5.4%；城镇化率的空间滞后项系数为-0.072，显著为负，表明城镇化率对区域间碳排放存在显著的挤出效应，这表明相邻省市相同的城镇化率会形成竞争态势，使相邻区域碳排放量受到影响。
能源强度对碳排放的回归系数显著为正，能源强度每降低1 吨标准煤/万元GDP，碳排放降低11.5%；能源强度的空间滞后项系数为0.0337，显著为正，表明能源强度对区域间碳排放存在显著的溢出效应。
人均GDP的对数对碳排放的回归系数不显著为负，人均GDP的对数每增加1个单位，碳排放降低4.1%；人均GDP的对数形式的空间滞后项系数为-0.1735，但不显著，这表明人均GDP对相邻区域间碳排放不存在显著的挤出效应，这也表明人均GDP增加并不意味着相邻区域碳排放会增加。
建筑业总产值对碳排放的回归系数显著为正，建筑业总产值的对数每增加一个1个单位，碳排放增加0.74%；建筑业总产值的空间滞后项系数为0.102，但不显著，这表明建筑业总产值对相邻区域间碳排放存在不显著的溢出效应。
规模以上工业产值对碳排放的回归系数显著为正，规模以上工业产值的对数每增加一个1个单位，碳排放增加0.24%；规模以上工业产值的空间滞后项系数显著为负，表明规模以上工业产值对区域间碳排放存在显著的挤出效应，这表明相邻省市相同的规模以上工业产值会形成竞争态势，资本等生产要素要流向更有利于增值的地方。
三、结论与建议
本文通过测算1997-2011年30个省市的二氧化碳排放量，运用空间DURBIN模型对区域碳排放做了较深入的分析，研究表明城镇化率、能源强度、建筑业总产值及规模以上工业产值均对碳排放有显著影响；城镇化率、能源强度及规模以上工业产值的空间溢出或挤出效应对相邻区域碳排放产生了不同程度的影响。
因此，针对上述因素影响效果，当前应积极采取措施提高经济发展质量，加快技术革新、鼓励高新技术发展，引导社会资金向可以增加整体社会福利的现代产业领域投资，从产业结构转型的视角降低能源强度，实现产业结构更为优化合理发展。与此同时，从空间的角度、区域经济协调发展的角度出发，建议各地政府在制定相关产业发展政策时注重相邻区域的溢出效应，合理进行产业布局，使资源、生产要素达到最优化配置，且对相邻区域产生正向溢出效应，以提升我国的整体经济实力。
参考文献
[1] Anselin，L.Spatial econometrics :methodsand models[M].Dordrecht：Kluwer Academic，1988.
[2] 林伯强，刘希颖.中国城市化阶段的碳排放：影响因素和减排策略[J].经济研究，2010(8)：66 -77．
[3] Cole M．，Neumayer E.Examining the Im?pact of Demographic Factors on Air Pollu?tion ［J］.Population and Environment，2004(1) ：5 -21．
[4] Liddle B.Demographic Dynamics and Percapita Environmental Impact:：Using PanelRegressions and Household Decompositionsto Examine Population and Transport［J］.Population and Environment，2004( 26) ：23 -39．
[5] 李卫兵，陈思.中国东中西部二氧化碳排放的驱动因素研究[J].华中科技大学学报，2011(3)．
第7篇：碳减排研究范文
关键词：建筑给排水 施工管理 分析探讨
中图分类号：TL353文献标识码： A
前言
