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当前位置: 首页 > 新闻中心 > 亿博官网 - 亿博电竞亿博电竞 亿博官网亿博电竞 亿博官网亿博电竞 亿博官网基于工业化时代的发展,致使全球温室气体排放量不断增长,导致全球变暖成为世界性问题。目前,生产领域、流通领域以及消费领域均属于高碳经济状态,严重影响我国生态环境。在此基础上,以国家生态环境保护政策为依据,基于低碳经济背景下,实现我国节能减排的发展势在必行,为我国可持续发展打下基础。
节能减排存在广义与狭义之分,针对狭义而言,节能减排,即物质资源与能量资源的节约,进而达到减少废弃物和环境有害物的目的。针对狭义而言,节能减排,即节约能源,减少环境有害物的排放量。其中,加快产业结构调整与优化、大力发展循环经济、合理用电与节约用电以及技术创新和加强组织领导等属于节能减排的工作重点,是实现国家经济发展与生态环境保护的重要举措。
目前,社会经济发展能源需求量不断增加,而能源发展受生态环境的束缚更加明显。在我国生态环境日益受到破坏前提下,低碳经济受到社会各界的关注与重视。低碳经济,即坚持不影响企业可持续发展战略的原则,在创新制度与技术的基础上,迫使产业转型,进而开发新能源,达到降低发展能耗的目的,实现生态环境保护与社会经济发展的统一,构建新的经济发展形态。目前,以低碳经济根本要求为出发点,应摒弃先污染后治理、先粗放后集约的经济发展模式,将节能减排理念贯穿于经济发展的每一环节,以保护生态环境为指标,结合国家经济发展具体情况,合理调配经济结构,保证资源使用率,促使生态文明得以建设。
为实现经济发展与生态环境保护的统一,需在低碳经济发展模式指导下,优化节能减排发展策略。其中,主要涉及节能减排的法律环境、经济环境以及社会环境。
目前,节能减排已成为我国经济发展的重要组成部分。因此,在宪法的指导下,需适当完善节能减排的法律环境,为节能减排提供法律保障。针对现有节能减排法律,环境保护与资源节约的内容相对较多,缺少指导具体工作的法律,难以满足低碳经济下的节能减排工作开展需求,导致节能减排工作效率难以提高。针对如何完善节能减排的法律环境,主要包括以下两方面的内容:一方面,以国家节能减排工作开展情况为依据,制定符合我国国情的法律法规,拓宽法律法规涉及面,完善法律框架,为我国节能减排工作的开展提供法律依据。另一方面,完善现有法律,不断细化法律法规,包括《石油法》、《循环经济促进法》以及《节约能源法》等。
经济环境对节能减排工作的开展具有较大影响,是促进我国节能减排发展的关键。
3.2.1为完善节能减排的经济环境,优化产业结构。《大气污染防治行动计划》于2013年9月正式颁布,其明确提出:优化产业结构、增强科技创新能力、提高经济增长质量,实现社会效益、经济效益和环境效益的统一,为改善我国空气总体质量提供保障,促进节能减排发展。在采用有效措施前提下,产业结构得到优化,致使更多的高端产品得以开发,为我国节能减排工作的开展打下坚实基础。
3.2.2构建节能减排市场机制。在完善碳交易机制基础上,研发节能减排新技术,实现生产方式的优化。与此同时,推动资源性产品开展市场化定价工作,及时掌握资源稀缺状况、环境成本,分析供给关系,采取具有针对性、目的性的环境污染治理方式,减少能耗对生态环境的破坏。
在完善节能减排社会环境过程中,一方面,采用多样化形式与手段,加大节能减排政策的宣传,增加人民群众的环保意识,促使社会各界积极主动参与到节能减排活动中去。例如,利用广播、电视、新闻、手机报、报刊、网络等宣传方式,达到宣传效果,促使节能减排工作有序开展。另一方面,以政府、媒体以及企业和公众为基础,构建完善的宣传机制,将节能减排政策宣传至每一领域,迫使节能减排深入人心,增加各界对节能减排的认识与理解,进而积极配合国家开展节能减排活动,实现我国可持续发展战略。
总而言之,在低碳经济发展模式指导下,以经济发展为基础,促使生态环境与经济发展达到统一。在低碳经济模式的深入发展前提下,节能减排成为社会各界关注的焦点,成为各行各业经济发展的一大指标。企业以自身经济发展特点为依据,在创新技术与制度的过程中,不断开发新能源,将节能减排政策深入企业经济发展的每一环节,为低碳经济背景下我国节能减排发展提供动力。
[1]沙之杰.低碳经济背景下的中国节能减排发展研究[D].西南财经大学,2011.
[2]贾立江.我国低碳经济发展系统研究[D].哈尔滨工程大学,2012.
低碳经济是指在可持续发展理念的指导下,通过技术创新、制度创新、产业转型等多种手段,尽可能地减少温室气体排放,实现经济社会发展与生态环境保护双赢的一种形态。目前,我国交通运输业仍是全国能耗和碳排放规模较大的行业之一,约占总能耗的8%左右,而当前航运公司燃油成本占运营成本的比例一般在40%左右。因此,如何推广节能减排技术,有效降低企业运营成本,已成为当前航运界普遍关注的问题[1][2]。
相关资料统计,全球碳排放主要来源于电力行业和制造业,占总排放量的56.3%,交通运输行业的碳排放量占全球总排放量的26%,而航运业碳排放量仅占全球碳排放总量的3.30%。就全球交通运输行业的碳排放水平而言,公路运输业的碳排放量占据首位,为72.9%,航运业碳的碳排放量仅占交通运输行业的13.8%。
我国交通运输业是仅次于制造业的第二大油品消费行业,油品消耗量约占全社会油品消耗总量的33%,其中水运行业每年消费的能源总量大约占交通运输业的1/4左右。虽然就排放比例而言,我国交通运输业(包括航运业)的碳排放总量较低,但其能耗和碳排放的增长速度却大大超过其他行业。
1997年,国际海事组织通过了一项决议:规定2015到2019年间建造的船舶需改善能效达到10%,2020到2024年间建造的船舶能效增至20%,而2024年后建成的船舶能效需达到30%,营运船将建立改善能源效率机制,实施船舶能效管理计划。
近年来,随着我国建设资源节约型、环境友好型社会战略实施,受国际大背景的影响,我国航运业节能减排虽然取得一定成效,如制定了节能减排措施,编制修订了相关部门规章等,但是仍面临一些亟待解决的问题。
随着交通行业体制改革和政府职能的转变,原有交通节能管理模式已不能适应新形势需要,而行之有效的节能管理模式尚未形成,行业管理缺乏法律依据和抓手,使得国家、行业相关节能文件得不到充分的落实。
实施运力结构调整是航运业节能降耗的一项重要举措,主要表现为船舶向大型化、专业化、标准化方向发展,提高船舶吨位,从而大大降低燃油单耗,但在实施过程中缺乏适应市场经济体制的激励政策和手段。
航运业能源消耗统计、节能标准制定及节能措施研究等基础工作比较薄弱,不仅造成政府的宏观节能决策缺少必要的数据支持,而且使节能监管缺少技术标准的支撑。目前,航运业虽然有能源消耗统计报告制度,但航运业能源标准制定工作相对滞后,能源标准体系尚未建立。
航运业尚未建立限制高耗能设备的准入机制,使行业能耗增长的源头没有得到有效的控制,如新建船舶及购置的二手船舶投入运营前没有经过必要的能效审查。如不采取有效措施加以扭转,其结果必然是继续走“先浪费、后治理”之路。
航运业低碳发展、节能减排工作所涉及的环节多、任务艰巨。因此,明晰各项工作的关系有利于航运业节能减排工作的持续、低碳发展。航运业低碳发展的途径具体建议如下:
切实把节能减排作为航运管理工作的重点内容,强化责任考核,完善政策机制,突出重点领域,加大资金投入,使航运节能减排工作的各项措施落到实处,尽快形成以政府为主导、企业为主体、全行业共同推进的节能减排工作格局[4]。
实现航运低碳发展,应加强制度建设,建立一系列有利于航运低碳发展的激励政策,如可交易许可制度、财政补贴和税收减免政策等。通过政府推进与市场机制作用相结合,有效促进航运节能减排低碳发展的落实,形成节能减排工作有部门主抓、有相关部门协助抓、有业务部门具体抓、各方面共同协作并努力推进的工作机制[5]。
在行业现有能源统计体制的基础上,建立和完善航运节能减排统计监测制度,建立航运业能耗排放清单数据库,增强统计工作的及时性和准确性。
通过制定新投入市场船舶的能效和排放限值准入标准,禁止不符合节能减排标准或要求的船舶投入船舶运输营运市场,从源头上控制航运船舶高耗能和高排放的问题,有效地实现航运低碳发展。我国已承诺,到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%,如何分解和控制上述目标,市场机制是有效方式之一。这就需要尽可能地调动企业等微观经济主体在低碳经济发展中的积极性,将低碳市场机制建设与低碳政策机制建设有机结合[6]。
进一步明确航运企业是节能减排的主体,要充分发挥其作用。航运企业要建立和完善节能减排组织管理体系,建立节能减排工作目标体系,加强节能减排专业队伍建设,大力推进涉及航运全过程的节油技术和措施的应用,加强节能减排替代性技术的应用理论研究和技术推广。
提高船舶能效,促进航运业低碳发展是机遇,也是挑战,必然会加快航运业进行节能减排技术研发和有关管理体制的转变,这是一个任重而道远的任务。中国航运主管部门、航运企业及有关单位只有积极行动,及早应对,才能使中国航运业在全球激烈的竞争中得到生存和发展,不会在新一轮的“洗牌”中落后于发达国家。必须抓住这一历史机遇,迎接挑战,赶超世界航运、造船强国,在新的历史起点占据有利的位置。
[1]李碧英.航运业节能减排现状及其低碳发展的途径[J].工程研究,2012,4(3):260-269.
