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关键词 低碳经济 碳减排 对策
一、前言[1]
气候变化是全世界所面临的重大环境问题,已经渗透到能源、粮食安全、贸易、金融和国际安全等诸多领域,越来越受到世界各国的关注。由此,二氧化碳减排已经成为全球关注的重大问题。
二、目前二氧化碳减排的主要途径和研究进展[2]
目前,二氧化碳减排主要有三种途径:一是分离和回收使用化石燃料时产生的二氧化碳并加以封存;二是优化能源结构,使用能源替代技术,大力发展低碳的化石燃料、可再生能源、核能和新能源;三是节约用能,提高能源转换率和利用率。从所需时间、实施难易程度、减排效果和经济性等角度来考虑,这三种方案各有利弊。
(1)利用油气田对二氧化碳进行地质封存,兼有经济和环境效益,已经成为最有吸引力的碳减排手段。二氧化碳捕集和封存的技术近年来已经受到国际重视。由于化石燃料燃烧中产生二氧化碳,目前的捕集技术主要有三条技术路线,即燃烧前脱碳、燃烧后脱碳及富氧燃烧。燃烧前脱碳的关键技术是转化制氢,涉及高温下氢的膜分离技术,包括模式转化装置、膜材料等方面的技术开发。燃烧后脱碳的技术核心是氨吸收脱除二氧化碳,难点在平吸附剂的开发。富氧燃烧技术的关键是氧气供应及高技术涡轮机的开发。二氧化碳封存是指将从电厂中回收的二氧化碳,运输至埋存地,并注人地质结构中封存起来。回收到的二氧化碳需要压缩至超临界状态,以减小体积,提高运输效率。管道运输是最有效的运输手段。
此外,二氧化碳封存还可以与强化油气开采相结合,提高油气采收率,收获了相当可观的经济效益。由于具有显著的环境效益和经济效益,利用油气田封存二氧化碳成为最有吸引力的减排CO2的手段,美国、加拿大、日本等经济发达的国家已经开展了这方面的研究,并取得了一些成绩。
(2)优化能源结构,使用能源替代技术,大力发展低碳燃料和无碳燃料.可以从源头上减少二氧化碳排放。日本重点发展燃料电池、生物燃料和核电,以此来降低对石油的需求。计划到2030年,使石油在能源消费总量所占的比例从50%降到40%。
从长远来看,发展低碳燃料是减排二氧化碳的最终途径,但目前由于受到技术和成本等诸多方面的限制,短期内无法达到较好的减排效果。
(3)提高能源利用率,降低对化石能源的消耗,是二氧化碳减排的重要途径。美国于2005年公布的新能源法案中大力强调节能,宣布将对使用节能电器和节能建材的居民减免税收。
三、根据我国的实际情况对CO2减排的一些建议[3]
面对我国目前严峻的碳排放问题,由此引起的气候变暖及一系列生态环境问题。CO2减排刻不容缓。依据我国现有能源消费状况,及能源生产技术和成本的限制,较为可行的CO2减排的途径有如下四个方面:
(1)调整能源结构,使用其他形式的能源。
中国能源的消费结构以煤炭为主。中国煤炭消费占能源消费总量的比重高于发达国家和世界平均水平,合理渊整能源结构可有效地降低CO2排放。能源消费结构的调整仍然限于在煤炭和天然气之间进行调整,主要目标是用洁净的天然气资源替代煤炭资源和其他能源,缓解对生态环境造成的压力。
(2)开发新的煤炭利用技术。
中国现有的能源结构是由中国能源的可采储量结构决定的。也就是说,以煤炭为主的能源结构,在未来的一段时间内,是不会变的。
(3)提高能源的利用效率。
由于我国大部分能源在开采、加工转换、贮运和中段利用过程中的损失和浪费,导致了能源利用率偏低[6]。与炼焦、炼油的较高加工转换率相比,不到40%的发电及电站供热的加工转换率极大影响了我国能源加工转换的总效率。
(4)大力发展植树造林。
根据植物光合作用原理吸收CO2。可以把碳固定在生物体内。林业对CO2的减排还有很大的空间。有数据估计[7],至2020年全国新增林地碳吸收可达108t,比目前的水平提高4倍。大力发展植树造林,可增强陆地生态系统碳吸收,在一定程度上减轻我国所面临的碳减排压力。
四、结语
为减缓温室气体排放给全球带来的影响,国际组织也逐渐形成共识:控制CO2的排放,发展低碳经济。我国目前碳排放形势严峻,但笔者相信,只要采取正确的战略措施,我国完全可以在实现经济可持续发展的同时走低碳经济之路。
参考文献:
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[5]齐超.制度含义及其本质之我见.税务与经济.2009(3).
3、衣,随季节更替,穿着适宜的应季服装可以减少空调的使用。选择环保面料并减少洗涤、选择手洗、减少服装的购买。
4、食,购买本地、季节性食品,减少食物加工过程,可以减少二氧化碳的排放。使用少油少盐少加工的烹饪方法,健康的不仅是自己,还有地球。
5、住,居住面积不必求大,理智选择适合户型。因为住房面积减少可以降低水电的用量,这在无形之中减少了二氧化碳的排放量。
6、行,选择合适的汽车车型,多乘坐公共交通工具。汽车是二氧化碳的排放大户,应尽量选择低油耗、更环保的汽车。
7、用,洗菜水洗澡水循环利用、每间房只装节能灯、不吃口香糖、使用时尚的环保袋、双面打印、不使用一次性餐具,尽量购买包装简单的产品,既减少生产中消耗的能量,也减少了垃圾。
8、使用洗衣机时,同样长的洗涤周期,“柔化”模式比“标准”模式叶轮换向次数多,电机启动电流是额定电流的5至7倍,“标准洗”更省电;
9、如果每个汽车司机都注意给轮胎及时适当充气,车辆能效就能提高6%,每辆车每年就可以减少90千克二氧化碳排放量;
中图分类号 F205 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2013)21-03-03
在过去的几百年中,“先污染后治理”的经济增长方式,一方面营造了如今发达国家的工业模式和现代化,另一方面给环境造成了不可弥补的创伤。之后,发达国家开始治理环境,发展中国家却由于薄弱的经济和落后的技术,在大力发展经济的同时污染环境,延续了发达国家曾经走过的老路。1997年12月,为了人类避免气候变暖的威胁,在日本京都通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球气候变暖的《京都议定书》。2009年12月7日,被誉为“拯救人类的最后一次机会”的哥本哈根会议,共同商讨如何共担温室气体排放的责任。2006年的《特恩斯报告》指出,若全球不对气候问题作出相应的对策,每年将造成GDP的5%~20%的损失[1]。
发展低碳经济势在必行,政府可以运用相应的政策手段引导企业和消费者减少碳排放。一是税收政策工具,征收碳税,碳减排补贴;二是市场调节的政策工具,碳排放权交易。这是《联合国气候变化框架公约》提出的两项最重要的减少碳排放的政策手段,如今已在欧盟和美国等发达国家进行实施,发展中国家则大多考虑了碳税征收。在我国,碳排放权交易处于起步阶段,为了探索建立适合我国的碳排放权交易机制,国家发展和改革委员会在北京、天津、上海、重庆、武汉、广州、深圳等7个城市进行碳排放权交易试点。除此以外,财政部财政科学研究所对我国社会、经济等进行深入的研究,旨在探索建立合适的碳税制度。但在未确定我国政策之前,我国进行碳税征收与碳排放权交易之策略及方法与措施仍需要深入研究。
1 碳税
1.1 碳税机制 碳税是依据化石燃料燃烧后所产生的CO2排放而征收的一种产品消费税。征收碳税主要起到控制和激励两方面的作用[2]。一方面,碳税征收相当于提高了化石燃料的价格,有助于达到刺激减排的目标。另一方面,征收碳税激励使用化石燃料的企业和消费者转向发展低碳经济,节约能源及提高能源使用效率,并刺激技术创新。
