低碳沼气工程建设的生态经济效益核算研究——以广西恭城瑶族自治县为例

在全球气候变暖和快速城市化的背景下,农村地区是能源集约消耗的薄弱区域,其经济、社会、生态的可持续发展一直受到制约。沼气工程作为一种清洁用能方式,在优化用能结构、减少环境污染、节约自然资源、增加农民收入和促进农村经济转型等方面具有较大优势。本文选择广西恭城瑶族自治县这一沼气工程建设全国示范县为案例,针对户用8m3沼气池,对施工建设、运营维护和消费利用全生命周期过程中的碳足迹、减排效益、经济收益和生态价值方面进行核算和评价。结果表明在沼气池的建设与正常使用年限内,该县农户通过替代燃煤、柴薪和秸秆等共可减排CO2约1.24×106t。从户用沼气池建设及生产过程的投入产出价值的来看,仅通过节约炊事燃料和沼液沼渣的回收利用就能为每户节约19 877元,为全县带来1.26亿余元的总收益。因此,沼气工程在该地区的建设普及是发展农村低碳经济、走富农之路的有效措施,可为广大西部地区新农村建设提供借鉴。     

利用水葫芦治理水体富营养化与生产沼气的环境经济学分析

资源化、无害化利用水葫芦是治理其泛滥的有效途径。利用水葫芦去除水体中的营养物并利用其生物质生产沼气在技术上具有可行性,但是其环境经济效益尚不明确。以滇池为例,针对富营养化水体的水葫芦控制进行了成本收益分析。与将水葫芦打捞后填埋处理相比,将所打捞的水葫芦用于生产沼气具有经济可行性和能量效率。与现行的填埋处理法相比,实施沼气项目不但同样能控制水葫芦泛滥,而且能生产能源。此外,填埋水葫芦会释放甲烷这一环境问题值得重视,利用水葫芦生产沼气可以减少温室气体的排放,但减排的价值取决于沼气厂的生产规模。由于将水葫芦填埋和用于生产沼气都能去除水体中的营养物,只有当沼气厂的水葫芦处理量大于当前的填埋量时,沼气项目才具有额外的水质改良价值。在中国关于水污染控制、可再生能源发展和节能减排等政策的背景下,利用水葫芦生产沼气是一种潜在的政策响应     

北京三次产业演变与PM2.5排放的动态关系研究

基于三次产业经济增长与PM2.5排放关系视角回答PM2.5排放源争议以及减排措施的有效性问题,文章基于2008-2014年季度数据,利用X-12-ARIMA方法分析PM2.5排放数据的季节性波动,并构建向量自回归模型,实证结果显示,PM2.5排放数据不存在稳定季节性和移动季节性特征;第二、三产业经济增长是PM2.5排放的格兰杰原因;第二产业是PM2.5排放的长期主要来源,累计效应稳定在15,短期波动对PM2.5排放产生较强促排效应,但在滞后3期出现抑排效应,表明减排措施存在滞后效应;第三产业长期为抑排效应,累计效应稳定在-3,但在滞后3期出现促排效应,表明存在PM2.5排放部门;方差分解结果显示,三次产业经济增长对PM2.5排放的贡献比例为45.2%,其中第二产业第三产业第一产业,贡献率分别为33.82%,11.04%,0.36%;其余为区域传输和生活排放,区域传输贡献为28%-36%,生活排放包括私家车、生活消耗燃煤,以及居民烹饪的油烟,比例可达到20%左右。研究结果支持了PM2.5排放源中存在31.1%的机动车和14.1%的餐饮业排放,而不存在高比例的生物质燃烧排放。据此明确了当前第二产业减排措施的有效性和滞后性,以及加强第三产业减排、顶层设计京津冀区域协同减排和控制生活排放的相应措施。     

大中型城市快速发展进程中CO_2收支变化研究——以郑州市1999-2008年为例

我国目前处于城市快速发展进程中,掌握这一过程中的CO2收支动态对于制定相应减缓策略进而增强城市竞争力有重要意义。本文以郑州为例,对其1999到2008年间的CO2排放量和吸收量进行了分析和计算,结果显示市区CO2净排放量平均以每年10%的幅度增长2,008年市区CO2总排放中有85%以上来自于化石燃料,2006年以来交通运输业已取代发电业成为市区内最大的CO2排放源。在CO2排放量不断攀升的情形下,创建森林生态城的举措对减少CO2净排放量起到了重要作用。最后,针对郑州资源与CO2排放特点提出减排增汇的对策。     

