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排放论文主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
通过实验结果可知,熟料中含有极少量未分解的碳酸盐和未燃烧的有机碳.使用同位素可以确定无机碳和有机碳是来源于生料还是燃煤,但使用该法费用将大幅增加.如分别考虑生料、熟料、燃煤和窑灰中的无机碳和有机碳,则可以规避该问题,使结果更为准确.
1.1新型干法碳排放分类的结果分析与排放因子测算使用23条新型干法生产线的样品数据对校正后的结果进行分析与排放因子测算.由于新型干法窑的窑灰大部分都会入窑,而旁路放风粉尘的成分又近于熟料[25],因此新型干法窑的排放因子只考虑窑尾生料、窑头熟料和燃煤中的无机碳和有机碳含量即可.新型干法窑的生料、熟料和燃煤中的无机碳和有机碳含量及分析见表2.在考虑碳酸盐分解率和有机碳燃烧率之后,所得我国新型干法工艺的无机碳排放因子为522kgCO2/tcl,有机碳排放因子为265kgCO2/tcl,碳排放因子为787kgCO2/tcl,该结果较主流分类的结果832kgCO2/tcl低近50kgCO2/tcl.
1.2立窑碳排放分类的结果分析与排放因子测算立窑属于高能耗、高污染的落后工艺,但是由于我国地域幅员辽阔,各地经济发展和资源存储、开采情况不平衡,该种生产工艺仍存在于我国的部分省市区.立窑生产企业用13条生产线进行样品分析与排放因子测算,立窑生料、熟料和窑灰的无机碳、有机碳含量及分析见表3.如前所述,由于立窑生料中燃煤的配入,全黑生料中的有机碳会较白生料、半黑生料或新型干法生料的有机碳高很多,对45个全黑生料样本(包括其他生产线的全黑生料样本)数据进行单样本t检验,全黑生料有机碳含量的95%置信区间为5.47%~6.19%,平均值为5.83%,其统计分析见图2.校正后计算得我国立窑工艺的无机碳排放因子为505kgCO2/tcl,有机碳排放因子为334kgCO2/tcl,碳排放因子为839kgCO2/tcl,该结果较主流分类921kgCO2/tcl低近90kgCO2/tcl.通过上述的标准偏差可看出,不同厂家或不同生产线的窑灰中碳酸盐含量相差较大.13个窑灰样品中的碳酸含量的变异系数为44.14%.因此,不同生产线的窑灰煅烧程度相差较大.
2讨论
2.1燃煤中的碳含量水泥用煤分析主要包括水分、灰分、挥发分、发热量和全硫以及煤灰成分等,通常不涉及煤中有机碳和无机碳的问题.煤中碳酸盐二氧化碳的含量一般为0~3.5%.如考虑煤中的碳酸盐二氧化碳,那么煤燃烧的CO2排放量计算公式应为:EFCO2=(COC×44/12+CIC×44/60)(其中COC为生产单位熟料所需燃煤中的有机碳;CIC为生产单位熟料所需燃煤中的碳酸盐;44/60为碳酸盐到CO2的转换系数).因此,如果按照EFCO2=Cdef×44/12[27]来计算煤燃烧的CO2排放量会使结果偏大.燃煤灰分的钙、镁和碳酸盐回归分析表明(n=19),R2=0.129拟合质量较差,但是灰分钙、镁和燃煤碳酸盐均符合正态性检验(P=0.122)和常数方差检验(P=0.461).因此,煤中的钙和镁还会以其他形式存在,例如钙会以硫酸盐(主要是石膏)、磷酸盐、硅酸盐和有机状态存在,镁会存在于黏土矿物中或以有机态存在[28].该问题也说明了对直接排放进行校正后来进行碳排放因子测算的合理性.
2.2熟料的烧失量及其中的碳酸盐和有机碳烧失量是物料在水泥窑煅烧过程中失去结晶水,碳酸盐分解释放CO2,硫酸盐分解释放SO2以及有机杂质被排出后物量损失的过程.图3为新型干法窑和立窑的生料和窑灰烧失量与有机碳和碳酸盐二氧化碳之和的关系对比图.由图3可知,窑灰的烧失量与有机碳和碳酸盐二氧化碳之和的线性关系(R2=0.9707)要高于新型干法窑(R2=0.0270)和立窑(R2=0.0902)生料的3种化学成分的线性关系,这可能与不同生料样品间的挥发损失相差太大等因素有关;由图3还可看出,无论是新型干法还是立窑,不同生产线间的生料烧失量都相差无几,所以除生产单位使用替代原料和替代燃料等特殊情况外,企业间的生料配料相差不多.由于窑灰相当于10%~20%的熟料成分,其中的结合水等挥发物质几乎不存在,因此可将熟料烧失量近似看成碳酸盐二氧化碳和有机碳之和.对87个新型干法和57个立窑熟料样本(含上述23新型干法生产线和13条立窑生产线的熟料样品)进行单样本t检验.结果表明,两种水泥窑熟料烧失量的95%置信区间分别为0.45%~0.65%和1.12%~1.65%.由此可见,立窑熟料烧失量明显高于新型干法窑熟料烧失量,并且与立窑熟料的无机碳和有机碳含量均高于新型干法窑熟料的无机碳和有机碳含量(表2和3对比)趋势相一致.对于新型干法窑,熟料中碳酸盐和有机碳的存在应该与生料的粉磨粒度,预分解窑内物料的运动速度、停留时间和物料填充以及回转窑内的鼓风情况(如窑内气体流速和企业所处的纬度、海拔-纬度、海拔高,氧气稀薄,鼓风量需增大)、传热(包括燃料、物料、窑衬和窑皮之间)等因素有关[29];对于立窑工艺,其巨大的能量损耗和料球的物理性质、窑内流场、温度场等原因都可能导致燃料的不完全燃烧[30],生料成球不理想、鼓风较差和卸料较快等原因应该是熟料中存在碳酸盐和有机碳的主要原因.熟料中无机碳和有机碳的存在表明,对直接排放进行校正后再进行碳排放因子测算会更合理且更准确.
3结论
1.1参考Chai[8]的研究成果,出口贸易引起的碳排放可以用公式表示为。式(2)中带撇的变量表示该变量在研究时序内的变化量,等式左边表示由出口引起的碳排放变化量,右边的第一项表示我国出口贸易的结构效应,即在总出口额和部门碳排放强度不变的情况下,由出口结构变化带来的碳排放量变化;第二项为技术效应,即在出口总额与出口结构不变的情况下,由各部门碳排放强度变化引起的碳排放量变化;第三项表示规模效应,即在出口结构和部门碳排放强度不变的情况下,由出口总额变化带来的碳排放量变化。
1.2数据来源与处理本文中的工业分行业增加值、分行业能源消耗量以及出口贸易总额数据均来源于2005年、2009年和2013年的《中国统计年鉴》,分行业出口贸易额数据来源于《中国工业经济统计年鉴》,要说明的是这里的分行业出口贸易额选取的是大中型工业企业的出口贸易额。为了剔除价格因素的影响,分别用居民消费价格指数和工业品出厂价格指数平减出口贸易额和工业增加值数据。鉴于统计口径的不一致及数据的可获得性,本文借鉴前人文献的分类方法,将中国主要工业分类归并调整为14个行业,具体如表1所示。
1.3行业碳排放量测算为计算各主要工业行业的碳排放强度数据,进而计算出口贸易影响碳排放的技术效应,有必要经测算获得各工业行业的行业碳排放量数据。本文将采用方程(3)所示的计算公式,通过一次能源消耗量及其碳排放系数来估算各主要工业行业一次能源消费活动的二氧化碳排放量。其中,C为行业碳排放量,E表示一次能源(煤炭、石油、天然气)的行业消费量,F为一次能源的碳排放系数。通过搜集不同机构研究确定的能源碳排放系数,取其平均值,确定煤炭、石油和天然气能源的碳排放系数F分别为0.728,0.549,0.416。
2出口贸易对碳排放量影响的因素分解分析
2.1结构效应根据模型(2)的计算方法,将2008年相对2004年、2012年相对2008年各主要工业行业的出口份额变化量,分别与2004年和2008年该行业的碳排放量相乘,加总后即得到出口规模和碳排放强度不变的情况下,在2004~2008年和2008~2012两个计算期内,主要工业行业由于出口结构变动而引起的碳排放量变化,计算结果如图1、图2和图3所示。由图1、图2和图3可以看出,在第一个计算期内,我国工业行业出口商品结构发生了很大的变化。其中,出口份额下降较多的行业有服装鞋帽制造业和纺织业,由此带来的碳减排量分别为142.002万吨和1536.27万吨。值得注意的是,煤炭、石油和天然气开采业出口份额的减少量虽然不是最多的,但其对我国工业碳排放量的增加发挥了最大的抑制作用,减排量为299.28万吨,此外,一些加工制造业出口份额的小幅降低也为碳减排起到了积极作用。出口份额增长较快的行业包括通信设备及其他电子设备制造业、交通运输设备制造业和金属冶炼及压延加工业。其中,通信设备及其他电子设备制造业与交通运输设备制造业属于技术密集型产业,这种行业的能源利用率高且碳排放量低,即使出口份额增长很快,带来的碳排放量占总量的比重并不大。而金属冶炼及压延加工业是加工制造行业,由该行业出口份额变动带来的碳排放增量最多,多达21006.23万吨。总的来看,在2003~2007年这一计算期内,出口商品结构的变化使碳排放量增加了20140.03万吨,结构效应为正。通过以上分析可以看出,我国工业行业的出口贸易结构处于从轻纺制品行业向机电产品和高新技术品行业转变的过渡阶段,出口商品结构已经在朝着清洁化的方向发展。从图4、图5和图6可以看出,在第二个计算期内,出口份额增长较快的行业有交通运输设备制造业、电气机械及器材制造业和通信设备及其他电子设备制造业,这主要是因为我国在这些年里逐步发展了机电产品和高新技术品的出口,由此带来的碳排放增量分别为819.425万吨、154.5555万吨和274.29万吨。由于这些行业本身属于技术密集型的低碳行业,所以由此引起的碳排放增量并没有对环境造成很大影响。出口份额减少的行业包括金属冶炼及压延加工业,金属制品业,金属、非金属矿采选业和煤炭、石油、天然气开采业,其中金属冶炼及压延加工业出口份额的调整对降低碳排放做出了巨大贡献,碳排放量减少了17810.1万吨。2007~2011年处于“十一五”规划期间,总的来看,在这一计算期内,工业行业出口结构不断向低碳低能耗转变,工业行业的碳减排起到了成效,减排量为167.81万吨,结构效应为负。由此可以说明,此计算期内,我国始终坚持以资本和技术密集型行业为主的出口结构,把减少资源密集型产品出口,作为优化出口产业结构的主要方向。结合这两个计算期来看,在第一个计算期内,我国初步确立了工业碳减排意识,但减排成效尚不明显。在第二个计算期内,各主要工业行业已基本实现了向高新技术产品出口的结构转变,并取得了较显著的碳减排成效。
