減少溫室氣體排放的途徑匯總十篇

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篇（1）

大氣中的甲烷是一種對全球變暖作用僅次于二氧化碳的重要溫室氣體，它的全球增溫潛勢（GWP）是二氧化碳的21倍，對溫室效應的貢獻約為26%[1]。城市污水廠中污水經過無氧處理或直接排入自然環境中均會造成大量的甲烷氣體排放。我國2005年國家溫室氣體清單中約8.6%的甲烷排放來源于城市廢棄物處理，其中，污水處理甲烷排放占42%，是第二大排放源[3]。雖然污水處理甲烷排放量不大，但甲烷回收利用的經濟社會價值明顯，估算城市污水處理廠甲烷的排放量，研究污水處理中甲烷的控制途徑，對總的溫室氣體排放量的估算以及對研究全球氣候變化具有顯著的推動作用。

1背景及溫室氣體控制意義

近年來，隨著生產力的不斷發展，人類活動日趨頻繁導致了氣候變暖、海平面上升、極端天氣頻繁等一系列環境問題，成為了國際社會普遍關注的重大全球性問題。《京都議定書》確定的溫室氣體主要有二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCS）、全氟碳化物（PFCS）、六氟化硫（SF6）這6種。其中，二氧化碳溫室效應最大，但二CO2在全球變暖中的作用正逐漸降低，而CH4在近200年內卻呈加速上升勢態。IPCC（聯合國政府間氣候變化專門委員會）第四次評估報告顯示，全球溫室氣體排放量由1970年的287億噸二氧化碳當量上升到2004年的490億噸，增加70%[2]。《中國氣候變化國家信息通報》顯示，2005年中國溫室氣體排放凈排放量為70.46億噸二氧化碳當量，比1994年的26.66億噸二氧化碳當量增長了164.29%，年均增長率約為9.24%[3-4]。IPCC資料顯示，全球城市廢棄物處理溫室氣體排放只對溫室氣體總排放做出了很小的貢獻（<5%）。其中，污水處理中的甲烷是第二排放源。1994年中國城市廢棄物處理溫室氣體排放量（固廢處理和污水處理）為1.62億噸二氧化碳當量，約占溫室氣體總排放量的5.3%，而2005年則為1.12億噸二氧化碳當量，約占溫室氣體總排放量的1.5%[3-4]。雖然污水處理溫室氣體排放比重不高，但污水處理中甲烷的控制與回收利用不僅有助于降低溫室氣體排放，還可用于供電供熱、能源消耗使用，具有較好的環境和社會效益。其次，我國廢棄物處理起步晚、起點低，溫室氣體減排項目缺乏。由于經濟、技術等因素的制約，廢水處理除珠江啤酒廠、青島啤酒廠等大規模企業開展了CH4收集利用外，收集利用項目也非常有限。因此，城市污水處理廠溫室氣體排放控制具有巨大的潛力，逐步研究、建立和完善溫室氣體控制和收集利用系統，不僅能夠發展清潔能源，還能增加資源利用效率，開發潛力巨大，對溫室氣體排放的控制起到至關重要的作用。

2杭州市城市污水處理廠污水處理現狀

2010～2014年，杭州市污水處理量除2013年有小幅下降外均呈平穩增長趨勢，2014年比2010年增長12.39%。《杭州市環境統計年鑒》顯示，截止2014年杭州市共有污水處理廠42座，其中處理能力5000m3/d以上污水廠26座。全市污水總處理能力2.97×106m3/d，2014年污水處理量為942.59×106m3，主要集中在主城區、蕭山區和富陽市，3個地區污水處理量占了總污水處理量的83.11%。其中，主城區污水廠以處理生活污水為主，生活污水處理量比例達80%。富陽市由于4座污水處理廠主要以處理造紙工業園區內工業廢水為主，因此富陽市工業廢水處理量比例達83%以上。其余區、縣、市污水廠除蕭山區和余杭區工業廢水處理量略高外均以處理生活污水為主。

3杭州市污水處理廠甲烷排放量的估算

采用《2006年IPCC國家溫室氣候清單指南》（以下簡稱《IPCC指南》）和《浙江省市縣溫室氣體清單編制指南》（以下簡稱《市縣指南》）推薦的估算方法，對2011～2014年杭州市城市污水廠污水處理甲烷排放量進行了估算。

3.1計算方法

ECH4=(TOW×EF)-R。式中，ECH4為清單年份的生活污水處理甲烷排放總量，TOW為清單年份的生活污水中有機物總量；EF為排放因子，R為清單年份的甲烷回收量。排放因子（EF）的估算公式為：EF=B0×MCF。式中，B0為甲烷最大產生能力，MCF為甲烷修正因子。

3.2活動水平和排放因子的選擇

污水處理甲烷排放時的主要活動水平數據是TOW，以生化需氧量（BOD）作為重要的指標，包括污水處理廠處理系統中去除的BOD和排入到海洋、河流或湖泊等自然環境中的BOD兩部分。在計算中，采用統計數據COD去除量和COD排放量以及BOD/COD比值計算得出BOD去除量和BOD排放量。采用《杭州市環境統計年鑒》中各年度各區縣市污水廠COD去除量和COD排放量作為活動水平數據進行計算，全市COD去除量和COD排放量具體見表1。采用《IPCC指南》和《市縣指南》中生活污水處理甲烷排放量計算的排放因子推薦值進行全市甲烷排放量計算。具體指標為：BOD/COD為0.43，已處理系統的MCF為0.165，排入環境系統的MCF為0.1，B0為0.6kg/kg。同時，采用杭州市處理能力5000m3/d以上污水廠進水和出水BOC/COD實測值計算得出各區縣市BOD/COD平均值（地方特征值），具體見表2，按區域分別進行甲烷排放量計算，得出全市污水廠污水處理甲烷排放總量，并與推薦值計算結果進行比較。3.3估算結果估算得出杭州市2011～2014年城市污水廠污水處理甲烷排放量，具體見表3．結果顯示，2011～2014年，隨著社會經濟的迅猛發展，人們生活水平提高和工業的發展，杭州市污水處理量逐年增長，污水處理甲烷排放量隨污水處理量的增長呈現總體增長趨勢。同時，采用杭州市城市污水廠實測值計算的甲烷排放量較采用指南推薦值計算的排放量偏低，約為推薦值計算得75%左右，年度排放量呈現相同變化趨勢。兩者在2013年后均呈現小幅下降趨勢，2014年比2011年分別增長10.01%和8.44%。根據杭州市城市污水廠污水處理甲烷排放實際情況，開展污水處理甲烷排放控制途徑研究，提出針對性措施，是控制、減少污水處理溫室氣體排放的有效手段。

4污水處理溫室氣體排放控制存在問題

1）認識不足。我國低碳經濟發展尚處于起步階段，迫于國際壓力開展的溫室氣體排放控制工作也尚處于摸索階段，溫室氣體減排的長效機制尚未形成，各部門尚未充分認識到這項工作的重要性、緊迫性和艱巨性。杭州市最主要的溫室氣體排放源為化石燃料為主的能源燃燒排放，杭州市廢棄物處理（固體廢棄物處理和廢水處理）溫室氣體排放量僅占總排放量的3%～4%左右[1]，所占比重較小。因此，廢水處理溫室氣體排放控制工作開展對全市溫室氣體排放控制成果貢獻率較低的思想也在一定程度上阻礙了廢棄物處理溫室氣體排放控制工作的開展。2）沼氣收集利用項目缺乏。目前杭州尚未對生活污水、工業廢水處理過程中的甲烷進行收集利用。主要城市污水處理廠污泥處置均采用重力濃縮后機械脫水，基本沒有進行消化處理，無甲烷回收利用。3）硬件和技術不足。很多已建的污水處理廠在建設的過程中未考慮沼氣收集利用的問題，使得已建污水處理廠很難開展沼氣的回收利用項目。如對現有污水處理工藝設施進行改造，則投入較大，缺乏商業價值。同時，在技術上，由于污水處理廠的沼氣回收利用的典型案例相對較少，缺乏針對不同處理系統的氣體收集利用裝置制造、安裝和運行的經驗。

5污水廠污水處理甲烷排放的控制途徑及減排對策

5.1樹立低碳規劃理念，制定溫室氣體控制目標

1）積極樹立低碳處理的規劃理念。低碳廢水系統的規劃最關鍵的問題是科學選擇處理模式，在實際規劃中，應綜合考慮城市規模、布局、環境容量、受納水置等不同因素，盡可能減少處理過程中甲烷的排放，并統籌考慮污水再生利用、污泥資源利用以及甲烷收集利用的方向和規模。2）有效制定控制目標。在分析地方廢水處理行業發展趨勢、能源消費特征和碳排放影響因素的基礎上制定切合實際的現階段的生活污水、工業廢水系統溫室氣體減排政策和控制目標，出臺行業低碳規劃、指導意見和實施方案，作為控制性指標納入行業發展中長期規劃，并在經濟和社會發展規劃中予以體現，相關部門制定相應的統計、監測、考核辦法加以落實。

5.2選擇低碳水處理技術，開展廢水處理甲烷回收示范

1）準確選擇低碳水處理技術。選擇生物處理，減少藥劑用量，較化學處理方法降低了藥劑、藥劑制備和運輸過程產生的溫室氣體。生物處理選擇節碳工藝，減少外加碳源。采用厭氧工藝處理高濃度污水，進水有機物濃度越高，所回收的沼氣越多，經過收集利用后削減溫室氣體排放的貢獻越大。2）開展工業廢水處理甲烷回收示范工程。積極開展工業廢水甲烷收集利用示范工程，如充分利用富陽造紙工業園區的布局優勢建立沼氣示范工程。采用合理厭氧發酵工藝和裝置，全面提高厭氧消化設備的沼氣產氣率和去污率，增加沼氣的產出。從廢水厭氧處理階段直接回收的沼氣可用于廠內供電、生產過程燃料消耗等，不僅完成了污水處理、實現了能源回收利用，同時還削減了處理運行管理費用，降低了后續的好氧投入，縮短了工程投資回收年限。加強污水處理水的回用。加強經城市污水處理廠處3）加強污水處理水的回用。加強經城市污水處理廠處理后排放的污水的回收再生利用，降低其以處理水的形式進入到海洋、河流或湖泊等自然水體中所產生的甲烷及其它溫室氣體排放量，削減其環境風險。4）降低污水廠運行能耗。采用高效能的總體設計、新工藝、新設備的選用、優化總體工藝設計，選擇高效的設備和裝置，有效降低污水處理廠運行能耗，直接減少城市污水處理廠的溫室氣體的排放。

篇（2）

中圖分類號：TE08 文獻標識碼： A

一、污水處理過程中溫室氣體排放研究的意義

污水處理廠主要溫室氣體的排放源是能量消耗、藥品消耗和生物轉化，其中能量消耗及藥品消耗引起的GHG（溫室效應氣體）排放量占總排放量的50% -70%。在典型的二級城市污水處理廠電耗中，污水提升占10%-20%，污水生物處理（主要用于曝氣供氧）占50%-70%，污泥處理占10%-25%。污水處理的生物處理階段的能源消耗最多，引起的溫室氣體排放量最高。

