(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出分析(IOA)、生命周期評價(LCA)和消費方式分析(CLA)三種。其中,投入產出分析是最為常用的研究方法。投入產出分析,又稱“部門平衡”分析,或稱“產業聯系”分析,最早是由美國經濟學家瓦?列昂捷夫(W.Leontief)提出來的。它主要通過編制投入產出表及建立相應的數學模型,反映經濟系統各個部門(產業)之間的相互關系。自20世紀60年代以來,被地理學家廣泛應用于區域產業構成分析、區域相互作用分析,以及資源利用與環境保護研究等方面[10]。在能源分析中它也是一種有效的方法。正是由于IOA的應用,解決了商品生產、運輸和貿易中的能源使用及其CO2間接排放的分配問題[7]。投入產出模型按所采用計量單位的不同可分為實物型和價值型兩種模型,前者是按實物單位(如kg、t等)計量,后者則是按貨幣單位(如元、美元等)計量的。而且這一方法被不斷發展,并與其他優化模型相結合以實現從若干投入產出平衡方案中選擇一個最優方案,其中最常用的是線性規劃與IOA的結合[11]。生存碳排放投入產出表(IOT)中的投入即家庭消費的各種能源產品和非能源產品和服務,產出即為由于投入而產生的直接和間接碳排放的總和。生命周期評價(LCA)是一種環境管理工具,不僅對當前的環境沖突進行有效的定量化的分析、評價,而且對產品以及人口“從搖籃到墳墓”全生命周期內所涉及的環境問題進行評價,因而是“面向產品環境管理”的重要支持工具[12]。生命周期評價注重研究系統在生態健康、人類健康和資源消耗領域內的環境影響,不考慮經濟和社會方面的影響[13]。LCA可以對各項活動全過程的資源消耗及其對環境的影響開展徹底、全面、綜合的認識。消費方式分析(CLA)是通過對消費者消費方式進行研究評估溫室氣體排放的方法。三種方法各有側重,一些研究工作經常將CLA和IOA以及LCA和IOA結合起來研究碳排放問題,實地抽樣調查和不確定性分析也是不可或缺的重要環節。IOA與LCA相結合的方法是近來才興起的[14]。

　　(二)生存碳排放評估的主要內容

　　家庭能源消費產生的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品的消費,如煤炭、石油制品、天然氣以及電力等,這些能源產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品之外的其他家庭消費品,如家具、家電、食物、衣著、房屋以及休閑娛樂、醫療衛生和教育等間接產生的碳排放。

　　1.直接碳排放

　　(1)家庭能耗

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

　　礦物燃料燃燒CO2排放量的計算方法可采用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為燃料的消費量,Pf為燃料單位含碳量,Sf為固碳量,Of為氧化率。 

　　生物質燃料燃燒排放的CH4計算方法[17]為: 

　　Eb=Cb×Rb×Ob×Mb×16/12 

　　其中,Eb為生物質燃燒CH4排放量,Cb為生物質消費量,Rb為生物質含碳率,Ob 為氧化率,Mb為某種生物質甲烷產生率,然后乘以16/12換算為甲烷排放量。在得到某種生物質燃燒的甲烷排放量后,再利用全球溫室效應潛能(GWP)*可以將排放到大氣中的CH4排放量轉化成CO2當量。 

　　(2)私人交通 

　　私人交通排放是指家庭獨立擁有的機動車的燃料消耗產生的直接碳排放和機動車生產過程中的間接碳排放。直接碳排放根據每百公里耗油量來估算,間接碳排放根據生產耗能進行計算,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為機動車數量,Gm為機動車每百公里耗油量,Mm為機動車年均行駛里程,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 

　　食物是人類生存和發展的基本生活資料之一。食物消費通過多種途徑對環境產生影響,如食物生產、加工和運輸過程中由于能源的消費而產生的大量有害氣體和物質。對食物的生命周期分析,包括糧食生產、存儲、運輸、加工、消費和消費后處理等五個方面進行食物消費過程中的碳排放分析,即對食物的生產―消費鏈環節上的能源使用進行分析。食品消費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達國家能源總消耗量的15%-20%[18,19]。有關一些食物的CO2排放當量詳見Kramer[20]?？梢?食品消費對生存碳排放的貢獻率也是很大的。根據食物消費的種類及其消費量可以計算其碳排放量。 

　　(2)衣著消費 

　　衣著屬于最基本的生活資料。我國是衣著消費大國,但傳統紡織品從原料、生產、紡織品的使用到最后處置過程對自然環境和消費者健康都存在較大程度的不利影響,衣著質量主要強調在外觀、質地和功能指標上達到指標要求,目前的研究還較少考慮和辨識衣著消費對環境帶來的影響[21]。可以根據投入產出分析對衣著消費的間接碳排放量進行計算。

 

　　(3)住房消費

　　住房消費也是生存碳排放的重要組成部分,主要表現為建筑能耗產生的CO2。建筑能耗包括建筑材料生產用能、建筑材料運輸用能、房屋建造和維修過程中的用能以及民用建筑運行使用過程中消耗的能源。其中,不同的房屋建筑產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。住房消費包括建筑材料、裝潢材料、家具的消費和建筑能耗等部分,依據這些材料和工作的間接排放可以評估計算家庭和個人碳排放。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

 

　　日用品消費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。在低層次消費結構中,生存性用品消費主要表現為非耐用品的消費。隨著消費結構層次的提高,消費者對發展性和享受性用品的消費不斷增加,耐用品占有量也不斷增長。有關日用品的能耗及其碳排放量可以參考荷蘭Groningen大學的EAP數據庫[23]。 

　　有關學者指出,食品、衣著和居民設備用品及服務引起的間接CO2排放占間接碳排放總量的50%以上[22]。

　　(5)出行消費 

　　出行消費主要滿足消費者出行的需要或者說空間位移的需要。出行消費過程中的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,因為私人交通另計為直接碳排放。

 

　　(6)其他消費

　　主要包括醫療保健、文化教育、休閑娛樂等服務性消費。由Shui對美國1997年居民消費碳排放的計算可知,此類消費占美國居民消費間接碳排放總量的6%左右[7]。此類消費的研究可以利用投入產出分析來進行量化估算。

　　3.生活垃圾

 

　　生活垃圾的碳排放主要指垃圾的堆放和運輸排放,是面向生存活動末端的間接碳排放。垃圾場中的廢物經過細菌處理后產生垃圾瓦斯,以體積論大約一半是CO2,另一半是CH4,不同的垃圾產生不同的可降解有機碳(DOC),因而產生不同數量的CO2和CH4。計算垃圾堆放的碳排放量要根據垃圾的內容物分別計算,各種參數可查IPCC相關指導手冊[24]。