2.2技术效应碳排放强度也称碳强度,是指单位国内生产总值的二氧化碳排放量。该指标主要是用来衡量一国经济同碳排放量之间的关系,如果一国在经济增长的同时,每单位国内生产总值所带来的二氧化碳排放量在下降,那么说明该国就实现了一个低碳的发展模式。鉴于本文的研究对象是各主要工业行业,因此这里的碳强度是指单位工业增加值中包含的二氧化碳排放量。根据模型(2)的计算方法,结合两个计算期各主要工业行业的行业出口额与碳排放强度变化量,二者相乘再加总便可得出主要工业行业出口对碳排放影响的技术效应,计算结果如图7、图8和图9所示。由图7、图8和图9中的碳强度数据可知,2004~2008年和2008~2012年两个计算期内,碳排放强度都较大的行业包括煤炭、石油和天然气开采业,金属冶炼及压延加工业,非金属矿物制品业,化学原料及其制品和造纸印刷及文体用品制造业,这些高碳排放行业以资源密集型和加工制造行业为主,其生产效率和排污处理水平较低,伴随着能源消耗而产生的碳排放量也较大。碳强度维持在较低水平的清洁型工业行业主要包括通信设备及其他电子设备制造业、电气机械及器材制造业,交通运输设备制造业,服装鞋帽制造业和金属制品业。总的来看,各主要工业行业的碳排放强度总体呈下降趋势,其中资源密集型和重度污染行业如煤炭、石油和天然气开采业,金属、非金属矿采选业,非金属矿物制品业和化学原料及其制品和医药制造业表现尤为显著。具体而言,第一个计算期内碳强度下降最多的行业依次为煤炭、石油和天然气开采业,非金属矿物制品业,金属、非金属矿采选业,金属冶炼及压延加工业和化学原料及其制品和医药制造业,由此带来的碳排放量分别减少了191.1万吨,215.83万吨,34.01万吨,295.23万吨和327.04万吨。在第二个计算期内,非金属矿物制品业仍保持着碳排放强度的大幅减少并跃居减幅量首位,给工业行业碳减排起到很大的推动作用。到第二个计算期结束,14个主要工业行业中有13个行业的碳强度水平已经降低到每亿元1万吨以下,表明我国在节能技术上的进步,使得工业行业获得了良好的减排效果,一些行业如各类机械、设备和器材制造行业的碳排放强度已经接近每万吨0万吨。综上所述,由于碳排放强度的变化,在第一个计算期内碳排放量减少了1233.08万吨,技术效应为负,在第二个计算期内碳排放量减少了1809.81万吨,技术效应为负。这说明在过去这两个计算期内,我国工业生产的环境保护意识明显增强了,工业生产的节能减排技术得到了大力的发展与应用,对国家的碳减排和环境保护起到了积极作用。
2.3规模效应根据模型(2)的计算方法,将2008年相对2004年、2012年相对2008年各主要工业行业的出口增长率,分别与2004年和2008年该行业的碳排放量相乘,加总后即得到出口结构和碳排放强度不变的情况下,在2004~2008年和2008~2012两个计算期内,主要工业行业由于出口规模变动而引起的碳排放量变化,计算结果如表2所示。在第一个计算期内,除金属、非金属矿采选业外,其余主要工业行业的出口规模都大幅增加,其中金属冶炼及压延加工业,交通运输设备制造业,电气机械及器材制造业,通信及其他电子设备制造业的出口增长率均超过了100%,通信及其他电子设备制造业更是高达730.01%。因而在该计算期内,由于出口规模的变动而带来的碳排放增量大大超过减排量,总计2230144.01万吨,规模效应为正,但一些机电产品和高新技术品行业的出口行业的出口规模显示出大幅度的增加。在2007~2011年也即第二个计算期间,各主要工业行业的出口规模均大幅缩小,其中,煤炭、石油和天然气开采业,金属、非金属矿采选业,金属制品业和金属冶炼及压延加工业,其出口增长率分别下降至-60.02%、-64.07%、-1.80%和-18.51%,由此带来的碳排放减量分别为792701.55万吨、37204.81万吨、352.78万吨和339860.07万吨,为工业碳减排做出了巨大贡献。在此计算期内,主要工业行业碳排放减少了204136.20万吨,规模效应为负,说明“十一五”期间,我国工业坚持走信息化道路,扩展机电产品和高新技术品行业的出口,提高了资源利用效率,加强了排污控制,工业碳减排取得了显著成效。3.4总效应综合来看,主要工业行业出口贸易的碳排放量变化是出口结构、生产技术和出口规模共同作用的结果。由表3可知,在第一个计算期内,主要工业行业出口对碳排放影响的总效应为正,其中出口规模的扩大是导致碳排放量上升的主要原因,技术进步给碳减排带来了积极作用,结构效应虽为正,但结合上述分析可知出口结构已经处于向低能耗、低碳排放的清洁化方向转型的过程中。在第二个计算期内,总效应为负,其中出口规模的减小是导致碳排放量下降的主要原因,而技术进步是减少碳排放的关键因素,出口结构的变化给碳减排起到了积极作用。
3结论与建议
(一)碳排放的含义
比较早的给出碳足迹概念的是britishskybroad-casting(2006),是以碳足迹如何计算的方式给出的;POST(parliamentaryofficeofscienceandtechnology)于同年也提出碳足迹是在产品或整个生产生命过程中释放的CO2和其他温室气体的总量。Eckel(2007)指出,对一个企业碳排放的评价不仅要计算能源消耗,也要涉及企业实践的各个方面。英国碳基金(2007)认为碳排放或碳足迹应评估在生命周期中从原材料、制造到成品的处理过程中排放的以碳形式表现的温室气体的一种方法;识别和测量在供应链过程中个人的每项活动的温室气体排放。综合目前现有的研究,对于碳排放或者碳足迹,考虑和衡量的范畴应从CO2扩展到其他温室气体,即为某一活动(个人、企业、组织、政府等)、产品或服务在其整个生命周期中直接或间接排放(包括上下游产业)到生态环境中的CO2及CH4(甲烷)、N2O(氧化亚氮)、HFCs(氢氟碳化物)、PFCs(全氟化碳)及SF6(六氟化硫)等温室气体的总量,以CO2当量表示。
(二)碳排放的分类
根据不同的应用范围尺度,碳排放可分为产品的碳足迹(碳排放)、企业碳足迹、个人碳足迹和国家/城市碳足迹,目前国际上已经就这四个层面的内涵达成了共识。产品的碳排放足迹是产品和服务从制作、使用至废弃阶段的“从摇篮到坟墓”(fromcradletograve)的整个生命周期过程中,因使用化石燃料及处理所产生的温室气体排放。企业或组织的碳排放足迹,除了产品碳足迹外,还包含企业非生产活动时产生的温室气体。个人碳足迹是指个体日常生活中的衣食住行产生的CO2及CO2当量。国家/城市碳足迹为整个国家/城市的总体物质与能源消耗所产生的温室气体排放量。如果按照产生的方式分,可分为两种。第一碳足迹,衡量的是能源消费和交通运输工具燃烧化石能源直接排放的CO2或其当量,这类排放可直接控制。第二碳足迹,次级或间接碳足迹,是使用产品或服务时从制造到最终废弃的整个产品生命周期中的CO2排放总量。或者可按照边界和范围,将碳排放分为直接碳排放和间接碳排放。前者是燃烧化石燃料,包括能源消费和运输产生的CO2排放;后者是人类使用的产品整个生命周期产生的CO2排放。
二、碳排放的测度方法的比较分析
对于不同尺度的碳排放,有不同的评估方法。大致分为自下而上(bottom-up)的过程分析方法和自上而下(top-down)的环境投入产出分析方法。目前主要有生命周期法、投入产出法、IPCC计算方法和网络计算器。
(一)生命周期法
生命周期评价方法(lifecycleassessment,LCA)是评价和估算产品和服务从原材料、制造、分销和零售、消费者使用、最终废弃或回收处理的整个周期内产生的CO2及其当量对环境造成的影响,是从摇篮到坟墓的计算方法。碳基金(carbontrust)最早系统使用LCA方法进行核算,并与Defra和英国标准协会(BritishStandardsInstitution)在2008年了《产品和服务生命周期温室气体评估规范》(PAS2050),这是第一部通过统一的方法评价产品生命周期内温室气体排放的规范性文件,成为产品和服务碳排放评估和比较可以参考的标准化的方法。PAS2050是建立在生命周期评价方法(由ISO14040&14044确立)之上的评价产品和服务生命周期内温室气体排放的规范,针对某个企业的具体产品,从摇篮(原材料)到坟墓(产品报废进入垃圾场)整个生命周期所排放的CO2总量。PAS2050规定了两种评价方法:企业到企业BtoB(business-to-business)和企业到消费者BtoC(busi-ness-to-consumer)。前者指碳排放从产品运到另一个制造商时截止,即所谓的“从摇篮到大门”(fromcra-dletogate);后者产品的碳排放需要包含产品的整个生命周期(“从摇篮到坟墓”)。PAS针对温室气体评估的原则和技术手段主要包括:a)整个商品和服务GHG排放评价中,部分GHG排放评价数据的企业到企业(BtoB)以及企业到客户(BtoC)的使用。b)温室气体的范围。c)全球增温潜势数据的标准。d)处理因土地利用变化、源于生物的以及化石碳源产生的各种排放的处理方法。e)产品中碳储存的影响的处理方法和抵消。f)特定工艺中产生的GHG排放的各项处置要求。g)可再生能源产生排放的数据要求和对这类排放的解释。h)符合性声明。
(二)环境投入产出分析方法(EIO)
美国经济学家瓦西里里昂惕夫创立的投入产出分析方法被广泛应用于各领域,该方法也可用于估算企业、部门或城市和国家的碳排放数据。Matthews(2008)将碳排放分为三个层次,并分别计算。第一层次为来自部门或组织本身的直接排放,如生产或运输;第二层次将边界扩大到组织使用的能源产生的碳排放;第三层次边界继续扩大,包含了其他间接活动的碳,及产业整个生命周期中的所有温室气体的排放。他将投入产出法应用于整个产品生命周期中,形成了EIO-LCA方法。这种估算方法涵盖了产业供应链中从采购开始的所有过程,边界广泛,包括了经济中的所有活动。根据他的计算,碳排放的估算公式为:b=Ri(I-A)-1y其中,b为温室气体排放量,Ri为CO2排放系数矩阵,I为单位矩阵,A为直接消耗矩阵,y为最终需求向量。EIO方法是自上而下的估算方法,并可以应用二手数据,将I-O表中的经济活动与环境指标结合,将整个经济系统作为边界,可以提供一种比较综合和稳健的碳排放估算数值。