根據《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》將N2O排放量折算為CO2當量排放量，則2003一2009年污水處理的N2O排放量約占溫室氣體排放總量的50%。污水處理中產生的N2O 90%來源于生物處理的脫氮過程，且脫氮過程的需氧量占生物處理過程總需氧量的50%，曝氣供氧類能耗也將占生物處理過程總曝氣供氧類能耗的50%。因此脫氮過程是污水處理廠的溫室氣體的排放主要來源。

分析傳統脫氮過程溫室氣體的排放來源和產生途徑，可以明確脫氮過程中溫室氣體排放的關鍵因素，提出降低溫室氣體排放的措施。分析各種新型脫氮工藝的特點，并結合脫氮過程溫室氣體排放的關鍵因素，可得出各種新型脫氮工藝的溫室氣體排放情況，通過比較選出溫室氣體排放量較低的脫氮工藝，指導污水處理行業的低碳運行。

污水處理溫室氣體排放研究的最終目的是尋求溫室氣體減排途徑，但污水處理溫室氣體的排放問題不可能僅通過一項措施的實施得到根本解決，需要根據實際情況，綜合考慮當地的自然地理及經濟條件、實際的污水水質水量情況、污水處理工藝類型及運行條件等因素，確立合理可行的溫室氣體減排方案。

二、污水處理過程中的溫室氣體排放現狀

1、污水處理中N2O的排放

目前污水脫氮過程中排放的N2O總量約為(0.3-3)×109t/a，已知的污水處理過程中的N2O源與匯不能平衡，約有40%的源還不清楚；Kampschreu等對前人研究的總結表明，小試污水脫氮可能有0%-90%的氮轉化為N2O釋放，污水廠污水脫氮中轉化為N2O釋放的氮為0%-14.6%；N2O是不完全硝化或不完全反硝化的產物，影響N2O產生與釋放的因素有DO、C/N及微生物種群等，同時污水廠的設計與運行條件對N2O的釋放也有很大的影響。

污水廠N2O的排放主要是活性污泥單元，其它可能排放N2O的單元包括沉砂池、初沉池和二沉池。研究表明，污水廠排放的N2O中活性污泥單元、沉砂池和污泥儲存池分別占90%、5%和5%。其中，沉砂池排放的N2O隨下水道污水中NO2濃度增加而增加。

污水廠排放N2O產生于處理工藝中的缺氧階段。在缺氧階段，小部分N2O直接排放，大部分溶解于水中；在曝氣階段，溶解的N2O因曝氣作用而逸出，但由于N2O在水中有相對較高的溶解度，從水中逸出速率很慢，其整個釋放過程會延續至出水流入河流后，且曝氣階段的釋放量遠小于出水釋放量。

2、污水處理中CH4的排放

污水厭氧處理產生的污泥量少，能耗低，而且所產生的CH4可以回收利用。采用厭氧工藝的污水廠排放的CH4按其來源可分為進水中溶解的CH4和厭氧環境生成的CH4，其中進水中溶解的CH4主要來自于污水在管道輸送過程中的厭氧反應。

污水廠郊區化造成污水輸送距離長，管道中的厭氧環境會在污水輸送過程中產生大量CH4。Guisasola等和Foley等研究了污水管道中CH4的形成，發現水力停留時間HRT越長或污水接觸管道的表面積與體積比（A/V）越大，污水管道中產生的CH4越多。污水溶解性COD=200 mg/L，當A/V=26.7 m-1，HRT=8.5 h，甲烷產量27.5 mg/L，HRT=4.5 h，甲烷產量25mg/L；A/V=13.3 m-1，HRT=4.5 h，甲烷產量22.5 mg/L，CH4的產生減少了污水中的可生物降解COD，加劇了生物脫氮與除磷間的碳源競爭，對后續生物處理不利；而由于產甲烷菌和硫酸鹽還原細菌對有機物的競爭，CH4會影響污水管道中硫化物的產生。但關于污水廠進水溶解CH4含量的研究卻鮮有報道。

污水廠CH4的排放主要來源于厭氧區、污泥濃縮區和污泥儲存區。對于有污泥厭氧消化裝置的污水廠，污泥厭氧消化是污水廠CH4的主要來源。污泥中溶解的CH4部分從消化池、污泥濃縮池和儲存罐逸出釋放，剩余的CH4將在后續處理過程中逸出釋放，例如消化污泥脫水過程。曝氣階段，水中溶解的CH4在機械曝氣作用下會促使溶解態CH4逸出釋放，或者被活性污泥中的微生物氧化。關于活性污泥系統氧化CH4的報道不多。表1為幾個實際污水廠的CH4排放情況，由表1可知，污水廠無污泥消化時CH4排放量一般低于有污泥消化。無污泥消化時平均CH4排放量為0.0070 kg/(kg進水COD)，有污泥消化時則為0.0085kg/(kg進水COD)。Kralingseveer污水廠10月的CH4排放量高于4月，這是因為其10月平均溫度（19℃)高于4月(10℃ )，低溫下產甲烷菌活性較低，且CH4溶解度高，所以CH4排放量低。

3、人工濕地溫室氣體排放

人工濕地利用自然生態系統中的物理、化學和生物的協同作用來實現對污水凈化，使水質得到不同程度的改善，實現污水生態化處理，比較適合于處理水量不大，管理水平不高的城鎮污水和分散式污水處理。人工濕地在去除污水中的有機物和重金屬方面具有優勢，但也是溫室氣體的排放源，其溫室氣體排放量是天然濕地的3-11倍，所造成的溫室效應甚至會抵消脫氮除磷所帶來的環境效益。影響人工濕地污水處理過程溫室氣體排放的因素有濕地植物種類、污水性質、曝氣量等。

4、CO2的產生與排放

在整個污水處理廠的運行過程中，溫室氣體的排放包括兩部分：一是直接排放，包括污水處理和污泥處理過程中產生的溫室氣體；二是間接排放，主要是污水處理過程中消耗的能量和物料引起的溫室氣體排放。污水處理過程中CO2的產生包括直接排放和間接排放兩個方面。在目前國際上的碳核算標準中，將生物分解產生的CO2歸為生源碳( bio-gen-is carbon)，沼氣和污泥歸為生物燃料或可再生能源，無論是生物分解還是沼氣或污泥燃燒產生的CO2都不納入碳排放的計算與平衡。而一些學者認為，城鎮污水中的一部分碳素源于化石燃料，應將其產生的CO2納入碳排放計算，因此污水中有機物降解而產生的CO2是否計入碳排放存在爭議，目前還沒有形成一致的意見或成熟的計算辦法。污水生物脫氮過程中，參與反應的碳源被生物分解將會引起CO2的直接排放，而該碳源中無機碳源部分并非來源于生物質碳，因此本文將把污水生物脫氮過程中，無機碳源造成的CO2的直接排放計入溫室氣體排放量中。

三、減少污水處理過程中溫室氣體排放的具體措施

1、引入CH4轉化技術，使少量的無法經濟回收利用的CH4轉化為其他低GWP物質。CH4作為外部碳源反硝化的機理有：好氧甲烷氧化耦合反硝化（Aerobic methane oxidation coupled to denitrification簡稱AME-D）、厭氧甲烷氧化耦合反硝化（Anaerobic methane oxidation coupled to denitrification簡稱ANME-D）和甲烷氧化耦合同步硝化反硝化（Methane oxidation coupled to SND，簡稱ME-SND）。以CH4為外部碳源的反硝化轉化技術，可使CH4轉為CO2的同時使NO3-還原為N2，能在減少CH4排放的同時，去除污水中的氮，尤其適用于處理高氮、低碳源的污水，如填埋齡長的垃圾滲濾液。以含60%CH4的填埋氣為外部碳源處理垃圾滲濾液，SBR、滴濾池、流化床反應器，反硝化速率以NO3--N計，分別為60、150和550mg/(L?d)。

2、興建污水處理設施，提高污水處理率，以厭氧消化池代替厭氧塘處理污水，回收污水和污泥處理過程產生的CH4。當污水處理率接近100%時，城市污水處理所排放的溫室氣體的GWP呈下降趨勢。

3、采用溫室氣體產生量少的污水處理技術。對于含氮濃度高的污水，如污泥脫水上清液、垃圾滲濾液、工業污水，一般采用以下兩種方法脫氮：一是自養硝化接異養反硝化；二是部分亞硝化接自養厭氧氨氧化。兩種方法脫氮率均達90%，但異養反硝化會產生N2和相當量的NO2與N2O，厭氧氨氧化工藝排放的氣態氮較少，還會減少CO2排放。采用第二種方法處理含氮濃度高的污水，可大大減少CO2排放。

4、紫色非硫光合菌在厭氧條件下將污水中的有機物同化為生物質，作為動物飼料、肥料或提取聚經基鏈烷酸酷（可降解塑料）的原料，同時吸收CO2而無溫室氣體產生，開發利用紫色非硫光合菌處理污水的新技術值得重視。

結束語

綜上所述，污水處理過程中溫室氣體的排放在很大程度上嚴重影響著空氣質量，因此，需要采取措施減少溫室氣體排放，實現污水處理的節能減排，隨著經濟以及科學技術的發展，污水處理過程中溫室氣體排放逐漸科學化合理化，真正意義上實現節能環保。

參考文獻：

[1]彭潔。 城市污水污泥處置方式的溫室氣體排放比較分析[D].湖南大學,2013.

篇（3）

當前，以全球變暖為主要特征的氣候變化已成為世界各國共同面臨的嚴重危機和挑戰。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的《氣候變化2007綜合報告》中，明確將消費后廢棄物（postconsumerwaste）作為一個獨立對象來計算其溫室氣體排放量。廢棄物的處理方式有衛生填埋、焚燒、堆肥等多種，本文采用《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》中的計算方法，對衛生填埋和焚燒兩種處理方式下溫室氣體的排放情況進行計算并展開比較分析，以期為城市生活垃圾處理溫室氣體減排提供科學依據。

一、概述

城市生活垃圾處理是通過使生活垃圾中的可降解有機成分分解、可回收成分回收利用、惰性成分永久存放或埋藏等途徑，使其達到無害化、減量化和資源化。

在城市生活垃圾填埋過程中，垃圾中的有機物將會發生生物分解，產生大量垃圾填埋氣體，主要成分為甲烷、二氧化碳。甲烷所產生的溫室效應是當量體積二氧化碳的21倍，屬于《京都議定書》中規定要減排的六大溫室氣體之一。垃圾填埋氣中含有的部分二氧化碳，最初來源為生物質，從碳平衡的角度來看，整個過程為零碳排放，不計入溫室氣體產生量的計算當中。

以焚燒方式處置城市生活垃圾具有占地面積小、 焚燒產物穩定、 消滅病原菌和回收熱能等優點，在國內外的應用日趨廣泛。生活垃圾在焚燒的過程中會產生溫室氣體二氧化碳。由于垃圾中動物、植物、廚余、紙等垃圾所含碳的最初來源為生物質，因此，從碳平衡的角度來看，整個過程為零碳排放，不計入溫室氣體產生量計算。只計算礦物碳產生的溫室氣體排放。

