温室气体排放问题
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温室气体排放问题范文第1篇
中图分类号：Q148 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（a）-0149-02
农业是温室气体的主要排放源之一，准确合理的估算农业温室气体的排放量，不仅对制定合理的农业减排措施和适应措施具有重要的意义，而且对合理评价国家农业方面减缓温室气体排放的义务和责任提供依据[1]。1994年中国温室气体清单报告了CO2、N2O和CH4三种温室气体的排放源和吸收汇，其中农业活动排放了92%的N2O和50%的CH4，农业CO2的排放量很低没有报告[2]。农业是非CO2温室气体的主要排放源，因此准确合理地估算农业温室气体的排放，尤其是非CO2温室气体的排放具有重要的意义。
农业、林业和其他土地利用部门的年度温室气体清单主要被关注的温室气体有 CO2、N2O和CH4。大气和生态系统间的CO2流量主要受以下活动控制，植物光合作用吸收CO2，呼吸作用、分解作用和有机物的燃烧释放CO2。N2O主要是作为硝化和反硝化作用的副产物从生态系统中释放出来。而CH4则通过土壤和粪肥储存中厌氧产生CH4的过程，肠道发酵过程以及从有机物的不完全燃烧中释放出来。
1 四川省温室气体排放清单估算的方法
1.1 核算方法[3～5]（表1）
1.2 相关定义
碳汇是指碳循环中碳从大气中清除温室气体、气溶胶或温室气体前体的任何过程、活动或机制。碳源指碳循环中向大气排放温室气体、气溶胶、或温室气体前体的任何过程或活动。全球增温潜势（Global Warming Potential，GWP）是指将单位质量的某种温室气体在给定时间段内辐射强迫的影响与等量二氧化碳辐射强度影响相关联的系数。
2 四川省农业温室气体排放清单估算结果（表2）
3 目前四川省温室气体排放强度（表3）
4 结论
中国在哥本哈根会议之前就宣布了到2020年要在2005年的基础上单位GDP的CO2排放降低40%～45%。要实现这一目标，可能将需要把应对气候变化的总体目标进行分解，如单位GDP能耗、碳排放强度以及森林碳汇建设指标等，都可能逐步细化落实到具体的行业和行政区域，有些可能还要作为约束性指标来进行实施[6]。
本文从定量的角度入手，制定四川省农林及其他土地利用部门温室气体排放清单，掌握了温室气体排放结构，并采用温室气体排放清单方法核算四川省农业温室气体排放现状，确定四川省排放水平。在本研究中，温室气体排放的核算包括CO2、N2O和CH4的排放；除了主要核算农田、土壤、牲畜、森林和草原温室气体排放，对四川省农业温室气体减排和碳交易具有一定参考价值。
参考文献
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温室气体排放问题范文第2篇
作者简介：王晓，博士，助理研究员，主要研究方向为中国低碳发展绩效与政策。
通讯作者：齐晔，博士，教授，博导，主要研究方向为气候变化政策。
基金项目：美国能源基金会项目“中国低碳经济研究”（编号：G-0911011739）；清华大学自主科研计划学科交叉专项“我国低碳发展若干问题研究”（编号：20101082050）。
摘要本文从食物全生命周期环节、温室气体类型、温室气体直接排放源三方面系统分析了1996-2010年我国食物全生命周期温室气体排放特征。从食物生产和消费角度，确定我国饮食结构的转变、化肥高投入的传统农业生产模式、食物损失浪费三大趋势是导致食物全生命周期温室气体排放增长的主要因素。并提出转变食物消费方式，实现营养均衡膳食结构，减少不必要的肉类消费；生产方式上逐步实现从传统农业向有机农业的转变；加强宣传引导，最大限度减少食物餐桌浪费，同时加强食物物流环节基础设施建设，将分销配销过程的损耗降至最低。通过食物生产和消费方式的转变与技术进步相结合的方式，构建出适于我国的绿色、低碳、可持续的农业生产和食物消费模式。
关键词食物；全生命周期；温室气体；饮食结构
中图分类号X24文献标识码A文章编号1002-2104（2013）07-0070-07doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2013.07.011
全球农业生产过程的能源消费碳排放、甲烷和氮氧化物排放占温室气体排放总量的11%-14%，农业成为全球温室气体主要排放源［1］。农业生产目的是提供人类生存必须的食物，从食物生产到消费的全过程看，服务于农业生产的化肥等投入品生产和运输过程，食物从田间到餐桌的运输、储藏、烹调过程均排放大量温室气体。