(三)IPCC测度方法
该方法是2006年联合国气候变化专门委员会编写的国家温室气体清单指南,目前已经成为国际公认和通用的碳排放估算方法。指南中将碳排放的范围分为能源部门、工业过程和产品使用部门、农林和土地利用部门以及废弃物四个部门。其中,能源部门包含了能源产业、制造业和建筑业、运输业等燃料燃烧活动;工业过程和产品使用包含采矿工业、化学工业、金属工业、电子工业排放以及源于燃料和溶剂使用的非能源产品和臭氧损耗物质氟化替代物排放等;农林和土地利用部门包括林地、草地、农地、湿地、聚居地及其他土地的排放、牲畜和粪便管理过程排放和石灰尿素使用中的CO2排放等;废弃物处理主要计算废弃物排放、生物处理焚化和燃烧以及废水处理与排放过程中产生的各种温室气体。IPCC的测度方法是:碳排放量=活动数据×排放因子。
(四)碳足迹计算器
就个人或家庭的碳足迹而言,英国环境、食品和农村事务部(departmentforenvironment,foodandruralaffairs,defra)曾了CO2计算器,可以根据个人或家庭户使用的能耗设备、家电以及出行工具计算CO2的排放量;美国加州以及我国的一些网站也设计了一些碳足迹计算器,这些都是自下而上的方法。以上几种计算方法各有优缺点,如采用生命周期评价法时需要考虑目标和范围、清单分析、影响评价和结果解释,要确保数据的质量(数据来源、准确性、一致性、可再现性等)达到ISO14044及PAS2050的标准,为数据的获得付出的成本较大。几种方法的适用范围及优缺点比较见表1。
三、我国碳排放测度方法及低碳经济发展选择
(一)以产品供应链为依据,确定碳排放的测度
计算碳排放是能够量化减排的第一步。根据产品的生命周期,通过对供应链的研究,计算产品从原材料到生产过程再到最终产品的温室气体排放量。一般包含如下步骤。第一步,分析内部产品数据,了解产品过程,包括原材料、将原材料转化成最终产品的生产过程、废弃物和产出的副产品、存储过程中涉及的运输环节。第二步,建立供应链流程图,明确所有投入产出和过程,同时构成数据收集和计算的依据。流程图应包括每一个具体的步骤和原材料,每一种原材料也许是另外一个供应链的成品。因此,每种原材料加工需要详细的追溯,直到确认初级的原材料没有温室气体排放。第三步,确定系统边界和数据要求,应包括原材料、生产转化,到使用和处理的所有过程中的直接和间接的以CO2为主的温室气体排放。第四步,收集数据。构建的产品供应链流程图有助于确定数据,涵盖了从投入到最终处理的所有排放数据,为计算打下基础。第五步,通过供应链流程步骤计算碳排放。在上面的基础上,构建质量平衡,即在整个从原材料到最终产品的流程中满足:输入=累积+输出。此过程中,使用能源或直接排放气体的排放系数,待每个步骤的CO2当量计算完毕,汇总的结果即为整个供应链中以CO2当量表示的产品的碳排放量。为了使计算结果具有科学性,需要与ISO14004生命周期评价、ISO14041生命周期清单系列标准进行比较分析,同时需要结合公司温室气体清单标准ISO14064、III型生态产品的环境标志的ISO14025以及WBCSD和WRI①共同颁布的企业温室气体议定书(greenhousegasprotocolforcorporatereporting),核查结果的标准化程度。
(二)考虑国际经济的环境利益问题
此外,在碳排放测度过程中,不可忽视的是国际贸易部分。随着国际贸易、投资和运输的增长,越来越多的生产过程被置于发展中国家和地区。相对于科学技术和环境标准高的发达国家,发展中国家的环境规制相对宽松,通过贸易和投资的方式,发展中国家成为高碳产业集中、碳排放密集的地区。因此生命周期的过程核算框架应该跨境延伸,在确定边界层次时,需要考虑到扩展的碳排放。评估与核算产品和服务的制造(建立)、改变、运输、储存、使用、提供、再利用或处置等过程中的任一部分的温室气体排放,有助于激励企业最大限度地减少整个产品系统的碳排放。
(三)采用具有成本效率的激励措施,降低二氧化碳排放
与其他环境措施相同,降低CO2的措施和方法,有以限制为主导的命令控制方式和激励型的措施。命令控制方式通常由政府来决定企业实体的排放量或者应该采用的技术类型,而激励型措施由于对如何达到减排标准和减排数量更具有灵活性,可以作为减少碳排放的有效方式。激励性的政策包括排放税(ataxonemission)、固定的年度排放总量及总量限制和交易安排(cap-and-tradeprogram)等。无论采取哪种措施降低CO2排放,最有成本效率的政策是可以最好地控制减排的边际成本。采取排放税措施,政策制定者为企业或组织排放的CO2或化石燃料中所含的每吨CO2制定一个费率。研究表明将CO2排放税的税率确定在估算的减排边际收益的水平,可以激励企业在减排成本相对较低时采取更多的措施减少排放量。与固定总量限制相比,排放税的净收益为后者的5倍②。虽然从长期角度看,排放税达到减排目标的成本小于固定的总量限制和交易安排,但是我国的经济发展水平和能源使用状况与发达国家不同,而且北欧、荷兰、英国、德国等国家征收碳排放税的实施效果也不尽相同,因此,鉴于我国经济发展速度和结构不平衡的现状,全面实行碳排放税需十分谨慎。在总量限制和交易安排计划下,可就一段时间内规定总排放的上限,要求企业实体拥有限制量下的排放权利或者额度。在给定期限内额度或权利分配完毕,企业可自由买卖排放权。与排放税不同,总量限制和交易安排会对排放上限有规定,但由于每个市场的能源、气候和减排技术不同,减排成本也有差异。自2008年以来,我国多个省市设立了环境权益交易所,以北京环境交易所、上海能源交易所和天津排放权交易所为龙头,广州、大连、河北、武汉、昆明等几个省市均成立环境权交易所。与欧盟和美国相比,目前我国碳交易市场面临着一些问题,主要表现在缺少规范性的碳排放交易所、初始分配权存在制度缺失、缺少排放权的定价机制、配套机制不完善以及法律体系不健全等方面。因此,除了法律规范和加强政府监督指导外,合理地设计总量和交易安排的结构,对达到碳排放减排目的有促进作用。首先,设定排放的上限,政府通过维持上限,出售给企业额度。其次,允许企业跨期转让减排需求,即存储额度。当减排成本低于预期的将来成本时,企业将存储额度;反之,企业可以借出额度。最后,基于额度的价格逐年修订总量限制。
(四)改善能源结构,加快低碳发展
按照“污染避难所假说”,发达国家倾向于将高污染,高能耗企业转移至他国,中国虽然不是发达国家,但国际上已有不少声音在质疑中国对外投资对当地环境的破坏问题,因此中国不断加大对外投资是否真正转移了本国部分高能耗企业,减少了本国CO2的排放量是一个值得深思且有待验证的问题。但可以肯定的是,中国OFDI的不断增长,对本国经济规模、技术水平以及产业结构等方面都带来了影响[7~12],而上述变化必然对我国CO2排放量带来相应影响。本文将运用2003~2011年的省级面板数据,分析中国OFDI对本国CO2排放量的影响,为了更加明确影响的机制和渠道,本文还将运用联立方程模型,分析中国OFDI为本国带来的规模效应、技术效应以及产业结构效应,进而通过上述效应得出OFDI对我国CO2排放量的总效应,并相应提出政策建议。
2相关文献回顾
学界有关对外直接投资的环境效应方面的研究最早要追溯到“污染避难所假说”的提出[13]。“污染避难所假说”又称“污染天堂假说”(pollutionheavenhypothesis),是指由于发展中国家的环境治理标准和管理水平都显著低于发达国家,在经济全球化的背景下,发达国家倾向于将自己的高污染产业或者企业转移到发展中国家,进而对发展中国家的生态施加负面影响。关于“污染避难所”假说的验证,学界众说纷纭。Jaffe等率先挑战了上述假说[14],其关于美国制造业外资进入的研究表明,外资并没有给东道国带来更多的污染;Eskeland和Harrison在拉丁美洲的研究也同样证明,外资企业较之于本土企业更懂得运用清洁能源与提高能源利用效率[15];这些研究为其后的“污染光环假说”(pollutionhalohypothesis)的提出打下了基础[16]。后者认为,外资的进入实际上带来了更高效的技术和更先进的管理,将有助于东道国环境的改善和可持续发展[17~18]。诚然,“污染避难所假说”也在一些研究中得到验证,如杨英将研究范围集中在中国东部沿海地区,结论同样证明,外商直接投资的进入,增加了中国的三废排放量,造成了部分省份福利的减少[19];同样的结论在沙文兵关于外商直接投资与SO2排放量的研究中也得到了验证,他认为外资流入的增多显著增加了我国SO2的排放量[8]。“污染避难所假说”毫无定论的验证,也使得其成为了整个国际经济领域中最容易引起争论的问题之一[20]。然而,随着CO2排放量的不断增多,国内外学者依旧运用此假说讨论外商直接投资与CO2的关系。Talukdar和Meisner运用1987~1995年44个发展中国家的面板数据研究了私人部门CO2排放量的原因,其研究认为,外资的进入降低了CO2的排放,然而在高收入国家二者没有因果关系[21];Khalil等选用1972~2002年的时间序列数据,研究了巴基斯坦外商直接投资与CO2排放量的关系,通过协整检验证明了外商投资与CO2排放量之间存在着的正相关关系[22];国内学者熊立等运用1985~2007年的时间序列数据研究了中国外商直接投资与CO2排放量的关系,认为外资的进入增加了中国的碳排放,这是由于80%以上的外资进入了第二产业,即高能耗产业,其效应超过了外资进入带来的技术效应[23];刘华军和闫庆悦运用1995~2007年省级面板数据分析贸易、外资与碳排放的关系,其研究结论表明,外商直接投资对CO2排放具有负的效应,但不显著[24];王道臻和任荣明运用1980~2008年的时间序列数据研究了中国外商直接投资、经济规模与CO2排放量的关系,认为外商直接投资是我国经济规模增长的格兰杰原因,而经济规模是二氧化碳排放的格兰杰原因,即外国直接投资的增加可以通过经济规模导致我国CO2排放量的上升[25];刘倩和王遥[5]将金砖国家1985~2007年人均收入平均水平划分为两个样本组,并分别对两组面板数据进行了实证分析,回归结果表明,无论人均收入水平高低,外资流入均在一定程度上缓解了CO2排放的压力;肖明月和方言龙重点分析了环渤海地区、长三角地区和珠三角地区外资与碳排放的关系,他们认为外资的进入在一定程度上降低了上述地区的人均碳排放量,但对此三地区的碳排放影响效果有所不同,经济发展水平和能源强度是影响东部地区碳排量的最重要因素[26]。