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關(guān)鍵詞 二氧化碳排放；投入產(chǎn)出法；影響因素
中圖分類號(hào) F205 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1002-2104（2015）09-0021-08 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.09.004
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，溫室效應(yīng)逐漸凸顯，能源流失問(wèn)題也日益嚴(yán)重，二氧化碳排放的控制問(wèn)題已上升到全球?qū)用?。在這種背景下，針對(duì)二氧化碳排放量的計(jì)算在當(dāng)前的研究中顯得尤為重要，其計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性不僅直接決定了社會(huì)和政府對(duì)于碳排放狀況的認(rèn)識(shí)，更會(huì)對(duì)我國(guó)的高耗能產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、減排計(jì)劃的執(zhí)行以及國(guó)際碳排責(zé)任的判定產(chǎn)生影響。因此，不斷分析、對(duì)比各種計(jì)算方法的影響因素、改進(jìn)計(jì)算方法、修正計(jì)算結(jié)果并對(duì)計(jì)算進(jìn)行深入分析，已經(jīng)成為碳排放相關(guān)研究的重要基石。
1 文獻(xiàn)綜述
目前主要的二氧化碳計(jì)算方法有能源消耗法、生命周期評(píng)價(jià)法（LCA，Life Circle Assessment）和投入產(chǎn)出法（IO，InputOutput）。能源消耗法計(jì)算二氧化碳排放量是指以統(tǒng)計(jì)資料為依托，根據(jù)能源的消耗量以及二氧化碳的排放系數(shù)進(jìn)行對(duì)二氧化碳排放量的估算。這一計(jì)算方法的數(shù)據(jù)選取較為靈活，可以針對(duì)具體的問(wèn)題選取適合的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，許多學(xué)者采用這一方法進(jìn)行計(jì)算。但該方法也存在一定問(wèn)題，比如數(shù)據(jù)來(lái)源不正統(tǒng)可能會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果較實(shí)際偏差過(guò)大。何建坤[1]根據(jù)Kaya公式及其變化率分析了中國(guó)及一些發(fā)達(dá)國(guó)家的二氧化碳排放峰值，并發(fā)現(xiàn)單位能耗的二氧化碳排放強(qiáng)度年下降率大于能源消費(fèi)的年下降率。趙敏等[2]根據(jù)2006年IPCC二氧化碳排放計(jì)算指南中的公式及二氧化碳排放系數(shù)，計(jì)算了上海市1994-2006年間能源消費(fèi)的二氧化碳排放量，并以此分析了二氧化碳排放強(qiáng)度下降的原因。曹孜等[3]根據(jù)化石能源的消耗量計(jì)算了2008年總體與各部門的二氧化碳排放量以及1990-2008年碳排放強(qiáng)度的發(fā)展趨勢(shì)，從而進(jìn)一步研究二氧化碳排放量與產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)之間的關(guān)系。汪莉麗等[4]根據(jù)全球及各地區(qū)的能源消費(fèi)歷史數(shù)據(jù)分析了以往的二氧化碳排放總量、二氧化碳排放累積量和人均二氧化碳排放量，并以此預(yù)測(cè)了未來(lái)的能源消費(fèi)二氧化碳排放情況。李宗遜等[5]根據(jù)昆明市的工業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)昆明市的工業(yè)二氧化碳排放、行業(yè)二氧化碳排放強(qiáng)度及行業(yè)分布做了探究。
生命周期評(píng)價(jià)法計(jì)算二氧化碳排放通常以活動(dòng)環(huán)節(jié)為分類單位，要求詳細(xì)研究測(cè)度對(duì)象生命周期內(nèi)的能源需求、原材料利用和活動(dòng)造成的廢棄物排放。這一方法能夠具體到產(chǎn)品原材料資源化、開采、運(yùn)輸、制造/加工、分配、利用/再利用/維護(hù)以及過(guò)后的廢棄物處理等各個(gè)環(huán)節(jié)，多被用于建筑領(lǐng)域。但在計(jì)算生產(chǎn)工序復(fù)雜的產(chǎn)品時(shí)，存在計(jì)算工作量大等缺陷。劉強(qiáng)等[6]利用全生命周期評(píng)價(jià)的方法對(duì)中國(guó)出口的46種重點(diǎn)產(chǎn)品進(jìn)行了碳排放測(cè)算，發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)品的二氧化碳排放量占全國(guó)二氧化碳排放量的比例非常高。張智慧等[7]基于可持續(xù)發(fā)展及生命周期評(píng)價(jià)理論界定了建筑物生命周期二氧化碳排放的核算范圍并給出了評(píng)價(jià)框架和核算方法。張?zhí)招碌萚8]利用生命周期法構(gòu)建了測(cè)算建筑二氧化碳排放的計(jì)算模型，并通過(guò)構(gòu)建的模型分析了中國(guó)城市建筑二氧化碳排放的現(xiàn)狀。
投入產(chǎn)出法計(jì)算二氧化碳排放量主要以投入產(chǎn)出表為依據(jù)，可以根據(jù)產(chǎn)品的直接消耗系數(shù)及完全消耗系數(shù)分別估算二氧化碳的直接排放和間接排放。直接消耗系數(shù)是指某一產(chǎn)品部門在單位總產(chǎn)出下直接消耗各產(chǎn)品部門的產(chǎn)品或服務(wù)總額。完全消耗系數(shù)是指某一部門每提供一個(gè)單位的最終產(chǎn)品，需要直接和間接消耗（即完全消耗）各部門的產(chǎn)品或服務(wù)總額。這一計(jì)算方法的優(yōu)勢(shì)在于可以進(jìn)行隱含二氧化碳排放（Embodied Carbon Emission）的估算，并且在對(duì)于多行業(yè)二氧化碳排放進(jìn)行計(jì)算時(shí)通過(guò)直接消耗系數(shù)矩陣以及完全消耗系數(shù)矩陣進(jìn)行一次性估算，減少行業(yè)分類的工作量。但是，投入產(chǎn)出法的缺點(diǎn)在于其在計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度上不如前兩種二氧化碳排放計(jì)算法，因而多被用于隱含二氧化碳排放的計(jì)算。Lenzen[9]利用投入產(chǎn)出模型研究了1992年和1993年澳大利亞居民最終需求的能源消費(fèi)及溫室氣體排放情況，發(fā)現(xiàn)65%以上的溫室氣體來(lái)自能源的隱含消費(fèi)。Ahmed和Wyckof[10]根據(jù)投入產(chǎn)出方法估算了全球24個(gè)國(guó)家的貿(mào)易隱含碳，證實(shí)了產(chǎn)業(yè)地理轉(zhuǎn)移對(duì)全球二氧化碳排放的影響。劉紅光等[11]、孫建衛(wèi)等[12]均采用區(qū)域間的投入產(chǎn)出表對(duì)中國(guó)各區(qū)域各行業(yè)的二氧化碳排放量做了測(cè)算，并針對(duì)區(qū)域碳減排做了分析。何艷秋[13]利用投入產(chǎn)出法計(jì)算了各行業(yè)的二氧化碳排放系數(shù)，并進(jìn)一步計(jì)算了行業(yè)最終產(chǎn)品的直接二氧化碳排放量以及消費(fèi)中間產(chǎn)品的間接二氧化碳排放量。
二氧化碳排放量的計(jì)算方法種類繁多，各有利弊，而現(xiàn)有文獻(xiàn)大多是選取其中一種方法對(duì)二氧化碳排放量進(jìn)行估算，少有針對(duì)不同方法的比較研究和對(duì)不同影響因素的量化分析。本文梳理了當(dāng)前主要的二氧化碳排放量計(jì)算方法，并基于投入產(chǎn)出法，對(duì)比計(jì)算了不同考慮因素對(duì)于二氧化碳排放量計(jì)算的影響，得到各種條件變動(dòng)情況下所導(dǎo)致的測(cè)算偏差?；谕度氘a(chǎn)出法，對(duì)比分析了不同考慮因素對(duì)于二氧化碳排放量計(jì)算的影響，并計(jì)算了各種條件變動(dòng)情況下的計(jì)算偏差。
2 計(jì)算方法及數(shù)據(jù)來(lái)源
二氧化碳排放主要包括能源燃燒的二氧化碳排放和水泥生產(chǎn)過(guò)程的二氧化碳排放兩類。其中，能源燃燒的二氧化碳排放是指各行業(yè)燃燒各種能源所產(chǎn)生的二氧化碳排放，主要根據(jù)能源行業(yè)對(duì)各個(gè)行業(yè)的能源投入進(jìn)行計(jì)算。水泥生產(chǎn)過(guò)程的二氧化碳排放是指在水泥生產(chǎn)過(guò)程中因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的二氧化碳排放，主要根據(jù)水泥的產(chǎn)量及相關(guān)的排放系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。兩種來(lái)源涉及不同的行業(yè)，由于各行業(yè)在生產(chǎn)、加工過(guò)程中都需要能源提供熱力、動(dòng)力等，因此各行業(yè)均存在能源燃燒二氧化碳排放，而水泥生產(chǎn)的過(guò)程排放主要與水泥生產(chǎn)相關(guān)，屬于非金屬礦物制品業(yè)的二氧化碳排放。具體來(lái)說(shuō)，這兩類二氧化碳排放量的計(jì)算思路如下：
