溫室氣體排放問題精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇溫室氣體排放問題，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：火電企業；溫室氣氣排放；減少

中圖分類號：X16 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2012）35-0012-03

一、我國火電企業溫室氣體排放現狀

我國經濟正處于一個蓬勃發展的狀態中，同時，隨著經濟的增長，各種環境問題也應運而生，并顯得日益嚴重。其中，降低溫室氣體的排放成為當今國際社會面臨的重要問題之一。有關數據顯示，在我國有近80%的二氧化碳排放來自煤炭的燃燒，而50%左右的煤炭是用于火力發電，在火電企業中絕大部分是利用燃燒煤炭來進行發電的。因此，怎樣減少火力發電企業的溫室氣體排放，以實現“十二五”計劃期間單位國內生產總值能耗比2010年下降16%的目標，成為當前我國節能減排的重點之一。由于火電企業燃煤量的比例之大，因此減少溫室氣體排放成為我國火電企業實現競爭力提升的重要舉措。

圖1中的數據是利用火電企業供電耗煤量，根據馬宗海（2002）提供的計算溫室氣體排系數的方法：

其中，根據經驗，發電運行量占比大約為78%。

根據上述公式算的火電企業排放系數如圖1。從趨勢圖1可以看出，我國火電企業溫室氣體排放系數在逐漸減少，即生產單位千瓦時所排放的溫室氣體數量在不斷的減少的通道中，但離“十二五”的目標還有一定的距離。

關于怎樣減少火電企業的溫室氣體排放的問題，國內一些學者已經做了一些研究。劉麗娟等（2012）通過建立火電企業的節能減排系統動力學模型，對火電企業節能減排進行分析，并用實際例子模擬調控不同參數對體統的影響，為政府實施節能減排政策提供了參考。馮明等（2010）以節能減排信息化應用的共性需求為出發點，提出了一種新的節能減排信息化框架，并對關鍵技術進行的進一步的展望。這些研究給我國火電企業減少溫室氣體排放提供了一定的參考。也有學者提出要通過調整產業結構，提高水電、風電及核電在電力產業中的應用，以降低火力發電的比重，從而減少煤炭消耗，降低溫室氣體的排放。雖然其他來源的電能具有很大的發展潛力，而且發展的速度很快，但是由圖2可以發現，在近10年中，我國火電企業發電量的比重并沒有減少，始終保持在總發電量的80%以上，火電發電的重要地位并沒有動搖。因此，在調整電力產業結構的同時，開發水電、風電等從長期而言具有戰略意義，但就目前在火電企業發電量仍占主導地位的情況下，直接減少火電企業自身的溫室氣體排放量，依舊是當前需要面臨的重要挑戰，也是解決當前溫室效應的最有效途徑之一。

二、火電企業信息化減排構架

企業信息化建設從20世紀80年代開始，此時主要用于數據的基本處理和分類等。20世紀90年代至20世紀末，是計算機用于企業管理的探索階段，企業管理的信息化概念逐漸被提出，針對發電企業的管理信息系統只是剛剛涉及，并沒有被完整的提出。從上世紀末開始，大量的發電企業紛紛建設各自的管理信息系統，從而大量的節約了搜集數據的成本，勞動生產率也有了很大提高，降低了運行工人的勞動強度。

圖1所顯示的單位千瓦時所排放的溫室氣體數量在不斷減少這一趨勢，一方面原因是由于燃燒技術、熱電轉化技術以及電傳導技術的提高。但技術的發展終究會遇到一定的瓶頸，此時優化整個生產、管理和營銷流程成為重中之重。信息化的出現使的火電企業優化了內部資源配置、提高了完成信息加工處理和能力，從而直接或者間接地減少了溫室氣體的排放。

圖3給出了火電企業信息化對溫室氣體排放的構架圖。火電企業的信息化包括兩個部分：一是建立生產控制信息化系統。該系統包括設備管理系統、運行管理系統、任務管理系統、生產技術管理和安全監察管理系統。通過該系統，火電企業的運行和管理人員可以監測到大量發電機組實時數據，掌握系統運行動態，自動的對各種動態指標進行統計，同時也為之后提出進一步優化方案提供數據支持，為提示各種定期工作，記錄各種日志的檢查提供方便；對設備進行技術監督，及時掌握各類設備的技術狀況，為預防性檢修提供科學依據；在完成主要的功能之余，也可以輔助管理人員對安全工作進行指導、統計和考核。更重要的是，在生產過程中建立可控制生產流程的系統，可以在既定的技術水平下，從非技術角度促使工藝優化、降低能耗。這種優化往往比直接改進技術要更有效果。如在企業制定的生產指標和生產計劃中，通過作業計劃、作業標準、工藝指標等自動控制系統，在通過對原始數據的匯總、分析，促進火電企業在發電過程中的中提優化和全面控制，提高生產效率，降低生產成本。同時該系統可以對與電廠的設備維護和維修工作緊密相關的主要業務過程進行管理，從而提高設備的可靠性及可利用率。總之，該系統優化了在發電過程中的工藝流程，提高勞動生產率，降低物料損耗，最終有實現直接減少溫室氣體的排放的目的。二是建立生產計劃、目標和資金管理系統。該系統從企業管理的整體角度出發，著力于生產計劃、目標和資金的管理，強調事前計劃和事中控制。火電企業借助該信息系統，可以平衡在有限資源、煤炭價格變化和社會需求等多方壓力下的生產計劃，達到一個企業的優產目標。同時在優產和減少溫室氣體排放的過程中，可以更加合理的使用有限的資金，使其發揮更大的作用。通過信息化手段，合理地對企業的各種資源進行配置，最終可以間接達到減少生產過程中溫室氣體的排放量。

三、火電企業信息化建設自身對溫室氣體排放的影響

火電企業信息化建設后會對該行業的溫室氣體排放有著積極的作用已經顯而易見，但是，在信息化平臺的建設過程中也會產生能源損耗，并排放溫室氣體。因此，火電企業進行信息化建設，一方面增加了火電企業溫室氣體排放的來源，另一方面也有效地解決了傳統發電工藝中資源配置不合理的缺陷，對于全球變暖而言，它是一把雙刃劍。火電企業信息化建設是否具有經濟性，也是值得考慮的重要問題。最新研究表明，信息行業基礎設置建設及相關產品制造越占全球溫室氣體排放的2.5%。同時，全球電子可持續發展推進協會（GeSI）了《智慧2020：建立信息時代的低碳經濟》報告。報告中指出，到2020年，全球碳腳印將達到519億噸二氧化碳當量，其中有信息與通信技術行業本身直接產生的二氧化碳14億噸。但是，通過其他企業的信息化建設可以使總排放量減少78億噸，占全球二氧化碳排放的15%，這是信息與通信技術行業本身所造成的二氧化碳排放的5倍以上。從該報告的分析結果可以看出，雖然信息化建設本身會產生溫室氣體排放，但其企業有效地使用信息與通信技術可以大大減少其他行業溫室氣體的排放。火力發電是我國電力的主要來源，本身具有很大的規模效應，很多生產工藝過程和數據采集等只通過人工管理很難達到最優水平，信息化建設可以利用先進的計算機技術代替人工管理，不僅能達到減少人工成本的目的，還能是溫室氣體排放處于實時監控之中，其對減少溫室氣體排放的效果比小規模行業更好。

四、火電利用企業信息化減少溫室氣體過程中注意的問題

雖然信息化建設可以優化企業生產工藝與生產管理，但該系統的建立并不是一蹴而就的。國外已經有了比較先進的信息化系統，但我國對其建設還需要不斷的探索，最終找到適合我國火電企業的信息化構架。在這條利用先進技術的曲折道路上，也應注意以下一些問題。

（一）領導層的高度重視

我國火電企業信息化建設要求遵循“統一領導、統一規劃、統一標準”的三統一原則，同時信息化所建設的生產控制信息化系統和生產計劃、目標和資金管理系統是領導決策層管理思路、管理理念一起工程師的具體實現，領導層對于減少溫室氣體排放的節能減排理念也會在信息化系統建設中得到充分的體現。因此，所有信息化系統從規劃、調研、分析、設計開始，必須得到企業相關領導的重視和參與，領導層對于企業管理的認識和對未來發展的把握，對社會責任的理解與執行力度，決定了管理信息系統的建設水平和發揮其減少溫室氣體排放效能的大小。同時，信息系統的建設對整個企業的管理會帶來崗位的調整、工藝流程的轉變，這些都需要領導層的大力支持再能得到堅持不懈地貫徹。

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關鍵詞：溫室氣體 排放 法律 措施

一、中國溫室氣體排放的現狀

中國作為最大的發展中國家，其溫室氣體排放總量僅次于美國。2004年11月9日我國第一次通過官方渠道向締約國提交了《中華人民共和國氣候變化出事國家信息通報》。[1]《通報》內容顯示僅在1994年中國的二氧化碳凈排放量約為27億噸。氣候的迅速變化給發展中的中國帶來了巨大的、難以承受的損失。截至目前，發展中國家二氧化碳排放總量的二分之一以上來自中國，全球二氧化碳排放總量的七分之一來自中國。預計到21世紀中葉，中國的能源消耗將占到全球能源總消耗的六成以上。

二、中國溫室氣體排放存在的若干問題

自1978年12月起中國開始實行對內改革、對外開放的政策以來，我國在技術、資金等方面已取得了一定的基礎，獲得了一些寶貴的經驗，但縱觀全局仍面臨著較多問題。中國目前扔處在粗放型經濟增長方式階段，主要依靠增加資源、資金的投入來增加產品的數量，存在著排放量進一步增長的趨勢。而且，中國還需要解決各種社會問題，例如醫療、教育、基礎設施建設等眾多困難。[2]如果單純地限制溫室氣體排放，必將放緩中國經濟的增長速度，所以，如何協調控制溫室氣體排放量和保證經濟有序健康平穩發展的問題上值得我們深思。

現階段我國溫室氣體排放所要面臨的最嚴峻挑戰有以下兩點：第一，中國溫室氣體工業化累積人均排放量少、人均溫室氣體排放量低；第二，我國溫室氣體排放總量存在著快速增長的勢頭。

中國溫室氣體減排可通過嘗試不同的途徑得以實現，例如提高陸地生態系統的碳吸收、能源結構優化，能源利用率提高，新型能源的開發利用，改造生活垃圾填埋場地。加快開發清潔能源，太陽能，風電核電等。這方面已經取得一些成果，是最可行的。加快立法，加大監管，淘汰高耗能高排放的企業。國家可以加大對新能源產業的經濟補貼，政策支持。 在社會生活中可以提倡低碳生活，提高人民的認識和獲取支持。

三、應對中國溫室氣體排放存在問題的措施

歐盟作為一個區域性經濟一體化組織，在溫室氣體減排方面很值得我們借鑒。在歐盟組織內出臺了各種不同的政策與法規來構建溫室氣體排放制度，從宏觀上解讀這些內容，我們可以從以下倆方面來加強、加深認識與了解。第一，歐盟的立法機關出臺了一系列提升能源利用效率與控制減少溫室氣體排放的法律法規。第二，部分是歐盟行政機關制定了一系列關于溫室氣體減排的政策或政策建議。

從歐盟的實例中我們能夠得出幾點可學之處，來完善改進我國溫室氣體排放的政策和立法。首先，我們不能“因噎廢食”，單純限制溫室氣體排放量而置社會發展于不顧。歐盟非常值得借鑒的一點就是其將溫室氣體削減任務目標與社會經濟發展結合在了一起。追求良好的、適宜人類長遠居住與生產的環境，是我們的重要目標，但卻不是唯一的目標，所以溫室氣體減排應該是一個理性產物。歐盟溫室氣體減排在立法階段就很好地兼顧了各成員國家社會經濟長遠發展目標與控制溫室氣體排放的目標[3]。同時，它既體現了保護大氣環境的要求，又根據各國能源、資源、技術的現狀制定了合理的減排策略。

其次，我們不能“一條腿走路”，應該“雙管齊下”，甚至“多管齊下”。所謂多管齊下，是指我們需要借助不同主體，采取不同路徑來達成限制排放量這一重要目標。政府應該發揮其宏觀的調節、管制功能，作為市場主體的企業應該發揮其能動性與充分的自主性積極參與，同時加大對技術的投入，開發新科技，并將其應用到實際生產過程中，綜合作用，互助互補。歐盟在立法中授予了各個成員國增強對溫室氣體調控管制能力并設定了具體可量化的排放限度。此外，歐盟充分發揮市場調節的杠桿作用來促進減排的實現。他們積極開發能源利用率高的產品，例如歐洲的汽車業自愿與歐盟簽訂了限制尾氣排放的協議。

第三，我們不能脫離實際，政策與法律的制定應該充分地發揚民主，保證程序的合法。中國的民主化有待進一步提高，我們應該更加關注立法制定的公開性、民主性，充分地聽取廣大人民群眾的聲音和意見，調動各個群體的參與熱情，設定聽證會、辯論會等形式，為言路的暢通提供制度保障。只有這樣，最終確定實施的目標才有可行性，才不會與實踐相脫節。不積跬步無以至千里，只有一個腳步一個腳步地向著民主化邁進，我們才可能在將來的某一天去收獲一個擁有廣泛共識基礎的政策[4]。

中國作為一個負責的大國，在新時代的競爭洪流中，不僅要保持強勁的發展勢頭，而且也要肩負起屬于大國的重要使命和任務，根據共同但有區別的責任原則，我們必須扛起應付的責任。同時，捍衛國家利益也是我們時刻應該牢記的，在國際社會中合作愈加頻繁的今天，我們也應該適時“發聲”，向世界傳達我們的合理訴求，爭取更多的國家利益。

參考文獻：

[1]于宏源.聯合國氣候變化框架公約與中國氣候變化政策協調的發展[J]世界經濟與政治，2005（10）.

[2]張妙仙，林道海.國際碳排放權交易及其對我國的啟示[J].行政與法，2010，（11）.

[3]韓良.國際溫室氣體減排立法比較研究[J]比較法研究，2010，（4）.

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1引言

政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第5次評估報告，以新氣候觀測、時間序列更長的氣候數據集和更多的古氣候信息，證明在最近的三個十年中，每個十年均已平均暖于自1850年以來之前的任何一個十年，地表到對流層普遍變暖，平流層變冷，全球氣候系統變暖是毋庸置疑的。并進一步證明20世紀中葉以來全球氣候變暖95%的可能是人類活動造成的。2006年以后，我國超過美國成為世界第一排放大國，2012年中國排放總量超過歐盟與美國的總和，在國際氣候談判形勢越來越不利、壓力越來越大的情況下，2008年北京、上海、天津成立交易所開始探索國內碳排放權交易市場。企業碳排放信息報告是碳排放權交易的公平、公正、有效開展的基礎。

雖然，歐盟碳排放權交易給我國提供很好的借鑒經驗，包括企業碳排放報告方法，但是，適合我國國情的行業企業碳排放信息報告指南還有待于加快研究完善。《我國主要行業溫室氣體檢測與核算技術研究》課題旨在研究編制行業企業碳排放信息報告指南，并通過相關行業企業試用加以修改完善，最終，以國家標準形式實施。云南省承擔了鋼鐵行業的碳排放信息指南試用、評估。

2 溫室氣體核算指南與標準

目前，現行的溫室氣體清單指南和排放核算標準根據不同對象分為國家、區域、企業、項目、產品和服務等多種層級[1]。

國家級層面以政府間氣候變化專門委員會幫助締約方編制的《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》[2]為代表，涉及能源，工業過程和產品使用，農業、林業和其它土地利用、廢棄物五個領域溫室氣體排放的活動水平、排放因子、全球變暖潛勢選擇和核算方法。

根據《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》，我國了《省級溫室氣體清單指南（試行）》，屬于區域級層面的溫室氣體指南，包括能源活動、工業過程、農業、土地利用變化和林業、廢棄物處理等五個領域的溫室氣體清單。在國家的指導下，各省市已完成了2005年和2010年省級溫室氣體清單。

針對企業法人或視同法人的組織邊界，即行業企業級層面的溫室氣體核算指南，國際標準主要是溫室氣體核算體系（GHG Protoco1）、ISO14064-1[3]，涉及邊界內的排放源廣，例如包括滅火器等。國內除七個試點了各自不同行業企業的溫室氣體核算指南，包括電力、熱力、制造、建筑、航空、服務等行業。國家發展改革委已兩批行業企業溫室氣體核算指南，共計14個工業行業企業核算方法。

項目級層面的溫室氣體核算指南或標準運用于碳減排項目，主要包括ISO14064-2、PAS：2050、清潔發展機制方法學等。

3 鋼鐵行業企業溫室氣體核算標準分析

ISO14064-1行業企業溫室氣體核算指南是一種通用型的行業企業溫室氣體核算指南，不再細分鋼鐵、電力等行業。國內七個碳排放權交易試點僅北京、深圳未涉及鋼鐵行業企業溫室氣體排放核算指南。國家發展改革委了《中國鋼鐵生產企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》。《我國主要行業溫室氣體檢測與核算技術研究》主要針對電力、鋼鐵、水泥、化工、石油等行業進行了溫室氣體核算指南編制并進行了試用。

3.1 ISO14064指南

溫室氣體核算體系（GHG Protoco1）提供不同層面的溫室氣體核算標準和計算工具，包括企業組織層面的《企業標準》、項目層面的《溫室氣體核算體系：項目核算方法》，以及2011年出版的《溫室氣體核算體系：產品核算與報告標準》和《溫室氣體核算體系：企業價值鏈核算標準》。2006年，國際標準化組織（International Organization for Standardization）根據《企業標準》的相關要求，制定了組織層面溫室氣體核算標準（ISO14064-1），ISO14064-1標準與《企業標準》相兼容。ISO14064-1是一種通用行業的溫室氣體核算方法，不再細分鋼鐵、水泥、電力等，也不再分工序。核算邊界指組織擁有的一個或多個設施上的一個或多個GHG源或匯。核算的溫室氣體包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）和六氟化硫（SF6）六種溫室氣體。核算排放邊界包括從財務和運行控制的角度確定組織運行邊界內的直接溫室氣體排放，消耗的外部電力、熱力或蒸汽的生產而造成間接溫室氣體排放，以及因組織的活動引起的而被其他組織擁有或控制的溫室氣體源所產生的溫室氣體排放，但不包括能源間接溫室氣體排放。

3.2 國家發展委試行鋼鐵指南

根據“十二五”規劃《綱要》提出的“建立完善溫室氣體統計核算制度，逐步建立碳排放交易市場”和《“十二五”控制溫室氣排放工作方案》（國發〔2011〕41號）提出的“加快構建國家、地方、企業三級溫室氣體排放核算工作體系，實行重點企業直接報送溫室氣體排放和能源消費數據制度”的要求，為保證實現2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的目標，國家發展改革委組織編制了《中國鋼鐵生產企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》[4]。

核算邊界包括凈消耗的化石燃料燃燒產生的CO2排放，如鋼鐵生產企業內固定源排放（如焦爐、燒結機、高爐、工業鍋爐等固定燃燒設備），以及用于生產的移動源排放（如運輸用車輛及廠內搬運設備等）；鋼鐵生產企業在燒結、煉鐵、煉鋼等工序中由于其他外購含碳原料（如電極、生鐵、鐵合金、直接還原鐵等）和熔劑的分解和氧化產生的CO2排放；企業凈購入電力和凈購入熱力（如蒸汽）隱含產生的CO2排放。該部分排放實際發生在電力、熱力生產企業；鐵生產過程中有少部分碳固化在企業生產的生鐵、粗鋼等外銷產品中，還有一小部分碳固化在以副產煤氣為原料生產的甲醇等固碳產品中，應予以扣除。

根據《中國鋼鐵生產企業溫室氣體排放報告》可知，企業溫室氣體排放邊界作為一個整體，僅分化石燃料燃料直接排放、工業過程直接排放、電力熱力間接排放及固碳量，而不再從工序過程分為煉焦、燒結-煉鐵-煉鋼、軋鋼等分別計算。

同時，《中國鋼鐵生產企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》也僅提供了基于計算的核算方法，沒有提供基于測量的核算方法。

3.3 本課題鋼鐵指南

排放主體原則上為獨立法人，與能源統計報表制度中規定的統計邊界基本一致。排放主體的核算范圍包括預期生產經營活動相關的直接排放和間接排放。其中，直接排放是指化石燃料燃燒和工業生產過程產生的溫室氣體排放；間接排放是指因使用外購的電力、熱力等所導致的溫室氣體排放。生活能耗導致的排放原則上不計入核算范圍內。鋼鐵行業具體核算范圍包括：

（1）固定燃燒設備（如焦爐、燒結機、高爐和工業鍋爐等固定燃燒設備）及廠界內用于生產的移動運輸等生產輔助設備使用化石燃料燃燒產生的直接排放；

（2）生產過程中石灰石和白云石等含碳熔劑分解產生的直接排放；

（3）使用外購電力、熱力導致的間接排放；

（4）余熱回收發電上網、副產煤氣制外銷其他產品所蘊含的CO2排放量應被扣除。

根據《鋼鐵企業溫室氣體排放監測、核算與報告指南》，同時提供了基于計算的核算方法和基于測量的核算方法。基于計算的核算方法，首先分煉焦、燒結至煉鋼、鋼材深加工三個環節。煉焦環節分化石燃料燃燒直接排放、電力熱力間接排放及外購焦炭間接排放；燒結至煉鋼環節分化石燃料燃燒排放、工業過程排放（包括石灰石、白云石使用過程排放，電極消耗產生的排放，煉鋼降碳過程含碳量變化產生的排放）、電力熱力間接排放及其他外購材料間接排放；鋼材深加工環節分副產煤氣燃燒排放、電力熱力間接排放。

分三個環節分別核算溫室氣體排放是與《中國鋼鐵生產企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》核算方法的最大區別。其優勢是能夠清晰的識別出鋼鐵企業的流程長短，屆時實施全國統一碳排放權交易市場時，以保證分配給流程長短不同鋼鐵企業的配額公平、公正。

4 鋼鐵行業企業溫室氣體試用

經與鋼鐵企業多次交流培訓，一家鋼鐵企業積極參與溫室氣體報告試用。

4.1 工藝流程

經調研，該鋼鐵企業屬于短流程工藝，僅有燒結-煉鐵-煉鋼過程，無煉焦和軋鋼過程。

溫室氣體直接排放源包括：一是與生產相關的固定燃燒設備類型、數量：2臺燒結機、3座高爐；廠區內運輸車輛類型、數量：鏟車4臺、汽車4臺、火車3臺；使用的化石燃料類型：無煙煤、洗精煙、柴油、全焦、二次能源（高煉煤氣、轉爐煤氣）。二是生產過程中使用白云石、石灰石。三是焦炭外購。溫室氣體間接排放源包括：部門電力外購。

4.2 活動水平

因該鋼鐵企業還不具備時時測量溫室氣體排放量的能力，采用基于計算的方法核算該企業的溫室氣體排放量。溫室氣體排放源活動水平采用層級一數據，其計算方法是根據年度購買量或銷售量以及庫存的變化來確定實際消耗或產出的數據。購買量或銷售量采用采購單或銷售單等結算憑證上的數據，庫存變化數據采用計量工具讀數或其他符合要求的方法來確定。計算公式如下：

消耗量=購買量+（期初存儲量-期末儲存量）-其他用量

產出量=銷售量+（期末庫存量-期初庫存量+其他用量

該鋼鐵企業按照指南要求，提供了化石燃料（無煙煤、洗精煙、柴油、全焦、二次能源（高煉煤氣、轉爐煤氣）、碳酸鹽（白云石、石灰石）、凈購電力及自發電年活動水平數據。

從該鋼鐵企業提供的活動水平數據來看，除高煉煤氣和轉爐煤氣混合自發電使用比例沒有測量外，其它數據均能與該企業自身能源、原材料等統計相吻合，企業基本能夠提供相關溫室氣體排放源活動數據。

4.3 數據分析

2013年，該鋼鐵企業燃燒直接排放包括燃結-煉鐵-煉鋼和高爐煤氣發電等化石燃料燃燒排放，各占總排放量的30.3%和58.9%，共計89.2%，該短流程鋼鐵企業溫室氣體排放主要來自化石燃料；工業工程排放包括石灰（包括白云石）及電極消費直接排放，各占總排放量的2.9%和3.7%；間接排放僅電力，占總排放量的4.2%。在煉鋼工程中，有1.1萬噸被固定在鋼錠中。

篇4

只有在公正公平的前提下，國際社會努力減少溫室氣體排放，有效應對氣候變化的共同行動才具有成功的可能性――此前，在倫敦舉行的英國外交部威爾頓莊園第923次會議上，中國(海南)改革發展研究院副院長殷仲儀，對提高能源效率和開發利用可再生能源的現行國際機制和制度安排，提出了批評。

他認為，建立于2004年的“可再生能源和能源效率合作伙伴關系計劃”作為國際機制，僅關注工業領域的能源效率，過于商業化，忽視了廣大發展中國家為減少農村生活能源消費、溫室氣體排放做出的巨大努力，這是該國際機制不夠公正的具體表現――沒有把一切有利于提高能源效率、減少溫室氣體排放的努力，全部覆蓋在“可再生能源和能源效率合作伙伴關系計劃”的支持范圍。

殷仲儀指出，在討論減排目標時，不能忘記歷史排放，工業革命以來，發達國家一直是溫室氣體的主要排放者，而發展中國家的歷史排放很少；更不能對發達國家直到今天仍然是溫室氣體主要來源的客觀事實視而不見；中長期減排目標應該是“人均目標”而不是“國家總量目標”。

他警告說，如果僅僅把提高能源效率和“促進可再生能源開發利用作為唯一目標，忽視促進發展中國家的發展這個重要目標，將很難讓發展中國家積極主動地參與國際社會減少溫室氣體排放、共同應對氣候變換的國際行動。

根據UNDP今年年初的《人類發展報告2007―2008》，中國作為最大的發展中國家，雖然能源效率比較低，但人均溫室氣體排放只有美國的18％，日本的39％。德國和英國的39.3％，印度的人均溫室氣體排放更低。

因此，國際社會不能忽視中國等發展中國家為此付出的巨大努力。殷仲儀介紹說，中國以減少溫室氣體排放為國標積極開發可再生能源已經取得顯著成就。根據不完全統計，2006年中國可再生能源開發利用總量接近2億噸標準煤，約為當年全國一次能源消費總量的7.5％。

中國正在形成加快可再生能源開發的政治社會氛圍。中國各級政府已經逐步認識到，開發利用可再生能源是落實科學發展觀、建設資源節約型社會、實現可持續發展的重要途徑；充足、安全、清潔的能源供應是經濟發展和社會進步的基本保障：從根本上解決能源問題，除大力提高能源效率外，加快開發利用可再生能源是重要的戰略選擇；同時，快速發展的可再生能源行業屬于高新技術和新興產業領域，已成為中國新的經濟增長點。

1990年至2005年間，只有4個發達國家溫室氣體排放量呈下降趨勢，分別是法國、德國、英國和瑞典，而很多發達國家的溫室氣體排放量有增無減，一路攀高：美國溫室氣體排放量上升16.3％，澳大利亞上升幅度高達25.6％，加拿大上升幅度為25％。而人口眾多的中國，自1990年以來，溫室氣體排放量上升25.3％。如按人口比例計算，中國溫室氣體排放量仍然遠遠低于西方發達國家。

殷仲儀認為，中國等發展中國家的溫室氣體歷史排放低、人均排放少，最近幾年的溫室氣體排放增加，在很大程度上是承接了發達國家的一些制造業，一些耗能比較大的產業轉移到中國，使中國承擔了許多世界制造任務。中國有三分之一的溫室氣體排放，都是在生產出口產品的過程中產生的，中國每年為全世界制造大量消耗能源的產品，根據商務部的數據，中國為世界制造了258％的鋼鐵、48％的水泥、24％的服裝、25％的家用電器。

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關鍵詞 農田；溫室氣體；凈排放；影響因素

中圖分類號 X22 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104(2011)08-0087-08 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.08.014

進入工業革命以來，大氣中CO2濃度在不斷升高，全世界大多數科學家已一致認為，不斷增長的CO2濃度正導致全球溫度上升，并可能帶來持續的負面影響［1］。地表和大氣之間的反饋對氣候變化起著至關重要的作用，而農業生產過程不僅改變了地表環境，而且改變了大氣、土壤和生物之間的物質循環、能量流動和信息交換的強度，因此帶來了一系列環境問題，如土地沙化退化、水土流失、溫室氣體排放增強等。近十多年來，溫室氣體排放增加引起的全球氣候變暖成為人們普遍關注的焦點，而農業則是CO2、CH4和N2O這三種溫室氣體的主要排放源之一［2］。據估計，農業溫室氣體占全球總溫室氣體排放的13.5%，與交通（13.1%）所導致溫室氣體排放相當［3］。因此，農田溫室氣體排放相關研究已成為目前國際研究熱點之一。

1 農田溫室氣體凈排放的涵義

農田是溫室氣體的排放源，但同時也具有固碳作用，研究農田溫室氣體排放的重點之一就是從“凈排放”的角度綜合考慮其“固”與“排”的平衡。如圖1所示，在農田生態系統中，作物通過光合作用吸收大氣中的CO2，而根和秸稈還田后分解轉化成較穩定的有機碳（SOC），將CO2固定在土壤中。因此，SOC是農田生態系統的唯一的碳庫。SOC的形成和土壤呼吸是一個同時進行的過程，采用黑箱的理論方法可得出，農田土壤固碳和土壤呼吸的共同作用最終體現為SOC變化量（dSOC）。農田土壤能排放CO2、N2O和CH4，其中CO2排放來自秸稈分解及土壤呼吸，已包含于dSOC中，故不再重復計算［4］，而CH4則是由有機碳通過一系列反應后轉化而成，從土壤釋放到大氣中后其增溫效應比CO2強，則須加以考慮。農田生產物資（柴油、化肥、農藥等）的使用所造成的溫室氣體（主要為CO2、N2O和CH4）排放亦需加以考慮。

綜上所述，農田溫室氣體凈排放計算組成因素為dSOC、農田土壤N2O和CH4的排放、農田生產物資的使用所造成的溫室氣體（主要為CO2、N2O和CH4）排放，影響以上組成因素的農業措施主要有耕作方式、施肥、水分管理、作物品種、輪作及間套作等。當土壤固定的碳（CO2-eq）大于農田土壤N2O和CH4、農田生產物資的使用所造成的

之則為碳源。

2 農田溫室氣體凈排放的主要影響因素

農業生產過程中采用的農業措施（如耕作、施肥、灌溉等）影響著SOC含量、農田土壤溫室氣體排放及物資投入量，從而影響了農田溫室氣體凈排放結果。因此，了解其主要的影響因素具有一定的現實指導意義，具體如下。

黃堅雄等：農田溫室氣體凈排放研究進展

中國人口•資源與環境 2011年 第8期2.1 耕作方式

2.1.1 耕作方式對農田土壤有機碳含量的影響

目前，國內外學者基本一致認為，與傳統翻耕相比，以少免耕和秸稈還田為主要特征的保護性耕作能主要提高0-10 cm土層SOC含量［5-10］，而對深層SOC含量影響不大［11-12］。據估計，全世界平均每公頃耕地每年釋放C素為75.34 t［13］，而保護性耕作則相對減少了對土壤的擾動，是減少碳損失的途徑之一。在美國，Kisselle等和Johnson等的研究表明，與傳統耕作相比，以少免耕和秸稈還田為主要特征的保護性耕作提高了土壤碳含量［5-6］，美國能源部門的CSiTE（Carbon Sequestration in Terrestrial Ecosystems）研究協會收集了76個的農業土壤碳固定的長期定位試驗的數據進行分析，結果表明從傳統耕作轉變免耕，0-30 cm的土壤平均每年固定337±108 kg/hm2［14］碳。在加拿大，Vanden等分析對比了西部35個少耕試驗，結果表明平均每年土壤碳固定的增長量為320±150 kg/hm2 ［8］碳。國內的許多研究亦表明保護性耕作能提高SOC含量，如羅珠珠等和蔡立群等的試驗表明，免耕和秸稈覆蓋處理可顯著增加SOC含量［9-10］。但也有部分的研究的結果表明免耕和秸稈還田沒有顯著增加土壤碳含量［15］，可能的原因是SOC變化受氣候變化的影響或測定年限較短造成的［12］。總體而言，與傳統耕作相比，通過少免耕和秸稈還田等措施能提高SOC含量是受到廣泛認同的結論。

2.1.2 耕作方式對農田土壤溫室氣體排放的影響

（1）耕作方式對農田CH4排放的影響。農田CH4在厭氧條件下產生，而在有氧條件下，土壤中的甲烷氧化菌可氧化CH4并將其當作唯一的碳源和能源。甲烷氧化菌在團粒結構較好的壤土中可保護自己免受干擾［16］，有利于其氧化CH4，而耕作方式對土壤團粒結構有一定的影響［17］。許多研究結果表明，與傳統耕作相比，保護性耕作減少CH4的排放。如David等在玉米農田的長期耕作試驗的研究結果表明免耕是CH4的匯，而深松和翻耕則為CH4的源［18］。Verlan等和Liebig等的研究亦得出類似的結果［19］。在國內，隋延婷研究表明玉米農田常規耕作處理的CH4排放通量大于免耕處理的CH4的排放通量，由于在常規耕制度下土壤受到耕作擾動，促進了分解作用，導致土壤有機質含量下降，而免耕制度下減少了對土壤的擾動，從而增加了土壤有機質的平均滯留時間，降低了CH4排放量［20］。但亦有部分研究結果表明保護性耕作增加了CH4的排放，如Rex等的研究表明在玉米大豆輪作體系中免耕比深松和翻耕排放更多的CH4［21］。總體而言，少免耕措施能基本減少CH4排放。

（2）耕作方式對農田N2O排放的影響。土壤中N2O的產生主要是在微生物的參與下，通過硝化和反硝化作用完成。目前，耕作方式對農田N2O排放的影響沒有較一致的結果。郭李萍研究表明，與傳統耕作相比，免耕措施和秸稈還田處理的小麥農田的N2O排放量比傳統耕作低，保護性耕作減少了土壤N2O的排放［22］，李琳在研究不同耕作措施對玉米農田土壤N2O排放量影響的結果中表明，不同耕作方式土壤N2O排放量大小為翻耕>免耕>旋耕［23］。國外的一些研究結果亦與以上研究結果一致，如Malhi等的研究表明傳統耕作處理的N2O排放高于免耕［24］。David等在玉米農田的耕作試驗結果表明N2O年排放量最大為翻耕，其次為深松，最小免耕［18］。但也有部分研究結果與上述結果不同，如Bruce等的研究表明免耕會增加N2O的排放［25］。錢美宇在小麥農田的研究表明傳統耕作方式農田土壤N2O排放量較高，單純的免耕措施會降低N2O通量，而秸桿覆蓋和立地留茬處理會相對增加免耕處理的農田土壤N2O通量［26］。總體而言，少免耕措施比傳統耕作更能減少農田土壤N2O的排放的研究尚存在一定的爭議，可能是土壤、氣候等因素導致存在差異。

2.1.3 耕作方式對物資投入的影響

農業是能源使用的主要部分，Osman等指出，能源消耗指數和農業生產力有極顯著的正相關性［27］。耕作方式改變意味著化石燃料的使用亦發生改變。農業生產過程中，耕地和收獲兩個環節耗能最大，實踐表明，采用“免耕法”或“減少耕作法”每年每公頃能節省23 kg燃料碳。日本在北海道研究認為，在少耕情況下，每公頃可節省47.51 kg油耗，相當于125.4 kgCO2的量，總的CO2釋放量相比傳統耕作減少15%-29%［28］。實施保護性耕作將秸稈還田，能保土保水［29-30］，從而減少了養分和水分投入所造成的溫室氣體排放。所以，培育土壤碳庫是節約能源、減少污染、培肥土壤一舉多得的措施［31］。晉齊鳴等的研究指出，保護性耕作田的致病菌數量較常規農田有較大幅度提高，并隨耕作年限的延長而增加［32］。Nakamoto等的研究表明旋耕增加了冬季雜草的生物量，翻耕減少了冬季和夏季雜草多樣性［33］。類似的，Sakine的研究表明深松處理雜草密度最高，其次為旋耕，最小為翻耕［34］。因此，因保護性耕作導致土壤病害和草害的加重很可能會導致農藥的使用量增加。總而言之，采取保護性耕作在一定程度上可減少柴油、肥料等的投入，但卻可能增加農藥等的投入，其對減少農田溫室氣體排放的貢獻需綜合兩者的效應。

2.2 施肥

2.2.1 施肥對農田土壤有機碳含量的影響

在農田施肥管理措施中，秸稈和無機肥配施、秸稈還田、施有機肥、有機肥和無機肥的施用均能提高SOC的含量［35-36］，其中，有機肥和無機肥配施的固碳潛力較大［37］。Loretta等在麥玉輪作體系中長期施用有機肥和無機肥的試驗結果表明，從1972至2000年，單施無機氮肥處理的SOC均變化不明顯，而有機糞肥和秸稈分別配施無機氮肥均能顯著提高SOC含量［38］。Cai等在黃淮海地區開展14年定位的試驗結果表明，施用NPK肥和有機肥均能提高0-20 cm土層土壤的有機碳含量。有機肥處理的SOC含量最高，為12.2 t/hm2碳，NPK處理的作物產量最高，但SOC含量卻較低，為3.7 t/hm2碳，對照為1.4 t/hm2碳。因此，有機肥和無機化肥配施既能保證產量，又能提高SOC含量［37］。Purakayastha等的研究亦得出相同結論［39］。總而言之，施肥（特別是配施）能提高SOC含量的研究結果較一致。

2.2.2 施肥對農田土壤溫室氣體排放的影響

農田是N2O和CH4重要的排放源之一，其中農田N2O排放來自土壤硝化與反硝化作用，而施用氮肥可為其提供氮源。N2O的排放量與氮肥施用量成線性關系，隨著無機氮施用的增加，N2O的產生越多［40］。項虹艷等的研究表明施氮處理對紫色土壤夏玉米N2O排放量顯著高于不施氮肥處理［41］。Laura等的試驗也得出了相同的結果，且有機物代替化肥能減少N2O的排放［42］。孟磊等在旱地玉米農田的研究及秦曉波等在水稻田的研究表明施有機肥處理下N2O的排放通量比施無機肥處理小［43-44］，但在水稻田中施有機肥促進了CH4的排放［45］。石英堯等的研究表明隨著氮肥用量的增加，稻田CH4排放量增加［46］。此外，施肥種類對溫室氣體排放亦有一定的影響［47］。總體而言，施肥對土壤N2O和CH4排放有影響，N2O排放主要受無機氮肥影響較大，且在一定程度上隨氮肥用量的增大而增大，而CH4主要受有機物料的影響較大，可能是有機物料為CH4的產生提供了充足的碳源。

2.3 水分管理

農田土壤N2O在厭氧和好氧環境下均能產生，而CH4則是在厭氧環境下產生。水分對土壤農田透氣性具有重要的調節作用，是影響農田土壤N2O和CH4排放的重要因素之一。旱地土壤含水量與土壤中的硝化作用和反硝化作用具有重要的相關性，N2O排放通量與土壤含水量顯著正相關，直接影響著土壤N2O的排放［48］。Ponce等的試驗指出，在一定程度上隨著土壤含水量的增加，N2O的產生越多，提高含水量促進N2O的產生［49］，Laura等亦得出相似的研究結果［42］。Liebig等、Metay等和郭李萍在其研究當中均指出CH4在旱地土壤表現為一個弱的碳匯［19,22］，其對農田溫室氣體排放的貢獻較小。因此，在旱田的水分管理中要提倡合理灌溉。

水稻田是一個重要的N2O和CH4的排放源，并且排放通量的時空差異明顯［50］。稻田淹水下由于處于極端還原條件，淹水期間很少有N2O的排放［22］，但稻田淹水制造了厭氧環境，有利于CH4的產生［51］，且管理措施對其有重要影響，假如水稻生長季至少擱田一次，全球每年可減少4.1×109t的CH4排放，但擱田增加了N2O的排放［52］。Towprayoon等的研究亦得出了類似的結論［53］，因此，稻田水分對減少N2O和CH4排放有相反作用，需綜合進行平衡管理。

2.4 作物品種、輪作及間套作

品種對農業減排亦有重要作用。如水稻品種能影響CH4排放，由于根氧化力和泌氧能力強的水稻品種能使根際氧化還原電位上升，抑制甲烷的產生，同時又使甲烷氧化菌活動增強，促進甲烷的氧化，則產生的甲烷就減少，排放量亦會減少［54］。抗蟲棉的推廣亦能減少農藥使用，減少了農藥制造的能耗；培育抗旱作物能減少對水分的需求量，使之更能適應在逆境中生長，增加了生態系統的生物量，作物還田量增加，有利于SOC的積累。品種的改良與引進能增加生物多樣性，改善了作物生態環境，可減少物資的投入［55］。因此，品種選育是減少農田溫室氣體排放的途徑之一。

輪作、間套作在一定程度上能減少農田溫室氣體排放。Andreas等指出，輪作比耕作更有減排潛力，其對20年的長期定位的試驗結果分析表明，玉米-玉米-苜蓿-苜蓿輪作體系土壤固碳量較大，每年固碳量為289 kg/hm2碳，而玉米-玉米-大豆-大豆輪作體系表現為碳源。與玉米連作對比，將豆科植物整合到以玉米為主的種植系統能帶來多種效益，如提高產量、減少投入、固碳并減少溫室氣體的排放。玉米和大豆、小麥和紅三葉草輪作能減少相當于1 300 kg/hm2CO2的溫室氣體。苜蓿與玉米輪作每年能減少至少2 000 kg/hm2CO2。豆科植物具有固氮作用，比減少氮肥使用、減少化肥生產和土壤碳固定減少溫室氣體排放更有顯著貢獻［8］。West and Post總結了美國67個長期定位試驗，表明輪作使土壤平均每年增加200±120 kg/hm2碳［56］。Nzabi等的研究表明，豆科植物秸稈還田能提高SOC，但由豆科種類決定［57］。Rao等研究表明，間作使SOC減少［58］。Maren等研究表明，玉米與大豆間作系統N2O排放量顯著比玉米單作少但比大豆單作多，且間作系統是比較大的CH4匯［59］。陳書濤等研究表明不同的輪作方式對N2O排放總量影響不同［60］。總體而言，作物類型對溫室氣體排放具有較大的差異性，部分輪作模式和間作模式對提高農田SOC含量，減少農田溫室氣體排放具有一定的貢獻。

3 討 論

3.1 國內外關于農田溫室氣體凈排放研究的差異

人們在關注到固碳減排的重要性的同時，也意識到了農業生態系統具有巨大的固碳潛力。固碳指大氣中的CO2轉移到長期存在的碳庫的過程［4,61］，農田生態系統中的碳庫則是土壤有機碳庫。據估計，到2030年全球農業技術減排潛力大約為5.5×109-6.0×109 t CO-ep2，其中大約89%可通過土壤固碳實現［3］。然而，系統范圍的界定對土壤固碳潛力計算的結果存在較大的影響。目前，國內和國外在此方面的研究取向存在著一定的差異。

國外學者關于農田溫室氣體排放計算的相關研究大多考慮了農業措施（如物資投入）造成的隱藏的溫室氣體排放［61-63］，并得出了一些比較有價值的結論，如Ismail等根據肯塔基州20年的玉米氮肥長期定位試驗計算結果表明，施用氮肥顯著地促進了土壤碳固定，然而來自氮肥使用所排放的CO2抵消了土壤固定的碳的27%-65%。類似的，瑞士的Paustian等也指出41%土壤固定的碳被氮肥生產使用所抵消。Gregorich等則指出增長的有機碳被生產使用的氮肥抵消了62%［63］。

相較之下，國內對農田溫室氣體排放的研究主要集中在農田土壤的碳源碳匯范圍，多數沒有考慮物資投入所造成的排放。國內從“凈排放”進行的相關研究較少，類似問題從近期開始得到重視，如逯非等就提出了凈減排潛力(Net Mitigation Potential，NMP)［64］，如伍芬琳等估算了華北平原小麥-玉米兩熟地區保護性耕作的凈碳排放［65］，但沒有考慮農田土壤N2O和CH4的排放。韓賓等從耕作方式轉變的角度研究了麥玉兩熟區的固碳潛力［66］，亦沒有考慮農田土壤N2O和CH4的排放。

綜上所述，國內外關于農田溫室氣體排放的研究差異主要在于對溫室氣體排放計算范圍的界定，考慮隱藏的碳排放更能體現農田溫室氣體的真實排放。農田溫室氣體凈排放能真實地反應出一系列農業措施的綜合效應是碳源還是碳匯，具有重要的指導意義，需加以重視。

3.2 研究展望

鑒于國內農田溫室氣體排放研究的重要性及不足，在未來關于農田溫室氣體排放計算的研究當中，需注重以下兩點：一是加強各種農業措施對農田溫室氣體排放影響的研究。農業生態系統是一種復雜的系統，由于氣候、土壤等的差異，同一研究問題得出的結論存在一定的差異，加強研究不同的農業措施對溫室氣體排放的影響及機制，在各個環節中調控農田溫室氣體排放具有重要的意義。主要包括以下內容：①綜合考慮農業措施對深層SOC含量的影響條件下，研究農田土壤是否為一個碳匯。以往對其的研究主要集中在土壤表層，如保護性耕作能提高表層SOC含量，但亦得出保護性耕作對深層SOC含量影響不大［11-12］，僅極少研究報道保護性耕作能提高深層SOC含量［67］；②加強耕作措施和施肥對SOC增長潛力的研究［68］，如由于氣候及土壤環境有差異，如同一物質的玉米秸稈在中國東北地區的腐殖化系數為0.26-0.48，而在江南地區則是0.19-0.22［69］，從而對SOC的累計影響較大。中國農業的區域性特點明顯，了解不同區域的SOC增長潛力在該領域研究具有重要意義；③加強輪作和間套作對SOC含量及溫室氣體排放的影響。在國內，輪作和間套作對溫室氣體排放的研究較少，如陳書濤等的研究表明玉米-小麥輪作農田的N2O年度排放量比水稻-小麥輪作高［60］。Oelbermann等研究表明間作能提高SOC含量［70］；④研究減少物質投入的農業措施，且主要為減少氮肥的投入。保護性耕作對減少化石能源有重要作用，但農業投入造成溫室排放和農田土壤N2O排放的主要因素為氮肥生產及投入；⑤水稻田水分管理。連續淹水條件下水稻田排放的溫室氣體主要為CH4，而擱田可減少CH4排放，但卻增加了排放N2O排放增加。因此，需要在水稻田提出適宜的水分管理制度。二是加強國內農田溫室氣體凈排放的計算研究。國內近年來對農田溫室氣體的排放的計算目前，國內對凈排放的研究存在不足，主要關注在SOC及農田土壤溫室氣體排放兩方面。近年國外學者對國內學者發表文章的回應就體現了國內在該方面研究的不足［71-72］。值得一提的是，農田投入所造成的溫室氣體排放清單對凈排放研究具有重要影響，如生產等量的純N、P2O5和K2O，如發達國家的生產造成的溫室氣體排放分別約是我國的31.1%、40.5%和45.3%［14，73］。因此，排放清單研究有待進一步的加強和跟蹤研究。

總之，加強該領域的研究，能在溫室氣體減排的角度上得出最佳的減排措施及途徑，能為提出更合理的建議和制定更準確的決策提供一定的參考依據。

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Research Progress of Net Emission of Farmland Greenhouse Gases

HUANG Jianxiong CHEN Yuanquan SUI Peng GAO Wangsheng

WANG Binbin WU Xuemei XIONG Jie SHI Xuepeng SUN Ziguang

（Circular Agriculture Research Center of China Agricultural University, Beijing 100193,China）