[2]叶丹.低碳经济对我国航运业的影响[J].水运管理,2010,32(9):17-19.
[3]李建丽,真虹,徐凯.水路运输在低碳经济背景下的比较优势[J].水运管理,2010。32(3):14-16.
[4]徐建豪,龚安祥.中国航运业节能减排存在的问题及对策[J].世界海运,2011,34(11):42-44.
[5]王清斌,杨华龙,杨增海等.水路运输可持续发展及其评价研究[J].大连海事大学学报,2000,26(4):72-75.
在园林景观设计的过程中我们要采取必要的措施,对给排水进行优化,减少水资源的利用,提高水资源利用率,达到节能减排的目的。
所谓节能减排,顾名思义就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。节能减排包括节能和减排两大技术领域。随着可持续发展理念和绿色经济理念的提出,节能减排技术受到了越来越广泛的关注。尤其在我国的给排水工程领域,节能减排技术更是具有非凡的意义。这是因为,我国是一个水资源供给十分紧张的国家:据有关部门统计,我国666个城市中,有400多个城市供水不足,日缺水量1600万立方米,年缺水量约60亿立方米,平均每年因缺水影响工业产值2000多亿元。当前全国农村还有3000多万人和数千万头牲畜吃水困难。面对如此严峻的水资源供求形势,我国给排水的工程面临巨大的考验。因此,为了缓解水资源供给压力,最大限度的满足正常的工业和生活用水需求,在给排水工程中大规模应用节能减排技术势在必行。随着我国日益不断扩大的城市规模,广大人们更加注重城市建设的品质问题,在工业在国民经济占有较大比重的经济环境下,趋于原生态的,自然的园林景观越来越受重视,为满足城市规模建设的扩大和解决急速增加的城市人口对于耕地资源的需求,首要应该先解决节约绿化用地的问题。大量的工业用水与城市绿化用水造成水资源不足,所以节水型的园林景观建设与较少绿化用水的使用率也是需要解决的问题之一。实行低碳型理念的根本在于把节约理念也应用于其中来处理园林景观中各个大要素之间的关系。
促进我国经济快速发展的一项重要举措就是节约能源,因此节能工作实际上就是环保工作的延伸。在对园林景观给排水进行设计时,节约能源最重要的两项工作就是选择合理的二次供水设备以及选择合适的热水供应系统。
传统的水泵一水箱的供水方式中的水资源是很容易受到污染的,因此气压罐供水以及变频调速供水等新兴的方式也将逐步的取代这一传统的供水方式。我国在上个世纪90年代时,就开始大力发展和应用变频高速供水这一方式了,这种设备的工作原理就是利用变频器来改变电机的供电频率,这样通过用水量的大小就可以实现水泵的循环软启动和无级调速了。现阶段,我国变频高速供水已经发展到了变频气压供水和变压变量供水的方式了,在充分分析设备运行性能和节约特点的基础上,选择合理的二次供水设备,是会取得理想的节能效果的。通常情况下,在用水的低谷状态时是要明显的偏离所设计的工况的,那么在选择供水设备时,就要保证其是能够符合低谷时用水量实际变化的特点的。如果低谷时的用水量为断断续续的小流量时,那么就要保证供水设备是适合断续的供水压力的;而如果低谷时的用水量连水泵最大流量的五分之一都没有达到,那么就应设置小流量泵进行小流量时的自动切换。
园林景观中的园路、广场及其他硬质铺装,在降水过程中会产生大量的地表径流,这些雨水若直接由雨水管道汇流后排放至市政雨水管或者周边自然水体,均会在无形中造成水资源的浪费。雨水收集与二次利用系统,主要在降雨时收集地面雨水,经过处理至可二次利用的水质后进行储存,并在适当时机重新应用于绿化灌溉或者地面冲洗等。雨水收集可以达到节能减排,绿色环保,减少雨水的排放量,使干旱,紧急情况(如火灾)能有水可取。另外可以降低自来水的用量,减少水处理的成本。
对给排水工程而言,节能减排技术多种多样,具体包括新型给排水管具的开发和使用,具有较高技术含量的新型给排水设备的应用,给排水工程的合理设计,清洁能源在给排水工程中的使用等等诸如此类。
给排水工程所使用的管道一般长期处于阴暗潮湿的环境之中,并且极易受到各种化学物质和微生物的腐蚀。长此以往,就会损坏管道,造成漏水。例如传统的给排水工程建设中使用的铸铁管,就很容易被腐蚀生锈,当水流流过这些地方时,铁锈就会进入到水中,影响水质的洁净,造成水体的质量不合格。而且,一旦管道被腐蚀出现了孔隙,就会发生渗水漏水,也会造成水资源的浪费。而通过采用新型的供水管道就能很好的避免这些问题的发生。在具体的给排水设计及施工中,可以采用具有高强度、耐腐蚀性、耐酸碱性、耐高温、抗冻的新型合成管材,例如已经投入的市场新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、PPR管、PE管、PVC管等,这类高性能的管材就能够很大程度上杜绝漏水渗水等浪费问题。
给排水具有能源消耗量大的特点,且普遍使用传统的能源,而传统能源多为不可再生资源,而且使用过程中还会导致诸多的环境问题。因此,应必须采取节能减排技术拓宽给排水工程的能源来源,尽量减少对传统能源的依赖。而随着新型清洁能源的开发和使用,为给排水的能源来源提供了全新的选择。譬如沿海景观项目,可采用潮汐或者风力发电作为水景及水处理设施的动力来源等。
水作为生命之源,对人类来说是一种极其宝贵的财富。由于我国目前水资源普遍分布不均。很多地方缺水仍然很严重,所以水资源的节能减排一直是我国的主要发展战略。目前,我国很多园林景观设施中的给排水工程还存在很多资源大量消耗的问题。
在很多园林景观的给排水系统中,给水系统产生许多水资源的不必要浪费的主要原因是园林景观的给水系统出流超压。经过相关的调查研究,证明我国很多城市的园林景观都存在出流超压状况,很多水资源由于流量超出就被浪费掉,不利于园林景观工程的资源使用效益。此外,由于排水系统的设计通常情况下处在比较隐蔽的位置,人们往往容易忽视掉,因而造成了水资源的持续性浪费,给工程的节能减排工作带来严重影响。
在景观设计中,经常涉及到在冬季,水景等景观设施的防冻问题,这就要求采用热水供水系统。居民的日常生活肯定离不开热水的供应,这部分热水供应系统也对园林景观的使用效益存在重大影响。热水供应始终存在不同程度的浪费,尤其是在寒冷的冬天,很多水资源都没有使用到关键的地方,无法发挥效用。产生这些现象的原因,主要是很多园林景观没有合理的利用周边建筑的热水系统,没有处理好热水共用关系中的设计要点。有些园林景观的出水地点和热源距离较远,而输送管道又没有完整的保温结构,导致到达用水点处的水流温度过低。
在园林景观给排水系统的施工过程中,主要产生问题的环节是系统的使用配件以及管道的渗漏。在进行排水管道的施工时,很多情况下都会发生管道的故障和漏水现象,主要是设计不当或者选用材料的缺陷造成的。此外,输水管道一旦发生故障,则需要很长时间的维修处理。这段时间将造成水资源的极度浪费,对于用户的用水问题也产生重大影响。
在园林景观设计的过程中我们要从给排水上考虑节能设计,降低水资源无序的浪费,提高能源利用。
我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源是世界平均水平的1/4,特别是水资源在我国“南多北少、东多西少”的分布状况让我国北部以及西北部的城市缺水问题更加凸出[1]。在当前能源缺乏、生态环境日益恶化的严峻态势下,经过不断的实践探索,绿色建筑节能减排、绿色高效的理念逐渐深入人心,成为了建筑行业可持续发展的着力点。建筑给排水节能作为节能工作的重要一环,对于实现绿色建筑起到了至关重要的作用。因此,我们应该积极探索节能新技术,为绿色建筑的实现以及提高我国建筑行业整体竞争力提供抢而持久的助力。
中水是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水。中水的水质要求低于饮用水,目前主要被用于建筑施工、道路清洁以及景观用水等。经过调查研究发现,城市供水的80%转化为污水,经过收集处理之后,其中70%以上的中水可以再次循环使用。中水的回收利用具有极其重大的现实意义,这意味着可以在现有供水量不变的条件下,让可用水量至少增加50%。目前中水的回收利用主要是侧重于建筑污水的回收利用。这对现下严峻形势下,提高水资源利用率,实现水资源的可持续利用,缓解我国水资源短缺的现状以及生态环境的保护,提供了现实可行的途径。在我国北部以及西北部的缺水地区,普及中水回用技术,实现污水资源化,这对于绿色建筑的实现以及保障城市可持续发展具有深远的战略意义。