二、溫室氣體排放量計算方法

1、數據來源

本文所用秦皇島相關數據來源于2011年、2013年《秦皇島市統計年鑒》及秦皇島市城建部門統計資料。

2、計算方法

本文采用《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》中填埋處理甲烷排放量和焚燒處理二氧化碳排放量計算方法。

城市生活垃圾衛生填埋溫室氣體排放量計算方法如下：

ECH4=(MSWTXMSWFXL0-R)X(1-OX)式中：ECH4指甲烷排放量（萬噸/年）；MSWT指總的城市固體廢棄物產生量（萬噸/年）；MSWF指城市固體廢棄物填埋處理率；L0指各管理類型垃圾填埋場的甲烷產生潛力（萬噸甲烷/萬噸廢棄物）；R指甲烷回收量（萬噸/年）；OX指氧化因子。

其中：L0 =MCFXDOCXDOCFXFX16/12。

式中：MCF指各管理類型垃圾填埋場的甲烷修正因子（比例）；DOC指可降解有機碳（千克碳/千克廢棄物）；

DOCF指可分解的DOC比例；F指垃圾填埋氣體中的甲烷比例；16/12 指甲烷/碳分子量比率。

城市生活垃圾焚燒處理二氧化碳排放量計算方法如下：

ECO2=IWXCCWXFCFXEFX44/12

式中：ECO2指廢棄物焚燒處理的二氧化碳排放量（萬噸/年）；IW指生活垃圾的焚燒量（萬噸/年）；CCW 指生活垃圾中的碳含量比例；FCF指生活垃圾中礦物碳在碳總量中比例；EF指生活垃圾焚燒爐的燃燒效率；44/12指碳轉換成二氧化碳的轉換系數。

3、排放因子的確定

本文排放因子多數采用《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》中的推薦值，MCF、DOC、R根據秦皇島市實際計算數值。秦皇島市溫室氣體排放因子見表1、表 2。

三、計算結果

1、城市生活垃圾焚燒二氧化碳排放量2010年底以后，秦皇島市的生活垃圾焚燒發電廠啟動，所以2012年秦皇島市區的城市生活垃圾全部轉入該生活垃圾焚燒發電廠進行焚燒處理。根據前述計算方法及排放因子，計算得2012年，秦皇島市區城市生活垃圾焚燒處理產生的二氧化碳排放量為6.77萬噸。

2、城市生活垃圾填埋處理甲烷排放量2010年底之前，秦皇島市的城市生活垃圾均送至生活垃圾衛生填埋場進行填埋處理。2012年的城市生活垃圾如果仍然采用填埋處理的方法，計算產生的甲烷排放量為0.90萬噸，折算成二氧化碳當量為18.9萬噸。

篇（4）

農業產業結構

總體現狀農業是蘇錫常三市的傳統產業，近年來呈現出逐步衰落的態勢，在地區經濟中比重較小。調查顯示，農業產生的生產總值僅為區域GDP的1%～3%左右。2010年，太湖流域（特指蘇錫常）第一產業增加值為240.68億元，第二產業為7999.12億元，第三產業為5083.22億元，三次產業結構為1.81∶60.04∶38.15。蘇州市第一產業增加值為108.86億元，第二產業為4155.54億元，第三產業為2436.89億元，三次產業結構為1.60∶62.00∶36.40，其中第一產業增加值占太湖流域第一產業增加值的45.23％。無錫市第一產業增加值為63.50億元，第二產業為2546.07億元，第三產業為1809.93億元，三次產業結構為1.40∶57.60∶41.00，第一產業增加值占流域第一產業增加值的26.38％。常州市第一產業增加值為68.32億元，第二產業為1297.51億元，第三產業為836.4億元，三次產業結構為3.10∶58.92∶37.98，第一產業增加值分別占流域第一產業增加值的28.39％（圖1）。從農業產業結構來看，太湖流域蘇錫常三市的種植業和漁業是支柱產業類型，其次為畜牧業、林業（表1）。具體三市均以傳統種植、生態農業、水產養殖、畜禽養殖等為主，其中常州利用溧陽和金壇等丘陵地帶在經濟果林、花卉苗木等領域有了一定的發展，成為當地農業產業發展的重要方向。

農業產業內部結構現狀

（1）種植業。太湖流域農作物主要有糧食作物、油料、棉花、麻類、糖料、藥材和蔬菜瓜果。根據資料統計，太湖流域共有農作物種植面積68.207萬hm2，其中蘇州27.242萬hm2、無錫17.613萬hm2、常州23.352萬hm2，分別占流域種植總面積的39.94%、25.82%和34.24%。在農作物品種上，太湖流域共有糧食作物44.416萬hm2，占種植總面積的65.12％，在三市的空間分布比重為36.57∶27.32∶36.11；油料作物4.976萬hm2，占7.30％，三市空間分布比重為35.57∶16.40∶48.03；蔬菜瓜類14.813萬hm2，占21.72％，三市空間分布比重為52.07∶27.37∶20.56；其余棉、麻、糖、藥等作物種植面積占5.86％，主要分布在蘇州和常州（表2）。

（2）林果業。太湖流域林果業主要有蠶桑、茶葉和梨、橘、桃、蘋果、葡萄等多種水果。從產業產值上來看，太湖流域林果業雖然不是整個流域農業產業的主要支撐，但憑借流域優越的自然水土條件，林果業成就了太湖流域一批特色產品，如無錫水蜜桃、蘇州絲綢、茶葉等。根據資料統計，太湖流域共造林14245hm2、四旁植樹2395萬株、育苗15795hm2，年末擁有各類桑園、茶園、果園面積分別為7104hm2、15326hm2、30270hm2；全年共收獲蠶繭3530t、茶葉11012t、水果299915t。在空間分布上，桑園主要分布在蘇州和常州，分別占流域桑園總面積的54.24%和40.92%；茶園主要分布在無錫和常州，分別占流域茶園總面積的37.34%和48.26%；果園分布較為均衡，三市均在30%左右（表3）。

（3）畜禽養殖業。畜禽養殖是太湖流域農業產業中相對重要的產業，“十一五”期間，太湖流域畜禽養殖業發展較快，產業產值年均增長率為9.29%。根據資料統計，太湖流域畜禽養殖年產值為87.25億元，占流域農林牧漁總產值的35%。全流域全年共出欄牛6100頭、豬約290萬頭、羊約23萬只、家禽約8698萬只、兔約30萬只，至年末尚存欄牛5.22萬頭、豬178.86萬頭、羊12.52萬只、家禽2151.45萬只、兔子6萬只（表4）。

（4）水產養殖業。憑借太湖流域豐富的水資源，水產養殖是太湖流域農業的第二大支撐產業。根據資料統計，太湖流域共擁有淡水養殖面積14.393萬hm2，年收獲各類淡水產品53萬t，會同少數海水產品共實現產值115億元，占當年農林牧漁總產值的25.65%。在養殖品種上，整個流域淡水產品較為豐富，有青、草、鰱、鳊、鱖等多種淡水魚和河蟹、青蝦等甲殼類水產品，此外，“太湖三白”、“太湖珍珠”等水產品已成為整個流域的特色水產品。

氣候變化對江蘇農業產生的影響

根據江蘇省氣候變化中心1961—2007年全省氣象觀測資料綜合分析，氣候變化已成為客觀事實。全省年平均氣溫每10年上升0.16~0.45℃。由北向南增加的幅度加大，蘇北每10年上升0.16~0.39℃，蘇中每10年上升0.19~0.45℃，蘇南每10年上升0.21~0.43℃。按照二氧化碳當量計算，江蘇省年溫室氣體排放總量約為82445.71萬t，農業生產過程排放的溫室氣體約為43.9萬t甲烷，折算為922.4萬t二氧化碳當量；固體廢棄物和廢水處理排放溫室氣體總量為43.9萬t甲烷，折算為921.5萬t二氧化碳當量。其中，全省稻田甲烷排放量為36.2萬t，動物腸道發酵甲烷排放量為6.2萬t，動物糞便管理系統甲烷排放量為1.5萬t。氣候變化增加了農業生產的不穩定性，由于受溫、光、水、氣及其變化的影響，農作物的產量和品質呈不穩定變化趨勢，冬季變暖將導致病蟲害大暴發，極端天氣氣候事件還可能會給農業基礎設施造成重大破壞。同時，會對生態系統造成影響，如春季氣候變暖會導致湖泊藍藻大規模暴發，影響生態系統平衡，進而影響農業生產。資料顯示，太湖流域平均氣溫每升高1℃，農作物生育期縮短10~15d，導致產量降低。以水稻為例，雙季稻區早稻平均減產約為16%～17%左右，晚稻減產平均14%～15%[4]。

太湖流域發展低碳農業對策分析

低碳農業是在農業生產、經營中排放最少的溫室氣體，同時獲得最大收益的農業發展方式，以減緩溫室氣體排放為目標、以減少碳排放、增加碳匯和適應氣候變化技術為手段，通過加強基礎設施建設、產業結構調整、提高土壤有機質含量、做好病蟲害防治、發展農村可再生能源等農業生產和農民生活方式轉變，實現低耗能、低污染、低排放、高碳匯、高效率的農業。從理論而言，低碳農業是一種資源節約型、效益綜合型和生態安全型農業，與其他農業發展實施相比，除具有生產功能、生活功能之外，還具有生態涵養功能、氣候調節功能、農業碳匯功能。因此，在太湖流域經濟發達地區應當大力發展低碳農業。低碳農業的實現途徑分析農業既是溫室氣體的主要排放源，也是溫室氣體的吸收主體。農業如何實現由高碳向低碳的發展方式轉變，如何在生產管理過程中最大限度地趨利避害，減少對資源的過度依賴，減少對氣候的負面影響，減少對生態環境的面源污染，對農業的持續健康發展和應對氣候變化具有重要意義[3-6]。根據調研結果以及碳的源匯理論分析[1-3]，江蘇太湖流域低碳農業的實現途徑從宏觀上可以分為減少碳排放和增加碳儲備兩大類途徑，其中減少碳排放途徑又可以分為直接減少碳排放和間接減少碳排放的2種途徑，增加碳儲備途徑又可以分為直接增加碳儲備和間接增加碳儲備的2種途徑；從微觀上可以分為生態健康養殖途徑、農用化學品替代途徑、立體復合種養途徑、農村清潔能源途徑、廢棄物循環利用途徑、新型農作物育種途徑、農田間歇灌溉與清潔栽培途徑、節水節能途徑、平衡施肥途徑、提高反芻動物飼料利用率途徑、污水生態凈化循環利用途徑、病蟲害綜合防治途徑、植樹造林生態屏障途徑、草地保護性管理途徑、加工與營銷環節清潔生產途徑、農業低碳消費途徑等16種具體的實現途徑。不同低碳農業模式對溫室氣體二氧化碳當量減排效果作為東部沿海發達地區省份，江蘇省在低碳農業發展方式上進行了大膽嘗試，在本省原有的循環農業、生態農業和現代農業發展模式的基礎上，探索實踐和發展創新了一批具有江蘇特色的低碳養殖和低碳種植的低碳農業新模式，在促進農業轉型升級、積極應對氣候變化、減少溫室氣體排放上取得了一定程度的實踐成效。這些低碳農業模式主要包括：生態健康養殖模式、農業面源污染物生態攔截模式、鄉村生活污水生態凈化模式、農業有機廢棄物資源化利用模式、種養復合生態循環模式、三品生產基地模式、環湖生態農業圈模式、農用化學品替代模式等（表5）。

