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減少二氧化碳排放的方法范文第1篇

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 F205 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1002-2104（2015）09-0021-08 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.09.004

進入21世紀(jì)以來，溫室效應(yīng)逐漸凸顯，能源流失問題也日益嚴(yán)重，二氧化碳排放的控制問題已上升到全球?qū)用?。在這種背景下，針對二氧化碳排放量的計算在當(dāng)前的研究中顯得尤為重要，其計算結(jié)果的準(zhǔn)確性不僅直接決定了社會和政府對于碳排放狀況的認(rèn)識，更會對我國的高耗能產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、減排計劃的執(zhí)行以及國際碳排責(zé)任的判定產(chǎn)生影響。因此，不斷分析、對比各種計算方法的影響因素、改進計算方法、修正計算結(jié)果并對計算進行深入分析，已經(jīng)成為碳排放相關(guān)研究的重要基石。

1 文獻綜述

目前主要的二氧化碳計算方法有能源消耗法、生命周期評價法（LCA，Life Circle Assessment）和投入產(chǎn)出法（IO，InputOutput）。能源消耗法計算二氧化碳排放量是指以統(tǒng)計資料為依托，根據(jù)能源的消耗量以及二氧化碳的排放系數(shù)進行對二氧化碳排放量的估算。這一計算方法的數(shù)據(jù)選取較為靈活，可以針對具體的問題選取適合的數(shù)據(jù)進行分析，許多學(xué)者采用這一方法進行計算。但該方法也存在一定問題，比如數(shù)據(jù)來源不正統(tǒng)可能會導(dǎo)致計算結(jié)果較實際偏差過大。何建坤[1]根據(jù)Kaya公式及其變化率分析了中國及一些發(fā)達國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度年下降率大于能源消費的年下降率。趙敏等[2]根據(jù)2006年IPCC二氧化碳排放計算指南中的公式及二氧化碳排放系數(shù)，計算了上海市1994-2006年間能源消費的二氧化碳排放量，并以此分析了二氧化碳排放強度下降的原因。曹孜等[3]根據(jù)化石能源的消耗量計算了2008年總體與各部門的二氧化碳排放量以及1990-2008年碳排放強度的發(fā)展趨勢，從而進一步研究二氧化碳排放量與產(chǎn)業(yè)增長之間的關(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)測了未來的能源消費二氧化碳排放情況。李宗遜等[5]根據(jù)昆明市的工業(yè)能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)對昆明市的工業(yè)二氧化碳排放、行業(yè)二氧化碳排放強度及行業(yè)分布做了探究。

生命周期評價法計算二氧化碳排放通常以活動環(huán)節(jié)為分類單位，要求詳細研究測度對象生命周期內(nèi)的能源需求、原材料利用和活動造成的廢棄物排放。這一方法能夠具體到產(chǎn)品原材料資源化、開采、運輸、制造/加工、分配、利用/再利用/維護以及過后的廢棄物處理等各個環(huán)節(jié)，多被用于建筑領(lǐng)域。但在計算生產(chǎn)工序復(fù)雜的產(chǎn)品時，存在計算工作量大等缺陷。劉強等[6]利用全生命周期評價的方法對中國出口的46種重點產(chǎn)品進行了碳排放測算，發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)品的二氧化碳排放量占全國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)展及生命周期評價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價框架和核算方法。張?zhí)招碌萚8]利用生命周期法構(gòu)建了測算建筑二氧化碳排放的計算模型，并通過構(gòu)建的模型分析了中國城市建筑二氧化碳排放的現(xiàn)狀。

投入產(chǎn)出法計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。這一計算方法的優(yōu)勢在于可以進行隱含二氧化碳排放（Embodied Carbon Emission）的估算，并且在對于多行業(yè)二氧化碳排放進行計算時通過直接消耗系數(shù)矩陣以及完全消耗系數(shù)矩陣進行一次性估算，減少行業(yè)分類的工作量。但是，投入產(chǎn)出法的缺點在于其在計算結(jié)果的準(zhǔn)確度上不如前兩種二氧化碳排放計算法，因而多被用于隱含二氧化碳排放的計算。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及溫室氣體排放情況，發(fā)現(xiàn)65%以上的溫室氣體來自能源的隱含消費。Ahmed和Wyckof[10]根據(jù)投入產(chǎn)出方法估算了全球24個國家的貿(mào)易隱含碳，證實了產(chǎn)業(yè)地理轉(zhuǎn)移對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)出表對中國各區(qū)域各行業(yè)的二氧化碳排放量做了測算，并針對區(qū)域碳減排做了分析。何艷秋[13]利用投入產(chǎn)出法計算了各行業(yè)的二氧化碳排放系數(shù)，并進一步計算了行業(yè)最終產(chǎn)品的直接二氧化碳排放量以及消費中間產(chǎn)品的間接二氧化碳排放量。

二氧化碳排放量的計算方法種類繁多，各有利弊，而現(xiàn)有文獻大多是選取其中一種方法對二氧化碳排放量進行估算，少有針對不同方法的比較研究和對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算方法，并基于投入產(chǎn)出法，對比計算了不同考慮因素對于二氧化碳排放量計算的影響，得到各種條件變動情況下所導(dǎo)致的測算偏差。基于投入產(chǎn)出法，對比分析了不同考慮因素對于二氧化碳排放量計算的影響，并計算了各種條件變動情況下的計算偏差。

2 計算方法及數(shù)據(jù)來源

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)對各個行業(yè)的能源投入進行計算。水泥生產(chǎn)過程的二氧化碳排放是指在水泥生產(chǎn)過程中因化學(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)進行計算。兩種來源涉及不同的行業(yè)，由于各行業(yè)在生產(chǎn)、加工過程中都需要能源提供熱力、動力等，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。具體來說，這兩類二氧化碳排放量的計算思路如下：

本文所介紹的二氧化碳排放量計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)過程的二氧化碳排放系數(shù)均已知的情況，可以計算各年度國家或地區(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年中國的二氧化碳排放情況為例，給出其排放量的計算方法。選取的數(shù)據(jù)來源主要包括2007年的中國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年的中國能源平衡表與各能源的平均低位發(fā)熱量取自國家統(tǒng)計局出版的《2008年能源統(tǒng)計年鑒》，內(nèi)容包括2007年中國的能源使用情況；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)量取自國家統(tǒng)計局公布的2007年全國30個省份水泥產(chǎn)量數(shù)據(jù)，全國的水泥產(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)適用于對水泥生產(chǎn)過程中普遍的二氧化碳排放量計算。

3 二氧化碳排放量計算

3.1 能源燃燒的二氧化碳排放

全國的總二氧化碳排放量主要通過能源消耗量計算，而分行業(yè)的二氧化碳排放主要是將全國的二氧化碳排放總量按行業(yè)能耗的比例進行分解得出。在已知能源的燃燒量及二氧化碳排放系數(shù)時，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

