减少碳排放的有效途径

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇减少碳排放的有效途径范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

减少碳排放的有效途径范文第1篇

(1)大部分研究认为,林产品碳储量应纳入国家温室气体清单报告,因为林产品是一个碳库,伐后林产品是其中一个重要构成部分。对于林产品中大量的二氧化碳,如要减少排放,就必须做到几点,首先对于林产品的利用率应提高,当林产品的二氧化碳储量得到扩大,林产品的使用寿命自然也会延长。其次,比如可以采取合理处置废弃的木产品、降低林产品的二氧化碳排放率等等一些积极的手段来减少二氧化碳的排放,同时可以使一些废弃的木产品的二氧化碳长期固化,形成生态系统之间的排放平衡。

(2)大量二氧化碳的排放主要是由于使用了工业产品的缘故,所以如果可以用林产品来替代,比如使用木质产品,减少一些能源材料的使用,就可以减少其中的二氧化碳排放,又可以使其中的二氧化碳的固化。

(3)化石能源在燃烧过程中也会产生大量的二氧化碳,所以如果可以用林产品替代,就可以减少二氧化碳的排放,其中林木生物能源的替代对于二氧化碳的减排也有非常明显的效果。由于对于林业的损毁,一大部分的二氧化碳被排放到大气中,而林业资源的再生功能,也可以使二氧化碳重新被吸收。所以增加林业产品不仅可减少二氧化碳的排放,还可以长期固化二氧化碳,从而起到节能减排的作用。所以林业是目前低碳减排的重要手段。

2森林碳汇对低碳经济发展起着巨大的作用

经济的发展与人类的生活都离不开化石能源的消耗和二氧化碳的排放,这是人类生存与发展的基础。虽然不同的地区的碳排放量都不同,但地区的发展却离不开二氧化碳的排放。这种现状是随着经济发展而形成的,由于我国的技术体系还不够完善,所以在碳排放方面还没有取得较大的发展,想要突破原有的技术是具有极高难度的。如果一味执行减排,只会影响到经济的正常发展,使人民生活水平下降,同时也会提升经济运行成本。所以,对于中国目前的发展现状,对于化石能源的主体局面想要改变就必须提供大量的资金和技术才能实现,而就目前来看,这是很难实现的。所以,林业减排是一个极具可行性的方案,这不仅投资少,而且成本也很低,但收益却颇丰,是一项现实性的可选择方案。地球上主要有大气碳库、海洋碳库、岩石圈碳库和陆地生态系统碳库四大碳库。

在对碳循环的研究时,可以将岩石圈碳库当做静止不动的,因为尽管岩石圈碳库是最大的碳库,但碳在其中周转一次需要百万年以上,周转时间极长。海洋碳库的周转周期也比较长,平均为千年尺度,是除岩石碳库以外最大的碳库,所以它们对于大气碳库的影响都比较小。陆地生态系统碳库主要由植被和土壤两个分碳库组成,内部组成很复杂,是受人类活动影响最大的碳库。而森林地区是碳积蓄的主要发生地,所以对于碳循环具有极其重要的作用。林业也成为增加碳汇的最重要的手段之一。国家发改委曾经在2007年对中国造林活动进行过估算,从1980到2005年,中国造林活动累计净吸收二氧化碳30.6亿t,森林管理累计净吸收二氧化碳16.2亿t。可见,林业对于二氧化碳的吸收起着极其关键的作用。

3森林碳汇的发展难点

通过对林业及二氧化碳减排的分析与研究,可以从中看出,林业减排与增加森林碳汇是减少二氧化碳排放的有效途径,也是低碳经济持续发展的关键点。但是,在低碳经济的发展过程中,森林碳汇的发展也遭遇了一些难点和限制。在《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》中,对于森林碳汇及相关碳交易都有明确规定:

在《京都议定书》就有这样的规定,开发森林碳汇的土地,必须是从项目基准年开始,过去五十年内没有森林,如果是再造林项目,所用的土地必须是从1989年12月31日至项目开发那一年不是森林,但是在此之前可以有森林。

自身可以完成减排指标的,不可以利用清洁发展机制;可以使用清洁发展机制的国家,与其合作的发展中国家的企业,也需要将符合规定的碳减排量申报,并获得联合国相关部门认可后,才能出售给发达国家的企业。

