温室气体的主要来源篇1
关键词：温室气体；欧盟；法律；政策；方法论
中图分类号：DF969 文献标识码：a
按照联合国《气候变化框架公约》及其《京都议定书》的规定，我国目前不承担减少温室气体排放的义务。但是我国目前的温室气体排放总量很大，而且随着经济的快速发展，排放量还要增加。可能在不久的将来，我国也不得不承担减排的义务。温室气体排放的削减将对我国的能源、交通、农业等生产和消耗能源的产业部门和人民生活带来直接而巨大的影响。因此，研究欧盟有关温室气体排放控制的法律和政策及其对我国的方法论意义，也许能为我国应对削减温室气体的巨大挑战提供一些有参考价值的东西。
欧盟作为一个区域性经济一体化组织，在2002年3月4号批准了《京都议定书》，承担了到2012年使欧盟成员国的温室气体排放量平均降低到1990年水平以下8％的义务。欧盟成员国目前都在积极落实这个削减温室气体排放量的义务。
欧盟有关温室气体排放削减的法律和政策主要分为两部分。第一部分是欧盟有关提高能源效率和削减二氧化碳排放量的立法。它表现为欧盟理事会制定的一些有关能源效率和温室气体减排的指令。这些指令需要各成员国以国内法来贯彻执行。它们主要有几下几方面：
第一是关于促进能源效率的“SaVe”项目一期和二期的指令。SaVe是一个大的框架性的研究项目，分为第一期和第二期。该项目已经实行多年，主要是资助欧盟成员国对提高能源效率进行的各种研究，是一个非常重要的基础性研究项目。
第二是关于促进可更新能源发展的“aLten-eR”项目一期和二期的指令。这个项目旨在帮助欧盟成员国开发新能源和清洁能源。
第三是关于家用电器节能要求的指令。它要求欧盟成员国通过国内立法来实施。这些指令包括对家用电器如热水器、电灯等电器性能的详细技术指标。
第四是关于建筑物能源效率的指令。
第五是关于防治污染的Bat技术(最佳可得技术)的能源效率的要求，例如关于空气污染控制技术和水污染控制技术的能源效率的要求。
第六是关于能源标志的指令。例如对电饭煲、冰箱、洗衣机、洗碗机、电灯等家用电器，欧盟统一规定了能源标志“Ce”。
第七是关于开发可更新能源技术的指令。它要求欧盟成员国采取法律措施促进可更新能源的发展。近年来，特别是在去年的联合国可持续发展世界首脑会议上，欧盟极力主张为发展可更新能源设立具体的时间期限和量化目标。
第二部分是欧盟关于温室气体减排的政策或政策建议，主要有下面几个方面：
第一个方面是关于气候变化问题的欧洲方案(epCC)。该方案由所有欧盟成员国派代表参与制定，对欧盟成员国减少温室气体排放，履行《京都议定书》的各种活动起总的协调作用。
第二个方面是关于二氧化碳排放的税收以及能源税方面的政策。
第三个方面是关于交通运输方面温室气体减排的要求，包括对小汽车、飞机、公共汽车等交通工具的减排要求和对各种运输价格的调整建议。
第四个方面是关于甲烷排放削减的政策。甲烷是除了二氧化碳之外的第二类主要温室气体。甲烷的排放涉及到农业。
第五个方面是关于能源效率方面的政策建议。它包括一些提高能源效率的具体措施。其中一个措施是加强与欧盟非能源政策协调和统一。欧盟认为能源效率的提高，不光是能源部门的事情，还涉及到很多非能源的部门，因此提出一些措施，加强能源部门与其他的部门的协调。其中包括对企业的要求，对区域和城市发展的要求，对税收和收费方面的要求，对国际合作和促进加入《京都议定书》的要求，以及对成员国的国内政策的要求等。另一个措施是关于增强现行效果比较好的措施的新政策。其目的在于加强这些措施。这些方面的新政策，有助进一步提高交通运输部门的能源效率新要求、关于家用的和商业的设施或设备的能源效率要求、关于电力和天然气供应的新要求和关于提高建筑物能源效率的新措施。
第六个方面是一些跨部门的政策和措施。比如关于开展跨部门研究、关于区域和地方的参与、关于经济刺激手段(如改善建筑物能源效率的第三方融资的做法)、关于能源信息的传播、关于监测和评估等综合性的措施。
第七个方面是一些新的共同政策。其中一个是关于公共采购的共同政策。它要求成员国的公共采购要把促进温室气体的减排作为它的一个重要目标。另一个是关于合作性技术采购的要求。它要求通过技术采购的合作来促进温室气体排放量的减少。还有一个是关于工业、第三产业、能源审计的一些共同的政策和措施。另外，欧盟要求成员国总结行之有效的最佳管理惯例并予以推广。