雨水利用是这通过建筑物或者地面滞留水流,经过收集处理之后,用于景观绿化、建筑用水、灌溉用水、消防用水以及厕所冲洗等。2015年10月,国务院办公厅印发了《关于推进海绵城市建设的指导意见》,部署推进海绵城市建设工作。城市“海绵体”既包括河、湖等水系也包括可渗透路面、花园以及绿地等城市配套设施。根据《海绵城市建设技术指南》,海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路以及绿地和广场等建设作为载体。对于建筑和小区,可以让屋顶绿起来,在滞留雨水的同时起到节能减排、缓解城市热岛的目的。同时,可以在下雨时吸水、蓄水、渗水和净水,在利用是将蓄存的水“释放”出来并加以利用。这不仅可以在暴雨时减小城市排水管道的压力,更可以滞留雨水,缓解城市缺水现状。
空气源热泵是通过从周围环境中吸收热量,并把热量传递给被加热物体的一种热量提升设备[2]。通常来说,空气源热泵是以制冷剂作为媒介,利用制冷剂气化温度低的特点,通过与周围空气的热交换吸收外界的热量。在制冷剂汽化后,使用压缩机压缩制热,使之变成高温高压的气体,在更过热交换器与水交换后,通过膨胀阀释放压力,从而回归到低温低压的液化状态。通过这个原理,空气源热泵装置可以源源不断地吸收外界空气的热量,逐渐将水温提高。空气源热泵的应用可以减小人们对电能、天然气的利用,一定程度上缓解了人们对煤炭、天然气等资源的消耗,同时降低了环境污染。
太阳能是一种清洁、经济的新能源,并且由于太阳能储量巨大,开发前景良好,目前逐渐被人们广泛运用于热水供应系统。太阳能热水供应系统具有集热效率高、保温性能好、操作方便以及节能安全的特点,目前在全国范围内尤其是用电不方便的偏远山区得到了普遍使用。由于我国人口基数大,“聚沙成塔”,“集腋成裘”,太阳能在热水供应系统和供电系统的应用,很大程度上降低了我国电网的负荷,减小了我国电网的压力。同时,随着太阳能热水器在全国范围内的推广,人们使用电、煤炭和天然气加热生活用水的情况逐渐减少。总而言之,太阳能的使用,将对资源短缺的现状起到很大程度的改善作用。
传统的镀锌钢管如果发生镀层破损,里面的铁就会和空气发生化学反应,导致管道锈蚀,并滋生各种微生物,污染管道中的自来水。这既导致了水源浪费,还因为自来水中携带的细菌危害了我们的健康。近年来,一些发达国家禁止镀锌钢管作为饮用水输送管,并全面倡导使用PE管、PVC-U管等一些绿色的新型管材[3]。既避免了管道漏水造成的水源浪费,还避免了管道锈蚀的污染问题。
阀门作为建筑给排水中最常用的配件之一,其材料和质量直接影响了用水的质量和节水的成效。一般而言,截止阀止水效果最好,其次是闸阀,最后是蝶阀。在建筑给排水中,我们应该优化设计,同等情况下,选择节水效果较好的阀门。
鉴于水资源匮乏的现状,一些节水型卫生器具和配水器具也应运而生。经过调查研究发现,节水型淋浴喷头较传统的淋浴喷头,可节约水源达一半以上。由此可见,在我们的日常生活中,节水型卫生器具和配水器具能起到很大程度的节水作用。节水器具和配水器具节水是建筑节水的重要组成部分。这就要求我们在选购日常卫生器具和配水器具时,在经济合理、满足日常需要的条件下关注其节水性能。
地球是我们赖以生存的家园,针对目前由于粗放的经济发展模式导致的矿产资源开采过度、水资源匮乏、全球生态环境逐渐恶化以及温室效应日益加剧的严峻形势,打造绿色建筑、实行节能减排的时代趋势势在必行。我们应该积极开发、利用“第二水源”,减少水源的浪费,提高水资源利用率,建设水循环型的绿色建筑;我们应该积极开发太阳能等新型能源,缓解我国资源短缺的现状;我们应该在供水量不变的情况下,采用节水设备实现对水源的最大利用。
[1]陈健.我国绿色建筑给排水节能新技术的应用[J].山西建筑,2008,26:182-183.
随着长钢集团公司h型钢生产线t/h步进式加热炉将需要36000nm 3 /h的混合煤气(9000nm 3 /h的焦炉煤气和27000nm 3 /h高炉煤气)。加热炉的并网运行将打破现有的焦炉煤气平衡状态,将使焦炉煤气供应严重不足。为了平衡集团公司焦炉煤气需要尽快对焦炉煤气平衡系统进行优化,为h型钢提供充足的煤气保证。因此,决定对轧钢厂二、三、四车间加热炉进行混合煤气改造,置换出焦炉煤气供应h型钢生产线个生产车间,一车间配套双蓄热连续推钢式加热炉,燃料为高炉煤气;二车间、三车间、四车间配套连续推钢式加热炉,燃料为焦炉煤气。
经 计算 加热炉一般采用混合煤气作为燃料即能完全满足加热工艺的要求,热值范围在1400kcal/nm 3~ 2200 kcal/nm 3 左右,长钢现有高炉煤气热值为800 keal/nm 3 ,焦炉煤气热值为4200kcal/nm 3 左右。车间改烧混合煤气后,炉型结构不需变动、助燃风机不需要更换,可满足混烧工艺要求,只需要更换加热炉燃烧系统的烧嘴和烧嘴砖,并对炉前空、煤气管道进行局部改造即可。小、见效快、施工周期短。
工艺流程:车间室外高炉、焦炉煤气减压为5kpa——混合站进行静态混合一煤气加压风机升压8kpa——13kpa混合煤气送往炉前煤气检修平台一分段送往加热炉燃烧器。
加热炉进行改造后可以置换出焦炉煤气5437.5nm 3 /h~8062.5nm 3 /h,增加高炉煤气用量27187.5nm 3 /h~40312.5 nm 3 h。置换出的煤气基本满足h型钢厂的需要,其余部分由集团公司能源管理部门调控解决。
轧钢厂3个车间按工艺设计进行煤气混烧改造后,正式投入使用。使用过程中经燃气公司对加热炉的混合煤气配比、流量、压力的控制,轧钢厂对加热炉运行工况进行监测,钢坯热装与钢坯出炉温度的测定,对混烧煤气的比例与加热钢坯的种类有了更加准确的了解。现列举三车间混烧情况见表3。
从实际运行情况来看,冷坯消耗煤气量较大且加热困难,热坯能节约大量的焦炉煤气,且钢坯加热容易,在今后的工作中应、平衡协调钢坯与轧制钢材的对口率,进一步提高钢坯的热装来减少焦炉煤气的大量消耗。
内容摘要:虽然国际碳市场的发展充满不确定性,但总的发展趋势已不可改变。目前我国作为碳市场的供应方已从中获取不小经济收益,但国内碳交易市场交易机制的缺失使得我国在未来国际碳市场格局变迁中处于被动地位。文章重点对处于被动局面的我国碳市场现状和潜在风险进行了剖析,并基于碳交易市场的碳本质特征和假设前提,构建了应对风险的管理体系。
低碳经济的兴起,以及《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》的出台,促进全球碳排放权交易市场的飞速发展。在共同但有区别的责任下,出于国家责任,我国积极践行节能减排相关工作并参与到碳减排市场的交易活动中。但后危机的时代背景,以及当前共同但有区别的责任原则下,对于处于起步阶段的我国碳排放权交易市场而言增加了更多的不确定性因素,与这些不确定性因素相伴而生的各种潜在风险如果处理不当则会使我国蒙受巨大损失。因此,及时采取相应措施建立和完善国内碳交易市场,是提前规避风险的明智之举。
我国主要依托清洁发展机制(CDM),在国家、地方政府和环境管理部门倡导下,相关企业或机构与配额市场买方积极开展基于项目的碳汇交易,提供经过核证后的碳减排量(CERs),扮演纯粹卖方的角色。2010年末我国的CDM项目数量注册成功数已超过1000个,在世界的所有CDM注册项目中占一半左右的比例,与之对应的CERs签发量在全球占有重要地位,为我国带来了巨大的经济收益。
交易机制是交易市场中各要素和环节相互之间的联系作用及其功能,完善的交易机制能有效促进交易顺畅进行,维护交易各方利益公平,实现交易市场健康发展。就碳排放权交易机制而言,其所涉及的各要素和环节包括了碳排放的供需两方、中介机构等参与主体、交易对象、交易平台、交易模式、价格机制、以及由此产生的市场利益分配关系(见图1)。