太湖流域低碳農業發展的政策建議

（1）強化低碳農業發展的科技創新。科技創新是低碳農業發展的源源不竭動力，也是江蘇省低碳農業得以不斷發展創新的原動力。一是要鼓勵低碳農業關鍵技術的研究與創新；二是要加強低碳農業的技術集成和模式創新；三是要加大低碳農業示范點的建設與規范；四是要開展農業應對氣候變化的國際合作；五是要加強低碳農業發展的金融支持研究；六是要加強低碳農業發展的政策支持研究。

（2）完善低碳農業發展的政策機制。加快研究和建立適合江蘇省低碳農業發展的政策保障機制，從制度上規范和引導江蘇省低碳農業的發展。一是要加快制定與低碳農業發展要求相適應的地方政策法規，建立健全相應的政策體系；二是要建立促進低碳農業發展的市場碳匯機制；三是要制定低碳農業發展的扶持政策，設立低碳農業建設財政專項扶持資金和財政貼息資金。

（3）加強低碳農業的金融支持。發展低碳農業需要本省各級政府通過多種渠道提供資金支持，同時還要建立適宜本省低碳農業發展的資金投入長效機制。一是要加大低碳農業建設項目的投入力度，支持高碳農業的低碳農業基礎設施改造、基本建設項目和種植養殖方式與耕作制度調整；二是要建立低碳農業的生態補償機制，支持因高碳農業向低碳農業發展形成的部分產量損失和經濟投入；三是要通過投資、稅收和價格等優惠政策引導社會、企業、農民積極投資低碳農業，發揮市場在資源配置上的作用。

篇（5）

中圖分類號：X22　文獻標識碼：A　文章編號：1007-3973(2010)010－111－02

近一兩年來，重大災害性天氣氣候事件在全球頻頻出現，俄羅斯干旱大火持續肆虐，巴基斯坦持續強降雨洪災慘重，中歐多國暴雨成災，罕見嚴寒酷暑折騰著地球南北，還有今年八月我國甘肅南部舟曲縣遭遇特大泥石流災害，造成重大的人員傷亡和財產損失。有科學家預測，在全球變暖的情況下，目前全球正處于極端天氣氣候事件的頻發期。引起氣候變化的原因除了自然因素以外，重要的是人為因素。它是由于人類活動，如化石燃料的燃燒所產生的大量二氧化碳和其他溫室氣體排放到大氣當中，增強了地球的溫室效應，從而引起了全球氣候的變暖。這是人類無理性、無節制的活動造成的，對氣候的影響更大。事實告訴我們：氣候變化已經發生，應對氣候變化刻不容緩。在此背景下，目前所有國家都認為最終出路在于發展低碳經濟。我國為了提高公眾對國土資源國情的認識，普及有關科學技術知識，引導全社會積極參與節約集約利用資源、減少碳排放、促進經濟發展方式轉變的實踐。國土資源部在今年四月發出開展第41個世界地球日主題宣傳活動的通知中，確定把今年地球日主題定為：“珍惜地球資源轉變發展方式倡導低碳生活”。低碳經濟是近年來國際國內經濟技術界提出的一個新的發展概念，它以低能耗、低排放、低污染為基本特征，以應對碳基能源對于氣候變化影響為基本要求，以實現經濟社會的可持續發展為基本目的，其內涵與外延正在不斷地深化與擴大。

今年8月18日，國家低碳省區和低碳城市試點工作正式啟動。由國家發改委確定的首批低碳試點省和低碳試點市是廣東、遼寧、湖北、陜西、云南五省和天津、重慶、深圳、廈門、杭州、南昌、貴陽、保定八市。試點工作主要有五個方面的任務：一是編制低碳發展規劃；二是制定支持低碳綠色發展的配套政策：三是加快建立以低碳排放為特征的產業體系：四是建立溫室氣體排放數據統計和管理體系；五是積極倡導低碳綠色生活方式和消費模式。這是新形勢下我國積極應對氣候變化采取的一項重大舉措，是促進可持續發展的現實需要，是探索中國特色低碳綠色發展經驗的有效途徑。雖然現在尚未有一家試點地區對外公布其完成方案，但無論怎樣實施，地方方案都要圍繞上述五大任務展開。其中，“建立溫室氣體排放數據統計和管理體系”是個新鮮命題，也是個最大難題，此舉意味著試點地區要啟動“區域碳盤查”，每個城市都要加強溫室氣體排放統計工作，建立完整的數據收集和核算系統，也就是將要把溫室氣體排放列入日常數據統計當中。今年國家發改委根據國務院提出的把單位GDP二氧化碳排放指標納入國民經濟和社會發展規劃并作為約束性目標的要求，將組織編制2005年和2008年溫室氣體排放清單，增強我國溫室氣體排放清單的完整、準確性。此舉將摸清我國二氧化碳排放情況，逐步建立和完善有關溫室氣體排放的統計監測和分解考核體系，切實保障實現控制溫室氣體排放行動目標。

1997年的12月，149個國家和地區的代表通過了旨在限制發達國家溫室氣體排放量以抑制全球變暖的《京都議定書》》。《京都議定書》規定，到2010年，所有發達國家二氧化碳等6種溫室氣體的排放量，要比1990年減少5.2％。到2020年，我國單位GDP二氧化碳排放將比2005年下降4.45％，非化石能源占一次能源消費的比重達到1.5％左右，增加森林面積四千萬公頃。要實現降低碳排放強度的目標，我國將面臨巨大壓力和困難。我國是一個發展中國家，既要發展經濟、擺脫貧困、改善民生，還要面對適應氣候變化和減緩溫室氣體增長速度的挑戰。隨著經濟增長，我國的能源消耗總量、二氧化碳排放總量可能還會增加。

目前，我國的一些省份正在組織編制溫室氣體排放清單，以摸清“家底”，實施低碳發展戰略。我認為在完成這一任務時，除了上述問題對我國來說是一個巨大壓力和困難以外，如何摸清“家底”，數據的收集方法是最基本也是最重要的問題。

數據的收集方法包括收集現有數據，如何生成新的數據，調整數據，排放因子和排放量的直接測量，制作或評審活動數據。數據的收集應在選好適當的方法后進行，數據收集活動應考慮時間序列一致性，應制定并堅持執行適當的驗證、歸檔和核查程序，以保證數據的準確性。同時還應收集有關不確定性的數據，保證和控制數據質量。數據收集的結果也可能有助于對所選擇方法的改進。

收集現有數據。采取資料收集、咨詢、調研和抽樣調查等方式，收集分析和確定化石燃料燃燒的活動水平數據，包括：活動部門、技術和設備類型、燃料種類，建立能源活動水平數據庫。收集煤礦礦井開采、露天開采和礦后活動的煤炭產量和甲烷排放情況。收集各類型煤礦的煤層甲烷含量及其排放特征，礦后活動甲烷排放量的比例等參數。調查中國分類型(薪材、作物秸桿、家畜糞便等)分主要燃燒設備的生物質能燃燒量。調查陸地和海上油氣生產、運輸、分裝、儲存、加工和轉換過程中油氣的泄漏(逸出)量。在活動水平數據收集方面，我國有關部門已經做到了各予專題確定分設備、分燃料品種的排放源類型，采取調查、專家咨詢、發調查表、查閱資料、與協作單位合作等方式收集活動水平數據，數據確認與核實，建立子專題數據庫，建立數據共享機制。

排放因子和排放量的直接測量。通過抽樣調查，研究確定化石燃料燃燒的二氧化碳和氧化亞氮的排放因子。收集和分析中國主要煤礦主要煤炭品種(無煙煤、煙煤、焦煤、褐煤等)的含碳量和發熱值等煤質特性參數。通過抽樣調查，研究和確定不同燃燒條件下，煤的碳氧化率；抽樣調查不同規模的火力發電站鍋爐、工業鍋爐、烘干設備和民用爐灶的碳氧化率；研究確定煤炭燃燒過程中的二氧化碳和氧化亞氮的排放因子。研究確定其它化石燃料燃燒的二氧化碳和氧化亞氮的排放因子，包括(1)交通運輸部門分設備、分燃料類型的排放因子；(2)不同石油和天然氣燃燒設備的排放因子；(3)能源轉換部門的排放因子。研究確定煤礦礦井開采、露天開采和礦后活動分高、低瓦斯儲量的煤礦的甲烷排放因子。通過抽樣調查，研究確定中國分類型(薪材、作物秸桿、家畜糞便)分主要燃燒設備的生物質能燃燒的甲烷排放因子。研究確定油、氣系統甲烷泄漏(逸出)排放因子。在我國能源活動溫室氣體排放清單編制專題年度進展報告中，排放因子直接測量研究有幾個方面，

一是研究各子專題分設備、分燃料品種的排放因子的計算方法，二是分析計算排放因子的主要影響因素，三是調查、收集計算排放因子的有關數據，四是研究IPCC推薦值的適應性和可借鑒程度，最后是重點設各計算排放因子所需數據問卷調查(工業鍋爐、電站鍋爐、各種工業窯爐、合成氨裝置、交通運輸方式等)。對于排放量計算方法，要有分部門、分設備、分燃料品種的化石燃料燃燒的二氧化碳和氧化亞氮的排放量計算方法。礦井開采、露天開采和礦后活動甲烷排放量計算方法。分類型(薪材、作物秸桿、家畜糞便)分主要燃燒設備的生物質能燃燒的甲烷排放量計算方法。油、氣系統甲烷泄漏(逸出)排放量計算方法。碳排放量的直接測量也有幾個方面，一是研究和借鑒IPCC的清單編制方法，二是研究碳排放量計算的基本方法碳平衡法，用于既定的生產系統、工序、燃燒設備等的碳平衡計算，三是研究能源活動溫室氣體排放量計算方法，包括：燃料燃燒CO2排放量計算；能源轉換部門N2O排放量計算；油、氣系統Ch4泄露排放量計算；煤炭開采和礦后活動的Ch4排放量計算；固碳量計算；能源活動溫室氣體排放量計算方法等。以農業活動溫室氣體排放數據收集為例，在活動水平數據的收集與核對時，建立省級主要類型農作物(17種農作物)的播種面積、產量數據庫，以及省級氮肥消費、灌溉制度、品種等數據資料的數據庫：主要類型動物(11種家畜)的數目及其年齡結構、飼料結構、采食量、動物廢棄物產量、動物廢棄物管理系統類型、動物廢棄物在各個管理系統之間的分配系數、各管理系統的廢棄物利用方式等的典型樣縣調查數據庫。建立CH4、N2O排放因子的觀測數據及相關信息的數據庫：建立典型區域及全國農業土壤和氣象等相關信息的數據庫。建立與農業溫室氣體排放相關的農業活動水平的測量數據、調查數據和空間外延數據的數據庫。在研究和確定排放因子時，主要類型稻田的甲烷排放因子；主要類型農田的氧化亞氮排放因子；反芻動物(奶牛)甲烷排放因子；主要管理系統的甲烷和氧化亞氮排放因子。已經開始進行計算分區域分類型的稻田甲烷排放量；分區域分類型的農田氧化亞氮排放量；分區域分類型的反芻動物甲烷排放量；分區域分類型的動物廢棄物甲烷和氧化亞氮排放量的工作。

