(一)生存碳排放的評估方法

 

　　生存碳排放的研究方法主要包括投入產(chǎn)出分析(IOA)、生命周期評價(jià)(LCA)和消費(fèi)方式分析(CLA)三種。其中,投入產(chǎn)出分析是最為常用的研究方法。投入產(chǎn)出分析,又稱“部門平衡”分析,或稱“產(chǎn)業(yè)聯(lián)系”分析,最早是由美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家瓦?列昂捷夫(W.Leontief)提出來的。它主要通過編制投入產(chǎn)出表及建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,反映經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各個(gè)部門(產(chǎn)業(yè))之間的相互關(guān)系。自20世紀(jì)60年代以來,被地理學(xué)家廣泛應(yīng)用于區(qū)域產(chǎn)業(yè)構(gòu)成分析、區(qū)域相互作用分析,以及資源利用與環(huán)境保護(hù)研究等方面[10]。在能源分析中它也是一種有效的方法。正是由于IOA的應(yīng)用,解決了商品生產(chǎn)、運(yùn)輸和貿(mào)易中的能源使用及其CO2間接排放的分配問題[7]。投入產(chǎn)出模型按所采用計(jì)量單位的不同可分為實(shí)物型和價(jià)值型兩種模型,前者是按實(shí)物單位(如kg、t等)計(jì)量,后者則是按貨幣單位(如元、美元等)計(jì)量的。而且這一方法被不斷發(fā)展,并與其他優(yōu)化模型相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)從若干投入產(chǎn)出平衡方案中選擇一個(gè)最優(yōu)方案,其中最常用的是線性規(guī)劃與IOA的結(jié)合[11]。生存碳排放投入產(chǎn)出表(IOT)中的投入即家庭消費(fèi)的各種能源產(chǎn)品和非能源產(chǎn)品和服務(wù),產(chǎn)出即為由于投入而產(chǎn)生的直接和間接碳排放的總和。生命周期評價(jià)(LCA)是一種環(huán)境管理工具,不僅對當(dāng)前的環(huán)境沖突進(jìn)行有效的定量化的分析、評價(jià),而且對產(chǎn)品以及人口“從搖籃到墳?zāi)埂比芷趦?nèi)所涉及的環(huán)境問題進(jìn)行評價(jià),因而是“面向產(chǎn)品環(huán)境管理”的重要支持工具[12]。生命周期評價(jià)注重研究系統(tǒng)在生態(tài)健康、人類健康和資源消耗領(lǐng)域內(nèi)的環(huán)境影響,不考慮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)方面的影響[13]。LCA可以對各項(xiàng)活動(dòng)全過程的資源消耗及其對環(huán)境的影響開展徹底、全面、綜合的認(rèn)識。消費(fèi)方式分析(CLA)是通過對消費(fèi)者消費(fèi)方式進(jìn)行研究評估溫室氣體排放的方法。三種方法各有側(cè)重,一些研究工作經(jīng)常將CLA和IOA以及LCA和IOA結(jié)合起來研究碳排放問題,實(shí)地抽樣調(diào)查和不確定性分析也是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。IOA與LCA相結(jié)合的方法是近來才興起的[14]。

　　(二)生存碳排放評估的主要內(nèi)容

　　家庭能源消費(fèi)產(chǎn)生的CO2可以分為直接排放和間接排放兩種(見圖1)。直接排放主要指家庭能源產(chǎn)品的消費(fèi),如煤炭、石油制品、天然氣以及電力等,這些能源產(chǎn)品主要用于家庭取暖、照明、烹飪以及私人交通等方面。間接排放涉及到除能源產(chǎn)品之外的其他家庭消費(fèi)品,如家具、家電、食物、衣著、房屋以及休閑娛樂、醫(yī)療衛(wèi)生和教育等間接產(chǎn)生的碳排放。

