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提交人:晏路辉(中国北京)
方案热度:
概述:
2009年哥本哈根气候变化大会,中国对世界承诺,到2020年,单位生产总值的碳排放比2005年减少40%-45%,这是一个强制性的碳减排指标。在“十二五”规划中,也明确提出了阶段性的减排目标。随后,共计43个省市被纳为第一批和第二批低碳试点,7个省市被纳为碳交易试点。
碳交易的第一步就是对试点企业进行碳排放的核算,继而为其分配每年的碳排放配额,根据企业节能减碳表现,如果企业需要更多的碳减排配额,则需要购买;反之,如果企业节能减碳表现优异,则企业可以将其剩余的碳排放配额进行出售,为企业带来利润。国家发改委的说法是,预计到2015年形成全国碳交易市场,这样就将有更多的企业将被纳入碳管理和披露范畴。
方案点点看:
在这个过程中,碳阻迹公司主要为企业机构提供碳排放计算的培训、咨询、软件等产品和服务,使企业有能力对碳排放信息进行披露,同时也能了解到自身的碳排放风险,及时采取应对措施。
据介绍,计算碳足迹的方式主要是通过国际标准ISO-14064,找到合适的方法学和排放因子对碳排放进行计算。在量化的基础之上软件能自动分析出企业减排潜力,促进企业进行节能减排,同时减少企业成本。还可以生成一份符合ISO-14064的报告。
对此,碳阻迹团队于2011年底研发成功中国第一款碳排放管理软件——企业碳排放计量管理平台(英文名CAMP:Carbon Accounting and Management Platform),已经取得三项软件著作权,通过软件的模式取代传统手工Excel计算碳排放的方式,实现企业碳排放管理的高效性与标准化。
受阿拉善基金会委托,碳阻迹公司作为碳排放核算以及低碳策划方案提供商,为2012年11月4日举行的阿拉善绿色契约活动提供碳排放的量化以及碳中和方案,到场的嘉宾和企业家包括吴敬琏、冯仑、黄鸣、任志强等。碳阻迹公司根据活动性质,制定了碳排放计算的整体方案,为每位企业家计算了由于参加本次活动个人所产生的碳排放量,并且通过种树的形式抵消其个人碳排放,实现企业家个人和活动的碳中和。
核心竞争力:
碳阻迹公司创始人晏路辉(牛津大学计算机科学硕士,联合国IPCC第五次评估报告专家组成员,CDP技术组成员,ISO-14064碳核算师、顾问师)拥有IT和环境咨询领域的双重背景。公司其他团队成员包括IT界资深精英以及环境咨询专家。
碳阻迹公司的核心竞争力在于其创立时建立的商业模式:软件+咨询。这比起单一的软件或咨询公司有着明显的专业化优势。在碳排放管理领域,传统的软件企业也开始涉足此领域,但由于其缺乏对碳排放管理业务的深刻理解,无法在业务层面和用户体验上与碳阻迹抗衡。而比起碳管理咨询公司通过传统的excel手工计算方式模式,碳阻迹倡导的通过软件来计算和管理碳排放的模式,体现出明显的高效性与规范化。同时,碳阻迹能提供一套以碳排放为核心的解决方案,包括培训、咨询、软件以及碳中和的产品服务。
一、能源革命由创新和技术进步推动
碳达峰、碳中和将引发以去碳化为标志的科技革命,从而为全球科学家和社会各界提供广阔的创新平台和合作空间,催生基础研究领域一系列新理论新方法新手段,孕育一系列重大颠覆性技术创新,带来新产业、新交通、新建筑、新能源乃至新的发展方式和消费模式。纵观世界历史,每次能源革命都是由技术革命引发的,由发明某种动力机械带动对能源资源的开发利用甚至引发工业革命。蒸汽机的出现引发以煤炭大规模开发为特征的第一次能源革命;内燃机的诞生促发以石油开发利用为代表的第二次能源革命。而今,可再生能源开发利用将成为第三次工业革命的动力,不仅要替代煤炭、油气等化石能源,电、氢及其载体(如氨)可能成为新的能源组成,构成全新的能源体系。无论是能源生产端低碳化,还是能源消费端提效,都离不开技术进步以及创新的支撑。碳达峰碳中和将成为世界各国技术进步和创新的“竞技场”。实现“双碳”目标,既要材料、制造工艺和能源等方面的技术更新迭代,也要工业、农业、交通、建筑等领域的挖潜提效,提高能源利用效率。在我国的能源生产和消费活动中,化石能源占据着极为重要的地位。现阶段,我国用得最多的能源是煤炭、石油、天然气、可再生能源与核能等化石能源。2020年,我国能源活动中,化石能源活动占56.8%,排放的碳占比很大。因此,为了减少化石能源碳排放,我国对相关技术进行了大量研发、创新和应用。例如,钢铁、水泥、化工等高能耗高排放大户中,碳排放量主要与生产技术工艺相关。实现工艺流程低碳再造是碳减排的关键和核心技术。我国为了推动化石能源向高值、高效和清洁转化发展,在碳基分子转变为化学品和新材料等方面进行了关键技术攻关。科技部依托重点研究计划,在煤炭清洁高效利用和节能技术、可再生能源与氢能技术、储能与智能电网技术等方面部署了一系列研究,未来还将启动“碳中和关键技术研究与示范”重点专项。中国科学院完成了“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”“低阶煤清洁高效梯级利用关键技术与示范”等项目,启动了“变革性洁净能源关键技术与示范”战略性先导科技专项,以能源技术革命推进能源革命。
二、在“双碳”领域“领跑”成为新时代新使命