據最新報道，作為13個國家低碳試點之一，南昌市在溫室氣體排放數據統計和管理體系上已搶先一步。南昌市的碳盤查以工業盤查為主，采取了三步走的策略。第一步是根據南昌市統計局提供的資料進行總體摸底，主要針對的是規模以上的工業企業。第二步是進行抽樣調查。即對其中的重點企業進行典型抽樣調查，到企業查看具體報表(購電、購煤、購油的原始發票、憑證等)，以此核實企業實際能耗情況與統計局提供的數據之間是否有存在誤差。最后，進行比較修訂。具體做法是根據南昌市節能辦掌握的第三方機構對相關企業的能源審計報告、清潔生產審計報告，來估算不同行業在生產、服務過程中可能產生的碳排放量，獲得行業的平均修正的系數，在此基礎上對前面兩步所得數據進行修訂。在工業碳盤查之外，建筑、交通也借鑒了工業盤查的方法。首先是計算其耗能量，然后再乘以不同能源的碳排放系數。

眾所周知，低碳經濟是減少溫室氣體排放和應對全球氣候變化的有效途徑，為實現《京都議定書》承諾期碳減排的剛性約束目標，我國將采取四個方面措施，大力發展綠色經濟、低碳經濟，把碳排放指標納入十二五規劃，一是加強規劃引導，完善扶持政策。二是扎實推進節能減排，加強生態環保建設。三是組織開展循環經濟、低碳經濟試點。四是建立健全科技、統計、信息等支撐體系。

參考文獻：

[1]潘家華，莊貴陽，朱守先，構建低碳經濟的衡量指標體系[N]，浙江日報,2010，6，4

[2]IPCC國家溫室氣體清單指南(2006年)[s]

篇（6）

現階段，全球氣候逐漸變暖，對于生態系統及人們的生活工作帶來了十分嚴重的影響。生態系統在逐漸變暖的氣候中。凍土能夠融化，降低動態動物種類，動植物范圍較少，部分植物甚至會改變生長時間。人們在逐漸變暖的氣候中，例如干旱的自然災害數量將顯著增加，農業建設穩定性下降，疾病傳播范圍增加，人們的正常生活都將受到影響。世界各國對于氣候變暖問題十分關注，目前世界各國已經相繼簽約了國際排放貿易機制，希望能夠通過貿易的形式降低溫室氣體排放。

一、國際排放貿易發展趨勢

1.國際排放貿易信用方式多元化

國際排放貿易在剛開始簽訂時，設置了五種碳信用額。碳信用額指國際協會通過對于世界各國碳排放量檢測后，證明該國家正在減少碳的排放，進而該國家正在履行國際排放貿易的責任。正常情況下碳排放量的檢測一直等同于二氧化碳數量的排放，因此二氧化碳排放數量的降低也將獲得國際排放貿易的認可。伴隨著科學技術的發展，國家的溫室氣體排放中碳元素氣體排放數量逐漸增加，二氧化碳已經不能夠成為衡量一個國家溫室氣體排放的最一衡量標準。因此國際排放貿易在發現一個國家碳交易形成中，碳交易的種類也在逐漸增加，碳信用方式向多元化發展。

2.國際排放貿易主體范圍的擴大

各國在簽署國際排放貿易文件中，雖然各國對于溫室氣體減少排放量的目標已經統一，承擔起了各國應該承擔的責任，但是國家排放貿易時間是按照一定次序開展，其中英國是國際排放貿易最先開始的國家之一，迄今為止世界上最大的國際排放貿易組織就是歐盟，歐盟已經形成了較為完善的國際排放貿易運行體系。伴隨著世界各國逐漸加入到國際排放貿易中，國際排放貿易范圍也將逐漸增加，國家與國家之間也逐漸開展跨國性合作，國際貿易主體范圍逐漸拓展。

3.國際排放貿易地域范圍的擴展

現階段，國際排放貿易已經實施具體運行方案的國家主要集中在歐洲，其他國家呈現零散性分布。伴隨著《京都議定書》逐漸落實，各國已經逐漸按照國際排放貿易要求開展氣體排放要求，國際排放貿易已經形成了一定規模，各國也可以從多種途徑參與到國際排放貿易中，因此國際排放貿易地域范圍逐漸拓寬。我國作為世界上溫室氣體重要的排放國家之一，在貿易中雖然會考慮到我國經濟建設，但是處于對于全球氣候角度方面分析，我國降低溫室氣體排放壓力已經成為不可避免的事情。我國目前雖然不需要根據《京都協定書》履行國際責任，但是我國經濟在快速建設中，所排放出的溫室氣體數量正在逐漸增加，世界各國要求像我國這種發展中國家承擔起溫室氣體減少排放量的呼聲逐漸增加。發展中國家如果參與到國際排放貿易中，國際排放貿易將會呈現出飛速發展的糗事。

需要注意的是雖然現階段國際排放貿易履行責任的國家分布十分零散，但是在國家排放貿易發展中，國家相繼參與到國際排放貿易中，國際排放貿易市場范圍逐漸增加，最終能夠形成一個相對于完善的國際排放貿易市場結構。在信息技術快速發展的今天，各國可以通過計算機技術參與到國際排放貿易中，國際排放貿易便捷度將顯著增加。

二、國際排放貿易及其發展趨勢對中國經濟的影響

國際排放貿易作為新興的貿易生意，世界各國的投資者紛紛參與到國際排放貿易中，并且將發展國家落在中國，在幫助中國降低二氧化碳氣體排放數量的同時，希望能夠在國際排放貿易中換取更好的碳額度。

1.國際排放貿易及其發展趨勢對中國經濟的貿易效應

（1）國外能源密集型產品的相對生產成本增加對中國進口貿易的影響

簽署《京都議定書》主要控制對象就是能源密集型產業，如果該類廠家在排放溫室氣體數量超過《京都議定書》中規范的氣體數量就需要購買溫室氣體排放數額，這樣能源密集型產業經濟成本將會顯著增加，對于中國等發展國家而言，能源密集型產業作為經濟建設中的重要組成，國家的國際貿易上將會受到嚴重影響。

控制國家溫室氣體排放的管理部門為能源部門。《京都議定書》在制定中就明確過其將承擔起幫助能源密集型產業轉型的責任，但是能源密集型產業必須履行《京都議定書》中對于溫室氣體排放數量的監管，如果能源密集型產業排放的溫室氣體數量超過規定后，需要購買一定數額的溫室氣體排放標準，但是這種溫室氣體管理管理方式一定會增加能源密集型產業經濟建設成本。國際市場上伴隨著能源密集型產業生產成本的增加也會出現能源密集型產品短缺等問題，中國能源密集型產業在國際上銷售的價位將增加。

（2）國際市場上以產品含碳強度為標準的新貿易壁壘對中國出口貿易的影響

國際排放貿易逐漸拓展中，世界各國已經逐漸參與到國際排放貿易中，積極研發設計節能、低污染的環保性產品，產品中的碳元素含量已經成為國際上對于產品進出口衡量的重要標準之一。中國所出口的產品中碳含量高可能為國際貿易市場帶來新型的貿易壁壘，中國產品出口一定會受到一定影響。

中國政府部門在對于經濟建設研究后，對于能源密集型產業進行了宏觀性調控，希望能夠降低溫室氣體的排放。能源密集型產業在經濟建設中受到國際排放貿易的約束，生產成本在方案具體落實中也將逐漸增加，能源密集型產品出口價位也將增加。

2.國際排放貿易驅動下溫室氣體減排技術溢出效應

發展中國家在繳納溫室氣體排放中的資金數量將是發達國家的數倍。發達國家在國際排放貿易中主要通過對于發展中國家的溫室氣體減少排放履行應該承擔的責任。各國在逐漸參與到國際排放貿易中后，能源密集型產業的節能性技術研究速度將顯著增加，因為國家都希望能夠獲得更高的溫室氣體排放數額，或者是將已經研究成熟的節能技術轉交給發展中國家。中國作為世界上發展中國家之一，子也會參與到國際排放貿易中，承擔起對于清潔機制的研究。

三、中國應對國際排放貿易及其發展趨勢的對策建議

對于中國現階段經濟建設及科學技術水平角度分析，《京都協定書》中并沒有對于中國應該承擔的責任明確劃分，制定溫室氣體排放數量。美國沒有參與到《京都協定書》中的原因之一就是中國與印度等發展中國家并沒有參與到《京都協定書》中，發展中國家在經濟建設中并不需要承擔起溫室氣體排放責任。伴隨著我國溫室氣體排放的逐漸增加，中國應該加強對于清潔項目的研發設計，降低能源使用量，緩解能源短缺問題，保護生態環境。

四、結論

國際排放貿易逐漸落實中，各國已經逐漸開始履行應付的責任，國際經濟貿易一定會受到國際排放貿易的影響，國際排放貿易對于中國經濟建設的影響也十分顯著。現階段中國雖然不需要履行任何的責任與義務的，但是與國家排放貿易相溝通已經成為必然，國家排放貿易對于中國經濟建設影響巨大。

參考文獻：

[1]彭水軍，張文城，孫傳旺.中國生產側和消費側碳排放量測算及影響因素研究[J].經濟研究，2015，01：168-182.

[2]閆云鳳，趙忠秀.消費碳排放與碳溢出效應：G7、BRIC和其他國家的比較[J].國際貿易問題，2014，01：99-107.

[3]林伯強，鄒楚沅.發展階段變遷與中國環境政策選擇[J].中國社會科學，2014，05：81-95+205-206.

[4]吳獻金，李妍芳.中日貿易對碳排放轉移的影響研究[J].資源科學，2012，02：301-308.