目前,我国碳交易市场的整体发展还处于摸索期,至今尚未形成一套既与国内碳减排要求相匹配、又与国际碳交易机制相接轨的完善机制。首先,市场参与主体不完备。有效的供应方和需求方是形成市场的最基本要素,虽然我国已出台一系列碳减排规划,但由于还未将减排目标具体分配到各微观单位,国内碳市场的需求方还未有效形成。同时,碳市场的交易活动涉及到众多中介机构的参与,包括银行、经纪商、保险公司和对冲基金、咨询公司等,国内中介机构介入碳交易活动的程度很有限。其次,交易对象单一。当前我国参与碳市场所出售的核证减排量(CERs)仅限于CDM项目,一旦国际碳市场进行新一轮的重构,或者制定新的交易规则,目前所拥有的净供应方优势将不复存在。第三,缺乏有效的交易平台。近年来,在国家大力支持发展低碳经济和准备发展国内碳市场的过程中,各级地方政府出于政绩考虑都相继建立碳交易所,但所建交易所规模和功能有限,与国际真正意义上的碳交易差距甚大,带来资源浪费和财政负担。第四,交易模式被动。当前国内所主要参与的国际CDM项目碳资产交易,并不是与需求方间的直接买卖,而是基于碳交易基金的中间商买卖方式。在现行的规定之下,发展中国家不具备直接将其配额出售到欧洲市场的能力,只能通过世界银行出售给国际碳交易基金,再由碳基金卖于真正需要减排量的实体企业或机构。第五,价格发现机制缺失。我国积极参与碳减排交易,受交易平台、交易模式,以及国内相关法律法规和制度缺失的限制,没有形成自身的碳价格发现机制,在碳价的制定和调节环节均没有任何权力。通常我国生产的碳资产在一级市场的销售价格与欧洲二级市场上的销售价格存在较大价差,有时最高可达8欧元/吨。
1.“后京都时代”政策法律风险。2012年是《京都议定书》第一个减排承诺期的最后期限,在该期限内,其遵循的原则是:“共同承担责任,但是有区别的责任”,发达国家率先承担先减排、多减排的义务,经济水平较低、技术能力差的发展中国家暂时没有减排的责任,在这一段时期内我国无疑是受益国。目前,我国碳排放的强度居世界前列,面对2012年《京都议定书》第一个承诺期到期之后可能的调整,我国在《联合国气候变化框架公约》约束下将遭受越来越大的减排压力。
2.主动权缺失下的CDM项目风险。基于CDM的碳交易本身是发达国家与发展中国家的一项“双赢”交易,也是一场利益的博弈,收益与风险并存。由于CDM项目开发和流程(见图2)复杂,牵涉到多方政策和利益的协调,潜在风险较多。第一,CDM项目交易风险。CDM的开发流程较长,至少需要3年以上的时间,也要经过多个机构复杂且严格的审批,要历经国内、国际两套程序,项目申请注册成功率较低。第二,CDM项目的核心要求额外性,但对于额外性的测量和证明却难以标准化,国际上新的协商都很有可能导致额外性定义的改变,使得买卖双方面临较大程度的不确定性。第三,价格竞争风险。CDM项目基本属于买方市场,项目开发商和CERs卖方均处于价格谈判劣势地位。同时,随着CDM项目的开发和减排供应方越来越多,会导致交易价格下降,收益空间缩小。第四,技术风险。一方面,发达国家通过向发展中国家转让技术获取额外的减排量是CDM机制的本质含义,但实际的情况是国内卖方只重视短期利益,看重CERs转让收入,国际买方也抓住卖方特点仅仅转让一些简单的设备和知识培训、甚至淘汰的技术;另一方面国内的低碳技术本身尚处于研发阶段,所开发的CDM项目大都属于减排难度低、技术含量低的项目。
3.经济风险。基于后危机的时代背景,世界经济的不稳定性因素广泛存在。而宏观经济周期的波动和起伏必然影响企业生产的扩张或收缩,也间接影响能源消耗和碳排放总量。经济繁荣期、企业生产扩张,碳排放量增加,反之经济遭遇不景气,企业开工减少,碳排放量降低,也会减少到市场上购买额外的碳排放权,甚至某些企业将由碳排放的需求方转变为供应方,从而改变碳交易市场的供求结构、影响碳交易价格水平。
碳交易本质上是一种活动,即碳:一方面资本直接或间接的于创造碳资产的企业与项目;另一方面来自不同企业和项目产生的碳减排量进入碳市场进行交易,被开发成碳现货、期货、期权、掉期等工具和产品。
碳能够提高碳市场的交易效率,通过扮演中介的角色,为碳交易供需双方提供必要的信息和资金技术支持,缩短交易时间并降低交易成本;通过提供各种碳产品在碳市场形成碳资产的定价机制,促进碳交易市场价格的公平和有序竞争;日益多样化的融资方式和衍生品还能加速低碳技术的转移,分散碳资产价格波动带来的风险;碳通过促进碳交易市场的进一步繁荣以及新能源巨大市场的发展,使得碳排放权成为继石油等大宗商品之后新的国际价值符号,有助于推动货币多元化进程,打破美元单边霸权,这也是为什么发达国家纷纷争当碳交易的主导货币国。因此,针对国内碳交易市场的现状,要完善国内碳交易机制、规避各种可能的风险,深入碳交易价值链的高端寻求发展,充分挖掘未来碳市场潜力,就要以遵守国际碳排放权交易制度为基本理念,建立适应国情的碳风险管理体系。
1.方案设计前提。目前,基于国内外碳交易市场背景和碳减排目标,国家政策对于低碳经济和相关碳减排项目给予了大力支持,但碳功能的缺失却对碳交易市场和低碳经济的发展形成了诸多障碍,要提高碳的发展水平,促进碳交易机制的完善和统一碳市场的形成,就有必要构建一套支持碳交易发展的风险管理制度。但制度本身是一种博弈规则,任何一个制度体系的建立也都并非孤立运行,从而碳交易风险管理制度的建立不能脱离碳市场发展的现实状况和未来趋势,也即离不开制度所赖以存在的前提条件。
结合本文所要探索的碳交易风险管理制度的建立目的,以及国内碳市场现状,所要构建的风险管理制度体系首先需要满足以下一些实际的或假设的前提条件。
第一,国际低碳经济和碳市场发展的总体趋势不变,同时国家大力发展低碳经济和碳减排的基本政策始终不变。第二,碳交易与碳交易风险管理制度是相辅相成的,制度是为了交易的更好发展,交易的发展和经验总结才能进一步完善制度,出于我国碳交易市场现状和追赶国际碳市场的紧迫性,不能采取先交易后制度的发展方式,应采取交易和制度同步进行,互相促进的发展方式。第三,国内碳交易能顺利进行。我国能够尽快确立碳排放许可的法律地位,明确界定碳排放的边界,有合理的奖惩机制,将国家减排目标细化到区域、企业。第四,企业或项目减排所带来的环境贡献能够内化为经济效益。只有始终保证减排的环境贡献能换转化参与主体的经济效益,才能对碳市场的发展和交易制度的有效性提供最初的动力。第五,中介机构对项目的社会效益关注大于经济效益。碳交易风险管理制度服务于本身脆弱的国内碳市场,要能产生良好的制度效率,在发展初期,需要通过政府扶持和宣传推广等方式尽可能打消中介机构的经济效益顾虑。第六,其他条件:稳定的宏观经济状况、良好的社会制度环境、良好的环境、碳交易市场的潜力能够成为现实。
2.制度体系设计。结合当前国内碳交易市场的特点,要改变国内碳交易市场参与主体,特别是中介机构参与不足的现状,发挥交易平台功能,就需要借鉴国外经验,通过相关产品和服务创新的体系来引导;国内碳交易对象的明确和增多、交易方式的多元化、以及碳项目的活动都需要相关政策法律支持体系来引导;而建立碳交易项目的评估体系,在当前国内企业对于碳交易的环节和交易细则、碳减排交易标准等内容都不太熟悉的情况下,既能规范市场发展,对于国外市场也能提高碳减排项目在国际上获得认证的成功率;当然,碳交易市场多种潜在风险的存在和碳交易市场各参与主体行为的规范性可以通过相关保险体系和监管体系的运行来避免和约束。从而,本文所要构建的碳交易风险管理制度体系也就基本成形,其由图3所示的五个方面构成。
构建碳交易风险管理制度体系是引导和激发国内碳交易市场和低碳经济健康快速发展的理性选择,符合国际、国内气候形势变化的内在要求,也是维护国家地位和利益的必要途径。同时,从我国碳交易市场的发展现状和特点可以看出国内碳交易市场发展已初见雏形,我国进行风险管理体系建设的制度基础已经具备。
作者简介:顾佰和(1987-),男(满族),辽宁丹东市人,中国科学院科技政策与管理科学研究所,博士研究生,研究方向:绿色低碳发展战略与政策分析.