进行交易的碳信用额必须是新产生的,不可以是现存的碳汇量。

4、减少毁林和优化

减少碳排放的有效途径范文第2篇

1各因素对碳排放的影响

根据对相关指标的分类，具体分析各因素对碳排放的影响．能源因素:能源消费总量(X1)与碳排放(X0)之间的相关系数为0.998，为所有指标中的最大值．这反映出，能源消费的不断增长是导致目前碳排放总量不断增加的最主要原因;煤炭消费总量(X2)与碳排量(X0)间的相关系数为0.964，结合考虑煤炭在当前能源消费中占主导地位，这反映出推进低碳经济的发展，降低碳排放量的一条有效途径就是优化能源消费结构，减少煤炭为代表的化石能源的消费比重，开发以水电、核电为代表的非化石能源，提高新能源在能源消费结构中的地位．人口因素:城市化率(X3)、总人口(X4)、从业人员总数(X5)与碳排放量(X0)之间的相关系数分别为0.994、0.995、0.994，显示出极强的正相关关系．当前我国的碳排放主要产生在城市地区，从其高达0．994的相关系数可以也看出，城市化率越高，碳排放量越大．而人口则是碳排放的来源载体，只有通过人工的劳动和社会生活才会产生大量的碳排放，这一点也可以从总人口以及从业人员总数和碳排放之间的极高相关系数看出．经济因素:GDP增长率(X7)、第三产业比重(X8)与碳排放(X0)的相关系数(0．63、0．745)相对较低，但是其绝对值仍远远超过了0．5;城镇居民可支配收入(X9)、GDP总量(X6)与碳排放(X0)之间的相关系数则高达0.992、0.996．这体现出以这四个指标为依据的经济因素与碳排放量间有着较密接的联系，经济发展的能源需要在一定程度上增加低碳建设的压力．技术因素:高新科技的运用，对于低碳经济的建设发展有着极其深远的影响，从具体的指标来看，碳排放量(X0)与单位GDP能耗(X10)、碳生产力(X11)的相关系数分别高达0．972和0．97．这说明走低碳发展的道路，离不开对科学技术的使用，科技的发展可以开阔我们的生存空间，提供新的能源，优化能源结构，并且可以通过实现节能减排以及产业升级转型提高碳生产力来减少碳排放量．

2基于I=PAT修正模型的中部地区低碳经济发展的影响因素分析

原模型中考虑的是人口对环境的压力［5］，故而其选取指标A为人均财富．在本文中，为了能够准确分析低碳经济建设过程中的碳排放与区域经济发展以及其他因素间的定量变化，特在传统的I=PAT模型中引入了地区经济发展状况(GDP总量)以替代人均财富指标，式中，用I代表碳排放总量，单位为万吨;P表示总人口;A则表示地区经济发展状况，用GDP总量表示;T是指单位GDP能耗，代表技术因素．通过各因素中指标的相关系数比较，在人口因素中选取总人口(X4)指标、在经济因素中选取GDP总量(X6)指标、在技术因素中选取单位GDP能耗(X10)指标与碳排放总量(X0)进行回归分析，所取样本数仅满足最小样本容量要求．因此由方程2可以看出，影响湖南省碳排放的因素按其对模型的解释能力依次为总人口、单位GDP能耗、GDP总量．具体来讲，总人口的对数每提升(或降低)一个百分点，碳排放量的对数将提高(或降低)14．01556个百分点;单位GDP能耗的对数每提升(或降低)一个百分点，碳排放量的对数将提高(或降低)1．506186个百分点;GDP总量的对数每提升(或降低)一个百分点，碳排放量的对数将提高(或降低)0．405073个百分点．

作者：常骞 柴志阳 单位：湖南师范大学资源与环境科学学院

减少碳排放的有效途径范文第3篇

【关键词】生物炭；温室气体；固碳；减排；零碳；低碳农业

生物炭通常指树木、农作物废弃物、植物组织或动物骨骼等生物质在无氧或部分缺氧及相对低温（

生物炭具有巨大的比表面积、发达的多孔结构，表面有大量的官能团，对有机物和重金属离子具有强烈的吸附能力，因此生物炭常被用在污染物吸附、重金属污染治理、土壤改良等方面。近年来，生物炭在土壤中的固碳减排效应成为各研究机构和学者关注的重点，被认为是缓解温气候变暖的有效途径。生物质炭化成本低，原料充足，制得的生物炭具有高度稳定性，在土壤中具有明显固碳减排的作用，目前对其研究主要集中在碳封存和减少温室气体排放两个方面，弱化了生物炭替代氮肥生产及使用过程所产生的减排效应，没有严格的从“固碳”、“减碳”和“零碳”三个方面细分进行研究，生物炭在替代化肥生产使用量方面所起的“零碳”效应潜力巨大，也是固碳减排的重要方面。本文综合论述了生物炭的“固碳”、“减碳”和“零碳”效益，以及生物炭在低碳农业中的应用，为今后生物炭的研究和应用提供参考。