篇（7）

中圖分類號：X321 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2011）36-0136-03

一、“碳足跡”、“碳標簽”、“碳盤查”的由來

對于碳足跡（Carbon Footprint）的定義，一般來說可以從兩個方面進行解釋：一是產品碳足跡，即產品或服務在生產、提供以及消耗的整個生命周期中釋放出的溫室氣體的總量；二是公司碳足跡，它的涵蓋面要窄一些，僅指公司生產過程中產生的溫室氣體排放。

在這里，不得不提到“產品生命周期的溫室氣體排放”這樣一個概念，它指的是從原料生產、運輸、加工、制造、消費直至最終歸宿的碳排放量。舉個例子：一件擺在貨架上的棉質襯衫，它的碳足跡包括以下內容：生產原料（棉花）在種植過程中（施肥、撒藥、灌溉）所產生的溫室氣體排放；運輸、紡紗、織布、染色、整理以及制造過程中消耗的能量折合的溫室氣體排放；使用過程中進行洗滌、燙熨所消耗能量折合產生的溫室氣體排放量；衣物破損后進行處理所產生的溫室氣體排放。

碳標簽(Carbon Labelling)，簡單的說，就是在商品上標識出其在生產過程中所造成的溫室氣體排放總量，告知消費者該產品的碳排放信息。它的目的是為了緩解全球氣候變化，減少溫室氣體排放，更加有效地推廣低碳排放技術。

碳盤查（GHG Inventory）是一種計算碳足跡的過程，這種計算過程是在定義的空間和時間邊界內完成的。碳足跡審查和計算的結果分為兩種：一種是只關注溫室氣體排放源和信息的碳排放清單；另一種是一份完整的碳盤查報告，以報告的形式公開碳排放。針對組織和項目的碳盤查標準主要是ISO14064系列標準；而針對產品本身的碳盤查標準則主要是英國的PAS2050標準以及世界資源研究院（WRI）于2011年10月份的GHG Protocol產品標準。

二、主要的碳足跡認證標準及規范

PAS 2050，其全稱為《PAS 2050:2008 商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價標準》，用于評估產品生命周期內的溫室氣體排放。在PAS2050的相關描述中，對于產品評價范圍的規定有兩種：一是企業到企業，二是企業到消費者。

GHG Protocol――Greenhouse gas protocol product life cycle accounting and reporting standard（溫室氣體產品生命周期計算與報告標準），由世界資源研究院（WRI）于2011年10月正式。

PAS 2060，它是在ISO 14000系列標準以及PAS 2050標準的基礎之上由英國標準協會（BSI）制定完成的。PAS 2060以包容性、可及性、開放性為三大原則，對溫室氣體排放的量化、還原和補償提出了相應的規定。

ISO14064，它包含了3個標準：ISO14064-l、ISO14064-2和ISO14064-3。其中ISO14064-l是針對組織的溫室氣體排放及削減的量化、監測和報告規范；ISO14064-2是針對項目的溫室氣體排放及削減的量化、監測和報告規范；而ISO14064-3是對溫室氣體聲明進行確認和驗證的指南性規范。

ISO 14067，它為解決碳足跡提供了一種具體的計算方法，該標準適用于產品的碳足跡認證，其主要涉及的溫室氣體共有63種，全面涵蓋了京都議定書規定的六種溫室氣體以及蒙特利爾議定書中規定的相關氣體。據稱，其內容架構主要參考PAS 2050，并即將正式公告。

三、碳足跡的認證過程（以PAS 2050標準為例）

（一）PAS 2050的定義及評價方法

PAS 2050是一種建立在生命周期評價方法之上的評價物品和服務（統稱為產品）生命周期內溫室氣體排放的規范。PAS 2050的評價方法有兩種，分別為：企業到企業B2B（Business-to-Business）和企業到消費者B2C(Business-to-Consumer)。

（二）PAS 2050評估的主要范疇

1．整個產品溫室氣體排放評價數據的使用（包括B2B及B2C）；

2．所需評估的溫室氣體的種類；

3．全球增溫潛勢數據；

4．各種排放的處理方法；

5．產品中碳儲存影響的處理和抵消方法；

6．對于特定工藝中產生的溫室氣體排放的各項處置要求；

7．可再生能源產生排放的數據要求以及對這類排放的解釋；

8．符合性聲明。

（三）PAS 2050評估的原則

運用PAS 2050對某個產品完整的生命周期內的溫室氣體排放進行評估時，須考慮到以下原則：

1．相關性：選擇合適的GHG排放源、碳儲存、數據和方法；

2．完整性：包括所有指定的GHG排放和存儲；

3．一致性：能夠在GHG的相關信息中進行有效的比較；

4．準確性：盡量減少誤差以及不確定性；

5．透明度：將嚴格依照PAS 2050開展的生命周期GHG排放評估結果通報給第三方，由其作出決定。

（四）碳足跡的計算步驟

核算碳足跡的五個基本步驟為：

1．繪制流程圖；

2．檢查邊界并確定優先順序；

3．收集相關數據；

4．計算碳足跡；

5．檢查不確定性。

（五）碳足跡的審定

碳足跡的認定須選擇獨立的第三方認證機構進行，審核員將審查碳足跡的評估過程、數據源及計算結果，并確認PAS 2050是否得到正確使用以及評估是否取得一致，然后對外經第三方認證后的碳足跡結果。

四、開展碳足跡認證的意義

通過碳足跡，組織和個人能夠評估自己對環境造成的影響，同時能夠了解到自己在哪些地方排放了溫室氣體，這些對于溫室氣體的減排極為重要。從這方面來講，碳足跡已經成為了對抗氣候變化的一個重要工具。

在計算碳足跡過程中，由第三方機構提供的精確的、獨立的碳足跡報告為利益相關者提供了他們所需的碳排放信息，有助于讓企業承擔起對社會和環境應負的責任。

另外，通過對公司整個供應鏈進行碳足跡認證，能夠讓相關企業關注到產品上下游存在的商業風險。特別是對于那些原材料及產品銷售受氣候影響較大的企業，能夠更加迅速地制定出相應的風險管理和控制方案。

五、碳足跡的發展現狀

在全球范圍內，有很多國家都推出了自己的碳足跡計劃。英國是這方面的先行者，它是全球最早推出產品碳標簽制度的國家，其制定的PAS2050 及其導則于2008年11月正式公布，已成為國際公認的碳足跡認證標準。

據統計，到目前為止，至少有15種不同的碳足跡評估方法，例如PAS 2050、GHG Protocol、PAS 2060、ISO14064、ISO14067等。

德國、法國、瑞典、瑞士、新西蘭、美國、日本、韓國、泰國以及中國的臺灣，這些國家和地區是碳足跡認證的積極響應者和倡導者，這些地區的部分商品已經貼上了碳足跡標簽。

六、碳標簽對中國的影響

實施碳標簽的直接影響便是造成商品價格的提升。碳標簽的實施需要核定生產過程中導致的溫室氣體排放量，如此便會給廠商帶來額外成本，而這部分成本最終將會轉嫁到消費者身上。

進行更加深入的分析，我們可以發現：碳標簽制度的影響將會從消費環節傳導到生產環節，這勢必會造成相關行業的優化與整合，從而有可能進一步帶動中國產業結構的調整。可以預見的是，當消費者不再青睞的高碳排放產品逐漸減產時，由于其產量達不到自身的經濟規模，產品成本會逐漸上升。此時，企業如果想繼續生存下去，只能關閉生產、淘汰落后產能，并通過高科技的引進與管理方式的創新來降低成本，減少碳排放。

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哥本哈根世界氣候大會全稱《聯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、低碳農業、低碳建筑、低碳城市、低碳生活蜂擁而至。低碳經濟作為具有廣泛社會性的前沿經濟理念，其實并沒有約定俗成的定義。一般來講，低碳經濟是指在可持續發展理念指導下，通過技術創新、制度創新、產業創新、新能源開發等手段，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，達到經濟社會發展與生態環境保護雙贏的一種經濟發展形態。所謂低碳，就意味著環保、節能減排，意味著生產、生活方式和價值觀念的轉變。

1低碳農業的概述 低碳農業首先是一種理念，是農業轉變發展方式的一個發展方向。低碳理念的本質就是降能節約。低碳農業是一種現代農業發展模式，通過技術創新、制度創新、產業轉型、新能源開發利用等多種手段，盡可能地減少能源消耗，減少碳排放，實現農業生產發展與生態環境保護雙贏。低碳農業是一種比廣義的生態農業概念更廣泛的概念，是生態農業、綠色農業的進一步發展，不僅象生態農業那樣提倡少用化肥農藥、進行高效的農業生產，而在農業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，低碳農業還更注重整體農業能耗和碳排放的降低。

低碳農業也是生物多樣性農業。農業的發展經歷了刀耕火種農業階段、傳統農業階段和工業化農業階段。工業化農業過程對生物多樣性構成威脅:農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;農藥的使用破壞了物種多樣性;化肥造成了環境污染，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，如果用碳經濟的概念衡量，這種農業可以說是一種 “高碳農業”;。改變高碳農業的方法就是發展生物多樣性農業。生物多樣性農業由于可以避免使用農藥、化肥等，某種意義上正屬于低碳農業。 農業作為國民經濟的基礎產業，是一個重要的溫室氣體來源，同時又受到溫室效應的嚴重影響。響應低碳經濟的號召，確定農業溫室氣體的排放量并探尋減排辦法已成為世界各國的當務之急。然而，低碳農業雖然前景廣闊，但距離“低碳農業”;的標準還有很大差距。勞動力是發展低碳農業前期投人成本中的主要部分，尤其是知識型勞動力的投人;我國目前的農業生產特點決定了規模化低碳農業發展的困難。發展低碳農業，需要大面積采用生態農業的部分技術、需要相應的生產技術與之相匹配、需要政府和一些高校社會組織專業人員的指導和培訓，特別是市場的銜接。

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1.1污水輸送過程中碳排放在污水輸送過程中，溫室氣體的直接排放的主要途徑是排水管道厭氧環境產生CH4，間接排放則包括污水提升所用電耗等。有研究表明［4］，污水在壓力管道中停留的時間越長，產生的CH4量越大，管道的管徑越大，產生的CH4量越大，壓力管道中的CH4濃度接近甚至超過標準狀態下CH4的飽和濃度22mg/L，這些溶解于污水中的CH4，通過放氣閥、有壓流轉換為重力流或者進入污水處理廠后，釋放到空氣中。澳大利亞的研究表明［5］，如污水處理廠進水全部為壓力管道輸送，則污水輸送系統產生的溫室氣體量是污水和污泥處理過程中產生的溫室氣體總和的12%～100%。

1.2污水處理過程中碳排放污水處理是溫室氣體的主要分散排放源之一。就污染物去除過程而言，主要產生CO2、CH4和N2O，對能量供給過程來說，發電、燃料生產會排放CO2。污水處理的溫室氣體可分為直接排放和間接排放兩種類型。直接排放是指污水處理過程中排放的溫室氣體，間接排放主要是指污水處理消耗的電能、燃料和化學物質在生產和運輸過程中排放的溫室氣體，除此以外，還包括尾水排放至自然水體中污染物降解產生的溫室氣體。

1.2.1直接排放由圖1可知，好氧處理過程中，污水中的有機碳被微生物通過分解代謝、合成代謝和物質礦物化，在把有機物氧化分解成CO2和H2O等，以滿足自身生長和繁殖過程對物質和能量的需要。應該指出，在新細胞合成與微生物增長過程中，除氧化一部分有機物外，還有一部分細胞物質也被氧化分解以供應能量，即進行內源呼吸，內源呼吸也排放H2O、CO2、NH3等氣體。有機物的厭氧分解過程可劃分為兩個階段:酸性發酵階段和堿性發酵階段，分別由兩類微生物群體完成。厭氧發酵具有兩個主要特點:(1)有機物一旦轉化為氣態產物后，污液中構成BOD和COD的化學物質(主要是有機碳)即轉變為CH4和CO2，僅積蓄少量的微生物細胞;(2)由于有機物最終的轉化產物中含有大量的CH4，它是一種溫室氣體，應盡量避免排入大氣環境，同時它也是一種高熱值氣體，可采取措施回收利用。如圖3、圖4所示［7］，污水生物脫氮的基本原理是在硝化菌及反硝化菌的作用下，將污水中的含氮化合物轉化為氣態氮化物的過程，其中包括硝化作用和反硝化作用兩個反應過程。N2O通常被認為是不完全硝化作用或不完全反硝化作用的產物。