化工行业是经济社会发展的支柱产业,同时也是耗能和温室气体排放大户。国际石油和化工联合会的统计数据显示,2005年世界二氧化碳排放量约为460亿吨,其中化学工业的二氧化碳排放为33亿吨,约占7.1%[1]。中国是世界上最大的化工制品国之一。其中合成氨、电石、硫酸、氮肥和磷肥的产量均排名世界第一[2]。2000年到2010年,中国的化工行业工业产值增长迅速,其中几种主要化工制品例如:乙烯、电石、烧碱、硫酸、甲醇、硝酸等产品的产量在此期间增长了50%以上。2000-2010年化学原料及化学制品制造业能源消费量逐年上升,年均增长8.86%[3],占全社会能源消费总量的比重基本保持在10%左右。
我国化工行业产品结构不合理,高消耗、粗加工、低附加值产品的比重偏高,精细化率偏低。美国、西欧和日本等发达国家和地区的化工行业精细化率已经达到60%~70%,而目前我国化工行业的精细化率不到40%。且我国化工行业工艺技术落后,高耗能基础原材料产品的平均能耗比国际先进水平要高20%左右,因此我国化工行业存在较大的节能减排空间[4]。那么我国化工行业到底有多大的减排潜力,如何预测化工行业的温室气体减排潜力成为决策者和研究人员关注的焦点之一。
国内外学者围绕行业温室气体减排潜力评估展开了一系列研究,但研究集中于钢铁行业[5-6]、电力行业[7-8]、交通行业[9-10]、水泥行业[11-12]等产品结构较为单一的行业。而由于化工行业的产品种类繁多,且工艺流程各不相同,目前对于化工行业的温室气体减排潜力研究,从研究对象上主要集中于少数几种产品和部分工艺流程。Zhou[13]等全面细致的核算了中国合成氨生产带来的二氧化碳排放和未来的减排潜力,并据此提出了促进减排的政策措施。Neelis[14]等学者从能量守恒的角度研究了西欧和新西兰化工行业的68种主要工艺流程理论上的节能潜力。IEA[15-16]在八国集团的工作框架下,评估了化学和石油工业中49个工艺流程应用最佳实践技术(BestPracticeTechnology)短期内所带来的能效改善潜力。Patel[17]针对化学中间体和塑料等有机化学品给出了累积能源需求和累积二氧化碳排放量的核算流程和核算结果。
就关注的减排影响要素而言,主要涉及技术和成本两方面。技术层面上,Park[18]等通过调查五种节能减排的新技术,使用混合的SD-LEAP模型评估了韩国石油炼制行业的二氧化碳减排潜力;Zhu[19]从技术进步的视角采用情景分析方法从整个行业的层面研究了中国化工行业的二氧化碳减排潜力,并提出一系列促进化工行业碳减排的措施;卢春喜[20]重点概述了气-固环流技术在石油炼制领域中的研究与应用进展;王文堂[21]分析了目前化工企业节能技术进步所遇到的障碍,并对促进企业采取节能减排技术提出建议。成本方面,Ren[22]等对蒸汽裂解制烯烃和甲烷制烯烃两种方式的节能和碳减排成本进行了对比;戴文智等[23]将环境成本作为石油化工企业蒸汽动力系统运行总成本的一部分,构建了混合整数非线性规划(MINLP)模型,优化了多周期运行的石油化工企业蒸汽动力系统;高重密等[24]从综合效益角度出发提出了化工行业实施碳减排的相关建议以及化工园区实施碳减排的管理模式;何伟等[25]设计了节能绩效-减排绩效关系图及节能绩效、减排绩效与经济效益协调关系三角图。
在研究方法上,通过对以上文献的归纳,不难发现情景分析已成为行业温室气体减排潜力的主流分析框架。已有的国内外大部分相关研究都采用情景分析方法[5-12,13,18,19]。情景分析方法是在对经济、产业或技术的重大演变提出各种关键假设的基础上,通过对未来详细地、严密地推理和描述来构想未来各种可能的方案[26]。相比弹性系数法、趋势外推法、灰色预测法等传统的定量预测方法,情景分析法以多种假定情景为基础,强调定性与定量分析相结合。情景分析法在进行预测时,不仅可根据预测对象的内在产生机理从定量方法上进行推理与归纳,还可对各不确定因素(自变量)的几种典型的可能情况采取人为决策,从而更为合理地模拟现实。因此,情景分析法更加适用于影响因素众多、未来具有高度不确定性的问题的分析。此外,情景分析法与传统预测法还有一点显著不同。传统预测法试图勾绘被预测对象未来的最可能发生状况,以及这种可能程度的大小。而情景分析法采取的是一种多路径式的预测方式,研究各种假设条件下的被预测对象未来可能出现何种情况。在情景分析中,各种假设条件不一定会自然出现,但通过这样的分析,可帮助人们了解若要被研究对象出现某种结果需要采取哪些措施以及需要何种外部环境。
综观国内外学者的研究,有以下特点:从研究对象上来说,更多侧重于化工行业产品层面二氧化碳减排潜力的研究,而鲜有从行业整体层面的研究;从研究要素上来说,一般只考虑单一要素对二氧化碳减排的贡献,鲜有综合考虑化工行业内部结构调整、技术进步、政策变动等多因素的研究。鉴于此,本文结合化工行业的产品结构特点构建了一套化工行业二氧化碳减排潜力综合分析模型:首先结合化工行业产品种类繁多的特点,分别从行业和产品视角构建了一种两阶段二氧化碳排放核算模型;在此基础上,综合考虑化工行业的发展规模、结构调整、技术进步等因素,建立了化工行业二氧化碳减排潜力的情景分析方法,探索不同情景下化工行业的减排潜力和路径。最后运用该方法以中国西部唯一的直辖市、国家首批低碳试点城市———重庆市的化工行业为例进行应用分析。最后提出了我国化工行业低碳转型的对策建议。
化工行业的二氧化碳排放包括两部分:一部分是由燃料燃烧产生的排放,另外一部分是工业过程和产品使用产生的排放。其中燃料燃烧产生的排放又分为化石燃料产生的直接排放以及电力、热力消耗产生的间接排放,为了体现化工行业对区域二氧化碳减排的贡献,本文将电力和热力消耗产生的间接排放也计算在内。此外,一些化工产品在生产活动中是吸碳的,例如尿素的生产,这部分被吸收的二氧化碳需要在计算中扣除。
为了能够得到化工行业全行业的二氧化碳排放量,同时能够综合考虑多种因素探索其二氧化碳减排潜力,本文针对化工行业特点构建了一种两阶段二氧化碳排放核算模型。模型中的主要参数名称及其含义见表1。
行业视角核算方法主要针对化工行业二氧化碳排放的历史和现状。本文所研究的化工行业包括国民经济行业分类中的化学原料及化学制品制造业、化学纤维制造业和橡胶制品业。化工行业是终端能源消费部门,通过能源平衡表,可以得到化工行业分能源品种的能源消耗量,根据2006年IPCC国家温室气体清单指南推荐的方法二,化工行业由燃料燃烧引起的二氧化碳排放量为:
化工行业产品种类虽多,但能耗相对集中在少数几种高耗能产品上,2007年,合成氨、乙烯、烧碱、纯碱、电石、甲醇这6种高耗能产品的能源消耗量占中国化工行业的54%[19]。现有的化工行业节能减排政策大部分集中在几种主要的高耗能产品上,因此从产品层面探讨化工行业的二氧化碳排放核算更具有现实意义。本文建立一种基于产品视角的核算方法来预测化工行业未来的二氧化碳排放。首先将化工行业由燃料燃烧引起的二氧化碳排放分为高耗能产品和其他产品两部分。某种高耗能产品的二氧化碳排放量为:
其中EMi为第i种高耗能产品单位产品的二氧化碳排放量,计算方法见式(6):
由于除主要耗能产品外的其他产品种类多,单个产品的能源消耗量不大,能源利用效率数据难以获得,所以难以从单位产品能耗的角度对这部分产品的二氧化碳排放进行核算,本文将这部分产品作为一个整体来考虑,引入单位产值的二氧化碳排放来解决这一问题。其他产品合计的二氧化碳排放量为:
工业过程和产品使用排放以及产品对二氧化碳的吸收同基于行业视角的核算方法。
潜力就是存在于事物内部尚未显露出来的能力和力量。而减排潜力即存在于某一温室气体排放主体内尚未发掘的减排能力。为了能够量化表达,本文将减排潜力进一步定义为某一温室气体排放主体通过努力可以实现的减排量。
本文所关注的是化工行业未来的二氧化碳减排潜力,这里为化工行业设置多种不同的发展情景。不同情景下的行业内部结构、技术水平、所面临的宏观和微观政策各不相同,相应的会得到不同的二氧化碳排放路径。其中一种情景称之为BAU(BusinessAsUsual)情景,也叫照常发展情景,该情景下化工行业现有的能源消费和经济发展趋势与当前的发展趋势基本保持一致,沿用既有的节能减排政策和措施,不特别采取针对气候变化的对策。其他情景中化工行业分别针对气候变化做不同程度的努力。所谓化工行业的二氧化碳减排潜力,针对关注的指标不同,有两类不同的含义。一是绝对二氧化碳减排潜力,即目标年份中其他各情景的二氧化碳排放量相比BAU情景的减少量;二是相对二氧化碳减排潜力,即目标年份的二氧化碳排放强度相比基准年份降低的百分比。
通过同一年份各情景与BAU情景二氧化碳排放总量的横向比较,以及同一情景不同年份间二氧化碳排放强度的纵向比较,便可分别得到化工行业的绝对和相对二氧化碳减排潜力。
其中CEyBAU为y年份化工行业BAU情景的二氧化碳排放总量,CEly为y年份化工行业情景l下的二氧化碳排放总量。
相对二氧化碳减排潜力是针对二氧化碳排放强度设置的指标,化工行业的二氧化碳排放强度为:
,其中V为化工行业的工业增加值。由此可以得到,y年份化工行业的相对二氧化碳减排潜力为:
其中,为基准年化工行业的二氧化碳排放强度,CEIly为y年份化工行业在情景l下的二氧化碳排放强度。
本文应用上述模型方法以重庆市化工行业为例展开分析。化工行业是重庆市重要的支柱产业之一。2011年重庆市化工行业实现工业总产值902亿元,占重庆市工业总产值的比重达到7.6%。重庆市缺煤少油,但天然气资源丰富,重庆市是国内门类最齐全、产品最多,综合技术水平最高的天然气化工生产基地。但重庆市化工行业部分产品的工艺技术路线落后,产品结构有待调整优化。2009年重庆市化工行业的精细化率仅约20%,低于全国的30%-40%的平均水平,更低于发达国家的60%-70%的水平。
根据重庆市化工行业发展现状和趋势,本文选取了合成氨、烧碱、纯碱、甲醇、石油加工、乙烯和钛白粉这七种产品作为重庆市化工行业的主要耗能产品。其中,2005年合成氨、烧碱、纯碱、甲醇和钛白粉这五种产品合计的二氧化碳排放占化工行业总体排放的46.5%,而石油加工、乙烯将是重庆市化工行业“十二五”期间重点发展的石油化工产业链中的上游产品。本文利用前文所述的化工行业二氧化碳减排潜力分析模型,分析了重庆市化工行业分别到2015年和2020年的二氧化碳排放变化情况,并通过不同情景间的比较得到其减排潜力。
化工行业的能源消耗和二氧化碳排放主要由以下几方面因素决定:产业发展规模,产业内部结构,高耗能产品的产量,技术结构的调整,产品的技术进步率等。本文根据以上这些因素为重庆市化工行业设计了三个发展情景。
在这三种情景中,重庆化工行业未来经济发展变化的基本趋势保持一致。2005—2011年重庆市化学工业总产值年均增长29.5%,未来重庆化工行业将继续保持比较高的经济增长速度。根据《重庆市化工行业三年振兴规划》,到2015年重庆市化工行业总产值将达到2000亿元。由此本文设定2011-2015年重庆市化学工业总产值的年均增长率为23.0%,2015-2020年年均增长率降低到20.0%。与此不同的是,为了支持这种经济的发展需求,三种情景分别设定了不同的能源消费增长和利用模式,具体描述如下。
重庆市化工行业总产值和增加值现状数据来自《重庆市统计年鉴》(2005-2012),化工行业未来总产值数据来自《重庆市化工行业三年振兴规划》;行业内部结构现状数据来自《重庆市化工行业统计公报》(2005-2010);化工行业分能源品种能源消耗量数据来自《中国能源统计年鉴》(2005-2012);各主要耗能产品产量数据来自《重庆市统计年鉴》(2005-2012);各主要高耗能产品综合能耗参照《中国化学工业年鉴》、《中国低碳发展报告2011~2012》、高耗能产品能耗限额标准(由国家标准化管理委员会制定和颁布)和《能效及可再生能源项目融资指导手册(2008)》,各主要高耗能产品未来所采用的工艺比例和能源消耗参考《2050中国能源和碳排放报告》中的设置,不同的情景将设置不同的技术参数;各种一次能源的二氧化碳排放因子以及各主要耗能产品工业过程与产品使用的排放因子均来自《省级温室气体清单编制指南》,电力的二氧化碳排放因子参考中国国家发改委每年公布的“中国区域电网基准线排放因子的公告”,蒸汽的二氧化碳排放因子通过重庆市的能源平衡表间接计算得到,单位尿素吸收的二氧化碳量用尿素的碳含量(12/60)乘以二氧化碳与碳的转换因子(44/12)得到。主要耗能产品的单价参照中国化工产品网的报价。
随着石油化工的引进,未来重庆化工行业将进入一个飞速发展的阶段。三个情景的二氧化碳排放总量都呈明显的上升趋势,但由于所采取的结构调整和技术改进措施不同,二氧化碳排放总量上升的幅度有所不同。
BAU情景中,由于精细化工比例不高,到2020年只为45%,技术进步率有限,二氧化碳排放上升幅度最大。2015年和2020年的二氧化碳排放量分别为2005年的7.5和13.3倍。
节能情景中,化工行业的精细化工比例相比BAU情景有所提高,到2020年达到50%,工艺设备的技术进步也更显著。2015和2020年二氧化碳排放总量比BAU情景分别低492万吨和1338万吨。
低碳情景中,化工行业的精细化比例进一步提高,到2020年达到55%左右,主要耗能产品的技术水平达到或接近国际先进水平。2015年和2020年二氧化碳排放总量比BAU情景分别低985万吨和2644万吨。
2005年,合成氨、烧碱、纯碱、甲醇和钛白粉这五种主要耗能产品合计的二氧化碳排放量占重庆市化工行业总体二氧化碳排放的46.5%。未来由于化工行业产品结构的调整,高能耗产品产出占化工行业的比例越来越低,加上化工行业工艺技术的改善,尤其对主要耗能产品进行的技术改造,使得主要耗能产品的二氧化碳排放量在重庆化工行业二氧化碳排放总量中所占的比重越来越低,见下图2:
BAU情景中,2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重为29.7%,到2020年降低到18.4%。
节能情景中,2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重降至26.2%,到2020年进一步降低到16.7%。
低碳情景中,2015年八种主要耗能产品占化工行业总体二氧化碳排放的比重为22.0%,到2020年进一步降低到15.2%。
虽然未来各情景主要耗能产品的二氧化碳排放占化工行业总体的比重有所下降,但仍在化工行业中占有重要的地位,未来在进行产品结构调整的同时,主要耗能产品的节能减排仍将是化工行业实现二氧化碳减排的重要方面。
重庆市化工行业未来的二氧化碳排放强度(万元GDP二氧化碳排放量)如下图3所示。
与排放总量显著上升形成鲜明对比的是,重庆化工行业的二氧化碳排放强度下降明显。原因在于重庆化工行业在未来十年将进入一个飞速发展的阶段,2020年重庆化工行业的增加值相比2005年将增加30倍。而由于对高耗能产品规模的控制,精细化工比例的大幅提高,化工行业内部结构得到不断优化;同时由于化工行业的能效水平不断提高,到2020年逐步接近或达到国际先进水平,使得三个情景中,2020年重庆化工行业的二氧化碳排放总量相比2005年分别只增加了13.3、11.6和9.9倍。从而导致三个情景化工行业的二氧化碳排放强度均有较大幅度的下降。各情景二氧化碳排放强度相比2005年降低幅度见下表3。
随着节能减排技术的不断改进和推广,未来重庆市化工行业各主要耗能产品的单位二氧化碳排放量将不断降低,由于篇幅有限,本文仅以合成氨为例进行分析。
重庆市合成氨均以天然气为原料,2005年重庆市大型天然气制合成氨的比重仅为3.8%。单位合成氨二氧化碳排放量为3.0吨。若扣除末端尿素固碳量,则2005年单位合成氨二氧化碳排放量为2.7吨。未来由于大型天然气制合成氨所占比重越来越高,使得重庆市未来单位合成氨二氧化碳排放显著降低,见下图4和图5。
BAU情景中,2015年大型天然气制合成氨的比重达到50%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的6.7%,单位合成氨二氧化碳排放降低到2.2吨;2020年大型天然气制合成氨的比重达到80%,合成氨二氧化碳排放只占化工行业总排放量的3.8%,单位合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.8吨。
节能情景中,2015年大型天然气制合成氨的比重达到60%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的5.3%,单位合成氨二氧化碳排放降低到2.0吨;2020年大型天然气制合成氨的比重达到90%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的2.9%,单位合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.6吨。若扣除末端尿素固碳量,2015年和2020年重庆市合成氨的二氧化碳排放量分别可减少117.3万吨和146.7万吨,单位合成氨二氧化碳排放分别降低到1.1吨和0.7吨。
低碳情景中,2015年大型天然气制合成氨的比重达到70%,合成氨二氧化碳排放总量占化工行业总排放的3.8%,单位合成氨二氧化碳排放降低到1.8吨;2020年大型天然气制合成氨的比重将达到100%,合成氨二氧化碳排放总量仅占化工行业总排放的2.3%,吨合成氨二氧化碳排放进一步降低到1.5吨。
近年来,我国城镇化发展的步伐不断加快,在推动社会经济不断发展的同时也产生了一些负面影响,其中表现较为明显的是城市交通拥挤以及内涝问题。据统计,在近五年每逢夏季,全国近60%的地方发生过内涝,造成城市交通系统陷入瘫痪、道路被淹的现象,居民的生命财产安全受到了严重的威胁。目前如何有效的对雨水进行综合利用,减少旱涝灾害对城镇造成的影响,成为急需解决的问题。