在气候变化的大背景下，国际社会尤其是发达国家已开始关注食物全生命周期过程的温室气体排放。美国、英国食物全生命周期温室气体排放分别占各自排放量的15%、19%，人均年排放量分别为3.1 tCO2-eq和2.7 t CO2-eq，欧盟25国和澳大利亚比例高达31%、30%［2-5］。国外研究显示，食物全生命周期温室气体排放与饮食结构、消费习惯关系密切。饮食结构的影响源自不同类型食物的温室气体排放系数差别较大。美国环境工作小组计算了美国各种食物全生命周期温室气体排放，动物性食物温室气体排放系数远高于植物性食物［6］。BernersLee研究显示英国的饮食结构是造成温室气体排放较大的原因，提出若以奶制品替代肉类甚至向素食转变可减少食物全生命周期排放的22%-26%［7］。随着消费水平的提高，餐桌食物浪费与日俱增，全球有1/3的食物被浪费掉，相应带来5%的不必要温室气体排放。国内尚未开展食物全生命周期温室气体排放的系统研究，从减缓气候变化方面多集中在技术层面，探讨减排途径、减排潜力及农业增汇措施［8-9］。对影响食物全生命周期温室气体排放的主要影响因素、各因素之间的内在联系及宏观发展趋势缺乏深刻认识。
本文系统分析了1996-2010年我国食物全生命周期温室气体排放特征，分别从食物生产和消费角度分析食物全生命周期温室气体排放增长的主要因素及潜在影响，旨在为政策制定和决策者提供参考依据。
1研究方法及数据
1.1食物全生命周期温室气体排放途径
食物全生命周期温室气体排放类型包含化石能源相关CO2排放及投入品生产、农业生产过程的非能源相关CO2、CH4、N2O排放（见图1）。
化石能源相关CO2排放来自农业投入品生产、农场/农户生产、农产品及食品加工制造、分销配销过程的运输冷藏、烹饪环节。农业投入品生产排放包括化肥、农药、农业机械折旧、农膜、饲料生产过程排放。
农业生产过程非能源相关CO2排放来自化肥（尿素）施用过程；CH4排放来自水稻种植、畜禽养殖的肠胃发酵及粪便管理过程排放；N2O排放来自化肥施用、畜禽养殖粪便管理过程排放；此外，化肥（硝铵类）生产过程也排放N2O。
图1食物消费全生命周期温室气体排放途径
Fig.1The greenhouse gases emission route of food
consumption during the life circle
注：植物性食物指粮食作物、油料、糖料、蔬菜、水果等经济作物；动物性食物指肉类（猪肉、牛肉、羊肉、禽肉）、蛋、奶、水产品。
1.2温室气体排放核算方法
王晓等：食物全生命周期温室气体排放特征分析中国人口・资源与环境2013年第7期1.2.1能源相关CO2排放
能源相关CO2排放根据化石能源消耗量、能源结构及各类能源的CO2排放系数计算。各环节能源消耗相关温室气体计算方法如下：
CO2i=Ei×∑nj=1pj×fi
式中：i表示食物全生命周期的农业投入品生产、农场/农户生产、加工制造、分销配销、烹饪环节；Ei表示i环节化石能源消费量，tce；j表示各环节所消耗的能源类型；pj表示j能源消费量占比； fj表示j能源的CO2排放系数，tCO2/tce。
（1）农业投入品生产能耗量及能源结构：假设技术锁定，以“十一五”期间平均能耗水平推算1996-2005年各产品生产化石能源消费量。①农药：生产1 t农药能耗约3 tce［10］；②农膜：生产1t聚乙烯消耗1.009 t乙烯，521 kWh电力，“十一五”吨乙烯生产平均综合能耗为1 007 kgce，即生产1t农膜能耗1.12 tce；③农业机械折旧：农业机械用材90%为钢铁，以钢铁能耗核算。农业机械钢铁用量由各类农机使用年限、数量及重量计算。“十一五”吨钢综合能耗707 kgce/t；④化肥：按氮、磷、钾肥分别计算。磷、钾肥生产以电力消耗为主，每生产1 t P2O5、1 t K2O分别消耗2 512 kWh、2 225 kWh。氮肥生产根据氮肥种类、大中小型企业比例及产品单耗、能源结构综合估算1 t氮肥（折纯）生产排放6.49 tCO2［11］。根据各年氮、磷、钾肥消费结构推算化肥生产温室气体排放［12］；⑤饲料：生产能耗包含在“农副食品加工业”统计中。
农药、农膜生产能源结构对应能源统计的化学原料及化学制品制造业，农业机械折旧能源结构对应黑色金属冶炼及压延加工业。
（2）农场/农户生产能耗量及能源结构：能源统计综合能源平衡表的农、林、牧、渔业终端消费量。
（3）加工制造能耗量及能源结构：能源统计的农副食品加工业、食品制造业、饮料制造业、烟草制品业能源消费量。
（4）烹饪能耗量及能源结构：清华大学建筑节能中心数据，我国每平方米建筑面积每年用于炊事的能耗量为1.5 kgce。城市能源结构以天然气为主，农村仅考虑商品能源消耗部分（不包括秸秆薪柴），能源结构对应能源统计综合能源平衡表的农村生活用能。