1.2.2間接排放城鎮污水處理廠處理污水消耗的電能、燃料和化學物質在生產和運輸過程中排放溫室氣體，以及尾水排放至自然水體中污染物降解產生的溫室氣體。具體排放途徑如表

1.1.3污泥處理過程中碳排放污泥處理處置的碳排放主要也包括兩方面:一是污泥處理處置過程直接排放;二是處理處置設施運行能耗間接造成的碳排放［8］。從全球尺度來看，前者主要來自大氣中已存在的CO2，只是通過碳吸收—存貯—釋放的循環過程又回到大氣環境中，屬于中性碳，對于碳減排的影響有限。從碳源上講，運行能耗的碳排放來自于化石能源，屬于典型的碳減排領域。污泥處理處置技術以脫水—填埋、生物堆肥、厭氧消化、干化焚燒為主。在目前現行的幾種主流污泥處理處置方式中，填埋1t濕污泥(含水率60%)會造成500kg的碳排放量，在各種處理處置工藝中其碳排放量最大;厭氧消化技術碳排放量約在28～35kg/t;生物堆肥和熱干化—焚燒的碳排放量強度分別在25～30kg和150～180kg左右［9］;從處理過程的碳排放角度來看，厭氧消化和好氧生物堆肥的碳排放量較脫水填埋產生的少。

2城鎮污水處理廠低碳運行的技術途徑

2.1合理規劃污水收集輸送系統污水系統規劃最為關鍵的問題是科學選擇收集、處理、排水體制和模式，實際規劃中應在綜合考慮城市規模和布局、受納水置、環境容量等因素的基礎上，評估不同方案并統籌考慮污水再生利用和污泥資源利用的方向和規模。就污水收集系統而言，其作用是將污染物輸送至污水處理廠，而管道淤積將增加CH4的產生，管道滲漏將影響污水管道的污染物輸送能力。因此必須提高輸送系統的效率，建立日常養護制度，借鑒國外先進養護技術和修復技術，減少管道污染物沉積量和滲漏量是污水收集系統低碳運行的關鍵。如對于處理家庭、工業、小型社區或服務區產生的污水，采用污水分散收集與處理的方案［10］，進行現場收集與就近處理，既有利于污水的再生回用，又可降低污水長距離輸送過程中的能耗和CH4排放。

2.2污水處理過程中的碳減排途徑

2.2.1好氧處理過程中溫室氣體的控制從理論上講，污水中的有機碳素物質均能被強氧化劑氧化成CO2的形式排入空氣中，因此，好氧處理中溫室氣體減排實質就是減少或固定污水處理中CO2。CO2的固定方法主要有物理法、化學法和生物法［11］。大多數物理法和化學法能量消耗較大，而且物理法固定的CO2最終都需結合生物法將其轉化為有機碳;生物法固定CO2主要是依靠植物和微生物，在污水處理中植物生長一般受到限制;微生物固定CO2的研究目前主要集中在光能自養型微生物(微藻類和光合細菌)和化能自養型微生物(氫－氧化細菌)對CO2固定與轉化［12］，但通常具有較高固碳能力的光合細菌和氫－氧化細菌由于需要光照或嚴格厭氧和供氫，限制了其在反應器或水中的應用。李艷麗等［13］通過生物技術手段從海水及其沉積物中選育到在普通好氧條件下具有固碳能力的非光合微生物菌群，并通過電子供體和無機碳源結構的優化，顯著提高了其對無機碳的同化能力，好氧條件下固碳菌液的最高碳同化效率可達110mgCO2/L•d;同時，通過分子生物學手段研究發現在不同培養條件下，菌群的群落結構發生很大改變。經過測序、序列比對及構建系統發育樹后發現，在已測序的16個顯著條帶中，11個是不可培養微生物，即其只能以共生方式存在，混合培養時，固定CO2的效果可能是多種菌共同作用的結果。所以，利用非光合微生物菌群控制好氧處理中的CO2減排這可通過如下途徑來實現:(1)通過生物技術分離或長期馴化得到在普通好氧條件下具有固碳能力的非光合微生物菌群，通過電子供體和碳源結構的優化，提高其在污水處理中的固碳效率。(2)研究與優化固碳微生物菌群的結構和配比，提升固碳效率。

2.2.2厭氧處理過程中溫室氣體的控制厭氧過程其實質是指微生物細胞將有機物氧化釋放的電子直接交給底物本身未完全氧化的某些中間產物，同時釋放能量并產生不同的代謝產物。所以，在污水達標排放的前提下，厭氧處理中的溫室氣體減排這可通過如下途徑來實現:(1)將厭氧反應所產生的CO2引入固碳系統，通過微生物的作用固定CO2。(2)強化乙酸的產生而減少CH4的產生。通過產氫產酸微生物對污水進行厭氧發酵，可將其中的有機成分盡可能轉化成乙酸，在達到污染控制目標的同時，為二階段發酵法生產高附加值的生化產品提供給足夠的可溶性碳源。(3)強化H2的產生而減少CH4的產生。目前國內外在厭氧產氫污泥馴化、不同基質的產氫潛能、厭氧發酵產氫的影響因素和厭氧發酵產氫數學模式等方面的研究已取得了一定進展［14］，但尚有許多理論和技術難題需要解決。應加大在該方向的研究力度，盡早實現厭氧發醉產氫工業化應用。(4)強化厭氧過程中CH4的產生，發展沼氣工程。一般污水廠厭氧消化氣中CH4的含量約為60%～65%，燃燒熱值約為21～23MJ/m3，是優良的燃料。污水廠可利用沼氣燒鍋爐，為污泥消化池加熱或者為污水廠生活提供炊事、采暖、洗浴的熱源;沼氣發電機發電［15］和沼氣燃料電池發電［16］以其低排放，低污染，節約能源，廢物資源再利用等優點而倍受各國政府的關注，開發沼氣發電成為CH4減排的一項重要措施。

2.2.3污水脫氮過程中N2O的控制目前對不同污水處理工藝過程中N2O的釋放情況缺乏系統的研究資料，很難優選出一種N2O釋放量低的工藝;且污水種類多樣、成分復雜，為降低N2O釋放量而對污水的水質進行調控存在著較大的難度。因此，N2O的減排及控制問題主要從以下兩方面進行:(1)運行工況的優化。根據污水處理中N2O產生與釋放的主要影響因素分析［17］，得出控制N2O減量的策略:保證污水處理中硝化系統有較高的DO(＞0.5mg/L)，反硝化系統盡量避免溶解氧的存在;保證高C/N(＞3.5)、較大的SRT(＞10d)和適當的pH值(6.8～8);盡量避免系統中NO－2N等物質的積累，減輕某些化學物質(如H2S、甲醛、乙烯、重金屬離子等)對硝化及反硝化菌酶系統的毒性作用等。(2)微生物種群的優化與調控。污水生物脫氮過程中微生物種群及關鍵酶活性影響和決定了N2O的產生［18］。可應用分子生物學手段確定出污水生物脫氮體系中硝化菌及反硝化菌的主要種群及關鍵酶的活性，然后通過投加或固定N2O釋放量低的基因工程菌的方式進一步優化污水處理系統中的微生物種群結構，從而控制N2O的產生和排放。

2.3污泥處理處置能源化利用途徑我國在城市污泥處理、處置及資源化方面的技術才剛剛起步，目前仍然采用以土地利用為主，其他利用方式為輔的資源化方式，形式比較單一，而且利用率也不高，與國外先進國家相比尚有較大差距［19］。國外發達國家目前較成型的技術有:污泥發酵產沼氣發電、污泥燃燒發電、污泥熱解與制油技術，還處在研究試驗階段的污泥制氫技術［20］。

2.3.1污泥發酵產沼氣該技術共分為兩個階段:第一步將污泥厭氧消化，即污泥在厭氧條件下，由兼性菌和專性厭氧菌(甲烷菌)降解有機物，分解最終產物為二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4);第二步是燃燒甲烷氣使發動機轉動，將消化氣的能量轉變為軸動力，然后用發電機使之轉化為電能。厭氧消化產甲烷不僅投資、運行、管理程度不高，而且從COD中所轉化的能量(50%～60%)適中。所需要的技術和設備較為簡單，非常容易實現工程化。有實例研究表明［21］污水處理廠所產生的CH4燃燒后產生的能量足夠污水處理廠運行中曝氣、污泥脫水及污泥焚燒所需。

2.3.2污泥燃燒發電污泥直接焚燒發電這種方式的能量轉化效率高達80%左右，但污泥焚燒在工程實施時所需的設備較多，污泥焚燒廠的興建規模也很大。具體地說，首先是要對高含水率(95%～97%)的污泥進行機械脫水處理或以堆肥方式蒸發水分;其次是投資焚燒、發電設備［22］。這種方式能量轉化效率雖然高，但所需設備成本很高，所以實際應用的工程實例并不多見。

2.3.3污泥熱解制油技術熱分解技術不同于焚燒，它是在氧分壓較低狀況下，對可燃性固形物進行高溫分解生成氣體產油分、炭類等，以此達到回收污泥中的潛能。熱解制油就是通過熱分解技術，將污泥中含碳固形物分解成高分子有機液體(如焦油、芳香烴類)、低分子有機體、有機酸、炭渣等，其熱量就以上述形式貯留下來。污泥中的炭有約2/3可以以油的形式回收，炭和油的總回收率占80%以上;而熱解制油技術中油的回收率僅有50%。但由于熱解法只需提供加熱到反應溫度的熱量，省去了原料干燥所需的加熱量，能量剩余較高，大約為20%～30%(一般在污泥含水率80%以下的情況下)［23］。

2.3.4生物制氫污泥制氫技術主要有:污泥生物制氫，污泥高溫氣化制氫，以及污泥超臨界水氣化制氫［24］。三種制氫技術相比較，超臨界水氣化制氫技術具有良好的環保優勢和應用前景，目前已積累了一些試驗研究結果。該技術是一種新型、高效的可再生能源轉化和利用技術，具有極高的生物質氣化與能量轉化效率、極強的有機物無害化處理能力、反應條件比較溫和、產品的能級品位高等優點。與污泥的可再生性和水的循環利用相結合，可實現能源轉化與利用以及大自然的良性循環。在超臨界水中進行污泥催化氣化，污泥的氣化率可達100%，氣體產物中氫的體積分數甚至可以超過50%，且反應不生成焦炭、木炭等副產品，不會造成二次污染，具有良好的發展前景。