关键词 地震灾害;生态系统;低碳均衡;重建模式;统筹
中图分类号 F062.2
文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2010)07-12-08
doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.07.002
5・12汶川大地震给四川生态系统造成了巨大破坏。大面积的崩塌、滑坡和泥石流,形成堰塞湖,大面积地表覆盖被摧毁,动植物生存环境被破坏。地震间接影响气候环境。地震及由其造成的次生灾害毁坏作为碳循环中重要组成部分的植被,造成灾区CO2吸收能力下降,碳循环失衡。地震中死亡的大量动植物残体在腐败过程中,滋生大量生态流行病虫害,比如炭疽、疟疾、鼠疫等等,排放出大量CO2,生态均衡被打破。地震成为自然灾害中对生态系统结构和功能破坏最强烈的灾害类型之一。在全球气候剧烈变化的大背景下,加上频繁的地震灾害,生态的健康发展成为了全球越来越关注的问题。特别是汶川大地震,对长江中上游地区生态造成了巨大破坏。本文将针对汶川地震生态结构表现出的高碳化问题,运用生态碳循环理论,采用统筹方法,构建灾后生态低碳均衡模式,通过实施生态重建工程,实现灾区生态系统的低碳化目标。
1 灾区生态系统的结构特征
1.1生态要素系统
中国环境科学研究院对汶川、安县、绵竹、彭州、什邡、北川、都江堰、茂县、平武、青川、文县、理县、江油、崇庆等14个重灾县的遥感数据显示了汶川地震对森林生态系统、草地生态系统、农田生态系统和其他生态系统造成了大面积的破坏(见表1)。
1.1.1森林生态系统
汶川灾区森林资源丰富,植被种类多样:该地震带南端的云南省有“植物王国”和“植物区系的摇篮”之称;四川的被子植物、蕨类植物种类数量居全国第二,裸子植物数量居全国第一。与其他植被组成相比,由于树木生活周期较长,形体更大,在时间和空间上均占有较大的生态位置,具有较高的碳贮存密度,能够长期和大量地影响大气碳库,因此森林生态系统在全球碳循环与碳蓄积过程中起着不可替代的重要调控作用。汶川大地震使四川林业受损严重(见表2),全省林地损毁493万亩,受损林木蓄积1947万m3,森林覆盖率下降0.5%。
1.1.2草地生态系统
四川草地面积约为0.2亿hm2,占全省幅员面积的42.0%,是四川省绿色植被生态环境中面积最大的生态系统。四川草地主要分布在西部少数民族地区和盆地四周边远山区,其中80%以上分布在甘孜、阿坝、凉山三州。四川草地分布区正是汶川大地震主要区域。草地植被固定了大气中相当大一部分c02,对调节全球气候发挥重大作用。草地生态系统地上碳库不明显,其碳储量绝大部分集中在土壤中。地表土层的破坏将会摧毁草地的根系系统,会导致土壤中有机碳的大量释放。地震是影响内陆草原土壤碳储量最为剧烈的自然活动因素。汶川地震造成的滑坡分布区域面积约48678km2,滑坡总面积711.8km2。大面积滑坡破坏草地的根系系统,使原来固定在草被中的碳素全部释放到大气中;滑坡破坏了原来的土壤结构,使土壤中的有机质充分暴露在空气中,促进了土壤呼吸作用,加速了土壤有机质的分解。
1.1.3农田生态系统
受灾地区共有农田20504km2,其中旱地11018km2,水田9486km2。由于灾区农田总面积70.23%分布于东南部的平原区,因此本次地震对农田的破坏不大。直接损毁农田33.59km2,其中旱地损毁28.94km2,占损毁农田面积的86.16%,水田损毁4.65km2,占损毁农田面积的13.84%。受损农田主要分布于西部山区,其中北川县和平武县农田损毁比较严重,农田损毁面积占了灾区损毁农田的70%。农田生态系统中的碳库是全球碳库中最活跃的部分,是在人类活动干扰下的生态系统碳流动过程。农作物通过光合作用固定大气中的CO2,一部分合成有机质,以食物、饲料等形式存在于植物体内,然后通过人和动物的消耗排放到大气中;一部分成为工业原料储存起来;还有一部分直接用于植物的呼吸消耗、残体腐烂分解释放CO2到大气中,形成农田生态系统的碳循环过程。
1.1.4湿地生态系统
四川湿地总面积42089.57km2,占全省土地面积的8.7%。四川省大于1km2自然湿地主要分布在四川西部,面积20518.22km2,占全省湿地总面积48.78%,是本次地震的主灾区。四川湿地植物主要以草本植物为主,兼有灌木和乔木,共有68科150属299种;湿地动物主要包括122种鸟类,224种鱼类,12种兽类,36种两栖类,15种爬行类。湿地是地球上生物产量最高、生物多样性最为丰富的自然生态系统之一,是生物多样性的特殊栖息地,是重要的碳汇,被破坏的湿地会释放大量的c02等温室气体。湿地生态是生态系统的重要组成部分,也是自然碳循环中的重要组成部分。
1.2生态环境参量
灾区地形地貌复杂,山高谷深,是众多河流的发源地或上游区。地震引起地质滑坡、泥石流增加,泥沙与砾石滑入河流,淤塞河道水库,抬高河床,破坏水体与水库容量,削弱区域防洪能力。灾区气候环境复杂、山体滑坡规模大、水体存在隐患、森林破坏严重,对生态环境造成严重影响。
1.2.1气候参量
在全球的陆地气候环境中,除典型的赤道雨林气候和极地冰盖气候外,受纬度带谱和垂直带谱影响,该地震带上涵盖了多种气候类型:暖温带季风森林草原气候,暖温带季风半旱生落叶阔叶林气候,北亚热带季风落叶常绿阔叶林气候,高原高山寒温带气候,中亚热带季风常绿阔叶林气候,高原高山亚热带季风气候等等,构成了复杂多变的独特气候环境。