本文所介紹的二氧化碳排放量計(jì)算法適用于各類能源消耗量已知、各行業(yè)的能源使用量已知、水泥產(chǎn)量已知并且能源燃燒和水泥生產(chǎn)過(guò)程的二氧化碳排放系數(shù)均已知的情況，可以計(jì)算各年度國(guó)家或地區(qū)的總二氧化碳排放情況以及分行業(yè)二氧化碳排放情況。為方便介紹，本文以2007年中國(guó)的二氧化碳排放情況為例，給出其排放量的計(jì)算方法。選取的數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括2007年的中國(guó)能源平衡表與投入產(chǎn)出表，各能源的平均低位發(fā)熱量以及單位產(chǎn)熱量下的二氧化碳排放系數(shù)，此外還需要水泥產(chǎn)量與水泥生產(chǎn)的二氧化碳排放系數(shù)等。其中，2007年的中國(guó)能源平衡表與各能源的平均低位發(fā)熱量取自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局出版的《2008年能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，內(nèi)容包括2007年中國(guó)的能源使用情況；各能源在單位產(chǎn)熱量下的二氧化碳排放系數(shù)取自日本全球環(huán)境戰(zhàn)略研究所出版的《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》，指的是各能源在燃燒后每產(chǎn)生單位熱量所排放的二氧化碳量；水泥產(chǎn)量取自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的2007年全國(guó)30個(gè)省份水泥產(chǎn)量數(shù)據(jù)，全國(guó)的水泥產(chǎn)量本文認(rèn)為是各省水泥產(chǎn)量的加總；而水泥生產(chǎn)的二氧化碳排放系數(shù)取自Greenhouse Gas Protocol網(wǎng)站關(guān)于波特蘭水泥系數(shù)的計(jì)算。波特蘭水泥是以水硬性硅酸鈣類為主要成分之熟料研磨而得之水硬性水泥，通常并與一種或一種以上不同型態(tài)之硫酸鈣為添加物共同研磨，其二氧化碳排放系數(shù)適用于對(duì)水泥生產(chǎn)過(guò)程中普遍的二氧化碳排放量計(jì)算。
3 二氧化碳排放量計(jì)算
3.1 能源燃燒的二氧化碳排放
全國(guó)的總二氧化碳排放量主要通過(guò)能源消耗量計(jì)算，而分行業(yè)的二氧化碳排放主要是將全國(guó)的二氧化碳排放總量按行業(yè)能耗的比例進(jìn)行分解得出。在已知能源的燃燒量及二氧化碳排放系數(shù)時(shí)，二氧化碳排放量為能源的燃燒量與二氧化碳排放系數(shù)的乘積。
3.1.1 能源燃燒量
能源的燃燒量計(jì)算的關(guān)鍵問(wèn)題在于將“沒有用于燃燒”的能源消費(fèi)量從總量中剔除。根據(jù)能源平衡表顯示，各種能源用于燃燒的部分包括能源的終端消費(fèi)量、用于火力發(fā)電的消費(fèi)量以及用于供熱的消費(fèi)量，不包括在工業(yè)中被用作原料、材料的部分。
3.1.2 能源的二氧化碳排放系數(shù)
能源燃燒的二氧化碳排放系數(shù)通過(guò)平均低位發(fā)熱量和單位熱量的二氧化碳排放系數(shù)計(jì)算。已知各能源燃燒產(chǎn)生單位熱量的二氧化碳排放系數(shù)和各能源的平均低位發(fā)熱量（即單位質(zhì)量的各類能源在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱量），將各能源燃燒產(chǎn)生單位熱量的二氧化碳排放系數(shù)與其平均低位發(fā)熱量相乘，即可得出每單位質(zhì)量的各類能源在燃燒過(guò)程中排放的二氧化碳總量，也即各能源的二氧化碳排放系數(shù)，計(jì)算過(guò)程如公式（4）所示，其計(jì)算結(jié)果見表2。
3.1.3 能源行業(yè)的二氧化碳排放系數(shù)
通過(guò)以上兩部分計(jì)算，已經(jīng)可以得到全國(guó)的二氧化碳排放量，接下來(lái)需要計(jì)算分行業(yè)的二氧化碳排放量。如圖1的計(jì)算流程圖所示，計(jì)算各行業(yè)的二氧化碳排放需要用到各能源行業(yè)的二氧排放系數(shù)以及各能源行業(yè)向所有行業(yè)的投入關(guān)系。
燃燒所產(chǎn)生的二氧化碳排放量，但由于本文使用的中國(guó)42部門投入產(chǎn)出表中提供的能源行業(yè)僅有煤炭開采和洗選業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)、石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)、燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)4個(gè)，這些能源行業(yè)與各個(gè)化石能源之間存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：煤炭開采和洗選業(yè)包括的能源有原煤、洗精煤和其他洗煤，石油和天然氣開采業(yè)包括原油和天然氣，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)包括汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、煉廠干氣、其他石油制品、焦炭和其他焦化產(chǎn)品，燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)包括焦?fàn)t煤氣和其他煤氣。各能源行業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳排放量即為燃燒與其相關(guān)能源產(chǎn)品所產(chǎn)生的二氧化碳排放量之和。
這里需要說(shuō)明的是，在使用投入產(chǎn)出法計(jì)算各行業(yè)的能源消耗量時(shí)，是否剔除能源的轉(zhuǎn)化部分、是否減去固定資本形成及出口投入都會(huì)導(dǎo)致二氧化碳排放結(jié)果的不同。原因在于，雖然全國(guó)42部門所需的能源均是由四個(gè)能源行業(yè)提供，但這四個(gè)能源行業(yè)所投入的能源卻并非全部用于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品生產(chǎn)的能耗，其中有三種用途需要在計(jì)算時(shí)單獨(dú)處理：①作為原材料進(jìn)行加工轉(zhuǎn)換的部分，如煤炭煉焦、原油加工為成品油、天然氣液化等的消耗；②作為存貨及固定資本形成等的部分；③作為能源產(chǎn)品出口給國(guó)外或調(diào)出本地的部分。由于這些部分的燃燒過(guò)程不在本地，所排放的二氧化碳也不屬于本地排放。因此，在計(jì)算能源行業(yè)的投入金額時(shí)，是否剔除這三部分，會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生影響。
本文將分別計(jì)算是否剔除以上三部分能源消耗的情況。首先，在不剔除這三類能源消耗的情況下，各能源行業(yè)用于燃燒部分的總投入金額為：
3.1.4 各行業(yè)的能源燃燒排放
在以上計(jì)算的基礎(chǔ)上，可以計(jì)算投入產(chǎn)出表中42行業(yè)各自的能源燃燒排放量。計(jì)算方法如公式（8）所示，將投入產(chǎn)出表中能源行業(yè)j對(duì)行業(yè)k的能源投入，乘以公式（7）中能源行業(yè)j的二氧化碳排放系數(shù)，可以計(jì)算得出能源行業(yè)j給行業(yè)k帶來(lái)的二氧化碳排放量。而行業(yè)k的能源燃燒排放為各能源行業(yè)投入到行業(yè)k的能源燃燒排放量之和，即：
3.2 水泥生產(chǎn)過(guò)程的二氧化碳的排放
由于水泥在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳，這部分二氧化碳排放被稱之為水泥生產(chǎn)的過(guò)程排放，在我國(guó)二氧化碳排放總量中占到相當(dāng)比例，因此，在計(jì)算中國(guó)的二氧化碳排放總量時(shí)，是否考慮水泥的過(guò)程排放也會(huì)影響最終的計(jì)算結(jié)果。
水泥的生產(chǎn)屬于非金屬礦物制品業(yè)，其二氧化碳排放的計(jì)算公式為：
EC=QC×v （9）
其中：EC為水泥生產(chǎn)中的二氧化碳排放量，QC為水泥的總產(chǎn)量，v為水泥生產(chǎn)的二氧化碳排放系數(shù)。
本文選取的水泥生產(chǎn)二氧化碳排放系數(shù)為波特蘭水泥系數(shù)，根據(jù)Greenhouse Gas Protocol，取值為每t的水泥產(chǎn)量在生產(chǎn)過(guò)程中排放
0.502 101 6 t的二氧化碳。水泥產(chǎn)量方面，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，將中國(guó)各省在2007年的水泥產(chǎn)量加總后可得全國(guó)在2007年的水泥總產(chǎn)量，共計(jì)135 957.6萬(wàn)t。將這兩個(gè)數(shù)據(jù)代入公式（9）中計(jì)算可得，2007年中國(guó)水泥生產(chǎn)過(guò)程中的二氧化碳排放總量為68 264.5萬(wàn)t。需要指出的是，在分行業(yè)統(tǒng)計(jì)的二氧化碳 排放中這一排放屬于非金屬礦物制品業(yè)。
4 不同考慮因素對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響
根據(jù)本文第二部分對(duì)計(jì)算方法的介紹可以發(fā)現(xiàn)，從“是否剔除能源的轉(zhuǎn)化部分”、“是否減去固定資本形成總額與出口、調(diào)出的能源投入”以及“是否考慮水泥生產(chǎn)的過(guò)程排放”這3個(gè)角度出發(fā)，我們可以用23=8種方式對(duì)二氧化碳的排放量進(jìn)行計(jì)算，如表3所示。理論上“剔除能源的轉(zhuǎn)化部分，減去固定資本形成總額與出口、調(diào)出的能源投入并且加上水泥生產(chǎn)過(guò)程排放”的情況下所得計(jì)算結(jié)果是最為準(zhǔn)確的。因此，為了保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，在條件允許的情況下，上述三個(gè)角度的問(wèn)題均需要考慮在內(nèi)。當(dāng)數(shù)據(jù)缺失的時(shí)候，就需要進(jìn)行折衷，采取其他幾種“不完美的”方法進(jìn)行計(jì)算：比如當(dāng)能源轉(zhuǎn)化情況不明，即
能源轉(zhuǎn)化率或能源轉(zhuǎn)化量未知的情況下，應(yīng)選取不剔除能源的轉(zhuǎn)化部分的方法計(jì)算；當(dāng)缺乏固定資本形成總額與出口、調(diào)出能源投入的信息，也即投入產(chǎn)出表最終使用部分情況不明時(shí)，應(yīng)選取不減固定資本形成總額與出口、調(diào)出的能源投入的方法計(jì)算；而在水泥產(chǎn)量或水泥生產(chǎn)的二氧化碳排放系數(shù)未知時(shí)，計(jì)算中不考慮水泥生產(chǎn)的過(guò)程排放。相應(yīng)地，如果這三個(gè)角度的問(wèn)題沒有被完全考慮，計(jì)算結(jié)果也會(huì)存在一定程度的偏差。只有在偏差度允許的情況下，該計(jì)算方法才是有意義的。因此在采取這些方法計(jì)算時(shí)，應(yīng)首先確定各個(gè)方法計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