（5）分销配销能耗量及能源结构：缺乏直接统计数据，采用“投入产出法”的直接消耗系数和完全消耗系数计算各环节能耗系数［13-14］。计算农林牧渔水利业、农副食品加工业、食品制造业、饮料制造业、烟草制品业5大行业（16个子行业）的交通运输仓储相关的能耗，能源结构以油品为主。
温室气体排放问题范文第3篇
关键词 浓度目标; 温室气体; 排放路径; MAGICC模型; 累计排放量
中图分类号 X21文献标识码 A文章编号 1002-2104(2011)08-0095-05doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.08.015
长期以来，如何制定气候变化控制目标以及根据目标在国家间分摊温室气体(GHG)减排义务一直是国际政府间气候变化谈判的焦点问题。围绕这一问题，IPCC第四次评估报告［1］进行了相关研究，提出了6种稳定情景，但每种稳定情景中GHG排放及相应温升变化情况的不确定范围仍然很大。作为气候变化谈判的两大阵营，发展中国家和发达国家正处在不同的发展阶段，对气候变化控制目标的科学性以及稳定浓度目标下GHG排放路径的不确定性也存在着很大争议。事关国家利益，我国很多学者［2-7］对其进行了相关研究，但在稳定浓度目标下GHG排放路径的不确定性仍一直是一个热点和难点问题。
本文应用温室气体导致气候变化评估模型(Model for the Assessment of Greenhouse Gas Induced Climate Change, MAGICC模型)和WRE(Wigley, Richels and Edmonds)排放情景对此进行了初步的研究和探讨。考虑到国际社会对于各种气候控制目标的认可程度，本文选择将2100年GHG浓度稳定在450和550 ppmv CO2e的浓度稳定目标，对比了能够满足上述目标的IPCC稳定情景I、III和WRE350、450排放路径，应用MAGICC模型对WRE排放路径进行了调整和运算，以探讨和分析稳定浓度目标下GHG排放路径的不确定性以及浓度的变化情况。
1 MAGICC模型描述
MAGICC模型是一个连接了大气循环、气候模块和冰融模块的气候变化评估模型，是最早被IPCC用来预测未来气候变化的模型之一［8］。MAGICC模型可与大气循环模型连接以预测未来的GHG浓度，并通过一个上翻-扩散气候模型连接了5个箱式模型，结合热扩散结果即可模拟未来全球平均温度的变化情况。
1.1 排放情景
为比较未来GHG浓度和全球平均温度的变化情况，可在MAGICC模型的排放库中调用不同的排放情景。MAGICC模型包括了所有主要GHG的影响,表1给出了三种最为主要的GHG(CO2、CH4和N2O)在不同历史阶段的浓度和自工业革命以来产生的辐射强迫估计值。
1.2 运行机理
模型首先将从排放库中选择和编辑排放情景，之后对模型运行需要的参数，如碳循环水平和气候敏感度等进行设定，最后确定模型运行的时间和周期，其运行机理如图1所示。其中，碳循环部分分别基于1个海洋碳循环模型和4个箱式模型，其碳排放计算如式(1) ［9］所示：
2.123 dC/dt=Efossil+Dn-Socean-Sfert
① IPCC每种排放情景考虑最上限和最下限，WRE排放情景中NFB为不考虑气候反馈的情况。
刘嘉等：对稳定浓度目标下温室气体排放路径的探讨
中国人口•资源与环境 2011年 第8期其中：dC/dt是t年GHG的排放变化量，Efossil表示使用化石燃料造成的CO2排放量，Dn是排放计算的不确定量，Socean和 Sfert分别表示森林和海洋吸收的CO2排放量。这与IMAGEAOS模型和BERN碳循环模型是类似的，它们的碳排放计算式以及浓度与排放的关系式如表2所示。
由表2可见，这两个模型虽然碳排放计算有所不同，但其浓度变化都是将碳净排放或累计排放乘以转换系数得出。同样地，在MAGICC模型中，当大气循环和气候模型等参数设定之后，模型将调用排放情景并将大气循环、气候模块和冰融模块综合到模型软件包内，得到未来GHG浓度、全球平均地表温升和海平面上升的变化结果。
2 排放路径调整及结果分析
为将GHG浓度稳定到550 ppmv CO2e，IPCC报告指出全球CO2排放须在2010-2030年间达到峰值，而WRE排放情景则为2005-2015年，两者存在一定差距。图2是IPCC排放情景和WRE排放情景的比较情况。
由图可见，要想将GHG浓度稳定到更低的水平，CO2排放量需更早达到峰值并开始回落，且稳定水平愈低，出现峰值和回落的速率也更快，两个情景在总体趋势上均体现出这一特点。但在同样的稳定浓度目标下，如450和550 ppmv CO2e的GHG浓度稳定目标下，IPCC排放情景I和WRE 350排放路径以及IPCC排放情景III和WRE450排放路径出现峰值的年份范围均有一定差距。下面，本文