碳税的征税对象为企业和消费者,根据化石燃料燃烧产生的CO2计税。碳税给予了企业和消费者较大的自由选择权,可以根据自身能力进行碳减排。企业会寻找最低碳排放成本来使自己的利润达到最大化,从而刺激企业进行科技创新。
(1) (2)
图1 碳税的作用机制
图1(1)中,由MAC1曲线和MD曲线确定有效碳排放水平e所对应的边际成本t,企业所确定的碳排放量为e,企业的治理污染成本为a的面积,碳税成本为b+c的面积,根据上述所得企业治理成本为a+b+c的面积,使企业的治理成本达到最小值。图1(2)中,刺激企业进行技术设备的更新,来减少碳排放,边际治理成本MAC1下移转变为MAC2;再投入大量资金研发先进的治理技术,相同的碳排放量所需的边际治理成本下降。假设企业在既定的碳税税率t下,企业所对应的边际治理成本也相应的为t,在此情况下,企业的碳排放量为e1;经过技术创新之后,碳排放量减至e2,碳排放成本为d+e+f,小于技术创新之前的碳排放成本[3]。由此可以看出,碳税对企业减排的激励效果,企业会自发地进行碳减排相关的技术创新。
1.2 国外碳税征收情况 目前,有许多国家实施或曾实施了征收碳税或能源税,如芬兰、丹麦、荷兰、挪威、瑞典、德国和加拿大等国家。1990年,芬兰先建立一个完整的碳税政策来取代收入税和服务税;1991年,挪威以二氧化碳排放量的65%征收碳税;同年,瑞典开始征收碳税,在1987年至1994年期间,其二氧化碳排放量减少了600万t~800万t,同比下降整体的13%。1993年,丹麦开始征收碳税,主体为企业和家庭;1999年,德国开始征收碳税,对象为汽车燃料、天然气和电力,税收用于支付退休金;2008年,加拿大不列颠哥伦比亚省成为全区率先征收碳税的北美城市[5]。
1.3 碳关税的影响 其一,贸易保护色彩明显。奥巴马上台后,美国将考虑向未加入碳排放体系的国家征收“边界调节税”,以保护自身商品的竞争性。其二,国家间利益较量加剧。一是增加全球气候变化谈判筹码。发达国家通过全球产业结构调整,已经逐步将高能耗、高污染产业转移到发展中国家。毫无疑问,受碳关税影响最大的是发展中出口大国。舆论认为,美国提出碳关税反映了其在国内反击传统产业势力、国际上为气候谈判增加筹码以迫使中国和印度等发展中大国让步的气候变化战略。二是应对气候变化挑战之策。联合国报告评价,碳税对二氧化碳减排起积极作用。三是转移国内减排成本。一些发达国家担心,先减排会导致本国企业竞争力受损,而高排放产业的重新分布会使发展中国家从中得益。如果能对发展中国家产品征收碳关税,相当于以关税方式让发展中国家承担减排义务,并增强本国产品竞争力。
美欧开征碳关税,将增大我国减排压力,影响我国产业竞争力,可能成为我国商品出口的最大壁垒。碳关税的开征,也促进碳税的开展。
2 碳排放权交易
2.1 碳排放权交易机制 碳排放权交易是政府限定一个碳排放量的上限,根据这个上限额度,颁发碳排放许可证,碳排放权交易给企业保留了一定的自,一方面减少碳排放量,另一方面根据碳排放许可证的价格,进行购买碳排放许可,进一步选择自身的碳排放水平。
(1) (2)
图2 碳排放权交易的作用机制
图2(1)中,由MAC1曲线和MD曲线确定有效碳排放水平e所对应的边际成本t,企业所确定的碳排放量为e,企业的治理污染成本为a的面积,碳税成本为b+c的面积,根据上述所得企业治理成本为a+b+c的面积,使企业的治理成本达到最小值。图2(2)中,企业使用大量的资金进行技术创新和设备更新,从而使碳排放量减少,在恒定的碳排放量e的情况下,边际治理成本从t减少为t’,企业的碳排放成本为d+e+f,小于技术创新前的a+b+c,所以碳排放权交易对企业进行技术创新也具有激励作用。
从图1和图2看出,碳税和碳排放权交易是两种不同的手段,具有不同的影响结果,但共同的作用是减少碳排放,以及刺激企业进行技术创新。
2.2 碳排放权实施 欧盟排放交易体系(EU ETS)成立于2005年,2008年进入第二阶段,从2013年1月1日起,进入其实施的第三阶段。作为第一次大规模的国际温室气体(GHG)的交易计划,欧盟ETS是一个具有里程碑意义的环保政策。迄今为止,欧盟排放交易体系(EU ETS)涵盖超过12,000,安装在27个欧盟国家的6个主要工业行业[6]。每个欧盟国家必须分区,其根据欧盟ETS和行业之间的国家排放预算以及其他经济领域内的所谓的国家分配计划(NAPS)。事实上,欧盟排放交易体系(EU ETS)的性能可能是一个全球性的温室气体交易系统的关键:世界各地的环境政策制定者作为一个独特的机会以获得欧盟ETS以市场为基础的环保计划的设计和实施。该欧盟排放交易体系(EU ETS)政策的针对性也解释了学术界可行的经验教训。
2012年9月,国家发改委确定于2013年在7省市――北京市、天津市、上海市、重庆市、广东省、湖北省、深圳市启动碳排放权交易试点。国家发改委副主任解振华说,“十二五”期间我国主要是做好试点工作,探索和积累经验,“十三五”将进一步扩大试点范围,逐步建立全国性的碳交易市场[7]。
3 综合分析
3.1 碳税与碳排放权交易机制分析 为了对碳税和碳排放权交易进行比较,将图1(2)与图2(2)放入同一个坐标中,如图3所示。
图3 技术创新后,碳税与碳排放权交易的比较
技术创新后的边际治理成本曲线MAC2与边际损害曲线MD相交于C,此时为企业有效的碳排放水平及其成本价格,在碳税制度下,假定碳税税率仍为t1,那么企业边际治理成本仍为t1,那么P=t1与曲线MAC2相交于A(e2,t1);在碳排放权交易制度下,假定碳排放量限额仍为e1保持没变,那么q=e1与MAC2相交于B(e1,t2)。假设在该碳减排机制保持不变的情况下,碳税制度下的碳排放量高于有效率的碳排放量,而碳排放权交易制度下的碳排放量则低于有效率的碳排放量。在图3中,可以得出,碳税制度下企业的治理成本为Ot1Ae2的面积,碳排放权交易制度下企业的治理成本为Ot2Be1的面积,显然可以得出Ot2Be1的面积小于(下转9页)(上接4页)Ot1Ae2的面积,也就是说碳排放权交易制度下治理成本比碳税制度下的少,企业在技术创新后,碳排放权交易给企业带来更多的利润。
3.2 碳税和碳排放权交易各项因素分析 实施成本,短期来看,碳税作为一种税种,可以直接加入国家既定的税收制度,选择环境税、能源税、消费税等税种的子税目,碳税的税基、税率、征税对象以及税收流,可以根据母税种来设定。我国仍处于发展中国家,市场机制不够完善,碳排放权交易制度则需要一个完整的交易平台来支撑整个交易的过程,同时还需要相对应的配套机制来辅助碳排放权交易。从短期实施成本来看,碳税的成本较小。
长期来看,碳税制度具有稳定性和公平性。现实中,各地区的发展水平不同,收入水平不同,环境观念不同,对低碳的认识不同,则需要对各个地区设置不同的碳税税率。若使用统一的税率,则会导致各地的税收不均,政府的宏观调控将需要投入大量的资金。而碳排放权交易则恰恰相反,政府仅需要确定一个碳排放额度,市场会通过自身的调节机制,来优化配置资源,消费者和企业会根据自身的经济情况来确定买入还是卖出碳排放权,从长期实施成本来看,碳排放权交易的成本较小。
社会成本,从以上所述可以看出,碳排放权交易制度下的企业治理污染成本比碳税制度少,社会总生产成本也较少。但是,由于碳排放权交易是由市场控制,有着各种不确定的因素,这将会导致社会成本波动较大。碳税则具有税收的稳定性和固定性的特征,社会成本也相对稳定。