1.1 城镇化发展步伐的加快 近几年我国的城市发展非常快速,在过去的十年里,城镇化率增长了约13%,随着城镇化率的不断增加,城市用地面积也在不断的扩张,一些湖泊、水渠、池塘被掩埋,随之出现的是一座座高楼大厦,原有的地面变成了硬质的水泥地,这些原因致使水循环系统遭到破坏、原有的自然蓄水功能减弱,同时地面硬化减少地下径流,增加地表径流量,使得大量的降水只能通过地下管道进行排除,超出原有排水管道系统排水能力,溢流出排水系统而形成涝灾。
1.2 短时间内的降水天气增加,极短天气频发 首先,工业发展步伐不断加快,致使空气污染严重,全球变暖的问题越来越严重,温度升高引发冰川雪原的融化,同时引起水面蒸发加大、水循环的速度加快,形成雨岛效应。雨岛效应通常发生在汛期和暴雨暴发的时候,形成大面积的区域降水,同时连雨天气的出现容易导致区域性的洪涝灾害。
1.3 城市防涝体系缺失 目前城市防洪由水利部门分管,主要考虑大江大河防洪,中心城市防涝等级一般按50~100年一遇考虑,中小城市一般按20年一遇设防。城市排水系统建设由建委分管,当目前现行城市室外排水设计规范中,城市排水系统设计中暴雨重现期一般按1~3年考虑,重要地区、重要干道或短期积水既能引起较严重后果的地区重现期采用3~5年特别重要地区采用10年或以上。当暴雨超过10年一遇后,城市排水系统就有可能不能满足雨水排放要求,从排水管道中溢出形成城市内涝。对城市内涝防治及管理在国家体系中没有明确,意味着目前城市内涝防涝体系缺失。
1.4 城市的地下排水管道维护疏浚不到位 首先,根据资料显示,目前用于市政基础建设的资金仅有4%投入到了排水系统的建设中,少量的资金投入导致各地的排水系统得不到定期的检查和维护,平时地下管道处于无人管理养护的状态,多数下水道杂物淤积的现象比较严重,有在降水季节多发的时候才进行短时间的应急处理,在应急处理的过程中,可能因为排水管道杂物淤积现象比较严重,导致降水排放不顺畅也会促使内涝灾害形成。其次,随着区域开发,一些雨水排放系统会就进纳入城市的总体排水系统之中,加上老城区的排水管道建造的时间比较早,设计标准程度不高,管道的直径比较小,布置不够整体,过于杂乱,并且长时间没有进行改造,管道的排水系统不能满足排放要求,形成区域型的内涝灾害。人们的一些不文明的习惯也会在一定程度上造成排水管道的阻塞,不仅给维修带来困难也降低了排水系统的排水功能。例如:清洁工人在清运垃圾时,将树叶、垃圾直接倒入排水口。
2.1 城市雨水利用的现状 雨水作为一种珍贵的淡水资源,对城市的水循环系统和流域内的水环境产生非常重要的影响。人类在城市建设的过程中,对植被造成不同程度的破坏,城市路面的不透水面积增加,导致城市的水流量增加,水循环系统遭到破坏。这些问题都容易导致城市内涝灾害的发生。目前的城市雨水利用现状,主要表现在以下几方面:①雨水利用效率比较低,目前,我国有一些城市淡水资源不足,大量的雨水白白流失,雨水的利用效率低于11%。②城市化的进程过快,导致城市的不透水面积增加,雨水无法渗漏,洼地的蓄水量过少,雨季时期易导致城市内涝灾害。③雨水径流污染比较严重。现代城市活动比较频繁,路面污染物比较多,都能导致初期径流的雨水中含有大量的有机物、重金属等,雨水的污染程度比较严重。
2.2 雨水利用应对城市内涝的途径 通过对城市雨水利用应对城市内涝主要有以下几点途径:
①利用渗透设施进行雨水涵养土壤,减少径流,消减流量。在降水季节的时期,采用各种人工渗透设施对的雨水进行深度下渗,提高深沉土壤的含水率,是城市雨水利用的一种重要途径。雨水渗透设施主要包含几种:渗透管、渗透暗渠、渗透池、渗透井以及渗透井群等。对正在施工或者改造的下水道工程,可以根据需求安装渗透设施,这样不仅能够节省成本,还能够减少城市内涝灾害。在20世纪80年代初,日本就开始对雨水渗透技术进行研究,在1996年初的时候,仅东京使用的渗水设施大约就有三万多个。目前,渗水设施在日本已经被广泛的推广实施。通过日本对渗水设施的广泛运用,可以表明,渗透设施对于涵养地下水源、控制暴雨的径流量以及减少城市内涝的作用非常明显。而且,雨水对于地下水源不会构成污染。
在降雨初期,雨量逐渐增大,雨水在地面表层渗透,地表径流较小,当降雨雨力达到峰值时,地面表层逐渐饱和,下渗减少,地表径流较大,不利于排涝,因此通过人工渗透设施对地表下较深处进行渗透,提高地下土壤较深部分含水率,在雨力峰值时,使地表径流量不增加,利于防涝,同时有利于汛期后的防旱。
所以,我国在雨水利用方面可以借鉴日本的雨水利用技术,对城市雨水利用技术进行深入的研究。
②从源头利用收集的雨水,控制峰量。常见雨水源头收集的汇流面有屋面、小区路面、地面、绿地等。
对于屋面,可以借鉴德国的雨水利用技术,就是在房屋的顶层铺盖土壤,栽种植被,这种方法能够有效的减少房屋降水时的径流量,能够有效的消减雨水的流量,同时截流初期雨水中的污染物,改善初期雨水的水质,防止污染水体,为雨水利用创造条件。目前有小型的雨水利用设备如一体化HDPE雨水储存利用设备,是以HDPE密闭式储罐为基体,在罐内设置相应的机电设备。罐体可以安放在地面上或者埋入地下,自屋面或者其他集流场所收集的雨水在罐内做简单处理,贮水可以通过自动化设备提供给冲厕、浇灌绿地、洗车、水景等用途,罐内设有水位计量装置,最低水位时限制吸水,提示引入其他水源,该设备可广泛用于小型建筑、别墅、洗车场、住宅的雨水收集及利用[5]。高层密集建筑屋顶雨水经屋顶地被消减后可以排水雨水管道或蓄水池。
将小区及公建的绿地设计成下凹式绿地,在绿地土壤下设置级配碎石层和收水盲沟,小区道路取消路缘石,在道路路肩设置渗透式边沟,在绿地下面设计蓄水池,当有水池、池塘、水景时,可不单独设计蓄水池。当降小雨时,路面雨水排入路边沟,渗透入绿地,经过绿地生态处理,雨水通过盲沟排入蓄水池或者池塘,作为小区中水源,供小区景观、绿化、道路冲洗等使用,多余的雨水通过小区雨水管道系统排放;当降大暴雨时,下凹式绿地溢流的雨水进入小区雨水管道系统排放,多余的雨水进入蓄水池或水池,作为小区中水源进行雨水利用。
③雨水传输过程滞洪调蓄利用。在一定流域内的低洼地分散设置一些雨水花园,花园按下凹方式设计,布置强化植被沟与植草沟,洼地、池塘、人行步道及绿地。在旱季或者无雨季节,人们可在公园散步、休憩、玩耍。在雨季或暴雨期间,周边雨水系统无法排放的雨水可以引入到雨水花园,进行滞洪调洪,消减水量峰值,减少内涝形成。暴雨过后,花园内的池塘及水体可以蓄满部分清洁雨水,可以做为城市市政中水水源,供周边景观、绿地浇灌、道路冲洗使用等,节约自来水使用。
2.3 城市雨水利用治理内涝的研究案例 日本家庭中的雨水利用设施研究案例:在日本,部分家庭的雨水利用得到了很大的进展,通过收集房顶的雨水,再经过过滤设备的简单处理,贮存到蓄水池里面,可以作为简单的生活用水进行使用,或者在干旱少雨的季节,把贮存的雨水渗透进地面,能够涵养周围的地下水源。该雨水集中方式不仅能够有效的减少城市内涝造成的各种灾害,还能够对雨水进行充分的利用,既节省了成本,又满足了人们的用水需求。
3.1 经济效益 雨水经过处理以后产生的经济效益可以体现在两方面:首先,能够节省市政府在水资源利用方面的。对雨水进行充分的利用可以减少政府在污水处理、收集污水管线方面的投入的资金;减少地下管道的排水负荷。其次,能够减少居民的用水开支。由于目前水价比较低,雨水利用水量不连续性、间断性造成工程收益较低,而工程一次性加上运行管理费用往往较大,单从经济效益来看,目前雨水利用往往是不可行的,要从政策、法规、社会效益、生态效益、环境效益及人们生活等方面着手。
3.2 社会效益 雨水的综合利用具有广阔的产业发展前景,能够成为推动经济增长的另一支柱。对城市雨水进行利用,可以促使雨水的收集、设备生产、设施建设、中水利用等形成一条完整的产业链。
3.3 生态环境效益 通过对收集的雨水进行处理,不仅可以减少降水季节多发时期引发的雨季径流污水,减轻降水多发期造成的洪涝灾害,还能够在一定程度上改善我们的生态环境。当全部或者部分的雨水被收集,不仅能够成为地下水的补给水源,还能够减小排水管道的压力、消减降水多发季节雨水的流量,降低城市在雨季多发期发生内涝灾害的情况,防止因为设施不足造成的排水管道堵塞,减少洪涝灾害的发生率。
城市内涝是阻碍城市发展的首要问题,解决内涝是一项十分艰巨的项目工程,内涝的发生不仅有自然因素的影响也有人为因素的影响。因此,要想有效的解决城市的内涝灾害,我们既要科学合理的规划利用降水资源,也要加大对城市原有排水系统的保护力度,定期的对排水系统进行检查维护,促进我们的城市生活向着更加多样化的方向发展。
[1]刘延凯.把雨水带回家:雨水收集利用技术和实例[J].同心出版社,2010(7).
[2]葛朝霞.薛梅.上海城区雨岛效应及其变化趋势分析[J].水电能源科学,2009(5).
[3]王建龙.车伍.易红星.基于低影响开发的城市雨洪控制与利用方法[J].中国给水排法,2009(4).