1.2.2山体参量
汶川大地震诱发的大规模滑坡受地震烈度、地形结构、土质及构造运动等多方面因素的影响,使得四川、陕西和甘肃山区发生大面积山体滑坡。表3显示,地震烈度越
高,造成滑坡体面积越大,但滑坡个数却不是最多;地震烈度在9度时,造成的崩塌滑坡个数最多,占整个滑坡总数的三分之一以上。地震重灾区汶川县境内产生滑坡体206.5km2,151.08km2林地、16.13km2草地、5.11km2耕地遭破坏,崩塌的滑坡体填充的河流面积3.45km2,各类生态系统服务总价值损失22646万元。
1.2.3水体参量
汶川大地震产生近200个堰塞湖,较大的有35个,其中33个在四川。从短期来看,3―5年的时间里,这些堰塞湖不稳定,余震、雨季都有可能造成溃堤,对生态带来次生灾害。地震造成398座水库出现险情,库堤开裂受损,附属设施受到破坏,水库排水不畅;山崩和大量泥石倾泻到低洼地区的水库中,抬高水库的水位,考验堤坝承受能力。地震引发放射性元素活跃性增强、重金属分布被打破以及化工原料泄露等事件,径流、湖泊水体质量受影响。
1.2.4森林参量
森林具有二重性:当森林发挥稳固水土资源、调节气候的功能时,森林属于环境系统要素之一;当森林特指林木,作为食物链上的生产者时,森林属于生态系统要素之一。5・12地震使受灾区森林植被毁损严重,不少地方昔日青山如今满目疮痍。据四川省林业厅统计,地震造成四川地区泥石流堆积灾害迹地达343万亩,堆积量达42.96亿m3,森林水源涵养功能降低30.24亿t,水土流失潜在条件将使进人长江的泥沙达到10.74亿m3;森林碳汇储备能力每年损失78.1万t,损失价值2.5亿元,森林释放氧气能力降低67.38万t,损失价值2.7亿元。
1.3生态系统整体特征
灾区生态系统要素和生态环境遭到巨大的破坏,在灾区开展生态系统恢复重建,需要结合国际生态发展趋势和国内生态发展战略。这是一项规模宏大的生态重建工程,涉及到自然生态和人工生态,包括灾后恢复的保障系统、环境系统等各个子系统。因此,灾区生态系统是与国内外发展环境息息相关的开放复杂巨系统,其主要特征表现为涌现性、开放性、复杂性、巨量性,如图1所示。
1.3.1余震不断,熵值增大化
汶川大地震受灾面积大,受灾情况严重,受灾地区地形复杂、山体植被损毁严重、水资源受污染、农耕田大面积破坏等复杂的情况,导致生态恢复过程中不断涌现新的问题。余震不断,土壤中存贮的CO2被释放出来;山体、植被、水资源被反复破坏,泥石流掩埋了大量生命体,这些生命体在分解过程中向大气释放出大量温室气体。自然生态的碳平衡在余震中不断被破坏,新的平衡重建过程必然伴随人类使用大量石化能源,对灾区进行能量的输入,造成碳排放增加。这些不断涌现的新问题,打破了生态系统碳循环的有序性,系统内混乱程度加大,熵值增大。要克服熵值增大,就要以生态低碳为目标重建灾区碳循环模式,减少系统熵值,实现整个生态系统有序化。
1.3.2环境开放,结构高碳化
生态系统不断地与其所处环境发生物质一能量一信息交换,体现了系统的开放性。地震释放出地质深处大量有害气体,增加了大气中高碳气体总量;地震损毁大片地表植被,削弱了灾区植被固碳能力;重建资金主要投向城乡住房、公共设施、基础设施和重大产业重建,对林木、草地等植被的重建资金投入不足。灾后人类生产和生活快速恢复,但自然生态系统恢复缓慢,灾区人工生态系统和自然生态系统失衡,生态结构高碳化。灾后生态恢复,应该以人工生态高碳结构调整为主,发展高技术、低能耗的产业,使用可再生能源及太阳能、风能、核能等新能源,宣传低碳生活,鼓励低碳消费,构建生态系统的低碳结构。
1.3.3物种多样,生态复杂化
灾区地势上属青藏高原边缘昆仑山―祁连山―龙门山―大凉山向海拔1000―2000的中级台阶四川盆地的垂直过渡区,其物种多样,生态丰富:植物种类占全国的85%,滇北、川西有大量原始森林;动物种类多达1000种以上,其中兽类近200种,占全国的1/2,鸟类776种,占全国的66%,爬行类和两栖类有600多种,鱼类200余种。地震后,动物行为方式是否发生转变,物种基因是否发生突变,食物链是否发生改变,物种生存环境是否发生变化等等不确定性,使灾区生态变得更加复杂化。因此,生态重建要对灾后生态具体情况展开调查,并进行定性定量分析,如受灾地区的岩石、土壤、空气质量、水质等多方相互作用的自然环境分析,植物群落、动物群落以及人类社会震后的相互关系分析等等。这些错综复杂的关系需要在灾后恢复中妥善处理,重新确立生态均衡关系,避免灾后生态系统失衡。
1.3.4对象太多,系统巨量化
灾后生态重建的低碳统筹复杂巨系统包括自然环境、生物群落和人类社会三个子系统,而各子系统又包括其各自的子系统。其中,自然环境子系统包括水、空气、岩石、无机盐和有机质;生物群落子系统涉及植物群落和动物群落;人类社会子系统包括低碳农业系统、低碳经济系统、低碳制度系统、低碳文化系统等等。可见,这一系统是一个具有很高维度的复杂巨系统。面对这样的复杂巨系统,应该按照统筹方法,对灾后生态系统的巨量性化繁为简,以简驭繁,实现生态系统整体协调发展。
2 灾区生态重建的模式框架