减排效果,碳排放权交易通过对碳排放的限额,来控制碳排放量。碳排放额度的设定对于很多国家来说都很难,难以准确限额。为了国家经济免受碳排放量减少的限制,往往超额设定额度,导致了碳排放量往往超出预估值。碳税制度,作为价格限制的一种手段,不同的税率导致不同的碳减排量,由于信息的不对称性,导致了政府无法准确地制定税率来减少碳排放量。如今许多专家学者,利用一般均衡模型(CGE模型),根据不同的环境情况,确定碳税税率和征收方式,这种方式在一定程度上避免了碳税的缺陷。
激励效果,碳税对企业化石燃料燃烧所产生的二氧化碳进行计税,企业为了减少碳排放所造成的税收,自主进行技术创新,减少边际治理成本。碳税补贴和碳税转移支付,以及碳税税收会再投入到技术创新中,相应地增加了技术创新能力。碳排放权交易,大部分企业则根据自身的经济实力和所需的碳排放量进行购买碳排放许可,一定程度上会刺激企业技术创新,但是激励效果往往没有碳税效果明显。
政治可行性,碳税依附于各大税种进行计税,一些专家学者认为,碳税作为一种累退性的税种,企业增加的税负将被转嫁到消费者身上,社会上的低收入者将承受更大的压力,这种现象并不严重。由于政府的宏观调控,企业不能任意的改变价格来转嫁自身的税负,碳税补贴政策也能减轻企业的税负压力。碳排放权交易的理论基础为产权理论和科斯定理,温室气体的排放,往往难以确定产权归属。政府的碳排放额度分配往往有免费分配和拍卖分配,免费分配占极小的份额,并不能造成太大的影响;拍卖分配,则容易导致供给大于需求,使部分企业廉价收购许可证,在供给小于需求的情况,高价抛售,造成市场紊乱。相对于碳排放权交易,碳税制度则更容易控制和实施。就目前而言,发展中国家仍适合碳税制度,发达国家则适用碳排放权交易制度。
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关键词 :碳足迹 河北省 在校大学生 低碳
本文为2013年度河北省社会科学发展研究课题民生调研专项成果(项目号:201301267)。
引言
随着温室效应对人们生活的影响越来越严重,人们越来越重视低能耗、低污染和低排放的经济发展模式。低碳发展将成为我国发展的趋势。尤其是河北省作为工业大省和能耗大省,碳排放量非常大,低碳发展也成为河北省亟待解决的问题。当代大学生是时代的先驱者,有理想、有文化,他们有责任和有义务担任起减少社会碳排放量的使命。河北省环境污染严重,碳排放量大,河北省的在校大学生更应该为之做出贡献,从自身做起,减少生活和学习中的碳排放量,并引导整个社会低碳生活。本文以碳足迹为理论支撑,对河北省在校大学生低碳生活进行探,并提出相应的减排对策和建议。
1、碳足迹的概念及研究现状
1.1 碳足迹概念。碳足迹(Carbon Footprint)是指一个人或者团体的碳耗用量。碳是指由碳元素构成的自然资源,如石油、煤炭、木材等。碳耗用的越多,产生的CO2就越多,碳足迹就越大,反之碳足迹就越小。
1.2 碳足迹研究现状。碳足迹是从生命周期的视角分析碳排放的整个过程,深度分析碳排放的本质过程,进而从源头上制定科学合理的碳减排计划。国外对碳足迹的研究主要包括其概念内涵的研究、计算方法的研究和实例计算的研究等,研究范围从国家层面、企业层面、产品层面和个人层面进行研究,包括的行业有工业、交通、建筑、供水和医疗等,目前仍处于起步阶段。国内的碳足迹研究尚处于萌芽阶段,研究成果不成熟,仍需进一步的研究。
2、河北省在校大学生碳足迹行为
河北省在校大学生碳足迹属于个人层面的碳足迹,用该从衣、食、住、行和用五个方面进行探讨。
2.1 衣。河北省在校大学生在“衣”方面的消耗主要是指对衣服的消耗和洗衣用品的消耗。在校大学生都是年轻人,追求美丽帅气,购满衣服的数量比较高。一件衣服的排碳量为6.4kg,就在校大学生购买衣服的数量来看,会产生不少碳排放。同时,衣服的增多,洗衣用品也会消耗的多,就洗衣粉来说,1kg洗衣粉排碳0.72kg,也会产生大量碳排放量。因此,如果大学生能够适量减少对衣服的需求,将会适当减少碳排放量。
2.2 食。河北省在校大学生在“食”方面的消耗主要是对肉类、粮食、和零食等食品的消耗。1kg肉类排碳1.4kg,1kg粮食排碳0.94kg,可以看出食素更有益于减少碳排放,不过要在保持营养均衡的情况下,提倡大家食素。在校大学生多为成年人,会有人有饮酒和吸烟的习惯,虽然情况较少,但是也有影响,如能控制,也能减少碳排放。
2.3 住。大学生一般都住校,“住”方面的消耗主要是能源消耗,指其在集体生活中所产生的能耗。主要包括电消耗、天然气消耗、煤炭消耗,同时生活垃圾的处理也会产生大量二氧化碳。在用电方面,主要是宿舍、教师和实验室等用电,因为是集体用电,分摊到每个人身上的用电量很小。天然气和煤炭的消耗主要是食堂和浴室的消耗,以及冬天供暖时的消耗。这些能源的消耗都会产生大量的二氧化碳。同时,每个学生会产生许多生活垃圾,这些垃圾大多通过卫生填埋的方式进行处理,导致大量甲烷和CO2产生。因此,在校大学生在生活和学习过程中应该养成节约用电、用水,和减少垃圾的产生。
2.4 行。在交通方面,在校大学生大多是无车一族,最普遍的交通耗能是火车和公交车,坐飞机的人数也不多。也有部分同学出行会选择打车。如果在校大学生平时出门的时候多采用不行或自行车的方式,减少公交和打车的次数,将会适量减少碳排放。
2.5 用。河北省在校大学生在“用”方面的消耗主要是指塑料袋的消耗,纸制品的消耗和一次性筷子的消耗。塑料袋的消耗不仅会产生碳排放,也会造成环境污染,影响生态环境。纸制品和一次性筷子的消耗不仅产生碳排放,在其生产过程中,消耗大量树木,减少了环境中的碳吸收途径,即减少碳吸收的同时增加了碳排放,必然会增加碳足迹。
3、减少河北省在校大学生碳足迹的对策建议
3.1 培养在校大学生低碳意识。当代大学生作为新时代的先驱,应该从自身做起,培养自身的低碳意识,承担起碳减排的责任。在校园中,可以利用学生社团或者公益讲座等方式进行低碳知识的宣传,让大学生了解当前河北省的环境形势,让他们都重视起减少碳排放的责任来,提倡大家从生活和学习的点点滴滴中减少碳足迹。
3.2 加强校园管理。学校应该加强校园管理,减少校园中的浪费现象。例如,在教室和宿舍有时会出现人走不断电的坏现象,学校应采取政策措施杜绝这种浪费现象。在教室可以增加管理员的管理,减少教室用电浪费的现象。在宿舍,一方面可以增加管理员的管理,另一方面可以增加对浪费电能宿舍的惩罚,增加其节约意识。
3.3 节约资源。在减少碳足迹的工作过程中,节约资源是非常重要的途径之一。在校大学生应该从自身做起节约资源,杜绝浪费。大学生在学习过程中会打印许多学习资料,应该采用双面打印,减少纸张的浪费,单面的可再用于打印或者做草稿纸。班级还可以组织废纸收集,卖给回收人员。生活中应该减少一次性塑料袋和一次性筷子的使用,养成逛超市自己带塑料袋的习惯和自备餐具的习惯。
4、结论
河北省作为能耗大省和人口大省,经济发展和生活过程中产生大量的碳排放量,大学生作为时代的先驱,应将低碳理念与自己的生活紧密联系在一起,为实现河北省的低碳目标贡献自己的一份力量。本文主要根据碳足迹理论对河北省在校大学生的低碳生活进行探索,并提出相应的减排对策。
参考文献
[1]管婧崟, 吴晓玲, 杨玉婷, 等. 在杭大学生生态足迹研究报告[J]. 北方环境, 2011 (11): 204-208.