沼气的减排效果和农户采纳行为影响因素分析

文章采用计量分析的方法,基于统计报表,对沼气减排效果进行分析。结果表明:2000年至2009年农村年平均沼气消费相当于替代标准煤的煤炭消费602.20万t,折算成煤炭,则相当于替代了843.423 8万t的煤炭消费量。以2009年为例,按照10美元/tCO2来计算,中国农村沼气替代煤炭减排CO2带来的收益为0.43亿美元。据估计,到2015年,我国农村户用沼气将达到233亿m3左右,加上规模化养殖场、养殖小区年产沼气6.7亿m3,共计239.7亿m3,相当于替代1 711.46万t标准煤,核计收益1.71亿美元。文章通过在我国沼气典型省份湖南省的160户农户调查问卷,建模分析包括农户基本情况、生产状况、心理认知、经济状况方面的20个变量对农户的沼气采纳行为的影响。结果表明,农户性别、年龄、是否参加协会、环境保护意识、是否有外来资金支持等因素对农户沼气采纳行为起到或正或负的影响。文章从减排的角度论证了进一步推进农村沼气建设的重要性,从农户行为影响因素的角度论证了推进农村沼气建设是一个复杂的系统工程,需要宣传、培训、服务、技术、协会、资金等方面的配套跟进。     

秸秆还田对稻田温室气体排放的影响:Meta分析——以长江中下游地区为例

全球气候变暖是人类面临的严峻挑战,稻田生态系统在全球气候变暖中起到重要的作用。目前已有许多学者通过大田试验的方法研究了不同秸秆还田方式下温室气体排放的特征,但由于试验地点等因素的不同导致最终的结果差异很大。通过整合这些结果来研究区域内不同秸秆还田方式(翻耕秸秆还田(CTS)、免耕秸秆还田(NTS)和旋耕秸秆还田(RTS))下稻田温室气体排放的特征,能够准确地反映一定区域内稻田生态系统的净减排潜力。本文基于长江中下游地区32篇关于秸秆还田对稻田温室气体排放的文献收集173组数据,利用Meta分析方法研究了3种秸秆还田方式下稻田CH_4和N_2O排放的特征,并估算出不同秸秆还田方式下稻田的全球增温潜势和净增温潜势。结果表明,CTS、NTS和RTS处理下稻田CH_4周年排放的效应值分别为0.76、0.37和0.68,稻田N_2O周年排放的效应值分别为0.44、0.36和0.52;在两熟制下,不同秸秆还田方式下稻田CH_4周年排放的效应值的大小为RTSCTSNTS,但N_2O周年排放的效应值的大小为RTSNTSCTS。在三熟制下,三种秸秆还田方式下稻田CH_4的周年排放的效应值的高低为CTSRTSNTS,而N_2O周年排放的效应值的高低为RTSNTSCTS。在相同的秸秆还田方式下,三熟制稻田温室气体周年排放的效应值都高于两熟制。此外,不同的还田秸秆种类影响稻田温室气体的排放;结合前期研究,估算出CTS、NTS和RTS处理下稻田的净增温潜势分别为12 375.55、11 232.36和15 982.87 kg CO_2-equivalent·hm~(-2)。因此,免耕秸秆还田是长江中下流地区稻田净减排条件下适宜的秸秆还田方式。     

中国的能源发展与应对气候变化

我国当前经济社会发展既受到资源环境的瓶颈性制约,也受到全球应对气候变化、减缓碳排放的严峻挑战.我国大力推进节能和减缓CO2排放,GDP的CO2强度下降速度为世界瞩目,但由于工业化阶段GDP快速增长,CO2排放仍呈增长快、总量大的趋势.我国把国内可持续发展与全球应对气候变化相协调,实现绿色、低碳发展.加强产业结构的战略性调整,进行产业升级,促进结构节能;大力推广节能技术,淘汰落后产能,提高能源效率;积极发展新能源和可再生能源,优化能源结构,降低能源结构的含碳率,中近期以大幅度降低GDP的能源强度和CO2强度为主要目标,到2030年前后要努力使CO2排放达到峰值,到2050年再有较大幅度的下降,以适应全球控制温升不超过2℃长期减排目标下国际合作应对气候变化的进程和形势.“十二五”期间将进一步强化措施,进行能源消费总量控制,建立CO2排放统计、核算和考核体系,积极推进碳交易市场机制,这也将成为加快转变经济发展方式的重要着力点.     