灾后生态重建,是面对结构遭到重创的生态系统,按照生态碳循环理论实施的一项以建设低碳均衡结构为目标的生态重建工程。在灾区开展生态重建低碳工程,比在其他地区打破原有生态系统再重建低碳生态更节约成本。这项系统工程涉及到灾区生态的各个层次,需要按照统一的指导思想,遵循生态碳循环的规律,在多方协调与合作的基础上建立生态低碳均衡结构。如图2所示。
2.1统筹思想
低碳重建作为一种新型的、特殊的恢复方式,就是在灾后重建的实践中运用低碳均衡理论组织生态重建,实现生态恢复的低碳发展模式。这一创造性的重建模式,必须基于综合集成与统筹优选的思想,对灾后生态系统进行统筹恢复重建,寻找新均衡,实现灾区生态从简单恢复提升为科学发展式修复重建。灾后生态重建,是以科学发展观为指导思想,以人为本,尊重自然为原则,全面协调可持续发展为目的,统筹兼顾为方法,对灾区脆弱的生态系统重塑均衡,建设和谐生态。低碳统筹模式从自然生态和人工生态两个维度展开,针对自然生态和人工生态碳循环的不同特点,以自然生态的增汇和人工生态的减源作为实践方向,以尊重自然、保护生态为前提,在灾区发展典型的生态统筹重建模式。基于生态碳循环的观点,从碳源和碳汇两个角度人手,通过自然生态和人工生态的碳中和,实现低碳均衡。碳中和的实现有两个基本途径,一是在源上的替代、减少、提高效率,二是在汇处的吸纳、中和、末端处理。碳源处理,一般是通过能源结构调整、产业结构调整和技术创新来实现的,而碳汇则更多依靠制度手段,如制订优惠政策,鼓励植树造林和退耕还林,是生物固碳、扩大碳汇、减缓温室效应,减少CO2排放最经济和最有效的途径
之一。
2.2生态循环
生态碳循环是生物地球化学循环中重要的组成部分,认清楚这种循环规律,并改善生态碳循环,将有利于解决生态高碳化问题,建立生态均衡结构。生态碳循环过程中形成了许多CO2、CH4和N2O构成的碳源和碳汇。碳源对应碳排放过程,碳汇对应碳存储过程。碳存储和碳排放是两个具有相反运动方向的过程,构成封闭的碳循环。如图3所示。通过对碳存储和碳排放过程的人工干预,可以改变碳存储和碳排放的速度,从而影响作为环境参量的大气CO2混合比例。
从地球空间角度来看,不妨将存在大气中的碳统称为碳气圈,存在于地表土壤和岩石中的碳统称为碳壳圈,存在于地表以下的碳(比如煤炭、石油等石化资源)统称为碳核圈。那么,碳从碳气圈碳壳圈碳核圈的过程,即为碳存储;反方向的运动过程即为碳排放。这样就构成了碳在生态地球空间的循环,如图4所示。地球生态碳循环可以分为自然生态碳循环和人工生态碳循环两个部分。
自然生态碳循环过程中,绿色植被在光合作用下从碳气圈吸收CO2,将空气中的碳固定在碳壳圈,碳壳圈的碳经过地质运动,被深埋入碳核圈,经过生物地球化学反应,形成石化资源。这样完成了自然生态的碳存储过程。煤层自燃、天然气溢出等自然作用,将会把碳从碳核圈释放到碳气圈;林木燃烧、腐烂等自然作用,将把碳从碳壳圈释放到碳气圈:这些都是自然生态的碳排放过程。在当前自然生态碳循环中,碳存储速度快于碳排放速度,碳存储规模大于碳排放规模。
人工生态碳循环过程中,人类大量开采碳核固的石化资源,并燃烧石化资源向碳气圈排出大量CO2;人类劈山开路、开垦荒地,破坏了碳壳圈,释放出CO2。这就是人工生态碳排放过程。人类通过CCUS(CO2 Capture and Using/Storage)技术,将生产、生活、运输等过程产生的碳捕获下来,进行二次循环利用或封存到碳核圈,这就是人工生态碳存储过程。当前人类对石化能源依赖很强,消费很大,而碳处理技术尚不成熟,碳排放速度远远快于碳存储速度,碳排放规模远远大于碳存储规模。
由此可见,自然生态和人工生态两个子系统内碳循环不协调,子系统间不均衡。因此,有必要综合统筹自然生态和人工生态两个子系统,构建生态系统均衡结构。
2.3均衡结构
生态碳均衡就是人工生态系统和自然生态系统碳循环间达到一种相对稳定状态,在这种状态下,人工生态系统和自然生态系统都能够健康发展,任何一个系统的碳循环发生改变都会威胁到整个生态系统。因此,生态碳均衡可以从人工生态子系统和自然生态子系统两个方面来阐述,如图5所示。在人工生态子系统内,社会、经济、文化和制度相互作用,相互制衡,并决定人类的能源消费模式和人类向大气的碳排放量。人工子系统碳循环以废物、废气、废水的形式向外排放出大量碳,通过垃圾站、污水站以及碳捕获站等方式将碳收集起来,集中排放到自然生态子系统。自然生态子系统通过无机环境和生物群落的物理一化学作用,构成子系统内碳循环,同时降解和吸收人工生态子系统排出的废物、废气、废水,尤其是植物通过光合作用固定大气中的CO2,减少温室气体。排出人工生态子系统循环外多余的碳排放和自然生态子系统循环富余的碳存储合在一起,就是碳中和。碳中和的结果有三种:一是碳排放量多于碳存储量,碳中和后仍有多余的碳排放量;二是碳排放量少于碳存储量,碳中和后仍有多余的碳存储量;三是碳排放量与碳存储量相当,人工生态子系统和自然生态子系统形成完全碳中和。如果生态系统碳中和的结果长期处于第一种情况,那么多余的碳排放量将随时间累积起来,发挥累积效果,形成温室效应;如果生态系统碳中和的结果长期处于第二种情况,那么多余的碳存储能力将吸收以前排放的温室气体;如果生态系统碳中和的结果是第三种情况,那么生态系统实现碳循环平衡。