第八个方面是关于促进可更新能源的开发方面的政策建议。
第九个方面是关于在欧盟范围的温室气体排放交易的政策建议。
第十个方面是关于F类温室气体排放削减的政策建议。F类温室气体指的是HFC、pFC、SF6和“哈龙”。它们在大气层当中的含量比较少，在各国的使用量相对较少，但是它们的单位危害性比二氧化碳和甲烷等要大得多。因此，欧盟在积极减少二氧化碳、甲烷和氮氧化物的排放的同时，还积极控制F类温室气体的排放。
从上述纷繁的欧盟法律和政策当中，我们可以从方法上学习什么东西呢?我认为主要有以下几方面：
第一个可学的方面，我称之为“两个全面覆盖”的方法。第一个“全面”指的是法律和政策全面覆盖《京都议定书》控制的6种温室气体，根据情况同时对6种温室气体的排放控制作出不同的安排，以免控制一种温室气体排放的效果被另一些未加控制的温室气体的排放所抵消。当前，虽然法律控制的重点是二氧化碳、甲烷和氮氧化物，但应当同时对F类温室气体的控制做出一定的安排。第二个“全面”指的是全面覆盖有关部门和利害关系方。所有的产业，除了电力产业之外，还有运输业、农业、林业、商业等都要加入到温室气体减排的行列。所有的利害关系方，企业也好、政府也好、个人也好，都要参与。欧盟的温室气体减排立法和政策一个比较显著的特点是这“两个全面”。我国现在应该研究这个问题。在制定我们的温室气体减排政策和法律的时候，也要考虑“两个全面”。能源和温室气体排放削减涉及国民经济和人民生活的方方面面。上述欧盟的“两个全面”给我们的一点启发，是吸收各有关利害关系方的参与，以便使温室气体排放量的削减落到实处。
第二个可学的方面是欧盟把温室气体排放削减目标同经济和社会发展的需要结合在一起的思路和做法。欧盟的温室气体减排不是一个理想化
的环境主义的产物，而是注重实际的理性的产物。欧盟的温室气体减排法律和政策，既体现了减少温室气体排放的全球共同目标，又照顾到各成员国的经济发展现状和长远的规划；既体现了保护地球大气层的道德目标，又同欧盟国家能源技术的发展紧密结合。它是一个理想与现实相结合的产物。在欧盟有很多这种成功结合的例子。例如在可更新能源技术开发法律和政策方面，欧盟通过一系列法律和政策措施，推动成员国大力开发可更新能源技术，首创可更新能源技术的标准，使自己在可更新能源技术方面走在世界前列。在技术上一旦占据这样的位置，环境保护和经济发展的双赢就成为现实。欧盟这种思路和做法对我国制定有关温室气体减排的法律和政策十分重要。虽然我国与欧盟成员国的经济和技术水平发展不一样，社会条件也不一样，但是我们从思路上完全可以向欧盟学习。我国能源工业的发展也可以参考借鉴欧盟这样一个思路，以便在发展传统能源的同时，发展新能源技术，实现能源发展与环境保护的双赢。
第三个可学的方面是欧盟在温室气体减排问题上使用的多管齐下的方法。这里多管齐下的方法指的是政府管制、市场手段、企业自愿协议和技术开发等方法的互补应用。欧盟通过立法授权各成员国政府加强对温室气体排放活动的管制，制定强制性的排放限度。与此同时，欧盟非常注重利用市场机制来促进温室气体排放削减目标的实现。前面介绍的能源产品的能源标志、生态标志等做法，就是鼓励消费者在市场上选购能源效率高、负面环境影响小的产品，即利用市场机制。欧盟鼓励企业通过与欧盟或成员国政府签订自愿协议来提高产品的能源效率和减少负面环境影响。欧洲有不少行业认识到率先开发更为清洁的产品，不仅顺应了世界环境保护的潮流，有利于提高企业的社会形象，而且在经济上有利可图。因此它们很重视开发能源效率更高的产品。这方面的一个例子是欧洲汽车业开发汽车尾气排放的欧洲二号、三号和更高标准的实践。欧洲汽车业同欧盟签订了这方面的自愿协议。此外，欧盟非常注意以立法和政策帮助欧盟成员国开发各种能源。这种多管齐下的方法，对我国制定有关温室气体排放控制的法律和政策具有重要的借鉴意义。
温室气体的主要来源篇2
1引言