1.生物炭在固碳减排领域的效应

1.1 生物炭在土壤中的储碳、固碳效应

CO2在全球温室气体排放中所占比重最大，全球每年CO2排放量达250多亿t[3]。土壤是引起气候变化和全球变暖的温室气体重要的排放源，土壤和植物根系的呼吸作用释放的CO2占全部CO2排放的20%[4]。同时，农田土壤也是重要的碳汇，是《京都议定书》认可的固碳减排方法之一，在减少温室气体排放，稳定大气CO2浓度中具有重要地位。自然条件下，植物经过光合作用吸收的CO2，50%进过植物呼吸作用返回到大气，另50%经过矿化作用转化为CO2（碳中性），没有任何净固碳作用。而如果将植物残体炭化，植物残体中剩余的25% 的C 被转化为生物炭施加到土壤中，由于生物炭非常稳定，可能仅有大约 5% C在土壤微生物的作用下矿化分解成 CO2返回到大气中，整个大气中碳会因此减少20%（碳负性）[5]。生物炭具有高度的芳香化结构，具有很强的抗腐蚀性，同时能与土壤中矿物质形成团聚体，减弱微生物对生物炭的作用，能够长时间的保留在土壤中，起到碳储存的作用。Kuzyakov 等[6]研究表明，生物炭在土壤中的平均停留时间大约为 2000 年，半衰期约为 1400 年。另外，生物炭能够扩充土壤有机碳库，增加土壤的碳封存能力和肥力。生物炭的碳封存途径，一是通过炭化直接使易矿化的植物 C 转变为稳定的生物炭；二是通过增加植物生物量，提高了植物对大气 CO2的捕获能力，增大植物体转变成土壤中的有机碳[7]；还能够通过改变土壤中有机质（SOM） 腐质化、稳定性和呼吸速率等，抑制土壤有机碳（SOC）的分解，起到碳封存的作用[8]。将生物炭作为储碳形式，埋在土壤或者山谷中，能够实现大规模的碳封存效果，对于减缓气候变化具有重大意义。

1.2 生物炭的“零碳”效应

生物炭的零碳效应主要体现在增加作物产量，代替或减少化肥使用量，从而在化肥全过程中不排放或者减少温室气体的排放。化肥的生产及运输过程中消耗大量的能源，West等[9]研究认为，在整个氮肥生产和运输过程中所排放的温室气体为0.857gCO2-CgN-1。程琨等[10]对农作物生产碳足迹的分析表明，农业化肥投入引起的碳排放约占农作物生产总碳排放的60%，其中氮肥占95%`。土壤N2O排放量与施肥量存在线性相关关系，王效科等[11]研究发现，当化肥施用量减少到0和50%时，土壤N20减排量分别占当前排放的41%和22%。并且氮肥使用量减少30%不会造成粮食的减产[12]，因此减少氮肥使用量是农业减排的重要途径。生物炭施加到土壤中，能够明显改善土壤营养状况，起到缓释肥作用，减少或替代化肥的使用，从而减少化肥生产过程中及施用过程中温室气体的产生。据估算，10t的生物炭能够替代1t氮肥，从而可以减少1.8t碳当量的温室气体产生[13]。生物质炭化过程电耗低，电耗产生的CO2排放远低于生产氮肥的CO2排放量。生物炭就地炭化可以直接还田，也可以与肥料混合制成炭基肥，替代或减少氮肥的施用量，从而减少生产及运输氮肥过程的能耗，减少温室气体的产生，因此生物炭具有显著的“零碳”效应。

1.3 生物炭的“减碳”效应

CH4在100a尺度的全球变暖潜能值（GWP）是CO2的21倍，大气中CH4的浓度是N2O的6倍，高达1800ppb。N2O的GWP是CO2的298倍，可稳定存在长达150年[14]，农业活动产生的CH4约占大气CH4的 50%，主要来源是水稻种植、动物养殖。化肥的大量使用是N2O最主要的人为排放源。生物炭施加到土壤中，能够显著的降低CO2、CH4及N2O等温室气体的排放量，具有明显的“减碳”效应。生物炭在土壤中通过表面吸附溶解性有机碳（DOC），并促进包裹有机质的土壤颗粒的形成，降低土壤有机碳的矿化作用，减少CO2排放[15]，Steiner 等[16]研究发现自然状况或者添加鸡粪、堆肥、树叶等有机质的土壤中，添加生物炭后，土壤中C的损失率从25%以上降低为4%～8%。王欣欣等[17]研究发现，水稻土中添加不同用量的竹炭，CH4和N2O季节累计排放量比对照组降低了58.2%～91.7%和25.8%～83.8%，相对于常规肥处理而言，分别降低了64.3%～92.9%和72.3%～93.9%。与秸秆直接还田会增加土壤总N2O的排放量相比，具有明显减排效益[18]。