能源的燃燒量計算的關(guān)鍵問題在于將“沒有用于燃燒”的能源消費量從總量中剔除。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量、用于火力發(fā)電的消費量以及用于供熱的消費量，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)通過平均低位發(fā)熱量和單位熱量的二氧化碳排放系數(shù)計算。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)，計算過程如公式（4）所示，其計算結(jié)果見表2。

3.1.3 能源行業(yè)的二氧化碳排放系數(shù)

通過以上兩部分計算，已經(jīng)可以得到全國的二氧化碳排放量，接下來需要計算分行業(yè)的二氧化碳排放量。如圖1的計算流程圖所示，計算各行業(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)、燃氣生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)4個，這些能源行業(yè)與各個化石能源之間存在的對應(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，燃氣生產(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。

這里需要說明的是，在使用投入產(chǎn)出法計算各行業(yè)的能源消耗量時，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導(dǎo)致二氧化碳排放結(jié)果的不同。原因在于，雖然全國42部門所需的能源均是由四個能源行業(yè)提供，但這四個能源行業(yè)所投入的能源卻并非全部用于國內(nèi)產(chǎn)品生產(chǎn)的能耗，其中有三種用途需要在計算時單獨處理：①作為原材料進行加工轉(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)品出口給國外或調(diào)出本地的部分。由于這些部分的燃燒過程不在本地，所排放的二氧化碳也不屬于本地排放。因此，在計算能源行業(yè)的投入金額時，是否剔除這三部分，會對計算結(jié)果產(chǎn)生影響。

本文將分別計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

在以上計算的基礎(chǔ)上，可以計算投入產(chǎn)出表中42行業(yè)各自的能源燃燒排放量。計算方法如公式（8）所示，將投入產(chǎn)出表中能源行業(yè)j對行業(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)，可以計算得出能源行業(yè)j給行業(yè)k帶來的二氧化碳排放量。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)過程的二氧化碳的排放

由于水泥在生產(chǎn)過程中會產(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)的過程排放，在我國二氧化碳排放總量中占到相當(dāng)比例，因此，在計算中國的二氧化碳排放總量時，是否考慮水泥的過程排放也會影響最終的計算結(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)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，將中國各省在2007年的水泥產(chǎn)量加總后可得全國在2007年的水泥總產(chǎn)量，共計135 957.6萬t。將這兩個數(shù)據(jù)代入公式（9）中計算可得，2007年中國水泥生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放總量為68 264.5萬t。需要指出的是，在分行業(yè)統(tǒng)計的二氧化碳 排放中這一排放屬于非金屬礦物制品業(yè)。

4 不同考慮因素對計算結(jié)果的影響

根據(jù)本文第二部分對計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)的過程排放”這3個角度出發(fā)，我們可以用23=8種方式對二氧化碳的排放量進行計算，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)過程排放”的情況下所得計算結(jié)果是最為準(zhǔn)確的。因此，為了保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，在條件允許的情況下，上述三個角度的問題均需要考慮在內(nèi)。當(dāng)數(shù)據(jù)缺失的時候，就需要進行折衷，采取其他幾種“不完美的”方法進行計算：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，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，計算中不考慮水泥生產(chǎn)的過程排放。相應(yīng)地，如果這三個角度的問題沒有被完全考慮，計算結(jié)果也會存在一定程度的偏差。只有在偏差度允許的情況下，該計算方法才是有意義的。因此在采取這些方法計算時，應(yīng)首先確定各個方法計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

為了分析各種方法計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”計算方法計算了中國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)的過程排放”作為計算變量，展示了各種計算方法得到的結(jié)果。當(dāng)變量取1時為考慮該角度的計算方法，變量取0時為不考慮該角度的計算方法，一共列出8種二氧化碳排放量的計算方法。其中，由于三個變量均取1時，（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)的過程排放時”）所得到的計算結(jié)果最為準(zhǔn)確，因此表3中以三個變量均取1的情況為基準(zhǔn)情況，并將其余方法的計算結(jié)果與基準(zhǔn)情況進行比較，得出各方法下計算結(jié)果的準(zhǔn)確性偏差。

總排放量方面，計算結(jié)果顯示，總排放量僅受“是否考慮水泥的過程排放”影響。如表3所示，總排放量的取值僅有兩種情況，考慮水泥的過程排放時總排放量為695 167.1萬t，不考慮水泥的過程排放時總排放量為626 902.6萬t。原因在于本文中二氧化碳排放量的計算包括能源燃燒二氧化碳排放量的計算和水泥生產(chǎn)二氧化碳排放量的計算兩類，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”無關(guān)（只影響結(jié)構(gòu)不影響總量），因此總排放量僅受“是否考慮水泥的過程排放”影響。

不考慮能源的轉(zhuǎn)化部分會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，并考慮水泥的過程排放時，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再次作為燃燒部分計算，也即這部分能源燃燒會被計算兩次。這意味著在計算各行業(yè)的二氧化碳排放量時，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，并考慮水泥的過程排放時，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對資本形成總額及出口、調(diào)出的能源投入，會使得該能源行業(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ej計算的行業(yè)二氧化碳排放量均會被低估，使得計算所得各行業(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。

不考慮水泥的過程排放會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)前文的計算，2007年全國水泥生產(chǎn)的過程二氧化碳排放量為68 344.7萬t，因此表3所示“是否考慮水泥的過程排放”，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)的過程排放量，可以看到在不考慮水泥的過程排放，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，中間使用部分的二氧化碳排放量較基準(zhǔn)情況減少10.1%。實際上，非能源排放，也即過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)這一項過程排放的做法也有待在后續(xù)研究中進行進一步的完善。