根据2009年9月22日,我国在联合国气候化峰会开幕式上发表题为《携手应对气候变化挑战》的讲话,宣布中国将大力推进节能减排技术。“到2020年,中国非化石能源将占一次能源的15%”2009年11月25日中央人民政府国务院常务会议又公布了中国碳减排目标—“到2020年,中国单位GDP的CO2排放量比2005年下降40%-45%”为研究背景,探索低碳的土地利用规模、结构和方式,能在很大程度上降低土地利用碳排放的速率,并为面向低碳经济的土地利用规划和布局提供参考。
据低碳城市的内涵、特点,按照指标体系构建时遵循的系统性、实用性、简明性、独立性等各项原则,我们构建如下低碳城市评价指标体系。
(一)经济低碳化指标:①经济高效集约化水平:经济高效集约化水平主要选取单位GDP能耗、人均GDP能耗、能源消耗弹性系数单位、GDP水资源消耗和单位GDP建设用地占地5个指标予以评价。②产业结构合理度:产业结构合理度选取非农产值比重、第三产业比重、高技术产业比重和产业结构高度化4个指标予以评价。
(二)基础设施低碳化指标:①交通低碳化水平:乌鲁木齐市首条低碳节能环保型BRT线——SRT客车采用CNG(压缩天然气)作为燃料,成为资源节约、环境友好的和谐使者。②建筑低碳化水平:选取大型公共建筑节能改造比重和节能建筑开发比重两个指标共同体现城市建筑低碳化水平。
(三)生活方式低碳化指标:①低碳消费观:低碳消费观层面选取低碳生活了解度、节约消费赞同度和低碳生活知识普及度3个指标予以评价。②低碳消费水平:人均城市建设用地、人均家庭生活用水、人均生活燃气用量和人均生活用电量4个指标反映居民在居住、用水、用气和用电四个方面的低碳低碳消费水平。③低碳消费习惯:低碳消费习惯将选取节能住宅购买率、绿色出行方式使用率、清洁能源使用比例、节能家用电器普及率、一次性物品使用率和初级食品消费比重6个指标予以评价。④低碳消费结构:消费结构低碳度将选取教育支出比重和文化娱乐服务支出比重2个指标反映居民在精神消费和文化消费方面的支出比重,体现居民的生活质量高低。
乌鲁木齐地处东经86°37′33″~88°58′24″,北纬42°45′32″~44°08′00″之间,国土面积14875.5km2,是亚欧大陆中心,天山山脉中段北麓,准噶尔盆地南缘。气候类型为典型的温带半干旱大陆性气候,降水量少,气候干燥,冬季寒冷漫长。
乌鲁木齐三面环山,北部平原开阔地势起伏悬殊,山地面积广大。东北部高,中部、北部低。山地面积占总面积50%以上。北部冲积平原不及总面积的1/10,市区平均海拔800米。全市土地总面积为1378310.23公顷。土地利用现状结构据土地资源变更调查,截至2009年,按土地利用一级类三大类划分,乌鲁木齐市土地利用现状(图1)结构中农用地在土地总面积中所占比重最大,占78.05%,建设用地最小,仅占7.76%。
根据碳排放系数计算乌鲁木齐1996年至2008年碳排放总量。结果表明,如图2所示乌鲁木齐市COs排放总量逐年增加,排放总量在新疆15个地州市中居首位。万元GDP碳排放量逐年下降,但和全国水平(2008年万元GDP碳排放量为2.3t/104元1相比仍有较大差距,和新疆其他地州相比,碳排放强度也处于较高水平,居新疆第四位,仅次于石河子市、克拉玛依市和阿克苏地区。
乌鲁木齐属于典型的能源消费型城市。长期以来,形成了以煤炭、石油、天然气、电力为主的能源消费结构。已有研究表明,乌鲁木齐市以燃煤为主的能源消费呈上升趋势。2007年,全市原煤消费量为1472×104t,油品消费量181.08×104t,城市天然气消费量3.96×108 m3(不含石化、新化工业用气),风电消费量为6×108 kwh,其它可再生能源消费2.24×104 tce。煤炭在乌鲁木齐能源消费结构中所占比例最大,且趋于增加。
如果按人均来计算,乌鲁木齐市人均CO2排放量呈逐年增加的趋势,1996年的人均C02排放量为17.5t/人,2008年达到28.2t/人,比新疆平均水平高出13—20t/人,如图3所示。
1.生态型低碳土地利用模式:①在绿洲,充分利用得天独厚的水土光热资源,通过提高科技的贡献率和比较效益,逐步优化大农业内部用地结构和作物布局,种植适宜品种,发展特色高效低碳生态农业,提高土地的生产率和农业集约化水平。在提高土地利用效益的同时又增加土壤肥力和碳库量,减少农业生态系统的碳排放。②在农业集约化运作方面,可以考虑在保护生态环境前提下,以土地规模经营为导向,引入市场运作模式,规范土地流转,在有条件地区发展规模经营,促使斑块的完整,降低景观破碎度,实现经济效益与生态效益的双丰收。③对严重退化的劣质草地采取围栏封育的改良措施。大力增加植被覆盖率。这些举措不仅可以使的地表得到保护,同时也可以增加草地生物量和土壤碳储量,提高草地生产能力,充分发挥草地的碳汇功能。
2.集约节约型低碳土地利用模式:充分考虑建设用地潜力资源,整治利用生产力低的土地和废弃土地,提高废弃土地再利用比例,尽量避免占用碳汇土地,加强工矿用地和交通用地这两个碳排放强度较大的地类的调整与优化。①1)工矿用地上,注重发展生态型产业结构和循环经济,节约水土资源,提高系统资源综合利用效率,提高产业和项目的生态准入门槛,限制高排放、低效率、低效益的“高碳”项目,引导和促进高新技术产业、自主创新产业以及现代服务业等低碳产业和低碳项目的发展,在条件允许的情况下,建立生态循环机制,回收可再利用资源,提高系统资源综合利用效率,时机成熟时引入碳交易机制,控制碳排放总量。②在交通用地上,应树立土地利用立体观,鼓励和发展多模式交通体系和绿色交通,大力发展公共交通、轨道交通和非机动车交通系统,推动新能源和新技术的研发和应用,降低交通系统燃油消耗和尾气排放,从而有效控制该类用地的碳排放。③在城市景观设计和利用上,充分考虑土地的生态价值,高度重视对地面的非硬化铺设,尽量减少硬化材料的使用,保护地面的生态系统和通气透水的自然功能。因为减少地面硬化是保持土地碳汇功能,减低土地利用碳排放量的必要选择。
1.生态保育型固碳土地利用模式:①构建自然生态保护区,实施土地用途管制,遏制地类的不合理转化。保护区域水生环境与水质,重点保护水源涵养区和地下水补给区,严格控制水源保护地的土地用途,确保水资源的供应以及水质的安全,维持和提升湿地生态系统的碳汇能力。②在保护生态资源和不破坏自然景观的基础上,可以对保护区的旅游资源进行开发,挖掘其景观价值,通过市场化的运作模式,发展低碳旅游,借助旅游资源的开发来带动当地生态环境的改善,尝试以旅游养生态,从而实现真正的经济生态双重发展。③对于矿产资源开发地区,要坚持资源开发与环境保护相协调,注重开发区域的水土保持,防止其对土地资源造成进一步的破坏,加强对矿山资源开发中土地复垦的监管,建立健全矿山生态环境恢复保证金制度,强化矿区生态环境保护监督。
2.高效碳汇型固碳土地利用模式:加强林地的建设与管理,充分发挥其保护生物多样性、涵养水源、保持水土、改善农业生产条件等适应气候变化的功能。①对于自然林区建设,通过充分利用现代科技等手段推进科学经营,提高森林资源总量,鼓励适当发展经济林特别是木本粮油包括生物质能源林,增加森林碳汇储量和经济效益。大力推进全民义务植树,适时进行封山育林,加强森林资源采伐管理,提高林地管理执法力度。保护和控制森林火灾和病虫害,减少林地征占用,减少碳排放。②对于农田防护林,应积极构建农田防护林网,发挥其防风固沙、涵养水源、保持水土、改善土地生态环境作用,积极发展农林复合经营,形成保障绿洲农业生态安全的点、线、面镶嵌的生态一经济林业体系骨架,确保景观生态廊道的连通性,提高碳积蓄。③在城乡林地建设方面,通过江河绿色廊道、城乡主次干道及铁路林带、绿色隔离带、完善绿楔等城乡森林绿地系统建设,形成多层次、多功能、网络化、点线面结合的周边大环境绿地体系,发挥林地在低碳城乡建设中强大的碳汇功能,提升全疆陆地生态系统的碳汇能力。
乌鲁木齐市天然森林、草地资源退化严重,城市绿地覆盖率低,生态用水不足,碳汇能力差。全市森林和草地碳汇能力仅仅可以抵消掉2008年能源消5期雷军等:中国干旱区特大城市低碳经济发展研究一以乌鲁木齐市为例823费产生的碳排放量的0.46%,碳汇能力严重不足。
城市决策者、企业、机构及普通市民对“碳减排”背后的气候变化及能源安全的相关背景缺乏了解,对低碳城市的内涵、建设路径、意义等认识不足,仅停留在城市发展低碳经济的层面。低碳实践具有零散性和尝试性,尚未形成系统的低碳经济发展框架。同时还存在法律法规不健全,政策不完善,评价机制不全面,评价依据比较模糊等问题,有效管理和科学考核难度较大。
2009年乌鲁木齐土地利用率为85.82%,未利用用地面积195496.45公顷。由于对土地问题认识不足和缺乏长期用地规划,疏于管理,土地多占少用利用率低。近郊4个乡,有些耕地由于建房修路切断了灌水渠道等原因而撂荒,成了未利用地。
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