　　1.直接碳排放

　　(1)家庭能耗

　　家庭能耗是指民用建筑運(yùn)行過程中消耗的能源,包括照明、采暖、空調(diào)和各類建筑內(nèi)使用電器的能耗?？紤]到我國城鄉(xiāng)用能的差別,在此將能源分為礦物燃料、生物質(zhì)燃料、沼氣和電能。其中,礦物質(zhì)燃料的各項(xiàng)系數(shù)參見《中國氣候變化國別研究》給定的參數(shù)[16],生物質(zhì)燃料的各項(xiàng)系數(shù)采用《中國甲烷排放現(xiàn)狀》中給定的數(shù)據(jù)[17]?；贗PCC給出的溫室氣體清單編制方法中關(guān)于礦物燃料中對一次燃料和二次燃料的區(qū)分,我們也將對其進(jìn)行區(qū)分,這主要是考慮到兩者消費(fèi)量計(jì)算的不同。其實(shí)在此項(xiàng)研究中無需考慮這一內(nèi)容,礦物燃料的碳排放量都是采用燃料的實(shí)物消費(fèi)量估算的。 

　　礦物燃料燃燒CO2排放量的計(jì)算方法可采用IPCC給出的參考方法,即:

　　Ef=(Cf×Pf―Sf)×Of 

　　其中,Ef為礦物燃料燃燒CO2排放量,Cf為燃料的消費(fèi)量,Pf為燃料單位含碳量,Sf為固碳量,Of為氧化率。 

　　生物質(zhì)燃料燃燒排放的CH4計(jì)算方法[17]為: 

　　Eb=Cb×Rb×Ob×Mb×16/12 

　　其中,Eb為生物質(zhì)燃燒CH4排放量,Cb為生物質(zhì)消費(fèi)量,Rb為生物質(zhì)含碳率,Ob 為氧化率,Mb為某種生物質(zhì)甲烷產(chǎn)生率,然后乘以16/12換算為甲烷排放量。在得到某種生物質(zhì)燃燒的甲烷排放量后,再利用全球溫室效應(yīng)潛能(GWP)*可以將排放到大氣中的CH4排放量轉(zhuǎn)化成CO2當(dāng)量。 

　　(2)私人交通 

　　私人交通排放是指家庭獨(dú)立擁有的機(jī)動(dòng)車的燃料消耗產(chǎn)生的直接碳排放和機(jī)動(dòng)車生產(chǎn)過程中的間接碳排放。直接碳排放根據(jù)每百公里耗油量來估算,間接碳排放根據(jù)生產(chǎn)耗能進(jìn)行計(jì)算,即: 

　　1)私人交通直接碳排放量 

　　Epd =Nm ×Gm ×Mm×Im 

　　其中,Epd為私人交通直接碳排放,Nm為機(jī)動(dòng)車數(shù)量,Gm為機(jī)動(dòng)車每百公里耗油量,Mm為機(jī)動(dòng)車年均行駛里程,Im為單位油耗排放量。 

　　2)私人交通碳排放總量 

　　Ept=Epd +Epi 

　　Ept為私人交通碳排放總量,Epd為私人交通直接碳排放,Epi為私人交通間接碳排放。 

　　2.間接碳排放 

　　(1)食品消費(fèi) 

　　食物是人類生存和發(fā)展的基本生活資料之一。食物消費(fèi)通過多種途徑對環(huán)境產(chǎn)生影響,如食物生產(chǎn)、加工和運(yùn)輸過程中由于能源的消費(fèi)而產(chǎn)生的大量有害氣體和物質(zhì)。對食物的生命周期分析,包括糧食生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工、消費(fèi)和消費(fèi)后處理等五個(gè)方面進(jìn)行食物消費(fèi)過程中的碳排放分析,即對食物的生產(chǎn)―消費(fèi)鏈環(huán)節(jié)上的能源使用進(jìn)行分析。食品消費(fèi)的排放評估國外已有較多研究,如有研究評估指出,食物部門的能源消耗量占發(fā)達(dá)國家能源總消耗量的15%-20%[18,19]。有關(guān)一些食物的CO2排放當(dāng)量詳見Kramer[20]?？梢?食品消費(fèi)對生存碳排放的貢獻(xiàn)率也是很大的。根據(jù)食物消費(fèi)的種類及其消費(fèi)量可以計(jì)算其碳排放量。 