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程排放時計算方法最為準(zhǔn)確，與之相反，忽略所有以上因素的計算方法偏差最大。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、不考慮水泥的過程排放均會導(dǎo)致計算結(jié)果被高估或低估。根據(jù)中間使用排放量比較，這三個變量的計算優(yōu)先度為水泥的過程排放最重要（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，這三個變量的計算優(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%），水泥的過程排放不產(chǎn)生影響。根據(jù)總排放量比較，這三個變量的計算優(yōu)先度為水泥的過程排放最重要（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)這三個變量中有兩個或三個取0時，計算結(jié)果同時受這兩三個變量缺失的影響，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，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，中間使用排放量被低估9.8%，最終使用排放量被低估11.7%；僅考慮水泥的過程排放時，中間使用排放量被低估2.1%，最終使用排放量被高估71.0%；三個變量均不考慮時，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算方法，并基于投入產(chǎn)出法，對比計算了不同考慮因素對于二氧化碳排放量計算的影響，研究發(fā)現(xiàn)：計算方法方面，本文認(rèn)為二氧化碳排放的主要來源可以分為能源燃燒排放和水泥生產(chǎn)過程排放兩大類，在進行行業(yè)二氧化碳排放量的計算時應(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)的能源消耗量計算，水泥生產(chǎn)的二氧化碳排放量可根據(jù)全國水泥產(chǎn)量計算。該方法不僅可以避免能源消耗法數(shù)據(jù)選取不統(tǒng)一、生命周期評價法多行業(yè)計算工作量大，投入產(chǎn)出法計算結(jié)果較粗糙等缺陷，得出較為準(zhǔn)確的計算結(jié)果，還可以同時進行多省份、多行業(yè)二氧化碳排放量的計算，簡化計算步驟，提升計算效率。計算準(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)的過程排放”3個因素將對我國二氧化碳排放量的計算結(jié)果產(chǎn)生影響。其中，“是否考慮水泥生產(chǎn)的過程排放”影響碳排總量的計算，而其他2個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、考慮水泥的過程排放”情況下得到的二氧化碳排放量計算結(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%；若不考慮水泥的過程排放，會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）不斷推進二氧化碳計算方法的相關(guān)研究，提高對計算結(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)境問題的主要指標(biāo)，其計算結(jié)果的準(zhǔn)確性具有非常重要的意義。從總量上看，我國二氧化碳排放量的大小直接決定了社會各界對于我國碳排放現(xiàn)狀的認(rèn)識，然而，忽視水泥生產(chǎn)過程排放等因素將會使我國碳排總量被低估接近10%，這將直接影響我國社會各界對自身排放現(xiàn)狀的正確認(rèn)識，難以引起人們對能源和環(huán)境問題的重視，拖緩減排政策的推廣力度和執(zhí)行程度，甚至影響我國減排目標(biāo)的達成。排放結(jié)構(gòu)上看，能源轉(zhuǎn)化、資本形成以及出口和調(diào)出等因素將會影響我國碳排結(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，在國際社會方面，各國減排責(zé)任的劃分越來越多受到關(guān)注，我國作為快速崛起的重要經(jīng)濟體，其減排責(zé)任的確認(rèn)更是備受矚目。因此，我國碳排量計算的準(zhǔn)確性決定著我國在國際社會是否承擔(dān)了合理的減排責(zé)任，這一點不僅關(guān)乎我國和其他發(fā)展中國家的國際責(zé)任，更是世界環(huán)境問題的主要議題。

（2）關(guān)注二氧化碳排放量計算方式的選擇，在誤差允許的范圍內(nèi)選擇準(zhǔn)確度更高的方式進行計算。本文從3個角度出發(fā)，提供了計算二氧化碳排放量的8種不同方式，確定了最為準(zhǔn)確的計算方式并對其他方式的偏差進行了計算和分析。各種方式對不同的影響因素各有取舍，側(cè)重點各不相同，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?，建議學(xué)者采用本文確定的準(zhǔn)確方法進行二氧化碳排放量的計算，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)，針對不同的研究目的選取各自重點關(guān)注的主要問題，進而選取在重要環(huán)節(jié)上準(zhǔn)確度更高的方法進行計算，以在最大程度上保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻（References）

減少二氧化碳排放的方法范文第2篇

[關(guān)鍵詞]碳減排、二氧化碳捕集、二氧化碳運輸、二氧化碳儲存

中圖分類號：X55 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）11-0342-02

一、 研究目的及意義

隨著現(xiàn)代社會工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境問題已經(jīng)成為人類關(guān)注的焦點，由于大量排放二氧化碳導(dǎo)致的溫室效應(yīng)便是其中重要的一環(huán)，其帶來的危害已經(jīng)為各國政府高度關(guān)注。我國政府承諾到2020年碳排放強度比2005年降低40-45%，足可見我國對控制二氧化碳排放的決心之大。但當(dāng)前我國的能源領(lǐng)域面臨著多方挑戰(zhàn)，能源消費增長迅速，且現(xiàn)階段我國的能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主，世界一多半的煤炭為中國所用，中國60%多的煤炭用于發(fā)電，因此控制燃煤電廠二氧化碳的排放是我國碳減排的關(guān)鍵，研究電廠二氧化碳捕集運輸和儲存技術(shù)顯得舉足輕重。

二、 二氧化碳的捕集技術(shù)路線及方法分析

燃煤電廠對燃料燃燒不同階段產(chǎn)生的二氧化碳的捕集分為燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒捕集三條技術(shù)路線。現(xiàn)階段捕集方法主要有物理吸附法、物理吸收法、化學(xué)吸收法、膜分離法、低溫蒸餾法等，使用何種捕集方法取決于二氧化碳氣體的濃度、壓力、溫度，不同類型發(fā)電機組以及不同技術(shù)路線會選用不同的捕集方法。

2.1 二氧化碳捕集技術(shù)路線現(xiàn)狀分析

2.1.1 燃燒前捕集：燃燒前捕集技術(shù)主要應(yīng)用在整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（IGCC），IGCC的工藝流程主要為：氮氣作為動力氣源帶動燃煤進入氣化爐，與空分系統(tǒng)分離送出的純氧在氣化爐內(nèi)發(fā)生高壓富氧反應(yīng)，生成有效成分主要為一氧化碳和氫氣的混合氣體，隨后，在催化轉(zhuǎn)換器中經(jīng)過水煤氣變換后，促使一氧化碳轉(zhuǎn)換為二氧化碳并進一步產(chǎn)生氫氣，混合氣體中二氧化碳被捕集分離，氫氣經(jīng)過凈化作為清潔的氣體燃料送入燃氣輪機用于燃燒。燃燒前捕集技術(shù)的優(yōu)點是由于混合氣體的壓力較高，可以生成濃縮的二氧化碳氣流，不用加壓便能滿足壓縮機對管道內(nèi)輸送氣體壓力的要求，減少能耗，同時高濃度的二氧化碳氣體有利于捕集和利用，該技術(shù)還具有捕集系統(tǒng)小、捕集效率高以及對污染物的控制方面有很大潛力的優(yōu)點，缺點是IGCC技術(shù)仍面臨初期投資成本高、可靠性不高的問題，并且由于二氧化碳捕集系統(tǒng)需使用蒸汽以及壓縮機需使用額外功率會導(dǎo)致IGCC面臨發(fā)電成本增加40%、效率降低22%的問題。該技術(shù)常采用物理溶劑吸收方法和膜分離法來捕集二氧化碳。

2.1.2 燃燒后捕集：燃燒后捕集顧名思義是在燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣中進行二氧化碳捕集的技術(shù)。由于電廠煙氣中二氧化碳的濃度相對較低，該技術(shù)路線一般采用化學(xué)吸收法并需要使用強力溶劑。該技術(shù)的優(yōu)點是只需對現(xiàn)有燃煤機組加以改造加裝二氧化碳捕集裝置即可，不需要對機組的結(jié)構(gòu)進行大面積的調(diào)整，適合運行機組改造，并且該種技術(shù)是一種成熟的技術(shù)，缺點是由于煙氣中二氧化碳的濃度較低，二氧化碳的捕集費用相對較高，同時還面臨溶劑再生需要消耗大量能量的問題。燃燒后捕集技術(shù)還可使用物理吸附法、膜分離法和低溫蒸餾法捕集二氧化碳。