為了分析各種方法計(jì)算得到的二氧化碳排放量的準(zhǔn)確性，本文分別利用以上8種“不完美的”計(jì)算方法計(jì)算了中國(guó)2007年的二氧化碳排放量。表3中以“是否剔除能源的轉(zhuǎn)化部分”、“是否減去固定資本形成總額與出口、調(diào)出的能源投入”以及“是否考慮水泥生產(chǎn)的過(guò)程排放”作為計(jì)算變量，展示了各種計(jì)算方法得到的結(jié)果。當(dāng)變量取1時(shí)為考慮該角度的計(jì)算方法，變量取0時(shí)為不考慮該角度的計(jì)算方法，一共列出8種二氧化碳排放量的計(jì)算方法。其中，由于三個(gè)變量均取1時(shí)，（即“剔除能源的轉(zhuǎn)化部分，減去固定資本形成總額與出口、調(diào)出的能源投入并且加上水泥生產(chǎn)的過(guò)程排放時(shí)”）所得到的計(jì)算結(jié)果最為準(zhǔn)確，因此表3中以三個(gè)變量均取1的情況為基準(zhǔn)情況，并將其余方法的計(jì)算結(jié)果與基準(zhǔn)情況進(jìn)行比較，得出各方法下計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性偏差。
總排放量方面，計(jì)算結(jié)果顯示，總排放量?jī)H受“是否考慮水泥的過(guò)程排放”影響。如表3所示，總排放量的取值僅有兩種情況，考慮水泥的過(guò)程排放時(shí)總排放量為695 167.1萬(wàn)t，不考慮水泥的過(guò)程排放時(shí)總排放量為626 902.6萬(wàn)t。原因在于本文中二氧化碳排放量的計(jì)算包括能源燃燒二氧化碳排放量的計(jì)算和水泥生產(chǎn)二氧化碳排放量的計(jì)算兩類，其中燃燒排放的總量是根據(jù)能源平衡表中能源燃燒量計(jì)算得出，如前文中的公式（3）所示，與公式（5）、（6）中“是否剔除能源的轉(zhuǎn)化部分”、“是否減去資本形成總額及出口和調(diào)出”無(wú)關(guān)（只影響結(jié)構(gòu)不影響總量），因此總排放量?jī)H受“是否考慮水泥的過(guò)程排放”影響。
不考慮能源的轉(zhuǎn)化部分會(huì)使中間使用二氧化碳排放量被高估，最終使用二氧化碳排放量被低估。如表3所示，在不剔除能源的轉(zhuǎn)化部分，減去資本形成總額及出口、調(diào)出的能源投入，并考慮水泥的過(guò)程排放時(shí)，中間使用的二氧化碳排放量較基準(zhǔn)情況高出0.3%，最終使用的二氧化碳排放量較基準(zhǔn)情況低11.7%。原因在于不剔除能源的轉(zhuǎn)化部分即認(rèn)為所有的能源投入均被用于燃燒，這其中包括真正用于燃燒的部分和實(shí)際用于轉(zhuǎn)化的部分，而用于轉(zhuǎn)化的部分在轉(zhuǎn)化成新的能源后也會(huì)再次作為燃燒部分計(jì)算，也即這部分能源燃燒會(huì)被計(jì)算兩次。這意味著在計(jì)算各行業(yè)的二氧化碳排放量時(shí)，存在轉(zhuǎn)化工序的行業(yè)，其能源燃燒量被高估，總?cè)紵恳欢ǖ那闆r下，其他沒有轉(zhuǎn)化工序的行業(yè)和最終使用中的能源燃燒量會(huì)被低估，導(dǎo)致最終使用二氧化碳排放量的低估及中間使用二氧化碳排放量的高估。不考慮資本形成總額及出口、調(diào)出的能源投入會(huì)使中間使用二氧化碳排放量被低估，最終使用二氧化碳排放量被高估。表3顯示，在不減資本形成總額及出口、調(diào)出的能源投入，剔除能源的轉(zhuǎn)化部分，并考慮水泥的過(guò)程排放時(shí)，中間使用二氧化碳排放量較基準(zhǔn)情況低3.0%，最終使用二氧化碳排放量較基準(zhǔn)情況高103.5%。原因在于能源行業(yè)對(duì)資本形成總額（包括固定資本形成總額和存貨增加）的投入是將該部分能源以固定資本的形式保留到庫(kù)存中，并未用于燃燒，而能源行業(yè)的出口與調(diào)出是將能源以商品的形式轉(zhuǎn)移出本地，其之后無(wú)論是否用于燃燒，產(chǎn)生的二氧化碳均不屬于本地排放。如果不考慮公式（6）中能源行業(yè)j對(duì)資本形成總額及出口、調(diào)出的能源投入，會(huì)使得該能源行業(yè)j的總投入金額Dj被高估，從而導(dǎo)致公式（7）中二氧化碳排放系數(shù)ej被低估，那么所有通過(guò)ej計(jì)算的行業(yè)二氧化碳排放量均會(huì)被低估，使得計(jì)算所得各行業(yè)的二氧化碳排放量下降，中間使用的二氧化碳排放量減少，而最終使用的二氧化碳排放量增加。
不考慮水泥的過(guò)程排放會(huì)使中間使用中非金屬礦物制品業(yè)的二氧化碳排放量被低估。水泥的二氧化碳排放是指在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，由于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳排放，它屬于非能源燃燒的二氧化碳排放。根據(jù)前文的計(jì)算，2007年全國(guó)水泥生產(chǎn)的過(guò)程二氧化碳排放量為68 344.7萬(wàn)t，因此表3所示“是否考慮水泥的過(guò)程排放”，也即是否在非金屬礦物制品業(yè)的二氧化碳排放中加上水泥生產(chǎn)的過(guò)程排放量，可以看到在不考慮水泥的過(guò)程排放，剔除能源的轉(zhuǎn)化部分，并減去資本形成總額及出口、調(diào)出的能源投入時(shí)，中間使用部分的二氧化碳排放量較基準(zhǔn)情況減少10.1%。實(shí)際上，非能源排放，也即過(guò)程排放還包括其他化學(xué)反應(yīng)排放、碳水飲料的排放等，本文僅考慮水泥生產(chǎn)這一項(xiàng)過(guò)程排放的做法也有待在后續(xù)研究中進(jìn)行進(jìn)一步的完善。
綜上所述，在剔除能源的轉(zhuǎn)化部分、減去資本形成總額及出口調(diào)出的能源投入并考慮水泥的過(guò)程排放時(shí)計(jì)算方法最為準(zhǔn)確，與之相反，忽略所有以上因素的計(jì)算方法偏差最大。此外，不剔除能源的轉(zhuǎn)化部分、不減資本形成總額及出口調(diào)出的能源投入、不考慮水泥的過(guò)程排放均會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果被高估或低估。根據(jù)中間使用排放量比較，這三個(gè)變量的計(jì)算優(yōu)先度為水泥的過(guò)程排放最重要（缺失導(dǎo)致結(jié)果偏低10.1%），資本形成總額及出口、調(diào)出的能源投入次之（缺失導(dǎo)致結(jié)果偏低3.0%），能源的轉(zhuǎn)化部分最末（缺失導(dǎo)致結(jié)果偏高0.3%）。根據(jù)最終使用排放量比較，這三個(gè)變量的計(jì)算優(yōu)先度為資本形成總額及出口、調(diào)出的能源投入最重要（缺失導(dǎo)致結(jié)果偏高103.5%），能源的轉(zhuǎn)化部分次之（缺失導(dǎo)致結(jié)果偏低11.7%），水泥的過(guò)程排放不產(chǎn)生影響。根據(jù)總排放量比較，這三個(gè)變量的計(jì)算優(yōu)先度為水泥的過(guò)程排放最重要（缺失導(dǎo)致結(jié)果偏低9.8%），能源的轉(zhuǎn)化部分與資本形成總額及出口、調(diào)出的能源投入不產(chǎn)生影響。不僅如此，當(dāng)這三個(gè)變量中有兩個(gè)或三個(gè)取0時(shí)，計(jì)算結(jié)果同時(shí)受這兩三個(gè)變量缺失的影響，二氧化碳排放量的變化幅度疊加。表3顯示，僅考慮剔除能源的轉(zhuǎn)化部分時(shí)，中間使用排放量被低估13.2%，最終使用排放量被高估103.5%；僅考慮資本形成總額及出口、調(diào)出的能源投入時(shí)，中間使用排放量被低估9.8%，最終使用排放量被低估11.7%；僅考慮水泥的過(guò)程排放時(shí)，中間使用排放量被低估2.1%，最終使用排放量被高估71.0%；三個(gè)變量均不考慮時(shí)，中間使用排放量被低估12.2%，最終使用排放量被高估71.0%。
5 結(jié)論及建議
本文梳理了當(dāng)前主要的二氧化碳排放量計(jì)算方法，并基于投入產(chǎn)出法，對(duì)比計(jì)算了不同考慮因素對(duì)于二氧化碳排放量計(jì)算的影響，研究發(fā)現(xiàn)：計(jì)算方法方面，本文認(rèn)為二氧化碳排放的主要來(lái)源可以分為能源燃燒排放和水泥生產(chǎn)過(guò)程排放兩大類，在進(jìn)行行業(yè)二氧化碳排放量的計(jì)算時(shí)應(yīng)將這兩部分都考慮在內(nèi)。其中，能源燃燒的二氧化碳排放量可根據(jù)分行業(yè)的能源消耗量計(jì)算，水泥生產(chǎn)的二氧化碳排放量可根據(jù)全國(guó)水泥產(chǎn)量計(jì)算。該方法不僅可以避免能源消耗法數(shù)據(jù)選取不統(tǒng)一、生命周期評(píng)價(jià)法多行業(yè)計(jì)算工作量大，投入產(chǎn)出法計(jì)算結(jié)果較粗糙等缺陷，得出較為準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果，還可以同時(shí)進(jìn)行多省份、多行業(yè)二氧化碳排放量的計(jì)算，簡(jiǎn)化計(jì)算步驟，提升計(jì)算效率。計(jì)算準(zhǔn)確性方面，“是否剔除能源的轉(zhuǎn)化部分”、“是否減去固定資本形成總額與出口、調(diào)出的能源投入”以及“是否考慮水泥生產(chǎn)的過(guò)程排放”3個(gè)因素將對(duì)我國(guó)二氧化碳排放量的計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生影響。其中，“是否考慮水泥生產(chǎn)的過(guò)程排放”影響碳排總量的計(jì)算，而其他2個(gè)因素主要影響碳排放量的結(jié)構(gòu)。本文認(rèn)為，在“剔除能源的轉(zhuǎn)化部分、減去資本形成總額及出口調(diào)出的能源投入、考慮水泥的過(guò)程排放”情況下得到的二氧化碳排放量計(jì)算結(jié)果最為準(zhǔn)確。在此基礎(chǔ)上，若不剔除能源的轉(zhuǎn)化部分，會(huì)使中間使用排放量被高估0.3%，最終使用排放量被低估11.7%；若不減去資本形成總額及出口調(diào)出的能源投入，會(huì)使中間使用排放量被低估3.0%，最終使用排放量被高估103.5%；若不考慮水泥的過(guò)程排放，會(huì)使中間使用排放量被低估10.1%，總排放量被低估9.8%。
基于以上結(jié)論，本文提出以下建議：