[2]程明, 高莹, 张诗琦, 等. 面向大学校园的碳足迹行为的分析研究[J]. 环境工程, 2013, 1.
作者简介:路遥(1978-),云南农业大学经济管理学院讲师,研究方向:农村发展、环境教育;
孙艺嘉(1983-),云南农业大学经济管理学院助教,研究方向:环境会计。
中图分类号:G633 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1672-3309(x).2013.03.49 文章编号:1672-3309(2013)03-117-03
一、项目背景与实验设计
(一)国际趋势推动国家承诺
2009年哥本哈根世界气候大会的召开,促使各国纷纷推出了自己的减排计划。美国承诺到2020年温室气体排放量在2005年的基础上减少17%;印度承诺在2020年前将其单位国内生产总值二氧化碳排放量在2005年的基础上削减20%至25%;中国承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。
(二)行为指导促进个体参与
“碳足迹”来源于一个英语单词“Carbon Footprint”,意指以二氧化碳为主的温室气体的排放,它是个人或者团体的“碳耗用量”,是指一个人的能源意识和行为对自然界产生的影响[1]。由北京市林业碳汇工作办公室监制的个人碳足迹计算器,可以从个人生活中的衣食住行用等方面分别进行碳排放计算[2]。
计算碳足迹是评价温室气体排放的重要而有效的途径之一。碳足迹的运用,将碳足迹衡量的范畴进一步扩展到其他温室气体,即碳足迹是某一产品或服务系统在其全生命周期内的碳排放总量,包括个人、组织、部门等在某一活动过程中直接和间接地碳排放总量[3]。如今,各大网站都有碳足迹计算器的介绍应用。
碳足迹的计算有两种方法:第一种,利用生命周期评估法;第二种是通过所使用的能源矿物燃料排放量计算。考虑到在校大学生对于计算方法的理解简易程度以及和周边社区大众对概念的接受程度,项目采用后者进行碳排放量的计算[4]。
(三)实验设计结合环境教育
项目旨在通过在校大学生的同伴教育,进行关于低碳行为的知识传播与行为干预,自发产生减少碳排放量,并对大学周边的农村社区家庭进行环境教育尝试。
图1 运用“碳足迹计算器”技术路线
项目首先对在校大学生进行了不同年级的目标群体差异性和共同特性的分析。具体说来,在校大学生各个年级所处的生活学习环境差异不大,大学一年级新生,统一住8人间,每天用电时间固定,个人购买电脑人数不多,生活和学习行为尚处于探索阶段,吃、行、用方面的行为尚不稳定;大学二年级至大学四年级三个年级学生住在4人间和6人间,每天用电量不固定(各个宿舍用电量分表有记录),大部分已经购买个人电脑,已形成一个相对稳定的生活学习圈子。项目预期大学一年级学生在涉及碳排放量的行为方面与其它年级学生相比有差异性。项目还预期,在校男、女学生群体在涉及碳排放量计算的行为中也会表现出一定的差异性。
项目分宿舍类型、性别,随机选取共8间宿舍(其中4间为干预组;4间为对照组)的在校大学生作为项目的实验对象,对宿舍成员个体的碳排放数据,连续两周进行记录,统计每周的碳排放量水平,乘以52,得出个人平均年碳排放量。
个人年均碳排放量表示为:
52∑(x1y1+x2y2+x3y3+x4y4+x5y5)+∑(a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1+anbn)+cd
其中,x分别代表食物、肉类、一次性纸碗、烟(包)、公交里程等的一周使用量;Y分别为其所对应的碳排放量的系数;a分别代表除以上几项以外的其它碳排量统计项;b分别为其所对应的碳排放量的系数;c表示每周用电量;d表示每耗1度电其碳排放的系数。
在周边农村社区实施过程中,项目成员尝试计算以家庭为单位的碳排放量的同时,更注重对社区大众的环保宣传和教育。
二、校园“碳足迹计算器”运用与创新
(一)计算公式的跟进运用
碳足迹计算器统计时间是以年为单位,统计内容包括衣、食、住、行、用五大板块,在这些板块下又包括若干方面。项目将“食”板块和“用”板块中的塑料袋、一次性碗筷、“行”板块中的公交车方面按天进行统计,统计时间为一周;耗电量则按周统计;其它则按年分项统计,最后,将不按年统计的内容折算成人均一年的碳排放量,再计算分析结果。
人均每周碳排量表示为:∑(x1y1+x2y2+x3y3+x4y4+x5y5)+cd
根据对统计数据的分析整理,形成了“大学生宿舍低碳行为建议”,在全校范围进行宣传推广;在周边农村社区,通过对家庭的碳排放跟踪调查,形成“城郊结合部家庭低碳生活行为建议”;在周边社区小学,项目团队通过与小学生的游戏、图画、日记等形式进行低碳环保教育。
(二)校园宿舍的对比实验
记录第1周结束时,项目组与干预组学生进行小组讨论,明确可以降低碳排放的行为,分发环保宣传册,指导学生从生活学习行为的点滴着手降低碳排放量,并以每节省1Kg碳排放量给予10元奖励以期干预组学生的行为有所改变。
对照组则不采取任何干预措施,仍旧按其原来行为进行数据统计。
表1 校园宿舍利用“个人碳足迹计算器”记录 (单位:Kg)
到记录第2周结束时,项目组发现干预组和对照组在个人碳排放量的数据上有明显差别。
数据显示干预组大学一年级男生个人平均减少1.2KG碳排放,其它年级男生个人平均减少1.48KG碳排放;干预组大学一年级女生个人平均减少1.13KG碳排放,其它年级女生个人平均减少1.04KG碳排放;对照组则个人平均减少0.56KG、0.17KG、0.14KG和0.65KG。
(三)实验发现及原因分析
通过两周的记录、干预和分析,项目组在校园宿舍的实验有以下几个有趣的发现:(1)干预组碳排放水平降低幅度大于对照组下降幅度;(2)同年级男生碳排放量水平低于女生碳排放水平;(3)在校大学生的个人年均碳排放量比中国人均碳排放水平低。
干预组和对照组人均碳排放量都有降低,干预组下降幅度明显高于实验组。干预组人均下降幅度都接近1Kg左右且人年均可减少约60Kg碳排放量,说明干预措施是比较有效的。
对照组下降的排放量有可能来自其它渠道的影响效果,如大众媒体、学校教育和同伴影响等;也不排除在记录期间宿舍的断电停水等外力因素。
男生群体中,低年级同学其碳排放量水平比高年级人均碳排放量少。而通过采取干预措施后,高年级男生人均碳排放量降低幅度接近其一周碳排放量水平的1/8,一年可减少约77Kg的碳排放总量。另外,低年级男生碳排放量下降幅度比同年级女生降低幅度稍大。女生群体中,低年级同学其碳排放量水平较高年级人均碳排放量少。而通过干预措施后,高年级同学人均碳排放量降低幅度比低年级同学少0.1Kg,年均可减少近55Kg的碳排放量。
究其原因,项目组认为对干预组进行小组讨论、分发宣传册、给予经济刺激等手段有利于学生认知、熟悉低碳相关知识,并养成低碳行为习惯。根据宿舍统计数据显现,女性在衣物及日常个人用品上的消耗使得其碳排放量远远高于男性。而在校大学生的集体生活使得其在能源消耗量上大大低于小单位生活的个人或家庭。
三、周边农村社区的干预活动
(一)样本农村社区调查发现
调查发现样本社区L村居民在碳排放行为方面主要有以下表现:(1)家庭塑料袋消耗量在平均每天3-5个;(2)耗电量较大的家庭,其碳排放量也相应较高;(3)拥有私车的家庭,其年均碳排放量较没有私车的家庭高;(4)家庭人均年食用肉类量大,甚至出现有家庭年食用肉类量大于家庭食用粮食量;(5)L村居民人均碳排放量低于中国平均水平,也低于发展中国家人均水平。