将应用MAGICC模型对WRE350和WRE450排放路径进行调整和运算，并对结果予以比较和分析。
2.1 排放情景说明
如前所述，各气候模型虽碳排放计算有所不同，但其浓度变化都是将净排放或累计排放乘以转换系数得出。因此，本文尝试在累计排放量不变的前提下，将WRE350和WRE450排放路径的峰值考虑到CO2是最主要的温室气体，为简化模型运算，本文对排放路径进行调整的峰值均指CO2排放峰值。年份分别予以调整。受篇幅所限，仅给出WRE450排放路径的调整过程：首先，将WRE450峰值出现的年份由原路径的2010年调换至2015年和2020年，而其他年值不变；其次，考虑到上述调整仅针对峰值时点，为进一步研究排放路径与浓度的关系，在累计排放量不变的前提下，将WRE450的峰值按照其原斜率水平外推至2015-2040年(记为WRE450’排放情景，以峰值年份区分，如图3所示)。WRE350也同样将其峰值进行外推，记为WRE350’排放情景。
由图3可见，为保证WRE450’累计排放量不变，新排放路径在到达峰值后需迅速回到原排放路径，并进行更大力度的减排，且出现峰值年份越晚，减排力度需更大。
2.2 模型运算结果
由模型结果可得，在第一步对WRE350和WRE450排放路径进行微调的情况下，目标年的浓度与原排放路径相比几乎不变。以WRE450为例，峰值为2020年与2010年相比，CO2浓度的最大差为0.1 ppmv，而2100年的浓度差仅为0.01 ppmv。下面，将主要分析WRE450’排放情景的运算结果，其CO2浓度变化情况如图4所示。
由图4可见，其浓度变化可分为三个阶段：首先，随着峰值调整逐渐滞后，其浓度变化将逐渐加剧；当排放路径到达峰值并迅速回落时，
其浓度变化也在达到最大值后逐
渐变缓并回到原浓度水平；最后，当调整后的排放路径在后期进行更大力度的减排时，浓度将低于原排放路径水平，且目标年的变化值要远小于浓度变化最大值。WRE350’排放情景的浓度变化情况也体现出同样的阶段性特点。
2.3 结果比较与分析
如上显示，将WRE350、450排放路径峰值推迟后，浓度在预测期内均有所增加，增幅取决于排放路径的调整力度，但目标年改变值较小。下面，对浓度变化的最大值与目标年改变值进行对比，如图5所示。
图5中所标数值分别为将WRE450排放路径峰值年份调整至2020-2040年时，与原排放路径浓度相比浓度变化的最大值和目标年的改变值（取其绝对值）。由图5可见，随着峰值调整时间逐渐滞后，浓度变化最大值逐渐加剧；目标年的改变值也体现出同样趋势，但仅为最大值的1/3左右。当峰值年份调整至2035年时，浓度改变的最大值为22-8 ppmv，而目标年的改变值仅为7-5 ppmv。WRE350’排放情景的CO2浓度变化情况也体现出同样特点，当峰值年份调整至2020年时，浓度改变的最大值为6.4 ppmv，而目标年的改变值仅为1.9 ppmv。
以上说明在累计排放量不变的前提下，对排放路径的调整对预测期内的浓度有一定影响，但对目标年的影响较小。这就可以解释为何IPCC和WRE排放情景虽然排放路径不同，但却能满足同样的浓度稳定目标。图6是IPCC和WRE排放情景累计排放量的比较情况。
由图可见，IPCC和WRE排放情景中相应排放路径的
累计排放量均在一定水平浮动。以550 ppmv CO2e的浓度稳定目标为例，它们在2000-2100年期间的累计排放量均在600 GtC左右。其中，WRE450排放路径在考虑和不考虑气候反馈情况下的CO2累计排放量分别为540 GtC和650 GtC， 均值为595 GtC， 在不考虑气候反馈的情况下所允许的碳排放空间可增加大约20%；而在IPCC情景III中，最下限和最上限对应的CO2累计排放量分别为450 GtC和720 GtC，均值为585 GtC。WRE350排放路径和IPCC情景I的对比也体现出如上特点，如图6所示。
综合以上，通过对稳定浓度目标下排放路径变化情况的探讨和排放路径调整后浓度变化结果的分析可知，目标年浓度的变化将取决于起始年至目标年的累计排放量和排放路径。当排放路径峰值逐渐调整滞后时，在后期进行更大力度的减排可使累计排放量在预测期内保持不变；而浓度在预测期内虽然将有所增加，但目标年的变化较小。考虑到我国正处于快速的工业化和城市化进程，尽管我国已明确制定了2020年单位GDP的二氧化碳排放量相比2005年水平降低40% -45%的减排自主行动目标，但由于特殊的发展阶段和能源结构，我国的碳排放绝对量在较长的一段时间内还将持续增长。根据各方面研究［11-12］，即使在低碳发展情景下，我国整体碳排放也需在2030-2035年才能达到峰值。如果我国能结合自身发展阶段特点争取延缓碳排放空间，使碳排放水平仍可以先继续缓慢增长，而在工业化进程完成之后再承担GHG减排义务，届时许多减排技术(如可再生能源发电和碳捕获与封存技术等)也将有望通过商业化进程降低成本并日臻成熟，这对我国未来能源、环境和经济的可持续发展是较为有利的。