随着我国经济的快速发展，建筑行业技术水平得到快速提高，而建筑给排水工程作为市民生活密切相关的基础设施工程，直接关系到居民的切身利益。随着人们生活水平的提高，对给排水系统的可靠性、防噪、外观、消防安全等方面都提出了更高的要求。进行设计以及施工人员在施工管理过程中都要本着技术可行、安全、美观、实用、经济的原则，在实践中努力创新，将问题消除于萌芽状态。
建筑给排水工程施工管理过程中存在的问题
随着我国建筑工程项目的高速发展，给排水工程在施工管理中也存在许多不容忽视的问题，这些问题中较为重点的有：
（1）施工质量意识淡薄
在工程施工的实践中，许多施工企业把管理控制的重点放在了工程的进度上，而没有给予工程质量过多的关注，造成工程施工过程中质量意识较为薄弱。薄弱的质量控制使得质量管理和监控部门责任模糊，机构重叠，效率低下，许多工程建设标准形同虚设，缺乏有力的约束作用。
（2）施工管理控制力度不足
我国建筑工程施工企业数量多，大部分企业规模小，管理水平较低、施工技术力量较弱，这些劣势使得建筑给排水在施工过程中常常出现施工单位对各个阶段施工质量因素的控制力度不足；另一个十分严重的问题就是许多施工企业承包能力有限，管理人员不够，高水平的管理人员更是稀少，但施工单位为了尽量多承接工程，往往采取分包转包的形式，这样做的直接后果就是工程质量控制力量分散，很难对工程形成强有力的管理控制。
（3）施工监理工作不到位
工程监理往往是由第三方的监理机构承担，他们的主要责任是对施工现场施工操作的规范化和施工质量的达标性进行监督和控制。在我国，一些监理机构技术水平低，工作不负责任，对待一些质量问题模棱两可，工程前期和后期人员配备不齐，使得监理机构形同虚设，无法起到应有的作用；另一个原因是监理机构和施工单位关系僵硬，往往出现施工单位对监理的建议和要求不重视或者应付搪塞的现象，施工单位的不配合使得监理人员责任无法正常履行。
（4）施工管理水平较低，规范化缺失
随着工程实践的不断深入发展，许多施工过程中的问题不断的涌现。国家针对这些施工中出现的问题相继出台了一系列的管理规范和控制制度。虽然国家有相应的规范和制度出台，但没有赋予这些制度和规范一定的约束力和监督力，为施工单位管理规范缺失埋下了祸根。我国一些施工企业由于局限于较小的规模、较落后的公司管理模式，使得公司管理水平较低，对工程中的招投标、合同管理、责任划分、技术方案等都没有形成规范化的管理，这些都是质量问题产生的温床。
2 建筑给排水施工管理方法分析
2.1给排水工程施工前期阶段的管理
必须熟悉施工图及设计意图，了解室内给排水管道与室外给排水管道的连接位置，管道过基础、墙壁、楼板的位置标高和管道的连接形式，施工方法；了解设计图要求的主要材料及设备的规格、型号及质量标准，严格控制工程进场的材料，使得工程材料符合设计要求及行业标准，为工程施工质量打好最基本的、最关键的基础。施工单位应认真编制给排水专业的施工组织设计，尽量将所有问题都考虑到，对一些问题有一定的前瞻性、预见性。建设单位及监理单位应认真审核施工组织设计，提出合理化建议，待批准合格后，施工企业应严格按审批合格的施工组织设计执行。
2.2给排水工程施工阶段的管理
(1) 管道安装的管理
在进行安装时，要严格按照设计施工图纸和给水排水施工质量验收规范执行，验收规范中的强制性要求及主控项目必须认真执行，一般项目也不可忽视，大部分质量问题都处在被人们忽视的问题上。在进行管道压力试验时，应严格执行设计要求，如设计未标注要求，应按照施工验收规范的要求执行，使得设计图纸和施工规范紧密结合。排水管、雨水管要做灌水试验及通球试验，保证实施顺畅。施工方法要统一，更要落实到位，施工前由班组长按照施工方案对施工人员进行培训，施工时应熟手生手搭配进行，这样即培养了施工人员，又能保证施工质量，降低损耗。施工图中的位置和标高不要在施工过程中擅自进行改动，一定要征求设计的同意。 (2)施工现场管理