综上所述,国内外学者关于外商直接投资的环境效应以及与CO2排放量关系的研究结论不一、各有见地,但以上文献均只关注到外商直接投资对东道国环境及CO2排放量的影响,鲜有关注到外商直接投资对母国环境效应的影响,而有关“走出去”对本国CO2排放量的影响研究更是寥寥无几。周力和庞辰晨[6]研究了中国对外直接投资的母国环境效应,认为中国的OFDI有利于母国产业升级和技术回流,进而有利于母国的环境提升;Liu等研究了日本对外直接投资对本国CO2排放量的影响,结论指出,日本加大对外投资是日本减少碳排放的格兰杰原因,从母国背景证明了“污染避难所假说”的存在[1]。至今,关于中国OFDI对本国CO2排放影响的研究依旧缺乏。然而,从2003年开始,中国的对外直接投资迅猛增长,各类企业的海外设立是否有利于减少国内的碳排放已因此成为一个值得深思和研究的议题。本文选用2003~2011年中国30个省份(除外)的面板数据,拟研究中国OFDI对本国CO2排放量的影响及其影响机制。
3计量模型设定及数据来源简介
3.1计量模型设定
本文沿用Grossman和Krueger分解NAFTA的环境效应的方法来研究我国OFDI与CO2排放量的关系,将OFDI对CO2排放量的影响分为三种效应:规模效应、技术效应和产业结构效应,采用联立方程组模型对三种效应进行分别估计,最终得出其总效应[27],影响CO2排放量的方程为:CO2=STC其中:S代表规模效应(scale),T代表技术效应(tech),C代表产业结构效应(composition),方程两边加上对数,等式变为:logCO2=logS+logT+logC我国OFDI的变化将会带来以上三种效应,而通过这三种效应最终影响到我国CO2的排放量,现加上OFDI对三种效应的作用。
3.2变量设定及数据来源
本文选取2003~2011年30个省份(除外)的面板数据进行实证分析,以下将分别对每个效应的变量和数据选取进行解释。3.2.1规模效应logScaleit=a1logOFDIit+a2Kit+a3logLit+a4logCO2it+εit(1)变量设定。①被解释变量(Scale):经济规模。本文参照前人的做法[28],选取各省份的国内生产总值(GDP)作为量化指标用于衡量经济规模的大小。②核心解释变量(OFDI):对外直接投资。对于OFDI的衡量,前人较多采用对外直接存量作为量化指标[18]。本文也选取各省份对外直接投资的存量进行估计,对外直接投资量越大说明了地区经济发展水平和发展程度越高[11],二者拟估计为正相关关系。③控制变量。资本存量(K)。各省份的资本存量是衡量该地区经济规模的重要指标[29],其与经济规模拟估计为正相关关系;劳动力(L),劳动力人口的多少代表着地区工业化程度的规模以及经济规模的可容纳度[20],劳动力已成为影响一国经济的重要指标,本文选取各省份每年底的就业人数进行量化,二者拟估计为正相关关系。二氧化碳排放量(CO2)。作为本文的核心变量,该变量是影响经济规模的控制变量之一。既有研究证明,CO2排放受经济发展的影响,同样也影响经济,环境的恶化将会降低经济发展速度[23],二者拟成负相关关系。但笔者认为,一省CO2排放量越高,说明该地区的工业化程度和经济发展水平相对较高,虽然恶劣的环境会在一定程度上影响经济发展,却也是衡量一省经济规模大小的重要指标,因此二者的关系有待回归估计。(2)数据来源。经济规模、资本及劳动力相关数据均源于《中国统计年鉴》,对外直接投资数据源于2005年以及2011年《中国对外直接投资统计公报》。CO2排放量数据各省份目前并未公开,必须通过化石能源的消费进行转换估算而得。因此,本文通过2012年《中国能源统计年鉴》获得各省区石油、煤、天然气三种能源的消费量数据,并通过《中国可持续发展能源及碳排放情景分析》中给定的排放系数进行转换(石油碳排放系数为0.58吨碳每吨标煤、煤炭为0.75吨碳每吨标煤、天然气为0.44吨碳每吨标煤)。控制变量中GDPit-1与GDPit-2分别表示GDP滞后1期和2期的价值,这里主要是考虑一个宏观环境对资本积累的影响,流入国内的外商直接投资一般存在“挤入效应”和“挤出效应”,而流出的对外直接投资对国内资本的影响有待回归估计。3.2.2技术效应(1)变量设定。①被解释变量(Tech):技术程度。该指标用于代表一省节能减排的技术程度。由于第二产业是CO2高排放量产业,一个地区节能减排的技术,可以通过该地区工业产出对碳排放的控制水平来衡量,因此本文选用单位工业产出CO2排放量进行衡量[4]。②核心解释变量(OFDI):对外直接投资。量化同上。既有研究表明,部分OFDI的动因即为技术寻求型[30],同样也有研究证明了OFDI逆向技术溢出的存在[7],而这将有利于提高母国的企业生产技术和管理水平,同样也能提高母国企业降低能耗的水平[12],因此二者拟估计为负相关关系。③控制变量。绿地面积(Green)。一个地区的绿地面积的增加将必然导致该地CO2排放的减少,二者拟估计为负相关关系。治理环境总投资额(Environ)。一省的CO2排放量会随其环境治理投入的提高而减少,二者拟估计为负相关关系。能源消费结构(Coalratio)。本文选用煤炭消费总量占总能源消费量的比率作为能源消费结构的量化指标,这是由于煤炭的碳排放系数较之其他能源最高。长期以来,我国的能源消费以煤炭为主,占到70%以上,此变量也在既有研究中用于量化能源消费结构[7],二者拟为正相关关系。研发水平(RD)。此变量即为各省份的R&D经费投入,一省的科研经费将显著提升地区的技术水平,包括节能减排的效率,因此工业碳排放会因此减少,所以二者拟为负相关关系。人均国内生产总值(Pergdp)。较高的人均GDP通常会导致人们对生活质量要求的提高,相应会提高对环境的要求,因此会要求污染和排放的降低[29],当然亦有学者认为,人均GDP与工业化程度具有正相关关系[20],因此二者的实际关系有待回归估计。(2)数据来源。工业产出、绿地面积、环境投资均源于2003~2012年《中国城市统计年鉴》;技术程度源于笔者对CO2与工业产出进行的换算;用煤总量源于《中国能源统计年鉴》;R&D研发经费数据源于中国科技部网站。3.2.3产业结构效应(1)变量设定。①被解释变量(Comp):产业结构。承前所述,第二产业为高碳排放产业,本文参考前人做法,选取第二产业占GDP的比重作为产业结构的量化指标[20]。②核心解释变量(OFDI):对外直接投资存量。Cantewell和Tolentino早在1990年便从动态化的角度研究了发展中国家的OFDI行为,提出了OFDI所带来的技术创新和产业结构升级理论。他们认为,发展中国家的OFDI过程即是“技术学习”的过程,技术的提高相应会带来国内产业结构的升级,这一理论也在后来学者的研究中得到证实[31]。王英和刘思峰更直接的证明,OFDI会增加我国二三产业的就业人数,从而增加我国二三产业的比重,降低第一产业的比重[7]。而周力和庞辰晨的研究也表明,OFDI会使得我国产业结构向轻工业偏移,但是总体会增加第二产业的比重,因此笔者拟估计二者成正相关关系。③控制变量。人口总量(People)。地区人口越多,城市化水平越高,同时也会提高工业化程度,二者拟估计为正相关关系。要素投入率(K/L)。此处主要指人均资本量。一般情况下,资本/劳动比例较高,将导致经济中的工业产值较大的份额,当然也会因此导致更多的排放[23]。人均国内生产总值(Pergdp)。同技术效应原理一致,高人均GDP与高工业化挂钩,但人们却渴望高的生活质量,因此二者的实际关系有待估计。(2)数据来源。第二产业比重及人口总量源于《中国城市统计年鉴》,其余数据均来自于《中国统计年鉴》。
3.3数据特征分析
为了更好地分析样本信息,首先进行数据的描述性统计,如表1所示。由于加入了对数,统计性描述中所有数据都相对变小,但仍然可以看出这些数据的变化。值得注意的是,logOFDI的标准差达到2.156108,说明这一时间段我国对外直接投资的变化,而本文选取的2003~2011年也正好是我国OFDI开始迅速增多的时间段(图1)。此外,人均GDP(logPergdp)的变化也较大,在产业结构模型中可以关注其变化对产业结构的影响。
4计量结果分析
4.1三大效应估计