3 结 论
如何制定气候变化控制目标以及根据目标进行碳排放权分配一直是国际政府间气候变化谈判的焦点问题。由于国际社会对气候变化控制目标的科学性以及确定目标下GHG排放路径的不确定性一直存在争议，使稳定浓度目标下排放路径的不确定性成为了一个热点和难点研究问题。本文应用MAGICC模型对WRE排放路径进行了调整和运算，对2100年GHG浓度控制在450和550 ppmv CO2e稳定目标下排放路径的变化及影响进行了初步的研究和探讨。结果显示，目标年浓度的变化取决于累计排放量和排放路径。将排放路径峰值逐渐调整滞后时，为保证累计排放量不变，需在后期比原排放路径进行更大力度的减排。浓度在预测期内将逐渐增加，但目标年的结果变化较小，约为浓度变化最大值的1/3左右。
考虑到气候变化科学中相关资料和数据的可得性，本文对此进行的研究和探讨是很初步的。进一步地对浓度改变将导致温升变化的探讨则更需考虑到辐射强迫、气溶胶以及气候模型中对气候反馈和气候敏感度等重要参数的设定，这个过程的不确定性将进一步变大。未来随着国际社会对气候变化研究中的不确定性等关键问题进行更深入的科学研究并达成广泛共识，可为此提供更坚实的科学基础和更新颖的研究思路。我国应紧密追踪气候变化科学中不确定性和最新进展并开展相关研究，力求在此基础上提出基于公平原则和自有研究成果的GHG排放路径。这将为发展中国家争取合理权益，使国家在气候谈判中把握主动，为我国在快速工业化和城市化进程中转变经济发展方式，迈上低碳发展之路赢得充分的准备时间。
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Study on the Greenhouse Gas Emission Pathways Aiming at the Stable Concentration Targets
LIU Jia CHEN Wenying LIU Deshun
(Institute of Energy, Environment and Economy, Tsinghua University, Beijing 100084, China)
温室气体排放问题范文第4篇
2011年底，国务院了《“十二五”控制温室气体排放工作方案》，提出了“探索建立碳排放交易市场”，“加快构建国家、地方、企业三级温室气体排放核算工作体系，实行重点企业直接报送温室气体排放和能源消费数据制度”等要求。造纸和纸制品业是中国的能耗大户，涉及能源活动、工业生产过程、废水厌氧处理等多类温室气体排放机理，因此必将成为温室气体排放报告及碳排放交易的重要参与行业。
在国家发改委的组织下，清华大学与中国轻工业联合会合作，开发了《中国造纸和纸制品生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》，是我国碳排放交易市场建设中的一项重要的基础性工作，对合理分配企业的碳排放权、保证市场的公平性具有十分重要的意义。
二、方法学的技术概要
（一）核算边界
本方法的温室气体排放核算边界，是以造纸和纸制品生产为主营业务的独立法人企业或视同法人单位。
（二）排放源
企业核算边界内的关键温室气体排放源包括：
1、燃料燃烧排放：煤炭、燃气、柴油等燃料在各种类型的固定或移动燃烧设备（如锅炉、窑炉、内燃机等）中与氧气充分燃烧产生的二氧化碳排放。
2、过程排放：指工业生产活动中，除能源的使用以外所发生的物理变化或化学反应，导致温室气体排放。造纸和纸制品生产企业所涉及的过程排放主要是部分企业外购并消耗的石灰石（主要成分为碳酸钙）发生分解反应导致的二氧化碳排放。
3、废水厌氧处理的甲烷排放：制浆造纸企业产生工业废水，采用厌氧技术处理高浓度有机废水时会产生甲烷排放。
4、净购入电力和热力产生的排放：指企业净购入电力和净购入热力所隐含的燃料燃烧产生的温室气体排放。此类排放实际发生在其他企业所控制的发电和供热设施上。
（三）量化计算方法
企业的温室气体排放量是其各项排放源的排放量之和，按公式（1）计算。
EM = ΣEMi （1）
式中：EM―企业温室气体排放总量；EMi―企业核算边界内某项排放源的温室气体排放量；i―排放源类型，包括燃料燃烧、过程排放、废水厌氧处理、外购电力和外购热力等。按照以下内容核算各类排放源的温室气体排放量。
1、燃料燃烧排放
燃料燃烧导致的二氧化碳排放量是企业核算和报告年度内各种燃料燃烧产生的二氧化碳排放量的加总，按公式（2）计算：