项目组分析L村居民的碳排放量较少的原因有:所在地昆明四季平均温度适中,即使在冬季也不必采取特殊取暖措施,节省了能源消耗;昆明有丰富的太阳能资源,L村每家都安装了太阳能,这一替代能源更是减少了碳排放量;另外,在碳足迹计算器中,家庭装修会产生较大碳排放量,L村是一个老社区,在计算时也就少了因装修而产生的碳排放量。
(二)社区调查推动知识普及
项目组与L村管理环境与教育的负责人协商后,以小学生所在家庭为核心,对社区家庭进行个人年均碳排放量调查。同时,在附近农贸市场,通过展板宣讲、分发环保袋等方式,由针对性地对社区居民进行环保教育宣传。
四、问题与启示
在运用过程中,项目组发现“碳足迹计算器”在统计时的问题,比如生活中的鞋、袜、帽等用品跟“购买衣服件数”内容接近,但如何准确计算成为问题;另外,按照一年为单位计算个人年均碳排放量水平,时间周期较长,在统计执行时可能会造成记录误差。
“碳足迹计算器”是对碳排放的一种量化手段,能够对个人年均碳排放量进行统计,能让大众对碳排放量有更深的认识;使低碳生活理念深入人心;更能够指导改变行为。对于个人,鼓励建立个人和家庭碳排放量数据库,从身边小事做起降低碳排放量。
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将工业技术进步依据来源细分为自主创新与技术引进(包含技术消化吸收),并将二者纳入STIRPAT模型中的空间面板模型,分别研究两者对地区碳强度的直接影响与间接影响。结果发现:自主创新与技术引进均有利于减少全国的碳强度;相对于技术引进,自主创新更能减少区域碳强度;东部地区加强自主创新,中西部地区加强引进技术的吸收能力,才能更好地发挥技术进步的节能减排作用。
改革开放以来,中国在取得经济持续快速增长的同时也伴随着大量的能源消耗。1995~2011年中国年均能源消耗增长率达到747%,由此产生的碳排放也呈逐年增长趋势,2010年中国已经超过美国成为世界排名第一的碳排放国。另一方面,近30年来,中国的能源结构始终保持稳定,煤炭消费约占总能源消费的70%,以煤为主的能源结构与大量能源消耗的现状导致了近年来碳排放量的猛增,使得中国产生了一系列的环境问题,中国在国际上的节能减排达标压力也日益增长。因此,实行二氧化碳减排已经成为中国发展亟需解决的问题。能源结构难以在短期内改变,技术进步因而成为当前节能减排的重要举措。本文在以往研究基础上,考虑碳的空间溢出影响,研究工业技术进步对碳强度的影响,期望能为减少碳排放提供针对性的建议。
1文献综述
技术进步能够减少能源消费所带来的污染排放尤其是二氧化碳的排放。Asafu-Adjaye以澳大利亚为例,通过新能源结构、减污技术进步和能源税三种指标对碳排放影响的比较,最终得出只有减污技术进步可以减少碳排放。基于中国的实证研究结果也证明了技术进步对碳排放存在积极的影响。这种影响主要表现在三个方面:首先是技术进步促进产业结构的调整与升级,减少了能源消耗量与碳排放。Zhou利用DEA-Malmquist测算了基于中国碳排放的技术进步效率,并认为由技术进步所产生的产业结构调整与优化是碳减排的有效方法;第二是通过产生节能减排的专利减少了污染的排放,如Wang采用计量方法分析了中国能源技术专利与碳排放之间的关系,揭示国内专利技术并未能显著地减少中、西部的碳排放,但是对东部地区的减排产生了重要作用;第三是技术进步所带动的能源利用效率的提升,如王锋运用对数平均Divisia指数分解法,分析发现中国碳排放量下降的主要驱动因素是工业部门能源利用效率的提高,而深层原因是研发经费支出提高所推动的技术进步和工业企业所有制结构的变化。技术进步作为影响碳强度变化的重要因素,在研究中被广泛认可,但本文则旨在综合分析直接导致技术进步的两大来源,即技术创新与技术引进对碳排放产生的影响。
与以往研究不同,本文将碳强度作为反映环境污染的综合指标,并将碳强度的空间溢出效应作为碳强度的影响因素。即考虑碳排放在各地区间的流动溢出对地区碳排放的影响。该溢出效应主要基于地区之间的社会经济差异,具体成因为:(1)由于地区产业结构不同,地区消费偏好有差异,产品生产和产品消费可能产生跨地区的交易或流动,从而促进碳的空间扩散。(2)随着社会的发展,中国区域间人口流动频繁,由于人的迁移,知识和技术会跨区域扩散,消费行为也会产生空间转移,从而影响碳排放。忽视碳排放空间效应可能会导致偏差或不一致的结果。不少学者开始将空间计量应用于环境问题的分析,如许和连基于省级空间面板计量的方法分析了外商直接投资与环境污染的关系,Yu利用空间面板方法测算了影响中国区域能源效率集聚溢出的影响因素。
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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中图分类号:F316.12
文献标识码:A
文章编号:1673-5919(2012)03-0053-03
控制和减少温室气体的排放,发展低碳经济,是全世界控制气候变化的战略选择。而在应对气候变化中,林业具有特殊作用。发展低碳经济,不仅要重视节能减排,还要重视碳汇的作用。因此,要发展低碳经济,就要求在最大限度减少碳排放的同时,必须重视发挥林业的碳汇作用[1]。
1 林业是发展低碳经济的有效途径
林业是减排二氧化碳的重要手段。部分研究认为,林业减排是减排二氧化碳的重要手段。首先,通过抑制毁林、森林退化可以减少碳排放;其次,通过林产品替代其他原材料以及化石能源,可以减少生产其他原材料过程中产生的二氧化碳,可以减少燃烧化石能源过程中释放的二氧化碳[2]。
1.1 毁林、森林退化与碳排放
近年来,大部分的毁林活动都是由人类直接引发的,大片的林地转变成非林地,主要活动包括大面积商业采伐以及扩建居住区、农用地开垦、发展牧业、砍伐森林开采矿藏、修建水坝、道路、水库等[3]。
在毁林过程中,部分木材被加工成了木制品,由于部分木制品是长期使用的,因此,可以长期保持碳贮存,但是,原本的森林中贮存了大量的森林生物量,由于毁林,这些森林生物量中的碳迅速的排放到大气中,另外,森林土壤中含有大量的土壤有机碳,毁林引起的土地利用变化也引起了这部分碳的大量释放。因此,毁林是二氧化碳排放的重要源头。
毁林已经成为能源部门之后的第二大来源,根据 IPCC 的估计,从19世纪中期到20世纪初,全世界由于毁林引起的碳排放一直在增加,19世纪中期,碳排放是年均3亿t,在20世纪50年代初是年均10亿t,本世纪初,则是年均23亿t,大概占全球温室气体源排放总量的17%。因此,IPCC认为,减少毁林是短期内减排二氧化碳的重要手段。
1.2 林木产品、林木生物质能源与碳减排
①大部分研究认为,应将林产品碳储量纳入国家温室气体清单报告,主要理由是林产品是一个碳库,伐后林产品是其中一个重要构成部分[4]。
通过以下手段,可以减缓林产品中贮存的碳向大气中排放:大量使用林产品,提高木材利用率,扩大林产品碳储量,延长木质林产品使用寿命等。另外,也可以采用其他有效的手段来减缓碳的排放,降低林产品的碳排放速率,如合理填埋处置废弃木产品等方式,这样,甚至可以让部分废弃木产品实现长期固碳。在森林生态系统和大气之间的碳平衡方面,林产品的异地储碳发挥了很大的作用。