2.1.3 富氧燃燒捕集：富氧燃燒捕集顧名思義就是化石燃料在燃燒的過程中助燃劑是純氧而非空氣，這樣燃料燃燒完畢煙氣中主要含有二氧化碳和水蒸氣，只有少量的二氧化硫、碳氧化物等雜質(zhì)，把煙氣進行脫硫、脫硝及除塵后進行冷卻，除去其中的水蒸氣便可得到高純度的二氧化碳，純度能夠達到80%至98%，少量煙氣再循環(huán)進入燃燒室，目的是控制火焰溫度，防止燃料在純氧中燃燒時溫度過高，并且提高了煙氣中二氧化碳的體積比。此種技術(shù)的優(yōu)點是捕集成本低；由于沒有氮氣參與燃燒，煙氣中氮氧化物的含量大大降低；由于是富氧燃燒，可以降低燃料的消耗量，提高熱效率，缺點是燃燒需要在富氧的環(huán)境下進行，制備高純度氧的能耗很高；燃燒室需要改造；該種技術(shù)面臨的問題很多，如煙氣再循環(huán)的參入量、氧量變化造成鍋爐燃燒調(diào)節(jié)的改變等，該種技術(shù)尚不成熟，處于示范階段。

綜上所述，三種二氧化碳捕集技術(shù)路線各有特點，燃燒前捕集技術(shù)占用場地小、捕集效率高但初期投資成本高，適用于IGCC電廠；燃燒后捕集技術(shù)對已建電廠改造難度小、技術(shù)相對成熟但捕集成本高；富氧燃燒捕集成本低但制氧能耗高、技術(shù)不成熟，燃燒后捕集和富氧燃燒捕集技術(shù)路線主要適用于傳統(tǒng)以化石能源為燃料的電廠，并適合老廠改造?，F(xiàn)階段，三種技術(shù)路線均未達到商業(yè)化的程度，只處于實驗室階段或有少量的示范項目。

2.2 二氧化碳捕集方法介紹

2.2.1 物理吸收法

物理吸收法是利用有機溶劑在高壓下對二氧化碳的吸收量增大的機理實現(xiàn)的，通過對有機溶劑降壓便可以釋放二氧化碳，還原溶劑。此種方法能耗較低，要求有機溶劑具有對二氧化碳的溶解度隨壓力變大增速明顯、沸點高、選擇性好、無毒、穩(wěn)定性好等特點。常用的物理吸收溶劑有聚乙二醇二甲醇、甲醚、環(huán)丁砜、三乙醇胺和碳酸丙烯酯。

2.2.2 化學(xué)吸收法

化學(xué)吸收法在化工行業(yè)是一種常見的方法，一般二氧化碳的吸收溶劑為有機胺的水溶液。研究發(fā)現(xiàn)水對乙醇胺吸收二氧化碳的能力有提升作用，沒有水的存在，1mol乙醇胺只能吸收0.5mol二氧化碳，水存在的情況下，1mol乙醇胺能吸收1mol二氧化碳。醇胺類化學(xué)吸收法的優(yōu)點為技術(shù)成熟、吸收量大、選擇性高并能同時吸收硫化氫和氮氧化物等有害氣體；缺點為吸收溶劑再生困難，需要消耗較高能量；對設(shè)備易腐蝕；在富氧的環(huán)境下，吸收性能大幅降低等。

2.2.3 物理吸附法

物理吸附法是利用固體吸附劑對二氧化碳進行選擇性吸附的原理，脫除煙氣中的二氧化碳，吸附法分為變溫吸附法和變壓吸附法。固體吸附劑表面的孔徑大小、孔容和極性以及吸附材料分子量、分子大小、極性決定了該吸附劑的吸附能力，此種方法比吸收法具有吸附過程需要能量少的優(yōu)點，并且由于吸附過程是放熱過程，吸附劑需要通過加熱還原再生。物理吸附法對二氧化碳的捕集成本與吸收法大致相當(dāng)，但其對二氧化碳的吸附量和選擇性要更好，并且吸附劑的還原需要的能量較低，操作簡單，相比吸收法更具有市場價值，缺點是進行二氧化碳捕集前需要將混合氣體冷卻、干燥，以及除去易使吸附劑中毒的氣體，并且存在二氧化碳回收率不高以及吸附劑選擇性的問題。常用的吸附劑有天然沸石、分子篩、活性氧化鋁、硅膠和活性炭等。

2.2.4 膜分離法

膜分離法是利用部分氣體無法穿透薄膜的原理對氣體進行分離，此法的驅(qū)動力是膜兩側(cè)的壓差，當(dāng)差壓達到一定值時，能夠穿透薄膜的氣體會透過薄膜，捕集氣體會留在膜內(nèi)。薄膜的氣體選擇性、壓力比、穿透氣流和總氣流的流量比決定了此薄膜的二氧化碳捕集能力。此方法在分離工業(yè)合成氨尾氣、煉油尾氣等領(lǐng)域已經(jīng)廣泛使用，但是由于電廠煙氣流量大，需要膜的面積很大，投資成本高。用于捕集二氧化碳的薄膜有醋酸纖維膜、聚苯醚膜、乙基膜、聚砜膜、溴磺化聚環(huán)氧丙烷膜、沸石礦物膜等。

2.2.5 低溫蒸餾法

低溫蒸餾法是利用不同氣體的冷凝點不同而進行氣體分離的，系統(tǒng)一般由壓縮機、焦耳湯普森閥、多級熱交換器和膨脹機組成，系統(tǒng)中設(shè)有不同溫度的冷阱，以此來捕集不同冷凝點的氣體。由于低溫蒸餾法是在液態(tài)的形態(tài)下捕集到的二氧化碳，為運輸和儲存提供便捷；該方法同時還能減少水的消耗、化學(xué)試劑的使用量以及有效解決設(shè)備腐蝕等問題，缺點是設(shè)備龐大、能耗大、煙氣中的粉塵易阻塞設(shè)備等，此方法一般用于分離高濃度的二氧化碳，常用于分離油田伴生氣中的二氧化碳。

2.2.6 二氧化碳捕集新方法

所謂的二氧化碳捕集新方法是指尚在實驗室研究階段，技術(shù)尚未成熟的方法，主要有化學(xué)循環(huán)捕集法和二氧化碳水合分離法。

上述幾種二氧化碳的捕集方法各有千秋，需要根據(jù)捕集技術(shù)路線選擇合適的捕集方法或幾種捕集方法的集合，電廠的二氧化碳捕集方法大多尚在實驗室或示范階段，需要進一步研究論證。