■ （2）
式中：
E燃烧―核算和报告年度内化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；ADi ―核算和报告年度内第i种化石燃料的活动数据，单位为百万千焦（GJ）；EFi ―第i种化石燃料的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/百万千焦（tCO2/GJ）；i―化石燃料类型代号。
燃料燃烧的活动数据是核算和报告年度内各种燃料的消耗量与平均低位发热量的乘积，按公式（3）计算：
ADi=NCVi×FCi （3）
式中：
ADi ―核算和报告年度内第i种化石燃料的活动数据，单位为百万千焦（GJ）；
NCVi ―核算和报告年度内第i种燃料的平均低位发热量，采用本指南附录二所提供的推荐值；对固体或液体燃料，单位为百万千焦/吨（GJ/t）；对气体燃料，单位为百万千焦/万立方米（GJ/万Nm3）；具备条件的企业可遵循《GB/T 213煤的发热量测定方法》、《GB/T 384石油产品热值测定法》、《GB/T 22723天然气能量的测定》等相关指南，开展实测；
FCi ―核算和报告年度内第i种燃料的净消耗量，采用企业计量数据，相关计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求；对固体或液体燃料，单位为吨（t）；对气体燃料，单位为万立方米（万Nm3）。
燃料燃烧的二氧化碳排放因子按公式（4）计算：
■ （4）
式中：
EFi ―第i种燃料的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/百万千焦（tCO2/GJ）；CCi ― 第i种燃料的单位热值含碳量，单位为吨碳/百万千焦（tC/GJ），宜参考附录二表1；OFi ―第i种化石燃料的碳氧化率，宜参考附录二表1；■―二氧化碳与碳的分子量之比。
2、过程排放
过程排放量是企业外购并消耗的石灰石（主要成分为碳酸钙）发生分解反应导致的二氧化碳排放量，按公式（5）计算。
E过程 = L × EF石灰 （5）
式中：E过程―核算和报告年度内的过程排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；L ―核算和报告年度内的石灰石原料消耗量，采用企业计量数据，单位为吨（t）；EF石灰―煅烧石灰石的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/吨石灰石（tCO2/t石灰石），采用推荐值0.405吨二氧化碳/吨石灰石。
3、净购入电力产生的排放
企业购入的电力消费所对应的电力生产环节二氧化碳排放量按公式（6）计算：
E电=AD电×EF电 （6）
式中：E电 ―购入的电力所对应的电力生产环节二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；AD电 ―核算和报告年度内的净外购电量，单位为兆瓦时（MWh），是企业购买的总电量扣减企业外销的电量，活动数据以企业的电表记录的读数为准，也可采用供应商提供的电费发票或者结算单等结算凭证上的数据；EF电 ―根据企业生产地及目前的东北、华北、华东、华中、西北、南方电网划分，选用国家主管部门最近年份公布的相应区域电网排放因子，单位为吨二氧化碳/兆瓦时（tCO2/MWh）。
4、净购入热力产生的排放
企业购入的热力消费所对应的热力生产环节二氧化碳排放量按公式（7）计算。
E热=AD热×EF热 （7）
式中：E热 ―购入的热力所对应的热力生产环节二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；AD热 ―核算和报告年度内的净外购热力，单位为百万千焦（GJ），是企业购买的总热力扣减企业外销的热力，活动数据以企业的热力表记录的读数为准，也可采用供应商提供的热力费发票或者结算单等结算凭证上的数据；EF热 ―年平均供热排放因子，单位为吨二氧化碳/百万千焦（tCO2/GJ），可取推荐值0.11tCO2/GJ，也可采用政府主管部门的官方数据。
5、废水厌氧处理的排放
企业在生产过程中产生的工业废水经厌氧处理导致的甲烷排放量计算公式如下：
■（8）
式中，EGHG_废水―废水厌氧处理过程产生的二氧化碳排放当量，单位为吨二氧化碳当量（tCO2e）；■―甲烷的全球变暖潜势（GWP）值，根据《省级温室气体清单编制指南（试行）》，取21。
■ （9）