②贾治邦认为,大量使用工业产品产生了大量的碳排放,如果用林业产品代替工业产品,如减少能源密集型材料的使用,大量使用的耐用木质林产品就可以减少碳排放。秦建华等也从碳循环的角度分析了林产品固碳的重要性,林产品减少了因生产钢材等原材料所产生的二氧化碳排放,又延长了本身所固定的二氧化碳[5]。
③以林产品替代化石能源,也可以减少因化石能源的燃烧产生的二氧化碳排放。例如,木材可以作为燃料,木材加工和森林采伐过程中也会有很多的木质剩余物,这些都可以收集起来用以替代化石燃料,从而减少碳的排放;另外,林木生物质能源也可以替代化石燃料,减少碳的排放。
根据IPCC 的预计,2000—2050 年,全球用生物质能源代替的化石能源可达20~73GtC[6]。相震认为,虽然通过分解作用,部分林产品中所含的碳最终重新排放到大气中,但因为林业资源可以再生,在再生过程中,可以吸收二氧化碳,而生产工业产品时,由于需要燃烧化石燃料,由此排放大量的二氧化碳,所以,使用林产品最终降低了工业产品在生产过程中,石化燃料燃烧产生的净碳排放[7]。林产品通过以下两个方面降低碳排放量:一是异地碳储燃料,二是碳替代。这两方面可以保持、增加林产品碳贮存并可以长期固定二氧化碳,因此,起到了间接减排二氧化碳的作用。
从以上分析可知,林业是碳源,因此在直接减排上将起到重大作用;林业可以起到碳贮存与碳替代的作用,可以间接减排二氧化碳。因此,林业是减排二氧化碳的重要手段。
有些研究认为林业在直接减排二氧化碳方面的作用不大。这是基于较长的时间跨度来考察的,认为林业并不是二氧化碳减排的最重要手段,工业减排是发展低碳经济的长久之计;但是从短时间尺度来考察,又由于CDM项目的实施,林业是目前中国碳减排的一个重要的不可或缺的手段。
2 森林碳汇在发展低碳经济中发挥的作用巨大
绝大部分的研究认为,林业是增加碳汇的主要手段。谢高地认为,中国的国民经济体系和人类生活水平都是以大量化石能源消耗和大量二氧化碳排放为基础。虽然不同地区、不同行业单位GDP碳排放量有所差别,但都必须依赖碳排放以求发展。这种依赖是长期发展形成的,是不可避免的,我国现有的技术体系还没有突破性的进展,在这之前要突破这种高度依赖性非常困难,实行减排政策势必会影响现有经济体系的正常运行,降低人们的生活水平,也会产生相应的经济发展成本[8]。谢本山也认为,中国还处于城镇化和工业发展的阶段,需要大量的资金和先进的技术才能使这种以化石能源为主要能源的局面有所改变,而且需要很长的周期,目前的条件下,想要实现总体低碳仍然存在较大的困难。与工业减排相比,通过林业固碳,成本低、投资少、综合收益大,在经济上更具有可行性,在现实上也更具备选择性[9]。
从碳循环的角度上讲,陶波,葛全胜,李克让,邵雪梅等认为,地球上主要有大气碳库、海洋碳库、陆地生态系统碳库和岩石圈碳库四大碳库,其中,在研究碳循环时,可以将岩石圈碳库当做静止不动的,主要原因是,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,因此二者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[10]。
从全球不同植被类型的碳蓄积情况来看,森林地区是陆地生态系统的碳蓄积的主要发生地。森林生态系统在碳循环过程中起着十分重要的作用,森林生态系统蓄积了陆地大概80%的碳,森林土地也贮藏了大概40%的碳,由此可见,林业是增加碳汇的主要手段。
聂道平等在《全球碳循环与森林关系的研究》中指明,在自然状态下,森林通过光合作用吸收二氧化碳,固定于林木生物量中,同时以根生物量和枯落物碎屑形式补充土壤的碳量[11]。在同化二氧化碳的同时,通过林木呼吸和枯落物分解,又将二氧化碳排放到大气中,同时,由于木质部分也会在一定的时间后腐烂或被烧掉,因此,其中固定的碳最终也会以二氧化碳的形式回到大气中。所以,从很长的时间尺度(约100年)来看,森林对大气二氧化碳浓度变化的作用,其影响是很小的。但是由于单位森林面积中的碳储量很大,林下土壤中的碳储量更大,所以从短时间尺度来看,主要是由人类干扰产生的森林变化就有可能引起大气二氧化碳浓度大的波动。
根据国家发改委2007年的估算,从1980—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。李育材
研究表明, 2004 年中国森林净吸收二氧化碳约5
亿t,相当于当年工业排放的二氧化碳量的8%。 还有方精云等专家认为,在1981—2000年间,中国的陆地植被主要以森林为主体,森林碳汇大约抵消了中国同期工业二氧化碳排放量的14.6%~16.1%。由此可见,林业在吸收二氧化碳方面具有举足轻重的作用。
3 发展森林碳汇的难点
通过以上分析可以看出,通过林业减排与增加碳汇是切实可行的,减少二氧化碳的排放量、增加大气中二氧化碳的排放空间是发展低碳经济关键所在。然而,森林碳汇在发展低碳经济中也受到相关规定的限制。
在《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》中,都有关于“清洁发展机制(CDM)”和碳贸易市场的叙述,其中明确规定开发森林碳汇项目及进行碳贸易须要符合以下规则:
①在《京都议定书》中明确规定,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,《京都议定书》也规定,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[12]。
②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。
③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。
④减少毁林和优化森林管理产生的森林碳汇并没有纳入清洁发展机制;另外,只有造林再造林项目产生的森林碳汇被纳入到清洁发展机制,森林碳汇项目的种类很单一,而且有关的申报、认证等程序非常复杂。
通过以上分析,可以得出以下结论,林业对于发展低碳经济具有不可替代的作用。尽管也受到很多方面的制约,但其未来的快速发展趋势是必然的。因此必须加强森林经营、提高森林质量,促进碳吸收和固碳;保护森林控制森林火灾和病虫害,减少林地的征占用,减少碳排放;大力发展经济林特别是木本粮油包括生物质能源林;使用木质林产品,延长其使用寿命,最大限度的固定二氧化碳;保护湿地和林地土壤,减少碳排放。
参考文献:
[1] 张秋根.林业低碳经济探讨[J].气候变化与低碳经济,林业经济,2010(3):36-38.
[2] 王春峰.低碳经济下的林业选择[J].世界环境,2008(2):37-39.
[3] 林德荣,李智勇.减少毁林和森林退化引起的排放:一个综述视角的分析[J].世界林业研究,2010(2):1-4.
[4]文冰.基于低碳经济的林分质量改造分析[A].低碳经济与林业发展论—中国林业学术论坛·第6辑 , 2009:179-186.
[5]贾治邦.全面发展林业,助推低碳经济发展[J].高端论坛2010(3):18-19.
[6] 魏远竹.产业结构调整与林业经济增长方式转变[J]北京林业大学学报,2001(1):72-75.
[7]相震.碳减排问题刍议[J].环境科技,2009(2):1-10.
[8]谢高地.碳汇价值的形成与和平价[J].自然资源学报,2011,26(1):1-10.
[9]谢本山.森林碳汇在低碳经济中的作用[J].现代农业科技2010(23):205-206.