政府间气候变化专门委员会（ipCC）第5次评估报告，以新气候观测、时间序列更长的气候数据集和更多的古气候信息，证明在最近的三个十年中，每个十年均已平均暖于自1850年以来之前的任何一个十年，地表到对流层普遍变暖，平流层变冷，全球气候系统变暖是毋庸置疑的。并进一步证明20世纪中叶以来全球气候变暖95%的可能是人类活动造成的。2006年以后，我国超过美国成为世界第一排放大国，2012年中国排放总量超过欧盟与美国的总和，在国际气候谈判形势越来越不利、压力越来越大的情况下，2008年北京、上海、天津成立交易所开始探索国内碳排放权交易市场。企业碳排放信息报告是碳排放权交易的公平、公正、有效开展的基础。
虽然，欧盟碳排放权交易给我国提供很好的借鉴经验，包括企业碳排放报告方法，但是，适合我国国情的行业企业碳排放信息报告指南还有待于加快研究完善。《我国主要行业温室气体检测与核算技术研究》课题旨在研究编制行业企业碳排放信息报告指南，并通过相关行业企业试用加以修改完善，最终，以国家标准形式实施。云南省承担了钢铁行业的碳排放信息指南试用、评估。
2温室气体核算指南与标准
目前，现行的温室气体清单指南和排放核算标准根据不同对象分为国家、区域、企业、项目、产品和服务等多种层级[1]。
部级层面以政府间气候变化专门委员会帮助缔约方编制的《2006年ipCC国家温室气体清单指南》[2]为代表，涉及能源，工业过程和产品使用，农业、林业和其它土地利用、废弃物五个领域温室气体排放的活动水平、排放因子、全球变暖潜势选择和核算方法。
根据《2006年ipCC国家温室气体清单指南》，我国了《省级温室气体清单指南（试行）》，属于区域级层面的温室气体指南，包括能源活动、工业过程、农业、土地利用变化和林业、废弃物处理等五个领域的温室气体清单。在国家的指导下，各省市已完成了2005年和2010年省级温室气体清单。
针对企业法人或视同法人的组织边界，即行业企业级层面的温室气体核算指南，国际标准主要是温室气体核算体系（GHGprotoco1）、iSo14064-1[3]，涉及边界内的排放源广，例如包括灭火器等。国内除七个试点了各自不同行业企业的温室气体核算指南，包括电力、热力、制造、建筑、航空、服务等行业。国家发展改革委已两批行业企业温室气体核算指南，共计14个工业行业企业核算方法。
项目级层面的温室气体核算指南或标准运用于碳减排项目，主要包括iSo14064-2、paS：2050、清洁发展机制方法学等。
3钢铁行业企业温室气体核算标准分析
iSo14064-1行业企业温室气体核算指南是一种通用型的行业企业温室气体核算指南，不再细分钢铁、电力等行业。国内七个碳排放权交易试点仅北京、深圳未涉及钢铁行业企业温室气体排放核算指南。国家发展改革委了《中国钢铁生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》。《我国主要行业温室气体检测与核算技术研究》主要针对电力、钢铁、水泥、化工、石油等行业进行了温室气体核算指南编制并进行了试用。
3.1iSo14064指南
温室气体核算体系（GHGprotoco1）提供不同层面的温室气体核算标准和计算工具，包括企业组织层面的《企业标准》、项目层面的《温室气体核算体系：项目核算方法》，以及2011年出版的《温室气体核算体系：产品核算与报告标准》和《温室气体核算体系：企业价值链核算标准》。2006年，国际标准化组织（internationalorganizationforStandardization）根据《企业标准》的相关要求，制定了组织层面温室气体核算标准（iSo14064-1），iSo14064-1标准与《企业标准》相兼容。iSo14064-1是一种通用行业的温室气体核算方法，不再细分钢铁、水泥、电力等，也不再分工序。核算边界指组织拥有的一个或多个设施上的一个或多个GHG源或汇。核算的温室气体包括二氧化碳（Co2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（n2o）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（pFCs）和六氟化硫（SF6）六种温室气体。核算排放边界包括从财务和运行控制的角度确定组织运行边界内的直接温室气体排放，消耗的外部电力、热力或蒸汽的生产而造成间接温室气体排放，以及因组织的活动引起的而被其他组织拥有或控制的温室气体源所产生的温室气体排放，但不包括能源间接温室气体排放。
