时间：2024-03-30 17:39:07
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前言
开展污水和污泥处理系统低碳技术研究, 目的是在我国污水处理工作向中小城镇快速推进时, 在排水规划、工艺技术选择方面, 不仅仅关注工程造价, 也不仅仅采取包含运行费用后的全寿命方案比较, 而应在更高层次上关注低碳技术的研发。近期应特别关注污水系统碳排放指标研究, 在方案选择中注重污水输送、污水处理和污泥处理的全过程整体性考虑; 注重分析污水输送的方式, 工艺技术的原位排放和异位排放, 污泥处理过程的能源资源回收;注重分析低碳运行指标; 采用碳尺进行方案比较, 推动我国低碳污水系统的建立和发展, 使城镇污水系统的建设运行实现低消耗、低污染、低排放目标。
一、污水输送过程温室气体排放问题分析
在污水输送过程中, 温室气体的直接排放主要途径是排水管道厌氧环境产生 CH4, 间接排放则包括污水提升所用电耗等。有研究表明, 污水在压力管道中停留的时间越长, 产生的 CH4 量越大, 管道的管径越大, 产生的 CH4量越大,压力管道中的 CH4浓度接近甚至超过标准状态下CH4的饱和浓度 22mg/ L, 这些溶解于污水中的 CH4, 通过放气阀、有压流转换为重力流或者进入污水处理厂后, 释放到空气中。
二、污水、污泥处理过程中温室气体排放研究
1、温室气体排放途径。污水处理是温室气体的主要分散排放源之一。就污染物去除过程而言, 主要产生 CO2、CH 4 和 N2 O, 对能量供给过程来说, 发电、燃料生产会排放 CO2。按照温室气体产生位置划分, 污水处理的温室气体可分为原位排放和异位排放两种类型。原位排放是指污水和污泥处理过程中排放的温室气体, 异位排放主要是指污水处理厂现场消耗的电能、燃料和化学物质在生产和运输过程中排放的温室气体, 除此以外, 还包括尾水排放至自然水体中污染物降解产生的温室气体, 以及污泥运输和处置过程排放的温室气体。但因缺乏 N2O 排放的准确数据, 现有的温室气体排放量研究主要集中在 CO2和 CH4排放方面。
2、污水处理过程温室气体的排放。污水处理过程涉及到的温室气体产生环节较多,需要限定的边界条件也很多。对好氧工艺而言, 其碳排放量与工艺泥龄和进水 BODu浓度均呈正相关。比较好氧和厌氧工艺, 在进水 BODu浓度小于 300 mg/ L 时,由于厌氧工艺可回收利用的 CH4对碳排放的削减不足以抵消其处理出水中溶解的 CH4 量, 此时, 三种好氧工艺的碳排放量均低于厌氧工艺。当进水BODu 浓度超过 300 mg / L , 厌氧工艺通过回收沼气, 一方面可减少 CH4排放, 另一方面降低化石燃料消耗, 使处理过程的碳排放少于好氧工艺, 此时,进水 BODu越高, 厌氧工艺的优势越明显。
3、污泥处理过程温室气体的排放。污水中的有机碳有相当部分转移到污泥中, 计算和评估污泥处理处置过程中温室气体排放量已成为美国、英国等国家的污水处理厂削减碳排放和评价项目长期可持续性的重要组成部分。在重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩 3 种浓缩工艺中, 离心浓缩的碳排放量最大, 气浮浓缩次之, 重力浓缩最少; 通过回收厌氧消化过程产生的沼气, 厌氧消化反而降低了碳排放量; 在板框压滤、离心脱水和带式压滤等 3 种机械脱水技术中, 碳排放总量从高到低次序依次为: 带式压滤板、离心脱水和板框压滤; 对焚烧/ 熔融技术来说, 沸腾炉的碳排放量最高, 流化炉次之, 熔融最低。由此可见, 污泥厌氧消化过程的沼气回收对减少污泥处理处置过程的碳排放量贡献较大。
三、温室气体减排途径分析研究
1、树立低碳规划理念。污水系统规划最为关键的问题是科学选择排水体制和处理模式, 实际规划中应在综合考虑城市规模和布局、受纳水置、环境容量等因素的基础上, 评估不同方案并统筹考虑污水再生利用和污泥资源利用的方向和规模。显然, 就污水收集系统而言, 采用分散处理的方案, 既有利于污水的再生回用, 又可降低污水长距离输送过程中的能耗和 CH4排放。
2、选择低碳水处理技术。（1）选择生物处理降低药剂用量。在污水生物处理中, 药剂消耗所排放的温室气体量超过污水处理厂排放总量的 50% , 是生物处理原位排放量的 2倍, 是电力消耗排放量的 4 倍。而化学处理往往需要消耗比生物处理更多的药剂, 药剂制备和运输过程产生的温室气体更多, 因此, 生物处理比化学处理更低碳。（2）选择节碳工艺减少外加碳源。选择节碳工艺, 避免外加碳源, 是减少生物处理过程碳排放的关键。短程硝化反硝化和反硝化脱氮除磷技术是两种广受关注的节碳工艺。短程硝化反硝化是通过创造亚硝酸菌优势生长条件, 将氨氮氧化稳定控制在亚硝化阶段, 使亚硝酸盐氮成为硝化的终产物和反硝化的电子受体, 短程硝化反硝化技术可节约 25%左右的需氧量和 40%左右的碳源, 减少 50%左右的污泥量; 反硝化脱氮除磷是利用反硝化聚磷菌在缺氧状态下以硝酸盐为电子受体, 同时完成过量吸磷和反硝化脱氮过程, 可节省 30%左右的需氧量和 50%左右的碳源, 减少 50%左右的污泥产量。（3）高浓度污水可选择厌氧工艺。污水厌氧反应产生 CH4的量随着进水有机物浓度的增大而增大, 污水浓度越高, 采用厌氧处理所回收的沼气越多, 经过收集利用后削减温室气体排放的贡献越大,当减碳量足以抵消厌氧处理出水中溶解的 CH4量时, 厌氧处理技术较好氧技术更低碳。
3、关注污泥处理处置能源回收。（1）选择厌氧消化回收能源。在污泥处理方面, 厌氧消化是一种较为低碳的污泥处理技术, 在生物降解有机物质的同时回收沼气, 实现污泥能源回收。沼气可以用于发电和加热, 沼气发电可补充污水处理厂 20%～ 30% 的电耗, 发电过程还可从内燃机热回收系统回收 40%～ 50% 的能量。（2）避免污泥填埋降低碳排放量。污泥填埋不仅占用大面积土地, 且填埋过程会产生大量无法有效收集的 CH4, 在污泥处置中属于高碳排放工艺。因此, 在工艺选择时应避免采用填埋。
2、低碳经济下交通产业发展战略的基本途径
2.1积极发展低碳燃料
目前机动车辆的燃料普遍使用汽油、柴油等高碳排放量的燃料，燃料结构较为单一，这是影响交通产业碳排放量的主要因素。为此在低碳经济的发展理念下，交通产业首先应该从发展低碳燃料入手制定发展战略。目前可以用在交通行业的低碳燃料主要有乙醇、生物柴油、天然气、太阳能、电能等等，这些燃料的含碳量较低，若能够得到大面积的推广，则势必可以在很大程度上改善碳排放量高的交通产业现状。虽然目前低碳燃料并未得到普及，应用范围也较小，但是其应用前景十分可观，需要我们进一步极大研究力度，开发并普及更多低碳燃料。
2.2提高车辆燃油的经济性
要实施这一战略，需要燃料和车辆结构两方面入手进行改进。一方面是要积极利用先进科技研发可再生燃料和低碳燃料。一方面要对车辆的传动装置和驱动系统进行有效改进，使其在运行中所受到的滚动阻力进一步减小，增大发动机的运行效率，提高燃油燃烧效率，从而实现低碳排放的效果。在当前零碳排放燃料还未全面推广的形势下，通过提高车辆燃油的经济性无疑是一条非常可行的发展途径。
2.3减少高碳强度的出行
目前我国私家车的数量越来越多，高碳强度的出行率较大，在此情况下是很难促进低碳排放目的的实现。为此应该采取减少高碳强度出行的战略措施。包括引导人们绿色出行，多选择公共交通方式出行，或以自行车、步行等慢速交通系统为出行方式。
2.4提高运输系统效率
提高运输系统效率战略是指从系统的角度出发，通过优化整个运输系统的设计、建设、运行，达到减少能源利用和温室气体排放。运输系统效率低的主要表现为交通拥堵，因交通拥堵而导致的燃油消耗和温室气体排放并不是个小数目。有效的交通管理手段和拥堵缓解政策不仅可以达到减排的效果，而且可以节省巨额资金的投入。
2.5碳收费
为达到运输产业的减排，碳排放与碳交易的收费政策是必要的。增加整体碳经济的花费，通过碳排放与交易或是碳税，为消费者和商业减少C02排放提供经济刺激。碳收费的目的是在不影响生活质量和经济的前提下，减少运输部门碳排放。对价格政策起决定性作用的是高碳出行替代选择的有效性，这些替代选择包括使用低碳燃料，购买燃油经济性更好的车辆，使用公共交通或城际铁路，远程办公，合乘，发展减少长距离出行紧凑用地模式。没有替代选择，消费者就不得不而对高消费或是降低生活质量。通过减少出行需求、鼓励低碳燃料和节能车辆的利用，碳排放收费政策影响上述所有战略。
2.6系统性
交通产业是一个系统，在整个社会实现低碳经济的过程中，系统的观点要始终贯彻其中，各学科间研究和技术调度促进节能减排的最终实现。例如，通过几十年的努力，小汽车行驶每100km的耗油量下降了5000，但小汽车总量增加了几十倍，显然能源消耗和二氧化碳排放量也增加了许多倍。同样，轨道交通的建设成本巨大，运营时所有的设备都在运行，从此角度轨道交通本身是高碳排放，但它可以为社会服务几十年，甚至更长的时间，从减少整个社会碳排放的角度看，它是环保经济、低碳排放的。新能源新技术的研究、开发和利用需要大量的人力、物力和资金投入，但节能减排的效果和社会效益远远大于资金的投入。
所谓低碳经济，是指以高效益、高效率、高效能和低能耗、低污染、低排放为前提的经济发展模式，美国次贷危机导致了世界范围内的经济危机，低碳经济正是在这种情况下发展起来的。碳排放超标对空气造成了污染，继而产生温室效应，对人类造成了负面影响。因此人们制定了碳排放标准，在此背景下排放权变成了一种商品，并逐渐产生了碳金融业务。
一、碳金融概述
低碳经济的发展推动了与之相关的投融资活动，并由此衍生出来了一种新的产品――碳金融。它主要涉及控制温室气体排放项目或技术有关的金融业务，如银行贷款、碳交易权和直接融资等金融活动。发展低碳经济符合人类降低温室气体排放的要求，而碳金融能够把金融资本、产业资本以及民间资本等聚集在低碳经济领域，从而解决控制气温的资金短缺问题。
《京都议定书》的签署实施使碳排放权成为一种国际化商品，与碳排放相关的产品开始出现，一些基金、银行和证券公司等金融机构纷纷参与其中，促进了碳排放交易的快速发展。发达国家的碳金融业务起步早、发展快，并具有了一定规模。我国关于碳金融业务研究起步较晚，而且规模较小、品种单一。借鉴国外碳金融业务发展经验，积极探索适合中国实际的碳金融业务，以便为更好地实现节能减排任务奠定坚实的基础。
二、国外碳金融业务现状
1.就碳金融发展速度而言欧盟一直处于世界前列。欧盟自上世纪末开始了对碳排放的研究，并就温室气体排放权交易先后了绿皮书、制定了交易体系指令和交易制度。2005年后，其它国家和地区先后建立了碳排放权交易体系，碳排放交易日趋增多。当前，在世界范围内碳交易平台已有近50个，遍布南北美、欧洲以及亚洲等地，其中以欧洲的交易所最多。
2.碳金融业务的核心是碳交易权，碳交易包括配额交易市场和项目交易市场。配额交易市场的交易目标是最初分配给企业的配额，而项目交易市场的交易目标是通过开展降低温室气体排放项目而取得的减排凭证。其中，配额现货及其衍生品交易最多，占世界总量60%以上。
3.碳金融业务范围主要包括碳排放权、碳交易风险管理业务、碳处理及碳管理业务、银行业务、碳清洁业务等。其中，碳排放权是最基础的业务，主要经营碳排放的“权”与“责”。碳金融业务与货币存贷业务不同，是一种关于碳排放权的资产。
三、国外碳金融衍生品状况
1.与产业链相关的碳金融。开展碳金融业务可以从产业链着手，如与再生能源、天然气及石油开发、能源交易或基础设施等相关的产业链都能开展碳金融服务，并研发出更多的碳金融衍生品。比如，为支持碳金融业务和开发项目，银行向企业提供资金支持，以减少二氧化碳排放量。生产过程的各个环节都可能产生碳排放，因此要控制碳排放量就必须严格把关，以达到节能减排的目的。
2.与生态链相关的碳金融。从生态链分析，树木有较大的吸收二氧化碳能力，是减少温室气体排放的最佳途径。因此，可以把树木吸收的二氧化碳进行计算，并在碳排放权交易所进行买卖。在碳银行，森林拥有者可以把储存碳作为商品换取报酬，而碳排放者则可以向碳储存者买碳。
3.碳金融产品主要包括期货产品、远期产品、期权产品及掉期产品等，银行系统在参与碳金融业务过程中可以开发研究新产品，使碳金融产品种类更多。因为碳金融市场交易工具不同，因此碳金融产品价格也会存在一定差异。
四、我国开展碳金融业务的现状
我国温室气体排放总量占发展中国家的一半以上，占全球总量的近1/6，而且这个总量还在不断增加，预计再过10左右碳排放量将超过美国。当前，我国建立碳金融交易所的城市主要有北京、天津、上海等，业务范围小、品种单一，还没有形成完整的体系。工业企业是碳排放主体，要达到减少碳排放的目的就必须改进企业排放技术。但我国企业的减排技术相对发达国家还有一定差距，甚至有些企业根本不具备排放技术，而解决技术问题还存在大量的资金缺口。
五、对我国碳金融业务的启示
1.碳金融机构的基本业务。当前，我国处于节能减排和产业结构调整升级的关键时期，要完成上述目标就必须有大量的资金支持。借鉴外国银行的碳金融业务经验，我国银行应开展关于节能减排的抵押贷款、信贷支持等金融业务，为企业研发或购买减排技术提供帮助。
2.开展与产业链相关的碳金融服务。从产业链出发是减少排放的关键。为满足企业对减排资金的需求，银行可以开展与产业链相关的碳金融业务，向相关企业提供项目开发资金支持，从而有效降低碳排放量。
3.试水生态碳金融业务。减少碳排放的有效途径是提高森林覆盖率。森林能吸收并贮存二氧化碳，拥有森林的人员把碳排放权储存在银行，而需要者可以通过金融系统购买碳排存权。开展生态碳金融业务不仅能改善生态环境，而且能增加林木种植户收入。
总之，低碳经济是新形势下的必然发展趋向。目前，我国关于碳金融业务的研究还处于发展阶段，还没有形成完整的体系，因此可以借鉴国外的发展经验，积极探索适合我国国情的碳金融发展模式，加强碳金融业务及其衍生品的研究，以促进碳金融业务健康协调发展。（作者单位：安徽工商职业学院）
参考文献：
在现代工业生产过程中绝大多数产品的原料都有多种来源，同时也对应着多种不同的匹配性工艺过程。不同的原料和工艺过程对应不同的CO2排放，针对具体的应用对象开发和选择适宜的原料和工艺，能够从源头上避免产生不必要的CO2排放。这是目前CO2减排最有效的途径，主要通过国家政策和税收、产业结构调整和升级，以及合理的能源定价机制和能源产品价格来引导实现。以燃煤发电为例，选择低灰精煤和合理的过剩空气系数就能有效降低烟气量，减少无效热量外排，从而提高煤的利用率、减少CO2的排放。同样采用循环流化床燃烧发电、RGCC和多联产发电、超临界发电等均能达到上述目的。以合成甲烷工艺为例，选择褐煤和长焰煤采用燃气型的鲁奇炉气化和循环流化床分级热解气化要比合成型的气流床气化生产的合成气甲烷含量高（约10％左右）、氧耗低；合成甲烷时产生较难利用的低温热源减少10％以上。从整个合成甲烷工艺核算，前者煤的利用率高、能耗和氧耗低，同样规模的合成甲烷，自然就减少了CO2的排放。对于循环流化床分级热解气化，固态排渣相对换热容易，水封用水量较低，加之循环流化床分级热解气化相对鲁奇炉气化合成气不含煤焦油，不会产生含酚废水，因此循环流化床分级热解气化合成甲烷的工艺过程能耗更低，更有利于避免高碳排放。另外煤化工发展含氧化合物燃料和多联产工艺、民用燃料采用天然气、大力发展核能、水电、风能和生物能、化工行业大力实施循环经济、发展纯电动汽车等均能实现从源头避免高碳排放。
2过程减少碳排放
在经济活动过程中，开采、生产、使用和终端产品消费等各个阶段都需要能耗，都存在能源使用效率。我国目前万元GDP能耗水平与发达国家有较大差距，物理能耗水平约比国际先进水平高20％～30％左右。例如2007年，我国每千瓦时供电耗煤比国际先进水平高44g标煤，每吨钢能耗水平比国际先进水平高58kg标煤，每吨水泥综合能耗水平比国际先进水平高31kg标煤，分别高出14％、10％和24％。另外生产的产品利用率偏低，又变相地增加了能耗。通过优化设计，使用高效节能的工艺设备、高效适宜的催化剂和合理使用优质产品均能实现节约能耗，减少终端产品的使用量。减少终端产品的使用量就是相应减少了产品生产量，避免生产这部分产品产生的能耗。节能降耗自然就减少了CO2的排放，这是目前CO2减排最容易实现、成本最低并且具有较大收益的途径，在国家政策强制下均能通过企业自身调整和改造来实现。对于现代煤化工的龙头———大型煤气化来说，空分是投资和能耗均占气化工艺50％左右的必不可少的过程，其产品主要是液氧，副产的液氮只需使用部分产量，其余的均被低效利用或排放。如果采用深冷分离为主的梯级分离工艺，大部分氮气组成在低压端就作为产品气外送，无需经过空气压缩机高能耗加压，最终产品主要是液氧和部分液氮，工艺所需的高压氧气通过泵液体低能耗加压即可满足。这样大大降低了空气压缩机的处理量和能耗，从而达到降低气化工艺投资和能耗的目的。利用化石能源花费巨大的能耗和成本生产的氮肥，由于我国化肥产品落后、使用工艺不当和不合理施肥，利用率仅有30％左右，不到发达国家的一半，不仅造成了浪费，而且造成了严重的面源污染。如将现有的化肥改造为缓控增效肥料，并采用相应的耕作模式，就可提高作物产量和品质以及化肥使用效率，从而减少了肥料的消费量和生产这部分肥料的所产生CO2排放。化工行业合理选择高效催化剂以及分离、反应、换热和泵送高效节能设备，采用调频技术等可以大幅度降低能耗。蒸馏是化学加工工业中首选的均相体系分离技术，也是目前总能耗最大的化工分离过程。如将梯形垂直长条帽罩与规整填料有机结合的NS倾斜长条立体复合并流塔板用于改造F1浮阀塔板，阀孔动能因子高达34，开孔率高达40％以上（国内外目前塔板最大开孔率仅为20％左右），提高处理能力2倍以上（目前国内外最高提高70％）、降液管通过能力3倍以上，降低板压降30％以上，同时提高板效率30％以上，操作弹性为4倍，解决了塔器大型化塔内件结构和安装难题，这在国内外尚属首例。各行各业节能降耗技术和产品枚不胜举，这是目前我国实现CO2减排的最有效途径，仅需要相关部门和协会优化集成，加大推广力度。
3终端的固定与储存
经济活动只要消耗资源和能源，必然会产生碳排放，没有绝对的零碳排放过程。由于化石能源使用量剧增，自然界碳循环每年出现约257亿tCO2的过剩，逐年累计引发了日益变化无常的全球气候问题。目前国内外相关企业和学者为了应对全球气候变化，普遍关注、研发和实施CO2的捕集与封存，这是迫不得已和最终解决CO2减排的方法，也是实施起来成本过高，并且技术不成熟，存在诸多的风险和次生灾害。
实际上，解决人为排放的CO2过剩，除了被动地减少CO2产生量，更为积极的措施是加快碳利用，增加CO2消耗量，主动减少CO2的过剩，从而在碳循环中实现碳平衡。这是突破碳减排对经济发展影响，实现工农业同时快速发展的积极有效途径。这既是个技术问题，也需要建立国内碳市场，通过合理的碳交易，对企业间、行业间和地区间CO2排放的不平衡，找到一个较好的解决办法。目前尽管中国GDP已超过日本成为第二，但人均很低，仍处于发展中，经济还不完善，生活还不富裕，然而中国已成为世界第一大CO2排放国，并逐年递增。发展经济与减排成为我国两难的选择，加之存在国家能源安全、粮食安全、耕地与城镇化和工业化、以工哺农、三农问题和环境保护等战略性难题，被动采取减少CO2产生量的捕集与封存措施，将会对我国经济的发展和上述诸多难题的解决带来限制和障碍。
针对我国的国情和发展的现状，结合国际碳减排的机制，不同CO2浓度的工业排放可采用不同的减排与固碳措施。现阶段，对于工矿企业主要排放源的低浓度CO2，可以采取低成本的异地生物固碳减排措施，加快碳循环和碳固定。这样不仅可以实现CO2实际排放量的减排，同时可以改良土壤增加有效耕地面积，大量增加粮食和生物质能，从而在逐步提高人民生活水平的前提下，低成本大力发展低碳经济，同时兼顾解决国家能源安全、粮食安全、耕地与城镇化、以工哺农、三农问题、淡水资源不足和环境保护等战略性难题，满足我国今后较长时间的减排要求，提高我国应对全球气候变化的实际能力和国际地位。
对于如煤化工和石灰等行业排放的高浓度CO2（90％以上），采用捕集技术回收，通过制造干冰、用作合成尿素、水杨酸、环碳酸酯和聚碳酸酯等的原料以及CO2驱采油、农业大棚CO2气肥等，都是成本和能耗较低、减排和经济效益较好的方法。对于数量多、分布广的如发电和中小锅炉等排放的低浓度CO2（小于16％），工矿企业现阶段无需采用集中固碳处理，可以利用国内碳交易实现异地化低成本固碳。根据我国目前的土地分布、土壤组成、农业现状和生物能源地发展，以及工农业发展不平衡和剪刀差等具体情况，对于低浓度CO2烟气，工矿企业可按照CO2排放量，将用于集中固碳处理的投资和操作费用，拿出来反哺农林业。政府或相关机构把这部分资金集中起来，用于改造中低产田，提高粮食单产、品质和生物质产量；改良非耕地、盐碱滩涂、沙漠化和重金属污染等退化土壤，利用现代农业技术种植适宜的速生能源植物和农作物，发展碳汇林和牧草或改造退化草原，充分利用太阳能，加快碳循环，增加CO2消耗量，主动减少CO2的过剩，从而实现循环平衡。同时又大幅度提高有效耕地面积和生物质能源产量，热解生产生物原油，增加了农民的收入，降低了企业CO2减排的成本，从而实现工业、农业、政府和社会的多赢。这个方法可以简单概括为一条工艺路线：企业出资形成碳汇基金———投资农林业———改良土壤、增强碳汇能力———增加粮食和生物质产量———通过工业热解生产生物质原油———多方受益。将生物质转化为能源燃料时，无需考虑生物质作为食品时所需顾及的转基因和有毒有害微量物质问题，转基因物种在产量提高、种植地域和污染土壤修复中均能产生巨大的经济、环保和社会效益。生物质快速热解液化技术是最好的碳利用出路和产品，从而加快了碳循环，实现了碳循环平衡。
另外，利用生物质不到7d的快速腐化生产腐植酸，作为有机肥提高土壤的腐殖质，有利于提高土壤肥力和保肥保水性，进而提高农作物产量。将我国绝大多数土壤腐殖质含量不足1％提到2％左右，这也将是一个千亿吨级的土壤安全储碳方式。
4结语
（1）针对具体的应用对象和原料提出了开发和选择适宜的原料和工艺，从源头上避免产生CO2排放的措施，是目前CO2减排最有效的途径。
“低碳生产”，译自英文为low carbon manufacturing /production，缩写为LCM或LCP，是相对于大量消耗煤炭、石油、天然气等化石能源、并以高能耗、高碳排放、高污染为特征的“高碳生产”而言的。依据我国第一次（2004）、第二次 （2008）经济普查结果及发达国家经济发展的进程分析，我国正处于以重化工业为主的工业化中期阶段，大中型企业聚集于工业行业的特点十分突出。分布于冶金、电力、交通运输设备、石油加工和化工等工业行业的大中型工业企业，尤其是大型工业企业，以其极少的数量不仅贡献着较大的经济总量，而且消耗着大量的能源、造成大量的温室气体排放。由于工业生产产生的碳排放始终是最主要的碳排放源，全面推进工业企业节能减排，促进其由传统的线性生产模式、末端治理模式等向低碳生产模式转变既是救治全球气候变暖的关键性方案，也是构建我国“资源节约型”、“环境友好型”社会的迫切需要。具体内容体现在以下三个方面：
（一）实现工业企业的低碳生产有着巨大的经济效益与环境效益 以电解铝生产为例，我国目前年产电解铝产量约1300万吨，全年仅电解铝生产一项就需耗电约1950亿度，约合300兆瓦发电机组74年的发电量。如果通过加强管理、改进设计、引入先进技术节电1%，全年电解铝生产就将节电19.5亿度，依火力发电1亿度约需消耗3.39万吨标准煤计，不仅可以节省约66.11万吨标准煤，而且可以减少二氧化碳排放约178.5万吨，减少二氧化硫排放5.3万吨。
（二）工业企业低碳生产的实现有利于促进技术创新、制度创新以及管理创新 从工业企业内、外部两个方面，并依据强制性、市场性、自愿性环境管制以及技术进步、制度创新、管理创新等多个角度，探索工业企业实现低碳生产的机制和途径，因而有着重要的理论和实际应用价值，
（三）工业企业低碳生产的实现有利于我国低碳经济体系形成 基于“持续改进”以及“动态平衡”的思想，从产业链的各个环节以及产品设计、生产、消费的全过程探索节约能源消耗、减少二氧化碳排放的实现途径，有助于推广节能技术，并通过大力开发可再生能源、发展低碳产业与低碳技术，促进我国低碳工业、低碳农业、低碳建筑、低碳交通等低碳经济体系的形成。
二、工业企业低碳生产特征与实现途径
与大量消耗煤炭、石油、天然气等化石能源，并以高能耗、高碳排放、高污染为特征的“高碳生产”相比，低能耗、低碳排放、低污染应是工业企业低碳生产的基本特征。
（一）低能耗 工业生产中的能耗包括直接能耗和间接能耗两部分。前者是指产品生产过程中直接消耗的煤、油、天然气等一次能源消耗和电、煤气、蒸汽等二次能源消耗；后者是指产品生产所需的原材料、设备、厂房等在其取得或建造过程中的能源消耗。两者之和称为全能耗。产品生产的全能耗示意图如图1所示。
在全面研究能源消耗、实现工业企业低碳生产的问题时，应同时考虑直接能耗与间接能耗，既要千方百计降低单位产品或单位产值的直接能耗，又要千方百计降低原材料的消耗，充分发挥设备、厂房的作用，使单位产品或单位产值的间接能耗最低。低能耗既是工业企业低碳生产应该具备的基本特征，又是工业企业实现低碳生产的前提条件。
（二）低碳排放 工业企业低碳生产的基本目标是实现低碳排放，即努力降低或减少包括二氧化碳在内的温室气体排放，保护生态环境。因此，工业企业的低碳生产必须是低碳排放的生产。否则，就不能称其为低碳生产，也就失去了低碳生产的意义。低碳排放可以分为“相对低碳排放和绝对低碳排放两个方面”。前者基于资源投入与产出的成本效益原则而言，如果生产过程中单位碳要素投入带来经济利益的相对增加，即温室气体排放量的增加幅度低于生产产出（可以一定时期的生产总值或销售收入表示）的增长幅度，则可称为相对低碳排放；后者则强调一定时期内一个企业碳排放总量的绝对降低。然而，即使一个企业、一个行业、一个地区实现了相对低碳排放，由于过度追求生产发展，碳排放总量依然可能大幅度增加，从而无法遏制由于二氧化碳等温室气体排放引起的全球气候变暖以及一系列环境生态问题。因此，低碳排放不应仅是相对低碳排放，而应以整个国际社会排放总量的绝对降低为目标，在相对低碳排放基础上实现一个企业、一个行业、一个地区、乃至整个国际社会的绝对低碳排放是低碳生产的基本特征。
（三）低污染 “在由于人为原因造成的二氧化碳排放总量中，超过三分之二来自能源使用和工艺排放，其中约有36%来自工业；而在工业生产造成的二氧化碳排放中，钢铁、水泥、塑料、纸和铝等5种主要原料的生产排放占到了56%以上。”实现工业企业的低碳生产，即通过不断降低能耗、减少碳排放，会使能源使用所带来的烟雾、光化学烟雾和酸雨等危害以及温室气体排放引发的全球气候变暖问题得到明显抑制。
然而，工业企业低碳生产的实现不是一蹴而就的，不论是降低能耗、还是减少碳排放，都不是一朝一夕所能够做到的，而是一个持续不断的改进过程。从一定意义上讲，工业企业低碳生产是持续不断地降低全能耗以及碳排放的改进过程。因此，应该基于“持续改进”以及“动态平衡”的思想，从产业链的各个环节以及产品设计、生产、消费、处置的整个生命周期探索节约能源消耗、减少二氧化碳排放的实现途径，具体包括：减少碳源排放；提高机器、设备的能源效率；减少浪费，主要指减少机器、设备的闲置时间、等候时间及排队时间，杜绝或减少不必要的浪费等；有效利用人、财、物各种资源，包括原材料的有效利用、减少排队及等候时间、生产优先等。
三、工业企业低碳生产综合成本效益分析
工业企业低碳生产的综合成本效益是指为实现低碳生产而发生的各项成本费用与取得的各项收益之间的关系，是工业企业实施低碳生产的综合成果的体现，包括经济效益（主要指财务效益）和社会效益（主要指资源、环境效益）两个方面，并且可以从企业内、外部两个层次进行分析。
（一）工业企业低碳生产经济（或财务）效益分析 工业企业低碳生产的经济（或财务）效益分析主要指工业企业内部微观层面的低碳生产成本与收入的比较分析，通过计算为组织实施低碳生产而发生的费用增加或节约额以及资源有效利用而增加的收入额进行经济效益或财务效益分析，其结果表现为企业会计利润的增加或减少。
工业企业内部微观层面实现低碳生产的财务成本包括：为组织实施低碳生产而发生的教育、培训费用，以Cj表示；低碳技术研发费用，以C d表示；采用低碳生产新工艺、新技术而发生的设备购置或改进成本，以C p表示；低碳运行费用，以Cr表示等。
内部财务成本C为：C=Cj+Cd+C p+Cr。
工业企业内部微观层面实现低碳生产的财务效益或收益包括：由于水、电、汽等各种能源节约而降低的费用，以Re表示；由于减少机器、设备的闲置、等候时间及排队时间而节约的费用，以Rg表示；由于有效利用人、财、物各种资源而节约的费用，以Rm表示；由于废弃物回收、重复利用而增加的收入，以Rw表示等。
同理，内部财务效益R表示为：R=Re+Rg+Rm+Rw。
则工业企业低碳生产的经济（或财务）效益ΔP=R-C。
对于通过改进工艺、采用新技术、使用新设备以及合理组织生产等方式实现的低碳生产而言，企业内部微观层面的财务成本与收益容易区分、便于计算分析。例如，在电解铝生产中，通过运用新型生产技术、加强综合管理水平延长电解槽的使用寿命就可以大幅降低电解槽大修费用。对于拥有172台的306kA大型预焙铝电解槽、年产14万吨铝锭的电解铝厂而言，每次、每台槽的大修理费用大约100万元，未改进前槽生产寿命为1000个槽昼夜左右，在技术改造将其使用寿命延长至2000个槽昼夜的情况下，则每一年内可节省的修理费用为：（365/1000-365/2000）×100×172=3139（万元），获得可观的经济效益。通过逐项计算，即可得出企业一定时期内实现低碳生产取得的经济效益。
对于实施低碳设计、低碳施工、低碳生产的新建企业来说，其成本效益或经济效益分析则可以通过不同模式下企业整体经济效益的对比来进行。
（二）工业企业低碳生产社会效益分析 工业企业低碳生产的社会效益是指实现工业企业低碳生产对社会所作出的综合贡献，是工业企业低碳生产的外部效应，主要包括：各种能源、资源消耗量的减少从而节约社会资源；各种温室气体排放量的降低从而保护生态环境。在当前能源、资源短缺与生态环境不断恶化的背景下，两者都体现为正外部性而使外部社会成本降低。
（1）工业企业低碳生产的节能、降耗情况分析。工业企业通过科学、合理地组织生产而使能源、资源节约的分析可以采用技术分析法、线性规划法等从多方面进行。以电解铝生产为例，按照当前铝行业普遍采用的冰晶石-氧化铝熔融盐电解法，其能源消耗主要取决于平均槽电压（V平均）电流效率（CE），电解生成1千克原铝所耗费的电能计算公式为：
式中，A表示生产作业系统中一整套机器（1，2，....φ）， 代表机器的最大编号；B表示一整套产品（1，2，...，N），N代表产品类型的数量； Eij表示在j机器生产i产品所使用的能源系数；δ表示在j机器生产i产品所使用的剂系数；Cij表示在j机器生产i产品消耗电能系数；Sij表示在j机器生产i产品的完工时间：Pj表示在j机器完工产品需求量；L表示生产设备每加工周期所需剂；E表示生产设备每加工周期所耗电能。
（2）工业企业低碳生产的碳减排情况分析。工业企业可以通过绘制生产流程图、划定系统边界、确定优先顺序以及数据整理等步骤，构建符合企业生产实际的低碳排放计量模型，对生产过程中的各种温室气体排放情况进行准确地测定与计量，它是加强碳排放限额管理和控制、实现碳减排的关键所在。在此基础上，工业企业的碳减排情况分析主要有情景分析和蒙特卡洛分析。前者也称最大最小值测试，用以测算参数发生最好和最差情景时的碳排放水平，计量思路及过程较为简单。后者可通过附有该分析的软件包或专业的寿命周期分析（LCA）包来完成，通过确定并输入每项参数的概率密度、分布类型（如正态或对数正态）、具有可信度的输入值上限/下限以及相关系数等，经过多次重复的计算过程，可以得出不同生产状况下的各种温室气体排放量，从而全面了解工业企业低碳生产的碳减排情况。
以年产14万吨的我国某电解铝厂生产情况为例，参照情景分析方法，并将电流效率（CE）统一取值94%，开工效率按照全年不间断运转（即开工效率为100%）计，采用直流预焙槽，综参考文献：
[1]王君：《中国微小企业融资进展与前景》，《银行家》2007年第10期。
1.碳资产概述
1.1 碳资产概念及属性
在《京都议定书》等国际公约的框架下，二氧化碳排放权成为一种商品，碳排放的实质是一个人类活动，但通过条约或法律的构建，就变成一种抽象的、可分割的、可交易的权利[1]。国际条约将碳排放权分配给各个国家，并规定了国家之间进行碳排放交易的规则。国家进一步将碳排放权进行地域或行业分割，最终将其分配给企业，随后出现市场主体之间的商业交易，形成了碳排放权交易市场。当碳排放与财务、金融挂钩后，这种权利就可视为一种有价产权，进而演变成一种特殊形态的资产，即碳资产[2]。
碳资产首先是一种资产，具有资产的一般特征和属性。从广义上理解，碳资产是指企业通过交易、技术创新或其他事项形成的，由企业拥有或者控制的、预期能给企业带来经济利益的、与碳减排相关的资源。从狭义上理解，碳资产等同于碳信用，碳信用交易将碳排放额度作为一种稀缺资源、具备商品属性进行公开交易，是实现碳减排的核心经济手段，碳信用实际上是就是碳交易所的标的物[3]。碳资产的财务属性是一个企业获得的额外产品，不是贷款，是可出售的资产，还具有可储备性；由于碳交易市场的存在，碳资产的价格由供需关系决定。碳资产的属性主要表现在以下三方面：
（1）碳资产预期能够给企业带来经济利益。企业可以通过碳交易所，将企业因技术创新等途径产生的碳资产挂牌出售，企业带来直接的经济效益。企业还可以申请碳标签，获得消费者的信赖，获得间接的经济利益。
（2）碳资产数量是相对有限的。企业的减排潜力是有限的，随着边际减排成本的提高，企业的潜在碳资产会逐步减少。
（3）碳资产是企业减少的碳排放量。碳减排是企业参与碳排放交易的前提，企业确定了单位产品的碳排放量后，经过减排途径，如果单位产品的碳排放量下降，那么就形成碳资产；如果上升，则形成碳负债。
1.2 企业获取碳资产的途径
企业有两条途径获取碳资产：外部购买和提高内部碳生产率。外部购买是指企业直接从碳交易市场购买碳排放权；提高内部碳市场率是指通过技术革新、设备更换、引入减排装置等手段降低单位产品的碳排放量。这两条途径适用的范围各不相同，对于边际减排成本较低的企业而言，提高内部生产率，或是提高碳效率最为有效，而对于边际减排成本较高的企业，在强制减排机制下，通过外部购买最为有效。最为著名的例子就是英国石油公司碳减排方案，英国石油公司曾经通过企业内部碳交易机制，大大降低自身碳排放量，同时也带来越来越高的边际减排成本，而随着英国国内碳交易制度的实施，英国石油公司成为碳资产的买家，即保障了碳排放量，又抑制了边际减排成本进一步升高[4]。在没有强制减排机制下，有些企业出于自身目的，也会购买一定数量的碳资产，以此来抵消企业在生产过程中产生的碳排放，但交易量相对较少。
对于我国的企业而言，从外部环境看，没有强制减排的要求，也没有被强制要求参与碳排放权交易，因此，获取碳资产的主要途径就是提高内部碳生产效率，通过提高生产率而减少的碳排，从而形成碳资产。随着减排的边际减排成本等于甚至小于同行业先进水平时，在技术条件特定的情况下，企业的潜在碳资产会逐渐降低到零。因此，对于企业来讲，一方面要通过出售碳资产获益，另一方面也要通过储存碳资产来应对更为严格的碳约束。
2.火力发电企业的碳资产管理
2.1 火力发电企业面临的低碳竞争形势
面对国内外减排压力，作为主要二氧化碳排放源的火力发电企业首当其冲，它是一个极其特殊的行业，一方面终端产品电力是典型的二次清洁能源，电力消费终端在消耗电力的过程中，并不产生污染物和温室气体，具有很明显的低碳优势，其他高耗能产业必然会转变用能结构，大量采用电力等清洁能源，对于电力企业无疑是一次难得的发展机遇；另一个方面，电力的生产侧则对消耗大量的煤炭等化石能源、有着高强度的碳排放和高污染的特征，我国电力行业 CO2排放量远超发达国家与全球平均水平，国家未来出台降低碳强度的政策无疑会提高电力市场的进入门槛，电网也会优先选择相对清洁的电力，对于发电企业都是潜在挑战[5]。
竞价上网的前提是存在着供需平衡或者供过于求的电力市场，我国电力市场供需总体相对平衡，但也存在区域性、季节性的差异，部分地区电力供需饱和或者供过于求，部分地区则是供需紧张，夏季供需关系明显比冬季紧张，对于供过于求的地区，上网电价固定，低发电成本的企业就有着较大的盈利空间，大用户直购电政策打破了电网公司垄断购电的格局，能为大用户直接提供电力，为企业增加收益；另一方面，优势企业已经在调整自身发展模式，加大了电源结构调整，在大容量、高效能的火电技术上也取得了一定的成果，进一步压缩了其他企业的生存空间。
2.2 火力发电企业碳资产管理的必要性
碳交易市场的不断成熟和完善给碳资产管理提供了实践的必要性，火力发电企业必须树立低碳意识，将低碳资产视为常规资产加以管理。碳交易是实现碳减排的有力市场手段之一，一方面可以把原本一直游离在资产负债表外的气候变化因素纳入火力发电企业的资产负债表，从而改变各种发电技术之间的成本比价关系，使低碳发电技术获得更大的竞争优势；另一方面，通过市场交易，可以使各火力发电企业的边际成本趋向一致，从而减少整体减排成本。
火力发电企业提前介入碳交易市场，为应对强制碳减排的商业环境做好准备，促进减排能力建设。深入了解自身的碳排放情况、潜在资产、潜在负担，促进碳资产管理能力建设。全程参与碳排放交易的有关规则制定当中，反映公司乃至行业利益，协调减排和发展之间的关系。树立节能减排、主动承担社会责任的企业形象，拓展新的业务领域及未来可能的利润增长点。
（2）调整生产模式增强对外界环境的适应性，电力行业低碳政策的主要作用对象是火电厂，通过调整电源结构，提高企业清洁能源发电的比重，新建机组优先发展清洁能源发电，或效率较高的大容量机组。对于无法扩大规模的火力发电企业，不遗余力降低烟气排放水平、提高机组循环效率，还要通过技术创新不断增强自身的经济盈利实例，降低企业发电成本和能源消耗。
（3）依靠科技创新塑造低碳竞争力，火力发电企业属于技术资金密集企业，要在企业生产经营中，加强技术创新、技术搜寻、技术引进和技术吸收，充分发挥科学技术的作用。关注先进的生产技术和管理技术，不断学习引进吸收，提高企业的技术和管理能力，形成企业的竞争优势。通过对标管理，缩小与优秀企业的竞争差距。
（4）推动低碳化技术发展，火力发电企业是二氧化碳主要排放源，对于实现“十二五”单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%的目标起着重要的作用，火力发电企业应积极响应国家推进电力行业低碳发展的号召，推动低碳技术的实际应用。改进管理机制，实行企业能源统一管理，逐步形成企业低碳价值链。抓住未来国家减排机制不断完善的时机，积极参与火力发电企业低碳规则的制定，为火力发电企业掌握二氧化碳减排方面的主动权创造有利局面。
5.结论
通过对火力发电企业低碳竞争形势和碳管理必要性的分析，本文认为火力发电企业对碳资产进行有效管理是其赖以生存发展的基础，碳资产管理的核心是塑造低碳竞争力，详细论述了火力发电企业低碳竞争力的影响因素，构建出火力发电企业低碳竞争力评价指标体系，根据低碳竞争力影响因素和评价指标对火力发电企业碳资产管理提出建议。
参考文献：
[1]林鹏.碳资产管理―低碳时代航空公司的挑战与机遇[J].中国民用航空，2010，8，118：22-24.
[2]仲永安，邓玉琴.中国大型电力企业碳资产管理路线初探[J].环境科学与工程，2011，11，36：166-171.
[3]王珉，聂利彬.战略视角下企业碳资产管理[J].中国人口资源与环境，2011，10，21：131-134.
毫无疑问，生活垃圾不当处理与温室效应之间的关系已无需赘言。在快速城市化的今天，我国绝大部分城市尤其是大城市已陷入了垃圾围城。据国家环保部门监测发现，我国600多个城市中已超过1/3个陷入了垃圾包围当中，这其中几乎全部的大城市日均垃圾处理能力接近饱和，而垃圾的每日新增量却以几何级增长。然而，另一方面，我国城市生活垃圾处理方式却依然陈旧，远远滞后于发达国家，垃圾处理方式落后使得大量垃圾未经过处理或简单处理后便排放至大气中，造成了持续严重的空气污染和水污染，从生存角度上说这必将威胁到城市居民的生存空间和生存质量，而从国际范围内来看也将影响到我国的国际形象，干扰到我国碳排放政策制定和节能减排标准的划定。从西方工业发达国家在生活垃圾处理方式选择以及在诸如广东韶关这类生态环境良好的中型城市试点来看，无害化、减量化和资源化的先进垃圾处理方式不但在节能减排上具有明显的可行性，而且也符合我国国情。本文就以韶关市花拉寨生活垃圾卫生填埋场生产垃圾处理方式选择及尝试为例探讨了以上方式的可行性。
1 城市生活垃圾处理的碳排放问题介绍
1.1 垃圾资源收集与运输中的碳排放问题
垃圾处理从收集、运输、处理等环节，均存在碳排放问题。生活垃圾在未进入收集系统时就已经产生了不少温室气体，例如厨余垃圾，多是蔬菜及瓜果残渣，一经堆积极易发酵腐烂，从而释放出大量的 CO2，而遍布各个角落的垃圾桶垃圾也会因为长期淤积而发酵释放CO2；在运输过程中，在垃圾收集及运输过程中需要消耗能源产生CO2，如汽油的消耗，也有运输车辆尾气排放大量的CO、CO2和NO2等温室气体。
1.2 垃圾填埋过程中的碳排放问题
同样垃圾在填埋过程中也会出现多种温室气体排放问题。除了垃圾直接埋入坑中会直接释放CH4外，在填埋中常用的渗沥液在渗沥液调节库中也会排放出NO2和CH4。当然，垃圾填埋作业中机械操作过程中因为消耗了化石燃料，从而释放部分的CO2.
1.3 垃圾焚烧中的碳排放问题
在对生活垃圾进行焚烧处理的过程中碳排放问题主要包括一是焚烧过程中会添加化石燃料以起到助燃的作用，如辅助燃油、点火用油等，在燃烧中会产生CO2；二是垃圾本身燃烧自身所产生的CO2、NO2等气体；三是焚烧厂贮坑中垃圾产生渗沥液在厌氧发酵过程中产生CH4。韶关市花拉寨生活垃圾卫生填埋场正在论证垃圾焚烧，如何在焚烧处理尝试新技术。
2 生活垃圾处理中的减排策略
韶关市位于广东省北部，自然环境良好，但生态环境较脆弱，近几年致力于打造国家“优秀旅游城市”。随着韶关近十年来城市化和工业化进程加快，城市人口急剧增加，造成城市生活垃圾产生量也随之攀升。作为立足于打造“优秀旅游城市”的韶关，面临着发展与生态环境保护的矛盾。对此韶关在探索城市生活垃圾处理上做了大量的工作，也取得了一些成绩，其中韶关市花拉寨生活垃圾卫生填埋场作为韶关市唯一大型生活垃圾处理厂，近几年在尝试垃圾处理方式上做了一些有益的实践，形成了垃圾从收集、运输、卫生填埋的全过程碳减排的垃圾处理新思路。
2.1 源头上的垃圾资源回收
从资源角度说，垃圾是放错地方的资源。据此认识，加大垃圾资源回收利用力度和水平是从根本上减少垃圾碳排放量的最具经济价值和社会价值的措施。因此，通过对垃圾中的废品进行回收再利用，可以减少产品的原材料消耗，从而减少化石燃料消耗和电力消耗。主要减排途径在于提高各种废品的回收率。韶关市花拉寨生活垃圾卫生填埋场在垃圾分类处理上做了大量前期工作，目的就是促进垃圾变资源，方便回收再利用。
2.2 垃圾收集和运输
前面提到过，垃圾在收运过程也产生大量的温室气体，因此从收集运输角度进行减排可从以下几个角度着手：一是优化垃圾收运处理系统，减少垃圾运输距离。如建设垃圾中转站，实现大型垃圾转运车替代小型垃圾收运车，减少垃圾收运的总里程。韶关在市区垃圾量大的地区设置了垃圾中转站，专门配置大型垃圾运输车来取代数量众多的小型垃圾运转车，未来韶关还将考虑将运输车燃料天然气化，以较少化石燃料排放；二是采用节能指标高的垃圾车或采用清洁燃料（如生物质燃料、氢燃料等），在同等运输距离条件下也可以减少燃料燃烧产生的碳排放。
2.3 垃圾卫生填埋的减排处理
生活垃圾卫生填埋是垃圾终端处理方法。在我国卫生填埋占有处理方式的70%以上，属于应用最普遍的处理方法。
在卫生填埋过程中，有机物在厌氧微生物的作用下生化分解产生含有大量CH4和CO2的垃圾填埋气。同时含有少量氨、氧化碳、氮氧、硫化氢、氮等成分。
垃圾填埋过程中的碳排放主要集中在垃圾本身降解释放CH4以及渗沥液排放的CH4和N20。因此减排途径可从以下几个方面着手：一是加强垃圾填埋气体收集与处理系统，防止无序排放。包括火炬燃烧、发电、供热、制作替代燃料等；二是加强填埋场调节池的密封和气体收集处理；三是加强填埋场节水、节电、节能管理，减少能源消耗。
2.4 垃圾焚烧的减排处理
目前许多城市选择对垃圾进行直接焚烧来处理垃圾，实际上这种方式也是最为有效的垃圾处理方式之一，但焚烧方式不当往往也造成了大量温室气体的排放，对此从焚烧设施利用和焚烧资源再利用角度来说，减排的途径可以是一通过垃圾焚烧发电产生绿色电力，发展循环经济；二是加强提高焚烧厂热能利用水平和热能效率，即提高垃圾燃烧率；三是在焚烧炉渣中回收金属。据ISWA 2009估计，垃圾焚烧的碳减排潜力为0.2～0.7吨CO2当量/吨垃圾，可见数量相当可观。
2.4 制定和实施垃圾处理技术的新路径
前面提到过，垃圾处理无害化、减排化和资源化是垃圾处理的未来发展方向，也是实施垃圾处理技术革新的新路径。如针对比重最大的垃圾焚烧技术，在垃圾焚烧中应用干馏技术可以达到无污染、无排放的效果。干馏技术主要分为高温干馏技术、低温干馏技术和垃圾干馏-煤气化技术，从国外实践来说是能够解决生活垃圾处理碳排放问题的技术。高温干馏是在无氧状态下将垃圾干馏，分解成为可燃气体后再进行燃烧，加热方式为外加热，可以实现无氧干馏，但是有可能会产生废气排放；低温干馏技术是将生活垃圾置于无排放无焚烧，无污染的低温干馏碳化炉中进行处理，杜绝了废气排放和其他污染。技术革新是释放垃圾处理减排潜力最佳捷径。
参考文献：
(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。
1.1污水输送过程中碳排放在污水输送过程中，温室气体的直接排放的主要途径是排水管道厌氧环境产生CH4，间接排放则包括污水提升所用电耗等。有研究表明［4］，污水在压力管道中停留的时间越长，产生的CH4量越大，管道的管径越大，产生的CH4量越大，压力管道中的CH4浓度接近甚至超过标准状态下CH4的饱和浓度22mg/L，这些溶解于污水中的CH4，通过放气阀、有压流转换为重力流或者进入污水处理厂后，释放到空气中。澳大利亚的研究表明［5］，如污水处理厂进水全部为压力管道输送，则污水输送系统产生的温室气体量是污水和污泥处理过程中产生的温室气体总和的12%～100%。
1.2污水处理过程中碳排放污水处理是温室气体的主要分散排放源之一。就污染物去除过程而言，主要产生CO2、CH4和N2O，对能量供给过程来说，发电、燃料生产会排放CO2。污水处理的温室气体可分为直接排放和间接排放两种类型。直接排放是指污水处理过程中排放的温室气体，间接排放主要是指污水处理消耗的电能、燃料和化学物质在生产和运输过程中排放的温室气体，除此以外，还包括尾水排放至自然水体中污染物降解产生的温室气体。
1.2.1直接排放由图1可知，好氧处理过程中，污水中的有机碳被微生物通过分解代谢、合成代谢和物质矿物化，在把有机物氧化分解成CO2和H2O等，以满足自身生长和繁殖过程对物质和能量的需要。应该指出，在新细胞合成与微生物增长过程中，除氧化一部分有机物外，还有一部分细胞物质也被氧化分解以供应能量，即进行内源呼吸，内源呼吸也排放H2O、CO2、NH3等气体。有机物的厌氧分解过程可划分为两个阶段:酸性发酵阶段和碱性发酵阶段，分别由两类微生物群体完成。厌氧发酵具有两个主要特点:(1)有机物一旦转化为气态产物后，污液中构成BOD和COD的化学物质(主要是有机碳)即转变为CH4和CO2，仅积蓄少量的微生物细胞;(2)由于有机物最终的转化产物中含有大量的CH4，它是一种温室气体，应尽量避免排入大气环境，同时它也是一种高热值气体，可采取措施回收利用。如图3、图4所示［7］，污水生物脱氮的基本原理是在硝化菌及反硝化菌的作用下，将污水中的含氮化合物转化为气态氮化物的过程，其中包括硝化作用和反硝化作用两个反应过程。N2O通常被认为是不完全硝化作用或不完全反硝化作用的产物。
1.2.2间接排放城镇污水处理厂处理污水消耗的电能、燃料和化学物质在生产和运输过程中排放温室气体，以及尾水排放至自然水体中污染物降解产生的温室气体。具体排放途径如表
1.1.3污泥处理过程中碳排放污泥处理处置的碳排放主要也包括两方面:一是污泥处理处置过程直接排放;二是处理处置设施运行能耗间接造成的碳排放［8］。从全球尺度来看，前者主要来自大气中已存在的CO2，只是通过碳吸收—存贮—释放的循环过程又回到大气环境中，属于中性碳，对于碳减排的影响有限。从碳源上讲，运行能耗的碳排放来自于化石能源，属于典型的碳减排领域。污泥处理处置技术以脱水—填埋、生物堆肥、厌氧消化、干化焚烧为主。在目前现行的几种主流污泥处理处置方式中，填埋1t湿污泥(含水率60%)会造成500kg的碳排放量，在各种处理处置工艺中其碳排放量最大;厌氧消化技术碳排放量约在28～35kg/t;生物堆肥和热干化—焚烧的碳排放量强度分别在25～30kg和150～180kg左右［9］;从处理过程的碳排放角度来看，厌氧消化和好氧生物堆肥的碳排放量较脱水填埋产生的少。
2城镇污水处理厂低碳运行的技术途径
2.1合理规划污水收集输送系统污水系统规划最为关键的问题是科学选择收集、处理、排水体制和模式，实际规划中应在综合考虑城市规模和布局、受纳水置、环境容量等因素的基础上，评估不同方案并统筹考虑污水再生利用和污泥资源利用的方向和规模。就污水收集系统而言，其作用是将污染物输送至污水处理厂，而管道淤积将增加CH4的产生，管道渗漏将影响污水管道的污染物输送能力。因此必须提高输送系统的效率，建立日常养护制度，借鉴国外先进养护技术和修复技术，减少管道污染物沉积量和渗漏量是污水收集系统低碳运行的关键。如对于处理家庭、工业、小型社区或服务区产生的污水，采用污水分散收集与处理的方案［10］，进行现场收集与就近处理，既有利于污水的再生回用，又可降低污水长距离输送过程中的能耗和CH4排放。
2.2污水处理过程中的碳减排途径
2.2.1好氧处理过程中温室气体的控制从理论上讲，污水中的有机碳素物质均能被强氧化剂氧化成CO2的形式排入空气中，因此，好氧处理中温室气体减排实质就是减少或固定污水处理中CO2。CO2的固定方法主要有物理法、化学法和生物法［11］。大多数物理法和化学法能量消耗较大，而且物理法固定的CO2最终都需结合生物法将其转化为有机碳;生物法固定CO2主要是依靠植物和微生物，在污水处理中植物生长一般受到限制;微生物固定CO2的研究目前主要集中在光能自养型微生物(微藻类和光合细菌)和化能自养型微生物(氢－氧化细菌)对CO2固定与转化［12］，但通常具有较高固碳能力的光合细菌和氢－氧化细菌由于需要光照或严格厌氧和供氢，限制了其在反应器或水中的应用。李艳丽等［13］通过生物技术手段从海水及其沉积物中选育到在普通好氧条件下具有固碳能力的非光合微生物菌群，并通过电子供体和无机碳源结构的优化，显著提高了其对无机碳的同化能力，好氧条件下固碳菌液的最高碳同化效率可达110mgCO2/L•d;同时，通过分子生物学手段研究发现在不同培养条件下，菌群的群落结构发生很大改变。经过测序、序列比对及构建系统发育树后发现，在已测序的16个显著条带中，11个是不可培养微生物，即其只能以共生方式存在，混合培养时，固定CO2的效果可能是多种菌共同作用的结果。所以，利用非光合微生物菌群控制好氧处理中的CO2减排这可通过如下途径来实现:(1)通过生物技术分离或长期驯化得到在普通好氧条件下具有固碳能力的非光合微生物菌群，通过电子供体和碳源结构的优化，提高其在污水处理中的固碳效率。(2)研究与优化固碳微生物菌群的结构和配比，提升固碳效率。
2.2.2厌氧处理过程中温室气体的控制厌氧过程其实质是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某些中间产物，同时释放能量并产生不同的代谢产物。所以，在污水达标排放的前提下，厌氧处理中的温室气体减排这可通过如下途径来实现:(1)将厌氧反应所产生的CO2引入固碳系统，通过微生物的作用固定CO2。(2)强化乙酸的产生而减少CH4的产生。通过产氢产酸微生物对污水进行厌氧发酵，可将其中的有机成分尽可能转化成乙酸，在达到污染控制目标的同时，为二阶段发酵法生产高附加值的生化产品提供给足够的可溶性碳源。(3)强化H2的产生而减少CH4的产生。目前国内外在厌氧产氢污泥驯化、不同基质的产氢潜能、厌氧发酵产氢的影响因素和厌氧发酵产氢数学模式等方面的研究已取得了一定进展［14］，但尚有许多理论和技术难题需要解决。应加大在该方向的研究力度，尽早实现厌氧发醉产氢工业化应用。(4)强化厌氧过程中CH4的产生，发展沼气工程。一般污水厂厌氧消化气中CH4的含量约为60%～65%，燃烧热值约为21～23MJ/m3，是优良的燃料。污水厂可利用沼气烧锅炉，为污泥消化池加热或者为污水厂生活提供炊事、采暖、洗浴的热源;沼气发电机发电［15］和沼气燃料电池发电［16］以其低排放，低污染，节约能源，废物资源再利用等优点而倍受各国政府的关注，开发沼气发电成为CH4减排的一项重要措施。
2.2.3污水脱氮过程中N2O的控制目前对不同污水处理工艺过程中N2O的释放情况缺乏系统的研究资料，很难优选出一种N2O释放量低的工艺;且污水种类多样、成分复杂，为降低N2O释放量而对污水的水质进行调控存在着较大的难度。因此，N2O的减排及控制问题主要从以下两方面进行:(1)运行工况的优化。根据污水处理中N2O产生与释放的主要影响因素分析［17］，得出控制N2O减量的策略:保证污水处理中硝化系统有较高的DO(＞0.5mg/L)，反硝化系统尽量避免溶解氧的存在;保证高C/N(＞3.5)、较大的SRT(＞10d)和适当的pH值(6.8～8);尽量避免系统中NO－2N等物质的积累，减轻某些化学物质(如H2S、甲醛、乙烯、重金属离子等)对硝化及反硝化菌酶系统的毒性作用等。(2)微生物种群的优化与调控。污水生物脱氮过程中微生物种群及关键酶活性影响和决定了N2O的产生［18］。可应用分子生物学手段确定出污水生物脱氮体系中硝化菌及反硝化菌的主要种群及关键酶的活性，然后通过投加或固定N2O释放量低的基因工程菌的方式进一步优化污水处理系统中的微生物种群结构，从而控制N2O的产生和排放。
2.3污泥处理处置能源化利用途径我国在城市污泥处理、处置及资源化方面的技术才刚刚起步，目前仍然采用以土地利用为主，其他利用方式为辅的资源化方式，形式比较单一，而且利用率也不高，与国外先进国家相比尚有较大差距［19］。国外发达国家目前较成型的技术有:污泥发酵产沼气发电、污泥燃烧发电、污泥热解与制油技术，还处在研究试验阶段的污泥制氢技术［20］。
2.3.1污泥发酵产沼气该技术共分为两个阶段:第一步将污泥厌氧消化，即污泥在厌氧条件下，由兼性菌和专性厌氧菌(甲烷菌)降解有机物，分解最终产物为二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4);第二步是燃烧甲烷气使发动机转动，将消化气的能量转变为轴动力，然后用发电机使之转化为电能。厌氧消化产甲烷不仅投资、运行、管理程度不高，而且从COD中所转化的能量(50%～60%)适中。所需要的技术和设备较为简单，非常容易实现工程化。有实例研究表明［21］污水处理厂所产生的CH4燃烧后产生的能量足够污水处理厂运行中曝气、污泥脱水及污泥焚烧所需。
2.3.2污泥燃烧发电污泥直接焚烧发电这种方式的能量转化效率高达80%左右，但污泥焚烧在工程实施时所需的设备较多，污泥焚烧厂的兴建规模也很大。具体地说，首先是要对高含水率(95%～97%)的污泥进行机械脱水处理或以堆肥方式蒸发水分;其次是投资焚烧、发电设备［22］。这种方式能量转化效率虽然高，但所需设备成本很高，所以实际应用的工程实例并不多见。
2.3.3污泥热解制油技术热分解技术不同于焚烧，它是在氧分压较低状况下，对可燃性固形物进行高温分解生成气体产油分、炭类等，以此达到回收污泥中的潜能。热解制油就是通过热分解技术，将污泥中含碳固形物分解成高分子有机液体(如焦油、芳香烃类)、低分子有机体、有机酸、炭渣等，其热量就以上述形式贮留下来。污泥中的炭有约2/3可以以油的形式回收，炭和油的总回收率占80%以上;而热解制油技术中油的回收率仅有50%。但由于热解法只需提供加热到反应温度的热量，省去了原料干燥所需的加热量，能量剩余较高，大约为20%～30%(一般在污泥含水率80%以下的情况下)［23］。
2.3.4生物制氢污泥制氢技术主要有:污泥生物制氢，污泥高温气化制氢，以及污泥超临界水气化制氢［24］。三种制氢技术相比较，超临界水气化制氢技术具有良好的环保优势和应用前景，目前已积累了一些试验研究结果。该技术是一种新型、高效的可再生能源转化和利用技术，具有极高的生物质气化与能量转化效率、极强的有机物无害化处理能力、反应条件比较温和、产品的能级品位高等优点。与污泥的可再生性和水的循环利用相结合，可实现能源转化与利用以及大自然的良性循环。在超临界水中进行污泥催化气化，污泥的气化率可达100%，气体产物中氢的体积分数甚至可以超过50%，且反应不生成焦炭、木炭等副产品，不会造成二次污染，具有良好的发展前景。
2.4污水处理厂的节能途径污水处理厂能耗成本占污水处理厂运营维护成本的40%～80%，外部能源(煤等化石燃料)发电产生CO2排放。换言之，以消耗大量外部能源消除污水中含能物质(COD)的最终结果实际上是一种污染的转嫁方式。污水处理厂能耗分布见图5。由图5可知，能耗分布主要集中在污水提升、曝气供氧、污泥输送与处理和混凝沉淀等部位，因此污水处理厂的节能工作应从上述部位出发，降低能耗，进一步减少CO2的排放。节能途径主要有:工艺的优选实现系统节能、高效的装置实现设备节能、无害高效的药剂实现原料节能、排放物的资源化实现产出物节能、管理模式创新实现管理节能。
3结论
城镇污水处理中碳排放的主要产生环节有:
(1)污水输送过程中管道厌氧环境产生CH4、污水提升所用能耗等;
(2)污水好氧处理中有机碳氧化分解为CO2，厌氧处理中有机物酸性发酵产生少量CO2、碱性发酵最终转化产物中含有大量CH4，脱氮处理中不完全硝化作用或不完全反硝化作用产生N2O;
(3)污泥处理处置过程直接排放温室气体、处理处置设施运行能耗等。
针对上述污水处理与碳排放的关系，基于目前的研究情况，污水处理厂实现低碳运行可采取的的技术途径:
(1)在方案选择中注重污水输送、污水处理和污泥处理的全过程整体性考虑;
中图分类号：X22 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)004-118-02
近年来，由于温室气体的大量排放，全球平均温度呈逐年升高的趋势，严重影响到了人类的生存发展。为了应对全球气候变化的重大挑战，上世纪末，联合国环境与发展大会先后通过《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》，2009年更是召开了有史以来规模最大的哥本哈根世界气候大会。可见，碳排放量的控制已经成为世界各国的共识，并作为经济建设中的重要指标加以监测、研究。
由于低碳发展模式不仅符合时代要求，而且势必会对人类社会产生深远影响，国内外众多学者、机构纷纷开展碳足迹和碳结构方面的研究，在宏观和微观方面取得了很多有意义的成果。宏观方面，碳足迹研究主要集中在国家经济建设中的碳排放政策与措施等大的尺度上，但不够细化；微观方面，则主要关注于个人和家庭的碳足迹研究，但还没有对高校碳足迹和碳结构进行研究的。然而，国内高校人数多，规模大，并有数目庞大的实验室和办公机构，是碳排放的“大户”。因此，高校碳足迹和碳结构研究具有重要的现实意义。
本文首先总结了碳足迹计算的相关方法，为高校碳足迹研究提供了有效的途径。其次，针对高等院校的特点，分析并对比了各高校的碳足迹与碳结构。最后，初步提出了高校碳足迹研究的方案和意义，从而为提倡大学生低碳生活方式和绿色校园建设提供了有益的建议和帮助。
1 碳足迹计算的相关方法和常用实例
目前国内外用得较多的碳足迹计算方法有两种。第一种，利用生命周期评估(LCA)法(这种方法更准确也更具体)：第二种是通过所使用的能源矿物燃料排放量计算(这种方法较一股)。用汽车的碳足迹作为一个例子：第一种方法会估计几乎所有的碳排放量，涉及汽车的制造(包括制造汽车所有的金属、塑料、玻璃和其它材料)，使用和最后处理等各个环节。第二种方法则只计算制造、使用和处理汽车时所用化石燃料的碳排放量。
其实，碳足迹的计算是个相当复杂的过程，根据情况的不同会有所区别。理论上讲，碳足迹的计算应包括一切用于电力、建设我们的家园、运输(包括旅行时乘坐汽车、飞机、铁路和其它公共交通工具)的能源，以及我们所使用的所有消耗品。
高校碳足迹的计算最终可以归结于个人碳足迹的计算。为了研究的方便，忽视个体的特殊性，借助已有的碳足迹计算常用实例，对研究个体(每个大学生)采用抽样调查的方式计算其碳足迹，求出平均值，最后估算出高校总的碳足迹。