三、 二氧化碳的運輸與儲存技術(shù)分析

3.1 二氧化碳運輸技術(shù)

二氧化碳經(jīng)捕集、壓縮形成超臨界流體或液體，通過鐵路、船舶、管道等輸送工具運至目的地的過程稱為二氧化碳的運輸。當(dāng)運輸距離較遠時（大于1000千米）管道運輸?shù)某杀咀畹?，并且管道運輸是一項成熟的商業(yè)化技術(shù)，其成本取決于管道的長度、直徑、二氧化碳的壓力和地質(zhì)特點。

3.2 二氧化碳儲存技術(shù)

二氧化碳的存儲技術(shù)分為地質(zhì)儲存、海洋儲存、儲液站儲存、固態(tài)儲存和礦物碳化儲存技術(shù)。

地質(zhì)儲存技術(shù)是把超臨界狀態(tài)的二氧化碳灌入油田、氣田、無法開采的煤層、深鹽水層進行儲存，這些地層必須由巖石密封，并且相對二氧化碳來說是不可滲透的。把二氧化碳注入油田或氣田存儲二氧化碳的同時用以驅(qū)動采油或氣，可以提高30%至60%的石油產(chǎn)量；注入無法開采的煤礦可以把煤層中的煤層氣驅(qū)趕出來，增加煤層氣采集率；深鹽水層儲存技術(shù)由于儲存容量大具有最大的潛力，該方法已于1996年一家挪威的能源公司投入商業(yè)運行。

海洋儲存技術(shù)是把二氧化碳輸送到海洋600米深度以下的區(qū)域，在此深度由于水的壓力能夠把二氧化碳轉(zhuǎn)換為液體，當(dāng)儲存深度達到3000米、溫度低于10攝氏度時，液態(tài)二氧化碳的密度會大于水的密度，并在表面形成粘稠狀薄膜，防止二氧化碳擴散。此種技術(shù)可能會改變海洋的PH值，其對環(huán)境的危害程度未知，此種技術(shù)還在探索階段。

儲液站儲存技術(shù)是把捕集到的二氧化碳進行凈化、干燥等處理后冷卻形成高壓、低溫的液態(tài)二氧化碳，具有效率高、氣體純度高、儲量大的特點。

固態(tài)存儲技術(shù)是把二氧化碳先高壓壓縮形成液態(tài)二氧化碳，然后高壓低溫冷卻形成干冰儲存，由于其生產(chǎn)工藝?yán)щy且儲存條件費用高，此項技術(shù)并不常用。

礦物碳化技術(shù)儲存二氧化碳是一項新興技術(shù)，技術(shù)原理是將二氧化碳礦物碳化固定與含方英石雜質(zhì)的鈣基膨潤土深加工相結(jié)合，利用鈣基膨潤土容易通過離子交換形成碳酸鈣以及堿法分離方英石過程中容易形成吸收二氧化碳溶液的特點，實現(xiàn)吸收固定二氧化碳，但其預(yù)期成本遠高于其他存儲方法，不適合開展利用。

四、 結(jié)束語

現(xiàn)階段，制約二氧化碳捕集存儲技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵在于技術(shù)不成熟和高昂成本問題，研究開發(fā)成熟、高效、低成本的二氧化碳捕集儲存技術(shù)將是未來發(fā)展的方向。本文通過對現(xiàn)有的二氧化碳的捕集、運輸及儲存技術(shù)進行闡述，為未來該技術(shù)在電廠的成熟應(yīng)用提供理論依據(jù)。

參考文獻

減少二氧化碳排放的方法范文第3篇

Abstract： This article mainly investigates some technologies about carbon dioxide， just like carbon dioxide concentration， desulfurization by physical or chemical method before getting into the coke oven， high temperature hydrogenation desulfurization process in coking and the final desulfurization in coal gas for the sulfur recovery. This article focuses on the desulfurization in the process of Coking.

關(guān)鍵詞： 焦煤入爐前脫硫；碳化過程加氫脫硫；回收煤氣脫硫

Key words： desulfurization before getting into the coke oven；hydrogenation desulfurization in carbonization；recovery gas desulfurization

中圖分類號：X5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）07-0293-02

0 引言

目前世界上約85%的商業(yè)能源需求都是靠化石燃料來滿足，要想迅速拋開化石燃料而不影響全球經(jīng)濟發(fā)展恐怕是不可能的，目前已經(jīng)認(rèn)識到化石燃料燃燒所排放的二氧化碳，可以通過富集和地質(zhì)儲存（CCS）而大大減少。本文主要從化石燃料利用的角度來闡述一下二氧化碳的減排、富集和儲存技術(shù)的研究進展，發(fā)展現(xiàn)狀和前景。

1 二氧化碳的減排

《京都議定書》大致從三個方面來促進二氧化碳的減排：一是應(yīng)對全球變暖的政治策略，二是二氧化碳稅和排放權(quán)交易，三是清潔發(fā)展機制（CDM）。對二氧化碳為主的溫室氣體減排技術(shù)的研究，目前主要分為源頭控制和后續(xù)處理，包括減少溫室氣體排放技術(shù)、增加碳匯技術(shù)（陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯、海洋碳匯等），以及碳捕獲和封存技術(shù)。國外研究人員提出了“穩(wěn)定楔”理論，即15種減緩氣候變化的溫室氣體減排技術(shù)，目的是在2050年前將全球大氣中CO2的濃度保持在500mL/m3。要達到該目標(biāo)至少需要綜合運用15種技術(shù)中的任意7種。15種減排技術(shù)綜合歸納起來主要有以下5種：

①提高能源效率和加強管理。表現(xiàn)在提高燃料的使用效能、減少車輛的使用、降低建筑耗能、提高發(fā)電廠效能等方面；②燃料使用的轉(zhuǎn)換，以及CO2的捕獲與封存。以天然氣取代煤作燃料、捕獲并儲存發(fā)電廠CO2。③核能發(fā)電。用核能技術(shù)替代燃煤發(fā)電的技術(shù)。④可再生能源及燃料。如風(fēng)能、太陽能、可再生燃料（生物質(zhì)能）。⑤對CO2的吸收。森林和耕地對CO2的吸收作用。

國際能源局（IEA）指出，通過提高能效和增加可再生能源生產(chǎn)來減少CO2排放的潛力仍是有限的。CCS在10～20年內(nèi)是可大大減少CO2排放有潛力的技術(shù)。因此，減少全球CO2排放的策略必須將以下幾種組合采用：提高能效；更多地生產(chǎn)可再生能源；較多地實施CCS。減少CO2排放幾大策略的潛力如圖1所示。

因此，CO2的捕獲和封存技術(shù)是當(dāng)前該領(lǐng)域研究的熱點，被認(rèn)為是最具應(yīng)用前景的溫室氣體減排技術(shù)之一。下面就主要介紹一下CCS的研究現(xiàn)狀和進展。