目前对于生物炭改变土壤的非生物环境（如土壤pH、容重和持水量等），影响微生物作用，从而减少N2O的产生量的研究较多。而对于生物炭对硝化细菌和脱氮菌等微生物直接作用来减少N2O的排放的研究相对较少。生物质在低温炭化过程中，会产生PAHs和酚类物质（PHCs），土壤中的PAHs和PHCs能够降低生物活性，具有杀菌的性能。研究发现，经缓慢裂解所制得的生物炭中PAHs的含量低于经快速裂解和气化所制得的，其PAHs的含量从78.44 ng・g-1到2125 ng・g-1[19]，且一般在350-550℃温度下制得的生物炭中PAHs含量最高，Wang等[20]研究发现，300-400℃制得的生物炭中PAHs对于减少N2O的排放起主要作用，在200℃制得的生物炭中含有少量的PAHs但含有大量的PHCs，加大了对微生物的毒性，影响硝化和反硝化作用，因此N2O排放量很低。按照施炭量计算，施加生物炭带入的PAHs量低于环境安全值，不会污染环境。

一般认为，生物炭施入土壤后能降低CH4的排放量，Liu 等[21]研究表明，水稻土壤中添加竹炭生物炭和水稻秸秆生物炭后，CH4的排放量分别减少了51.1%和91.2%。Feng等[22]研究认为，新制得的生物炭施加到土壤后，增加土壤的空隙度，增强了甲烷氧化菌对CH4的氧化作用，但同时也能刺激产甲烷细菌的活性，但是甲烷氧化菌对CH4的利用度超过甲烷的产生量，因此生物炭能够减少土壤中CH4 的排放量。

1.4 生物固碳减排经济效益

“固碳”方面，1t生物炭，按照60%含c量计算，其中2%生物炭在土壤中以CO2形式逸出，剩下58%以稳定C形式存在，相当于2.15t CO2被封存。“零碳”及“减碳”方面，1t生物炭能够替代氮肥0.58t，减少温室气体1.04t，在土壤中还能抑制温室气体的产生，粗略计算，1t生物炭埋入土壤，固碳减排CO2约3.2t，按照目前欧盟CO2交易价格4.11美元/吨计算，1t生物炭可获得收益13.15美元。

2. 生物炭在低碳农业中的应用

农业活动是温室气体的第二大排放源，约占全球温室气体排放总量的14%，据估计，全球每年由农业扰动，由土壤释放到大气中的碳量约为 0.8×1012kg～4.6×1012kg[23]，氮肥大量使用、秸秆等生物质焚烧、垦荒种地等农业活动产生大量的温室气体，农业是节能减排的重点领域。同时，农业也是一个巨大的碳汇系统，一方面可以调整农业生产结构，改善种植模式，增大农作物的碳吸收量。另一方面可以通过扩大土壤有机碳库减少温室气体排放。扩大土壤有机碳库是农业固碳增汇的关键，中国有 18 亿亩耕地资源，若土壤有机质含量提高 1%，土壤可从空气中净吸收 306 亿tCO2[24]。据Lal估计[25]，全球农业土壤碳库扩充潜力为1.2～3.1 PgC/a，耕层土壤有机碳含量提高1tC・a/hm2，发展中国家粮食产量年增加2400～3200万t，农业的固碳增汇潜力巨大。

生物炭具有良好物理性质和土壤调理功能，对土壤水溶液中的K、P、硝态N及铵态N[26]等营养元素具有较强的吸附能力，可以增加土壤有效P、K、Mg和Ca含量[27]。研究发现，炭基肥与常规复混化肥处理水稻田比较，施氮量减少19.04%，水稻的经济产量提高6.70%以上，可以明显提高氮肥的利用率[28]。Chan 等[29]研究表明，在低纬度地区，每公顷农田施用 20t以上的生物炭可减少 10%的肥料施用量。相比于秸秆等生物质直接还田，生物炭还田或者制成炭基肥入田便于运输管理，能够防止土传病害，可以减少化肥的施用量，提高氮肥利用率。