在低碳均衡结构中,人工生态子系统通过低碳社会、低碳经济、低碳文化和低碳制度改变人类的物质和能源消费方式,减少子系统的碳消耗,减少排放到自然生态系统中的高碳废物、废气、废水;运用CCUS技术,增强子系统内的碳存储能力。自然生态子系统通过增加生物群落中的绿色生产者,增强碳吸收能力;加强环境保护和建设,减少子系统内的碳排放。通过对生态系统碳循环的合理调节,可以实现整个生态系统的动态碳均衡。
3 生态重建工程的运行模式
生态系统作为典型的开放系统,在受到地震破坏后,可以通过自身动态调节达到平衡,但时间非常漫长。低碳生态重建是以低碳方式定向加速生态系统改善并达到生物群落和谐共存的演替过程。这种演替过程是不可逆的,但可以在关键环节实现突破性的进展,加快演替速度,缩短演替进程。
3.1运行演化
地震打破了原有生态系统碳均衡结构,土壤、动植物残骸、人类社会等排放出大量CO2,生态系统瞬间跃迁高碳区间振荡。如图6所示。在3―5年内,生态将处在高碳区间振荡。生态系统与外部环境进行能量、物质和信息的交换,系统内各要素相互作用,将形成新的生态有序结构。通过低碳技术对生态进行重构,将引导生态系统朝着低碳均衡方向演化,逐步形成低碳均衡生态新结构。因此地震灾后的生态恢复,是一个生态混乱程度不断降低,系统熵值不断减小的过程,需要一段较长的时间。树木尚需十年,动物的回归、食物链的修复、生态系统的恢复、低碳生态均衡的建立,则是一个更长久过程。发挥人类主观能动性,开展生态低碳重建工程,将会大大缩短生态系统结构调整时间,加速实现生态系统低碳均衡结构。
3.2重建工程
生态重建系统工程就是基于现有的社会经济基础及背景,充分发挥已经确立的或潜在的社会经济优势,对灾后重建过程中的社会物质和能量投入进行统筹优化,达到灾区生态系统效果最优化。它是以灾区人类生态系统整体优化为目的,通过在关键环节投入物资和能量,对灾区生态系统和人类社会经济系统进行整理和重组,形成一种有利于人类的、良性循环的生态系统的过程。如图7所示:灾区的植被、动物活动、人类生产生活规律被地震打破,生态系统的CO2等温室气体排放量远远大于CO2吸收量;通过植被恢复工程、节能减排工程、城市改造工程,建设低碳生态工业、低碳生态农业、低碳生态城市,实现灾区生态环境、生态社会、生态制度和生态文化的重建,最终达到灾区生态系统碳循环的低碳均衡。
3.2.1生态城市低碳化
生态城市是建立在对人与自然关系更深刻认识基础上的新文化观,是按照生态学原理建立起来的社会、经济、自然协调发展的新型城市关系。生态城市低碳化是市民以低碳生活为理念和行为特征、经济以低碳经济为发展模
式及方向、政府公务管理以低碳社会为建设标本和蓝图的城市化进程。地震给四川带来了巨大的破坏,灾区的重建又是一次工业化和城镇化的过程,参与重建的政府、企业等各方单位都需要更加重视经济发展与资源和环境的平衡,使得新建的城镇更加能够适应全球气候变化的挑战。
四川广元位于川陕甘三省交汇处,是5・12大地震的重灾区之一,是明确提出低碳重建的城市。依靠丰富的天然气资源,广元提出了能源转化行动,35家大中型企业的能源供应将逐渐从煤转化为天然气,预计每年可减少CO2排放123万t。到2015年,广元九成的出租车和公交车动力能源也将采用天然气。为增加碳汇,广元市计划到2015年,全市森林覆盖率从2009年的48%增加到53%,未来的产业结构也将向旅游业、茶产业、电子业等低碳产业转型。广元市对污水处理重建采用了蚯蚓生物滤池,数百条经过特殊培育的蚯蚓“清洁工”对进入滤池的污水和污泥进行生物净化,净化后的清水排入江河,处理后的污泥则变成了无害的蚯蚓粪,用作农田肥料。
3.2.2生态工业低碳化
生态工业是模拟生态系统的功能,建立起相当于生态系统的“生产者、消费者、还原者”的工业生态链,是以工业发展与生态环境协调为目标的工业模式。生态工业低碳化是在生态工业的基础上,以低能耗、低污染、低排放为目标的工业生产模式升级,是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。低碳生态工业实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP的问题,核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。
灾区工业百废待兴,其建设成本远低于工业发达地区。在重建过程中,应该顺应国际产业发展的新趋势,大力发展环保产业、大力发展绿色制造、大力发展低碳工业,建设资源节约型、环境友好型工业;大力发展低碳经济、节能与新能源产业,加快自主创新步伐,推进产业升级和结构调整。灾区政府应该采取有力措施,积极引导灾区工业走绿色发展的道路,抓好节能减排技术、绿色和气候友好技术,尤其是低碳技术的研发,加快节能环保和装备的推广应用。
3.2.3生态农业低碳化
生态农业是指在保护、改善农业生态环境的前提下,遵循生态学、生态经济学规律,运用系统工程方法和现代科学技术,集约化经营的农业发展模式,按照生态学原理和经济学原理,运用现代科学技术成果和现代管理手段,以及传统农业的有效经验建立起来的,能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。生态农业低碳化是在生态农业的基础上,以低碳理念为指导思想,以低碳能源为建设动力,将传统生态农业生产模式提升到以低碳技术为核心的新型农业生产模式。