2 二氧化碳的富集

目前，電廠和其他工業(yè)生產(chǎn)燃燒生成的二氧化碳主要以煙氣的形式排出，煙氣中二氧化碳的濃度在4-14%（V/V）左右，從原理上來說，這些煙氣可以通過壓縮至10MPa以上而被儲存起來，從而減少二氧化碳的排放，但如此大的煙氣量造成存儲源的浪費，同時壓縮煙氣的能量消耗巨大，因此生產(chǎn)利于運輸和儲存的高純度的二氧化碳就有利可圖，這個過程被稱為二氧化碳的富集。二氧化碳的富集與儲存對于大型固定的排放源來說是最實用的，它所需求的支持運輸網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)設(shè)施最簡單并且構(gòu)建起來最經(jīng)濟?；剂先紵S的二氧化碳富集一般有四種工藝路線：

①燃燒后富集；②燃燒前富集；③在燃料氧化燃燒過程中富集；④化學(xué)鏈燃燒技術(shù)。

2.1 燃燒后富集 燃燒后富集是從化石燃料燃燒后的含有NOx和SO2的煙氣中分離出二氧化碳的過程。圖2是燃燒后富集CO2的工藝流程示意圖。

由圖可知，燃燒后富集是從燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣（CO2、NOx、SO2）中分離CO2，目前首選的技術(shù)是用化學(xué)溶劑（通常是用胺，如乙醇胺MEA）對煙氣進行洗滌，化學(xué)溶劑與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后形成一種化合物，然后對溶劑進行加熱，化合物分解，分離出高純度的CO2，同時達到化學(xué)溶劑再生的目的。

2.2 燃燒前富集 燃燒前富集是指，燃料與氧氣或空氣亦或水蒸氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生主要成分是一氧化碳和氫氣的混合氣體，這個過程被稱為氣化、部分氧化或重整。一氧化碳和氫氣的混合氣體通過催化轉(zhuǎn)化也即水煤氣變換反應(yīng)使一氧化碳與水反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，然后二氧化碳被分離出來，氫氣則作為燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的燃料，如整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)（IGCC）。圖3是燃燒前富集CO2的工藝流程示意圖。

該工藝可以用于從天然氣、石油或煤為燃料的系統(tǒng)，但是以石油和煤作燃料時，需要加裝去除硫化物、氮氧化物和顆粒物等雜質(zhì)的設(shè)備。和燃燒后分離相比，燃燒前分離需要處理的氣體較少，所處理氣體壓力較高，二氧化碳濃度較大，這就減小了二氧化碳分離設(shè)備的尺寸，從而降低了投資成本。

顯然，燃燒前富集工藝需要從根本上改變原有電廠設(shè)計的變化，但大多數(shù)燃燒前二氧化碳富集技術(shù)已經(jīng)在制氨廠和其他工業(yè)過程中得到了證實，并且這些技術(shù)正在美國的Great Plains Synfuels電廠應(yīng)用。另外對于一些不需要富集二氧化碳的電廠來說，此工藝還可以用來制造氫氣，如采用IGCC的電廠。

在燃燒前富集工藝中生產(chǎn)的氫氣可以作為燃料電池的替代燃料，雖然目前來說燃料電池和燃氣輪機相比不具競爭力，但是從長遠來看，隨著化石燃料的減少，特別是對于小型發(fā)電廠和運輸業(yè)而言，燃料電池的優(yōu)勢是不言而喻的。

對于燃燒前二氧化碳富集工藝，通過新技術(shù)的開發(fā)，節(jié)約成本和提高能源效率的空間是巨大的。

2.3 富氧燃燒富集 富氧燃燒富集二氧化碳是指，燃料在氧氣和二氧化碳的混合氣體中燃燒，而不是在空氣中燃燒，因而產(chǎn)生的是一種富含二氧化碳的煙氣。通常，氧氣由空氣分離裝置提供，氧氣和二氧化碳混合氣體通過將部分煙氣回流到燃燒室里生成。圖4是在燃料氧化燃燒過程中富集CO2的工藝流程示意圖。

該工藝燃燒爐使用氧氣和二氧化碳混合氣的目的是為了控制火焰溫度，如果燃燒發(fā)生在純氧中，火焰溫度就會過高，不易控制，很可能會超出燃燒爐所承受的最高溫度，但如果在燃燒爐里回流部分含有高濃度二氧化碳的煙氣，就可以控制燃燒爐的溫度，改善燃燒速度，從而提高熱效率。這樣產(chǎn)生的煙氣富含二氧化碳，并且不含氮氧化物，部分回流到燃燒室，大部分被除去硫化物和顆粒物雜質(zhì)后二氧化碳的濃度可接近90%，這樣就不需要對其進行分離就可以直接進行壓縮儲存或運輸。

這種工藝的優(yōu)點在于不用任何除NOx的設(shè)備，還可以省去分離二氧化碳的設(shè)備和能耗，并且由于燃燒爐里氧氣的濃度較空氣燃燒來說高得多，這就可以大大減小燃燒爐的規(guī)模，進而后續(xù)如脫硫等工段的設(shè)備也相應(yīng)減小，這樣就更進一步減少了設(shè)備投資。由于不需要對二氧化碳進行分離，就大大降低了分離二氧化碳帶來的能量消耗，節(jié)約了成本。

2.4 化學(xué)鏈燃燒技術(shù)富集 一些新的工藝方案試圖避開在上述工藝中使用空氣分離裝置，因為它的能量需求大?；瘜W(xué)鏈燃燒技術(shù)利用金屬氧化反應(yīng)來分離氧氣，隨著后來金屬氧化物的減少，為化石燃料燃燒提供了所需的氧氣。該技術(shù)把傳統(tǒng)的燃燒分解為兩個氣固化學(xué)反應(yīng)，燃料與空氣不直接接觸，是一種無火焰的燃燒方式。

該系統(tǒng)含有兩個反應(yīng)器：空氣反應(yīng)器和燃料反應(yīng)器。在燃料反應(yīng)器內(nèi)金屬氧化物與燃料氣體發(fā)生還原反應(yīng)并吸收熱量，一般使用天然氣、氫氣等作為燃料氣體。其反應(yīng)式為：

（m+4n）MeO+2CnHm+ΔHred（m+4n）Me+mH2O+2nCO2 （1）

在燃料反應(yīng)器內(nèi)被還原的金屬顆粒回到空氣反應(yīng)器并與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)放出熱量，其反應(yīng)式為：

Me+O2MeO+ΔHox （2）

式（1）與式（2）相加即為傳統(tǒng)燃燒反應(yīng)