式中：■―废水厌氧处理过程甲烷排放量（千克）；TOW―废水厌氧处理去除的有机物总量（千克COD）；S―以污泥方式清除掉的有机物总量（千克COD）；EF―甲烷排放因子（千克甲烷/千克COD）；R―甲烷回收量（千克甲烷）；活动水平数据包括废水厌氧处理去除的有机物总量（TOW）、以污泥方式清除掉的有机物总量（S）以及甲烷回收量（R）。
（1）废水厌氧处理去除的有机物总量（TOW）数据获取
如果企业有废水厌氧处理系统去除的COD统计，可直接作为TOW的数据。如果没有去除的COD统计数据，则采用公式（10）计算：
■（10）
式中：W―厌氧处理过程产生的废水量（立方米），采用企业计量数据；CODin ―厌氧处理系统进口废水中的化学需氧量浓度（千克COD/立方米），采用企业检测值的平均值；CODout ―厌氧处理系统出口废水中的化学需氧量浓度（千克COD/立方米），采用企业检测值的平均值。
（2）以污泥方式清除掉的有机物总量（S）数据获取
采用企业计量数据。若企业无法统计以污泥方式清除掉的有机物总量，可使用缺省值为零。
（3）甲烷回收量（R）数据获取
采用企业计量数据，或根据企业台账、统计报表来确定。采用公式（11）计算排放因子：
EF=Bo*MCF （11）
对于废水厌氧处理系统的甲烷最大生产能力Bo，优先使用国家最新公布的数据，如果没有，则采用本指南的推荐值0.25千克甲烷/千克COD。对于甲烷修正因子MCF，具备条件的企业可开展实测，或委托有资质的专业机构进行检测，或采用本指南的推荐值0.5。
三、关键问题及解决
（一）中国造纸和纸制品生产企业是否涉及碳酸钠分解的排放
国外可能有少量碱法制浆企业采用纯碱（碳酸钠）作为原料，发生碳酸盐分解反应，排放二氧化碳，因此欧盟的温室气体排放监测报告与核查指令中包括了这种排放类别。但我国的碱法制浆企业基本不采用碳酸钠作为原料，在生产工艺和原料方面与国外存在较大差别，不会导致此类过程排放。
（二）如何考虑废水处理所导致的氧化亚氮排放
造纸和纸制品生产企业废水处理所导致的氧化亚氮排放不足企业总排放量的1%，因此本方法予以忽略。
（三）本指南所提供的石灰石分解排放因子推荐值为何略低于政府间气候变化专门委员会（IPCC）和欧盟缺省值
IPCC和欧盟缺省值为石灰石原料纯度和分解率均为100%情况下的理论值；但经企业调研和专家咨询，了解到我国石灰石原料纯度和分解率达不到100%，企业生产记录数据在95%左右，因此本指南根据我国实际生产情况进行了修正。
温室气体排放问题范文第5篇
关键词：氮肥；净排放；成本；碳强度；碳效率
中图分类号：S147.3 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2014）03-0060-05
AbstractThe investigation on fertilization status was carried out in Tengzhou and Yanzhou， Shandong Province. Different recommended scenarios were made， and their impacts on GHG net emission and economic cost were studied and compared to fertilizing status by the calculation methods of carbon sequestration rate and GHG emission in farmland management. The results implied that the application of recommended fertilizers on wheat and corn could decrease GHG emission and economic cost. Especially the integrated application of base fertilizer and topdressing on corn， the GHG emission both decreased by 300 kgCe/（hm2・a） in Tengzhou and Yanzhou， the cost decreased by 2 700 yuan per hectare， and the carbon efficiency increased by more than 30%. In conclusion， the popularization and application of fertilizer recommended by the Ministry of Agriculture would have important environmental and economical values.