本文选取2003~2011年中国30个省份的面板数据分析了中国OFDI对本国CO2排放量的影响。本文首先分别对OFDI所带来的规模效应、技术效应以及产业结构效应进行了估计。根据Hausman检验结果,对三大效应的估计均采用固定效应模型,表2给出了通过逐步回归法,OFDI所带来的三大效应的估计结果。4.1.1模型的拟合随着变量的不断加入,三个效应模型的R2值都不断提高,这说明了所加入变量的有效性,其中技术效应及产业结构效应的R2值不是很高,但均超过了40%,解释变量的解释力仍然可以接受。根据检验结果,本文对于三大效应分别选用模型4、模型11及模型14进行分析,模型均通过Wald检验,说明方程整体估计效果良好。4.1.2规模效应结果分析核心变量OFDI与我国经济规模呈显著正相关关系,即我国的OFDI有助于推动我国经济发展,扩大我国经济规模,此结论也与前人的研究保持一致[18]。数据显示,我国的OFDI每增加1%,我国的经济总量将会提高0.292%;控制变量中CO2排放量与经济规模保持了正相关关系,这与熊立等的结论相悖[23],但也在情理之中,CO2排放量增多会一定程度上影响经济发展,但其同时也是工业化扩大的指标,碳排放的增多也反映了我国经济规模的不断扩大;其余变量资本与劳动与本文之前的预测保持了一致。间接效应中(见模型5),我国的OFDI与国内资本积累呈正相关关系,这说明我国增加对外直接投资,国内资本存量会增多,这与外商直接投资的“挤出效应”相一致,国内的外资增多,引致国内投资的减少,而外资退出则会为国内资本创造空间,同理,我国增加了对外投资,自然会有其余资本弥补这些空间,甚至超过原有投资。4.1.3技术效应结果分析OFDI与技术程度呈负相关关系,即OFDI的增多会降低我国工业产出的单位碳排放,这一结果与前文预测一致,外商直接投资的增多带回了先进的技术水平,降低了我国的工业能耗,结果也再次证明了OFDI逆向技术溢出的存在。数据显示,我国OFDI每增加1%,会使我国单位工业产出碳排放降低0.092%。其余控制变量的相关系数也与本文预测保持一致,绿地面积、环境治理投资以及科研经费的投入都将降低工业单位产出的碳排放量,而能源消费结构则与其保持正相关关系。4.1.4产业结构效应结果分析由于被解释变量是第二产业占GDP的比重,而解释变量均为以万计的计量单位,因此本文为保持估计的准确性,对数据进行了“标准化处理”。研究结果显示,OFDI与产业结构呈正相关,即OFDI的增多会增大我国第二产业的比重,从而带来产业结构的变动,这也与前人的结论保持一致[6]。数据显示,我国的OFDI每增加1%,我国第二产业比重会增加0.243%。其余控制变量人口、人均GDP和人均资本与定的预期保持一致,除人口外均与产业结构呈显著正相关关系。
4.2我国对外直接投资对CO2排放量的总效应计算
以上对我国OFDI所带来的三大效应进行了分别估计,但得到的是单独的个体效应,而本文的目的是通过估计我国OFDI所带来的规模效应、技术效应以及产业结构效应的变化,进而分析OFDI对我国CO2排放量的影响,所需要估计的是OFDI对CO2排放量变化带来的总效应。由表3可知,我国OFDI所带来的规模总效应和产业结构总效应为正,而技术总效应为负。数据显示,我国的OFDI每增加1%,我国的经济总量将增加0.3053%,每单位工业产出碳排放降低0.0877%,第二产业比重增加0.2833%,三者综合起来得出我国OFDI对CO2排放量的总影响为显著的正效应。数据表明,我国OFDI每增加1%,我国国内的CO2排放量将会提高0.5009%,我国的OFDI并没有减少反而增加了国内的碳排放。数据表明,“污染避难所假说”并不属于中国。对于此结果,笔者认为有据可循。首先,OFDI所带来的正向规模总效应和产业结构总效应超过了负向的技术总效应,这是由于OFDI的技术回流存在一定的时滞[31],并不能马上生效,而通过OFDI所学习的国外技术主要为先进的生产技术,用于提高生产率,对于减少节能减排的技术还相对较少,这使得OFDI所带回的技术总效应也相对最弱;其次,中国的对外投资猛增说明了中国经济水平的提升,而经济规模的扩大必然意味着更大规模的工业化和生产,碳排放也必然增多,我国从2007年超过美国成为第一碳排放大国,究其根本原因,仍然是经济水平提高所致,这使得OFDI所带来的规模效应绝对值超过了其他两个效应;最后,虽然我国近年来对国外石油以及采矿等高能耗产业投资逐渐增多,我国的OFDI主体部分并未流向高能耗产业,而主要流向了租赁和商务服务业(图2)。因此,对外直接投资并没有转移国内高能耗产业,反而因为对外直接投资调整了产业结构,增加了第二产业比重,这也带来了显著为正的产业结构总效应,进而增加了国内的CO2排放。
5主要结论和政策建议
【论文摘要】:文章重点讨论了经济房建设过程中给排水工程的技术问题,具体分析给水工程与排水系统的设计。对并现阶段人们越来越关心的节水技术进行了简单的分析研讨。
1.给水工程设计
1.1给水工程的注意事项:
(1)给水供应系统没有固定的形式,设计时应根据用户的要求,结合室外给水系统的实际情况经技术经济比较或采用综合评判法确定供水方式。
(2)高层住宅内为解决上部供水不足增设了增压设备,目前常采用调节水箱和变频供水设备加压供水,加压设备为全自动系统以减少运行管理费用。
(3)住宅内生活用热水多采用电浴热水器、太阳能热水器及锅炉集中供热等方式供给。电加热系统和太阳能热水器供应系统在住宅设计中较多采用,所以在设计时仅在给水管上预留安装热水供应设施的接口,或每户设计独立的热水管道系统由住房自行解决热源[1]。
1.2给水设计的关键因素:
(1)适当增设单体建筑户外控制阀门:传统的住宅给水设计是在每一根立管的底层出地面处设切断阀门,而经济房户外小区内则是一个建筑楼群组共用一个地下控制阀门。
(2)适当增设单体建筑户体控制阀门:立管底部的给水阀门不可少,其目的主要是为了当底层住户发现下水管堵塞引起地面冒水时,可以及时关闭给水总阀,减少排污量。
(3)注意室外阀门的安装型式:室外安装的阀门大部分都是口径为Dg75以上的截止阀或闸板问或蝶阀,一般均是法兰安装,而且有国家标准图。需要注意的一个问题是,这些装于地下的阀门一旦损坏时如何更换。
(4)给水管道压力超过0.3~0.4MPa且管径≤20mm及管路较长时,管道会产生啸叫和振动,这主要由高速水流动力与管道系统产生共振所致。综合防治措施有适当加大管径、采用曲挠橡胶接头、支架与管道接触处加橡胶垫以及加装减压阀等。但注意减压阀本身也有噪音,要经反复调试,使噪音减至最小[2]。
2.排水系统的设计
2.1排水工程的注意事项:
(1)对于多层住宅,目前设计多采用底层污水单独出户,以避免因堵塞造成的一层泛水的难堪局面,减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。
(2)底层卫生器具的排水管道不接到排水立管上为好,应单独排出。对满足不了上述要求的排水支管,应以单独的排出管排到室外检查井。
(3)住宅设计中不仅设计雨水系统,同时还设计室调冷凝水管收集每户安设空调板上的冷凝水,这样不仅使建筑物外墙美观,而且避免了空调冷凝水随意流放,影响楼下行人。
(4)地漏是排水管道系统中一个重要附件,功能是排除地面积水,设置在经常有水溅落的卫生器具附近地面(如浴盆、洗脸盆、小便盆、小便器、洗涤盆等)、地面有水需要排除的场所(如淋浴间、水泵房)或地面需要清洗的场所,住宅可用作洗衣机排水口,设计选用高水封防臭地漏[3]。
2.2排水工程的关键因素:
(1)地漏与存水弯的配合:规范上没有规定排水地漏一定要设存水弯,但这确实能影响用户的使用。全国通用给水排水标准图集上将带水封的圆形钟罩式地漏分为了甲、乙、丙、丁四种,虽然标准图上对存水部分的高度都作了具体规定,但都有一个存水量小,水封易因水的蒸发而被破坏的毛病。且往往制造和安装时还达不到设计的要求。
(2)室内排水管最小管径:一般讲,污水池、小便器(槽)等器具的排出管最小管径为DN32~50,而含有粪便污水的最小管径为DN100。通过观察后认为这各种规定只适用于楼面排水,而不适用于地面排水。原因如下:DN32-50的管径较小,容易堵塞,且不易疏通(疏通器在其内不易拐弯)。
(3)对于多层住宅,目前设计多采用底层污水单独出户,以避免因堵塞造成的一层泛水的难堪局面,减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。对住宅建筑底层设架空层、商场或商铺的情况,上部排水立管必须在底层进行转换,以不影响底层的使用功能。
(4)排水管道噪音问题。排水管的水流呈不充盈和重力流状态,噪音难免,且受管道材质影响。试验资料表明,DN100管道流量为2.7L/s时铸铁管噪音值为46.5dB,PVC-U管噪音值为58dB,故在要求安静的高档房间内(睡房除外),宜选用柔性连接铸铁管。新产品芯层发泡隔音PSP管,隔音效果好,价格略贵,也可选用。
3.节水技术
针对不同功能的建筑可采用不同的节水对策和技术:在经济房建设中,应改进马桶的冲洗方式,减少冲洗水量,加强水的循环利用。
(1)减少马桶冲洗水量目前,我国普遍采用冲水量≥11L的坐便器,耗水量大。若根据建设部的规定,全部使用冲水量≤9L的马桶,则住宅可节水4%,宾馆、饭店可节水3%,办公楼可节水11%[4]。
(2)厨房、沐浴、盥洗的节水厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴,可节水且不减小水柱的直径。
(3)真空节水技术为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果,可将真空技术运用于排水工程,用空气代替大部分水,依靠真空负压产生的高速气水混合物,快速将洁具内的污水、污物冲吸干净,达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系统包括:带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。真空泵在排水管道内产生40~50kPa的负压,将污水抽吸到收集容器内,再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。在各类建筑中采用真空技术,平均节水超过40%。若在办公楼中使用,节水率可超过70%[5]。
(4)在住宅中,由于大量的沐浴及盥洗水,应考虑将其经适当处理后供生活杂用及补充冷却水,主要包括厕所冲洗、园林灌溉和道路保洁等。推荐的中水处理工艺为:原水机械格栅毛发过滤器调节池混凝过滤活性炭吸附消毒中水池[中水泵中水屋顶水箱专用水管系统(水表)用水点]。
4.结束语
经济住宅建筑的给排水管道系统看似简单,但确与我们的生活息息相关,关系到了人民的生命安全、身心健康,应引起设计人员高度重视。要正确的选择系统的形式、节水且噪音低的卫生设备、合适的管材及附件,以满足人们对居室内环境的要求。
在新世纪,建筑给排水将担负新的历史重任,面临新的挑战。建筑给排水将更突出以人为本的原则,并将重点调整到民用建筑与工业建筑并重,公共建筑与居住建筑并重,冷水供应与热水供应并重,供水的水量、水压与水质并重等方向上来,走上全面、均衡、务实、安全的发展之路。
参考文献
[1]盛培基.给排水工程设计中的节能问题应引起重视[J].江西能源,2007,(3).