CnHm+O2nCO2+m/2H2O+ΔH （3）

通常情形下，反應(yīng)（1）吸收熱量，反應(yīng)（2）放出熱量，這兩部分熱量的代數(shù)和即為反應(yīng)（3）中的ΔH，即燃料進行傳統(tǒng)燃燒時放出的熱量。但是由于該種燃燒形式把一步化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成了兩步化學(xué)反應(yīng)來完成，實現(xiàn)了能量的梯級利用，提高了能源利用率。特別是，從燃料反應(yīng)器內(nèi)排出的二氧化碳和水蒸氣可以直接通入冷凝器被冷卻，在不需要額外消耗能量的情況下，把水蒸氣冷凝成液態(tài)水，分離出高濃度的二氧化碳，便于進行下一步對二氧化碳的回收和處理。另外在燃燒過程中，燃料不與氧氣直接接觸，避免了燃料型NOx的生成。當(dāng)燃燒溫度低于1500℃時，熱力型NOx生成極少，而空氣側(cè)反應(yīng)溫度較低，因而可以控制熱力型NOx的生成。

化學(xué)鏈燃燒技術(shù)仍處于研究階段，目前主要采用熱重分析儀、流化床和固定床進行探索性研究，作為氧載體的金屬物質(zhì)主要有Fe、Ni、Co、Mn、Cu、Cd等。

3 二氧化碳的分離技術(shù)

上述的四種工藝路線都包括從氣流中分離二氧化碳，目前有四種主要的二氧化碳分離方法[1-3]，選擇哪一種方法取決于要富集的二氧化碳的狀態(tài)（壓力、濃度和量），這四種二氧化碳的分離方法分別是：吸收分離法；吸附分離法；膜分離法。

參考文獻：

[1]裴克毅，孫紹增，黃麗坤.全球變暖與二氧化碳減排[J].節(jié)能技術(shù)，2005，23（03）：239-243.

減少二氧化碳排放的方法范文第4篇

關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè);低碳農(nóng)業(yè);二氧化碳

哥本哈根世界氣候大會全稱《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，被喻為“拯救人類的最后一次機會”; 的會議，讓“低碳經(jīng)濟”;成了2009年的歲末熱詞。一時間，所謂碳稅、碳匯、碳交易、碳足跡、低碳工業(yè)、低碳農(nóng)業(yè)、低碳建筑、低碳城市、低碳生活蜂擁而至。低碳經(jīng)濟作為具有廣泛社會性的前沿經(jīng)濟理念，其實并沒有約定俗成的定義。一般來講，低碳經(jīng)濟是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、新能源開發(fā)等手段，盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達到經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏的一種經(jīng)濟發(fā)展形態(tài)。所謂低碳，就意味著環(huán)保、節(jié)能減排，意味著生產(chǎn)、生活方式和價值觀念的轉(zhuǎn)變。

1低碳農(nóng)業(yè)的概述 低碳農(nóng)業(yè)首先是一種理念，是農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的一個發(fā)展方向。低碳理念的本質(zhì)就是降能節(jié)約。低碳農(nóng)業(yè)是一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)利用等多種手段，盡可能地減少能源消耗，減少碳排放，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏。低碳農(nóng)業(yè)是一種比廣義的生態(tài)農(nóng)業(yè)概念更廣泛的概念，是生態(tài)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)的進一步發(fā)展，不僅象生態(tài)農(nóng)業(yè)那樣提倡少用化肥農(nóng)藥、進行高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而在農(nóng)業(yè)的能源消耗越來越多，種植、運輸、加工等過程中，電力、石油和煤氣等能源的使用都在增加的情況下，低碳農(nóng)業(yè)還更注重整體農(nóng)業(yè)能耗和碳排放的降低。

低碳農(nóng)業(yè)也是生物多樣性農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了刀耕火種農(nóng)業(yè)階段、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)階段和工業(yè)化農(nóng)業(yè)階段。工業(yè)化農(nóng)業(yè)過程對生物多樣性構(gòu)成威脅:農(nóng)田開墾和連片種植引起自然植被減少，以及自然物種和天敵的減少;農(nóng)藥的使用破壞了物種多樣性;化肥造成了環(huán)境污染，進而也引起生物多樣性的減少;品種選育過程的遺傳背景單一化及其大面積推廣，造成了對其他品種的排斥，如果用碳經(jīng)濟的概念衡量，這種農(nóng)業(yè)可以說是一種 “高碳農(nóng)業(yè)”;。改變高碳農(nóng)業(yè)的方法就是發(fā)展生物多樣性農(nóng)業(yè)。生物多樣性農(nóng)業(yè)由于可以避免使用農(nóng)藥、化肥等，某種意義上正屬于低碳農(nóng)業(yè)。 農(nóng)業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是一個重要的溫室氣體來源，同時又受到溫室效應(yīng)的嚴(yán)重影響。響應(yīng)低碳經(jīng)濟的號召，確定農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放量并探尋減排辦法已成為世界各國的當(dāng)務(wù)之急。然而，低碳農(nóng)業(yè)雖然前景廣闊，但距離“低碳農(nóng)業(yè)”;的標(biāo)準(zhǔn)還有很大差距。勞動力是發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)前期投人成本中的主要部分，尤其是知識型勞動力的投人;我國目前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點決定了規(guī)模化低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的困難。發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，需要大面積采用生態(tài)農(nóng)業(yè)的部分技術(shù)、需要相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)與之相匹配、需要政府和一些高校社會組織專業(yè)人員的指導(dǎo)和培訓(xùn)，特別是市場的銜接。

2農(nóng)業(yè)與溫室氣體中二氧化碳的消長關(guān)系 人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動與全球氣候變化相互聯(lián)系又相互影響。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在全球溫室氣體(包括二氧化碳，CH4, N20)循環(huán)中占有重要地位。土壤中的有機物質(zhì)經(jīng)微生物分解，以二氧化碳的形式釋放人大氣，CH;可在長期淹水的農(nóng)田中經(jīng)發(fā)酵作用產(chǎn)生，全球一半以上的N20來自土壤的硝化和反硝化過程。 2.1農(nóng)業(yè)是溫室氣體中二氧化碳的重要來源 2.1.1土壤本身就是一個巨大的碳庫。土壤圈是地球巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈交界的一個圈層，它不僅是人類賴以生存的自然資源和人類與生物生活棲息的基地，而且是生態(tài)系統(tǒng)中生物與環(huán)境間進行物質(zhì)、能量交換的樞紐。土壤圈在全球氣候變化尤其在全球碳循環(huán)中的重要作用可歸納為兩方面:一是土壤圈是碳素的重要貯存庫和轉(zhuǎn)化器。其貯存形式為土壤有機質(zhì)，它含有的有機碳量占整個生物圈總碳量的3/4。儲存的大量有機碳是土壤質(zhì)量和功能的核心，有利于作物的生長;但由于大量施用化肥，加速了農(nóng)田土壤中有機碳的礦化，進而向大氣中排放了大量的二氧化碳和CH4等溫室氣體，尤其是千百年來因種植水稻而形成的水稻土，每年排放的CH4占全球 CH;排放總量的10%一15%。二是土壤呼吸使大量的有機碳以二氧化碳形式釋放到大氣中。土壤呼吸作用釋放的二氧化碳量是相當(dāng)可觀的。據(jù)估算，全球每年由土壤釋放到大氣中的碳量約為 (0.8一4.6) xlOlsg。因此，土壤呼吸的微量變化將導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度的顯著變化，從而影響由于二氧化碳濃度升高所伴隨的全球變暖和其他氣候因素的變化。