加强施工现场的管理，对施工人员进行安全意识教育，加强施工人员的质量意识，要求施工工具及材料摆放整齐，当天施工当天清理，加强施工人员的成品保护意识，严格管理现场的文明施工情况，对各施工单位施工进度统一协调指导，如期完成各自承担的施工区域内任务，准时完成施工进度计划的要求。统一调度各施工单位用电、用水量，雨季施工对全段统一安排防洪排涝措施。
(3)施工安全管理
施工人员应认真贯彻执行安全生产规程中的各项规定，加强现场安全教育工作，增强职工安全意识；建立安全生产交底制度；在施工现场危险区域采取保护措施，并挂明显的标志牌；严格按《施工现场临时用电安全技术规程》和《建筑施工高处作业安全技术规范》执行；管理人员要现场检查指导，杜绝违章作业；监督检查各施工单位安全管理工作能否正常开展，施工前的安全教育及措施是否落实；统一规划埋设临时施工用水管网，管线埋设在冰冻线以下，在施工用水主管网每100米长度内应设置消火栓1个；使用电动工具，应对导线绝缘性和工具安全性进行检查，防止电火花引火灾。
(4)施工质量控制
对进场材料进行抽检、试验，严禁不合格的产品进场；对工人进行岗位技能培训，使工人熟悉关键部位操作方法、提高操作水平；施工过程中，监理人员要做好跟踪监控，以便更好的督促承包商按照施工程序进行规范操作；管理人员向所有参与者明确施工质量要求，自觉维护工程质量，提高质量水平；密切注意施工准备前各阶段对影响施工质量的变化，以及工艺与操作情况是否始终符合要求等；对给排水系统中容易出现的问题，造成损坏的部位，采取有效措施予以防护。
2.3工程竣工验收阶段的管理
任何建筑物均有沉降，建筑物的沉降对室内排水系统的排出管影响很大。实践中由沉降造成排出管坡度达不到要求甚至倒坡、堵塞的情况时有发生。普通住宅排水立管至室外检查井的距离一般在3～10m范围，而大多五、六层住宅的沉降量均在60mm以上，若排出管也按标准坡度铺设，就难以保证坡度要求。要较好地解决这个问题，至少需要明确三点：①建筑物的沉降量；②沉降量与时间的关系；③沉降所影响的范围。另外，在工程竣工验收前，除按规范对室内排水管道作通水能力试验外，还须对工程质量进行检查，以不漏不堵为合格。对管道工程质量检查的主要内容包括；管道的平面位置、标高、坡向、管径管材是否符合设计要求，管道支架卫生器具位置是否正确，安装是否牢固；阀件、水表、水泵等安装有无漏水现象，卫生器具排水是否通畅，以及管道防腐和保温是否符合设计要求等。
3 结语 建筑给排水工程的施工管理，对于提高建筑给排水工程质量具有重要意义，是保证给排水系统安全稳定运行的基础。要不断的通过对建筑给排水设计理念、施工控制、监理等内容的管理，有效的提高建筑给排水的施工质量，以满足民用建筑给排水的发展需要，使给排水工程达到节省空间、使用方便、经久耐用和美观舒适的效果。
参考文献
[1] 文靖波. 浅议建筑给排水施工[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊），2009（07）.
第8篇：碳减排研究范文
关键词：给排水；系统设计；研究
1 工程概况
位于佛山市顺德区容桂镇105国道旁，规划用地36693M2，建筑面积约3500M2，其中包括客运站二层，建筑面积5625 M2，司乘公寓4层，建筑面积3900 M2，四星级酒店17层，建筑面积约15000M2。
2 给排水系统设计
2.1 系统设计 可采用蓄水池水泵水箱减压阀用水点供水方式。此为高层住宅供水较节地、节能、又便于管理的方案。它既能满足市政基础设施滞后于住宅建设快速发展带来的弊端，避免对市政给水管网造成冲击；又能解决《高层民用建筑设计防火规范》中对消防前期贮水量的要求；同时分区减压阀取代中间水箱，更是带来许多不可替代的优点。由于住宅产业的需要，单栋设供水系统，具有独立、灵活、便于管理及利于销售的优势。水箱供水的客观存在是解决高层建筑给水系统节能问题的有效途径之一。至于水质“二次污染”问题，笔者认为除设计中应考虑合理确定水箱容积，合理布置水箱位置，为物业管理、水箱清洗、维护创造必要的条件外，建立良好的维护、管理制度是避免水箱水质“ 二次污染”问题的重要保障。