（1）不斷推進(jìn)二氧化碳計(jì)算方法的相關(guān)研究，提高對(duì)計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)注和重視。二氧化碳排放量作為衡量多種能源和環(huán)境問(wèn)題的主要指標(biāo)，其計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性具有非常重要的意義。從總量上看，我國(guó)二氧化碳排放量的大小直接決定了社會(huì)各界對(duì)于我國(guó)碳排放現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)，然而，忽視水泥生產(chǎn)過(guò)程排放等因素將會(huì)使我國(guó)碳排總量被低估接近10%，這將直接影響我國(guó)社會(huì)各界對(duì)自身排放現(xiàn)狀的正確認(rèn)識(shí)，難以引起人們對(duì)能源和環(huán)境問(wèn)題的重視，拖緩減排政策的推廣力度和執(zhí)行程度，甚至影響我國(guó)減排目標(biāo)的達(dá)成。排放結(jié)構(gòu)上看，能源轉(zhuǎn)化、資本形成以及出口和調(diào)出等因素將會(huì)影響我國(guó)碳排結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，影響高耗能產(chǎn)業(yè)的確定和低碳產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。此外，在國(guó)際社會(huì)方面，各國(guó)減排責(zé)任的劃分越來(lái)越多受到關(guān)注，我國(guó)作為快速崛起的重要經(jīng)濟(jì)體，其減排責(zé)任的確認(rèn)更是備受矚目。因此，我國(guó)碳排量計(jì)算的準(zhǔn)確性決定著我國(guó)在國(guó)際社會(huì)是否承擔(dān)了合理的減排責(zé)任，這一點(diǎn)不僅關(guān)乎我國(guó)和其他發(fā)展中國(guó)家的國(guó)際責(zé)任，更是世界環(huán)境問(wèn)題的主要議題。
（2）關(guān)注二氧化碳排放量計(jì)算方式的選擇，在誤差允許的范圍內(nèi)選擇準(zhǔn)確度更高的方式進(jìn)行計(jì)算。本文從3個(gè)角度出發(fā)，提供了計(jì)算二氧化碳排放量的8種不同方式，確定了最為準(zhǔn)確的計(jì)算方式并對(duì)其他方式的偏差進(jìn)行了計(jì)算和分析。各種方式對(duì)不同的影響因素各有取舍，側(cè)重點(diǎn)各不相同，準(zhǔn)確度也有所偏差。因此，在數(shù)據(jù)可及性滿足且工作量大小適當(dāng)?shù)那疤嵯拢ㄗh學(xué)者采用本文確定的準(zhǔn)確方法進(jìn)行二氧化碳排放量的計(jì)算，然而，如果數(shù)據(jù)不夠充分或受工作量大小限制，則應(yīng)根據(jù)本文得到的各種方法的偏差原因和偏差幅度，在誤差允許的范圍內(nèi)，針對(duì)不同的研究目的選取各自重點(diǎn)關(guān)注的主要問(wèn)題，進(jìn)而選取在重要環(huán)節(jié)上準(zhǔn)確度更高的方法進(jìn)行計(jì)算，以在最大程度上保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
參考文獻(xiàn)（References）
汽車：一輛每年在城市中行程達(dá)到2萬(wàn)千米的大排量汽車釋放的二氧化碳為2噸。發(fā)動(dòng)機(jī)每燃燒1升燃料向大氣層釋放的二氧化碳為2.5千克。
人體：每人每天通過(guò)呼吸大約釋放1140克的二氧化碳。
植物：植物在白天吸收二氧化碳，夜晚釋放，因此植物的二氧化碳凈排放量為零。一棵中等大小的植物每年能吸收大約6千克的二氧化碳。
電腦：使用一年平均間接排放10.5千克二氧化碳。
鹵素?zé)襞荩洪g接二氧化碳排放量年均10.8千克。
暖氣：使用煤油作為燃料的暖氣一年向大氣層排放的二氧化碳量為2400千克。使用天然氣的二氧化碳排放量為1900千克，電暖氣則只有600千克。
洗衣機(jī)：間接二氧化碳排放量年均7.75千克。
冰箱：間接二氧化碳排放量年均6.3千克。
電視：間接二氧化碳排放量年均1.7千克。
雞蛋：盡管雞蛋是天然食品，但為了使它能擺上餐桌，需要經(jīng)過(guò)飼養(yǎng)、包裝和運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程，均會(huì)排放出二氧化碳。
雞肉：生產(chǎn)雞肉過(guò)程中排放的溫室氣體是生產(chǎn)牛肉過(guò)程的4倍。
奶制品：奶制品的生產(chǎn)需要經(jīng)過(guò)巴氏滅菌法消毒，這就需要在15秒內(nèi)把牛奶加熱到72攝氏度。如果選擇高溫滅菌，則需要加熱到140攝氏度，耗時(shí)也更長(zhǎng)。
進(jìn)口水果：用飛機(jī)運(yùn)輸1噸水果，飛行里程為1萬(wàn)千米，排放的二氧化碳量為3.2噸。
冷凍食品：盡管生產(chǎn)糧食、蔬菜和水果的過(guò)程比生產(chǎn)肉類排放的二氧化碳少，但冷凍食品需要經(jīng)過(guò)清潔、加熱、包裝和冷凍的過(guò)程，這都會(huì)造成二氧化碳的排放。
盡管二氧化碳市場(chǎng)是商品投資的新領(lǐng)域，但自2005年以來(lái)，它便顯示出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭，流動(dòng)性不斷增加。2005年，二氧化碳市場(chǎng)交易額僅為94億歐元，到2007年，全球二氧化碳交易增至404億歐元。2008年的交易有望達(dá)到大約630億歐元。這意味著從2005年到2008年，該市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到88％。鑒于大多數(shù)監(jiān)管問(wèn)題已經(jīng)理清，今后幾年二氧化碳排放權(quán)交易有望形成更大的流動(dòng)性。
一些地區(qū)性的交易計(jì)劃也在醞釀或?qū)嵤?。如美?guó)東北部的地區(qū)溫室氣體協(xié)議（RGGI），澳大利亞新南威爾士州溫室氣體減排證，等等。排放權(quán)交易機(jī)制將很快被引入美國(guó)、日本、新西蘭和加拿大。
通過(guò)聯(lián)結(jié)其他計(jì)劃及納入新的產(chǎn)業(yè)，歐盟排放配額交易制度可發(fā)展成為全球性制度。隨著交易量的不斷增加，二氧化碳正在成為能使投資者以較低的流動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行較大規(guī)模運(yùn)作的市場(chǎng)?，F(xiàn)在，歐洲氣候交易所（ECX）的日均成交額為2.5億歐元。
前景廣闊的投資產(chǎn)品
長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，氣體排放與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)息息相關(guān)，排放量會(huì)逐年增加，而減排第二階段（2008年-2012年）內(nèi)的配額量相對(duì)平穩(wěn)。因此，減排配額的短缺情況就會(huì)加重，而對(duì)減排的需求則會(huì)增加。預(yù)計(jì)在第三階段（2013年-2020年），二氧化碳價(jià)格水平將繼續(xù)上漲，因?yàn)檫@一階段排放配額將會(huì)收緊，并逐年減少，以便達(dá)到歐盟委員會(huì)在2020年實(shí)現(xiàn)在1990年基礎(chǔ)上減排20％的目標(biāo)（也可能是30％，這取決于在《京都議定書》后簽訂的國(guó)際協(xié)議）。
另外，最廉價(jià)的減排已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)：用于減少每噸二氧化碳排放的成本將逐年增加。綜合這兩種影響，我們預(yù)計(jì)到2010年，甚至更早，二氧化碳排放配額價(jià)格可望超過(guò)30歐元/噸。
現(xiàn)在看來(lái)，有足夠的理由促使投資者對(duì)二氧化碳進(jìn)行投資，使其投資組合多樣化。例如，二氧化碳資產(chǎn)與所有其他資產(chǎn)類別都具有低相關(guān)性，并且它能防御通貨膨脹的沖擊。分析顯示，二氧化碳回報(bào)率與其他主要資產(chǎn)類別回報(bào)率的相關(guān)性是負(fù)相關(guān)或是相關(guān)性低于10％。
不過(guò)，市場(chǎng)上的二氧化碳相關(guān)金融產(chǎn)品，尚處于發(fā)展階段。
首先，中國(guó)國(guó)內(nèi)的大部分投資，均局限在幾家主要銀行金融機(jī)構(gòu)提供的人民幣結(jié)構(gòu)性存款。一小部分是投資以美元計(jì)價(jià)的產(chǎn)品。另一方面，二氧化碳相關(guān)投資，則是通過(guò)中期票據(jù)形式在零售/高凈值市場(chǎng)進(jìn)行的，而機(jī)構(gòu)投資者更偏愛掉期和期權(quán)。
其次，盡管國(guó)際市場(chǎng)可投資標(biāo)的甚多，但在中國(guó)發(fā)售最多的還是那些保本型、短期產(chǎn)品（一年至兩年），視期限內(nèi)二氧化碳配額價(jià)格表現(xiàn)獲得回報(bào)。各類指數(shù)型產(chǎn)品也已發(fā)行，同屬保本型，年化收益率為10％左右。在下一個(gè)階段，正如在其他領(lǐng)域所看到的，我們希望極為關(guān)注二氧化碳市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)偏好型投資者，投資于具有更高收益預(yù)期的非保本型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。
最后，投資者已經(jīng)能夠運(yùn)用各種參考價(jià)格來(lái)評(píng)估二氧化碳市場(chǎng)。與傳統(tǒng)的商品相關(guān)結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品一樣，歐洲氣候交易所的二氧化碳排放配額期貨合約是主要的參考價(jià)格。而許多產(chǎn)品也可以與法興創(chuàng)設(shè)的指數(shù)――SGI-ORBEO二氧化碳配額指數(shù)掛鉤。該指數(shù)覆蓋整個(gè)二氧化碳市場(chǎng)，包括二氧化碳排放配額（EUA）和核證減排量（CER）。
SGI-ORBEO二氧化碳配額指數(shù)旨在對(duì)《京都議定書》下發(fā)出的二氧化碳排放權(quán)的市場(chǎng)表現(xiàn)發(fā)揮杠桿作用，其目標(biāo)是超越單純追蹤二氧化碳排放配額EUA的各類指數(shù)。
在實(shí)踐中，該指數(shù)復(fù)制了一個(gè)歐洲氣候交易所排放配額期貨合約（ECX EUA）和一個(gè)核證減排量期貨合約（ECX CER）。該指數(shù)的初設(shè)權(quán)重（隨時(shí)間調(diào)整）為50％EUA和50％CER，顯示其目前傾重于核證減排量，旨在抓住核證減排量與排放配額相比估值偏低的獲利機(jī)會(huì)。
核證減排量對(duì)排放配額的折價(jià)短期內(nèi)將繼續(xù)縮小，因?yàn)閷?duì)于通用型買家來(lái)說(shuō)，核證減排量與排放配額具有同等的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，且目前處于短缺狀態(tài)。再者，核證減排量將在不同的新興交易計(jì)劃中，越來(lái)越多地被作為主要的二氧化碳通貨使用。最后，核證減排量已被一再證明，它比排放配額更抗跌。因此，投資與SGI-ORBEO二氧化碳配額指數(shù)掛鉤的結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品，比投資單純掛鉤二氧化碳排放配額的產(chǎn)品收益更大。
邁向無(wú)二氧化碳型經(jīng)濟(jì)
二氧化碳也在吸引重視社會(huì)責(zé)任投資（SRI）的基金經(jīng)理的興趣，他們?cè)噲D使投資的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)回報(bào)都達(dá)到最大化。社會(huì)責(zé)任投資的資產(chǎn)額已增長(zhǎng)至約3萬(wàn)億美元。
資產(chǎn)管理者可以將二氧化碳產(chǎn)品引入許多投資組合，以抵消其中的含二氧化碳部分。二氧化碳也可以引入一些現(xiàn)行的主流商品指數(shù)，使持有這類資產(chǎn)達(dá)到“二氧化碳中性”，并反映二氧化碳商品的日益重要性。今后，絕大多數(shù)上市公司都將完成其二氧化碳排放的計(jì)量，它們現(xiàn)在已經(jīng)開始進(jìn)行一些諸如“二氧化碳披露項(xiàng)目”這樣的工作。屆時(shí)，有可能將基于二氧化碳排放配額的產(chǎn)品加入任一股本投資組合之中，以確保其二氧化碳中性。
這種資產(chǎn)添加配置將首先受到SRI分析師的推動(dòng)，并會(huì)因越來(lái)越多的股東和消費(fèi)者在向企業(yè)管理者提出的要求中包含了二氧化碳中性原則而發(fā)揚(yáng)光大。如果其全部潛力得以實(shí)現(xiàn)，則正如有人曾預(yù)測(cè)的一樣，二氧化碳市場(chǎng)將不再是一個(gè)被動(dòng)符合性驅(qū)動(dòng)的市場(chǎng)，而開始成為最大的商品市場(chǎng)之一。
作者為法國(guó)興業(yè)銀行大宗商品結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品主管
二氧化碳減排機(jī)制
《京都議定書》于1997年在京都簽署, 簽署的國(guó)家，其溫室氣體的排放量會(huì)受到限制（至2008月5月，全球簽署的國(guó)家為181個(gè)）。受管制的國(guó)家分為歐盟國(guó)家和非歐盟國(guó)家, 它們的目標(biāo)是要于2008年至2012年期間, 把全球二氧化碳的排放量減少至1990年水平的95％。
歐盟國(guó)家所采用的是European Union Emission Trading System (EU ETS)。在這個(gè)制度下，每個(gè)國(guó)家的政府會(huì)給予當(dāng)?shù)氐墓S特定數(shù)量的European Union Allowances（EUAs），任何工廠每排放1噸二氧化碳便要提供1噸EUA。
艾雅法拉火山的噴發(fā)不僅將火山灰與熔巖拋入空中，還就此激發(fā)了人們關(guān)于一些有趣話題的思考。我們已經(jīng)意識(shí)到了全球化系統(tǒng)對(duì)空間旅行的依賴程度，也提醒了我們關(guān)于自然的強(qiáng)大破壞力與原始美麗。
但尤為重要的是火山爆發(fā)賜予我們一個(gè)難得的機(jī)會(huì)來(lái)一勞永逸地解決氣候懷疑論者長(zhǎng)期以來(lái)的謊言，即火山噴發(fā)所產(chǎn)生的二氧化碳遠(yuǎn)比人類活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳要多。這個(gè)謊言一直以來(lái)深受氣候懷疑論者的喜愛，近幾個(gè)月來(lái)因?yàn)榈V產(chǎn)地質(zhì)學(xué)家伊恩?普利摩爾的言論而尤為普遍，他曾在2009年寫了一本被懷疑論者奉為圣經(jīng)的《天堂與地獄》。
以下就是普利摩爾2009年8月在澳大利亞ABC網(wǎng)站上發(fā)表的文字：
大氣層中所含二氧化碳只占地球表層二氧化碳儲(chǔ)量的0.001％，地殼底層與地幔中的含量要遠(yuǎn)比大氣層中的含量多得多。人類排放到大氣中的二氧化碳含量也不容忽視，盡管在過(guò)去的250年中，人類排放到大氣層中的二氧化碳只是大氣層二氧化碳吧含量來(lái)源火山某一天的一次“咳嗽”就可以做到。日漸受到追捧的懷疑科學(xué)網(wǎng)站的約翰?庫(kù)克在網(wǎng)站上將“火山排放的二氧化碳比人類排放的多”的言論列為第54個(gè)被戳穿的科學(xué)謊言(該日益增加的名單榜上有名者迄今總數(shù)為107個(gè))。
這也是我同事詹姆斯?蘭德森于2009年12月采訪普利摩爾時(shí)候持有的觀點(diǎn)。在《天堂與地獄》一書中，普利摩爾說(shuō)道：“火山噴發(fā)所釋放的二氧化碳含量比全世界所有車輛與工廠的二氧化碳排放總和還要大。”蘭德森引用美“人類排放到大氣層中的二氧化碳含量是火山噴發(fā)釋放的含量的130倍之多?！?/p>
普利摩爾隨即反駁說(shuō)這個(gè)數(shù)量并不包括海底火山噴發(fā)所釋放的二氧化碳。但是，當(dāng)蘭德森向美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局核查該說(shuō)法時(shí)卻得到了如下的回復(fù)：
我可以向你保證，國(guó)家地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)頁(yè)上的“130倍”這個(gè)數(shù)字是將所有火山噴發(fā)――海底火山以及陸上火山――計(jì)算在內(nèi)的約數(shù)……地質(zhì)學(xué)家有兩種方法來(lái)計(jì)算海洋中脊火山噴發(fā)二氧化碳的釋放量。在全球陸上火山噴發(fā)二氧化碳釋放量總數(shù)計(jì)算出來(lái)之前，我們就已經(jīng)有了對(duì)于海洋中脊火山噴發(fā)二氧化碳釋放量的統(tǒng)計(jì)數(shù)字。
對(duì)該問(wèn)題的爭(zhēng)論早已沸沸揚(yáng)揚(yáng)了，而人們對(duì)艾雅法拉火山的關(guān)注使得這一問(wèn)題重新升溫，并再一次備受關(guān)注。
專家說(shuō)道，冰島艾雅法拉火山每天的二氧化碳排放量為15 000噸～300000噸，這個(gè)數(shù)字與一家中小型歐洲企業(yè)排放量相當(dāng)。
假設(shè)艾雅法拉火山排放的二氧化碳?xì)怏w成分與先前附近火山所釋放的氣體成分相當(dāng)，英國(guó)杜倫大學(xué)地球?qū)W家在一封郵件中說(shuō)道“艾雅法拉火山每天的二氧化碳釋放量為15 000噸”。
巴黎全球物理研究所的帕特里克?阿拉德給出的“最高數(shù)字”為每天300000噸。但二者都堅(jiān)持說(shuō)這些數(shù)字都只是粗略估計(jì)而已。
世界資源研究所的數(shù)據(jù)庫(kù)顯示(該機(jī)構(gòu)致力于全球環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的跟蹤)，如果火山排放物在大氣中飄浮超過(guò)一年，艾雅法拉火山在全球二氧化碳?xì)怏w排放名單上的位置將位于第47位～75位，該名單是根據(jù)各國(guó)二氧化碳?xì)怏w排放量而制定的。
碳捕捉，就是捕捉釋放到大氣中的二氧化碳，壓縮之后，壓回到枯竭的油田和天然氣領(lǐng)域或者其他安全的地下場(chǎng)所。
如今，全世界各個(gè)國(guó)家研究二氧化碳捕集和封存的技術(shù)方興未艾、如火如荼。但6月19日，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)的一項(xiàng)獨(dú)立研究發(fā)出警告，二氧化碳的排放導(dǎo)致溫室效應(yīng)，被認(rèn)為是引發(fā)全球變暖的一大重要原因，（CCS）有可能誘發(fā)更大的地震。
碳捕集與封存
(CCS）是指將大型發(fā)電廠、鋼鐵廠、化工廠等排放源產(chǎn)生的二氧化碳收集起來(lái)，并用各種方法儲(chǔ)存以避免其排放到大氣中的一種技術(shù)。 CCS技術(shù)包括二氧化碳捕集、運(yùn)輸以及封存三個(gè)環(huán)節(jié)，它可以使單位發(fā)電碳排放減少85%-90%。
這項(xiàng)技術(shù)的研究可以追溯至1975年，當(dāng)時(shí)的美國(guó)將二氧化碳注入地下以提高石油開采率，但將它作為一項(xiàng)存儲(chǔ)二氧化碳以減少溫室氣體排放的環(huán)保工程，則開始于1989年的麻省理工大學(xué)，直至近年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)得到更多的重視和研究，它被認(rèn)為是一種可以減少空氣中二氧化碳濃度的方法。目前，據(jù)專家介紹，從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，應(yīng)用于碳的捕集、運(yùn)輸以及封存的各項(xiàng)技術(shù)其實(shí)都是已有的、成熟的，只不過(guò)在此前并未應(yīng)用于CCS方向，問(wèn)題主要存在于現(xiàn)有發(fā)電廠的改造以及新建發(fā)電廠的技術(shù)和資金投入。
二氧化碳的捕集方式主要有三種：燃燒前捕集（Pre-combustion）、富氧燃燒（Oxy-fuel combustion）和燃燒后捕集（Post-combustion）。無(wú)論哪種捕集方法，簡(jiǎn)而言之是將燃煤發(fā)電廠產(chǎn)生的氣體收集起來(lái)，經(jīng)過(guò)脫硫、氮氧化物等等制備后，將二氧化碳分離并收集起來(lái)。
二氧化碳運(yùn)輸，捕集到的二氧化碳必須運(yùn)輸?shù)胶线m的地點(diǎn)進(jìn)行封存，可以使用汽車、火車、輪船以及管道來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸。一般說(shuō)來(lái)，管道是最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式。 2008年，美國(guó)約有 5800千米的二氧化碳管道，這些管道大都用以將二氧化碳運(yùn)輸?shù)接吞铮⑷氲叵掠蛯右蕴岣呤筒墒章剩‥nhanced Oil Recovery，EOR）。
“捉拿”技術(shù)各顯千秋
2010年7月，由我國(guó)安徽理工大學(xué)張明旭教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室小試裝置成功的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)和建造的利用稀氨水捕集二氧化碳中試裝置在安徽淮化集團(tuán)實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并順利生產(chǎn)出了首批合格的碳酸氫銨產(chǎn)品。該裝置具有常溫、常壓、一次吸收和反應(yīng)、能耗低、工藝簡(jiǎn)單、安全穩(wěn)定等顯著特點(diǎn)。該裝置通過(guò)氨法對(duì)煙道氣中的二氧化碳進(jìn)行捕集和吸收，每小時(shí)可處理煙道氣1000立方米左右，煙道氣中的二氧化碳脫除效率達(dá)80％以上，減排二氧化碳超過(guò)110立方米（煙道氣中二氧化碳濃度按13%計(jì)算）以上，每小時(shí)可生產(chǎn)碳酸氫銨肥料270公斤左右。該技術(shù)的研究開發(fā)既可以減少二氧化碳排放，保護(hù)環(huán)境，又可使污染物變廢為寶。
今年2月，美國(guó)一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一種具有八角形孔窗的天然沸石尤其擅長(zhǎng)捕捉二氧化碳的行蹤，在效率和經(jīng)濟(jì)上遠(yuǎn)勝于目前的工業(yè)洗滌器。沸石是一種礦石，其晶格中存在很多大小均一的通道和空腔，一克沸石孔穴和通道的內(nèi)表面積可達(dá)500平方米到1000平方米，這種沸石每立方厘米的小孔足可吸附0.31克的二氧化碳。由此可以吸取或過(guò)濾大小不同的分子，并可重復(fù)使用幾百次，是過(guò)濾、擦洗含許多雜質(zhì)氣體的混合氣體中有害分子的理想選擇，也在化學(xué)工業(yè)中被廣泛應(yīng)用于催化劑和過(guò)濾器。
挪威在5月份，啟用了世界上規(guī)模最大的碳捕獲和儲(chǔ)存（CCS）技術(shù)發(fā)展設(shè)施。由挪威政府投資10億美元（約為63億元人民幣）資助的蒙斯塔德技術(shù)中心將測(cè)試兩種燃燒后碳捕獲技術(shù)，一種以胺為基礎(chǔ)，另外一種以冷凍的氨溶劑為基礎(chǔ)。該設(shè)施的獨(dú)特之處在于，它可以測(cè)試來(lái)自附近兩個(gè)地點(diǎn)的廢氣——一個(gè)280兆瓦的熱電聯(lián)產(chǎn)工廠和每年產(chǎn)生1000萬(wàn)噸排放的蒙斯塔德煉油廠。它們制造的煙氣里二氧化碳的含量各不同，分別約為3.5％和13％。
6月份，英國(guó)研究人員研發(fā)出一種新型多孔材料，這種材料中的孔洞就像一個(gè)個(gè)“籠子”。諾丁漢大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員在英國(guó)《自然?材料》雜志上報(bào)告說(shuō)，這是一種名為NOTT－202a的新材料。如果把空氣壓入這種多孔材料之中，大部分氣體如氮?dú)?、氧氣、氫氣和甲烷等隨后可以從“籠子”中出來(lái)，唯獨(dú)二氧化碳會(huì)被留下，鎖在“籠子”中。
碳捕的爭(zhēng)議
二氧化碳的排放導(dǎo)致溫室效應(yīng)，被認(rèn)為是引發(fā)全球變暖的一大重要原因。6月19日，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)的一項(xiàng)獨(dú)立研究發(fā)出警告，二氧化碳捕獲與封存（CCS）風(fēng)險(xiǎn)太大，地下封存有可能誘發(fā)更大的地震。該研究已發(fā)表在最新一期美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
地球物理和環(huán)境地球系統(tǒng)科學(xué)部門教授馬克和史蒂文?戈雷利克發(fā)表文章說(shuō)：“將大量的二氧化碳注入大陸內(nèi)部常見的脆性巖石當(dāng)中會(huì)高概率地觸發(fā)地震。而且即使是小到中等規(guī)模的地震都會(huì)威脅到二氧化碳庫(kù)密封的完整性，在此背景下，大規(guī)模的實(shí)施CCS可能是一個(gè)具有高風(fēng)險(xiǎn)且不會(huì)顯著減少溫室氣體排放的戰(zhàn)略?！?/p>
美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)指出，CCS將涉及長(zhǎng)時(shí)間注入地下最大量的流體，可能會(huì)導(dǎo)致更大的地震。CCS需要地下泄漏率每千年小于1％，以達(dá)到可再生能源相同的氣候效益。而近年來(lái)在美國(guó)注入到地下的污水已經(jīng)與發(fā)生小到中級(jí)的地震有所關(guān)聯(lián)。理由之一是，早在1960年，科羅拉多州就有明顯例證；另外的例子出現(xiàn)在去年阿肯色州和俄亥俄州。如果試圖將二氧化碳封存地層數(shù)百年到數(shù)千萬(wàn)年，引發(fā)類似規(guī)模的地震可能性將相當(dāng)大。
環(huán)保組織地球之友的一份報(bào)告指出：以英國(guó)為中心的碳抵消行業(yè)有著數(shù)十億美元的交易量，但這個(gè)行業(yè)并沒有起到降低全球溫室氣體排放的作用。碳抵消計(jì)劃的問(wèn)題在于，它減少的溫室氣體比科學(xué)家所說(shuō)的避免災(zāi)難性氣候變化所需的量要小的多。如果是這樣的話，抵消計(jì)劃就不可能夠推行，也不能夠計(jì)算清楚一項(xiàng)計(jì)劃究竟能夠減少多少碳排放。
關(guān)鍵詞：投入產(chǎn)出分析；二氧化碳排放；進(jìn)出口貿(mào)易；
1引言
2009年底召開的哥本哈根會(huì)議吸引了全世界的目光，“碳排放”問(wèn)題也隨之成為了最引人注目的焦點(diǎn)。我國(guó)在會(huì)議上宣布，到2020年實(shí)現(xiàn)單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的行動(dòng)目標(biāo)。據(jù)海外研究機(jī)構(gòu)估計(jì)，中國(guó)目前二氧化碳的排放量2007年已經(jīng)超過(guò)美國(guó)，成為世界第一大溫室氣體排放國(guó)。而且中國(guó)溫室氣體排放可能在二十年內(nèi)翻番甚至更多，因此中國(guó)在兌現(xiàn)二氧化碳減排諾言的實(shí)踐中將面臨巨大的挑戰(zhàn)。
國(guó)際貿(mào)易是影響一國(guó)溫室氣體排放量的重要因素。在國(guó)際貿(mào)易過(guò)程中，由于各國(guó)國(guó)際分工、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源利用效率、技術(shù)條件以及貿(mào)易結(jié)構(gòu)等方面的差異，必然會(huì)出現(xiàn)碳排放轉(zhuǎn)移問(wèn)題。隨著經(jīng)濟(jì)全球化速度的不斷加快，我國(guó)對(duì)外貿(mào)易高速增長(zhǎng)。在拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也造成了我國(guó)的貿(mào)易碳污染。因此從外貿(mào)結(jié)構(gòu)角度來(lái)探討我國(guó)節(jié)能減排的新途徑，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。本文將利用投入產(chǎn)出方法客觀評(píng)估和定量分析進(jìn)出口貿(mào)易對(duì)我國(guó)二氧化碳排放的影響。
本文在目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于能源消耗問(wèn)題已有的研究結(jié)果上，將通過(guò)分析外貿(mào)商品在本國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中所起的作用，定量測(cè)算外貿(mào)商品的二氧化碳排放量，進(jìn)而分析外貿(mào)商品結(jié)構(gòu)對(duì)二氧化碳排放量的影響，找到對(duì)外貿(mào)易中減少二氧化碳排放的途徑。
2模型及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建
由于投入產(chǎn)出表明確直觀的從產(chǎn)業(yè)角度反映了國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的各種分配和消耗關(guān)系，因此要全面評(píng)價(jià)一個(gè)部門基于國(guó)際貿(mào)易的完全碳排放量，本文采用了投入產(chǎn)出方法。
根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局已經(jīng)公布的《2007年中國(guó)投入產(chǎn)出表》，本文將采用2007年42×42部門的全國(guó)投入產(chǎn)出表。從總體上來(lái)看，我國(guó)能源消耗重點(diǎn)集中在第二產(chǎn)業(yè)的工業(yè)部門，而第三產(chǎn)業(yè)各產(chǎn)品部門能源消費(fèi)量少，污染排放小。因此為了便于計(jì)算和討論，本文把投入產(chǎn)出表中第三產(chǎn)業(yè)的16個(gè)部門合并成能源平衡表中第三產(chǎn)業(yè)的3個(gè)行業(yè)部門。合并后的投入產(chǎn)出表是29×29個(gè)部門。[1]
我國(guó)貿(mào)易出口中的內(nèi)涵二氧化碳量是別國(guó)綜合評(píng)估在享用我國(guó)出口商品時(shí)而避免在本國(guó)排放的二氧化碳量。由于在一般的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)不僅會(huì)直接導(dǎo)致最終生產(chǎn)部門的能源消耗，還會(huì)通過(guò)消費(fèi)各種原材料及輔助材料進(jìn)而間接引起其他部門的生產(chǎn)與能源消耗，而能源的消耗量通過(guò)某些技術(shù)參數(shù)換算即得到二氧化碳排放量。因此嚴(yán)格意義上講，我國(guó)貿(mào)易出口中內(nèi)涵的二氧化碳量是不同的貿(mào)易商品從生產(chǎn)到出口形成最終產(chǎn)品等環(huán)節(jié)累計(jì)二氧化碳量直接排放和間接排放之和。即完全排放。同樣，進(jìn)口產(chǎn)品隱含別國(guó)為了出口而在其國(guó)內(nèi)排放的二氧化碳量，進(jìn)口產(chǎn)品也包含能源消耗和二氧化碳排放。但值得注意的是，進(jìn)口產(chǎn)品是在國(guó)外生產(chǎn)，由于國(guó)內(nèi)外在生產(chǎn)技術(shù)、能源利用效率等方面存在差異，其產(chǎn)品生產(chǎn)所消耗能源量也會(huì)出現(xiàn)不同。因此不能把在國(guó)外生產(chǎn)的進(jìn)口產(chǎn)品所產(chǎn)生的二氧化碳排放量作為國(guó)內(nèi)的二氧化碳減排量，必須從進(jìn)口產(chǎn)品在本國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過(guò)程中所起作用的角度來(lái)考慮，即假定在本國(guó)生產(chǎn)條件下，這些進(jìn)口產(chǎn)品作為國(guó)內(nèi)最終產(chǎn)品生產(chǎn)而產(chǎn)生的二氧化碳完全排放量。
3對(duì)外貿(mào)易的二氧化碳排放實(shí)證
分析根據(jù)2007年的投入產(chǎn)出表和各部門2CO排放數(shù)據(jù)，計(jì)算得出各部門產(chǎn)品的2CO直接和完全排放系數(shù)，如表1所示?？梢钥闯觯苯优欧畔禂?shù)大的部門其完全排放系數(shù)也相對(duì)較大，如部門2“煤炭開采和細(xì)選業(yè)”、部門12“化學(xué)工業(yè)”、部門13“非金屬礦物制品業(yè)”以及部門14“金屬冶煉及壓延加工業(yè)”等等，其2CO直接排放和完全排放系數(shù)都位于29部門的前列，值得重點(diǎn)關(guān)注。由于它們的進(jìn)出口比重也比較大，會(huì)對(duì)出口排放強(qiáng)度和進(jìn)口減排強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響。此外有些直接排放系數(shù)和完全排放系數(shù)呈現(xiàn)出明顯的差異，較小的部門，其完全排放系數(shù)可以擴(kuò)大很多。如第18個(gè)部門“電氣機(jī)械及器材制造業(yè)”，直接排放系數(shù)僅為0.14，完全排放系數(shù)則擴(kuò)大了近17倍，達(dá)到2.37，充分說(shuō)明了產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中2CO間接排放的重要影響。
各部門產(chǎn)品2CO直接排放系數(shù)和完全排放系數(shù)（噸/萬(wàn)元）部門編號(hào)部門直接排放系數(shù)完全排放系數(shù)kf出口比重進(jìn)口比重列出了根據(jù)2007年投入產(chǎn)出表以及進(jìn)出口額計(jì)算所得結(jié)果。由表可見，2CO出口排放強(qiáng)度小于2CO進(jìn)口減排強(qiáng)度，這就意味著,單位出口產(chǎn)品內(nèi)含的能源消耗低于單位進(jìn)口產(chǎn)品帶來(lái)的能源節(jié)省,也即對(duì)外貿(mào)易有助于節(jié)約能源消費(fèi),有助于降低單位產(chǎn)值能耗。但是從我國(guó)對(duì)外貿(mào)易的二氧化碳轉(zhuǎn)移總量上看，由于進(jìn)出口貿(mào)易量之間的差異，出口規(guī)模的迅速增長(zhǎng)導(dǎo)致我國(guó)2007年對(duì)外貿(mào)易2CO排放量大于2CO減排量，分別為192401.01萬(wàn)噸和149177.35萬(wàn)噸。處于2CO凈進(jìn)口狀態(tài)，為貿(mào)易碳污染轉(zhuǎn)入國(guó)。
4結(jié)論和政策
建議總體上看，由于在國(guó)際產(chǎn)業(yè)分工中，我國(guó)處于產(chǎn)業(yè)鏈的低端，生產(chǎn)和出口了大量的高耗能和高排放產(chǎn)品，承擔(dān)了大量本應(yīng)在進(jìn)口國(guó)排放的二氧化碳。導(dǎo)致對(duì)外進(jìn)出口貿(mào)易中出口二氧化碳耗能高于進(jìn)口二氧化碳省能。由于國(guó)家貿(mào)易碳排放的變化，不僅受進(jìn)出口規(guī)模、進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的影響，更受部門能源利用結(jié)構(gòu)和能源強(qiáng)度等生產(chǎn)技術(shù)因素的影響，考慮到國(guó)家現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展及能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，中國(guó)在未來(lái)的對(duì)外貿(mào)易中，不僅適當(dāng)控制高能耗、高碳排的部門出口規(guī)模，鼓勵(lì)低耗能產(chǎn)品的出口；更要降低高耗能產(chǎn)品進(jìn)口門檻。同時(shí)應(yīng)積極引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，提高能源利用效率，降低部門能耗強(qiáng)度。優(yōu)化我國(guó)進(jìn)出口貿(mào)易的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。新晨
[參考文獻(xiàn)]
[1]國(guó)家統(tǒng)計(jì)局國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算司.中國(guó)投入產(chǎn)出表（2007年）[M].北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2009.
[2]魏本勇，方修琦，王媛，楊會(huì)民，張迪.基于投入產(chǎn)出分析的中國(guó)國(guó)際貿(mào)易碳排放研究[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，(8):413-419.
[3]國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2008[M].北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2008.
[4]沈利生.我國(guó)對(duì)外貿(mào)易結(jié)構(gòu)變化不利于節(jié)能降耗[J].管理世界，2007，(10):43-50.
除了二氧化碳外,目前發(fā)現(xiàn)的人類活動(dòng)排放的溫室氣體還有甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫。對(duì)氣候變化影響最大的是二氧化碳。二氧化碳的生命期很長(zhǎng),一旦排放到大氣中,最長(zhǎng)可生存200年,因而最受關(guān)注。排放溫室氣體的人類活動(dòng)包括所有的化石能源燃燒后排放的二氧化碳。在化石能源中,煤含碳量最高,石油次之,天然氣較低。1860年以來(lái),全球平均溫度升高了0?郾6℃±0?郾2℃。近百年來(lái)最暖的年份均出現(xiàn)在1983年以后,20世紀(jì)北半球溫度的增幅是過(guò)去1000年中最高的。
據(jù)資料顯示,近百年來(lái)大氣中溫室氣體濃度明顯增加,大氣中二氧化碳的濃度已達(dá)到過(guò)去42萬(wàn)年中的最高值。近百年里降水分布也發(fā)生了變化,大陸地區(qū)尤其是中高緯度地區(qū)降水增加,非洲等一些地區(qū)降水減少。有些地區(qū)極端天氣氣候事件(厄爾尼諾、干旱、洪澇、雷暴、冰雹、風(fēng)暴、高溫天氣和沙塵暴等)的出現(xiàn)頻率與強(qiáng)度增加。
閱讀上文后請(qǐng)同學(xué)們回答下列問(wèn)題:
(1)什么是溫室效應(yīng)?其主要影響因素是什么?
(2)文中提到“我國(guó)是世界上氣候變化的敏感區(qū)和脆弱區(qū)之一”,面對(duì)溫室效應(yīng)的影響你有什么想法?我們應(yīng)該怎么做?
答案:(1)大氣中的二氧化碳等氣體透過(guò)太陽(yáng)短波輻射,使地球表面升溫,但阻擋地球表面向宇宙空間發(fā)射長(zhǎng)波輻射,從而使大氣增溫。由于二氧化碳等氣體的這一作用與“溫室”的作用類似,故稱之為“溫室效應(yīng)”,二氧化碳等氣體則被稱為“溫室氣體”。
【關(guān)鍵詞】二氧化碳；科學(xué)視野；學(xué)習(xí)興趣
初中化學(xué)新課標(biāo)指出：在化學(xué)教學(xué)中，通過(guò)幫助學(xué)生了解化學(xué)制品對(duì)人類健康的影響，懂得運(yùn)用化學(xué)知識(shí)和方法治理環(huán)境，合理地開發(fā)和利用化學(xué)資源，逐步學(xué)會(huì)從化學(xué)的角度認(rèn)識(shí)自然與環(huán)境的關(guān)系，分析有關(guān)的社會(huì)現(xiàn)象。
本文以二氧化碳一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)為例，在講授完畢本節(jié)內(nèi)容后，教師可以設(shè)置問(wèn)題或布置任務(wù)：如果二氧化碳過(guò)度排放，將對(duì)人類產(chǎn)生什么危害呢？人類又將如何應(yīng)對(duì)呢？由此引導(dǎo)學(xué)生深入思考。然后老師可以依據(jù)調(diào)研情況向?qū)W生說(shuō)明：空氣中大量排放的二氧化碳導(dǎo)致地表溫度上升、冰川溶化、海平面上升、給人類帶來(lái)災(zāi)難。盡管目前還無(wú)法科學(xué)計(jì)量，但確有跡象表明CO2所引起的氣候變化是很顯著的?？刂茰p少大氣中二氧化碳的含量已引起全世界科學(xué)家的重視，在努力尋找轉(zhuǎn)化的方法，以保護(hù)環(huán)境。那么如何做到CO2的減排、封存和利用呢。在此可以向?qū)W生講授當(dāng)今二氧化碳處理利用的現(xiàn)狀，以達(dá)到拓展學(xué)生科學(xué)視野、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、提高環(huán)保意識(shí)的目的。
1.生物技術(shù)
利用光合作用吸收儲(chǔ)存二氧化碳，是控制二氧化碳最直接、副作用最小的方法。減少大氣中二氧化碳含量最簡(jiǎn)單的辦法就是植樹造林，也是最廉價(jià)的解決方案。樹木在生長(zhǎng)的過(guò)程中從空氣吸收二氧化碳，放出氧氣，以木材的形式存儲(chǔ)碳。據(jù)估計(jì)，全世界森林中總共存儲(chǔ)著近1萬(wàn)億噸碳。然而，利用植物光合作用降低二氧化碳的效率很低，因?yàn)樾枰罅康耐恋貋?lái)植樹或農(nóng)作物。據(jù)計(jì)算，要平衡目前全球二氧化碳排放值，人們必須每年種植相當(dāng)于整個(gè)印度國(guó)土那么大面積的森林，顯然這是不可能的。但生物吸收二氧化碳的方法并非窮途末路，研究發(fā)現(xiàn)海洋生物吸收二氧化碳的潛力巨大。日本科學(xué)家已經(jīng)篩選出幾種能在高濃度二氧化碳下繁殖的海藻并計(jì)劃在太平洋海岸進(jìn)行繁殖，以吸收附近工業(yè)區(qū)排出的二氧化碳。美國(guó)一些研究人員以加州巨藻為載體，繁殖一種可吸收二氧化碳的鈣質(zhì)海藻，形成碳酸鈣沉入海底，騰出的巨藻表面可供繼續(xù)繁殖。
2.能源革新
二氧化碳的排放在很大程度上取決于為獲得能量而進(jìn)行的礦物燃料燃燒，因此改革能源形式或能量來(lái)源稱為減少二氧化碳排放的一個(gè)突破口，這也符合污染控制的原則，從源頭上控制二氧化碳的生產(chǎn)。
（1）燃料脫碳：即以含碳量較低的燃料（如石油和天然氣）或無(wú)碳燃料（如氫氣）取代含碳量較高的燃料（如煤），使得每單位能耗量的平均二氧化碳排放量減少。20世紀(jì)80年代美國(guó)化工界就提出將煤、生物體等不清潔燃料與氫氣反應(yīng)生成甲烷、一氧化碳、氫以及固態(tài)焦炭等，再將甲烷高溫分解成氫，一氧化碳以及固體炭黑，然后氫與一氧化碳合成甲醇，未反應(yīng)的氫與一氧化碳作為原料循環(huán)使用。
（2）燃料電池：即以電化學(xué)氧化產(chǎn)生電力，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，燃燒效率達(dá)到40%-60%（與之相比火力發(fā)電的效率僅為30%左右），大幅節(jié)約了初級(jí)能源，避免了大量污染。重要的是，燃料電池是以氫為燃料的，燃燒產(chǎn)物是水，既解決了能源產(chǎn)生和輸送，又避免了環(huán)境污染。
3.二氧化碳的收集
二氧化碳的人為排放源主要有汽車、工廠等。然而在眾多汽車上安裝收集二氧化碳的設(shè)備不現(xiàn)實(shí)，目前把收集二氧化碳的工作重點(diǎn)放在了以燃燒礦物燃料為主的發(fā)電廠上，這些發(fā)電廠的二氧化碳排放量大約占全世界二氧化碳排放量的1/4。在吸收塔中二氧化碳與醇胺接觸發(fā)生反應(yīng)，釋放出濃縮的二氧化碳，并還原成化學(xué)吸收劑。另外，比較理想的辦法是將收集到的二氧化碳輸送到地下或海洋深處埋藏起來(lái)。石油開采行業(yè)中有些油田為了增加留在地層孔隙中難以開采的石油產(chǎn)量，向地下注入壓縮二氧化碳，以增大地下壓力，增強(qiáng)原油流動(dòng)性，提高原油的采收率。目前，美國(guó)每年有近百個(gè)油田為提高原油產(chǎn)量向地下注入500萬(wàn)噸左右的二氧化碳。盡管封閉的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是人們最理想的二氧化碳儲(chǔ)存之處，但是一些科學(xué)家指出，深海才是未來(lái)溫室氣體最大的潛在儲(chǔ)存庫(kù)。海洋表面每天都要吸收2000萬(wàn)噸的二氧化碳。據(jù)估計(jì)，以海水溶解方式總共儲(chǔ)有46萬(wàn)億噸二氧化碳，但其容量還要大很多。因此即使人類向海洋加入兩倍前工業(yè)時(shí)代大氣濃度的二氧化碳，海洋的碳含量的變化也不超過(guò)2%。而且，通過(guò)自然過(guò)程，排放到大氣中的二氧化碳早晚也會(huì)轉(zhuǎn)移到海洋中。
4.二氧化碳的資源化利用
二氧化碳作為新的碳源，開發(fā)綠色合成工藝已引起普遍關(guān)注。綜合利用二氧化碳并使之轉(zhuǎn)化為附加值較高的化工產(chǎn)品，不僅為碳一化工提供了廉價(jià)易得的原料，開辟了一條極為重要的非石油原料化學(xué)工業(yè)路線，而且在減輕全球溫室效應(yīng)方面也具有重要的生態(tài)與社會(huì)意義。隨著人們對(duì)二氧化碳性質(zhì)的深入了解，以及化工原料的改革，二氧化碳作為一種潛在的碳資源，越來(lái)越受到人們的重視，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒌玫接行ч_發(fā)。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 趙成美.二氧化碳的性質(zhì)， 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2000（5）：27-28
[2]Garola Hanisch.二氧化碳儲(chǔ)存的來(lái)龍去脈[J].環(huán)境科技動(dòng)態(tài)，1998，2：9-12
[3]周歡懷，艾宇.二氧化碳減排與可持續(xù)發(fā)展[J].杭州化工，2005，32（2）：15-18
【作者簡(jiǎn)介】
【摘 要】 初中化學(xué)新課標(biāo)要求學(xué)生逐步學(xué)會(huì)從化學(xué)的角度認(rèn)識(shí)自然與環(huán)境的關(guān)系，分析有關(guān)的社會(huì)現(xiàn)象。本文以二氧化碳內(nèi)容的學(xué)習(xí)例，總結(jié)分析了二氧化碳綜合利用的策略技術(shù)，提出了拓展學(xué)生科學(xué)視野，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法。
關(guān)鍵詞 二氧化碳；科學(xué)視野；學(xué)習(xí)興趣
初中化學(xué)新課標(biāo)指出：在化學(xué)教學(xué)中，通過(guò)幫助學(xué)生了解化學(xué)制品對(duì)人類健康的影響，懂得運(yùn)用化學(xué)知識(shí)和方法治理環(huán)境，合理地開發(fā)和利用化學(xué)資源，逐步學(xué)會(huì)從化學(xué)的角度認(rèn)識(shí)自然與環(huán)境的關(guān)系，分析有關(guān)的社會(huì)現(xiàn)象。
本文以二氧化碳一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)為例，在講授完畢本節(jié)內(nèi)容后，教師可以設(shè)置問(wèn)題或布置任務(wù)：如果二氧化碳過(guò)度排放，將對(duì)人類產(chǎn)生什么危害呢？人類又將如何應(yīng)對(duì)呢？由此引導(dǎo)學(xué)生深入思考。然后老師可以依據(jù)調(diào)研情況向?qū)W生說(shuō)明：空氣中大量排放的二氧化碳導(dǎo)致地表溫度上升、冰川溶化、海平面上升、給人類帶來(lái)災(zāi)難。盡管目前還無(wú)法科學(xué)計(jì)量，但確有跡象表明CO2所引起的氣候變化是很顯著的?？刂茰p少大氣中二氧化碳的含量已引起全世界科學(xué)家的重視，在努力尋找轉(zhuǎn)化的方法，以保護(hù)環(huán)境。那么如何做到CO2的減排、封存和利用呢。在此可以向?qū)W生講授當(dāng)今二氧化碳處理利用的現(xiàn)狀，以達(dá)到拓展學(xué)生科學(xué)視野、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、提高環(huán)保意識(shí)的目的。
1.生物技術(shù)
利用光合作用吸收儲(chǔ)存二氧化碳，是控制二氧化碳最直接、副作用最小的方法。減少大氣中二氧化碳含量最簡(jiǎn)單的辦法就是植樹造林，也是最廉價(jià)的解決方案。樹木在生長(zhǎng)的過(guò)程中從空氣吸收二氧化碳，放出氧氣，以木材的形式存儲(chǔ)碳。據(jù)估計(jì)，全世界森林中總共存儲(chǔ)著近1萬(wàn)億噸碳。然而，利用植物光合作用降低二氧化碳的效率很低，因?yàn)樾枰罅康耐恋貋?lái)植樹或農(nóng)作物。據(jù)計(jì)算，要平衡目前全球二氧化碳排放值，人們必須每年種植相當(dāng)于整個(gè)印度國(guó)土那么大面積的森林，顯然這是不可能的。但生物吸收二氧化碳的方法并非窮途末路，研究發(fā)現(xiàn)海洋生物吸收二氧化碳的潛力巨大。日本科學(xué)家已經(jīng)篩選出幾種能在高濃度二氧化碳下繁殖的海藻并計(jì)劃在太平洋海岸進(jìn)行繁殖，以吸收附近工業(yè)區(qū)排出的二氧化碳。美國(guó)一些研究人員以加州巨藻為載體，繁殖一種可吸收二氧化碳的鈣質(zhì)海藻，形成碳酸鈣沉入海底，騰出的巨藻表面可供繼續(xù)繁殖。
2.能源革新
二氧化碳的排放在很大程度上取決于為獲得能量而進(jìn)行的礦物燃料燃燒，因此改革能源形式或能量來(lái)源稱為減少二氧化碳排放的一個(gè)突破口，這也符合污染控制的原則，從源頭上控制二氧化碳的生產(chǎn)。
（1）燃料脫碳：即以含碳量較低的燃料（如石油和天然氣）或無(wú)碳燃料（如氫氣）取代含碳量較高的燃料（如煤），使得每單位能耗量的平均二氧化碳排放量減少。20世紀(jì)80年代美國(guó)化工界就提出將煤、生物體等不清潔燃料與氫氣反應(yīng)生成甲烷、一氧化碳、氫以及固態(tài)焦炭等，再將甲烷高溫分解成氫，一氧化碳以及固體炭黑，然后氫與一氧化碳合成甲醇，未反應(yīng)的氫與一氧化碳作為原料循環(huán)使用。
（2）燃料電池：即以電化學(xué)氧化產(chǎn)生電力，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，燃燒效率達(dá)到40%-60%（與之相比火力發(fā)電的效率僅為30%左右），大幅節(jié)約了初級(jí)能源，避免了大量污染。重要的是，燃料電池是以氫為燃料的，燃燒產(chǎn)物是水，既解決了能源產(chǎn)生和輸送，又避免了環(huán)境污染。
3.二氧化碳的收集
二氧化碳的人為排放源主要有汽車、工廠等。然而在眾多汽車上安裝收集二氧化碳的設(shè)備不現(xiàn)實(shí)，目前把收集二氧化碳的工作重點(diǎn)放在了以燃燒礦物燃料為主的發(fā)電廠上，這些發(fā)電廠的二氧化碳排放量大約占全世界二氧化碳排放量的1/4。在吸收塔中二氧化碳與醇胺接觸發(fā)生反應(yīng)，釋放出濃縮的二氧化碳，并還原成化學(xué)吸收劑。另外，比較理想的辦法是將收集到的二氧化碳輸送到地下或海洋深處埋藏起來(lái)。石油開采行業(yè)中有些油田為了增加留在地層孔隙中難以開采的石油產(chǎn)量，向地下注入壓縮二氧化碳，以增大地下壓力，增強(qiáng)原油流動(dòng)性，提高原油的采收率。目前，美國(guó)每年有近百個(gè)油田為提高原油產(chǎn)量向地下注入500萬(wàn)噸左右的二氧化碳。盡管封閉的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是人們最理想的二氧化碳儲(chǔ)存之處，但是一些科學(xué)家指出，深海才是未來(lái)溫室氣體最大的潛在儲(chǔ)存庫(kù)。海洋表面每天都要吸收2000萬(wàn)噸的二氧化碳。據(jù)估計(jì)，以海水溶解方式總共儲(chǔ)有46萬(wàn)億噸二氧化碳，但其容量還要大很多。因此即使人類向海洋加入兩倍前工業(yè)時(shí)代大氣濃度的二氧化碳，海洋的碳含量的變化也不超過(guò)2%。而且，通過(guò)自然過(guò)程，排放到大氣中的二氧化碳早晚也會(huì)轉(zhuǎn)移到海洋中。
4.二氧化碳的資源化利用
二氧化碳作為新的碳源，開發(fā)綠色合成工藝已引起普遍關(guān)注。綜合利用二氧化碳并使之轉(zhuǎn)化為附加值較高的化工產(chǎn)品，不僅為碳一化工提供了廉價(jià)易得的原料，開辟了一條極為重要的非石油原料化學(xué)工業(yè)路線，而且在減輕全球溫室效應(yīng)方面也具有重要的生態(tài)與社會(huì)意義。隨著人們對(duì)二氧化碳性質(zhì)的深入了解，以及化工原料的改革，二氧化碳作為一種潛在的碳資源，越來(lái)越受到人們的重視，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒌玫接行ч_發(fā)。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙成美.二氧化碳的性質(zhì)， 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2000(5):27-28
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[3]周歡懷，艾宇.二氧化碳減排與可持續(xù)發(fā)展[J].杭州化工，2005，32(2)：15-18
【作者簡(jiǎn)介】