減少二氧化碳排放的方法范文第5篇

關(guān)鍵詞：投入產(chǎn)出分析；二氧化碳排放；進出口貿(mào)易；

1引言

2009年底召開的哥本哈根會議吸引了全世界的目光，“碳排放”問題也隨之成為了最引人注目的焦點。我國在會議上宣布，到2020年實現(xiàn)單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的行動目標(biāo)。據(jù)海外研究機構(gòu)估計，中國目前二氧化碳的排放量2007年已經(jīng)超過美國，成為世界第一大溫室氣體排放國。而且中國溫室氣體排放可能在二十年內(nèi)翻番甚至更多，因此中國在兌現(xiàn)二氧化碳減排諾言的實踐中將面臨巨大的挑戰(zhàn)。

國際貿(mào)易是影響一國溫室氣體排放量的重要因素。在國際貿(mào)易過程中，由于各國國際分工、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，必然會出現(xiàn)碳排放轉(zhuǎn)移問題。隨著經(jīng)濟全球化速度的不斷加快，我國對外貿(mào)易高速增長。在拉動經(jīng)濟發(fā)展的同時，也造成了我國的貿(mào)易碳污染。因此從外貿(mào)結(jié)構(gòu)角度來探討我國節(jié)能減排的新途徑，具有很強的現(xiàn)實意義。本文將利用投入產(chǎn)出方法客觀評估和定量分析進出口貿(mào)易對我國二氧化碳排放的影響。

本文在目前國內(nèi)外關(guān)于能源消耗問題已有的研究結(jié)果上，將通過分析外貿(mào)商品在本國經(jīng)濟運行中所起的作用，定量測算外貿(mào)商品的二氧化碳排放量，進而分析外貿(mào)商品結(jié)構(gòu)對二氧化碳排放量的影響，找到對外貿(mào)易中減少二氧化碳排放的途徑。

2模型及評價指標(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)角度反映了國民經(jīng)濟各部門的各種分配和消耗關(guān)系，因此要全面評價一個部門基于國際貿(mào)易的完全碳排放量，本文采用了投入產(chǎn)出方法。

根據(jù)國家統(tǒng)計局已經(jīng)公布的《2007年中國投入產(chǎn)出表》，本文將采用2007年42×42部門的全國投入產(chǎn)出表。從總體上來看，我國能源消耗重點集中在第二產(chǎn)業(yè)的工業(yè)部門，而第三產(chǎn)業(yè)各產(chǎn)品部門能源消費量少，污染排放小。因此為了便于計算和討論，本文把投入產(chǎn)出表中第三產(chǎn)業(yè)的16個部門合并成能源平衡表中第三產(chǎn)業(yè)的3個行業(yè)部門。合并后的投入產(chǎn)出表是29×29個部門。[1]

我國貿(mào)易出口中的內(nèi)涵二氧化碳量是別國綜合評估在享用我國出口商品時而避免在本國排放的二氧化碳量。由于在一般的經(jīng)濟活動中，各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)不僅會直接導(dǎo)致最終生產(chǎn)部門的能源消耗，還會通過消費各種原材料及輔助材料進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)累計二氧化碳量直接排放和間接排放之和。即完全排放。同樣，進口產(chǎn)品隱含別國為了出口而在其國內(nèi)排放的二氧化碳量，進口產(chǎn)品也包含能源消耗和二氧化碳排放。但值得注意的是，進口產(chǎn)品是在國外生產(chǎn)，由于國內(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)所消耗能源量也會出現(xiàn)不同。因此不能把在國外生產(chǎn)的進口產(chǎn)品所產(chǎn)生的二氧化碳排放量作為國內(nèi)的二氧化碳減排量，必須從進口產(chǎn)品在本國經(jīng)濟運行過程中所起作用的角度來考慮，即假定在本國生產(chǎn)條件下，這些進口產(chǎn)品作為國內(nèi)最終產(chǎn)品生產(chǎn)而產(chǎn)生的二氧化碳完全排放量。

3對外貿(mào)易的二氧化碳排放實證

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?，直接排放系數(shù)大的部門其完全排放系數(shù)也相對較大，如部門2“煤炭開采和細選業(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，值得重點關(guān)注。由于它們的進出口比重也比較大，會對出口排放強度和進口減排強度產(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)可以擴大很多。如第18個部門“電氣機械及器材制造業(yè)”，直接排放系數(shù)僅為0.14，完全排放系數(shù)則擴大了近17倍，達到2.37，充分說明了產(chǎn)品生產(chǎn)過程中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/萬元）部門編號部門直接排放系數(shù)完全排放系數(shù)kf出口比重進口比重列出了根據(jù)2007年投入產(chǎn)出表以及進出口額計算所得結(jié)果。由表可見，2CO出口排放強度小于2CO進口減排強度，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口產(chǎn)品帶來的能源節(jié)省,也即對外貿(mào)易有助于節(jié)約能源消費,有助于降低單位產(chǎn)值能耗。但是從我國對外貿(mào)易的二氧化碳轉(zhuǎn)移總量上看，由于進出口貿(mào)易量之間的差異，出口規(guī)模的迅速增長導(dǎo)致我國2007年對外貿(mào)易2CO排放量大于2CO減排量，分別為192401.01萬噸和149177.35萬噸。處于2CO凈進口狀態(tài)，為貿(mào)易碳污染轉(zhuǎn)入國。超級秘書網(wǎng)

4結(jié)論和政策

建議總體上看，由于在國際產(chǎn)業(yè)分工中，我國處于產(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)在進口國排放的二氧化碳。導(dǎo)致對外進出口貿(mào)易中出口二氧化碳耗能高于進口二氧化碳省能。由于國家貿(mào)易碳排放的變化，不僅受進出口規(guī)模、進出口結(jié)構(gòu)的影響，更受部門能源利用結(jié)構(gòu)和能源強度等生產(chǎn)技術(shù)因素的影響，考慮到國家現(xiàn)階段經(jīng)濟發(fā)展及能源結(jié)構(gòu)特點，中國在未來的對外貿(mào)易中，不僅適當(dāng)控制高能耗、高碳排的部門出口規(guī)模，鼓勵低耗能產(chǎn)品的出口；更要降低高耗能產(chǎn)品進口門檻。同時應(yīng)積極引進先進生產(chǎn)技術(shù)，提高能源利用效率，降低部門能耗強度。優(yōu)化我國進出口貿(mào)易的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在促進經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)上實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

[參考文獻]

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