2.4污水處理廠的節能途徑污水處理廠能耗成本占污水處理廠運營維護成本的40%～80%，外部能源(煤等化石燃料)發電產生CO2排放。換言之，以消耗大量外部能源消除污水中含能物質(COD)的最終結果實際上是一種污染的轉嫁方式。污水處理廠能耗分布見圖5。由圖5可知，能耗分布主要集中在污水提升、曝氣供氧、污泥輸送與處理和混凝沉淀等部位，因此污水處理廠的節能工作應從上述部位出發，降低能耗，進一步減少CO2的排放。節能途徑主要有:工藝的優選實現系統節能、高效的裝置實現設備節能、無害高效的藥劑實現原料節能、排放物的資源化實現產出物節能、管理模式創新實現管理節能。

3結論

城鎮污水處理中碳排放的主要產生環節有:

(1)污水輸送過程中管道厭氧環境產生CH4、污水提升所用能耗等;

(2)污水好氧處理中有機碳氧化分解為CO2，厭氧處理中有機物酸性發酵產生少量CO2、堿性發酵最終轉化產物中含有大量CH4，脫氮處理中不完全硝化作用或不完全反硝化作用產生N2O;

(3)污泥處理處置過程直接排放溫室氣體、處理處置設施運行能耗等。

針對上述污水處理與碳排放的關系，基于目前的研究情況，污水處理廠實現低碳運行可采取的的技術途徑:

(1)在方案選擇中注重污水輸送、污水處理和污泥處理的全過程整體性考慮;

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中圖分類號：X32 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2015）10-0065-03

氣候變化給人類帶來各種各樣的氣候災害，且所帶來的經濟損失也是驚人的。各種氣候災害是人類的大敵，尤其對農業而言，其對氣候變化反映最為敏感，抵御能力最為脆弱，影響也更為巨大。同時，農業對氣候的影響也不容忽視。

1農業溫室氣體排放對氣候的影響

氣候變暖主要是由于人為溫室氣體（GHG）排放增加所致，農業領域是一個重要的GHG排放源。全球農業領域GHG排放約占總人為排放的30％，我國農業領域的排放比重約占20％，主要氣體有CO，CH4，N2O和NO等。IPCC指出，農業溫室氣體排放主要來源包括反芻動物消化、動物糞便處理產生的CH4和N2O排放、水稻厭氧條件下的CH4排放、農田過量使用氮肥產生的N2O排放、農田耕作產生的CO2排放等。而在農業源中，畜禽養殖業COD和氨氮排放量分別為1268．26萬t和71．73萬t，占農業源COD和氨氮排放量的95．8％和78．1％，大量畜禽廢棄物給養殖場周邊環境帶來諸如大氣、水、土壤等環境污染問題。畜牧業是我國農業領域最大的CH4排放源，是農業溫室氣體和面源污染的排放大戶。

2農業溫室氣體減排途徑

2．1充分利用微生態技術，減少動物腸道CH4排放

反芻動物排放的CH4是通過腸道發酵過程產生的，反芻動物瘤胃內的產甲烷菌通過微生物作用合成甲烷，但甲烷并不能被動物機體利用，只能通過噯氣排出體外。通過研發推廣微生態產品及其技術，可以減少反芻動物CH4排放。微生態技術具有以下功能：一是提高動物單產水平，通過減少并調控畜禽養殖數量來提高養殖效益，從而減少CH4的排放總量。二是通過調配畜禽日糧結構，借助有益微生物菌群，改善和分解低品質飼料纖維素等多糖分子，提高畜禽對飼料的消化率，減少瘤胃CH4生成量和糞便中有機物的殘留，減少單位飼料消耗的CH4產量。三是通過微生態工藝使常規飼料生物顆粒化，縮短飼料在瘤胃內的停留時間，減少營養物質在瘤胃內發酵造成的能量損失。四是通過微生態菌群抑制產甲烷菌活性，從而調控瘤胃內CH4的大量生成。

2．2高效利用畜禽糞尿，減少畜禽廢棄物溫室氣體排放量

我國年畜禽糞便資源總量約為8．5億t，相當于78．4Mt標煤。提高畜禽廢棄物綜合利用率，使其變廢為寶，可有效減少溫室氣體的減排量。利用厭氧發酵原理開發畜禽廢棄物發酵菌劑，可將污物處理為生活用沼氣和生物有機肥，其中，沼氣可直接用作燃料以有效利用CH4。同時，利用畜禽廢棄物發酵菌劑還可替代傳統糞便清理方式，有效減少CH4排放。一頭豬年產糞尿量達2．1t，若采用水沖式清糞，其污水排放量將增加4倍以上；而采用干清糞節水工藝，實行糞污干濕分離、雨水和污水分流，并將畜禽廢棄物發酵菌劑處理，可將畜禽廢棄物溫室氣體排放量降到最低。試驗表明，與水沖清糞相比，經發酵菌劑處理后的畜禽廢棄物CH4排放量減少55％以上。

2．3推廣發酵床等健康養殖技術，實現畜禽污染物“零排放”

畜禽養殖對大氣污染主要來自畜禽糞便產生的臭氣，尤其是規模化畜禽養殖密度高、清糞不及時、消毒不力等因素加劇了舍內空氣環境的惡化，需要利用生物除臭技術進行處理。微生物制劑能夠減少氣載病原菌數量，增加氣載有益菌數量，降低畜禽疾病感染率，抑制病原菌生長，同時還能降低禽舍內溫室氣體CH4，N2O，NH3和H2S等釋放量，對畜舍內有害氣體具有凈化作用。試驗表明，可使NH3降解率達74．3％，H2S降解率達81．6％，并可大幅降低養殖場畜舍內的有害臭味。同時，利用微生物作為物質能量循環和轉換“中樞”，推廣發酵床式養殖方式。這種模式沒有任何廢棄物、排泄物排出養殖場，大大減輕養殖業對周邊環境的氣液污染，是節約能源、減少疾病和用藥、清除糞臭、實現零排放的環保生態型健康養殖方式。

2．4開發應用生物有機肥，降低農業面源污染和GHG排放

我國農田碳吸收匯約為0．20億～0．67億tC，農田N2O排放量中有57．8％來自化學氮肥施用，22．9％來自糞肥施用。施用有機肥可有效增加土壤碳儲量。我國畜禽糞便年產量達17．3億t，是工業廢棄物的2．7倍，其氮、磷、鉀總貯量為0．633億t，相當于0．493億t尿素、1．194億t過磷酸鈣和0．338億t氯化鉀。充分利用規模化畜禽場排泄物生產肥效顯著、環境友好型生物有機肥料，可直接或間接提供植物所需養分并改善土壤性能，大大提高作物產量和品質，實現農牧結合，推動循環農業發展。同時，有助于調節土壤系統有益微生物的活性，提高氮肥利用率，促進農田固碳減排，降低農田N2O排放14％～30％。

2．5高效利用農林廢棄物，減少CO2，CH4和N2O排放

動物糞便等廢棄物的厭氧儲存及處理、作物秸稈焚燒均產生CO2，CH4和N2O。通常秸稈焚燒、糞便處理方式、氣候條件等決定著溫室氣體排放量的大小。減少秸稈、糞便等農林廢棄物CO2，CH4，N2O排放量的主要措施是針對排放潛力大的廢棄物焚燒及露天存放過程，通過生物炭技術固碳和厭氧發酵回收甲烷氣體，可減少溫室氣體排放。另外，在畜禽飼料中使用微生態添加劑可抑制CO2，CH4，N2O等溫室氣體的產生。其中，沼氣技術就是通過畜禽糞便和污水厭氧硝化而產生的。沼氣可作為燃料替代化石能源，也可用作發電和動力燃料。據推算，一個8m3的戶用沼氣池平均年產沼氣385m3，相當于替代605kg標準煤。目前，農村沼氣項目已被廣泛開發為CDM項目或自愿碳減排項目。

2．6控制并減少化肥使用量，減少N2O排放

土壤中氮的主要來源是施用化肥、廄肥及農作物殘留物。過量施用氮肥會導致肥料無法被農作物利用和被微生物吸收，這些過量的氮素一部分通過土壤的硝化作用轉變為N2O并釋放到大氣中，另一部分滲透到地下水中污染水資源。伴隨著我國農業的“十二連增”，農業化肥投入量在逐年增加，我國農業增產對化肥的依賴度越來越高，這不僅導致土壤的過度利用，而且使N2O排放量呈上升趨勢。因此，提高氮肥利用率是減少農業N2O排放的關鍵措施。目前，我國農業氮肥利用率為20％～40％，如果長期采用微生態、測土配方施肥等農業先進技術，可將農業氮肥利用率提高到30％以上，N2O排放量相應降低15％以上，大幅減少作物需氮量，調節和解決作物需肥與土壤供肥之間的矛盾，達到減少化肥用量、提高肥料利用率、實現作物增產的目的。試驗證明，利用微生態技術可使肥料利用率提高10％～20％，每年節約氮肥1000萬t，相應減少CO2，CH4，N2O等溫室氣體排放12000萬t。

2．7加強稻田綜合管理，減少稻田CH4的排放

在厭氧環境下，稻田甲烷排放是由產甲烷菌利用田間植株根際有機物質轉化CH4形成的，是除去水稻根際CH4氧化菌對CH4氧化后的剩余量。稻田甲烷排放主要受土壤性質及其根際菌群狀況、灌溉及水分狀況、施肥種類及方式、水稻生長及氣候等多因素影響。水分是影響稻田CH4排放的決定性因子，通過改變稻田的水分管理和微生物菌群可改變產甲烷菌生存的厭氧環境，從而控制甲烷的產生和排放。研究表明，節水灌溉、間歇式灌溉及微生態控制根系菌群能夠減少稻田甲烷的排放。減少稻田CH4排放的主要管理措施除水分管理外，還包括品種選擇、施肥種類、施肥量等，應采取適當的管理措施進行稻田耕作。

2．8改進農業生產管理措施，增加土壤系統的碳匯總量

農業固碳主要依賴土壤系統。通過改變栽培、耕作、施肥等農業生產方式，可以增加土壤系統的碳匯總量。一是大力推廣保護性耕作等減少機械進地次數、提高農機作業效率的農田生產措施，減少人類對土壤結構及功能的破壞。二是推行秸稈還田和增施有機肥，增加土壤植物殘體和有機質含量，進而增加土壤碳的固定和投入。農村生物質能源有很大發展潛力，經合理開發利用，可以有效替代化石能源消耗，緩解能源危機，減少GHG排放，保護生態環境。三是通過微生物技術改善土壤結構與功能，提高土壤固碳水平，減少過量使用化學氮肥造成的氮沉降。

2．9通過植樹造林和還林還草，實現植物型自然生物固碳

植物型生物固碳主要通過增加綠色植物生物產量方式來實現溫室氣體的減排，如植樹造林。樹木生長需要吸收并固定CO2，并將其轉換為生物量，從而形成森林的固碳效果。低產農田退耕還林還草可使大氣碳較多地存留于土壤或較長時間儲存于植被中，人工林每生長1m3的木材，可吸收CO2約1．83t。草地年固碳潛力為23．9Mt，占全球固碳能力的29．0％。可見，植物型生物固碳是非常有效的生物固碳方式。

參考文獻

［1］陳婷婷，周偉國，阮應君．大型養殖業糞污處理沼氣工程導入CDM的可行性分析［J］．中國沼氣，2007，25（3）：7－9．