在灾区发展低碳生态农业,应该开发安全优质农产品,并注重生态环境经营,同时积极对农村产业结构进行低碳化调整、优化和升级。安全优质农产品应该满足国家绿色农产品和有机农产品的标准。有机农产品不施用任何化学合成物质,绿色农产品严禁施用高毒高残留化肥农药,少用化学合成物,多用有机肥。这是从根本上解决农业生产过程中大量消耗化石燃料、大量排放温室气体的问题,是应对气候变化的重要途径,对灾区发展低碳生态农业十分有利。
3.3政策保障
生态低碳均衡模式的着眼点是人类与自然环境的和谐相处,核心是人类的可持续发展,目标是低碳均衡,本质是应对全球气候变暖。在灾区开展低碳均衡模式实践,应该结合灾区生态的实际情况,长远规划,统筹安排,在尊重自然规律的前提下,坚持以自然恢复为主,人工重建为辅的原则,制定相关政策制度,保障低碳生态的实现。
(1)总体规划,综合恢复,实施低碳政策。以可持续发展思想为指导,把灾区江河作为一个整体的大系统,从自然、社会、经济综合考虑低碳化进程,统筹安排、综合治理、宏观调控;建立相应的碳汇管理和经营体制,引导灾区群众在尊重自然的基础上过低碳生活。
(2)退耕修养,还林还草,实现低碳生产。阿坝州、山州、甘孜州、雅安、广元等灾区山多坡陡,在坡度大于25度的陡坡和水土流失严重的地段,应坚决杜绝开荒,已开垦的地段应尽快退耕还林;在绵阳、德阳、都江堰等成都平原西北部地区,土壤和水利条件较好、坡度较缓、水土流失潜在威胁较小,应实行林业和农业综合规划,推行农林复合经营体系,实行低碳生产。
(3)发展林木,建管结合,构建碳汇基地。大力发展灾区林木业,林木建设和管理相结合。对灾区,主要是尽可能多地保护现存森林碳库,改变天然林的采伐机制;在无林地上营造人工林;促进次生林的天然或人工更新,并加以保护;在农田和牧场上增种树木,发展农林综合经营系统;扩大人工植树造林,提高森林碳汇功能;发展速生丰产林,加强人工林的集约经营、提高生产力、增加碳汇,增加耐久木材产品;开展群众性的造林绿化,加快防护林和公益林建设。
(4)生态核算,效益补偿,建立碳汇市场。尽快建立经济生态核算和生态效益补偿制度,建立国内碳交易市场。鉴于灾区生态工程建设的长期性和全局性,通过政策、立法,在财政、税收信贷等方面进行扶持。参与碳市场交易,按照森林生态效益的高低对经营者实行补偿,这不仅对提高经营者经营的积极性是有益的,同时对提高灾区的生态意识,以全新的碳交易观念评价森林都是必需的,应尽快加以实施。
关键词:低碳;旅游目的地; 转型升级
旅游目的地是旅游行为的基础行为载体,在探索旅游目的地转型的过程中,“生态旅游目的地”、“绿色旅游目的地”、“园林旅游目的地”、“环保模范旅游目的地”等旅游目的地发展理念相继产生,传达出人类对建设一个“清洁、绿色、健康、和谐”的旅游目的地的美好向往。近年来,随着全球气候变化问题的愈演愈烈,“低碳旅游目的地”成为新一轮关注的焦点,引导着旅游目的地发展方式的转型。
一、低碳旅游目的地建设的内涵解读
基于发展方式转型的战略层面要求,中国优秀旅游目的地首先应该是节能减排、倡导低碳旅游的典范,应该率先进入低碳旅游目的地的行列。因此,低碳旅游目的地是基于生态文明导向的旅游目的地发展模式的创新,应以更少的旅游碳排放量来获得更高的旅游体验质量的发展方式转型。
低碳旅游目的地是指基于“减排、微排、中和”的技术经济原理,在充分揭示和认知旅游目的地“碳源、碳汇、碳流”机理和现状的前提条件下,按照“低能耗、低污染、低排放”和“高效能、高效率、高效益”的“三低三高”要求,全面改造和提升旅游目的地的旅游业等级和质量水平,促进旅游目的地成为生态宜居、产品供给低碳化与体验环境畅爽的新型旅游目的地。建构低碳旅游目的地要关注五大要素。
一是建构倡导低碳旅游的公共服务体系。低碳旅游公共服务体系最关键的是要根据旅游目的地个性化特点,创新或编制旅游目的地低碳化的技术经济原则和政策体系,指导和保障旅游目的地转型发展的低碳化指向。二是促进旅游吸引物体系的低碳化改造。对旅游目的地自然生态景区,要引导其自然生态的保护和进一步提高其碳汇能力,增强其中和或吸纳旅游目的地旅游温室气体排放的自然净化能力,要努力提高旅游目的地自然生态景区或公共绿地在旅游目的地用地中的比例。三是推进旅游目的地接待设施的低碳化。接待设施包括旅游交通、旅游住宿等。低碳旅游目的地应推进这些设施能源供给的技术装备进步,大力提高清洁能源使用的比例,推进使用清洁能源动力的交通运输工具,推进宾馆酒店减排或微排的低碳经济能力。四是营造畅爽的低碳旅游体验环境。旅游目的地旅游体验环境既有硬环境,也有软环境。公共游憩场所、旅游景区、宾馆酒店、餐饮娱乐场所、公共卫生系统等许多硬环境都与节能减排相关,要努力促进旅游目的地旅游交通、景观建筑、能源供给的低碳化,特别注意营造基于自然碳汇机理所形成的高质量旅游目的地的旅游体验环境。五是倡导低碳旅游消费方式。低碳旅游消费方式是一种旨在减少旅游目的地旅游者个人碳足迹的新型旅游消费方式,如徒步旅游。建设低碳旅游目的地应引导旅游者在实现高质量的旅游体验活动过程中开展低碳公益行动,通过对个人旅游碳足迹的“碳中和”、“碳抵消”等行为以消除或降低旅游目的地自身所产生的碳排放影响。
二、低碳旅游目的地建设发展路线图