　　(2)衣著消費(fèi) 

　　衣著屬于最基本的生活資料。我國是衣著消費(fèi)大國,但傳統(tǒng)紡織品從原料、生產(chǎn)、紡織品的使用到最后處置過程對自然環(huán)境和消費(fèi)者健康都存在較大程度的不利影響,衣著質(zhì)量主要強(qiáng)調(diào)在外觀、質(zhì)地和功能指標(biāo)上達(dá)到指標(biāo)要求,目前的研究還較少考慮和辨識衣著消費(fèi)對環(huán)境帶來的影響[21]?？梢愿鶕?jù)投入產(chǎn)出分析對衣著消費(fèi)的間接碳排放量進(jìn)行計(jì)算。

 

　　(3)住房消費(fèi)

　　住房消費(fèi)也是生存碳排放的重要組成部分,主要表現(xiàn)為建筑能耗產(chǎn)生的CO2。建筑能耗包括建筑材料生產(chǎn)用能、建筑材料運(yùn)輸用能、房屋建造和維修過程中的用能以及民用建筑運(yùn)行使用過程中消耗的能源。其中,不同的房屋建筑產(chǎn)生的碳排放量是不同的,主要取決于房屋年代、類型和建筑材料的種類。住房消費(fèi)包括建筑材料、裝潢材料、家具的消費(fèi)和建筑能耗等部分,依據(jù)這些材料和工作的間接排放可以評估計(jì)算家庭和個(gè)人碳排放。魏一鳴等指出居住是最大的碳密集型行為[22]。

 

　　(4)日用品消費(fèi)

 

　　日用品消費(fèi)主要是指我們生活中的各種各樣的家用電器及生活能源的使用、日常生活用品的消費(fèi)。在低層次消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,生存性用品消費(fèi)主要表現(xiàn)為非耐用品的消費(fèi)。隨著消費(fèi)結(jié)構(gòu)層次的提高,消費(fèi)者對發(fā)展性和享受性用品的消費(fèi)不斷增加,耐用品占有量也不斷增長。有關(guān)日用品的能耗及其碳排放量可以參考荷蘭Groningen大學(xué)的EAP數(shù)據(jù)庫[23]。 

　　有關(guān)學(xué)者指出,食品、衣著和居民設(shè)備用品及服務(wù)引起的間接CO2排放占間接碳排放總量的50%以上[22]。

　　(5)出行消費(fèi) 

　　出行消費(fèi)主要滿足消費(fèi)者出行的需要或者說空間位移的需要。出行消費(fèi)過程中的CO2排放主要來自石化能源的使用,其碳排放分為私人交通排放和公共交通排放兩種,且其碳排放量根據(jù)交通工具和出行方式的不同而不同。這里僅指公共交通碳排放,因?yàn)樗饺私煌碛?jì)為直接碳排放。

 

　　(6)其他消費(fèi)

　　主要包括醫(yī)療保健、文化教育、休閑娛樂等服務(wù)性消費(fèi)。由Shui對美國1997年居民消費(fèi)碳排放的計(jì)算可知,此類消費(fèi)占美國居民消費(fèi)間接碳排放總量的6%左右[7]。此類消費(fèi)的研究可以利用投入產(chǎn)出分析來進(jìn)行量化估算。

　　3.生活垃圾

 

　　生活垃圾的碳排放主要指垃圾的堆放和運(yùn)輸排放,是面向生存活動(dòng)末端的間接碳排放。垃圾場中的廢物經(jīng)過細(xì)菌處理后產(chǎn)生垃圾瓦斯,以體積論大約一半是CO2,另一半是CH4,不同的垃圾產(chǎn)生不同的可降解有機(jī)碳(DOC),因而產(chǎn)生不同數(shù)量的CO2和CH4。計(jì)算垃圾堆放的碳排放量要根據(jù)垃圾的內(nèi)容物分別計(jì)算,各種參數(shù)可查IPCC相關(guān)指導(dǎo)手冊[24]。