“碳足迹”,又一个新词。
世界自然基金会香港分会负责气候变化企业参与的主管Karen HO解释说,“碳足迹”来源于一个英语单词“Carbon Footprint”。打个比方,一个人开着车子在马路上转一圈就留下了一个碳足迹。碳足迹(Carbon Footprint)标示一个人或者团体的“碳耗用量”。“碳”,就是石油、煤炭、木材等由碳元素构成的自然资源。“碳”耗用得多,导致地球暖化的元凶“二氧化碳”也制造得多,“碳足迹”就大,反之“碳足迹”就小。
挪威船级社环境风险管理经理周璐说,“碳足迹”包含三种“足迹”:一种叫“组织碳足迹”,企业内部的经营管理过程中产生了多少碳排放。第二种足迹是“产品碳足迹”,就是企业的产品在它的生命周期中,比如开发、销售、消费不同阶段的“碳足迹”。还有第三种叫“项目碳足迹”,有的企业想减排,那么没有减排之前是怎么样的,上了一个项目产生减排效应之后,碳排放又是怎么样的。当然,每一种类型的“碳足迹”都要运用不同的技术来计算。
“近年来,珠江三角洲一些工厂主跑来向我们求援,这些企业现在经常遇到一些欧美的客户,在采购时要求他们提品的碳排放量数据。但是企业不知道怎么去计算,于是,我们就给珠三角工厂做了一个‘低碳制造’的绿色工厂计划,帮助企业了解自己的碳排放量。”
世界自然基金会香港分会的KarenHO说,这个计划包括一个网上的碳排放计算工具,工厂可以计算自己的碳排放量。一个标签系统:在企业的各个环节都贴上提醒低碳排放的标签,来鼓励工厂改善减少碳排放量。还有一个手册,里面写了对温室气体管理的措施,提供一些日常操作和技术,让普通的工人都可以从中学习怎么操作能减低二氧化碳的排放。
世界自然基金会在深圳的金宝通、ITEM塑胶厂、利华成衣集团三家工厂做了实验之后发现,金宝通如果能够使用20项措施,每年就能节省262万元人民币,投资回报期少于一年半。ITEM塑胶厂可通过实行16项措施,每年节省89.5万元人民币,投资回报期约3年。而利华成衣集团可通过实行15项措施,每年节省216万元人民币,这216万元人民币相当于利华的五个制衣厂的利润,投资回报期少于一年半。Karen HO说,“参加这个实验以后,利华制衣的老板觉得这些碳排放的测试特别好,打算陆续在自己的其他工厂里面落实。”
目前,国外一些机构和公司已开展碳足迹方面的研究,即从全寿命周期角度来测算产品在生产、运输、销售、使用和报废处理等环节所产生的碳排放,并从各个环节力求减少产品的碳影响。
碳足迹研究目前仍处于初级阶段,但随着消费者对产品的碳排放影响日益关注,势必将对今后的企业供应链管理以及国际贸易产生深远影响。
相关链接:什么是“低碳生活方式”
联合国环境规划署2008年6月5日“世界环境日”的《改变生活方式:气候中和联合国指南》。告诉我们什么是“低碳生活方式”:
1、用传统的发条式闹钟替代电子钟,每天可减少48克的二氧化碳排放量;
2、把在电动跑步机上45分钟的锻炼改为到附近公园慢跑,可减少将近1公斤的二氧化碳排放量;
3、搭乘火车或地铁来取代开车,在8公里的里程内可减少1.7公斤的二氧化碳排放量;
4、不用洗衣机甩干衣服,而是让其自然晾干,可减少2.3公斤的二氧化碳排放量;
林业是减排二氧化碳的重要手段。部分研究认为,林业减排是减排二氧化碳的重要手段。首先,通过抑制毁林、森林退化可以减少碳排放;其次,通过林产品替代其他原材料以及化石能源,可以减少生产其他原材料过程中产生的二氧化碳,可以减少燃烧化石能源过程中释放的二氧化碳[2]。
1.1毁林、森林退化与碳排放近年来,大部分的毁林活动都是由人类直接引发的,大片的林地转变成非林地,主要活动包括大面积商业采伐以及扩建居住区、农用地开垦、发展牧业、砍伐森林开采矿藏、修建水坝、道路、水库等[3]。在毁林过程中,部分木材被加工成了木制品,由于部分木制品是长期使用的,因此,可以长期保持碳贮存,但是,原本的森林中贮存了大量的森林生物量,由于毁林,这些森林生物量中的碳迅速的排放到大气中,另外,森林土壤中含有大量的土壤有机碳,毁林引起的土地利用变化也引起了这部分碳的大量释放。因此,毁林是二氧化碳排放的重要源头。毁林已经成为能源部门之后的第二大来源,根据IPCC的估计,从19世纪中期到20世纪初,全世界由于毁林引起的碳排放一直在增加,19世纪中期,碳排放是年均3亿t,在20世纪50年代初是年均10亿t,本世纪初,则是年均23亿t,大概占全球温室气体源排放总量的17%。因此,IPCC认为,减少毁林是短期内减排二氧化碳的重要手段。
1.2林木产品、林木生物质能源与碳减排①大部分研究认为,应将林产品碳储量纳入国家温室气体清单报告,主要理由是林产品是一个碳库,伐后林产品是其中一个重要构成部分[4]。通过以下手段,可以减缓林产品中贮存的碳向大气中排放:大量使用林产品,提高木材利用率,扩大林产品碳储量,延长木质林产品使用寿命等。另外,也可以采用其他有效的手段来减缓碳的排放,降低林产品的碳排放速率,如合理填埋处置废弃木产品等方式,这样,甚至可以让部分废弃木产品实现长期固碳。在森林生态系统和大气之间的碳平衡方面,林产品的异地储碳发挥了很大的作用。②贾治邦认为,大量使用工业产品产生了大量的碳排放,如果用林业产品代替工业产品,如减少能源密集型材料的使用,大量使用的耐用木质林产品就可以减少碳排放。秦建华等也从碳循环的角度分析了林产品固碳的重要性,林产品减少了因生产钢材等原材料所产生的二氧化碳排放,又延长了本身所固定的二氧化碳[5]。③以林产品替代化石能源,也可以减少因化石能源的燃烧产生的二氧化碳排放。例如,木材可以作为燃料,木材加工和森林采伐过程中也会有很多的木质剩余物,这些都可以收集起来用以替代化石燃料,从而减少碳的排放;另外,林木生物质能源也可以替代化石燃料,减少碳的排放。根据IPCC的预计,2000—2050年,全球用生物质能源代替的化石能源可达20~73GtC[6]。相震认为,虽然通过分解作用,部分林产品中所含的碳最终重新排放到大气中,但因为林业资源可以再生,在再生过程中,可以吸收二氧化碳,而生产工业产品时,由于需要燃烧化石燃料,由此排放大量的二氧化碳,所以,使用林产品最终降低了工业产品在生产过程中,石化燃料燃烧产生的净碳排放[7]。林产品通过以下两个方面降低碳排放量:一是异地碳储燃料,二是碳替代。这两方面可以保持、增加林产品碳贮存并可以长期固定二氧化碳,因此,起到了间接减排二氧化碳的作用。
从以上分析可知,林业是碳源,因此在直接减排上将起到重大作用;林业可以起到碳贮存与碳替代的作用,可以间接减排二氧化碳。因此,林业是减排二氧化碳的重要手段。有些研究认为林业在直接减排二氧化碳方面的作用不大。这是基于较长的时间跨度来考察的,认为林业并不是二氧化碳减排的最重要手段,工业减排是发展低碳经济的长久之计;但是从短时间尺度来考察,又由于CDM项目的实施,林业是目前中国碳减排的一个重要的不可或缺的手段。
2森林碳汇在发展低碳经济中发挥的作用巨大
绝大部分的研究认为,林业是增加碳汇的主要手段。谢高地认为,中国的国民经济体系和人类生活水平都是以大量化石能源消耗和大量二氧化碳排放为基础。虽然不同地区、不同行业单位GDP碳排放量有所差别,但都必须依赖碳排放以求发展。这种依赖是长期发展形成的,是不可避免的,我国现有的技术体系还没有突破性的进展,在这之前要突破这种高度依赖性非常困难,实行减排政策势必会影响现有经济体系的正常运行,降低人们的生活水平,也会产生相应的经济发展成本[8]。谢本山也认为,中国还处于城镇化和工业发展的阶段,需要大量的资金和先进的技术才能使这种以化石能源为主要能源的局面有所改变,而且需要很长的周期,目前的条件下,想要实现总体低碳仍然存在较大的困难。与工业减排相比,通过林业固碳,成本低、投资少、综合收益大,在经济上更具有可行性,在现实上也更具备选择性[9]。从碳循环的角度上讲,陶波,葛全胜,李克让,邵雪梅等认为,地球上主要有大气碳库、海洋碳库、陆地生态系统碳库和岩石圈碳库四大碳库,其中,在研究碳循环时,可以将岩石圈碳库当做静止不动的,主要原因是,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,因此二者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[10]。