低碳旅游目的地的建设行动是人类对人与自然关系问题在现代社会背景下的重新认识与反思,反映了人类社会文明水平的进步,是生态文明建设的生动实践。低碳旅游目的地着眼于控制旅游目的地温室气体排放量,是一种有助于减少碳排放的旅游目的地建设模式和社会发展方式。建设低碳旅游目的地主要强调在旅游目的地旅游发展过程中的碳排放量控制和旅游目的地自身发展质量的提升两个层面。其意义是在于旅游目的地实行低碳经济,包括低碳生产和低碳消费,建立资源节约型、环境友好型社会,建设一个良性的可持续的能源生态系统。 低碳旅游目的地建设的发展路线可以从旅游六要素:吃、住、行、游、娱、购着手。
(1)低碳饮食。低碳旅游目的地应该以尽量选择本地食材为目标,避免因外来品运输、包装、存储等环节所造成的能量消耗和碳排放。选择绿色食品,避免化肥、农药、生长激素和添加剂的使用;选择素食,降低肉类生产加工的能源消耗;选择自备餐具,避免使用一次性塑料餐具所消耗的石化产品量。(2)低碳住宿。目前,酒店的高品质往往以高水平的碳排放量为代价。因此,低碳旅游目的地应以低碳酒店设施为主,提倡游客入住“绿色标签”酒店,并且在酒店内不提供一次性洗漱用品,提倡旅行者在住宿时自带洗漱用品,节约用水用电等,培育高素质旅游群体,推进旅游目的地和谐、宜居的生态文明进程。(3)低碳交通。低碳旅游目的地的景区内实行交通管制,可采用自行车、牲畜等作为交通工具,景区之间的换乘可安排中巴或电瓶车定时接送客人,并鼓励步行游览,将因运输所造成的二氧化碳排放降至最低。同时,鼓励旅行者选用碳排放量低的交通工具,如放弃飞机,选用火车、汽车、轮船等作为出行工具,短途旅行者可徒步或骑自行车,既达到环保的目的又有益于身心健康。(4)低碳游览。到达低碳旅游目的地的游客在游览过程中应该讲文明,不随便丢垃圾并自带垃圾袋,将自己产生的垃圾带走。鼓励游客参加植树造林、购买绿色电力等活动进行“碳补偿”,以弥补因为交通运输、旅游消费所造成的碳损耗,从而达到保护环境的作用,有效减少旅游目的地的人均碳排放量。(5)低碳娱乐。低碳旅游目的地建设更多低碳旅游吸引物,保持自然生态环境,让游客更多地亲近大自然,感受原生态景色;提供低碳、环保旅游娱乐项目,倡导低碳绿色娱乐方式,让游客体验低碳旅游的乐趣,也减少了因娱乐带来的碳排放量。(6)低碳购物。游客通过购买旅游目的地的土特产和旅游纪念品惠及当地经济,可以减少当地人为了谋生而砍树、采石、挖矿等破坏环境资源的行为。另外,旅游目的地配备专业的低碳导游,在旅游引导的同时融入低碳知识;标示“低碳营业商店”,出售低碳旅游商品,简化商品包装;倡导游客低碳旅游消费方式,培养良好购物习惯,理智购物,减少浪费。
三、结论
中国优秀旅游目的地的转型发展,不仅要朝着最佳旅游目的地的目标转型,更要朝着低碳旅游目的地的目标迈进。在未来20年或者更长的时间内,低碳旅游目的地将成为旅游目的地旅游品牌重要的战略竞争高地,谁在旅游目的地旅游发展方式上转型,在构建低碳旅游目的地的战略层面上拥有主动权,谁就能在全球化旅游竞争格局中拥有发展机会和立足之地,拥有发展的话语主导权。
参考文献:
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[4]国务院. 国务院关于加快发展旅游业的意见[Z]. 国发[2009]41号,2009 - 12 - 01.
[5]侯文亮,梁留科,司冬歌. 低碳旅游基本概念体系研究[J].
安阳师范学院学报,2010(2):86 - 89.
关键词:煤炭消费;碳排放量;碳减排
引言
我国是煤炭消费大国,随着我国经济的快速发展,煤炭等一次能源的大量消耗,对我国环境造成了严重的影响。近年来,我国气候变化大,气温普遍升高,海平面上升;随着雾霾频频出现,PM2.5逐渐升高,尤其是冬季采暖期,使得我国环境日趋恶劣,空气质量逐渐降低。这些都与以煤为主的高碳能源的消费有着必不可少联系,也是使我国碳排放量增加的主要原因。
2012年《煤炭工业发展“十二五”规划》中明确提出,到2015年全国煤炭消费总量控制目标为39亿吨左右,通过总量控制实现碳排放的减少。本文对我国主要30省市的煤炭消费碳排放量进行测算,通过各省市的碳负担系数客观评价各省市的碳排放量,并制定相对应的减排措施。
一、我国煤炭消费碳排放测算
(一)碳排放量测算方法
日本学者Yoichi Kaya最早提出了Kaya恒等式,随后Kaya恒等式在IPCC报告中被广泛使用,并运用该恒等式对碳排放量进行测算分析。根据Kaya等式,我国能源消费碳排放量测算公式为:
■C=■■×■ ×■×■×P (1)
(1)式中,C为能源消费总碳排放量,Ci为i种能源消费产生的碳排放量,E为一次能源的总消费量,Ei为i种一次能源的消费量,Y为国内生产总值(GDP),P为人口总数。
因为本文仅对我国煤炭能源消费产生的碳排放量进行测算,将(1)公式进行简化,采用以下公式对我国煤炭消费碳排放量进行估算:
C=■Ei×F ×Q (2)
其中,Ei为i地区煤炭消费量,F为煤炭折标准煤系数,Q为碳排放系数。本文中,F与Q是固定的,F与Q的取值见表1。
表1 煤炭折标准煤系数以及碳排放系数
数据来源:《IPCC2006国家温室气体清单指南》缺省值
(二)我国煤炭消费碳排放量测算分析