低碳农业就是充分利用农业碳汇功能，尽可能减低其碳排放功能，实现食品生产全过程的低碳排放，其核心是在生产经营中减少温室气体排放[30]。据 Woolf 等[31]估计，生物炭埋入土壤可抵消高达16%的全球化石燃料碳排放。生物炭在低碳农业中应用的四个着力点：第一，保肥增产作用，减少化肥使用量；第二，废弃生物质炭化还田，减少温室气体排放量；第三，改善土壤条件，减耕免耕[32]，降低土壤因扰动而释放CO2等温室气体；第四，扩容土壤有机碳库，增强土壤的碳汇功能。积极倡导通过生物质能源与碳封存耦合模式、能量自给碳封存模式、农林复合模式、工农复合模式等开展生物炭的低碳农业[33]。

3.结论与展望

生物炭本身的结构和性质使其在改善土壤条件、增产治污及固碳减排方面的应用具有广阔的应用，成为各国研究机构和学者研究的重点，今后的研究中应严格区分生物炭的“固碳”、“零碳”和“减碳”功能，从各环节发挥生物炭固碳减排的作用。由于生物质炭化成本低，原料充足，制得的生物炭具有高度稳定性，其作为温室气体排放抑制剂和碳封存剂的重要作用为温室气体减排工作开辟新的思路，有望成为减缓温室效应最经济的最有效的途径。

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作者简介：

丁华毅（1988年-），男，硕士研究生，主要从事生物炭减排及土壤重金属污染修复。

减少碳排放的有效途径范文第4篇

关键词：柴油机 NOX排放 排放控制

柴油机自1892年问世以来，凭借其具有低油耗、高热效率和低排放等特点，又具有良好的经济性、动力性和可靠性，因而被广泛地用作汽车和工程机械的动力。柴油机与同等功率的汽油机相比，微粒和NOX是排放中两种最主要的污染物，但由于柴油机排气微粒与NOX的生成机理不同，在减少微粒的同时会增加NOX的排放，同时微粒的减少又使得催化剂中毒得以有效的扼制。

1.柴油机NOX排放的危害和生成机理

1.1 柴油机NOX排放的危害

柴油机排出的NOX中，NO约占90%，NO2只是其中很少的一部分。NO无色无味、毒性不大，但高浓度时能导致神经中枢的瘫痪和痉挛，而且NO排入大气后会逐渐被氧化为NO2。NO2是一种有刺激性气味、毒性很强（毒性大约是NO的5倍）的红棕色气体，可对人的呼吸道及肺造成损害，严重时能引起肺气肿。当浓度高达100×10-6体积浓度以上时，会随时导致生命危险。

NOX和HC在太阳光作用下会生成光化学烟雾，NOX还会增加周围臭氧的浓度，而臭氧则会破坏植物的生长。此外，NOX还对各种纤维、橡胶、塑料、电子材料等具有不良影响。

基于上述原因，柴油机排放物中的NOX对环境的严重污染引起了世界范围的普遍关注，因此各国限制其排放的法规亦越来越严格。

1.2 柴油机NOX排放物的生成机理

迄今为止人们已经对NOX的生成机理进行了大量的研究，但尚未达成共识。比较容易接受的是策尔多维奇机理。该机理认为：柴油机排放中的NO并非来自燃油的燃烧，而是来自氮气与氧气的反应，它是在氧气过剩的情况下由于燃烧室的持续高温而形成的，在膨胀和排气时有少量的分解，排到大气后遇氧形成NO2和其它氮氧化物。主要反应式如下：

柴油机燃烧过程中喷射各区均可以生成NO，其生成浓度与局部温度、局部氮原子和氧原子的浓度、燃烧产物的冷却速度和滞留时间等因素有关。

从理论上讲，柴油机NOX排放的形成是无法避免的，但通过控制燃烧过程的最高温度和富氧空气在高温中的滞留时间等可以加以限制。

2.柴油机控制NOX排放的主要净化措施

排放物中NOX的净化有两种途径：机内净化和机外净化。

2.1 机内净化措施

采取机内净化是治本之举。它是通过改进柴油机结构参数或者增加附加装置来改善燃烧性能，进而达到减少NOX排放的目的。

2.1.1 进气系统的优化

对进气系统进行优化设计，主要目的是在提高充气效率的同时，合理组织进气涡流，以利于混合气的形成，提高燃烧速率，并尽量减少NOX的生成。

2.1.1.1.进气涡流的优化

提高涡流比可使燃烧加速并且完全，其结果可导致缸内最高燃烧压力与温度的升高，从而使NOX的排放明显增加；若减少进气涡流的强度虽可减少NOX的排放，但又势必会牺牲柴油机的动力性和经济性。因此，可采用可变涡流进气道技术使涡流比在0.2-2.5范围内变化，以兼顾柴油机在整个工况范围内各个方面的性能。但采用可变涡流进气道技术存在着结构复杂和成本较高的问题，因而限制了该技术的推广。