Key wordsNitrogen fertilizer； Net emission； Cost； Carbon intensity； Carbon efficiency
工业革命后，由于人类活动的增加和化石能源的使用，温室气体（Greenhouse Gas，GHG）排放上升，包括CO2、N2O和CH4等。农业活动排放占全球人为排放GHG的10%～12%，其中农业活动产生的N2O占全部排放的60%[1]，主要来自于氮肥的利用，且肥料的过量施用导致了土壤的酸化和水体的富营养化[2]，这些问题引起了人们对肥料合理利用的重大关注。
施用化肥能补偿土壤养分的流失，满足作物生长的需求，提高产量，保证全球的粮食生产[3，4]。作物的产量增加能导致更多有机物进入土壤，提高土壤有机碳的含量。但是化肥生产依赖化石能源，运输和分配消耗燃料，使用氮肥导致N2O的产生，这些过程都增加了GHG排放，因此化肥的使用需要正确的管理[1，5]。
2005年，我国开展了测土配方施肥项目，推广平衡施肥技术。目前农业部在前期成果的基础上，制定并了《小麦、玉米、水稻三大粮食作物的区域大配方与施肥建议（2013）》。本研究采用入户调查方法，对山东省现代农业示范区滕州和兖州进行施肥调查，根据农业部的施肥建议设定了2种推荐施肥情景，估算不同施肥情景对GHG净排放和经济成本的影响，并采用碳足迹的方法计算化肥碳效率。
1材料与方法
1.1调查区域和调查方法
滕州和兖州位于山东省南部， 处于暖温带半湿润地区南部，季风型大陆性气候，年均温13.6℃，四季冷热分明。年均降水量分别为733 mm和773.1 mm，集中在夏秋季，雨、热同季，全年无霜期210～240天。滕州市处于鲁中南山区的西南麓延伸地带，属于黄淮平原，兖州市处于泰沂蒙山前冲积平原。两地的土壤类型主要为褐土、潮土和砂姜黑土。
本研究采用的农田施肥数据来自入户问卷调查，调查时间为2011年10月。滕州和兖州随机选取3个乡镇，每个乡镇随机选取3个自然村进行入户调查，有效问卷总数32份，其中滕州15份，兖州17份。
1.2计算方法
1.2.1固碳速率由于磷肥和钾肥的固碳效应不明显[7，8]，而且主要是氮肥过量使用造成严重污染[2]，因此本研究只考虑肥料中纯氮肥产生的固碳效应。复合肥的氮磷钾配比不同，现状的配比采用15-15-15，推荐情景采用农业部施肥建议中的推荐配比。
2结果与分析
2.1肥料用量
小麦和玉米主要施用复合肥，农户为了节约时间，大多是一次性施肥，只有兖州少部分农户使用尿素追肥。滕州和兖州玉米的复合肥用量均高于小麦，滕州高8%，兖州高20%（表1）。情景1中，滕州的小麦和玉米复合肥用量分别减少50%和70%，都增加了尿素作追肥，兖州小麦和玉米复合肥用量分别减少37%和72%，小麦尿素用量增加1.87倍，玉米增加1.31倍。情景2中，小麦的肥料用量和情景1相同，两地玉米的复合肥用量与现状相比都大约减少了一半，同时不用尿素追肥。
2.2固碳和GHG净排放
本研究分析了两种因素导致的GHG排放：肥料生产排放和氮肥施用排放（图1）。现状和推荐情景中，肥料生产排放占总和的比例都大于80%。两种推荐情景中，在总排放减少的同时，肥
料生产排放的比例降低到81%，相应氮肥施用排放增加到19%。
兖州现状的固碳速率比滕州高14%，在两种推荐情景下，两地的固碳速率都增加了13%。无论现状还是情景，碳排放速率都高于固碳速率（图1），按照GHG净排放把不同情景排序：兖州现状>滕州现状>兖州情景2>兖州情景1>滕州情景2>滕州情景1。现状条件中两地的固碳只抵消11%的排放，两种情景条件下固碳抵消了17%的排放。
推荐用肥提高了化肥碳效率，滕州增加了40%左右，兖州增加了30%，这说明推荐用肥情景下，化肥利用效率提高。推荐施肥也导致农户的经济成本下降，玉米成本下降大于小麦，兖州的下降幅度大于滕州。由于产量不变，净收入提高，推荐用肥会极大的调动农户的生产热情。推荐配比也反映了不同地区、气候、土壤和作物对养分的不同需求[3，19]。
两种情景区别在于玉米的施肥情景不同，这些结果表明，玉米的两种推荐施肥方案中，基追结合的方案优于一次性施肥的方案。统计数据显示，山东省单位种植面积化肥施用量比我们的调查数据还要高，化肥利用率低间接导致的能源浪费现象则显得更为突出。采用推荐施肥特别是玉米采用基追结合方案，可使两地每年每公顷的净排放减少约300 kgCe，肥料成本减少2 700元，两地的碳效率增加超过30%。因此农业部建议的推荐用肥有利于减少GHG排放和增加农户收入，具有进一步推广应用的环境和经济价值。
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