2.2 给水系统管材 目前我国大多数住宅采用镀锌钢管，其内壁易生锈、结垢、滋生细菌、微生物等有害杂质，使自来水在管道输送途中造成“二次污染”，甚至出现水龙头流“黄水”的现象。而新型的塑料管材内壁光滑、耐腐蚀、不结垢、无污染、安装方便、耐久性、经济性强，且可避免镀锌管道套丝方法连接易出现渗漏的现象，因此具有很高的推广价值。
2.3 排水系统 生活排水系统、市政排水系统采用雨、污分流制。故室外排水采用雨、污分流制。
(1)地下室污水无法自流排出室外，采用潜污泵抽升排出。
(2)消防电梯机坑设容积不小于2m3 的集水井，排水泵的流量取大于10L/s。
(3)厨房及餐厅污水单独排至裙楼半地下层的污水处理间。
(4)主楼卫生间采用粪、污立管及专用通气管的三管制排水方式。并在每个客房卫生间设器具通气支管以改善排水条件，降低噪声。粪便污水经化粪池预处理后与生活污水一起排入市政污水管网。
（5）餐厅厨房含油污水必须进行预处理后，方能排入市政下水道。
雨水系统 屋面雨水系统采用有组织内排水系统。裙楼屋顶采用压力流（虹吸）排水，重现期P取5年，超出5年重现期至重现期50年的雨水采用开溢流口的方式排放。主楼屋顶采用重力流排水，重现期取50年。室内雨水管材，重力流采用柔性抗震排水铸管，节套式柔性接口；压力流采用HDPE排水管材，热熔连接；室外雨水排水管材采用高密度聚乙烯双壁波纹管（PVC-u）排水管材。
2.4 消防给水系统 消防给水系统包括室内消防系统、自助喷水灭火系统、室外消火栓系统。室外消防水源直接接自市政环状供水管网，室内消防水源取自消防水池
2.5 给水管道减压降噪 住宅中双卫的设置已经比较普遍，厨卫距离铰远，管线加长，有的设计人员仍然将进户管道设计成DN20，末端用水时容易产生噪音。有的城市市政自来水的压力较高，约为0.30~0.40Mpa，三层以下的管道压力较高，水流过快引起管道接近共振产生颤动和噪声，用水高峰还会影响顶部楼层的供水。建议分户水管采用DN25，设置可曲挠橡胶接头，低层部分设置减压装置（减压阀、减压孔板、节流塞等）。
2.6 地漏的水封 《建筑给水排水设计规范》规定“地漏的顶面标高应低于地面5～10mm，地漏水封深度不得小于50mm。”此条规定目的就是防止水封被破坏后污水管道内的有害气体窜入室内污染室内环境卫生。但是在给排水设计说明中很少有人提及，建设及施工单位为了降低造价使用市场上价格低廉的地漏，这种地漏水封一般不大于3厘米，满足不了水封深度要求。另外，居民装修房子时选用装修市场上的不锈钢地漏替代原来的塑料地漏，外表虽光亮美观，内部水封同样很浅。当排水时，地漏的水封由于正压（较低楼层）或负压（较高楼层）被破坏，臭气进入室内。好多居民反映家中有臭味，而且厨房排油烟机打开时更加严重，就是水封由于压力波动被破坏的原因。有的住宅厨房内设置了地漏，由于长时间没有补水，特别冬季供暖时水封容易干涸，应经常给地漏补水。建议设计施工时采用高水封或新型防返溢地漏。厨房内地面溅水很少，可以不设置地漏。
3 给排水节能途径
根据我国现行供水情况及住宅用水情况，建筑给排水节能主要有以下几个途径：
3.1 尽可能利用太阳能用作住宅热水加热。
3.2 合理利用市政管网余压，采用分区给水方式。
3.3 采用节水型卫生器具，减少供水量，同时也减少供水能耗。利用太阳能用作住宅热水加热的节能技术措施
3.3.1 利用太阳能用作住宅热水加热的使用范围及太阳能热水器的分类
(1) 太阳能作为清洁能源，取之不尽，用之不竭。是节能的重要途径，太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、循环管、循环泵、配水管等组成。我国大部分地区均处北纬40度以北，日照时间较长，均适合推广太阳能热水器。