2.1.1.2.增压中冷技术

柴油机采用进气增压技术后，由于压缩温度升高，在动力性与经济性提高的同时，NOX的排量也必然增加。但增压柴油机在采用中冷技术以后，增压空气在进入气缸以前被冷却，在一定程度上可以抑制NOX的排放。因此，采用增压中冷技术可使柴油机NOX的排放降低。目前，柴油机增压中冷技术在中型柴油机上应用日益广泛，小型柴油机上也逐渐在采用。一些新研制的轿车柴油机上也开始采用。

2.1.2 喷油系统的优化

喷油系统的优化就是使燃油喷射参数最佳化。这些参数包括喷油定时、喷油压力、喷油速度和喷孔结构等。通过参数的优化来抑制预混合燃烧，即减少在滞燃期内形成的可燃混合气量是降低NOX排放的有效途径，分别叙述如下：

2.1.2.1.优化喷油定时，NOX排放对喷油定时极为敏感。采用电控技术和根据运行工况调节喷油始点，可降低NOX的排放。

2.1.2.2.优化喷油压力，为减少NOX排放应该降低喷油压力，而喷油压力降低后又会使微粒排放增加。

2.1.2.3.优化喷油速度，当喷油提前角一定时，提高喷油速率，缩短喷油持续期，可以使柴油机产生的NOX较少。喷油速度还与HC、碳烟的排放及燃油消耗、噪声有关，应综合权衡以谋求各参数的最佳值。

2.1.2.4.优化喷孔结构，喷油器喷孔直径和数目对柴油机排放也有明显的影响。当循环供油量与启喷压力一定时，减少孔径会减少初期喷油量，抑制预混合燃烧和最高燃烧温度，以减少NOX的生成。当喷油压力、喷油速度及喷孔总面积不变的情况下，增加喷孔直径或增加孔数，可降低流阻，改善燃油的雾化和分布，因而能降低NOX的排放。

2.1.3 燃烧室的结构和参数优化

2.1.3.1.优化压缩比

柴油机压缩比控制着着火延迟期的长短。降低压缩比，有利于着火延迟，能够减少峰值压力，可使燃烧最高温度降低，NOX排放减少，碳烟增加。但压缩比过低，柴油机难于着火。压缩比对NOX的影响较为复杂，选取压缩比时应综合考虑。

2.1.3.2.燃烧室型式的优化

燃烧室型式与NOX的排放有着密切关系。直喷式柴油机NOX排放明显高于非直喷式柴油机，这是因为非直喷式柴油机前期的燃烧发生在混合气过浓的预燃室或涡流室里，由于缺氧NOX的生成受到了抑制，又因在主燃烧室中的燃烧开始较晚，且是在较低温度下进行的。对于同一类型但结构不完全相同的燃烧室，其NOX的排量也有差异。

2.1.4 燃烧室喷水冷却技术

水具有较高的比热，在燃烧过程中吸热可降低燃烧最高温度；水与油混合喷入燃烧室还可以降低燃油密度，从而使燃烧温度进一步降低。该技术在降低NOX排放的同时，还有利于改善燃油经济性和排气烟度，并有降噪的作用。

2.1.5 燃料的改进

2.1.5.1.提高柴油机十六烷值

十六烷值在柴油机燃料参数中对NOX排放影响最大。十六烷值较高时，由于其稳定性变差，极易裂解为碳烟。柴油机排气烟度较高，但其发火性能好，柴油机点火延迟期缩短，缸内温度与压力降低，NOX排放亦降低。当十六烷值从40提高到50时，NOX排放可降低10%左右[19]。