农村沼气开发与温室气体减排

随着中央和地方政府的大力推动,农村沼气建设在过去的30多年中蓬勃发展.沼气利用不仅为农村节省了大量能源,也减少了温室气体的排放,这对加强农村生态建设与新农村建设有重要意义.在过去15年中,沼气总共提供了2.84×107t标准煤的能源量,净减少温室气体排放量约73 157.59Gg(千吨)二氧化碳当量(CO2-eq),年均减排量为4877Gg,相当于全国总排放量的0.07%～0.16%.因能源替代而减少的温室气体中,二氧化碳为84243.94Gg,甲烷为3560.01Gg CO2-eq,氧化亚氮则为26.008Gg CO2-eq.预测结果表明沼气产气量将在2010年与2020年分别达到156亿m3和385亿m3,减少的温室气体将分别为29328Gg和79380GgCO2-eq,开发农村沼气是我国应对气候变化的重要措施.     

秸秆替代煤发电的外部效应测算分析

秸秆发电作为一种可再生的生物质能,具有巨大的社会和环境效益,表现出显著的正外部性特征,用秸秆发电替代燃煤发电是解决当前我国化石能源供应紧张、缓解环境危机、实现可持续发展和建设社会主义新农村的有效举措.因此开发生物质能已成为我国能源战略的重要组成部分.基于不同发电方式外部性的差异性,以及目前研究集中于环境维度、缺少发电方式外部性的综合分析和计量研究这一现实,本文从产业关联、就业、资源和环境四个维度对秸秆替代燃煤发电的外部性进行了分析,采用投入产出技术对秸秆替代煤炭发电产生的产业关联外部性和就业外部性进行计量分析,采用全生命周期理论对秸秆替代煤炭发电的各个环节资源的占用和消耗以及污染物排放的环境成本进行分析,并选择HDPI公司秸秆-煤炭混烧发电项目为案例进行实际测算,测算结果表明秸秆替代燃煤发电具有较好的外部效益.     

农户秸秆资源处置行为的经济学分析

秸秆是"用则利,弃则废"的生物质能资源,其综合利用对于我国资源节约和环境保护具有重要意义。对江苏省624户水稻和小麦种植户的实地调查结果显示,将秸秆用作生活燃料的农户比重最高,占比75.80%;其他依次为秸秆还田,占比35.42%;露天焚烧,占比29.49%;出售秸秆,占比26.92%;用作饲料及沼气,占比5.45%。基于成本收益分析法,分别测算了秸秆用作生活燃料、秸秆还田、秸秆制沼气、秸秆出售,以及露天焚烧的农户成本与收益,比较了各种处置方式下的农户净收益,并从经济学角度分析农户处置秸秆的行为。结果表明,雇佣拖拉机至15 km处的秸秆收购点出售秸秆的方案下,农户将得不偿失;其他各种处置方式下,农户均能获得一定净收益。按照净收益由高到低的顺序依次排列为秸秆燃料、秸秆还田、秸秆沼气、以自有拖拉机出售秸秆、露天焚烧、直接出售秸秆(他人上门收购)。其中,农户露天焚烧秸秆无需付出成本即能获得收益,但面临一定的政策约束;秸秆用作生活燃料面临的约束条件相对较少;秸秆还田及秸秆制沼气面临较强的技术约束;秸秆出售面临极强的市场约束。因而从个人角度看,焚烧秸秆是农户比较秸秆处置成本与收益后的理性选择结果,但从社会角度看,农户作为社会人,露天焚烧秸秆是非理性的。本研究对于加快推进秸秆综合利用的政策制定具有重要的启示意义,应以专业合作社为依托,建立健全秸秆收集贮运体系,并加快秸秆综合利用技术的创新和推广。     

Life cycle assessment of municipal solid waste management methods: Ankara case study

Different solid waste management system scenarios were developed and compared for the Municipal Solid Waste Management System of Ankara by using the life cycle assessment (LCA) methodology. The solid waste management methods considered in the scenarios were collection and transportation of wastes, source reduction, Material Recovery Facility (MRF)/Transfer Stations (TS), incineration, anaerobic digestion and landfilling. The goal of the study was to determine the most environmentally friendly option of MSWM system for Ankara. The functional unit of the study was the amount of solid waste generated in the system area of concern, which are the districts of Ankara. The life cycle inventory analysis was carried out by IWM Model-1. The inputs and outputs of each management stage were defined and the inventory emissions calculated by the model were classified in to impact categories; non-renewable energy sources exhausting potential, final solid waste as hazardous and non-hazardous, global warming, acidification, eutrophication and human toxicity. The impacts were quantified with the weighing factors of each category to develop the environmental profiles of each scenario. In most of the categories, Source Reduction Scenario was found to be the most feasible management method, except the global warming category. The lowest contribution to GWP was calculated for the anaerobic digestion process. In the interpretation and improvement assessment stage, the results were further evaluated and recommendations were made to improve the current solid waste management system of Ankara.     