本文对2005―2012年全国30个主要省市的煤炭消费进行碳排放测算,数据来源于《中国能源统计年鉴》2006―2013年全国分地区煤炭消费量,并将其折算成标准煤。但是由于我国、香港、澳门和台湾四个地区对煤炭消费的统计数据资料不够全面,本文在测算及对碳排放的影响分析时将以上四个地区去除。
运用公式(2)与表1所示煤炭折标准煤系数以及碳排放系数进行测算,得出全国30个主要省市近7年来煤炭消费碳排放量,如表2所示。
由于各省市面积、人口数量以及绿化现状的不同,通过各地区的碳排放量的测算很难进行客观的评价,因此本文选择碳负担系数对我国各省市的碳排放量作为评价标准。选取2012年我国各省市的煤炭消费碳排放量为碳源,森林对碳的吸收量作为碳汇,即森林面积乘以单位面积碳汇系数,公式如下:
hi=s×Ai (3)
公式(3)中,hi表示i地区碳汇量,Ai表示i地区的森林面积,s表示单位面积碳汇系数,即s=0.888×10-8万吨碳/年・公顷。
碳负担系数公式如下:
Cv=■■ (4)
公式(4)中,Cv为碳负担系数,Ti为i地区碳源量,T为全国碳源总量,Hi为i地区碳汇量,H为全国碳汇总量。
若Cv>1,则说明该地区的碳源的贡献率大于碳汇的贡献率,煤炭消费碳排放量超出该地区的碳吸收能力,将会对其他地区造成负担;若Cv<1,则说明该地区碳源的贡献率小于碳汇的贡献率,对减少碳排放有一定的缓解作用。图1为我国各地区煤炭消费碳负担系数。
图1 我国各地区煤炭消费碳负担系数
由表2数据可知,近7年来,我国30个主要省市中,北京市作为我国的首都,煤炭消费碳排放量在2006年开始逐渐降低,说明北京市煤炭消费碳排放量得到了一定的控制;而其他各省碳排放量均有所增长。结合图1所示的2012年我国碳负担系数可知,海南、云南、青海、广西、江西、四川、黑龙江、福建、湖南、甘肃、吉林、内蒙古、新疆、广东、陕西15个省市碳负担系数小于1,重庆、贵州、浙江3个省市仅接近于1,而上海、天津、江苏3省市居于前三位,分别达到了42.78、25.46、11.56。
研究表明,上海市、天津市煤炭消费产生的碳排放量增幅虽分别为13.65%、65.31%,且碳负担系数远大于1,江苏省煤炭消费产生的碳排放量增幅为155.89%,作为我国经济发达省市,在追求经济快速增长的同时应注意减少煤炭消费并大量增加碳汇量。北京市碳排放量虽有所降低,但碳排放系数大于1,且到2013年年底,北京市雾霾天气持续增长,气温普遍高于往年同期温度,空气质量严重下降,亟须采取减排对策。重庆、贵州、浙江、湖北、辽宁、安徽、河北、河南、山西、宁夏、山东等省市要减少碳排放量,首先应减少煤炭消费量,特别是山西、山东省,到2012年,煤炭消费产生的碳排放量分别达到18 655.445万吨、21 723.381万吨。碳排放系数小于1的15省市,虽产生的碳排放量能够通过本省碳汇吸收实现碳中和,但仍需控制煤炭消费量,尤其是内蒙古地区,煤炭消费碳排放量由2003年的4 872.953万吨增长到2012年的21 723.381万吨,增长率高达354.79%。
近年来,我国一直试图进行大量植树造林来实现碳减排进程,然而由于我国国土面积有限,不能仅仅通过植树造林增加森林面积来实现碳减排,因此,应对我国煤炭消费提出相应的减排对策建议,从而更好的实现我国煤炭消费碳减排。
二、碳减排对策及建议
(一)开发利用清洁能源
科学技术的发展使得煤炭能源的替代成为可能,大量新型能源相继投入使用,如太阳能、风能及核能等,从而减少工业等对煤炭的需求。清洁能源的开发利用并不表明将实现零排放,而是从源头上减少碳排放,特别是上海市、天津市以及江苏省等碳负担系数远大于1的地区,森林碳汇能力不强,应大力发展生物能等新型能源和可再生能源,普及太阳能应用,向农村等地区积极推广沼气能源技术,把新能源发展列为重点发展项目,努力做好新能源产业规划,制定一系列保护及鼓励措施,促进清洁能源开发利用。
(二)调整产业结构加强政府管理
研究表明,农林牧渔业作为第一产业,通过提高化肥利用率、减少农药用量、减少过度放牧、合理养殖水产品、加强政府的监等方式进行控制。而在工业生产过程中,二氧化碳排放量较大而且工业化增长速度较快,这就要求政府尽快调整产业结构发展策略,减缓高碳排放量的企业发展。要积极鼓励低耗能高产值的第三产业及高新技术产业发展,努力发展服务业;提高工业企业对于能源利用效率,鼓励企业创新,运用高技术手段减少工业煤炭消费碳排放,大力发展碳能源替代技术。同时又要控制好城市工业化进程,既要保持好工业化脚步,又要防止城市污染问题产生。政府对企业可以试实行“减少碳排放计划”,如针对大量碳排放企业设置排放上限,如超出上限,则必须对超出上限的部分进行罚款,从而鼓励企业进行自觉减排,达到低碳目标。
(三)改变消费观念倡导低碳消费
提高居民意识,实行自愿减排,从自己做起,从身边的小事做起,减少对煤炭能源浪费。特别是处于高碳排放地区的居民,其日常生活消费与碳排放量息息相关,要实现节能减排,仅仅依靠发展新型能源及可再生能源是不够的,必须改变居民消费观念。政府可以组织居民进行节能培训,倡导居民应用节能、低碳技术和产品,大力宣传节能低碳生活理念,增强居民资源忧患意识,培养公众珍惜资源、节约能源的行为习惯,从居民最基本的生活习惯开始,积极倡导低碳消费、居住节能、绿色出行,从源头上减少碳排放量。
参考文献: