溫室氣體的特性精選(九篇)

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第1篇：溫室氣體的特性范文

工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的溫室氣體會造成全球變暖現(xiàn)象，但全球變暖與工業(yè)排放在時間上具有一定的滯后效應(yīng).通過分析地球、大氣、太陽三者熱平衡體系的輻射換熱，建立了地球及其大氣的動態(tài)數(shù)學模型；利用此模型考察了造成地球溫度變化的主要原因和變暖滯后的現(xiàn)象.結(jié)果表明：工業(yè)溫室氣體的過度排放會造成大氣對地球輻射的吸收系數(shù)提高，導致地球溫度升高；同時，太陽輻射能量增加，地球和大氣對太陽輻射吸收增加，導致地球溫度升高.結(jié)合近年來人為因素造成的地球溫度升高現(xiàn)象進行了定量熱分析，預(yù)測了溫室氣體CO2體積分數(shù)線性增加條件下的地球溫度走勢.

關(guān)鍵詞：

全球變暖； 輻射換熱； 滯后現(xiàn)象

中圖分類號：TM 124 文獻標志碼：A

Analysis of dynamic characteristics and hysteresis of global warming

HUANG Xiao-huang1， CUI Guo-min1， ZHANG Zhi-qin1， HUA Ze-zhao1， XU Jia-liang2

（1.Institute of New Energy Science and Technology，University of Shanghai for Science and Technology，

Shanghai 200093，China； 2.Shanghai Meteorological Bureau，Shanghai 200030，China）

Abstract：

The greenhouse gases generated by industrial production processes can result in the global warming.However， compared with the discharge of industrial waste gases， the global warming has a certain lag on time.Through an analysis of radiative heat transfer in the heat balance system of the earth， the atmosphere and the sun， a dynamic， mathematical model was established in this paper.The main reasons of changes in the earth’s temperature and the hysteresis of global warming were analyzed by this model.The results showed that an excessive discharge of industrial greenhouse gases can increase the atmospheric absorption of earth’s radiation and lead to an increase in the earth’s temperature.At the same time， the increase of solar radiation energy can raise the absorption of the earth and the atmosphere to the solar radiation and makes the earth temperature to rise.A quantitative analysis of the earth’s temperature rising phenomenon caused by human factors in recent years was carried out and the earth temperature change trend was predicted under the condition of a linear increase in the volume fraction of greenhouse gase CO2.

Key words：

global warming； radiative heat transfer； hysteresis phenomena

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第四次報告[1]表明，工業(yè)革命百年以來，全球溫度平均升高了0.74±0.18℃.其產(chǎn)生的根源是由于人類活動造成溫室氣體濃度大幅提高的結(jié)果[2-3].地球上的溫室氣體主要包括H2O、CO2、CH4、N2O、O3以及氟氯烴等.其中水蒸氣是體積分數(shù)最大的溫室氣體，但是由于其產(chǎn)生并非人為造成的，因此一般在探討氣候變暖時都不予考慮.而其它的溫室氣體，其濃度的變化都與人類的活動密切相關(guān)，因此是造成地球變暖的主要原因.目前，由于全球變暖的形勢變得越來越嚴峻，由其產(chǎn)生的氣候和環(huán)境問題也已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)，因此，正確預(yù)測溫室氣體濃度及其產(chǎn)生的地球變暖，并據(jù)此給出人類排放的控制時間表，是目前解決環(huán)境保護與社會發(fā)展之間矛盾的首要問題.鑒于此，氣象學家采用多種氣候模型預(yù)測了地球未來的溫度趨勢，幾乎都得到了令人不安的結(jié)果：如果不能有效地控制CO2的排放，到2100年地球表面溫度可能再升高1.1～6.4℃.這將導致災(zāi)難性結(jié)果[1，4-5].

但是，盡管各種預(yù)測模型都得到了地球未來將升溫的結(jié)論，然而各種結(jié)果的差異卻很大.雖然最終的1.1～6.4℃的升溫都是不可接受的，但是預(yù)測結(jié)果差異也表明這些模型的不確定性.同時在具體數(shù)值上的差異也是很明顯的，例如，比較文獻[6]和文獻[7]可以看出，有些項目的數(shù)據(jù)之間存在著較大的差別，如大氣層向地面的輻射能量、地球表面向外的輻射能量分別相差9 W·m-2、7 W·m-2.這些都會影響地球表面溫度的變化，進而使得預(yù)測結(jié)果出現(xiàn)很大的差別.究其原因，是由于問題本身的復雜性以及內(nèi)在機理的不確定性使然.從上述分析來看，一種準確嚴密的預(yù)測模型需依賴于對地球、大氣、太陽構(gòu)成的系統(tǒng)的準確數(shù)學建模，才能揭示溫室效應(yīng)產(chǎn)生的全球變暖的階段性以及最終結(jié)果.

鑒于此，本文通過能量守恒原理分析地球、大氣、太陽三者熱平衡體系的能量平衡關(guān)系，基于自動控制理論建立地球及其大氣的動態(tài)數(shù)學模型，考察造成地球溫度變化的主要原因及其代價和滯后現(xiàn)象，據(jù)此揭示地球升溫過程的本質(zhì)和過程特點.

1 地球及其大氣升溫的動態(tài)數(shù)學模型

近年來，由于工業(yè)排放的作用，地球大氣中的溫室氣體濃度出現(xiàn)了明顯的增加，其中以CO2、CH4和N2O的增加最為明顯，這主要是因為工業(yè)排放量大，并且三者都具有很長的自然滯留時間的緣故.這些溫室氣體的增加，無疑將導致大氣對于地球輻射溫室效應(yīng)的增強，并且最終導致地球溫度的升高.為了考察地球溫度隨著不同的溫室效應(yīng)變化（由溫室氣體濃度的變化決定）的規(guī)律，以地球和大氣為研究對象，建立其溫度變化的動態(tài)模型.忽略地球表面水蒸氣蒸發(fā)潛熱以及對流換熱作用，地球本體得到的能量包括太陽輻射吸收部分以及溫室效應(yīng)造成的大氣逆輻射部分，發(fā)射的能量是基于自身平均溫度的黑體發(fā)射力；而對于大氣來說，其能量平衡則是太陽輻射以及地球輻射能量的吸收等于其自身的發(fā)射.

根據(jù)地球及其大氣能量收支關(guān)系，如果達到平衡，則有

式中，Qout為最終由地球大氣系統(tǒng)向外太空輻射的總能量；Qnet，earth，out、Qnet，atm，out分別為地球輻射穿過大氣進入太空的能量和大氣輻射進入太空的部分，具有如下能量平衡關(guān)系

式中，Qearth，emit為地球本身的輻射能量； Qgreenhouse effect為由于大氣溫室效應(yīng)吸收的能量； Qatm，emit為大氣的輻射能量； Qatmsun，a為大氣對太陽輻射的吸收能量； Qearth，emit為地球本身發(fā)射能量； Qearthsun，a為地球吸收太陽輻射能量； Qearthatm，a為地球吸收大氣輻射能量.

當處于平衡狀態(tài)時，這些能量維持上述平衡關(guān)系.但是一旦某一能量發(fā)生變化（一般都來自于發(fā)射體的溫度變化），這種平衡就將被破壞，從而帶來地球或者大氣溫度的變化，并通過改變其輻射量來平衡熱量的變化.

總的來說，地球表面溫度Tearth的變化與大氣溫度Tatm的變化存在以下關(guān)系

式中，ΔTearth為地球的溫升；ΔTatm為大氣的溫升；A為常數(shù).

從式（3）可以看出，地球表面的溫升與大氣的溫升在數(shù)值上不一定相等，但是存在一定的正比例關(guān)系.這里，以“持續(xù)升溫”模型，得到在外部強迫作用下地球溫度升高的動態(tài)數(shù)學模型為

式中，Qatm，emit為大氣溫度的函數(shù)，表示為f′（Tatm）.

由式（6）、式（7）構(gòu)成了地球表面和大氣溫度變化的動態(tài)方程組，其中Tearth和Tatm為未知量，兩者存在著強烈的耦合效應(yīng).根據(jù)式（6）、式（7），可以揭示地球表面升溫的兩個主要原因：

（1） αatm-earth提高，此時大氣對地球發(fā)射的紅外輻射的吸收增加，導致更為強烈的溫室效應(yīng)，從而將使地球溫度升高.而導致αatm-earth升高的直接作用就是工業(yè)溫室氣體的過度排放，因此這一作用是地球升溫的內(nèi)因；

（2） 地球和大氣對太陽輻射吸收Qsun，a提高，其包括地球和大氣對太陽輻射吸收的增加.從式（6）和式（7）中可以看出，當太陽輻射增加以后，地球和大氣溫度都將受到影響.這一作用一般與太陽的活動周期密切相關(guān)，屬于地球升溫的外因.

2 溫室氣體造成的地球升溫的滯后效應(yīng)分析

由于太陽活動周期具有一定的規(guī)律，而且與人類活動沒有關(guān)系，所以這里只討論由于溫室效應(yīng)增強帶來的地球表面升溫的滯后效應(yīng).

2.1 地球和大氣升溫的時間常數(shù)

根據(jù)自動控制理論，將式（6）和式（7）等號右邊的熱量差處理擾動作用，則地球表面和大氣的升溫過程呈現(xiàn)為典型的積分環(huán)節(jié)特性，兩者的傳遞函數(shù)分別為

從式（10）、式（11）可以看出，由于地球和大氣的總熱容量不同，因此在擾動作用下的地球和大氣的升溫也將不完全同步，存在一定的相位差.而平衡此不同步作用的方式除了大氣與地球之間的輻射傳熱以外，對流換熱將起到更大的作用，這里不作深入討論.取地球的總質(zhì)量的1/10參與升溫作用，則其質(zhì)量為5.69×1023 kg，并取其平均比熱容為0.85 kJ·kg-1·℃-1，則其時間常數(shù)為30.49 a；取大氣的總質(zhì)量為5.136×1018 kg，其平均比熱容為1 kJ·kg-1·℃-1，則其時間常數(shù)為2.78 h.由時間常數(shù)可見，大氣和地球動態(tài)溫度變化具有很大的滯后特性，而相比于大氣來說，地球的滯后作用更為明顯.

2.2 溫室氣體濃度升高后的地球溫度變化

由于工業(yè)革命以來溫室氣體的濃度逐年升高，導致了其溫室效應(yīng)的逐步提高，這樣就破壞了地球和大氣系統(tǒng)的熱平衡，從而導致地球的升溫.鑒于此，將熱量擾動與溫室氣體濃度升高產(chǎn)生的溫室效應(yīng)增強聯(lián)系起來.以CO2為例，在近50年內(nèi)其體積分數(shù)從3.20×10-4增加到3.80×10-4，假設(shè)其增加為線性變化[1]，根據(jù)大氣壓縮模型方案[8]，得到溫室效應(yīng)增強量ΔQ與距離1960年的時間間隔t的變化關(guān)系如圖1所示.可見，其總熱量基本呈現(xiàn)為線性變化，擬合公式為

將τearth=30 a代入式（15），得到地球在當前CO2體積分數(shù)增加情況下地球表面的溫度響應(yīng)，如圖2所示.

從圖2可知，因為人為的CO2等溫室氣體排放的增加，地球溫度自1960年以來一直呈現(xiàn)上升的趨勢，至2010年，氣溫升高了0.617 ℃，這與IPCC報告給出的數(shù)據(jù)基本相符；另一方面，由于大氣中的CO2體積分數(shù)近年來基本呈線性關(guān)系變化，地球表面溫度響應(yīng)的滯后特性在未來將被極大地體現(xiàn)出來，其溫度的升高在未來多年將得到一定延續(xù)，并且會出現(xiàn)升溫加速的現(xiàn)象，除非其自身輻射抵消溫室效應(yīng)為止.此時，地球表面溫度將維持在一個新的較高的水平，即所謂的“積分保持”作用，除非溫室氣體體積分數(shù)有所下降.因此，如何減少CO2等溫室氣體的排放問題已經(jīng)被列入各國政府、聯(lián)合國會議的首要議題，放在優(yōu)先考慮的地位，成為全球亟待解決的重大戰(zhàn)略課題[9].

3 結(jié)論

基于能量守恒及自動控制原理建立了地球變暖動態(tài)數(shù)學模型，通過此模型，考察造成地球溫度變化的兩個主要原因，即：溫室氣體的過度排放會造成地球升溫加?。惶栞椛淠芰吭鰪姇斐傻厍蛞欢ǖ臏厣?在此動態(tài)特性基礎(chǔ)上，對于地球變暖與溫室氣體排放時間上的滯后現(xiàn)象進行了分析，得出大氣和地球動態(tài)溫度變化具有很大的滯后特性，大氣溫度變化滯后時間為2.78 h，地球表面溫度變化滯后時間為30.49 a.可見，溫室氣體的排放，對于全球變暖具有很大的滯后效應(yīng).

根據(jù)全球變暖動態(tài)模型，本文結(jié)合現(xiàn)有溫室氣體CO2的排放水平，預(yù)測了地球溫度的未來走勢.結(jié)果表明，根據(jù)地球變暖滯后時間常數(shù)，可以得到任意時間的地球溫度變化.同時，地球環(huán)境溫度對于溫室氣體體積分數(shù)的響應(yīng)具有顯著的滯后效應(yīng)，在現(xiàn)有排放水平不變的情況下，地球表面溫度仍將進一步升高.

參考文獻：

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第2篇：溫室氣體的特性范文

關(guān)鍵詞:生物;碳匯;特性

中圖分類號:F124.5 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2010)05-0244-02

全球變暖是當前全球氣候變化研究中的主要論題,而溫室氣體的增加被認為是全球變暖的主要原因。大氣中溫室氣體體積分數(shù)增加導致的全球氣溫升高,引起了世界各國政府和科學家的共同關(guān)注,已成為全球生態(tài)環(huán)境研究中的一個熱點領(lǐng)域。其中,CO2是大氣中最重要的溫室氣體,在對溫室效應(yīng)和全球氣候變暖的貢獻中,占70%。

中國作為《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》締約方,在發(fā)展中國家里第一個履約,于2007年6月制定了應(yīng)對氣候變化的國家方案――《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》。我國二氧化碳人均排放量比較低,但是排放總量位居世界第二。2025年前后,我國二氧化碳排放總量有可能超過美國,居世界第一。預(yù)計2050年,我國能源消耗將占世界能源總消耗的60%左右。基于此,發(fā)達國家要求中國等發(fā)展中國家承諾減排溫室氣體的呼聲越來越高。面對國際減排壓力和國內(nèi)經(jīng)濟可持續(xù)增長、能源安全、環(huán)境保護多方面的要求,二氧化碳減排已經(jīng)是我們必須認真對待的十分緊迫的問題。

一、森林碳匯

根據(jù)《京都議定書》的清潔發(fā)展機制,為實現(xiàn)CO2的減排,2001年的《波恩政治協(xié)議》和《馬拉喀什協(xié)定》均將造林再造林等林業(yè)活動作為抵消CO2排放的主要措施,并制定了新的規(guī)則。我國目前開展的碳匯活動也主要是圍繞造林活動進行的。

到2005年6月,僅世界銀行生物碳基金就已經(jīng)提交了130多個林業(yè)碳匯項目建議書,其中包括中國廣西項目在內(nèi)的大約20個項目進入了準備實施的候選之列。預(yù)計到2017年,這些項目產(chǎn)生的碳匯將達到1 000多萬噸。“中國東北部敖漢旗防治荒漠化青年造林項目”是《京都議定書》生效以來,我國與國際社會合作的首個林業(yè)“碳匯”項目。在第一個有效期的5年時間內(nèi)投資153萬美元,(約合人民幣1 300萬元,其中意大利資助1 150萬元),在內(nèi)蒙古敖漢旗荒沙地造林4.5萬畝,使約2 500名當?shù)剞r(nóng)民和林場工人受益,該項目實施的總體目標是提高實施可持續(xù)發(fā)展政策的能力,并將首次嘗試以森林碳匯為途徑,將防治荒漠化及改善沙區(qū)生存條件與增加荒漠化地區(qū)農(nóng)民收入相結(jié)合,填補了我國森林“碳匯”項目的空白。

但是,造林碳匯項目也存在一些實施中的困難,如項目基準線與額外性的確定、碳儲量的計量與核查、參與機構(gòu)繁多、實施過程繁瑣、運行成本較高等。更重要的是,森林碳匯項目還很難進入市場。目前的造林碳匯項目全部都是發(fā)達國家在發(fā)展中國家投資實施的,只是用于抵消發(fā)達國家CO2的排放量,導致發(fā)達國家并沒有采取實質(zhì)性的減排措施,發(fā)展中國家也只是獲得生態(tài)效益,碳匯項目短期內(nèi)也不會產(chǎn)生經(jīng)濟效益,導致碳匯項目失去內(nèi)在的市場經(jīng)濟驅(qū)動力,更難以形成自我循環(huán)、良性發(fā)展的碳匯經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。因此,尋求森林碳匯以外的碳匯途徑具有十分重要的意義。

二、濕地碳匯

加強碳匯能力是減少溫室氣體排放的重要補充,也是發(fā)達國家減排溫室氣體的基本政策和措施之一。除森林的碳匯作用外,在增加碳匯方面,濕地是目前已知的陸地生態(tài)系統(tǒng)中僅次于森林的重要碳匯之一,特別是高緯度濕地儲存了全球近1/3的土壤碳。濕地作為溫室氣體的儲存庫、源和匯,在緩解氣候變化方面,發(fā)揮著重要作用。

近十年來,許多研究學者逐漸意識到濕地巨大的碳匯能力,并由此展開了一系列濕地碳匯價值的調(diào)查,如20 世紀90 年代末期,歐美通過大型陸地碳匯監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)EUROFLUX 和AMERIFLUX 對濕地進行了長期的碳通量觀測和研究。同時,濕地也是重要的碳源,濕地中有機殘體的分解過程產(chǎn)生大量的有機氣體,其中最重要的是CO2和CH4。因此,客觀評價濕地的碳匯價值,制定恰當?shù)墓芾泶胧τ谠黾訚竦氐奶紖R能力具有十分重要的現(xiàn)實意義。

蘆葦因適應(yīng)力強、繁殖力高而廣泛分布于各類濕地中,是濕地的重要植被類型。而且,由于蘆葦具有重要的經(jīng)濟、生態(tài)價值而被各國廣泛種植,已成為重要的人工濕地。蘆葦通過光合作用吸收大氣中的CO2將其轉(zhuǎn)化為有機質(zhì),經(jīng)腐殖化作用將有機質(zhì)儲存在濕地土壤中。汪宏宇2005年對盤錦蘆葦濕地CO2通量的研究結(jié)果表明,蘆葦濕地對CO2具有較強的碳匯作用,固定二氧化碳為13.32 t?hm-2。

三、水生生物碳匯

水生生物作為濕地的主要生物資源,其碳匯潛力也是十分巨大的,水生生態(tài)系統(tǒng)是CO2一個巨大的匯。據(jù)測算,小球藻、柵藻和水華魚腥藻的含碳量分別達到46.38%、51.28%和68.76%。水生高等植物和動物碳匯潛力更不可忽視。

據(jù)Downing等研究估算,貯存在湖泊的生物體有機碳大約為0.036GtC/a。

水庫在全球碳循環(huán)的作用亦不容忽視。70年代,全世界總的水庫面積約為0.4×106km2,碳在水庫的滯留率比湖泊大,約為500gC/m2?a,其中50%來自土壤,1970年貯存在水庫的碳匯總量為0.1GtC/a,估計到2050年將可達到0.2GtC/a。

通過生物鏈的作用,水生動物碳匯功能的潛力也是十分巨大的。柴方營等(2001-2005)人在北緯45°高寒地區(qū)的3 000公頃水域試驗證明,每年利用第二和第三營養(yǎng)級水生生物可成功固碳2 500余噸。

參考文獻:

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Research on the character of the biological carbon sink type

YU Hong-xian,LI You-hua

(Northeast agriculture university, Harbin 150030,China)

第3篇：溫室氣體的特性范文

[關(guān)鍵詞]土壤 碳 森林

中圖分類號：P467 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）14-0300-01

一、 森林的碳匯功能

自20世紀80年代以來，全球氣候變暖已成為不爭的事實，由此引起的一系列生態(tài)問題日益引起國際社會的廣泛關(guān)注，氣候變化是當前國際社會普遍關(guān)注的重大環(huán)境問題之一。最新數(shù)據(jù)顯示，大氣中溫室氣體水平已經(jīng)超過了可能引起危險氣候變化的極限，人類面臨的緩減和適應(yīng)全球氣候變化任務(wù)變得更加嚴峻和緊迫。森林在維持全球碳平衡及潛在的碳儲存方面發(fā)揮著不可替代的作用，已成為與全球氣候變化密切相關(guān)的重要有機體。森林生態(tài)系統(tǒng)是地球上除海洋之外最大的碳庫，森林碳庫包括森林土壤碳庫和植被碳庫兩部分，約占整個陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫總量的50%，而這其中2/3的碳被固定在森林土壤中。土壤是陸地表層系統(tǒng)的重要組成部分，處于大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈的交匯處，被認為是處于活躍狀態(tài)的最大碳匯。應(yīng)對氣候變化，關(guān)鍵是減少溫室氣體在大氣中的積累，其做法是減少溫室氣體的排放（減排）和增加溫室氣體的吸收（增匯）。減少溫室氣體的排放主要是通過降低能耗、提高能效、使用清潔能源來實現(xiàn)。而增加對溫室氣體的吸收，主要是通過森林等植物的生物學特性，即光合作用吸收二氧化碳，放出氧氣，把大氣中的二氧化碳固定到植物體和土壤中，這個過程和機制實際上就是清除已排放到大氣中的二氧化碳，因此，森林具有碳匯功能。由于森林吸收二氧化碳投入少、成本低、簡單易行，有利于保護生物多樣性。我國政府把林業(yè)納入減緩和適應(yīng)氣候變化的重點領(lǐng)域，要求全力打好“森林碳匯”這張牌，充分發(fā)揮林業(yè)在應(yīng)對氣候變化中的特殊作用。

二、 研究方法

（一） 數(shù)據(jù)來源

本文涉及的土壤類型、面積、土層厚度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于2010 ―2012年黑龍江省市縣森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)。設(shè)置按林種，林分類型，林齡（幼齡林、中齡林、近熟林和成、過熟林），坡向（陰坡、陽坡），密度級（疏、密）有代表性地段設(shè)置標準地36個。

（二） 統(tǒng)計處理

采用Visual Foxpro 6.0軟件計算土壤碳儲量，采用excel和SPSS17.0軟件統(tǒng)計處理數(shù)據(jù)。

三、 結(jié)果

（一） 空間分布

研究結(jié)果表明，不同土壤類型有機碳密度：沼澤土>暗棕壤>黑土>草甸土>白漿土。各土壤類型有機碳密度與年均降水量之間除暗棕壤外，均無顯著相關(guān)性。小興安嶺北坡各土壤類型有機碳密度與年均降水量之間的相關(guān)性分析。森林土壤碳儲量達1.65億噸（不含森工集團所屬區(qū)域）。各類型土壤碳儲量分布規(guī)律為：暗棕壤>白漿土>沼澤土>草甸土>黑土。其中暗棕壤碳儲量最高（1.62億噸），黑土碳儲量最低（27萬噸）。有機碳密度：沼澤土>暗棕壤>黑土>草甸土>白漿土。各土壤類型有機碳密度與年均降水量之間除暗棕壤外，均無顯著相關(guān)性，說明降水量對土壤有機碳密度影響不大。土壤碳儲量分布規(guī)律為：暗棕壤>白漿土>沼澤土>草甸土>黑土。森林土壤有機碳儲量整體呈先減后增趨勢，這主要與森林經(jīng)營導致的森林面積改變有關(guān)。

（二） 時間分布

森林土壤有機碳儲量整體呈先減后增趨勢。2011年土壤有機碳儲量達1.63億噸，較2010年減少278742噸，減少0.17%。2012年土壤有機碳儲量達1.65億噸，較2011年增加520794噸，增加0.32%。2010-2012年，土壤有機碳儲量共增加242052噸，增加0.15%。2010～2012年，各類型土壤中草甸土碳儲量增幅最大，增加11.65%；暗棕壤碳儲量增幅最少，增加0.09%。土壤有機碳密度接近我國全土平均水平，但低于世界全土平均值。

四、森林經(jīng)營對土壤有機碳儲量的影響

第4篇：溫室氣體的特性范文

摘　要:由于溫室效應(yīng)對于全球氣候變化的影響已經(jīng)相當顯著，因此許多國家與產(chǎn)業(yè)都將投入 大量資源以努力降低全球氣候變化的影響，其中當然隱現(xiàn)著未來全球節(jié)能減碳領(lǐng)域的龐大新商機， 各項節(jié)能減碳相關(guān)創(chuàng)新技術(shù)因而相繼發(fā)展。筆者指出，節(jié)能減碳產(chǎn)業(yè)是藉由材料、設(shè)備、制程以及 產(chǎn)品之改善，以達成節(jié)能減碳目的之產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)業(yè)范疇可略分為節(jié)能材料、節(jié)能設(shè)備及產(chǎn)品、系統(tǒng)能 源整合、節(jié)能減碳認驗證、碳資產(chǎn)管理等。綜述了國際間節(jié)能減碳相關(guān)產(chǎn)業(yè)之發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨 勢。指出，面對未來之挑戰(zhàn)，應(yīng)確實評估節(jié)能減碳相關(guān)產(chǎn)業(yè)之發(fā)展?jié)摿?，確定發(fā)展對象，擘劃出適合 節(jié)能減碳之產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略及措施.

關(guān)鍵詞:節(jié)能減碳產(chǎn)業(yè);節(jié)能減碳;溫室效應(yīng);溫室氣體;能源節(jié)約

Abstract:Scientific evidence of climate change puts the reality of human-induced global war- ming beyond any doubt. Various innovative industries have been established in order to develop techniques and markets addressing global warming. The business opportunities are subsequently induced by the actions of greenhouse gases reduction and climate change adaptation. The scope of these industries relating to energy saving and CO2emission reduction include the development of energy saving materials; the fabrication of facilities and products; the integration service of ener- gy system; the certification and verification services; and the management of carbon asset. The assessment of potential for GHG-related industries is essential to establish strategies for promo- ting these industries.

Key words:GHG-related industries;CO2emission reduction and energy saving;global war- ming;greenhouse gases;energy saving

人為溫室氣體的排放所引發(fā)的全球暖化及氣候 變遷現(xiàn)象，似乎比過去的預(yù)估發(fā)生得更快、更顯著.

但由于國際間對于后京都議定書時期管制執(zhí)行架構(gòu) 之共識不足，2009年哥本哈根會議并沒有簽署有約 束力的任何協(xié)議，最后達成所謂“認知哥本哈根協(xié)議 (Copenhagen Accord)”，系由美國、中國、印度、巴 西、南非五國最后磋商的共識，并未得到所有與會國 的支持。協(xié)議支持應(yīng)將全球升溫控制在2℃以下之 觀點，但并未明訂具體之減量目標，但各方的底線已 大致浮現(xiàn)，有助于營造未來后續(xù)談判、甚至達成協(xié)議 的氣氛.

由于全球暖化議題影響涵蓋的層面相當廣泛， 與能源供需、產(chǎn)業(yè)發(fā)展之關(guān)連性相當高，這幾次氣候 變遷綱要公約會議有許多討論議程，都與經(jīng)濟工具 相關(guān)議題有關(guān)，許多國家都將投入大量資源以積極 推動節(jié)能減碳相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，據(jù)粗估未來每年需 投入全球暖化減緩與調(diào)適之經(jīng)費約為總生產(chǎn)毛額的 1%以上，亦即未來應(yīng)對全球暖化可能需要 約每年4，000億美元以上的資金投入[1]。其背后意 涵隱現(xiàn)著未來在全球節(jié)能減碳領(lǐng)域的龐大新商機.

以韓國為例，將推動綠能產(chǎn)業(yè)與溫室氣體減量合并 為綠色成長基本法，成為韓國未來國家發(fā)展的重要 目標。因應(yīng)全球暖化議題的急迫性及各國政府的積 極推動，國際間對于科技及產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的看法已 有大幅變化。各種形式之節(jié)能減碳科技的發(fā)展相當 快速，整體而言，節(jié)能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用(包括交通、 住家、商業(yè)、產(chǎn)業(yè)等部門)仍被認為是主要對策，而低 碳能源、碳封存技術(shù)已逐漸進入實用階段[2].

1　國際間節(jié)能減碳相關(guān)產(chǎn)業(yè)之發(fā)展趨勢 針對全球氣候變遷沖擊，各項節(jié)能減碳相關(guān)創(chuàng) 新技術(shù)及推動策略相繼發(fā)展，其中節(jié)約能源技術(shù)以 及高效率產(chǎn)品之應(yīng)用推廣，為其中發(fā)展之重點。因 此有關(guān)節(jié)能減碳產(chǎn)業(yè)是藉由材料替換或改良、制程 設(shè)備改良、制程系統(tǒng)整合以及節(jié)能產(chǎn)品之應(yīng)用等方 式，達到減少節(jié)能減碳目的之產(chǎn)業(yè)，在此定義下所衍 生出的產(chǎn)業(yè)范疇可以大致分為節(jié)能材料、節(jié)能設(shè)備 及產(chǎn)品、系統(tǒng)能源整合、節(jié)能減碳驗認證及碳資產(chǎn)管 理等。本文針對節(jié)能減碳產(chǎn)業(yè)在國際間發(fā)展現(xiàn)況進 行匯整，為推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考.

1·1　節(jié)能材料 隨著節(jié)能減碳意識的高漲，許多產(chǎn)業(yè)紛紛投入節(jié) 能、絕熱及高熱傳導效率材料的研發(fā)。節(jié)能建筑材料 為節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)中重要的一環(huán)，目前建筑外殼材料之 發(fā)展應(yīng)用重點包括:輕質(zhì)隔熱外墻板，隔熱涂料，玻璃 透光/隔熱涂層以及調(diào)光薄膜等節(jié)能建材。美國為建 筑外殼涂料發(fā)展之主要國家，其白色及淺色系隔熱涂 料之節(jié)能特性已被列入美國“能源之星”之產(chǎn)品要求; 窗戶組件主要包括玻璃以及窗框，一般搭配隔熱貼膜 以達到隔熱的需求。除此之外，高散熱效率材料以及 高效能組件材料亦需研發(fā)，高散熱效率材料是用來替 換制程中各項設(shè)備之散熱材料，以增進散熱效率;而 高效能組件材料則可以增加各項組件之能源使用效 率，以達到有效節(jié)能的效果.

應(yīng)對全球暖化之材料研發(fā)產(chǎn)業(yè)目前尚屬于已發(fā) 展產(chǎn)業(yè)，要推動該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需先整合現(xiàn)有研究成 果，積極研究如何提升各項材料之性能，并針對新開 發(fā)之節(jié)能材料進行環(huán)境測試，加強各項材料之推廣 運用，同時配合各項節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，以達到節(jié)能的 目的.

1.2　節(jié)能設(shè)備及產(chǎn)品業(yè) 節(jié)能設(shè)備及產(chǎn)品可提供制程耗能之改良，以提 升能源使用效率。工業(yè)制程設(shè)備(如馬達、鍋爐及冷 凍空調(diào))所占耗能量遠高于其他項目，其中又以轉(zhuǎn)動 馬達所需耗電量最大，用電約占工業(yè)部門之64%~ 70%.

馬達為工業(yè)主要動力來源，用于幫浦、空壓機、 風機等多種轉(zhuǎn)動機械設(shè)備。國際能源署(IEA)[3]估 算馬達系統(tǒng)之改造，節(jié)能潛力可達20%~25%。因 此若能全面提升馬達能源使用效率，將可大幅節(jié)能.

目前已將馬達效率納入強制管理的國家和地區(qū)包 括:美國、加拿大、澳大利亞及臺灣等，其高效率馬達 之普及率(37%~70%)較未納入強制性管理國家之 普及率(如歐盟、巴西及日本等，僅1%~15%)高出 甚多.

冷凍空調(diào)設(shè)備及產(chǎn)品所涉及的范圍相當廣泛， 從冷凍空調(diào)器具制造業(yè)、中央空調(diào)主機以及系統(tǒng)設(shè) 計施工、工廠與建筑的通風、高科技制程環(huán)境所需的 無塵無菌室、產(chǎn)業(yè)制程所需的冷凍技術(shù)乃至電子產(chǎn) 品散熱所需的微型冷卻系統(tǒng)均屬于冷凍空調(diào)的范 疇，因此冷凍空調(diào)勢必會朝節(jié)約能源以及提高能源 效率的趨勢發(fā)展，各項散熱及溫度控制技術(shù)亦相應(yīng) 而生，以達到有效的設(shè)備節(jié)能的目的.

國際能源署[4]數(shù)據(jù)顯示，2005年全球照明用電 占總發(fā)電量19%，其中住商照明用電占總照明用電 的74%。全球照明節(jié)約能源潛力約為37%~57%.

白光LED技術(shù)運用于一般照明可有效省電且使用 壽命長，可取代低效能的白熾燈和熒光燈，將為未來 一般照明市場主流[5].

1.3　系統(tǒng)能源整合 系統(tǒng)能源整合產(chǎn)業(yè)可積極整合冷凍空調(diào)、壓縮 空氣、熱能與燃燒、電力及照明、遠程監(jiān)控與預(yù)知維 護保養(yǎng)等技術(shù)，提供節(jié)能改善、策略分析及系統(tǒng)規(guī)劃 評估，并針對各設(shè)備系統(tǒng)效率之改善、系統(tǒng)之監(jiān)控、 維護及調(diào)整、適當規(guī)格之選擇以及電力質(zhì)量之改善 等方式，協(xié)助有效利用能源、提升機組效率.

1970年代能源危機后，整合型的能源技術(shù)服務(wù) 業(yè)(ESCO)應(yīng)運而生，主要提供能源用戶診斷咨詢、 改善評估、設(shè)計及節(jié)能改善工程等，并對節(jié)能績效給 予保證、量測與驗證。目前全世界已有超過40個以 上國家積極推動能源技術(shù)服務(wù)業(yè)，政府的積極推動 是能源技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，諸如要求公 共部門節(jié)能，使政府成為能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)最有規(guī)模經(jīng) 濟效益的客戶;訂立節(jié)能相關(guān)規(guī)范與配套措施;提供 獎勵或財務(wù)補助措施等[6].

1.4　節(jié)能減碳認證 目前在進行溫室氣體排放量盤查認證工作，主 要依據(jù)系參考包括政府部門之法規(guī)規(guī)范、聯(lián)合國氣 候變化綱要公約及IPCC指引、ISO 14064及14065 等國際溫室氣體盤查系列標準、溫室氣體盤查議定 書(GHG Protocol)，以及國際間許多產(chǎn)業(yè)團體與非 營利組織所開發(fā)之相關(guān)盤查方法。因此溫室氣體認 驗證需熟悉各項相關(guān)規(guī)范內(nèi)容，以提業(yè)溫室氣 體之登錄、盤查及查證以及各項方法論之擬定及撰 寫之協(xié)助，作為其進行溫室氣體排放量盤查、減量計 劃與提出相關(guān)報告的參考.

國際間也發(fā)展出

的各類能源效率標章，大致可 分為三大類:認證標章(Endorsement Labels)、比較 性標章(Comparative Labels)以及信息標章(Infor- mation-only Labels)。認證標章屬于認可標志，設(shè) 定特定的能源效率標準(通常以市場能源效率前 15%~20%之產(chǎn)品型號為門坎)，針對符合或超過此 標準之產(chǎn)品授予標章;比較性標章是指提供相關(guān)信 息，以利消費者將特定型式之產(chǎn)品與市場相似型式 產(chǎn)品進行能源效率之相對比較，通常為法規(guī)強制性 之規(guī)范;信息標章則僅提供消費者產(chǎn)品之能源消費 量、能源效率指針等數(shù)據(jù)，產(chǎn)品間之能源效率比較則 由消費者自己進行數(shù)據(jù)收集與分析。歐盟各國則啟 動綠色能源認證，評估并認證再生能源發(fā)電是否滿 足規(guī)范。透過綠色認證的建立，以區(qū)分再生能源發(fā) 電的電力與其他來源之電力。產(chǎn)業(yè)未來要進行相關(guān) 能源效率標章申請文件的撰寫及能源效率的查證 等，都需要相關(guān)服務(wù)的協(xié)助.

1.5　碳資產(chǎn)管理 京都議定書生效后，溫室氣體的管制與交易儼 然形成新的探討熱潮。若企業(yè)可以通過國際間認可 的彈性減量機制，自國際上獲得資金和技術(shù)，進行節(jié) 能減碳工作，溫室氣體減量將成為有價值且可交易 的資產(chǎn)[7]。碳資產(chǎn)管理的主要目的，是評估溫室氣 體減排項目的潛在效益，以期協(xié)助產(chǎn)業(yè)開發(fā)其在碳 市場的潛在價值、規(guī)劃執(zhí)行項目所需的資金來源、取 得溫室氣體減排認證(CERs/VERs)以及出售溫室 氣體減排認證等[8]。碳資產(chǎn)管理業(yè)務(wù)范圍可包括: 國際碳資產(chǎn)交易、碳資產(chǎn)規(guī)劃等服務(wù)項目。國際碳 資產(chǎn)交易的部分，可協(xié)助業(yè)界進行溫室氣體交易策 略，尋找與篩選最合適的減量項目，進行實地核查并 確定項目的可行性和可靠性，協(xié)助完成溫室氣體減 量采購協(xié)商等服務(wù)。此外碳資產(chǎn)規(guī)劃則包括協(xié)助溫 室氣體減量項目方法學撰寫、碳市場投資的風險評 估，協(xié)助進行碳市場開發(fā)策略的制訂，協(xié)助建立關(guān)于 碳市場的操作能力以及投資咨詢至購買CERs的服 務(wù)等.

2　結(jié)論 鑒于溫室效應(yīng)對于全球各地氣候變化的影響已 經(jīng)相當明顯，人類開始體會到，唯有確保環(huán)境生態(tài)資 源的穩(wěn)定，才能維持人類社會經(jīng)濟的永續(xù)發(fā)展，因此 必須同時考慮并選擇采取積極的應(yīng)對措施。節(jié)能減 碳相關(guān)產(chǎn)業(yè)多屬新興產(chǎn)業(yè)，建議負責相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展 的政府單位應(yīng)確實評估節(jié)能減碳相關(guān)新產(chǎn)業(yè)之發(fā)展 潛力，確定發(fā)展對象，擘劃出因應(yīng)節(jié)能減碳議題之產(chǎn) 業(yè)發(fā)展策略及措施.

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第5篇：溫室氣體的特性范文

關(guān)鍵詞 碳匯農(nóng)業(yè)；碳匯功能；碳減排；對策研究

中圖分類號 X22文獻標識碼 A文章編號 1002-2104（2010）12-0046-06doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.12.010

目前國內(nèi)研究低碳經(jīng)濟，主要側(cè)重于城市與工業(yè)領(lǐng)域，對農(nóng)村、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的碳排放、農(nóng)業(yè)碳 匯功能等相對關(guān)注較少。事實上，農(nóng)業(yè)既是全球重要的溫室氣體排放源，同時又是一個巨大 的碳匯系統(tǒng)。2007年政府間氣候變化專業(yè)委員會第4次評估報告表明，農(nóng)業(yè)是全球溫室氣體的第二大重要來源，排放量介于電熱生產(chǎn)和尾氣之間。 據(jù)聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織的統(tǒng)計，農(nóng)業(yè)用地釋放出的溫室氣體，超過全球人為 溫室氣體排放總量的30%，相當于每年產(chǎn)生150億t的CO2；農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可以抵消掉80%的 因農(nóng)業(yè)導致的全球溫室氣體排放量，工業(yè)化肥的生產(chǎn)每年耗費地球1%的石油能源，而禁止化 肥的使用能降低30%的農(nóng)業(yè)碳排放［1］。有學者估計，農(nóng)業(yè)源排放的CO2、CH4與 N2O 量分別占總的人為溫室氣體排放量的21%-25% 、57%和65%-80%［2］。土地利 用變化是目前大氣中溫室氣體含量增加的第二大來源，其作用僅次于化石燃料的燃燒［ 3］，每年由土地利用變化引起的溫室氣體排放量為1 160億t碳當量，約占人類活動總排 放 量的20%［4］。可見，農(nóng)業(yè)本身就是重要的溫室氣體釋放源，尤其是CH4和N2O。

不過，盡管農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是地球上人為溫室氣體的主要來源之一，但是，另一方面其又具有強大 的碳匯功能，溫室氣體的減排潛力巨大。由于農(nóng)業(yè)是生物質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，整個農(nóng)用地生 態(tài)系統(tǒng)是一個巨大的碳庫，是大氣中CO2的重要調(diào)節(jié)者之一。農(nóng)作物通過光合作用固定大 量的CO2，生物量中含碳可達到43%-58%［5］；而耕地土壤本身是一個巨大的碳庫 ，儲存著大量有機碳，并具有從大氣中吸收并儲存CO2的天然固碳功能，使用得當，能有 效地減緩碳釋放。同時，農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)過程還發(fā)揮著諸多改善生態(tài)環(huán)境的作用。如，調(diào)節(jié)區(qū)域 小氣候，凈化空氣，減少有害氣體，增加相對濕度；凈化水質(zhì)，降解有機和無機污染物；保 持生物多樣性等。有關(guān)學者研究指出，目前我國在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域單按農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量計算，每年可吸 收CO2約為7.77億t；若按農(nóng)作物面積計算，年凈吸收CO2的質(zhì)量則約為22.8億t［5 ］，因為不僅農(nóng)產(chǎn)品本身吸收了CO2，而且農(nóng)作物秸稈生長期間也吸收了CO2。不過， 與森林、草地等自然生態(tài)系統(tǒng)相比，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)受人類活動的影響顯著，不同的農(nóng)作物生 產(chǎn)方式，對碳吸收與排放之間的動態(tài)平衡影響甚大，進而難以明確各類作物不同生長階段是 碳源還是碳匯，以及兩者之間演變過程的影響因素。如秸桿是否還田，或供人、畜食用分解 ，經(jīng)過多長時間再重新以CO2形式返回到大氣中。因此，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)對大氣CO2濃度的 凈貢獻最終取決于其土壤碳庫的變化。近年來的研究表明，合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施可以提高農(nóng) 田土壤碳儲量，使之轉(zhuǎn)變?yōu)樘紖R。董紅敏指出，通過改善反芻動物營養(yǎng)可降低單位 肉牛甲烷排放15%-30%；推廣稻田間歇灌溉可減少單位面積稻田甲烷排放30%；一個戶用沼氣 池每年可減少溫室氣體排放2.0-4.1tCO2當量；推行緩釋肥、長效肥料可減少單位面積農(nóng) 田氧化亞氮50%-70%［6］。以中國為例，目前擁有近15 390萬hm2的耕地，約占全 球 耕地的10%，平均容重1.2t/m3，若將土壤有機質(zhì)含量提高1%的話，相當于土壤從空氣中凈 吸收了306億tCO2。即使我們利用30年的時間來完成這個增長過程，每年也約有10億t的CO 2被固定在土壤中［7］。據(jù)全國多目標區(qū)域地球化學調(diào)查結(jié)果顯示，我國平均土壤 有機碳儲量為15 339t/km2，土壤平均碳密度為48.8t/ hm2，低于美國的50.3t/ hm2 、 歐盟的70.8t/ hm2。在不考慮不同農(nóng)業(yè)技術(shù)措施對農(nóng)田土壤固碳協(xié)同或拮抗作用的條件下 ，粗略估計我國僅秸稈還田、合理施肥和保護性耕作三項措施的全面推廣和應(yīng)用，農(nóng)田土壤 的固碳速率就可達到1.82億t碳 /年，從2005年到2050年大約可以固定碳 81.9億t［8］ 。因此，在發(fā)展低碳經(jīng)濟方面，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域潛力巨大。

1 中國發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)刻不容緩

我國是世界上農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放大國，根據(jù)《中華人民共和國氣候變化初始國家信息通報 》，目前中國農(nóng)業(yè)活動產(chǎn)生的甲烷和氧化亞氮分別占全國甲烷和氧化亞氮排放量的50.15%和 92.47%，農(nóng)業(yè)源溫室氣體排放占全國溫室氣體排放總量的17%［9］。國家氣象局局長 鄭國光撰文指出：如果不采取積極應(yīng)對氣候變化的有效措施，以我國現(xiàn)有的生產(chǎn)水 平和保障條件，到21世紀后半期，我國主要農(nóng)作物，如小麥、水稻和玉米的年產(chǎn)量下降幅度 可高達37%；氣候變化和極端氣象災(zāi)害導致我國糧食產(chǎn)量的自然波動，將從過去的10%增加到 20%，極端不利年景甚至達到30%以上。因此，發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)的現(xiàn)實目標之一就是使農(nóng)業(yè)生態(tài) 系統(tǒng)主要由碳源轉(zhuǎn)化為碳匯，以減緩溫室氣體的排放。當前我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展屬于嚴重依賴化 肥、農(nóng)藥等化工型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的高碳型發(fā)展模式，因此發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)刻不容緩。在低碳經(jīng) 濟潮流下，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展主要面臨以下四個方面的問題：

一是農(nóng)業(yè)發(fā)展過度依賴化肥、農(nóng)藥等高碳型生產(chǎn)資料?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要是建立在化石能源 的基礎(chǔ)之上，化肥、農(nóng)藥等是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的支柱，其對提高農(nóng)地單位面積產(chǎn)量起到至關(guān)重 要的作用。但是，化肥、農(nóng)藥、除草劑、殺蟲劑、農(nóng)膜等化工型生產(chǎn)資料，其高能耗、高污 染等特性不僅影響土壤的有機構(gòu)成、農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留和食品安全，而且生產(chǎn)這些原料的過 程必須消耗大量的化石能源，導致CO2等溫室氣體的大量排放，環(huán)境污染也隨之而來，并 呈日益嚴重之勢。例如，化肥施入土壤，有相當一部分以有機或無機氮形態(tài)的硝酸鹽進入土 壤，在土壤反硝化微生物作用下，會使難溶態(tài)、吸附態(tài)和水溶態(tài)的氮化合物還原成亞硝酸鹽 ，同時轉(zhuǎn)化生成N2O 和NOX進入大氣，成為溫室氣體和大氣污染的重要來源［10］ ；據(jù)統(tǒng)計，目前我國以煤為原料的尿素企業(yè)占62%，每生產(chǎn)1t尿素消耗約1.2t煤和1 200度電 ，用煤炭氣化每生產(chǎn)1t合成氨需消耗原煤1.4t；單位耕地面積化肥平均施用量為434.3 kg/hm2, 是化肥施用安全上限的1.93倍，但利用率僅為40%；農(nóng)藥平均施用量為13.4 kg/hm2，其中高毒農(nóng)藥占70%，有60%-70%殘留在土壤中；全國每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要50萬t農(nóng)膜，殘膜 率高達40%［11］。目前我國農(nóng)業(yè)活動甲烷排放量為1 719.6×104t，占全國甲烷排 放 總量的50.15％，其中動物飼養(yǎng)過程中的甲烷排放為1 104.9×104t，稻田甲烷排放量為61 4.7 ×104 t［12］。

二是耕地土壤有機碳含量嚴重偏低。我國農(nóng)地耕作長期以來習慣于只用地而不注重養(yǎng)地，因 此，農(nóng)田土壤經(jīng)過數(shù)千年的耕作，有機碳嚴重偏低。耕地土壤的退化一方面造成耕地固碳能 力的嚴重下降，另一方面使得耕地土壤本身固定的碳向環(huán)境凈釋放。與歐洲同類型土壤相比 ，中國土壤的有機碳含量尚不及歐洲的一半。從目前中國耕地有機質(zhì)含量來看，水田土壤大 多在1%-3%，而旱地土壤小于1%的就占31.2%［13］ 。由于秸稈沒有合適的出路，農(nóng) 民大量焚燒秸稈，結(jié)果將農(nóng)作物固定下來的碳又返回到了大氣中。以東北地區(qū)為例，中國科 學院和黑龍江省有關(guān)科研機構(gòu)的研究數(shù)據(jù)表明，東北地區(qū)坡耕地黑土層厚度已從60-70年前 的80-100 cm減少到了現(xiàn)在的20-30 cm，土壤有機質(zhì)含量由12％下降到了1%-2%，85%的黑 土地處于養(yǎng)分虧缺狀態(tài)。黑龍江省黑土層流失厚度每年達到0.6-1 cm；吉林省30 cm以下 的薄層黑土面積已占黑土總面積的42%［14］。

三是工業(yè)化的高碳農(nóng)業(yè)對生物多樣性和農(nóng)產(chǎn)品安全已經(jīng)構(gòu)成嚴重威脅。已有的實踐證明，工 業(yè)化的高碳農(nóng)業(yè)帶來的農(nóng)田無度開墾和連片種植，導致自然植被、自然物種和天敵大量減少 ；農(nóng)藥的使用破壞了物種的多樣性，造成了土地的毒化和農(nóng)產(chǎn)品的不安全性；大量化肥的使 用，造成大面積的農(nóng)業(yè)面源污染及生態(tài)的破壞，進而造成生物多樣性的減少和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的 下降；品種選育過程的遺傳背景單一化及其大面積推廣，導致對其他品種的排斥；高密度的 種養(yǎng)殖以及各種激素和催化劑、添加劑的廣泛施用，誘發(fā)了農(nóng)產(chǎn)品不安全事件的發(fā)生等。這 都說明了工業(yè)化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不僅是一種“高碳農(nóng)業(yè)"，而且是一種對生物多樣性和農(nóng)產(chǎn)品安 全構(gòu)成威脅，進而對人類的生存發(fā)展構(gòu)成危害的“高危農(nóng)業(yè)"。

四是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式落后，管理水平偏低。我國目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理效率不高，資源要素浪費 嚴重。在推廣立體種植模式，節(jié)水、節(jié)能等技術(shù)發(fā)展方面還相當落后；農(nóng)業(yè)廢棄物的處理、 農(nóng)業(yè)機械化的水平等都不高，這不僅造成資源的嚴重浪費，能源的緊張，而且加重了農(nóng)業(yè)碳 減排的壓力。因此，關(guān)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的改革、生物質(zhì)廢料的合理處理與利用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的 直接能源消耗等問題，已成為低碳經(jīng)濟時代我國農(nóng)業(yè)發(fā)展急需解決的問題。

2 發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)的主要路徑

在低碳經(jīng)濟時代，我們必須盡快轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，逐步減少對高碳農(nóng)業(yè)的依賴，鼓 勵發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)，以保持農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)的基本路徑選擇主要包括以下四 個方面：

第一，大力發(fā)展資源節(jié)約型循環(huán)農(nóng)業(yè)，減少對高碳型生產(chǎn)資料的依賴。循環(huán)農(nóng)業(yè)是以對農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)廢棄物進行資源化利用、生物質(zhì)能的多級利用和營養(yǎng)元素的循環(huán)利用，減少對農(nóng)藥、化 肥等化工型生產(chǎn)資料依賴為特征的一種農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展模式。其通過建立“農(nóng)業(yè)資源―農(nóng)業(yè)產(chǎn) 品―農(nóng)業(yè)廢物再利用”的循環(huán)機制，按照減量化、再利用、資源化的原則，大力推進節(jié)能、 節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材，加強作物秸稈、糞便等資源的綜合利用，充分利用農(nóng)業(yè)的剩余能量，減 少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廢棄物的排放，完善再生資源回收利用體系，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的低資源消耗、低 廢棄物排放、高物質(zhì)能量利用。發(fā)展資源節(jié)約型循環(huán)農(nóng)業(yè)是減少農(nóng)業(yè)的碳排放，增強農(nóng)業(yè)碳 匯功能的有效途徑。以農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈與糞便為例，通過沼氣池轉(zhuǎn)化或直接還田，施用糞肥 ，不但可以減少化肥的使用量，提高土地生產(chǎn)力，而且可以增加土壤有機質(zhì)，從而增強土壤 的固碳能力，減少溫室氣體的釋放。據(jù)估算，農(nóng)作物秸稈碳匯每年至少有15.03億t［5 ］，完全可以滿足返田固碳的需要，提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)途徑的溫室 氣體減排。

第二，積極推廣有機農(nóng)業(yè)，增強農(nóng)業(yè)碳匯功能。有機農(nóng)業(yè)在減緩和適應(yīng)氣候變化方面具有極 大的潛力。發(fā)展有機農(nóng)業(yè)，就是遵循生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的運行規(guī)律，通過生物措施保持土壤肥力 ，盡可能減少外部投入，利用自然的調(diào)控機制，以有機物質(zhì)自我循環(huán)為基礎(chǔ)，保護自然資源 ，保持可持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)過程的農(nóng)業(yè)。其禁止施用化學合成的農(nóng)藥、化肥、生長調(diào)節(jié)劑、飼 料添加劑以及人工合成的植物保護制劑；利用天然植物性農(nóng)藥和殺蟲生物制菌劑以及耕作法 、物理法和生物法等病蟲害防治手段；建立作物輪作體系，利用秸稈還田、施用綠肥和動物 糞肥等措施進行土壤培肥、保持養(yǎng)分循環(huán)等。有機農(nóng)業(yè)能夠優(yōu)化可再生資源及農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng) 中養(yǎng)分和能流的循環(huán)，同時避免耕地或干泥炭地中氧化亞氮和沼氣的排放。相同的生產(chǎn)區(qū)， 有機體系的排放量遠遠低于化工體系的排放量。據(jù)最近的調(diào)查結(jié)果顯示，采用有機系統(tǒng)耕作 ，因不使用耕地機械而能夠避免的碳排放量大約為879kg/hm2/年［15］。因此，推 廣有機農(nóng)業(yè)不僅可以提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，保障農(nóng)產(chǎn)品的安全性，減少環(huán)境的污染，有利于生 態(tài)環(huán)境的恢復，生物多樣性的保護，而且能從根本上解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中大量消耗化石燃料 的問題，減少溫室氣體的排放，增強土壤的固碳能力，并由此帶來巨大的農(nóng)業(yè)碳匯效益。

第三，發(fā)展休閑觀光農(nóng)業(yè)，減少農(nóng)作物的碳排放量。農(nóng)業(yè)不僅具有食品保障功能，而且具有 原料供給、生態(tài)保護、觀光休閑等多種功能。發(fā)展休閑、觀光旅游農(nóng)業(yè)，一方面可以為市民 提供自然生態(tài)的休閑環(huán)境，滿足人們不斷增長的親近自然、回歸田園的游憩需求，另一方面 ，可以促進農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的改善，提高農(nóng)作物的減碳、固碳能力。

第四，改變傳統(tǒng)的耕作方法，提高土壤的固碳水平。對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)而言，耕作是破壞土壤 有機碳穩(wěn)定性、加速土壤有機碳分解的重要原因。因此，合理耕作、部分實行減免耕作能增 加土壤有機碳穩(wěn)定性，進而提高生態(tài)系統(tǒng)的碳貯量。大量資料表明，免耕與少耕管理與傳統(tǒng) 耕作措施相比能明顯提高土壤有機質(zhì)的含量。通過免耕、少耕，減少土壤中不穩(wěn)定碳的流失 ，降低風雨對土壤的侵蝕，減少土壤有機質(zhì)的流失，增加土壤碳匯。研究表明，坡地在開墾 后5a內(nèi)，因耕作和水侵蝕導致土壤有機碳以2.15 mg C／(hm2•a)［16］的速度損 失，而我國有18%的耕地為坡耕地或易受侵蝕［17］，所以保護性耕作具有很大的固 碳潛力。例如，在北美地區(qū)，經(jīng)過多年的保護性耕作使該地區(qū)農(nóng)田土壤有機質(zhì)含量明顯增加 ，10a以上可使農(nóng)田耕層有機碳含量增加7％-10％［18］。因此，我國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 應(yīng)改變廣泛使用需要耗費大量化石燃料的農(nóng)業(yè)機械的耕作方法，通過保護性耕作和機械化的 免耕覆蓋模式等耕作方法，增強土壤有機質(zhì)，加強土壤的固碳作用。

3 中國發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)的主要政策建議

碳匯農(nóng)業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)，因此急需政府進行相關(guān)的制度創(chuàng)新與政策引導、支持。這不 僅需要市場機制和制度安排充分發(fā)揮作用，而且需要政府積極進行引導、宣傳和推廣，并在 政策上給予大力扶持與保障。即，建立起完善配套的法律法規(guī)體系、政策支持體系、技術(shù)創(chuàng) 新體系和激勵約束機制等；通過強制性制度創(chuàng)新，實行有利于節(jié)能減排、資源節(jié)約、改善生 態(tài)、保護環(huán)境的財稅政策，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的低碳排放。具體而言，可重點實行以下六項政策措施 ：

3.1 建立健全資源、環(huán)境有償使用制度，開征環(huán)境稅，構(gòu)建發(fā)展碳匯 農(nóng)業(yè)的 長效機制

明確資源和環(huán)境的公共產(chǎn)權(quán)，建立完善資源、環(huán)境有償使用制度，構(gòu)建反映市場供求關(guān) 系、稀缺程度、損害成本的資源、能源、環(huán)境價格形成機制，形成統(tǒng)一、開放、有序的初始 產(chǎn)權(quán)配置機制和二級市場交易體系；對化肥、農(nóng)藥開征環(huán)境稅，引導農(nóng)戶改變過度依賴化肥 、農(nóng)藥等化工型生產(chǎn)資料的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，有效推進碳匯農(nóng)業(yè)發(fā)展。例如，明確征收的化肥 、農(nóng)藥環(huán)境稅必須全部反哺到碳匯農(nóng)業(yè)，或者以“碳補貼”的方式返還給農(nóng)民，提高農(nóng)民發(fā) 展碳匯農(nóng)業(yè)的積極性；在農(nóng)業(yè)節(jié)水方面，明確地方政府擁有本轄區(qū)內(nèi)水資源的調(diào)控、分配、 管理和監(jiān)督權(quán)：用水戶按分配的指標和相應(yīng)價格擁有用水權(quán)；節(jié)約和剩余的水量在一定范圍 內(nèi)可以參與交易、轉(zhuǎn)讓，建立節(jié)獎超罰機制等。

3.2 構(gòu)建有利于發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)的保障體系與激勵機制

應(yīng)大力推進制度創(chuàng)新，發(fā)揮政策和財政資金的導向推動作用，制定相關(guān)的扶持發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè) 的各類政策措施，增加對發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)的公共投入，如，稅費減免、財政扶持、技術(shù)支持、 土地使用等，通過誘致性制度變遷，把農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境納入政府公共管理范疇；建立有利于碳 匯農(nóng)業(yè)發(fā)展的政策和法律體系；在農(nóng)業(yè)建設(shè)項目審批、投資等環(huán)節(jié)，優(yōu)先考慮碳匯農(nóng)業(yè)項目 ；建立碳匯農(nóng)業(yè)促進組織，加強農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和農(nóng)業(yè)環(huán)境管理，為碳匯農(nóng)業(yè)提供一個良 好的發(fā)展環(huán)境；要重視碳匯農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)、示范和推廣工作，運用公共財政積極推進 農(nóng)村沼氣及生活廢棄物無害化處理的物業(yè)化管理；依法強制實施清潔生產(chǎn)審核，對增施有機 肥、資源節(jié)約、農(nóng)村清潔能源和可再生能源、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用和無害化集中處理等工 程和生產(chǎn)方式實施低碳補償政策，激發(fā)發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)的內(nèi)在動因和持續(xù)動力；建立相關(guān)的保 障體系，避免土壤的固碳過程逆轉(zhuǎn)，并建立一套獎懲制度，對土地固碳效果顯著的優(yōu)秀土地 管理者給予獎勵；引導農(nóng)村金融機構(gòu)對發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)的農(nóng)戶和龍頭企業(yè)給予貸款支持；完善 有機農(nóng)產(chǎn)品標識制度，鼓勵公眾購買碳匯農(nóng)業(yè)方式生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品；引導農(nóng)民轉(zhuǎn)變思想觀念， 實行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的碳核算制度。

3.3 引導與鼓勵低碳科技革新，構(gòu)建推動碳匯農(nóng)業(yè)發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新體系 碳匯農(nóng)業(yè)的發(fā)展既是一場農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的低碳與環(huán)保革命，也是一場新技術(shù)的革命，因為發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵是依靠農(nóng)業(yè)科技在低碳領(lǐng)域的突破。因此，政府應(yīng)當積極引導、鼓勵與扶持各方面的科技力量和攻克農(nóng)業(yè)方面節(jié)能節(jié)水等低碳的關(guān)鍵性技術(shù)，在農(nóng)業(yè)清潔化生產(chǎn)的技術(shù)鏈接、綠色生產(chǎn)技術(shù)和農(nóng)業(yè)資源多級轉(zhuǎn)化、高效利用與廢棄物再生技術(shù)、低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)標準規(guī)范、農(nóng)村生態(tài)小城鎮(zhèn)建設(shè)技術(shù)等層面開展技術(shù)創(chuàng)新、集成研究并形成突破，逐步建立起相對完善的推動碳匯農(nóng)業(yè)發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新體系；同時，逐年加大對農(nóng)業(yè)和農(nóng)村節(jié)能低碳重點項目、重大工程的投入力度，依靠科技、組織實施好農(nóng)村沼氣、秸稈氣化、節(jié)水農(nóng)業(yè)、保護性耕作、有機農(nóng)業(yè)投入品、副產(chǎn)物綜合利用、天然林保護與退耕還林、生物質(zhì)能源開發(fā)等重點項目的開發(fā)建設(shè)，重點在全國創(chuàng)建一批碳匯農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，推廣碳匯農(nóng)業(yè)，由此推動碳匯農(nóng)業(yè)的快速普及與發(fā)展。

3.4 設(shè)立農(nóng)業(yè)碳基金，推進碳排放權(quán)交易

在低碳經(jīng)濟形勢下，我國要抓住機遇，設(shè)立農(nóng)業(yè)碳基金，拓展農(nóng)業(yè)資本市場，解決發(fā)展碳匯 農(nóng)業(yè)所需的部分資金；并以清潔發(fā)展機制為核心，推進碳排放權(quán)交易，先期主要面對國內(nèi)能 源大企業(yè)銷售，逐步進入國際碳交易市場。糧農(nóng)組織的經(jīng)濟學家萊斯利•利珀認為，通過此 種低碳融資措施，發(fā)展中國家低碳農(nóng)業(yè)的規(guī)?？赡軙磕暝黾?00億美元［19］。而 且，進行農(nóng)業(yè)碳交易，可額外增加農(nóng)民的碳匯收入，有利于激勵農(nóng)戶從“碳源”農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方 式轉(zhuǎn)變到“碳匯”農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。目前，中國已成為發(fā)達國家開展CDM項目的主要國家，全 球最大的CDM市場減排量的最大供給者。因此，應(yīng)該抓住機會促進發(fā)達國家的相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)讓 ，同時增強自主創(chuàng)新能力，研發(fā)低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)和低碳農(nóng)產(chǎn)品，開發(fā)利用生物質(zhì)能源，整合市 場現(xiàn)有的碳匯農(nóng)業(yè)技術(shù)，加以培訓、示范和推廣應(yīng)用，以期在國際碳匯交易的競爭中搶占制 高點。同時，在國內(nèi)積極探索創(chuàng)建“企業(yè)―碳交易機構(gòu)―農(nóng)村專業(yè)合作組織―農(nóng)戶”的農(nóng)業(yè)碳匯交易機制，形成企業(yè)、農(nóng)村專業(yè)合作組織、農(nóng)民與碳交易機構(gòu)等相關(guān)體的利益共享機制和專業(yè)合作組織訂單機制，其內(nèi)在的運作機制主要包括三個層面：一是在企業(yè)與碳交易機構(gòu)之間，主要是加入碳交易機構(gòu)的企業(yè)自愿并從法律上聯(lián)合承諾，通過購買補償項目的碳減排指標，完成其定量的溫室氣體排放目標。即，企業(yè)通過農(nóng)業(yè)碳匯等項目去彌補未完碭減排目標或超額排放；二是碳交易機構(gòu)與農(nóng)村專業(yè)合作組織之間，主要是專業(yè)合作組織負責將農(nóng)民組織起來，幫助有意愿實施碳匯農(nóng)業(yè)技術(shù)的農(nóng)民簽訂合同或者訂單，并將其減排的溫室氣體指標集合在碳交易機構(gòu)出售；三是農(nóng)村專合組織與農(nóng)戶之間，主要指專業(yè)合作組織通過訂單機制與愿意提供碳匯的農(nóng)民簽署合同，然后將集中銷售碳減排量的利潤按簽訂的合同返回給農(nóng)民［20］。

3.5 鼓勵各類資本下鄉(xiāng)，推動碳匯農(nóng)業(yè)的發(fā)展

要改變農(nóng)村生產(chǎn)方式，積極發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)，除了政府財政支持以外，更需要金融機構(gòu)資金及 “市場資本”的積極介入，在政府財政投資、金融機構(gòu)與市場資本的合力作用下，共同參與 和推動新興碳匯農(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此，應(yīng)以全新視角設(shè)計各類資本支持碳匯農(nóng)業(yè)的框架體系。 一是為支持碳匯農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的金融機構(gòu)及各類資本提供稅費優(yōu)惠、利息補貼和風險擔保上 的政策支持；二是制定完善農(nóng)業(yè)保險法、碳匯農(nóng)業(yè)促進法等相關(guān)法律，建立健全農(nóng)業(yè)保障體 系，推行政策性與商業(yè)性保險同時運營的聯(lián)合保障機制，提高保障系數(shù)，降低信貸支持風險 。三是建立銀行、擔保與保險聯(lián)合支持機制，實現(xiàn)低風險、高收益的多方共贏。保險公司為 高投入、周期長和高收益的碳匯農(nóng)業(yè)提供政策性或商業(yè)性風險保障；政府主導組建碳匯農(nóng)業(yè) 專項擔保公司，建立公益性擔?；穑瑸樘紖R農(nóng)業(yè)提供融資擔保；銀行機構(gòu)則依據(jù)信用評估 和風險評估情況提高信貸額度，延長資金使用期限，降低資金使用價格，促進聯(lián)合機制有效 發(fā)揮。

3.6 改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的組織形態(tài)，大力推進各種形式的農(nóng)業(yè)專業(yè)合作

推進農(nóng)業(yè)專業(yè)合作以解決農(nóng)業(yè)經(jīng)營規(guī)模過小與發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)的矛盾。目前我國主要實行 的是以家庭承包為基礎(chǔ)的小規(guī)模的農(nóng)戶和農(nóng)場模式，這種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形態(tài)給規(guī)模化碳匯農(nóng)業(yè)的 發(fā)展帶來困難。例如，一個農(nóng)戶或一個農(nóng)場實行碳匯農(nóng)業(yè)的模式，而周圍的耕地仍是工業(yè)化 農(nóng)業(yè)，那么這個生態(tài)模式的土壤、空氣和水源等就難以避免會受到影響和污染。因此，需要 在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的組織形態(tài)上進行改變，大力推進各種形式的農(nóng)業(yè)專業(yè)合作，例如以村組為單位 開展土地合作，選擇合適的項目發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)；擴大現(xiàn)有農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社的合作規(guī)模和合作 內(nèi)容，引導不同專業(yè)合作社圍繞發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)進行經(jīng)營合作；引導小規(guī)模的生態(tài)農(nóng)戶與農(nóng)場 ，通過成立生態(tài)合作社擴大規(guī)模等等。

3.7 征收進口農(nóng)產(chǎn)品“碳關(guān)稅”，補貼國內(nèi)碳匯農(nóng)產(chǎn)品

在西方發(fā)達國家，對農(nóng)業(yè)普遍實施高補貼政策，這事實上包含了對農(nóng)業(yè)的“碳補貼”。此 外，發(fā)達國家碳減排成本普遍較高，據(jù)調(diào)查，歐美國家的碳減排成本平均在50美元/t以上 ［21］，折合人民幣成本大約為340元/t。按照1 kg糧食吸收1.47 kgCO2標準計算， 歐美發(fā)達 國家糧食碳補貼標準大約為499.80元/t［5］。這可作為我國進口西方發(fā)達國家農(nóng)產(chǎn) 品的“ 碳關(guān)稅”標準。同時，把征收的資金用于補貼國內(nèi)的有機農(nóng)產(chǎn)品、綠色農(nóng)產(chǎn)品等碳匯農(nóng)產(chǎn)品 ，以提高農(nóng)戶發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)的積極性，增加農(nóng)民的收益。

參考文獻（References）

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Main Paths and Policy Proposals for the Development ofCarbonsinkingAgriculture in China

XIE Shujuan1,2,3 KUANG Yaoqiu1，2 HUANG Ningsheng 1，2

(1. Guangzhou Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences,G u angzhou Guangdong 510640,China; 2. Graduate University of Chinese Academy of S ciences,Beijing 100049,China；

3. Guangdong Academy of Social Sciences,Guangzhou Guangdong 510610,China）

第6篇：溫室氣體的特性范文

關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟；室內(nèi)設(shè)計；應(yīng)用

低碳經(jīng)濟理念和室內(nèi)設(shè)計的融合，是通過對低碳、節(jié)能、經(jīng)濟等各種技術(shù)來實現(xiàn)的，在一定程度上降低了溫室氣體的排放量和能耗。在低碳設(shè)計方面，采用的材料進行了一定的更改，主要對環(huán)保、節(jié)能的新型材料進行應(yīng)用，融合了低碳理念的室內(nèi)設(shè)計更加注重綠色環(huán)保，保證居住空間的舒適性、健康性等，給住戶提供了一個非常低碳的室內(nèi)環(huán)境。

一、低碳理念的涵義

低碳理念的涵義主要指的是減少二氧化碳等溫室氣體的排放。在人類的初期發(fā)展中，生產(chǎn)力是非常落后的，對于煤炭等化石燃料的利用是非常少的，很少發(fā)生因為碳排放量而導致的生態(tài)問題。在經(jīng)濟不斷的發(fā)展的過程中，工業(yè)革命發(fā)生了，全球范圍內(nèi)的經(jīng)濟實現(xiàn)了迅猛的發(fā)展，對于化石燃料的利用不斷增多，二氧化碳等溫室氣體的排放量大幅增加，導致很多生態(tài)問題的出現(xiàn)。低碳經(jīng)濟將可持續(xù)發(fā)展作為重要的基礎(chǔ)和前提，通過多科技、制度等進行相關(guān)的應(yīng)用，減少對化石燃料的利用，從而是的溫室氣體的排放量逐漸減少，在更大程度上保證經(jīng)濟和社會的健康發(fā)展，對于人們的生命安全有著非常重要的價值。

二、低碳理念在我國的室內(nèi)設(shè)計中應(yīng)用的現(xiàn)狀

低碳設(shè)計是低碳理念和設(shè)計相融合的主要體現(xiàn)，主要講的是在方案設(shè)計的整個過程中，遵循低碳理念，使用新型的能源和材料，減少能耗，在這個過程中最為關(guān)鍵的一點就是為人們提供一個低碳的環(huán)境。在我國的室內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域，對低碳理念的應(yīng)用是比較晚的，即使專業(yè)的設(shè)計人員對于低碳理念也并沒有一個非常全面的了解和認知。同時，相應(yīng)的使用方法也非常缺乏。我國的傳統(tǒng)文化時間久遠、影響深刻，對于室內(nèi)設(shè)計人員的影響也是很大的，在這一條件的限制之下，使其對于室內(nèi)設(shè)計的認識是帶有文化特殊性的，當文化的這一特性和低碳理念產(chǎn)生一定的沖突的時候，很大一部分設(shè)計人員會遵從文化的特殊性，這使得低碳理念在我國的室內(nèi)設(shè)計中沒有得到很好地滲透。

三、低碳理念在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用

1.我國的人口分布和居住的條件都有著鮮明的特點，人口數(shù)量非常龐大，使得人均占地的面積是非常小的，在這樣的條件之下，怎樣才能實現(xiàn)空間布局的低碳化和經(jīng)濟化有著非常重要的意義，對于改善我國居民的居住環(huán)境是非常重要的。首先，對于功能分區(qū)的合理化要做到足夠的重視在地刺進行劃分的時候，要遵循一定的原則，包括公私分隔、潔污分隔和動靜分隔。面積分配也要合理，對功能區(qū)的面積進行合理的分配。從而提高利用率。室內(nèi)設(shè)計主要的就是住房的設(shè)計，關(guān)系著每個家庭的生活習慣和生活理念，而且不同的家庭有不同的生活習慣和理念，在室內(nèi)設(shè)計的過程中，要對其進行充分的考慮，根據(jù)家庭所處的時期靈活布局。同時，對于可以再創(chuàng)造的空間進行合理的布局，也就是進一步加強經(jīng)濟化的空間布局，為將來的裝修留下一定的空間，這項措施對于資源的節(jié)約等有著很大的幫助。

2.在儲物空間的設(shè)計上，需要將功能區(qū)的特征作為重要的依據(jù)。住宅區(qū)的不同的空間區(qū)域有著不同的特征和使用情況，在這樣的基礎(chǔ)之上，需要對不同空間區(qū)域的使用性質(zhì)進行充分的考慮，同時，還要結(jié)合儲物對象進行相應(yīng)的設(shè)計。儲物對象是儲藏空間設(shè)計中非常重要的參考因素。在室內(nèi)，每一個儲藏空間的打下是不一樣的，而且，每個住戶的生活習慣等是不一樣的，在儲藏空間所要放置的物品也是不同的，所以，在進行儲藏空間的設(shè)計時要根據(jù)實際的儲物對象來進行設(shè)計。儲物空間是有一定的分類的，包括了三項內(nèi)容，分別是獨立式儲藏、組合式儲藏和固定式儲藏。在儲藏空間的設(shè)計中要對儲藏類型進行靈活的運用，將儲藏間空間的利用率盡可能地提高。室內(nèi)設(shè)計的主要服務(wù)對象是住戶，根據(jù)家庭的具體要求和變化需要對儲藏空間進行相應(yīng)的裝修，那么，這就需要預(yù)留出一定的空間，方便以后的裝修和設(shè)計。需要對儲藏空間做出進一步的完善，將儲藏空間的使用時間盡可能地延長，這一措施對室內(nèi)空間和資源的節(jié)約有著非常大的幫助。

3.在低碳材料的選擇上需要注意很多方面的問題：第一，材料的選擇是根據(jù)具體的情況來選擇的，不能任何的空間設(shè)計都是用一樣的材料，對于材料的性能要進行一定的考慮，不同的空間設(shè)計對于所使用材料的要求是存在差異的，需要將這些差異作為重要的參考依據(jù)。第二，在選擇的過程中，對材料進行詳細的考察，注重成品裝修材料的選擇，保證它們的能量散發(fā)是比較少的。第三，對于當?shù)氐纳a(chǎn)的裝修材料進行優(yōu)先選擇，相比于外地的材料，其售后服務(wù)和質(zhì)量都便于保證。第四，所選擇的材料需要和可持續(xù)發(fā)展的目標相結(jié)合，減少一次性材料的應(yīng)用。第五，帶有放射性物質(zhì)的材料是不允許使用的。

4.對石材進行充分的應(yīng)用，他有著非常大的優(yōu)勢，對于環(huán)境的美化和良好居住空間的營造有著非常重要的作用，將石材應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計中只需要對原材料進行相應(yīng)的冷加工，是不需要進行高溫加工過程的，那么，就在很大程度上減少了污染物的排放，對于生態(tài)環(huán)境的保護有著至關(guān)重要的意義。木材也是一種非常重要的低碳材料，注重地天然木材的使用，減少人造木材的使用，對于低碳理念的應(yīng)用是非常重要的，能夠在一定程度上改善居住的環(huán)境。

四、結(jié)語

在人們的生活、工作和學習等方面，室內(nèi)環(huán)境有著非常重要的影響。近年來，我們國家的社會經(jīng)濟和科學技術(shù)實現(xiàn)了全面的發(fā)展，在這個過程中，人們對于建筑空間的環(huán)境有著更高的要求，在這樣的條件之下，將低碳理念和室內(nèi)設(shè)計進行相應(yīng)的融合有著非常重要的作用，是必然的要求，相關(guān)的設(shè)計人員需要采用有效的手段對儲物空間進行性設(shè)計，營造一個舒適、健康、經(jīng)濟的室內(nèi)環(huán)境。

參考文獻：

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第7篇：溫室氣體的特性范文

2015年12月21日，香港交易及結(jié)算所有限公司全資附屬公司香港聯(lián)合交易所有限公司（以下簡稱聯(lián)交所）新版《環(huán)境、社會及管治報告指引》（簡稱ESG指引），旨在加強有關(guān)ESG信息的披露規(guī)定。其中環(huán)境范疇指標整體包括三個層面――排放物、資源使用及環(huán)境和天然資源，分別要求企業(yè)對三廢（廢氣、廢水、廢渣）排放、各類資源的使用情況以及對環(huán)境造成的重大影響進行強制性披露。

一、ESG指引之環(huán)境范疇指標

1. 指標分類

環(huán)境范疇指標分為排放物、資源使用、環(huán)境及天然資源三個層面，共包含12項關(guān)鍵績效指標，其中定性指標1個，披露相關(guān)措施及成果；定量指標6個，披露具體數(shù)據(jù)；定性定量指標5個，同時披露其具體排放數(shù)據(jù)、相關(guān)措施及成果。

2. 指標獲取

環(huán)境范疇指標獲取的難點主要反映在理解和統(tǒng)計上。其中，企業(yè)反映比較多的難點指標主要是A1.2、A1.3、A1.4和A3.1，以下針對上述四個指標進行分析和解讀。

A1.2：溫室氣體排放總量（以噸計算）及（如適用）密度（如以每產(chǎn)量單位、每項設(shè)施計算）。

指標披露方法：首先，針對企業(yè)經(jīng)營類型判斷溫室氣體的排放種類；然后，明確溫室氣體排放核算的組織邊界；接著，識別溫室氣體排放源；最后，計算各排放源產(chǎn)生的溫室氣體排放總量。

A1.3：所產(chǎn)生有害廢棄物總量（以噸計算）及（如適用）密度（如以每產(chǎn)量單位、每項設(shè)施計算）；

A1.4：所產(chǎn)生無害廢棄物總量（以噸計算）及（如適用）密度（如以每產(chǎn)量單位、每項設(shè)施計算）。

指伺露方法：以上兩個指標的獲取難點在于有害廢棄物和無害廢棄物的識別與區(qū)分。按照定義，有害廢棄物主要是指列入國家危險廢物名錄或者根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有危險特性的廢物。

A3.1：描述業(yè)務(wù)活動對環(huán)境及天然資源的重大影響及已采取管理有關(guān)影響的行動。

指標披露方法：此項指標涵蓋范圍廣泛，基本上與所有行業(yè)均相關(guān)。其中，“對環(huán)境及天然資源的重大影響”主要是指披露識別出的企業(yè)對氣候變化、空氣質(zhì)量和生物多樣性等方面產(chǎn)生影響的內(nèi)容?！安扇」芾碛嘘P(guān)影響的行動”就是披露降低對環(huán)境和天然資源產(chǎn)生影響的舉措，其中生物多樣性保護方面可單獨披露相關(guān)舉措，對氣候變化和空氣質(zhì)量影響的行動可以在能源管理、廢氣排放管理等內(nèi)容中論述。

3. 適用范圍

環(huán)境范疇12項關(guān)鍵績效指標中，除A1.3及A2.5屬于部分適用外，其它指標對于一般行業(yè)均普遍適用。一是對于需要披露具體排放密度的指標，如A1.3中需披露有害廢棄物排放密度（如每產(chǎn)量單位、每項設(shè)施），而對于此項有害廢棄物排放量低且業(yè)務(wù)設(shè)施范圍復雜的企業(yè)不適用，如地產(chǎn)企業(yè)；二是不具備適用條件，如A2.5制成品所用包裝材料的總量，一些行業(yè)不采用包裝材料，如電力行業(yè)。

三、ESG指引之環(huán)境范疇指標與相關(guān)社會責任指南、標準對標分析

ESG指引環(huán)境范疇的關(guān)鍵績效指標均要求強制披露?，F(xiàn)將ESG指引中環(huán)境范疇的指標與全球報告倡議組織（GRI）《可持續(xù)報告編寫指南》（第四版）（以下簡稱GRI G4）、ISO 26000：2010《社會責任指南》（簡稱ISO 26000）進行對標分析，為聯(lián)交所上市公司應(yīng)用ESG指引披露環(huán)境范疇信息提供借鑒。

分析表2顯示，ESG指引、ISO 26000及GRI G4對于企業(yè)在環(huán)境方面的要求有共性，也各有側(cè)重。具體如下：

第一，ESG指引、ISO 26000及GRI G4中均涵蓋了主要空氣污染物、水資源、能源、廢棄物及天然資源與環(huán)境的影響等內(nèi)容，聯(lián)交所上市公司在開展環(huán)境管理、披露環(huán)境信息時，可以對照參考。

第二， GRI G4涵蓋了可能對環(huán)境造成影響的各個方面，包括物料、能源、水、生物多樣性、廢氣排放、污水和廢棄物、產(chǎn)品與服務(wù)、交通運輸?shù)确矫?，涉及范圍最廣，對應(yīng)各方面的指標劃分與闡述最為全面詳實。企業(yè)參考 GRI G4 可以更好地理解環(huán)境信息披露的要求，方便聯(lián)交所上市公司應(yīng)用ESG指引更加全面地披露環(huán)境范疇信息。

第三，GRI G4注重在企業(yè)判別實質(zhì)性議題后，提供相對應(yīng)的披露標準項和披露方法，對于聯(lián)交所上市公司披露ESG指引中環(huán)境范疇的重點信息有重要參考價值。

第四，ISO 26000 環(huán)境主題總的“相關(guān)行動和期望”為企業(yè)開展環(huán)境管理提供了指導，這對于聯(lián)交所上市公司開展環(huán)境管理提供了可行建議，對于聯(lián)交所上市公司提高ESG指引中環(huán)境范疇信息的披露質(zhì)量也有較大的參考價值。

四、ESG指引之環(huán)境范疇指標披露示例

針對以上提及獲取難度較大的指標A1.2、A1.3、A1.4 、A2.1、A3.1，列舉相應(yīng)典型示例以輔助區(qū)分和理解，并提供相關(guān)聯(lián)交所上市公司披露的典型案例。

A1.2

指標內(nèi)容：溫室氣體總排放量（以噸計算）及（如適用）密度（如以每產(chǎn)量單位、每項設(shè)施計算）。

如恒隆地產(chǎn)對直接排放和間接排放的溫室氣體排放量進行核算，同時以建筑樓面積披露了排放強度：

A1.3、A1.4

指標內(nèi)容：所產(chǎn)生有害廢棄物、無害廢棄物總量（以噸計算）及（如適用）密度（如以每產(chǎn)量單位、每項設(shè)施計算）。

如中電集團對有害廢棄物和無害廢棄物的產(chǎn)生量及循環(huán)再造量進行了詳細披露：

A2.1

指標內(nèi)容：按類型劃分的直接及/或間接能源（如電，氣或油）總耗量（以千個千瓦時計算）及密度（如以每產(chǎn)量單位，每項設(shè)施計算）。

如太古地產(chǎn)披露了內(nèi)部能源消耗類型（柴油、汽油、煤氣、天然氣等）及相應(yīng)的消耗量：

A3.1

第8篇：溫室氣體的特性范文

【關(guān)鍵詞】 低碳經(jīng)濟 造紙 節(jié)能減排 中國

依據(jù)世界氣象組織的科學調(diào)查顯示,到本世紀末二氧化碳濃度可能超過700ppm,這可能導致全球氣溫上升1.4℃至5.8℃,從而造成環(huán)境災(zāi)難。在這樣一個高碳的社會里,如何來計算它的低碳機會,實現(xiàn)低碳生活由此顯得至關(guān)重要。

一、低碳經(jīng)濟的內(nèi)涵

1、“低碳”的源起

事實上,低碳(low carbon),是指減少或降低以二氧化碳為主的溫室氣體排放。早在1990年,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的溫室氣體咨詢小組就指出,全球氣候正逐漸變暖,必須將平均氣溫控制在比工業(yè)化前平均氣溫高2℃的范圍內(nèi),否則將面臨生態(tài)系統(tǒng)嚴重破壞,農(nóng)作物減產(chǎn)、水資源短缺、海平面上升、物種滅絕等種種惡劣狀況。2℃已經(jīng)成為自然界最后的安全閥,一旦被突破,其所帶來的環(huán)境災(zāi)難難以想象。

造成全球變暖的罪魁禍首就是人類自身,其無節(jié)制享受物欲文明的生活和生產(chǎn)方式,造成了在過去的100年當中,排放出大量的溫室氣體,使大氣中二氧化碳濃度上升了三分之一,嚴重破壞了地球臭氧層,從而導致全球平均氣溫節(jié)節(jié)升高。在此背景下,世界各國共同呼吁降低或控制二氧化碳排放,才有了“低碳”一說。1997年12月,149個國家和地區(qū)的代表通過了《京都協(xié)議書》,這是人類歷史上首次以法規(guī)的形式限制溫室氣體排放。中國也于1998年5月簽署并于2002年8月核準了該議定書。

2、“低碳經(jīng)濟”的內(nèi)涵

“低碳經(jīng)濟”,是近年來國際社會應(yīng)對人類大量消耗化石能源、大量排放二氧化碳引起全球氣候災(zāi)害性變化而提出的新概念。它的核心是在市場機制基礎(chǔ)上,通過制度框架和政策措施的制定及創(chuàng)新,形成明確、穩(wěn)定和長期的引導和鼓勵,推動提高能效技術(shù)、節(jié)約能源技術(shù)、可再生能源技術(shù)和溫室氣體減排技術(shù)的開發(fā)及運用,并促進整個社會經(jīng)濟朝向高能效、低能耗和低碳排放的模式轉(zhuǎn)變。

二、我國造紙業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟的現(xiàn)實意義

1、我國造紙業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟的背景

(1)國際背景

早在1896年,瑞典物理化學家阿累利烏斯就已發(fā)出“化石燃料燃燒將會增加大氣中二氧化碳的濃度,從而導致全球變暖”的警告。傳統(tǒng)的造紙工業(yè)在生產(chǎn)過程中排出的廢氣和粉塵大大增加了二氧化碳的濃度,從而也為地表溫度的升高增加了可能性。全球地表溫度數(shù)據(jù)表明,20世紀地球升溫約0.5℃。大部分高溫年份都出現(xiàn)在近些年,從20世紀50年代后期開始,科學界才開始注意和研究全球氣候變化與溫室氣體的關(guān)系,到1990年代初,各國政府、科學界和工業(yè)界不得不痛苦地承認:人類向大氣中排放溫室氣體是全球溫暖化的主要原因。2007年5月,IPCC第四次評估報告提供的證據(jù)顯示,由人類活動引起的全球氣候變暖已是一個不爭的事實。近百年(1906―2005年)來,全球平均地面溫度上升了0.74℃,預(yù)計到本世紀末,全球平均地面溫度(與1980―1990年相比)可能會升高1.1℃―6.4℃。全球氣候變化影響人類生存和發(fā)展,對經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展帶來嚴重的挑戰(zhàn),深度觸及農(nóng)業(yè)和糧食安全、能源安全、生態(tài)安全、水資源安全和公共衛(wèi)生安全。

全球氣候變暖的危害極其嚴重。據(jù)IPCC的合理估計,從1990年到2100年,全球海平面將上升49厘米左右。同時,諸多研究也表明全球變暖可能使地球上有些自然干旱地區(qū)的耕地逐漸變成荒漠,從而糧食生產(chǎn)能力下降?！蹲匀弧冯s志文章宣稱,全球氣候變暖將導致世界上四分之一即一百多萬物種在未來50年內(nèi)滅絕。

(2)國內(nèi)背景

目前,中國是世界第二大能源生產(chǎn)國和消費國,又是世界第二大二氧化碳排放國。中國過多地依賴單一能源,其中煤炭高達70%,這一事實已使經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護亮起紅燈。尤其是當前中國正處在工業(yè)化中期階段,重化工業(yè)特征非常明顯。這一特征意味著中國在較長時間內(nèi)不可避免地要大量消耗資源和能源。根據(jù)國際能源機構(gòu)的報告,預(yù)計到2010年,中國將可能超過美國,成為全球最大的溫室氣體排放國。

據(jù)近五年工業(yè)統(tǒng)計資料介紹,全國制漿造紙工業(yè)污水排放量約占全國污水排放總量的10%―12%,居第三位;排放污水中化學耗氧量(CODcr)約占全國排放總量的40%―45%,居第一位;同時,生產(chǎn)排放的二氧化碳也位居前列。造紙工業(yè)是中國污染環(huán)境的主要行業(yè)之一。

多年來,我國氣候發(fā)生了顯著變化。從1986年到2008年的23年全部出現(xiàn)了全國性暖冬,極端天氣、氣候事件與災(zāi)害的頻率與強度明顯增大。另據(jù)2006年年底的《氣候變化國家評估報告》預(yù)測,未來我國氣候變化的速度將進一步加快,很可能在未來50年至80年全國平均溫度升高2℃―3℃。氣候變暖將造成嚴重的損失。據(jù)預(yù)測,到2030年,我國沿岸海平面可能的上升幅度為l0cm―16cm,導致海岸區(qū)洪水泛濫的機會增大;而且氣候變化將使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增加,如果不采取任何措施,到2l世紀后半期,我國主要農(nóng)作物,如小麥、水稻和玉米的產(chǎn)量最多可下降37%,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也將受到氣候變化的嚴重沖擊。

從相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出1990―2003年,中國的GDP增長大約占全世界的10%,而同期能源消費增長卻占世界的27%,溫室氣體排放量增長占世界的34%。中國能源消費和溫室氣體排放的凈增長趨勢顯示,中國有必要減少溫室氣體排放。能源供給和能源安全已經(jīng)成為限制中國工業(yè)化的主要制約因素。減少溫室氣體排放在一定程度上,也有助于發(fā)展目標的實現(xiàn)。因此,中國需要在未來20―50年間,在工業(yè)化發(fā)展和溫室氣體減排之間進行平衡。中國的選擇只能是繼續(xù)化壓力為動力,尋求低碳經(jīng)濟發(fā)展道路。

2、我國造紙業(yè)發(fā)展過程中能源利用及其排放現(xiàn)狀

(1)紙漿等原料結(jié)構(gòu)的不合理

以安徽省濉溪縣為例,這個地區(qū)的造紙廠,全部采用草漿造紙工藝。由于長期的無序生產(chǎn),污水使莊稼根部腐爛,河里的魚蝦死光,井水要過濾5次才能飲用。這樣的生產(chǎn)、生活環(huán)境,給當?shù)鼐用駧砹酥T多不變甚至制約了當?shù)亟?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

我國傳統(tǒng)造紙業(yè)以草漿為主,其比例高達80%以上。而世界造紙業(yè)發(fā)達國家木漿比例高達90%。這種不合理的原料結(jié)構(gòu)造成的嚴重污染,主要來自麥草化學制漿的排污。目前,草類制漿二氧化碳排放量占整個造紙工業(yè)排放量的60%以上,仍然是主要的污染源。只有增加優(yōu)質(zhì)長纖維的供給,提高木漿比重,淘汰落后草漿生產(chǎn)線,優(yōu)化我國造紙原料結(jié)構(gòu),才能解決我國造紙帶來的環(huán)境污染問題。

(2)造紙過程中高居不下的耗水量

傳統(tǒng)造紙工業(yè)是污染排放的重點行業(yè),也是能耗大戶,因此節(jié)能減排成為低碳經(jīng)濟下造紙行業(yè)發(fā)展的新趨勢。目前,造紙業(yè)居我國5大高耗水行業(yè)之首,其國內(nèi)紙廠噸紙水耗高達100立方米以上,是世界平均水平的10倍。隨著工業(yè)用水價格的不斷提高,節(jié)省這方面的開支對于企業(yè)的長遠發(fā)展來說大有可為。國內(nèi)大型造紙企業(yè)近年來紛紛投入巨資,用于節(jié)水技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)及改造,深入挖掘節(jié)水潛力,提高水的重復利用率,均達到了國際先進水平。但大批的小型造紙企業(yè)的耗水量仍然高居不下。

(3)污染物的產(chǎn)生和排放的處理能力有待進一步提高

在節(jié)水的同時,如何解決污染物排放對環(huán)境的不利影響是個不容回避的問題。造紙行業(yè)是我國進行污染排放控制的重點行業(yè)。造紙工業(yè)是山東省重要的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之一,產(chǎn)量和主要經(jīng)濟指標連續(xù)14年居全國首位。新出臺的《指導意見》確定,到2011年,自制紙漿產(chǎn)能、機制紙及紙板產(chǎn)能分別控制在700萬噸和1800萬噸以內(nèi);逐步增加商品木漿和廢紙漿比重,非木漿、木漿、廢紙漿三者比重調(diào)整到15∶35∶50;逐步淘汰落后產(chǎn)能100萬噸―150萬噸,全省造紙企業(yè)平均規(guī)模達8萬噸/年以上?！吨笇б庖姟芬?guī)定,到2011年,山東省造紙產(chǎn)品綜合能耗將在2008年的基礎(chǔ)上降低5%―10%,自制草漿平均綜合水耗達到50-60立方米/噸,化學機械木漿平均綜合水耗達到20―25立方米/噸。

山東省要求,沿海地區(qū)要充分利用港口優(yōu)勢,重點發(fā)展木漿和廢紙造紙,鼓勵企業(yè)加快行業(yè)兼并、聯(lián)合和重組,提高產(chǎn)業(yè)集中度;鼓勵利用木材采伐剩余物、木材加工剩余物等生產(chǎn)木漿,充分利用廢紙資源,使全省廢紙回收率由目前的35%提高至40%以上,利用率由45%提高至50%以上;鼓勵采用封閉循環(huán)用水、中段廢水處理及回用技術(shù);采用廢渣燃料化處理、固體廢物回收處理、沼氣發(fā)電等環(huán)境保護技術(shù)和手段。

三、對我國造紙業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟的建議

1、發(fā)展低碳經(jīng)濟的必然選擇:綠色技術(shù)創(chuàng)新

(1)選擇低碳環(huán)保型原材料

其一,選擇可再生木材原料。第一,可再生木材資源是今后人類應(yīng)該充分依賴的資源,木材和紙產(chǎn)品是可再生和可循環(huán)使用的產(chǎn)品,林產(chǎn)工業(yè)可以擴大生物質(zhì)能源的使用,減少對化石燃料的依賴,減少二氧化碳的排放。第二,木材和紙制品在碳循環(huán)過程中是儲碳的載體,有“碳儲存效果”。其碳儲存作用可以凈減少排放的二氧化碳。藉由植物本身的生理特性進行光合作用吸收大氣中二氧化碳,將二氧化碳轉(zhuǎn)化有機碳成為生物量儲存于植物體中,所表現(xiàn)于外的形式則為植物的總蓄積,對木材資源的再利用,對減少大氣中二氧化碳濃度有所貢獻。

其二,選擇可循環(huán)生物質(zhì)燃料。第一,木材利用和林產(chǎn)工業(yè)具有“替代化石燃料的效果”。在木材的生命周期內(nèi),林地剩余材、加工剩余材、產(chǎn)品廢材及循環(huán)利用材等林產(chǎn)品,以及制漿造紙業(yè)等林產(chǎn)工業(yè)所產(chǎn)生的廢棄物,如黑液、邊皮木屑等幾乎都可有效利用為生物質(zhì)能源,替代化石燃料,從而減少造紙過程中對大氣的污染。第二,可循環(huán)燃料的選用一般認為由生物質(zhì)(燃料)產(chǎn)生的二氧化碳是自然界可循環(huán)的,而由化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳才是大氣溫室氣體的增加量。從這個角度看,現(xiàn)代造紙工業(yè)在由生物質(zhì)能燃燒生產(chǎn)的選擇上在低碳經(jīng)濟中更具有優(yōu)勢和競爭力。

(2)開發(fā)與應(yīng)用節(jié)能的工藝與技術(shù)裝備

第一,在造紙流程中使用蒸汽動力系統(tǒng)能量梯級(多級)利用與集成技術(shù);能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)與利用環(huán)節(jié)各級能流的耦合與最優(yōu)匹配技術(shù);全廠熱、電、冷三聯(lián)供優(yōu)化耦合技術(shù),生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)。這些技術(shù)的開發(fā)與利用能大大減少造紙工業(yè)生產(chǎn)過程中的污染氣體及粉塵的排放量,提高空氣質(zhì)量。第二,使用低位能能量的利用技術(shù),低能耗打漿技術(shù)、耗原材料替代技術(shù)、強機械脫水節(jié)能集成技術(shù)、高效干燥技術(shù)、軟測量與優(yōu)化控制技術(shù)、變頻驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用能為現(xiàn)代造紙工業(yè)的節(jié)能減排實現(xiàn)質(zhì)的突破,減少碳排放量、改善水污染狀況。第三,開發(fā)與應(yīng)用過程余熱回收集成技術(shù),這樣能夠降低溫室氣體的排放,降低大氣中的二氧化碳濃度。最后,為了減少制漿方面的污染,擴大造紙原料資源,提高廢紙再利用率也是有效的方法之一。其中,以廢紙制漿技術(shù)為主。廢紙制漿主要難題在脫墨技術(shù),即利用脫墨劑(NaOH、Na2CO3、H2O2等)和分散劑(Na2SiO3等)破壞碳墨及顏料粒子在纖維上的粘附力。國際上造紙的廢紙用量日益增加,如美國的廢紙回收率在30%以上,日本的廢紙回收率達43%,英國的廢紙回收率達45%。美國明文規(guī)定,造紙廠原料投放量必須含25%以上的廢紙。近幾年,我國廢紙利用率也越來越高,廣東省的廢紙回收率目前已達30%以上。

(3)造紙廠管理機制革新及爭取政府扶持

造紙工業(yè)應(yīng)有統(tǒng)一的管理機構(gòu)和管理體制,嚴格控制新建廠和擴建廠。目前輕工總會、林業(yè)部、農(nóng)業(yè)部均管制漿造紙廠,應(yīng)相互配合,制定統(tǒng)一的法規(guī)。對于日產(chǎn)化學漿50噸以上的制漿造紙廠,產(chǎn)品及經(jīng)濟效益較好的,政府應(yīng)予扶持,建立堿回收和無污染漂白系統(tǒng)及“三廢”處理系統(tǒng),做到達標排放,文明生產(chǎn)。

2、綠色技術(shù)創(chuàng)新下環(huán)境容量資源競爭

(1)綠色技術(shù)創(chuàng)新與環(huán)境容量資源競爭的三種結(jié)果(見圖1、圖2、圖3)

圖中,橫軸代表碳排放量(W),縱軸代表成本和價格(C+P),S與D線分別代表排放量的供給與需求曲線;MAC線(即D線)與MEC線分別代表邊際治理成本和邊際外部成本線。

從圖中可以看出排放權(quán)供給曲線和需求曲線的特點:由于政府發(fā)放排放許可證的目的是保護環(huán)境而不是贏利,因而排放權(quán)的總供給曲線S垂直于橫軸,表示排放許可證的發(fā)放數(shù)量不會隨價格的變化而變化,但因公眾意愿逐步減少。由于排放者對排放權(quán)的需求取決于其邊際治理成本,所以可以將圖中的邊際治理成本曲線MAC看成是總需求曲線D,它移動的幅度取決于綠色技術(shù)創(chuàng)新的速度和水平。

(2)正確處理環(huán)境容量資源競爭與排污權(quán)的關(guān)系

要正確處理環(huán)境容量資源競爭與排污權(quán)的關(guān)系,首先要改變外延式的增長方式。對于我國這樣一個發(fā)展中大國來說,經(jīng)濟發(fā)展仍然是其首要目標,外延式的增長方式尚未得到根本改變,生態(tài)環(huán)境惡化仍未得到有效控制。其次要正確處理公眾愿望與企業(yè)發(fā)展的關(guān)系。社會公眾對環(huán)境的要求越來越高,對美好環(huán)境的需求越來越強,所能容忍的碳排放量越來越少。第三要適度控制排放權(quán)證的發(fā)放,對于已經(jīng)使用的排放權(quán)要直接減少排放權(quán)總量。以上三點導致政府所能供給的碳排放許可證數(shù)量減少,從而排污量越來越少。

3、對造紙工業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟的認識

(1)從低碳視角看待造紙工業(yè)的發(fā)展模式

隨著低碳經(jīng)濟的推動和發(fā)展以及我國“碳交易”模式的建立和完善,具有低碳運行特色的造紙產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢將會越來越受到重視。我們應(yīng)該用低碳經(jīng)濟的理念、站在低碳經(jīng)濟的高度去審視我國造紙產(chǎn)業(yè),賦予新的概念和認識,構(gòu)建低碳造紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式,推動制定有利發(fā)展低碳造紙產(chǎn)業(yè)的“碳交易”政策法規(guī),研究造紙產(chǎn)業(yè)的低碳技術(shù)。

(2)發(fā)展低碳造紙工業(yè)的關(guān)鍵是節(jié)能減排

節(jié)能減排是當前發(fā)展低碳經(jīng)濟的重要著手點。節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)的突破,將推動全行業(yè)的發(fā)展,受益面廣,還將帶動一批新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此,要加大對研發(fā)節(jié)能減排共性和關(guān)鍵技術(shù)的支持力度,加強產(chǎn)學研結(jié)合,提高我國造紙工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)水平,使我國造紙行業(yè)真正成為低碳行業(yè),為發(fā)展低碳經(jīng)濟作出貢獻。

(3)加強國際合作,實行科研國際化戰(zhàn)略

加強國際合作并實行科研國際化戰(zhàn)略目的在于加強與國際領(lǐng)先者的合作,更多地利用國際科技力量。首先,要重視與發(fā)達國家合作,發(fā)達國家特別是德國和美國,在新能源研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)走過了十多個年頭,它們有發(fā)展新能源的動力和需求,同時也掌握著世界上最為先進的新能源技術(shù)。其次,從長遠來講,也要密切與發(fā)展中國家在研究、教育和創(chuàng)新方面的合作。利用中國的研究與創(chuàng)新力量,加強國際交流與合作,為解決氣候、資源、健康、安全等全球性問題而努力?？蒲袊H化戰(zhàn)略將為中國搭建一個未來對外科技合作的平臺,為我們的科研和創(chuàng)新在國際環(huán)境中加強協(xié)調(diào)和信息交流發(fā)揮作用。

【參考文獻】

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第9篇：溫室氣體的特性范文

關(guān)鍵詞：環(huán)保氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備；干燥空氣；氮氣；SF6混合氣體

1 概述

氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備是堅強電網(wǎng)中不可或缺的產(chǎn)品，其大量應(yīng)用于電網(wǎng)配電系統(tǒng)中，直接關(guān)系到電網(wǎng)的可靠運行。為電網(wǎng)運行可靠，提升電網(wǎng)節(jié)能、環(huán)保水平，國內(nèi)外對氣體絕緣開關(guān)設(shè)備進行了一系列的研究與生產(chǎn)制造。

氣體絕緣開關(guān)設(shè)備在絕緣介質(zhì)的使用上，經(jīng)歷了空氣絕緣，SF6氣體絕緣及環(huán)保氣體絕緣的發(fā)展歷程；在滅弧技術(shù)的使用上，經(jīng)歷了空氣滅弧，SF6滅弧及真空滅弧的過程；在結(jié)構(gòu)形式上經(jīng)歷了敞開式、半封閉及全封閉等階段。

傳統(tǒng)氣體絕緣開關(guān)設(shè)備以空氣作為絕緣介質(zhì)，占地面積較大，并且容易受外部環(huán)境的影響，潮濕、臟污等自然條件容易引起設(shè)備的故障。隨著上世紀70年代第一臺SF6氣體絕緣開關(guān)設(shè)備誕生，由于SF6氣體具有較高的介電強度，絕緣性能良好，且化學特性穩(wěn)定，在大大減小開關(guān)設(shè)備尺寸的同時，保證了氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的可靠運行，因此采用SF6氣體作為絕緣媒介或主絕緣媒介的開關(guān)設(shè)備在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。但是SF6氣體分解難且為公認的溫室氣體，其每個分子對溫室效應(yīng)的影響是CO2的23900倍，衰減周期為3200年，對人類的生存環(huán)境造成極大的潛在威脅；而且SF6氣體作為滅弧介質(zhì)易產(chǎn)生有害物質(zhì)，一旦泄露將危及到相關(guān)人員的身體健康。為減少溫室效應(yīng)，防止環(huán)境污染，國家發(fā)改委編制《中國電網(wǎng)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南》、《氣體絕緣金屬封閉組合電器SF6減排計量與監(jiān)測方法學》，要求各電力公司加強對CO2及SF6的排放控制。為此，開關(guān)制造業(yè)不斷努力進行環(huán)境友好型替代氣體的特性、SF6替代絕緣介質(zhì)和無/少SF6氣體絕緣開關(guān)柜的研究。

目前，氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備中的環(huán)保氣體主要有以下三類：（1）不使用SF6的氣體：清潔干燥空氣及N2；（2）使用少量SF6的混合氣體，如常用的10%SF6和90%N2混合氣體，20%SF6和80%N2混合氣體；SF6混合氣體在開關(guān)設(shè)備中僅用作絕緣，通過真空滅弧室進行開斷滅弧，限制了SF6的充氣比例或充氣壓力，實現(xiàn)減小溫室氣體SF6的目的；（3）SF6的替代氣體：如PFC氣體（包括C3F8、C2F6、CF4等），CF3I氣體，但由于這兩類氣體液化溫度高，目前仍未工業(yè)化[1]。隨著環(huán)保氣體理論研究的日益成熟，各類環(huán)保氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備也開始研制，并已經(jīng)有部分公司產(chǎn)品通過了型式試驗和掛網(wǎng)運行，無論從經(jīng)濟上，性能上，環(huán)保性上都獲得了一致的認可。下面將對環(huán)保氣體金屬開關(guān)設(shè)備的技術(shù)特點及技術(shù)難點進行重點闡述。

2 技術(shù)特點

環(huán)保氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備以環(huán)保氣體（如少量SF6與N2混合氣體，干燥空氣，N2）為主要絕緣介質(zhì)，使用真空滅弧室作為開斷滅弧元件，并將真空滅弧室及一次導電回路固封在環(huán)氧樹脂殼體或不銹鋼氣箱中。國內(nèi)開關(guān)設(shè)備企業(yè)從2004年開始研制環(huán)保氣體開關(guān)設(shè)備，經(jīng)過十幾年的努力，已經(jīng)有不少公司研制的產(chǎn)品通過型式試驗和掛網(wǎng)運行，目前主要用于中壓領(lǐng)域，如12～72.5kV干燥空氣絕緣開關(guān)柜，12kV和40.5kV氮氣絕緣開關(guān)柜，24～72.5kV充SF6混合氣體（其中SF6比例最高為50%）的開關(guān)柜。通過10多年的掛網(wǎng)運行經(jīng)歷，將環(huán)保氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備與傳統(tǒng)的空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備以及SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的各項性能進行對比，將其總結(jié)如下，如表1所示[2]。

通過表1可以看出，傳統(tǒng)的空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備由于采用空氣作為絕緣介質(zhì)，極易受外部環(huán)境的影響，潮濕、臟污、海拔等情況將對開關(guān)設(shè)備產(chǎn)生較大的影響，而且開關(guān)設(shè)備體積較大，占地面積較大，不符合小型化的趨勢。SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備由于采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)，使開關(guān)設(shè)備的體積減少，且不易受環(huán)境的影響，但由于SF6氣體為溫室馓澹且使用過程中極易產(chǎn)生有毒物質(zhì)，在設(shè)備的運行過程中需要對其進行泄漏檢測與防護。環(huán)保氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備與前兩者相比，將主回路安裝在充滿環(huán)保氣體氣箱內(nèi)，并通過真空滅弧室進行滅弧，使設(shè)備體積小，環(huán)境適應(yīng)性強；由于沒有SF6氣體，取消SF6氣體的檢漏設(shè)備和回收裝置，簡化了檢測項目，不需對有毒分解物進行檢測；同時，環(huán)保氣體開關(guān)設(shè)備安全可靠，免維護，規(guī)?；a(chǎn)后成本較低?？梢?，相比而言，環(huán)保氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備在性能上具有較大的優(yōu)勢，是比較理想的中壓金屬封閉開關(guān)設(shè)備。下面分別對目前市場上環(huán)保氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備產(chǎn)品中的SF6混合氣體、干燥空氣、氮氣絕緣開關(guān)設(shè)備進行技術(shù)特點的介紹。

2.1 SF6混合氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備

SF6混合氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備主要絕緣介質(zhì)為不同比例SF6與其他氣體的混合氣體，目前使用較多的為SF6與N2混合氣體（常用的比例為10%SF6和90%N2，20%SF6和80%N2），其通過少量的SF6氣體保證了足夠的絕緣強度，并利用真空滅弧室滅弧，使環(huán)網(wǎng)柜可以實現(xiàn)小型化[3]。圖1為上海天靈開關(guān)有限公司SF6與N2混合氣體開關(guān)設(shè)備，其中SF6占10%，N2占90%，SF6和N2混合氣體僅用作絕緣，真空滅弧室作為開斷電流元件，實現(xiàn)減小SF6氣體使用目的，同時所有高壓元件密封在不銹鋼氣箱中，保證良好的絕緣性能和環(huán)境適應(yīng)能力。

SF6混合氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備主要優(yōu)缺點如下：

（1）SF6混合氣體作為主要絕緣介質(zhì)，不存在大量的固體絕緣材料，可以減小局部放電的風險。

（2）SF6混合氣體及高壓元件密封在氣箱中，提高了開關(guān)設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)能力，能夠承受高海拔、嚴寒、潮濕、污穢等惡劣環(huán)境。

（3）采用微正壓力氣體絕緣，降低了氣體泄漏的概率，即使氣箱發(fā)生漏氣故障，仍在零表壓時維持足夠的絕緣強度不會影響環(huán)網(wǎng)柜的正常運行。

（4）減少SF6的使用，可以提高開關(guān)設(shè)備的環(huán)保性，但同時，由于SF6混合氣體要保證正確的氣體成分，使生產(chǎn)工藝較復雜，且漏氣時的補氣措施較困難。另外，由于混合氣體中SF6“被污染”，導致在生命周期結(jié)束后這些SF6氣體回收困難，在一定程度上也降低了環(huán)網(wǎng)柜的環(huán)保性。

2.2 干燥空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備

干燥空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備以干燥空氣為主要絕緣介質(zhì)；干燥空氣絕緣性能不如SF6氣體，因此導致其體積較大[4]。目前通常干燥空氣是使空氣經(jīng)過空氣壓縮機、冷凍式干燥機、精密過濾器組、除油過濾器等的處理，除去空氣中的水蒸氣、塵埃等雜質(zhì)獲得。如圖2所示為北京ABB高壓開關(guān)設(shè)備有限公司推出的干燥空氣絕緣開關(guān)設(shè)備，使用的干燥空氣是采用工業(yè)用混合氣體，其成分為19.5～23.5%氧氣，其余為氮氣，壓力為1.4bar；所有帶電部分均密封在氣箱中，氣箱采用不銹鋼焊接而成。

干燥空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備主要優(yōu)缺點如下：

（1）同SF6混合氣體絕緣開關(guān)設(shè)備一樣，由于主要絕緣介質(zhì)為氣體，固體絕緣材料較少，減小局部放電的風險；同時，采用微正壓力氣體絕緣，降低了氣體泄漏的概率，且?guī)щ婓w均密封在氣箱中，提高了環(huán)網(wǎng)柜的環(huán)境適應(yīng)能力，能夠承受高海拔、嚴寒、潮濕、污穢等惡劣環(huán)境。

（2）干燥空氣不是溫室氣體，也不需要確保氣體成分按一定的比例，因此不存在漏氣時的補氣困難和產(chǎn)品生命周期結(jié)束后氣體的回收問題。

（3）成熟可靠的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備生產(chǎn)工藝可以保證干燥空氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜良好的性能，而且不存在額外的成本。

（4）干燥空氣絕緣性能不如SF6氣體、固體絕緣材料，導致干燥空氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜的體積比SF6氣體、固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜體積更大，不具備尺寸上的優(yōu)勢，但可通過合理的布局，改變電場分布，從而減小體積。

（5）目前，用于電氣產(chǎn)品上的干燥空氣沒有固定的標準，使其成分具有不確定性，無法保證其雜質(zhì)及水蒸氣的含量，導致以干燥空氣為絕緣介質(zhì)的產(chǎn)品具有不穩(wěn)定性，產(chǎn)品性能參差不齊。

2.3 氮氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備

氮氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備以氮氣作為主要絕緣介質(zhì)，利用真空滅弧室進行開斷。同干燥空氣一樣，氮氣絕緣性能不如SF6氣體，因此其體積相對較大。目前氮氣的生產(chǎn)工藝是將壓縮空氣經(jīng)過冷凍式干燥機進行干燥，通過精密過濾器組濾除較大的固體和液態(tài)顆粒及油份，然后進入活性炭吸附器，利用碳分子篩在不同壓力下對氮和氧及其他氣體的吸附量的不同，吸附除氮氣之外的空氣分子，從而獲得純度大于99%的氮氣。圖3為四方公司正在研制的氮氣絕緣開關(guān)設(shè)備，即將完成型式試驗。該氮氣絕緣開關(guān)設(shè)備由充氣（氮氣）隔室、儀表室（位于充氣隔室的頂部前方）、電纜室（位于充氣隔室的底部前方）、壓力釋放通道（位于充氣隔室的底部后方）等隔室組成。其中充氣隔室的內(nèi)部裝有開關(guān)本體和接地開關(guān)本體、進（出）母線等元件，且在其底部后方位置裝有壓力釋放裝置（即防爆膜）。開關(guān)的操動機構(gòu)（彈簧操動機構(gòu)和手動操動機構(gòu)）均置于充氣隔室的外部正前方位置。隔離開關(guān)與真空滅弧室采用一體化設(shè)計理論，操作簡單可靠。氣箱內(nèi)壓力與外部壓力內(nèi)采用微正壓設(shè)計，既確保內(nèi)部絕緣要求又保證不漏氣。主要優(yōu)勢如下：（1）綠色環(huán)保。使用新型尼龍塑料作為帶電元件的固體絕緣介質(zhì)，實現(xiàn)了低耗能，解決了使用環(huán)氧樹脂不能回收的問題。（2）安全方便。內(nèi)置式主母線采用插拔連接，并選用直動式隔離開關(guān)，且隔離開關(guān)與斷路器聯(lián)動，有利于分合閘過程快速連貫且準確無誤。（3）小型化。采用金屬全封閉、全密封箱體，并采取共箱式結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)柜體小型化。（4）智能化。該氮氣絕緣開關(guān)設(shè)備集成了數(shù)字化傳感器和終端，實現(xiàn)智能化。

氮氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的主要優(yōu)缺點如下：

（1）同其他環(huán)保氣體絕緣金屬開關(guān)設(shè)備一樣，由于主要絕緣介質(zhì)為氮氣，固體絕緣材料較少，減小局部放電的風險；同時，氮氣為環(huán)保型氣體，采用微正壓力氮氣絕緣，降低了氣體泄漏的概率，且?guī)щ婓w均密封在氣箱中，提高了環(huán)境適應(yīng)能力，能夠承受高海拔、嚴寒、潮濕、污穢等惡劣環(huán)境。

（2）采用高壽命、免維護的真空滅弧室，且高壓絕緣不受外界環(huán)境的影響，不易老化，降低產(chǎn)品的維護成本。

（3）氮獾鬧譜鞴ひ找丫成熟，批量生產(chǎn)時不會額外增加成本。

（4）氮氣絕緣開關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)工藝與其他氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的成熟工藝基本相同，在生產(chǎn)時能夠保證良好的加工質(zhì)量，且不會存在額外的成本。

（5）氮氣絕緣性能不如SF6氣體、固體絕緣材料，導致氮氣絕緣開關(guān)設(shè)備體積相對較大；特別對于負荷開關(guān)-熔斷器組合電器柜來說，以氮氣為主要絕緣介質(zhì)與以SF6氣體為主要絕緣介質(zhì)相比，體積較大，主要原因在于SF6氣體本身可以滅弧，而氮氣不可以滅弧，必須通過真空滅弧室滅弧，真空滅弧室的增加不可避免的導致柜體體積的增大。

3 技術(shù)難點

環(huán)保氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)難點如下：

（1）絕緣優(yōu)化。由于環(huán)保氣體絕緣性能低于SF6，特別是N2，其絕緣性能僅為SF6氣體的1/3[5]，因此需要對開關(guān)設(shè)備的絕緣進行重新研究。為確保絕緣強度，對檢漏補氣及焊接等工藝提出了更高的要求，如采用自動檢漏充氣設(shè)備及機器人焊接設(shè)備來確保精度。同時，由于體積比SF6氣體絕緣開關(guān)設(shè)備略大，因此需要對高壓元件進行合理的布置，以降低電場強度。

（2）開斷能力的保證。對于環(huán)保氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備中的負荷開關(guān)單元，若采用環(huán)保氣體，其開斷能力將會受到影響，需通過真空滅弧室來增強開斷能力。但是由于真空滅弧室通常開距較小，在高電壓作用下存在NSDD的可能，因此用真空滅弧室作為隔離斷口目前還很難被接受。所以，目前負荷開關(guān)單元通常需要真空滅弧室與三工位隔離開關(guān)/接地開關(guān)相匹配，導致產(chǎn)品體積增大，成本增強。因此如何在不使用真空滅弧室開斷的情況下保證開斷能力將是未來急需研究的問題[6]。

（3）溫升與散熱。氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備將高壓元件密封在不銹鋼氣箱中，并采用環(huán)氧樹脂，硅膠等少量固體絕緣材料來提高絕緣強度，密閉的空間使主回路產(chǎn)生的熱量只能通過有限的對流、韉己頭射方式進行散熱，使開關(guān)設(shè)備的溫升裕度受到限制，特別是N2或干燥空氣，其溫升裕度與SF6相差10K以上。因此，如何控制溫升，解決散熱問題將是緊湊的氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的一個難點。

（4）環(huán)保氣體的工業(yè)化生產(chǎn)。目前，SF6的替代氣體正在理論驗證過程中，發(fā)現(xiàn)PFC氣體（包括C3F8、C2F6、CF4等）、CF3I氣體絕緣性能與SF6相當，且對環(huán)境沒有污染。但目前無法實現(xiàn)工業(yè)化，導致成本較高，因此如何實現(xiàn)SF6的替代氣體的工業(yè)化將是一個亟待解決的問題。

4 發(fā)展動向

通過上述技術(shù)特點和技術(shù)難點的闡述可以看出，環(huán)保氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備相比其他氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備具有巨大的優(yōu)勢，同時也有許多難點，因此未來的發(fā)展動向首先要解決絕緣強度、溫升、開斷能力的保證和環(huán)保氣體工業(yè)化生產(chǎn)的問題，以突出環(huán)保氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備在技術(shù)、經(jīng)濟性、環(huán)保性等方面的優(yōu)勢；此外，開關(guān)設(shè)備的智能化將是未來發(fā)展的方向，如何實現(xiàn)一二次融合，減少配電自動化安裝調(diào)試和維護的工作量，提高設(shè)備運行可靠性和自動化水平將是開關(guān)設(shè)備完善需要考慮的問題。

參考文獻

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