长江中下游稻-麦轮作系统生命周期环境影响评价——以江苏南京为例

长江中下游地区是我国稻麦主产区,辨析该区农业生产过程的环境效应,可为实现农业绿色发展提供理论指导。以稻麦轮作典型生产区江苏南京为例,应用生命周期评价方法对该系统生命周期的资源消耗和污染物排放清单进行分析和评价。结果表明:在该稻-麦轮作体系中,水稻生命周期的环境影响主要是富营养化、水体毒性、环境酸化和土壤毒性,环境影响指数分别为2.32、0.76、0.33和0.27;而小麦生命周期的环境影响主要为富营养化、水体毒性、土壤毒性和环境酸化,环境影响指数分别为2.50、2.09、0.32和0.23。肥料、农药、柴油的生产和使用是引起能源消耗和气候变暖的主要因素;农户超量施用氮肥是造成潜在环境酸化和富营养化的关键;农药的使用是造成水体毒素和土壤毒素的最主要原因;而氮肥和农药投入对人类毒性均有较大影响。因此,在工业领域加快新型能源开发,实施清洁生产;在农业领域优化田间管理措施(如减少氮肥施用、研发多功能一体化农机及推广低毒高效农药)能有效控制长江中下游地区稻麦生产负面环境影响,提高该区农业可持续发展能力。     

甲烷排放与应对气候变化国家战略探析

甲烷的全球变暖潜势是二氧化碳的72倍(20年水平),但其在大气中的寿命短于二氧化碳,可以作为优先减排对象。中国的甲烷排放十分突出,甲烷减排在应对气候变化国家战略中具有重要的基础性地位,然而在政策研究中,甲烷受到的关注程度远低于二氧化碳。本文基于甲烷排放研究的相关进展,首次系统性地论述了中国甲烷排放与应对气候变化国家战略之间的关系。主要结论是:甲烷排放的有效控制和减缓可以成为中国温室气体减排的重要组成部分,甲烷等温室气体的减排战略要用"系统减排"思路替代传统的"末端减排"思路;甲烷系统减排的策略和实施措施不仅需要重视主要排放部门(如煤炭开采与洗选业,农业)的直接末端减排,更需要突出强调建设活动、城市消费、资本投资和出口贸易等消费端的间接体现减排;在国际气候谈判中通过纳入甲烷排放,可以至少在五个方面丰富和支撑中国的国家立场,如从承诺"单位GDP二氧化碳减排"向承诺"单位GDP温室气体减排"转变。     

我国减缓碳排放的近期形势与远期趋势分析

近3年来我国面临GDP能源强度呈上升趋势，能源消费及相应CO2排放增长对世界减缓碳排放的形势产生了更大影响的新的形势，从长远发展趋势看，我国当前由于工业特别是重化工业在国民经济结构中急剧增加引起的GDP能源强度阶跃性增长将随产业结构的稳定两平缓，并且随产业结构的优化和产业技术升级及高附加值产品比例提高而再度呈持续稳定下降的趋势。我国在现代化道路中与发达国家的历程相比，可以走更为节约能源和减少CO2排放的道路。但由于中国人口众多，和平发展的规模大、速度快，而且时间比发达国家滞后半个世纪以上，我国为实现现代化所必需的能源消费和CO2排放的增长会对全球的碳排放增长产生重大影响。这将使我国未来经济发展面临极为不利的外部环境。     

无锡市能源消费、碳排放与经济增长关系分析

经济增长对资源消耗存在很大的依赖性,研究能源消费、碳排放与经济增长关系,可为经济增长方式转变和低碳城市建设提供重要科学依据。基于IPCC国家温室气体排放清单指南中的方法估算了无锡市能源消费碳排放,并建立“脱钩”模型探讨能源消费、碳排放与经济增长之间的关系。结果表明：（1）2000~2010年,无锡市碳排放从84335万t增加到2 52804万t,总量不断增加,但趋势有所减缓,且各县市碳排放特征差异显著;（2）无锡市碳排放与经济增长整体处于弱脱钩状态,且脱钩状态有不断增强的趋势,市区经济发展已不依赖于能源消费,朝着环境友好方向发展,江阴和宜兴节能减排压力仍然很大;（3）优化产业结构、调整工业结构和提高能源利用效率是改善无锡市能源消费、碳排放和经济增长关系的有效途径,各县市根据具体情况,侧重点有所不同     

中国CO_2地质封存与可持续发展

在全球气候变暖的自然趋势下,推行CO2地质封存项目对减缓气候变暖进程和我国实施可持续发展战略具有重要意义。本文概述了CO2在地质储层-盖层系统中的两种捕获机制:一是通过地层构造压力、地下水动力、流体密度差、盖层岩石毛细管压力及矿物(煤层)吸附等共同作用的物理捕获机制,另一种是通过水岩化学反应进行固碳的化学捕获机制。归纳了有利于长期安全封存CO2的地质条件和水文特征,结合文献资料指出我国CO2有效地质封存总容量可供中国CO2地质埋存使用1 000年以上。并从科学技术能力、人才储备、经济成本及效益预算、管理和运营体制等方面进行论证,认为我国实施CO2地质封存项目是切实可行的。结合我国不合理的能源消费结构及全球气候变暖、环境恶化可能产生的后果,阐述了CO2地质封存对我国实现节能减排、低碳经济等可持续发展战略的深远意义。建议我国尽快组织开展CO2地质封存相关科学理论、封存技术及基本框架和配套政策、法规研究,为我国应对全球气候变化提供足够的技术和人才储备。     

Impact of demographic dynamics on CO_2 emissions in Sichuan,China

Global climate change is one of the major environmental issues faced by humans.Existing evidence indicates that the anthropogenic push for a rise in the atmospheric concentration of greenhouse gases(GHGs)(particularly CO_2)has been a primary cause for global warming.Aside from economic and teclinological factors,demographic dynamics(including human consumption in a broad demographic sense)has been a major driver for CO_2 emissions.In this paper,we performed both nonlinear regression analysis(based on the STIRPAT model)and gray correlation degree analysis(based on gray system theory)on the impact of demographic dynamics on CO_2 emissions.Our results reveal that CO_2 emissions are positively correlated with population size and GDP per capita and negatively correlated with energy intensity.We also show that gray correlation degree with CO_2 emissions for five variables(i.e.,household consumption,urbanization rate,household size,population aging rate,population size)varies substantially:household consumptionurbanization ratehousehold sizepopulation aging ratepopulation size,with household consumption being the highest,and population size the lowest.To mitigate the impact of demographic dynamics on CO_2 emissions,it is of vital significance to nurture people's awareness of sustainable consumption and to adhere to current population control policies.     

中国城市CO_2排放数据集研究——基于中国高空间分辨率网格数据

城市CO_2排放数据的可获取性和质量直接影响了城市碳排放的科学研究、低碳战略制定及公众对于城市低碳发展的监督和参与。数据缺乏和多源数据的不确定性大是中国城市CO_2排放核算和低碳城市规划面临的重要问题和挑战,而这些问题同时也导致中国低碳城市研究水平参差不齐。本研究使用自下而上建立的中国高空间分辨率网格数据(空间分辨率为1km),采用统一数据源和规范化、标准化数据处理方法,建立中国城市CO_2排放数据集,供研究者和决策者参考。城市CO_2排放计算借鉴国际上较为成熟和应用广泛的核算方法,包括范围1和范围2排放。以北京、上海、天津、重庆和广州5个典型城市的能源统计数据自上而下计算其CO_2排放作为参考水平,检验数据集的数值质量,结果显示5个城市的数据差异均不超过10%。中国城市CO_2排放整体呈现北方大于南方,东部高于中部和西部的空间格局。CO_2排放量较高的城市大多处于华北、东北以及华东沿海地区,西部地区城市CO_2排放量则较低。城市CO_2排放8个部门(工业能源、工业过程、农业、服务业、城镇生活、农村生活、交通、范围2排放)之间的相关性中,城镇生活和交通排放的相关性最高,并且呈现显著性(p0.001),工业过程排放和服务业排放的相关性最弱且没有显著性。基于中国高空间分辨率网格数据的中国城市CO_2排放数据集的不断完善和发展,为中国城市CO_2排放研究奠定了重要的数据基础,为城市CO_2排放横向比较和对标工作提供了重要依据。