2.1.5.2.使用柴油添加剂

在柴油中添加适量的硝酸盐、亚硝酸盐和各种过氧化物，可以提高燃料的十六烷值，缩短着火延迟期，使得NOX排放减少。但使用添加剂会导致二次污染。

2.1.5.3.使用代用燃料

可以采用醇类、氢气和天然气等代替柴油。柴油机燃用醇类燃料时，基本可以实现无烟排放，在中、低负荷时NOX的排量也很低。近年来可以作为内燃机代用的醇类燃料很多，其中甲醇是目前应用最广的内燃机代用燃料。但如果不采用适当措施，柴油机排放的HC、甲醛将成为重要的排气污染物。以氢作为柴油机代用燃料时，NOX和其它污染物的排放都很低。将来太阳能利用及氢的存储技术解决之后，氢将成为柴油机的主要燃料，但缺点是易于回火。如采用燃料电池，其电能转化效率在40%-65%之间，远远高于柴油。燃料电池的工作温度低于1000℃，此时基本不产生NOX，且其它污染物排放也很低。燃料电池的应用在技术上已不存在重大问题，唯一的障碍在于成本太高。燃用压缩天然气（CNG）或液化天然气（LNG），NOX和微粒排放可同时减少75%-80%。二甲基乙醚作为最新出现的液体燃料，其燃烧后无微粒产生且NOX的排放亦很低。

2.1.6 采用多气门技术

在柴油机上采用多气门技术是满足更严格排放指标的有效途径。由于缸盖上的喷油嘴和活塞上的燃烧室凹坑布置在气缸中央，从而优化了进气涡流和油雾分布以及活塞与喷油器的冷却条件，并可实现涡流比在不同转速下的变化，这使混和气的形成进一步优化，因而在提高动力性和经济性的同时减少了NOX排放，但增加了成本和结构的复杂性。在燃用汽油的大、中、小型轿车上，多气门技术已经作为成熟技术得到了应用。在柴油机上应用多气门技术是国际学术界研究热点之一，国外内燃机的气门最多时已达到5个，目前已在大型柴油机应用的基础上，逐渐开始在小型柴油机上应用，国内在这方面的研究尚未成熟。

2.1.7 采用废气再循环技术

采用废气再循环（EGR）是降低NOX排放的一项极为有效的措施，目前只是在汽油机上得到了较为成熟的应用。EGR在所有负荷条件下都可以有效减少NOX排放。将定量废气引入柴油机进气系统中，再循环到燃烧室内，有利于点火延迟，增加了参与反应物质的热容量以及CO2、H2O、N2等惰性气体的对氧气的稀释作用，从而可降低燃烧最高温度，减少NOX的生成。大约60%-70%的NOX是在高负荷时产生的，此时采用合适的废气再循环率对于减少NOX是很有效的。废气再循环率为15%时，NOX排放可以减少50%以上，而废气再循环率为25%时，NOX排放可减少80%以上，但随着废气再循环率的增加，发动机燃烧速度变慢，燃烧稳定性变差，HC和油耗增加，功率下降。若采用“热EGR”还可以同时减少HC和PM的排放，并且不会增加油耗，在中、低负荷时净化效果更佳。由于EGR气门的升程信号会因气门座积碳而不能正确反映EGR量，其响应速度较慢，所以废气再循环量应通过进气流量和EGR气门的升程信号相结合来反映。

2.2 机外净化措施

由于机内控制排放并不能完全起到净化效果，因此对已排出燃烧室但尚未排到大气中的废气进行处理，采取机外控制技术显得很有必要。

2.2.1 采用催化转化技术

从理论上讲，可以将NOX分解为N2与O2，但实际上这个过程相当慢，到目前为止，该方法尚未得到实际应用。因NOX的氧化产物为固态，这对车用柴油机不适合。对于车用柴油机NOX的排放只能采用还原方法除去。

2.2.1.1.选择非催化还原（SNCR）

SNCR技术只能在一定的温度区间（800℃-1000℃）使用。而柴油机排气不可能达到这样高的温度，只能通过在柴油机膨胀过程中，向气缸中喷入氨水来实现，但效果不很理想，在车用柴油机上尚未应用。

2.2.1.2.非选择催化还原（NSCR）

NSCR技术是将还原剂（如氨气、尿素、HC）喷入排气管中，在催化转换器的作用下与废气中的NOX进行反应。由于废气中含氧量较高，还原剂很容易直接被氧化，故消耗量极大。

2.2.1.3.选择催化还原（SCR）

SCR的原理与NSCR相似，也是将NH3加入到高温废气中与NOX发生反应生成N2和H2O，只是催化剂配方不同。在车用柴油机上该技术比前两种更具有应用价值。NOX的还原反应在选择性催化转化器中被加速，还原剂的氧化反应被抑制，在300℃-450℃时发生如下主要反应：