从全球不同植被类型的碳蓄积情况来看,森林地区是陆地生态系统的碳蓄积的主要发生地。森林生态系统在碳循环过程中起着十分重要的作用,森林生态系统蓄积了陆地大概80%的碳,森林土地也贮藏了大概40%的碳,由此可见,林业是增加碳汇的主要手段。聂道平等在《全球碳循环与森林关系的研究》中指明,在自然状态下,森林通过光合作用吸收二氧化碳,固定于林木生物量中,同时以根生物量和枯落物碎屑形式补充土壤的碳量[11]。在同化二氧化碳的同时,通过林木呼吸和枯落物分解,又将二氧化碳排放到大气中,同时,由于木质部分也会在一定的时间后腐烂或被烧掉,因此,其中固定的碳最终也会以二氧化碳的形式回到大气中。所以,从很长的时间尺度(约100年)来看,森林对大气二氧化碳浓度变化的作用,其影响是很小的。但是由于单位森林面积中的碳储量很大,林下土壤中的碳储量更大,所以从短时间尺度来看,主要是由人类干扰产生的森林变化就有可能引起大气二氧化碳浓度大的波动。根据国家发改委2007年的估算,从1980—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。李育材研究表明,2004年中国森林净吸收二氧化碳约5亿t,相当于当年工业排放的二氧化碳量的8%。还有方精云等专家认为,在1981—2000年间,中国的陆地植被主要以森林为主体,森林碳汇大约抵消了中国同期工业二氧化碳排放量的14.6%~16.1%。由此可见,林业在吸收二氧化碳方面具有举足轻重的作用。
林业是减排二氧化碳的重要手段。部分研究认为,林业减排是减排二氧化碳的重要手段。首先,通过抑制毁林、森林退化可以减少碳排放;其次,通过林产品替代其他原材料以及化石能源,可以减少生产其他原材料过程中产生的二氧化碳,可以减少燃烧化石能源过程中释放的二氧化碳[2]。
1.1毁林、森林退化与碳排放近年来,大部分的毁林活动都是由人类直接引发的,大片的林地转变成非林地,主要活动包括大面积商业采伐以及扩建居住区、农用地开垦、发展牧业、砍伐森林开采矿藏、修建水坝、道路、水库等[3]。在毁林过程中,部分木材被加工成了木制品,由于部分木制品是长期使用的,因此,可以长期保持碳贮存,但是,原本的森林中贮存了大量的森林生物量,由于毁林,这些森林生物量中的碳迅速的排放到大气中,另外,森林土壤中含有大量的土壤有机碳,毁林引起的土地利用变化也引起了这部分碳的大量释放。因此,毁林是二氧化碳排放的重要源头。毁林已经成为能源部门之后的第二大来源,根据IPCC的估计,从19世纪中期到20世纪初,全世界由于毁林引起的碳排放一直在增加,19世纪中期,碳排放是年均3亿t,在20世纪50年代初是年均10亿t,本世纪初,则是年均23亿t,大概占全球温室气体源排放总量的17%。因此,IPCC认为,减少毁林是短期内减排二氧化碳的重要手段。
1.2林木产品、林木生物质能源与碳减排①大部分研究认为,应将林产品碳储量纳入国家温室气体清单报告,主要理由是林产品是一个碳库,伐后林产品是其中一个重要构成部分[4]。通过以下手段,可以减缓林产品中贮存的碳向大气中排放:大量使用林产品,提高木材利用率,扩大林产品碳储量,延长木质林产品使用寿命等。另外,也可以采用其他有效的手段来减缓碳的排放,降低林产品的碳排放速率,如合理填埋处置废弃木产品等方式,这样,甚至可以让部分废弃木产品实现长期固碳。在森林生态系统和大气之间的碳平衡方面,林产品的异地储碳发挥了很大的作用。②贾治邦认为,大量使用工业产品产生了大量的碳排放,如果用林业产品代替工业产品,如减少能源密集型材料的使用,大量使用的耐用木质林产品就可以减少碳排放。秦建华等也从碳循环的角度分析了林产品固碳的重要性,林产品减少了因生产钢材等原材料所产生的二氧化碳排放,又延长了本身所固定的二氧化碳[5]。③以林产品替代化石能源,也可以减少因化石能源的燃烧产生的二氧化碳排放。例如,木材可以作为燃料,木材加工和森林采伐过程中也会有很多的木质剩余物,这些都可以收集起来用以替代化石燃料,从而减少碳的排放;另外,林木生物质能源也可以替代化石燃料,减少碳的排放。根据IPCC的预计,2000—2050年,全球用生物质能源代替的化石能源可达20~73GtC[6]。相震认为,虽然通过分解作用,部分林产品中所含的碳最终重新排放到大气中,但因为林业资源可以再生,在再生过程中,可以吸收二氧化碳,而生产工业产品时,由于需要燃烧化石燃料,由此排放大量的二氧化碳,所以,使用林产品最终降低了工业产品在生产过程中,石化燃料燃烧产生的净碳排放[7]。林产品通过以下两个方面降低碳排放量:一是异地碳储燃料,二是碳替代。这两方面可以保持、增加林产品碳贮存并可以长期固定二氧化碳,因此,起到了间接减排二氧化碳的作用。从以上分析可知,林业是碳源,因此在直接减排上将起到重大作用;林业可以起到碳贮存与碳替代的作用,可以间接减排二氧化碳。因此,林业是减排二氧化碳的重要手段。有些研究认为林业在直接减排二氧化碳方面的作用不大。这是基于较长的时间跨度来考察的,认为林业并不是二氧化碳减排的最重要手段,工业减排是发展低碳经济的长久之计;但是从短时间尺度来考察,又由于CDM项目的实施,林业是目前中国碳减排的一个重要的不可或缺的手段。
2森林碳汇在发展低碳经济中发挥的作用巨大
绝大部分的研究认为,林业是增加碳汇的主要手段。谢高地认为,中国的国民经济体系和人类生活水平都是以大量化石能源消耗和大量二氧化碳排放为基础。虽然不同地区、不同行业单位GDP碳排放量有所差别,但都必须依赖碳排放以求发展。这种依赖是长期发展形成的,是不可避免的,我国现有的技术体系还没有突破性的进展,在这之前要突破这种高度依赖性非常困难,实行减排政策势必会影响现有经济体系的正常运行,降低人们的生活水平,也会产生相应的经济发展成本[8]。谢本山也认为,中国还处于城镇化和工业发展的阶段,需要大量的资金和先进的技术才能使这种以化石能源为主要能源的局面有所改变,而且需要很长的周期,目前的条件下,想要实现总体低碳仍然存在较大的困难。与工业减排相比,通过林业固碳,成本低、投资少、综合收益大,在经济上更具有可行性,在现实上也更具备选择性[9]。从碳循环的角度上讲,陶波,葛全胜,李克让,邵雪梅等认为,地球上主要有大气碳库、海洋碳库、陆地生态系统碳库和岩石圈碳库四大碳库,其中,在研究碳循环时,可以将岩石圈碳库当做静止不动的,主要原因是,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,因此二者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[10]。从全球不同植被类型的碳蓄积情况来看,森林地区是陆地生态系统的碳蓄积的主要发生地。森林生态系统在碳循环过程中起着十分重要的作用,森林生态系统蓄积了陆地大概80%的碳,森林土地也贮藏了大概40%的碳,由此可见,林业是增加碳汇的主要手段。聂道平等在《全球碳循环与森林关系的研究》中指明,在自然状态下,森林通过光合作用吸收二氧化碳,固定于林木生物量中,同时以根生物量和枯落物碎屑形式补充土壤的碳量[11]。在同化二氧化碳的同时,通过林木呼吸和枯落物分解,又将二氧化碳排放到大气中,同时,由于木质部分也会在一定的时间后腐烂或被烧掉,因此,其中固定的碳最终也会以二氧化碳的形式回到大气中。所以,从很长的时间尺度(约100年)来看,森林对大气二氧化碳浓度变化的作用,其影响是很小的。但是由于单位森林面积中的碳储量很大,林下土壤中的碳储量更大,所以从短时间尺度来看,主要是由人类干扰产生的森林变化就有可能引起大气二氧化碳浓度大的波动。根据国家发改委2007年的估算,从1980—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。李育材研究表明,2004年中国森林净吸收二氧化碳约5亿t,相当于当年工业排放的二氧化碳量的8%。还有方精云等专家认为,在1981—2000年间,中国的陆地植被主要以森林为主体,森林碳汇大约抵消了中国同期工业二氧化碳排放量的14.6%~16.1%。由此可见,林业在吸收二氧化碳方面具有举足轻重的作用。