通过相关资料的搜集，本文整理出了个人碳足迹计算中的一些常用实例，主要包括以下几个方面：
由于高校人员组成的特殊性，其个人碳足迹的计算也有别于其他情况。因此可根据具体情况，采用上述部分常用实例估算出高校中个人的碳足迹。
2 高校里的碳结构分析
大学作为一个特殊的社会环境，它的碳排放结构相对于其他的社会环境有它独特的特点，但是其大体结构还是相同的。一方面是碳的排放，另一方面则是碳的吸收。
2.1碳的排放
大学里的碳排放最多的就是通过用电和用水，在这里我们考虑主要的因素而忽略一些比较次要的因素。家庭的“碳排放”主要由四部分构成：用电量、用水量、用气量、耗油量。大学校园里面教师开车比较多，我们将这部分的碳排放归于家庭的排放，大学校园的主体还是学生，学生主要以自行车和乘校车为主。
2.1.1用电方面
用电量主要、由教学楼用电，办公用电和寝室生活用电几部分组成。教学楼用电，一个教室会有很多学生共同使用，将总的碳排放平均到每个学生还是很少的，这点是学校用电的特点。办公用电，每个办公室的使用人员比教室的使用人员少得多，这样平均下来的碳排放相对较高。寝室生活用电的碳排放平均下来属于这三者的中等水平。
2.1.2用水方面
用水主要来源于寝室生活用水，在学生中提倡节约用水，可以减少碳排放量。
2.1.3用气方面
由于学生宿舍普遍没有安装热水器等用气设备，因此这部分碳排放主要来源于教师宿舍和校内食堂、旅社等用气量大户。
2.1.4耗油量方面
如今，随着经济水平的提高，高校里的私家车数量日益增多，成为碳排放的又一大来源。虽然有些家庭殷实的学生也拥有私家车，但数量极少，故忽略不计。另外，伴随着高校的扩招和发展，校车数量不断增加，其耗油量成为高校碳排放的重要组成部分。
2.1.5用纸方面
纸张的使用在碳排放量中占有很大的比重。由于高等院校的特殊性，其用纸量特别巨大。主要包括学生、教师所用的教材、打印资料、生活用纸等方面。
2.2碳的吸收
高校里的碳结构主要涉及碳排放，碳吸收方面很少，主要是通过绿色植物的光合作用来吸收二氧化碳。众所周知，绿色植物的光合作用和呼吸作用相互影响可以净化空气，使大气中的O2和CO2含量保持相对稳定。一个大学校园的树木每天光合作用吸收的CO2除了抵消掉自身的呼吸作用产生的CO2，还可以吸收我们所产生的CO2。
另外，水可以溶解二氧化碳，虽然溶解度较低，但像湖泊、海洋等大型水域则能有效地吸收二氧化碳。比如武汉大学紧邻东湖，东湖水对校园的碳吸收有一定的贡献。
3 高校里的碳结构比较
高校中的碳结构分析应包括碳排放和碳吸收两方面，而各种高校按类别应该分为偏文类大学，理工类大学和综合性大学，因此高校中的碳结构比较应按如下方面进行。
3.1碳排放方面
碳排放主要包含用电引起的碳排放，教师学生以及游客甚至是教职工所养宠物等的呼吸排放，工程建设方面的碳排放，能源结构不同所引发的碳排放不同等。
对于文科类学校(以武汉地区的中南财经政法大学为例)由于没有专业需求故碳排放仅仅是一些日常生活的排放，并且一些偏文的财经类大学人数相对较少，故而生活用电，师生呼吸排放，能源利用等相对其他类型的大学来说较少，
对于理工类大学(如华中科技大学)除生活用电外，还需大量实验用电，并且实验用电会占较大一部分，同时由于理工类大学人数比较多，故生活用电实验用电以及能源结构不同所造成的碳排放会比财经类大学多出很大一部分，
对于综合类大学(如武汉大学)其碳排放会更加复杂，其既有正常的生活用电也包含理工学生的实验用电，而且一般综合性大学都是各地著名的景点，因此每年特定的时期(武大的樱花节)会有较多的游客前来参观游览，故游客也会引起很多的碳排放，而且武大大多是老建筑因而会有许多建筑需要维修翻新，一些建筑材料会含有碳，故而会对碳排放产生一定的影响，综合看来，综合类院校的碳结构会比其他学校复杂。
3.2碳吸收方面
碳吸收主要是植物的光合作用引起的，因而各高校的碳吸收就看各高校植物的多少，一般来讲综合类的大学其植物会远远多于财经类大学理工类大学，因而综合类大学的碳吸收作用会多于其他类型学校碳吸收。
因此，高校里的碳结构比较应该从细而论，从各方面分析，这样才会有更加全面的结果。
4 结论
通过对高校碳结构的分析和比较，减少高校碳足迹的主要途径有以下两个方面：减少碳排放量和增加碳吸收量。
1 引言
世界低碳经济的发展潮流正在引发新的国际政治、经济、贸易、技术的竞争，以欧盟、美国、日本等为代表的主要发达国家和地区纷纷提出各自的低碳经济发展战略或行动计划来积极应对气候变暖。为适应后国际金融危机时期世界经济的新变化，促进社会经济与资源环境相协调发展，中国将“加快转变经济发展方式”作为第十二个五年规划的核心任务。随着工业化进程的加速推进，1990s以来工业部门占中国能源消费释放CO2 总量的比例保持在66.3%-72%[1]，工业部门具有“碳锁定”效应，实现工业部门的低碳化转型，是推进中国发展低碳经济的突破口。中国当前处于工业化、城市化快速发展的阶段，经济的快速发展过度依赖于能源的高强度投入，经济增长方式具有强物质化的特征，能源利用的强度和规模不可能短期内减少，导致碳排放量持续增加，发展低碳经济是加快经济发展方式转变的重要途径和手段。
近年来，研究者对经济低碳转型的研究已经取得一定进展。魏一鸣等采用AWD方法对中国1980—2003年间的能源消费引起的碳排放强度和原材料部门的最终能源消费引起的碳排放强度进行了实证分析，认为碳排放强度下降的原因来自于实际能源强度的下降和能源消费结构的改变[2]。谭丹等在分析碳排放各行业差异的基础上，指出高耗能、高碳排放工业行业是产业结构调整的主要方向，这些行业对碳排放量的有效降低，对低碳经济的发展起决定性作用[3]。王灿等分析了中国1957—2000年间的碳排放的变化因素，认为1957—2000年碳排放理论上减少了24.66亿t，其中的95%归功于碳排放强度的降低[4]。李艳梅等构建因素分解分析模型，表明造成碳排放增加的因素是经济总量增长和产业结构变化；而促进碳排放减少的重要因素是碳排放强度降低[5]。朱勤等综合分析宏观经济多项因素对碳排放的影响，对能源消费碳排放进行分解，认为经济产出效应对中国该阶段能源消费碳排放的贡献率最大，提出节能减排的重点在于调整产业结构、优化能源结构及提高能源利用效率[6]。曹俊文根据江西省1992—2007年投入产出表，运用投入产出模型，对江西省产业部门直接碳排放强度和完全碳排放强度进行测算和分析，并提出控制高碳排放部门的能源消耗，优化隐含高碳排放部门的中间投入以及合理协调发展低碳排放产业的政策建议[7]。朱华友等对金华市不同产业部门的碳排放量进行分析，并预测未来的碳排放趋势，确定金华市不同产业部门的发展与碳排放的关系，提出金华市的碳排放三级控制模式[8]。
通过对文献的回顾，发现关于产业低碳化转型的研究已经有着大量的工作，既有国家和地方等不同层面的研究，又有碳排放特征和影响因素的研究，但大多数研究对国民经济系统中产业之间的技术经济联系考虑不够深入，从而不利于国民经济的稳定发展。2010年8月，国家发展和改革委员会确定以陕西、广东、辽宁、湖北、云南五省为低碳试点省份，对发展低碳经济进行有意义的实践探索。本文在已有研究成果的基础上，以陕西省工业部门的22个细分产业为研究对象，计算并分析各产业的碳排放特点、影响力系数和平均影响力系数，深入分析各产业在工业部门低碳化转型过程中所扮演的角色，根据碳排放强度和平均影响力系数两个指标，将工业部门的22个细分产业分成四类，针对不同的产业选择差异性的低碳转型路径，在保持经济稳定性的基础上实现陕西省工业部门的低碳转型，并为其它相似的区域提供一定的借鉴作用。
2 研究方法和数据来源
2.1 研究方法
2.1.1碳排放强度计算
目前中国没有碳排放量的直接监测数据，现有的大部分研究都是在对能源消费引起的碳排放测算的基础上进行。本文采用《IPCC国家温室气体排放指南2006》推荐的计算碳排放量的方法，其计算公式为[9]：
（1）
其中， 为碳排放量， 为能源种类， 为化石能源消费的实物量（万t或万m3 ） ， 为能源折算为标准煤的转换系数 （kJ/kg或kJ/m3 ）， 指燃料的含碳量（kg/GJ）， 为能源燃烧的氧化率，采用IPCC默认值100%， 为 转化为 的系数。
碳排放强度是由能源消耗强度引申出来的，指单位国内生产总值所产生的二氧化碳排放量。碳排放强度是衡量经济同碳排放量之间的关系指标，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，其计算公式为[10]：
（2）
其中 为 产业的碳排放强度， 为 产业的碳排放总量， 为 产业国内生产总值。
2.1.2影响力系数计算
投入产出分析是对区域各产业之间的经济关联进行定量核算的方法[11]。通常 为直接消耗系数矩阵， 为完全消耗系数矩阵，且， 。 称为影响力系数是完全消耗系数矩阵的列向量之和，影响力系数是衡量国民经济内某产业的生产对其它产业的影响程度的指标，影响力系数越大，表示该部门对国民经济其它产业的波及和带动效应越大， 其计算公式为：
（3）
平均影响力系数 是 产业的影响力系数与国民经济所有产业总体影响力的平均值的比值， 有三种可能，即 ， ， ，其中 的产业将会对国民经济发展产生更大的影响和带动作用，应该重点进行发展，其计算公式为：
（4）
其中， 为 部门的影响力系数， 称为国民经济平均影响力，是国民经济所有产业总体影响力的平均值， ， ， 为国民经济所有产业的总体的影响力。
2.2 数据来源
本文主要数据来源于《陕西省2007年42部门投入产出表》 和2007—2011年《陕西统计年鉴》，包括工业部门各产业的各种能源消费量、各行业国内生产总值、终端能源消费统计数据等，计算碳排放量参考的系数为IPCC公布的《2006年IPCC国家温室气体清单指南》（表1）[12]。
表1 化石燃料能量转化系数与含碳量
Tab .1Energy conversion factor and the carbon content of fossil fuel energy
能源种类 净发热值（kJ/kg或kJ/m3） 缺损含碳量（kg/GJ）
煤类能源 原煤 2.09×104 26.80
油类能源 汽油 4.31×104 20.00
煤油 4.31×104 18.90
柴油 4.27×104 19.50
气类能源 天然气 3.56×104 15.70