[2]刘中平.住宅给排水设计中几个问题的探讨[J].山西建筑,2007,(27).
基于合作博弈理论分析碳交易
合作博弈理论的核心问题是利益分配,研究人们已经达成合作之后如何分配利益。接下来从合作博弈的角度来分析经济体关于碳排放的谈判问题。
设发展中国家为群体1, 发达国家为群体2, 双方以是否进行碳排放交易为议题, 重复从发展中国家群体和发达国家群体中各随机抽取一名成员, 以谈判的形式进行两两博弈。建构的基本博弈模型:发展中国家两策略为A 和B, 策略A 为抵制碳排放交易, 策略B 为同意碳排放交易;发达国家两策略为X 和Y, 策略X 为抵制碳排放交易, 策略Y 为同意碳排放交易。
若发展中国家采取策略A, 发达国家采取策略X, 谈判的结果为抵制碳排放交易, 此结果对发展中国家和发达国家收益矩阵(2,2);若发展中国家采取策略B, 发达国家采取策略Y, 谈判的结果利益分配( 4,4);若发展中国家采取策略A, 发达国家采取策略Y, 即双方各持己见, 则谈判不能达成统一的意见, 假设矩阵得益为( 3,3);若发展中国家采取策略B,发达国家采取策略X, 两国不同意见, 矩阵赋值为(1,5)。
当发达国家与发展中国家都选择合作时将获得最大的总收益。要获得这个非纳什均衡的选择需要对收益进行配置以改变博弈结构。引起再配置的方法就是转移支付。在该模型中,发展中国在发达国家选择合作策略时给予发达国家一各单位的转移支付,即(同意,同意)组合的收益由(4,4)变为(3,5),而(不同意,同意)的收益则由(3,3)变为(2,4)。此时,(同意,同意)组合为纳什均衡策略组合。当然,转移支付的额度并不是唯一的,从而博弈的均衡解也不是唯一的,合作博弈的结果可以通过国家间的谈判获得。而且事实也证明,每个国家采取合作和协商分配利益至少不会比不合作行为差,而且经常会好得多。
通过合作博弈理论的分析,全球应对碳排放问题选择相互之间碳排放交易是必然的。
中国碳排放的对策
中国作为一个负责任的签署《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》的大国,为了有效防止气候变暖的灾难性后果发生,在自己应当承担的减排义务之外,提前加入碳减排的行列,承担人类共同的责任。
(一)中国应采取的减排立场。按照人均原则分配碳排放交易权。在人均分配碳排放交易权的基础上,各国应按照人口的多少建立碳排放账户。中国的人口比美国多4倍,中国的碳排放交易权账户当然比美国要多4倍。实现全球碳减排目标的有效途径是技术转让。发展中国家向发达国家有偿转让碳排放交易权,而发达国家向发展中国家转让降低碳排放的技术。
(二)完善排放许可证的交易。建立合法碳排放交易权, 允许其成为商品进行交易是实现温室气体减排的有效手段之一, 也是各国目前应对气候变化的手段。我国要借鉴国际减排机制, 研究上市期货发挥期货市场的功能, 加快碳排放交易权共有价值形成, 维护我国企业自身的利益, 尽快完善我国碳交易市场体系建设, 促进我国低碳经济快速发展。
论文关键词:贸易模式,碳排放,环境保护
一、引言
改革开放以来,中国出口贸易额年均增长18%左右,出口依存度也大大增加。在出口贸易中,加工贸易占了很大比重,如2008年加工贸易出口6751.14亿美元,占出口总额的46.7%,而在加工贸易中,充斥着大量的高能耗、高污染的产业。同时据有关资料显示,我国东部招商引资中有四成是污染企业,其中外资占九成。随着我国贸易规模的扩大,生态环境急剧恶化,温室气体排放大幅度增加。目前,中国二氧化碳的排放量已位居世界第二,单位GDP的碳排放强度也很高,2002年为605吨/百万美元,为西欧发达国家的1.6倍。据美国能源署预测,2020年我国碳排放将超过美国,成为世界第一大碳排放国。2005年2月16日,《京都议定书》的生效,给中国带来了非常现实的、严峻的挑战。因此,控制和减少中国的碳排放,是当前迫切需要解决的问题,也是落实科学发展观、推进生态文明建设的必然选择。
对于贸易与碳排放问题的研究不多,主要从结构效应、规模效应、技术效应三个方面来分析。李秀香等(2004)以CO排放量为污染指标,分析了1981-1999年期间我国出口增长的环境效应,所得结论是:随着出口的不断扩大、贸易自由化及环境规制的实施,我国CO排放量的增幅下降,贸易的规模、结构及技术效应均为正。兰天设立了1个双对数回归模型,采用了1995-2001年中国30个省、直辖市的CO排放量进行回归分析,从规模、结构和技术效应3个方面分析了贸易自由化对中国环境质量的影响,得出的结论是:规模效应会进一步加剧我国的环境污染,结构和技术效应将有利于我国环境质量的改善。
对于贸易模式与碳排放关系的实证研究目前国内还比较少。由于江苏、浙江和广东三省的对外贸易在改革开放以来发展极为迅速,贸易额约占到了全国总额的50%,并且这三省的贸易模式各具特色,故本文以这三省为例,来分析贸易模式对碳排放的影响,以为发展低碳经济提供政策建议。
二、浙、粤、苏三省贸易模式分析
学术界对于贸易模式没有统一的界定,从不同的角度有不同的分类。本文采用张小蒂(2004)对于贸易模式的分析,从贸易方式、贸易品结构和出口企业类型三个角度来分析浙、粤、苏三省的贸易模式。
表1浙、粤、苏三省贸易方式及外资出口情况(2000-2007年平均值)
省份
浙江
广东
江苏
加工贸易出口占出口总额比重
20.60%
72.80%
63.60%
机电产品出口占出口总额比重
39.20%
66.00%
65.90%
外资企业出口占出口总额比重
34.90%
关键字:工业部门;减排成本;减排成本曲线;碳交易;方向性距离函数
DOI:10.13956/j.ss.1001-8409.
中图分类号:F426;X24文献标识码: 文章编号:
Abstract: From the perspective of industry emission reduction costs, this paper use the direction distance function to measure carbon reduce marginal cost among China's industrial sectors. Based on the marginal cost curve, we build a carbon trading modeling. According to China current carbon trading pilot emission allocation system, we distribute carbon emissions quota to industrial departments and discuss the influence of the carbon reduce cost and market transaction price in carbon trading market. The results show that: with the increase of emission reduction, the cost of emission reduction shows a rising trend. Lower emissions intensity means higher emission reduction cost. To achieve the reduction of 45% of the 2020 emission reduction targets, it will take three times more cost of reducing emissions than that of 40%.