(2)根据现在使用的太阳能热水器技术，按集热器形式可分为平板型和真空管型。
a.平板型：在住宅中使用的小型热水器中，目前多采用自然循环方式，且为单循环，即集热器内被加热的水直接进入储水箱提供使用。结构简单，成本较低。抗冻能力弱。b.真空管型：全玻璃真空管结构简单，价格适中，水在玻璃管内直接被加热，其组成的家用热水器一般是将真空管直接接入非承压水箱，采用落水法取热水。也有采用金属热管组合的承压式及采用U型管组合的分离式，在不同地区都全年使用。具有抗冻、耐压和耐冷热冲击能力。 热管型真空管，其管内无水，具有抗冻、耐压和耐冷热冲击能力，可连接承压水箱，采用双循环系统，更适用于各种规模的热水系统，价格较高。
3.3.2 安装方式
(单幢建筑或多幢建筑合用太阳能热水器，并设置热水箱，用作户内热水器预热水源，单户内设置快速热水器。
优点：利用太阳能热水器作预热，可充分利用太阳能的能量。春、夏、秋季热水温度基本可满足家庭使用要求，冬季也可充分利用太阳能，节能效果明显。可广泛使用于多层及高层住宅，可多人连续使用。
缺点：由于太阳能热水器为公用，需设置于有物业管理的小区内；由于屋顶太阳能热水器仅作预热，故每户住宅内需增设热水器，以便随时提供热水，（一般与快速式电热水器配合最佳，与其他快速式热水器配合也较好，不宜与容积式热水器配合使用-节能效果不佳）；需设置热水表用来计量热水用水量。
优点：每户单独设置，控制方便，户内可不用增设热水器。
缺点：只适用于多层建筑，热水器安装高度受用户水压限制，使用热水时需要放掉水量较多，根据屋顶太阳能热水器水量不适合多人连续使用，电热器设置于屋顶，维修及管理不便，阴雨天使用时需电加热较长时间。
第9篇：碳减排研究范文
关键词：车间；通风；排烟处理
TG408
通常，在汽车生产的几大工艺车间里，焊接车间是产生粉尘和烟雾最多，也是多生产工人无害比较大的车间。汽车车身的焊接主要是点焊，二氧化碳气体保护焊和氩弧焊。特别是二氧化碳气体保护焊和氩弧焊会产生大量的焊接烟尘及弧光，另外，车身钣金由于装配精度及外观要求，必须进行部分区域打磨，相应会产生大量打磨粉尘。由于汽车的批量化生产，焊接工作很大，烟尘、粉尘会弥漫在整个车间，严重污染车间环境，危害工人职业健康。必须对车间进行通风和排烟处理以保证车间环境符合标准，保证操作工人的身体健康。本文对目多个汽车工厂的焊装车间通风排烟系统进行一下归纳和分析希望对其他车间有所帮助，也是对后续工厂设计的一种提高。
1.通风系统的构成
1.1建筑通风
车间屋顶一般设计有天窗，两侧墙设置高侧窗以实现空气对流来调节车间空气质量，由于车将厂房很高，必须设计为电动开和的天窗。而且车间工艺布局是要考虑天窗和高侧窗之间的通风不要有遮挡物。但是此方式在春夏秋季可以使用，冬季需要采暖的车间不便使用。
1.2机械通风
在屋顶设置通风机进行顶部排风。此种方式可以起到通风作用，但是不能直接地排除车间合适高度上的烟尘，有些工厂的做法是在车间的柱子上设若干射流风机，以扰动空气，配合屋顶风机以利排风。
1.3管道通风
在焊接车间焊接区域上空局部区域水平敷设排风管道，排风管道在合适高度的位置设置排风口，风管接至排风机排出室外。在机械排风的同时另设机械补风，其中50%～80%（严寒地区取上限值，一般地区取下限值）通过空调机组机械补风，其余通过门窗缝隙自然渗透补风。在冬季采暖地区，机械补风常采用空调机组并设加热段。
1.4置换通风系统