4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O

6NO2+8NH3=7N2+12H2O

2.2.2 采用碳素纤维加载低电压技术

采用碳素纤维加载低电压技术，可有效减少NOX的排放。碳素纤维具有催化活性，能促进废气中的NO与C或HC进行氧化还原反应，随着电压的升高，可使NOX排放明显降低。目前，该技术正处于研究阶段，尚未取得突破性进展。

3.结论

本文介绍的各种减少NOX排放的措施，都不同程度地存在着一定的局限性。在减少NOX排放的同时有可能导致柴油机动力性和经济性的下降，对其它排放物，诸如微粒、HC、CO、CO2等反而会增加。要进一步减少NOX排放，需要改变柴油机的燃烧过程，即从非均质扩散燃烧到预混合稀薄（均质）燃烧系统的改变。目前，在柴油机上采用涡轮增压、电控燃油喷射、电控废气再循环及机外催化处理都不失为综合控制柴油机有害排放物的最佳措施。今后的研究重点应放在：

3.1.致力于柴油机性能研究和改进燃烧过程。

3.2.继续研究NOX的产生机理。

3.3.不断寻求高效率的机内、机外净化措施，并合理的加以结合。

3.4.致力于微粒和NOX的同时净化。

3.5.深入研究与推广代用燃料汽车和绿色环保汽车。

参考文献：

[1]张世艺；李军；柴油车的节能与环保[J]；重庆工学院学报；2006年02期

[2]孙志强；钙钛矿型催化剂对柴油机尾气中碳颗粒和NO_x的同时去除[D]；北京化工大学；2007年

减少碳排放的有效途径范文第5篇

关键词 生态优先；生态用地；碳氧平衡；土地利用；结构优化

中图分类号 F301.23 文献标识码 A

文章编号 1002-2104（2013）01-0155-07

人类活动特别是土地利用活动对全球陆地碳循环有着直接的影响，人类在长期的土地利用活动中不断侵占森林等具有重要生态服务功能的土地，同时，森林砍伐、大规模化石能源使用等行为造成大气中CO2浓度不断攀升，致使全球生态系统均衡受到了极大的破坏[1-2]。由于CO2的稳定性，全球新增CO2无法在短期内达到增减平衡，按当前的碳排放态势，全球气温将持续升高，进而引发冰川融化、全球自然灾害频发等严重后果[3]。因此，必须采取有效措施改善大气中的CO2平衡。而通过调整土地利用结构，增强土地利用的生态功能及其对CO2的固定能力，降低大气CO2浓度，便是有效途径之一。

我国虽在第三轮土地利用规划中提出了“加强基础性生态用地保护”的要求，却没有可操作的生态用地测算与规划方法。而学术界提出了生态优先理念及“反规划”思想，并将其应用于生态保护规划和城市生态规划等相关研究，取得了较好的效果[4-6]，这类思想在土地利用规划中的引入[7]也为土地利用中生态安全问题的解决提供了有效思路。在与生态用地有关的土地利用结构研究方面，学者们从生态绿当量[8]、碳排放[9]、精明增长[10]、生态服务价值[11]、碳平衡[12]、生态足迹[13]等角度进行了探索，但仍不能满足土地利用规划中各类生态用地的保护需要，因而有必要进一步研究。而已有研究[14]已证实碳氧平衡法在测算区域生态用地需求量方面的可行性，但将其引入土地利用结构优化中还较为鲜见。因此，本文在传统土地利用结构优化思路中引入生态优先理念，采用碳氧平衡法确定区域生态用地约束目标，在此基础上构建土地利用结构优化模型，并以地处经济快速发展地区的南通市为例，对其2020年土地利用结构进行研究，以使优化方案更能满足当地生态用地需求，保障土地利用生态安全，也为土地利用规划及生态保护提供决策参考。

1 研究区概况及数据来源

南通市位于江南部，属中国首批对外开放沿海港口城市之一，其东濒黄海、南倚长江、西临泰州、北接盐城，苏通大桥建成后，融入上海1小时经济圈。截至2007年底，南通市下辖四区五县（市），土地总面积10 534.40 km2，户籍人口766.13 万人，实现全年地区GDP 2 111.88 亿元，较上年增长20.11%，全社会固定资产投资1 265.80 亿元，财政收入300.71 亿元，三次产业结构调整为8.7 ∶56.5 ∶348。本研究数据来源于《南通统计年鉴》（1998-2009）及1996-2007年南通市土地利用变更调查数据。