Keywords: industrial sector; reduction costs; reduction cost curves; carbon trading; direction distance function
引言
伴随经济的高速增长,我国碳排放总量也在持续增长,环境承载能力已经达到上限,经济发展面临瓶颈,如何协调二氧化碳减排与经济发展这对矛盾是我国面临的主要问题。2009年我国就宣布在2020年单位国内生产总值的二氧化碳排放量要比2005年下降40%~45%,并将“加快推进资源节约和环境保护”纳入到国家经济发展战略上。2013年上海、深圳等七省市的碳交易试点陆续成立,现已进入到了配额发放与排放权交易阶段,经过一年多试点,在推动节能减排和带动低碳环保产业发展等方面取得了显著成效,但也存在诸如企业参与度不高、碳交易机制不完善、市场交易量小、流动性不均衡等问题。通过部门间减排成本测算构建碳交易模型,对完善我国碳交易机制、推进碳交易政策制定、测算实现2020年减排目标所需要付出的成本具有重要的理论和实践价值。
碳交易机制设计就是通过设定减排目标,按照分配的碳排放许可,企业在碳交易市场进行配额交易并形成交易价格。很多学者在减排成本测算、减排成本曲线拟合及碳排放权初始分配机制方面做了研究。减排成本有微观和宏观层面的定义。微观层面是指减少单位排放而需要增加的技术资金投入,主要用能源优化模型和MARKAL-MACRO模型等进行测算。如我国学者陈文颖等[1]通过建立MARKAL-MACRO模型测算了减排边际成本。吴力波等[2]构建了中国多区域动态一般均衡模型,模拟分析了省市边际减排成本曲线。但范英等[3]认为宏观减排成本(各生产单元通过各种手段进行节能减排时所导致的经济增长的损失)更能准确地反映不同行业和地区的经济联系。方向性距离函数由于能够识别出环境污染等坏产出不同于好产出的负外部性,被用来估算污染物等坏产出的影子价格[4]。如Fare等[5]测算了美国发电厂二氧化硫减排价格,发现影子价格呈增高趋势。涂正革[6]基于方向性环境生产前沿函数估算了我国各地区工业二氧化硫影子价格。刘明磊等[7]运用DEA产出距离函数测算了我国各省市二氧化碳减排成本。陈诗一[5]采用参数和非参数方法估计了我国不同工业行业二氧化碳平均影子价格。秦少俊等[8]构建了火电行业方向性生产前沿面函数,拟合出减排成本曲线。魏楚[9]基于参数化的方向距离函数,分析了我国城市二氧化碳边际减排成本。可采用二次曲线、对数函数、指数函数和幂函数 [10] [11] [12] 等对减排成本曲线进行拟合。很多学者都认同减排成本随着减排量的增加呈现单增的凸函数性质。我国学者陈文颖等[1]、李陶等[13]和崔连标等[14]、夏炎等[15]就分别使用二次函数、对数函数、指数函数刻画了边际减排成本曲线。在不完全竞争市场中,排污权的初始分配会影响排污权交易的效率,李凯杰等[16]对初始排放权分配机制的研究进行了归纳。碳排放初始分配主要有免费分配、有偿分配和混合分配三种形式。目前,使用比较多的是免费分配方式,如我国学者李寿德等[17]构建了多目标决策模型研究初始排污权免费分配问题。吴征帆等[18]提出了排污权免费分配结构设计框架。谢传胜等[19]对不同火电厂的碳排放权进行了免费分配。
综上,减排成本的测算主要是按照地区、城市或者某一具体行业展开的,针对行业间减排成本测算的相对较少,各地区生产技术结构相同的假设也不符合实际情况;按照地区进行的减排成本测算使各地区对碳交易机制和规则的制定不尽相同,不利于碳交易市场的建设和完善;基于历史排放数据的分配模式在实践中对碳交易市场的影响程度如何的研究也不多见。
基于此,本文以行业间减排成本研究为视角,把相同行业数据放在一起构造生产前沿面,提高了测算的准确性;采用方向性距离函数测算减排成本,将不同行业的减排强度和减排成本拟合出整个工业行业的减排成本曲线,使用坐标平移等方法测算不同部门的减排成本曲线;按照我国碳交易试点排放权分配办法,将初始碳排放权的配额模拟分配给工业各部门,以2020年的减排目标为约束,构建碳交易模型,讨论碳交易市场对行业间减排成本和交易价格的影响,这对在实践中完善碳交易机制具有一定的指导意义。
1.部门间排放权交易模型
1.1减排成本测算
宏观减排成本在距离函数中体现为减少一单位非期望产出对期望产出的影响。本文采用方向性距离函数处理含有非期望产出的单元效率测算,即根据各个单元目前投入产出数据的最优生产前沿面计算各个单元离这个面的距离。
假定生产单元共有K个,第k地区经济产值用y_k表示,二氧化碳排放量用b_k 表示,X_k=(x_k^E,x_k^L,,x_k^CS)代表第k地区能源消耗量、劳动投入及资本投入组成的投入向量。根据fare[4]的研究,产出集定义为:
上面的约束分别为测算的第i个单元的期望产出要小于生产前沿面的最优产出,非期望产出和投入要素则要大于生产前沿面的最少排放和投入,λ表示强度列向量,根据文献[4]的相关研究,我们需要假设产出为非规模递增,即λ的和要小于等于1。
要计算减排成本,必须求出方向性距离函数分别对好坏产出的导数,而这可以通过求出好坏产出限制条件所对应的拉格朗日乘子来计算,分别用f(.)和g(.)表示。Fare指出要估算非期望产出影子价格的绝对值,最直接的方法是假设好产出的价格p等于1元,那么第k个单元的影子价格其实就等于两个拉格朗日乘子之比。即
由此可以看出:碳交易价格p ?和行业i的实际减排量(A_i ) ?都与该行业的初始分配无关,与减排比例存在正相关关系,但是不同的减排额度分配会影响该行业的减排成本和社会总成本。
2.数据处理与结果分析
2.1 数据处理
本文的数据来源于2004~2012年《中国统计年鉴》和《中国工业统计年鉴》。文中涉及到的行业为39个工业部门。在投入向量中,把规模以上工业分行业固定资产净值年平均余额作为资本投入;以工业部门规模以上企业全部从业人员年终人数作为劳动投入;以能源消耗总量代替能源投入。在产出向量中,以相应行业工业总产值作为期望产出,把各种能源消耗(燃烧排放、电力和热力排放)采用排放因子法核算成二氧化碳排放量作为非期望产出。固定资本投入和工业总产值做了以2003年为基准的可比价调整。
免费分配有两种模式:一是基于历史排放进行分配,二是依据现实产量水平或排放量来分配。考虑到数据可得性和基于历史排放分配模式更容易被政府付诸实施,本文将行业间排放额分配方法设定为基于2009~2011年三年排放量免费分配的初始分配机制。假设至2020年工业总产值每年按8%的速度增长,将二氧化碳排放量预测至2020年,得到各个行业在2020年的碳排放强度。将2009~2011年各行业平均排放量作为权重系数,在计算出2020年需要的减排量之后,将减排配额分配给各个行业,计算出的减排配额约占各行业在2020年估计排放量的6%到10%。
2.2 碳排放强度与减排成本
依据减排成本核算模型,利用Lingo9.0求出2012~2020年间各行业的减排成本,核算出二氧化碳和减排成本研究跨度期间的平均值(见表1),测算的减排成本变动范围与陈诗一核算的结果比较接近。拟合出碳排放强度(自然对数值)和减排成本的曲线如图1所示,点的大小是根据方向性距离函数计算出的减排潜力,代表该生产单元达到生产前沿面时可以减少的排放比例。
从表1和图1可以看出:(1)减排成本随着排放强度的降低呈现了上升趋势,上升速度随着排放强度的减小而增加,呈现单增的凸函数性质;(2)减排潜力大的点多数来自排放强度高的数据点,其能源利用效率有很大的改善空间;(3)碳排放强度较高的如电力、热力的生产和供应业、石油加工、炼焦及核燃料加工业等行业,其排放强度均在3吨/万元以上,但每吨的减排成本都不足千元,而碳排放强度较低的如文教体育用品制造业、仪器仪表及文化、办公用机械等行业,其排放强度均在0.8吨/万元以下,但减排成本较高,在2-10万元之间,表明其减排空间要远远低于高能耗的行业。
2.3 碳交易下减排所需的成本
通过统计软件Eviews对减排成本曲线进行拟合,得到我国工业部门减排成本曲线:
P值均在0.05以下,在95%的置信区间拟合结果比较理想。利用碳交易模型,计算碳排放强度降低40%时的减排量与总成本,结果表明:(1)我国要实现2020年的减排目标,需要继续减排15.3亿吨二氧化碳,付出的社会总成本为2266亿元,约占当年估算工业总产值的0.16%,这个结论与崔连标的研究结果接近。碳交易价格为296元/吨,高于目前上海市实际38元/吨的价格,主要原因可能是目前的碳排放强度比2020年设定的标准高,另外论文使用的是宏观减排成本,可能要大于微观减排成本;(2)在行业间减排责任分配上,主要减排行业为电力、热力的生产和供应业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、黑色金属冶炼及压延加工业、煤炭开采和洗选业,这几个行业均承担着千万吨以上的减排责任,其减排量分别为71668.64、59859.06、12468.03、4786.69万吨,减排成本相对较低,他们作为减排主力能够实现社会减排成本的最优化。但仪器仪表及文化、办公用机械、通用设备制造业、皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业、印刷业和记录媒介的复制等行业的排放量比较低,分别为0.04、0.12、0.18、10.25万吨,减排成本较高,为了降低减排成本,他们会倾向于在碳交易市场上购买排放权配额;(3)减排45%时需要付出8593亿元减排成本,交易价格为580元/吨,较40%时有非常显著的增长;而减排35%时只需要付出877亿元减排成本,交易价格为184元/吨。
3.结论与建议
本文利用方向性距离函数测算边际减排成本,拟合出整个工业行业的减排成本曲线,使用坐标平移等方法测算不同部门的减排成本曲线;将初始碳排放权配额模拟分配给工业各部门,根据碳交易模型,探讨了碳交易市场对行业间减排成本和交易价格的影响。得出的结论如下:
(1)随着减排量的增加,减排成本呈现单增的凸函数性质;(2)工业部门间排放强度和减排成本差异较大。排放强度较高的如电力、热力的生产和供应业、燃气生产和供应业等行业,其减排成本较低,而排放强度较低的如纺织服装、鞋、帽制造业、通信设备、计算机及其他电子设备等行业,其减排成本较高;(3)要实现2020年减排40%的目标,工业部门需要再减排15.3亿吨二氧化碳,付出的社会总成本为2266亿元,交易价格为296元/吨。实现降低45%的减排目标,要比减排40%时多消耗近三倍的减排成本。
本文仅仅研究了基于历史免费分配模式下的碳交易模型,今后将对其他分配模式下的碳交易模型做进一步的探讨。
4.参考文献
陈文颖,高鹏飞,何建坤.未来二氧化碳减排对中国经济的影响[J].清华大学学报(自然科学版),2004,44(6):744-747.
吴力波,钱浩祺,汤维祺.基于动态边际减排成本模拟的碳排放权交易与碳税选择机制[J].经济研究,2014(9):48-61,148.
范英,张晓兵,朱磊.基于多目标规划的中国二氧化碳减排的宏观经济成本估计[J].气候变化研究进展,2010(3):130-135.
陈诗一.工业二氧化碳的影子价格:参数化与非参数化方法[J].世界经济,2010(10):93-111.
Fare R, Gross Kopf S. Characteristics of a Polluting Technology:Theory and Practice[J]Journal of Econometrics Current Developments in Productivity and Efficiency Measurement,2005,126(2):469―490.
涂正革.工业二氧化硫排放的影子价格:一个新的分析框架[J].经济学(季刊),2009(10):259―282.
刘明磊,朱磊,范英.我国省级碳排放绩效评价及边际减排成本估计:基于非参数距离函数方法[J].中国软科学,2011(3):106-114.
秦少俊,张文奎,尹海涛.上海市火电企业二氧化碳减排成本估算―基于产出距离函数方法[J].工程管理学报,2011(6):704-708.
魏楚.中国城市CO2边际减排成本及其影响因素[J].世界经济,2014(7):115-141.