置换通风系统是指把送风口设置在车间底部，采用低紊流、低速度的送风方式，将空气直接送入工作区，并在地板上形成一层较薄的空气湖，随着对流空气的向上流动，带动污染空气由设置在房间顶部的排风口排出室外的通风方式。置换通风的送风速度约为0.25m/s左右，送风的动量很低以致对室内主导气流无任何实际的影响，具有效率高、节省能量等特点。置换通风可以加大温度梯度，从而增强在工艺操作过程中热力作用所产生的抽力，与普通的稀释有害物的通风方式相比，可以节省50%的空气量。 焊接烟尘的特性比较符合用置换通风这种气流组织形式排出，可以保证工人在工作区能呼吸到清洁空气。此种方式造价较大，而且受到车间作业环境和区域的影响，只有较少的工厂使用。
2.除尘和净化系统的类别与措施
各车间根据条件的不同都会设置有一定的通风系统，车间的通风系统可以保证车间空气的流通，提高空气质量，但是焊装车间对工人有较大危害的是各种焊接粉尘和颗粒，焊装车间还要考虑设置除尘和净化系统，目前各工厂应用到的除尘系统主要由以下几种。
2.1车间排烟除尘系统
此系统包含主机控制系统，风机，通风管道，吸尘罩，烟尘处理器等。系统设计要与厂房设计和设备安装综合考虑，通风管道不能与车间公用管线干涉，风机和除尘设备的安装必须科学合理，各吸尘罩位置要靠近弧焊区域，要保证吸尘的效果又不能影响工人作业。此系统的核心是过滤单元和风机单元。大小不同颗粒的烟尘通过管道首先进入过滤单元，内由飞溅挡板构成的内置大颗粒粉尘分离区，分离后的大颗粒粉尘包括飞溅由于流速的减慢而直接掉入粉尘收集箱，小颗粒烟尘通过气流流向过滤筒并被截留在过滤筒表面，再通过滤筒的反吹掉入粉尘收集箱。最后通过风机排放到室外。
2.2设置集中排烟室
焊装车间的烟尘主要有二氧化碳气体保护焊和打磨产生的粉尘。生产安排要将需要弧焊和打磨的工位集中于车身调整线，在调整线上设置排烟室对烟尘集中处理。设施设计主体为房间+主机设备+遮弧帘，主机为中央烟尘净化器系统，除尘端采用四个5000m3/h的主吸风口+四个1000m3/h的可伸缩吸气臂，遮弧帘防弧光外泄。设备除尘分两个方面：（1）房间顶部吸尘：在焊接区域顶部均匀开四个直径为350m m的吸尘口，每个吸尘口的吸风量在4000m3/h左右，保证白车身在内外几十处焊接点焊接后，房间内的粉尘吸收至主管道起到净化的目的。（2）房间内部吸尘：考虑到焊接白车身除外部焊接外，内部也有几十处焊接点。由于车顶无天窗，车窗上檐距离车顶也有约500m m的距离，故车体内焊接后的粉尘极易聚拢至车顶。在焊接房间区域四个角落安装K E M P E R柔性3m长的吸气臂。吸气臂吸风量为1200m3/h，可在任意点进行停留。白车身进入焊接区域后，入口处的两根吸气臂由车体后门拉伸至车内，罩口贴于车顶针对车内焊接后聚拢的粉尘进行捕捉。其余吸气臂也对准车辆的窗口，在焊接烟尘上升的过程中通过气流捕捉烟尘。当工作人员在车外焊接时，也可利用吸气臂进行烟尘的捕捉。不用时关闭吸气臂阀门，可加大顶部吸尘口的吸风量。
2.3单体排烟除尘设备
对于单个工位，弧焊点集中而且区域比较小可以采用单体的排烟除尘机，目前常用的是唐纳森公司的排烟除尘机，每套设备包含：阻燃滤筒，风机，电机，消声器，控制器，万向除尘手臂（配罩灯和调风阀）等， 配备3米长的FT-Plus除尘手臂。Easy-Trunk不单只体积小，而且过滤效率高，即插即用，加上内置反吹清洁系统，适用间歇性操作的轻型生产应用。它能够轻而易举地通过任何标准的门洞，只需将它就位，锁定两个前轮，插上电源，打开开关就可以焊接。由于焊接可能产生火花，滤筒必须采用阻燃材料。工人使用非常方便，如果要调整工位可以直接退走，使用一段时间以后插入一根气管既可以进行清理，目前在很多工厂得以应用。
2.4半自动焊接用吸尘器
是和半自动电弧焊焊机组合使用的一种小型吸尘器。在焊枪上装有一个吸尘咀，靠焊枪前端吸引粉尘， 由高性能的过滤器过滤。吸尘效率达85% ，除尘效率达95% 以上；过滤器是盒式的，容易维修，吸尘咀小而轻，操作时不感疲劳。吸尘的动力是自冷式电机，可连续运转，最大真空度1700mmH20，功率lkW。
2.5个人防护
- 上一篇：知识产权保护的意见范文
- 下一篇：电子支付报告范文