为将投入产出表和能源统计资料衔接起来，以2007年《陕西省投入产出表》和2007—2011年《陕西统计年鉴》中的工业分行业终端能源消费量统计数据和能源平衡统计数据为基础，结合《国民经济行业分类与代码》（GB/T4754）的部门划分，使二者的行业分类口径调整一致，将陕西省工业部门合并为22个细分产业，其中采掘业包括4个产业，制造业包括15个产业，电力、燃气及水的生产和供应业包括3个产业。
3 结果与分析
3.1 影响力系数和平均影响力系数分析
以陕西省2007年投入产出表数据为基础，计算和分析工业部门22个产业的影响力系数和平均影响力系数（表2），得出以下结论：（1）影响力系数最大的5个细分产业为交通运输设备制造业，金属制品业，电气、机械及器材制造业，通用、专用设备制造业，通信设备、计算机及其它电子设备制造业，影响力系数分别为2.15、1.98、1.98、1.88、1.87，它们对国民经济的其它产业有着重要的带动作用。（2）影响力系数最小的5个细分产业为石油和天然气开采业，煤炭开采和洗选业，电力、热力的生产和供应业，金属矿采选业，化学工业，影响力系数分别为0.78、0.85、1.17、1.22、1.29，它们对国民经济的其它部门的影响力水平较低。（3）平均影响力系数最大的5个细分产业为交通运输设备制造业，金属制品业，电气、机械及器材制造业，通用、专用设备制造业，通信设备、计算机及其它电子设备制造业，平均影响力系数分别为1.42、1.31、1.3、1.24、1.23，它们的平均影响力系数均为大于1，同时这5个产业也是影响力系数最大的5个产业，说明这些行业在国民经济体系中起到较强的带动效应和影响力。（4）平均影响力系数最小的5个细分产业为石油和天然气开采业，煤炭开采和洗选业，电力、热力的生产和供应业，金属矿采选业，化学工业，平均影响力系数分别为0.52、0.56、0.77、0.81、0.85，它们的平均影响力系数均小于1，同时这5个产业也是影响力系数最小的5个产业，但这些产业均属于能源和资源的加工利用产业，其自身发展对国民经济有着重要的促进作用。
3.2 碳排放强度特点分析
通过对2006—2010年工业部门的22个细分产业的碳排放强度分析（表2），得出以下结论：（1）平均碳排放强度最大的5个细分产业为电力、热力的生产和供应业，非金属矿物制品业，化学工业，煤炭开采和洗选业，石油加工及炼焦业，金属冶炼及压延加工业，分别为4.29吨/万元、1.63吨/万元、1.08吨/万元、0.91吨/万元、0.87吨/万元，其中电力、热力的生产和供应业为历年来碳排放强度最大的产业，这些产业均属于高强度的资源利用和消耗行业，能源为主要的生产要素。（2）平均碳排放强度最小的5个细分产业为水的生产和供应业，仪器仪表及文化办公用机械制造业，电气、机械及器材制造业，服装皮革羽绒及其制品业，燃气生产和供应业，分别为0.02吨/万元、0.02吨/万元、0.02吨/万元、0.02吨/万元、0.03吨/万元，这些产业均属于提供保障性供给的产业和制造业。（3）工业部门的各产业碳排放强度整体呈现下降的趋势，仅有电气、机械及器材制造业，石油和天然气开采业，金属冶炼及压延加工业这3个细分产业呈现上升趋势，上升幅度分别为25%、3.39%、0.38%。（4）碳排放强度降幅度最大的5个细分产业为金属制品业，通信设备、计算机及其它电子设备制造业，非金属矿采选业，木材加工及家具制造业，金属矿采选业，下降幅度分别为93.24%、89.17%、75.48%、65.04%、61.36%。（5）碳排放强度变化幅度最不显著的5个细分产业为金属冶炼及压延加工业，石油和天然气开采业，服装皮革羽绒及其制品业，电力、热力的生产和供应业，食品制造及烟草加工业，变化幅度分别为0.38%、3.39%、16.13%、21.84%、23.20%（图1）。由于工业化过程尚未完成，陕西未来经济增长依赖重化工业的发展格局仍将维持相当长的时期，工业结构仍将持续重型化，这就为陕西省未来的工业实现低碳转型提出了迫切的要求。结合以上分析，陕西省工业的低碳转型应注意以下几方面：（1）历年来碳排放强度大的产业要作为减少碳排放的重点产业；（2）历年来碳排放强度小的产业要继续保持健康的低碳排放状态；（3）碳排放强度呈现增加态势的产业要进行重点关注，要作为减少碳排放量的突破点；（4）对于碳排放强度下降幅度大的产业要分析下降的原因，为其它产业的减碳化提供经验和借鉴。
图1 陕西省2006-2010年工业部门22个细分产业碳排放强度比较 单位：吨/万元
Fig. 1 The contrast of carbon emissions of the industrial sector in Shaanxi province in 2006-2010
3.3 工业部门的细分产业分类
不同产业的碳排放强度和影响力系数的差异反应了各产业在国民经济发展中的角色和减少碳排放任务中的作用不同。工业低碳化转型目标的实现不仅需要考虑减少碳排放，还必须考虑维持国民经济的稳定性。为保持数据的一致性，在选择2007年《投入产出表》的基础上，结合陕西省2007年碳排放强度指标，对陕西省工业部门22个细分产业进行分类，其中，以2007年陕西省工业部门的平均碳排放强度为0.61吨/万元作为分类临界值，以平均影响力系数等于1作为分类临界值。根据影响力系数与碳排放强度两个指标，将陕西省工业部门的22个细分产业划分为以下4类：
（1）平均影响力系数高，碳排放强度大的产业，（平均影响力系数大于1，碳排放强度大于0.61吨/万元）。主要包括：石油加工、炼焦及核燃料加工业，金属冶炼及压延加工业，造纸印刷及文教用品制造业。这类产业均为国民经济的基础性产业，也是传统意义上的高碳排放产业，与其它产业的经济技术联系度大，对整个国民经济有着重要的影响作用，其最终需求的增长将会大幅度拉动国民经济其它部门的增长，从某种意义上来说，这些产业具有拉动经济增长的“火车头”作用。
（2）平均影响力系数高，碳排放强度小的产业，（平均影响力系数大于1，碳排放强度小于0.61吨/万元）。主要包括：纺织业，服装皮革羽绒及其制品业，木材加工及家具制造业，金属制品业，通用、专用设备制造业，交通运输设备制造业，电气、机械及器材制造业，通信设备、计算机及其它电子设备制造业，仪器仪表及文化办公用机械制造业。这类产业对国民经济的发展有着重要的支撑作用，在生产过程中产生的碳排放强度也较低，是工业部门中应该优先发展的重点产业。
（3）平均影响力系数小，碳排放强度大的产业，（平均影响力系数小于1，碳排放强度大于0.61吨/万元）。主要包括：煤炭开采和洗选业，非金属矿采选业，化学工业，非金属矿物制品业，电力、热力的生产和供应业。这类产业对能源的依赖性强，具有强物质化的特征，降低这些部门的碳排放量对于控制整个工业部门的碳排放量有重要的现实意义。
（4）平均影响力系数小，碳排放强度小的产业，（平均影响力系数小于1，碳排放强度小于0.61吨/万元）。主要包括：石油和天然气开采业，金属矿采选业，食品制造业及烟草加工业，燃气生产和供应业，水的生产和供应业。这类产业对劳动力需求大，尤其是食品制造及烟草加工业，属于典型的劳动密集型产业，能源的投入只是生产或服务活动的辅助条件，因而碳排放强度较低。
4 工业部门实现低碳化转型路径
为实现到2020年陕西省单位国内生产总值碳排放量在2005年的基础上降低45%左右的目标，需要出台针对工业部门低碳化转型的具体政策。首先，从源头控制碳排放，尽可能的使用碳密集度低的能源，有计划地扶持风电、水电、太阳能及生物质能项目，提高非化石能源比重。其次，鼓励节能减排新技术的研发和推广，有效发挥先进技术在高碳排放产业生产过程中减少碳排放的作用。第三，加强末尾环节控制，规范工业部门的碳排放标准，运用碳税，价格补偿等政策措施引导企业发展和应用碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage）技术[13]；建立行业间的碳交易市场，以经济杠杆的作用引导工业企业向低碳方向发展。第四，推进工业部门的“减物质化”发展[14]，主要从三个方面来实现：（1）通过先进技术的采用和生产工艺的升级，减少生产过程中不必要资源消耗；（2）通过生态设计来延长产品的使用寿命，降低资源流动的速度和消耗；（3）通过提高资源和产品的回用率，减少废弃物的产生和新资源的消耗。考虑到经济系统内部存在复杂的产业关联，为保证国民经济系统的稳定发展，避免工业部门在低碳化转型时产生连锁反应和波及效应，结合工业部门22个细分产业的分类选择具体的减排路径：
（1）对于平均影响力系数高，碳排放强度大的产业：首先，其生产规模保持在既能满足国民经济长足发展的需要、又不会由于其过度发展造成能源浪费和不必要的碳排放产生的合理水平上。其次，选择若干经济关键产品，制定产品碳排放标准，引进先进技术，通过低碳排放要素投入替代高碳排放要素投入，着重降低这些产品的碳排放水平，以点带面地降低整个经济的碳排放水平。此类产业是重点关注和实现低碳化的产业，应该重点推行低碳化转型，有效降低碳排放强度。
（2）对于平均影响力系数高，碳排放强度小的产业：首先，依据产业发展规律及国家宏观经济发展目标，提高该类产业在国民经济中的比例，既优化产业结构，也有利于降低节能减排的压力。其次，对该类行业进行资源整合，规范该类产业的发展方向，加快产品升级换代步伐，增加产业的核心竞争力。此类产业是推进经济系统稳定发展，实现工业低碳化转型的突破口。
（3）对于平均影响力系数低，碳排放强度大的产业：首先，加强技术创新与技术改革，加强生产管理，淘汰技术落后的企业，促进产业升级。其次，制定产业发展规划，减少重复建设，提高准入门槛，严格控制新建高碳排放项目上马，制定产品碳排放标准，抓住关键产品降低碳排放。此类产业是重点推进减少碳排放的着力点，对实现工业部门低碳转型有重要的推进意义。
（4）对于平均影响力系数低，碳排放强度小的产业：首先，在传统主流工艺基础之上优化生产方案，通过优化产品设计和流程设计等来降低碳排放强度。其次，通过实现物质回收和资源的循环利用，使物质的利用、能源利用和生态效率都能够达到最优化，实现资源多层循环利用。该类产业与国计民生有着重要的联系，应该规范这类产业健康发展。
5 结论
减少碳排放是应对气候变化，实现经济低碳化的重要路径。为实现陕西省工业部门的低碳化转型，需优化能源结构，提高非化石能源在能源结构中的比重，加强低碳技术的应用和推广，加强末尾环节控制，提高碳回收，推进工业部门的“减物质化”发展。此外，根据工业部门22个细分产业的分类结果，采取有针对性的实现路径：优化发展平均影响力系数高，碳排放强度大的产业；重点发展平均影响力系数高，碳排放强度小的产业；约束发展平均影响力系数低，碳排放强度大的产业；规范发展平均影响力系数低，碳排放强度小的产业。
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