Jennifer M,SergeyP,John R. Marginal Abatement Cost and Marginal Welfare Costs for Greenhouse Gas Emissions Reductions: Results from the EPPA Model[R].Massachusetts Institute of Technology,Joint Program on the Science and Policyof Global Change,Report 164,2008.
NordhausW.D.The Cost of Slowing Climate Change:A Survey[J].Energy Journal,1991(12):37-65.
CriquilP,Mima S,ViguierL.Marginal Abatement Costs of CO2 Emission Reductions,Geographical Flexibility and Concrete Ceilings: An Assessment Using the POLES Model[J].Energy Policy,1999(27):585-601.
李陶,陈林菊,范英.基于非线性规划的我国省区碳强度减排配额研究[J].管理评论,2010(6):54-60.
崔连标,范英,朱磊、毕清华,张毅.碳排放交易对实现我国“十二五”减排目标的成本节约效应研究[J].中国管理科学,2013(2):37-46.
夏炎,范英.基于减排成本曲线演化的碳减排策略研究[J].中国软科学,2012(3):12-22.
李凯杰,曲如晓.碳排放交易体系初始排放权分配机制的研究进展[J].经济学动态,2012(6):130-138.
李寿德,黄桐城.初始排污权分配的一个多目标决策模型[J].中国管理科学,2003(6):40-44.
关键词:低碳社区;发展历程;主要研究方向
[F292]
一、研究背景与目标
1.碳排放与气候变化现状
根据气象观测资料,过去100多年来。全球平均气温上升了0.74℃,与此同时。人类向大气中排放了大量的CO2和其他温室气体,大气CO2当量浓度增加了约60%左右。联合国环境规划署(UNEP)2008年3月16日报告说:由于全球气候变化,冰川正在以最快的速度融化,并且许多冰川可能在数十年内消失。科学家调查发现:世界各地近30条冰川,1980—1999年平均每年退缩0.3m;但自2000年起,后退速度升至每年平均0.37m:2006年平均退缩了1.5m(全球环境变化研究信息中心等编,2008)。2007年政府问气候变化专门委员会(IPCC,2007)报告说:当前气候变暖的原因90%以上的可能性是由人类活动造成的 (叶笃正,2009)。为了应对气候变化,2009年12月联合国气候变化大会在丹麦哥本哈根召开,并通过了哥本哈根协议。文件包括了美国、欧盟、日本等国提供的资金计划,以及升温控制目标,即确保全球平均温度的升幅不超过两摄氏度。
2.中国碳排放现状及目标
中国工业化、社区化进程不断加快,人们生活水平不断提高,导致中国CO2排放增长越来越快。2006年中国以消耗世界30%的钢材,54%的水泥和34%的煤炭作为代价仅仅创造了占世界5.5%的GDP。同年,中国CO2排放量接近世界排放总量的20%,占全部发展中国家的37%。国际机构普遍认为,未来中国能源需求有可能进入快速增长期,且油气等优质能源需求增速会更快,相应地,碳排放将开始进入“快车道”。国际能源署(IEA,2007)和美国能源信息署(EIA)认为,如果2030年前中国GDP持续保持6%~7%的增速,2020年中国能源需求量将超过40亿tce(吨标准煤),2030年超过60亿tce,其中石油需求量2030年将可能超过9亿吨,相当于美国目前的消费水平。全国、地级以上社区与100强社区CO2排放情况(2006年)2006年 CO2排放总量(万吨)地均CO2排放量(万吨/平方公里)人均CO2排放量(吨/人)GDP均CO2排放量(吨/万元)。2006年,全国地级以上社区的CO2排放量占全国CO2排放量的54.84%,100强社区的CO2排放量占全国水平的41.26%;另一方面,全国地级以上城市和100强城市的地均和人均CO2排放量远远高于全国水平。可见,城市是我国CO2排放的集中区域,也是CO2排放强度最高的区域。
社区作为城市的重要组成部分,建设低碳社区是我国实现低碳发展的必由之路和关键(中国社区科学研究会,2009)。中国政府不久前宣布控制温室气体排放的行动目标:到2020年实现单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%至45%。然而,实现这一目标绝非易事。根据中国社区科学研究会研究报告中的“低碳方案”预测:全国CO2排放总量在2035年出现拐点;全国地级以上社区CO2排放量在2029年出现拐点;100强社区CO2排放量总量在2023年出现拐点。
二、相关概念及研究意义
1.低碳社区概念解析
自工业革命以后,世界经济的发展过度依赖矿物燃料,这已被证明是一种不明智、不可持续的发展模式。气候变化促进了世界各国对以往发展模式的反思和求变。在此背景下,“低碳经济”、“低碳社区”、“低碳生活方式”等一系列新理念应运而生。“低碳社区”概念是联合国自然基金会提出的,是指:社区经济以低碳产业为主导模式,市民以低碳生活为理念和行为特征、政府以低碳型社会为建设蓝图的社区。其目标,一方面是通过低碳经济发展和低碳社区建设,保持社区能源的低消耗和CO2的低排放;另一方面是通过大力推进以新能源设备制造业为主导的“降碳产业”的发展,为全球CO2排放作出贡献。
2.低碳社区规划策略的意义
从自然科学的角度看,太阳活动强度变化、大气气溶胶浓度的变化、土地利用与土地覆被状态变化和海洋的作用是导致全球平均气温升高的因素(丁仲礼,2008)。CO2浓度的升高与人类活动有关,尤其与百年来工业化推进社区化有关,社区化过程可能是全球气候变化的最重要的人类活动因素之一。从碳排放源头看,社区是人口、建筑、交通、工业、物流的集中地,也是高耗能、高碳排放的集中地。碳排放的来源可以分为产业(industry)、居民生活(residence)和交通(transportation)三个主要的组成部分。以美国为例,由建筑物排放的CO2约占39%,交通工具排放的CO2约占33%,工业排放的CO2约占28%(Brookings,2008)。工业总量的增加是导致碳排放增加的最主要原因。加快技术进步、调整产业结构对于我国减排仍存在很大的潜力(CNC-IHDP,2008)。然而,值得注意的是工业生产的高排放状况完全可以通过技术升级,在较短时间内得到大幅度改善。发达国家已经同意对发展中国家提供工业减排的技术支持,我国自身也完全有能力通过生产方式的更新和能源结构的调整实现减排任务。然而社区化进程中CO2的排放不可忽视,因为随着我国社区化的不断推进,建筑及交通能耗将如发达国家一样居于主要的位置。社区规划在很大程度上对社区空间结构及土地利用模式具有决定性的影响,一旦规划通过法定程序得以确立,则对社区内部社会经济要素,如人员、物资、交通行为、设施配置再进行调整是非常困难的。如前文所述,工业化带来的碳排放完全可以通过技术的更新,在短时间内产生明显的效果。然而,社区空间结构及土地利用模式一旦定下来,几十年内都是很难改变的,所以制定科学的低碳社区规划策略至关重要。
三、国内相关研究进展
1.国内主要研究方向与人物
笔者查阅目前学术界对低碳社区的相关研究。国内外学者对低碳的研究大多集中在低碳经济的研究方面。对低碳社区的研究多停留在宏观层面的战略分析及政策建议方面,大量研究集中在规划设计策略与方法的实例论证。国内的低碳社区规划研究以顾朝林及潘海啸教授为代表。顾朝林总结了国外低碳社区的研究进展,并提出了适合我国的低碳社区发展方向。潘海啸以交通规划作为切入点,探讨了基于公共交通模式的低碳社区空间结构及土地利用方式。
2.未来方向
未来中国城市面临着大面积的社区转换,即现有社区的低碳改造。社区需要找到方法,以适应他们的基础设施管理过渡到低碳时期。在社区区域的关键基础设施的责任通常分布在多个公共和私营服务提供者和传统管理模式与利润最优化的头脑,而不是资源最小化。
在低碳发展的战略应对气候变化所面临的挑战是发展为全身性的的基建反应产生阶跃变化。解决这些问题,使现有的专门知识,使多个合作伙伴,在多个层面和理解不同的中介机构的作用,在供给和需求,在公共和私营部门之间的工作。
论文工作,探讨知识的需求,政策变化,行为改变和基础设施方面的转变,必须制定更全面的当代问题的方法。一个主要挑战是如何的生态代谢和社区的重要基础设施,可以系统地重塑创造更可持续的消费和生产模式。
在社区规模的可持续发展所面临的挑战,需要整个包装系统的改变的关键基础设施,支持社区和一代的跨学科知识,结合相关的技术,工程,自然科学和社会科学的知识和专长。
这需要了解知识是如何产生的传统的和新的供应商之间的 “知识是如何使用的政策和实践,并嵌入到新的工作方式。活动中介需要各方之间的最佳开发实践可持续发展,为社区的可持续发展和利用相关专业知识。
从信息的情报系统制定,加入政策反应,需要跨社区区域的存在方式的转变。注意需要给本地创新和升级,在他们的成功更广泛地实施多层次背景下的特定地区和条件。
论文应探讨预留空间,为研究人员,政策制定者和从业者进行批评性思考如何,可实现社区和区域的过渡,在什么情况下用什么样的影响。
结束语
一个特定的重点一直在社区区域基础设施的重新定位。在北方地区和社区的公共机构工作研究的机会和限制社区地区的企图,塑造系统过渡的重要的能源,水,废弃物,电信和通信基础设施。这涉及到分析的网络服务提供经济竞争力的目标和网络支持社区发展的“可持续发展社区”的建设。
参考文献
[1] 丁仲礼.试论应对气候变化中的核心问题[C].CNC—WCRP、CNC-IGBP、CNC-IHDP、CNC-DIVERSITAS 2008年联合学术大会交流材料.2008.
[2] 顾朝林,谭纵波,韩春强,等.气候变化与低碳社区规划[M].南京:东南大学出版社,2009.
[3] 李靖,戴慎志.低碳社区技术在社区规划中应用初探[A].2009社区发展与规划国际论坛论文集[C],2009: 367-369.
[4] 国际全球环境变化人文因素计划中国国家委员会(CNC-IHDP),2008:14.
[5] 潘海啸,汤諹,吴锦瑜.中国“低碳社区”的空间规划策略[J].社区规划学刊,2008(6):57-64.
[6] 国家发展和改革委员会能源研究所课题组.中国2050年低碳发展之路能源需求暨碳排放情景分析[R] .北京:科学出版社,2009.