3.2国家发展委试行钢铁指南
根据“十二五”规划《纲要》提出的“建立完善温室气体统计核算制度，逐步建立碳排放交易市场”和《“十二五”控制温室气排放工作方案》（国发〔2011〕41号）提出的“加快构建国家、地方、企业三级温室气体排放核算工作体系，实行重点企业直接报送温室气体排放和能源消费数据制度”的要求，为保证实现2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的目标，国家发展改革委组织编制了《中国钢铁生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》[4]。
核算边界包括净消耗的化石燃料燃烧产生的Co2排放，如钢铁生产企业内固定源排放（如焦炉、烧结机、高炉、工业锅炉等固定燃烧设备），以及用于生产的移动源排放（如运输用车辆及厂内搬运设备等）；钢铁生产企业在烧结、炼铁、炼钢等工序中由于其他外购含碳原料（如电极、生铁、铁合金、直接还原铁等）和熔剂的分解和氧化产生的Co2排放；企业净购入电力和净购入热力（如蒸汽）隐含产生的Co2排放。该部分排放实际发生在电力、热力生产企业；铁生产过程中有少部分碳固化在企业生产的生铁、粗钢等外销产品中，还有一小部分碳固化在以副产煤气为原料生产的甲醇等固碳产品中，应予以扣除。
根据《中国钢铁生产企业温室气体排放报告》可知，企业温室气体排放边界作为一个整体，仅分化石燃料燃料直接排放、工业过程直接排放、电力热力间接排放及固碳量，而不再从工序过程分为炼焦、烧结-炼铁-炼钢、轧钢等分别计算。
同时，《中国钢铁生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》也仅提供了基于计算的核算方法，没有提供基于测量的核算方法。
3.3本课题钢铁指南
排放主体原则上为独立法人，与能源统计报表制度中规定的统计边界基本一致。排放主体的核算范围包括预期生产经营活动相关的直接排放和间接排放。其中，直接排放是指化石燃料燃烧和工业生产过程产生的温室气体排放；间接排放是指因使用外购的电力、热力等所导致的温室气体排放。生活能耗导致的排放原则上不计入核算范围内。钢铁行业具体核算范围包括：
（1）固定燃烧设备（如焦炉、烧结机、高炉和工业锅炉等固定燃烧设备）及厂界内用于生产的移动运输等生产辅助设备使用化石燃料燃烧产生的直接排放；
（2）生产过程中石灰石和白云石等含碳熔剂分解产生的直接排放；
（3）使用外购电力、热力导致的间接排放；
（4）余热回收发电上网、副产煤气制外销其他产品所蕴含的Co2排放量应被扣除。
根据《钢铁企业温室气体排放监测、核算与报告指南》，同时提供了基于计算的核算方法和基于测量的核算方法。基于计算的核算方法，首先分炼焦、烧结至炼钢、钢材深加工三个环节。炼焦环节分化石燃料燃烧直接排放、电力热力间接排放及外购焦炭间接排放；烧结至炼钢环节分化石燃料燃烧排放、工业过程排放（包括石灰石、白云石使用过程排放，电极消耗产生的排放，炼钢降碳过程含碳量变化产生的排放）、电力热力间接排放及其他外购材料间接排放；钢材深加工环节分副产煤气燃烧排放、电力热力间接排放。
分三个环节分别核算温室气体排放是与《中国钢铁生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》核算方法的最大区别。其优势是能够清晰的识别出钢铁企业的流程长短，届时实施全国统一碳排放权交易市场时，以保证分配给流程长短不同钢铁企业的配额公平、公正。
4钢铁行业企业温室气体试用
经与钢铁企业多次交流培训，一家钢铁企业积极参与温室气体报告试用。
4.1工艺流程
经调研，该钢铁企业属于短流程工艺，仅有烧结-炼铁-炼钢过程，无炼焦和轧钢过程。
温室气体直接排放源包括：一是与生产相关的固定燃烧设备类型、数量：2台烧结机、3座高炉；厂区内运输车辆类型、数量：铲车4台、汽车4台、火车3台；使用的化石燃料类型：无烟煤、洗精烟、柴油、全焦、二次能源（高炼煤气、转炉煤气）。二是生产过程中使用白云石、石灰石。三是焦炭外购。温室气体间接排放源包括：部门电力外购。
4.2活动水平
因该钢铁企业还不具备时时测量温室气体排放量的能力，采用基于计算的方法核算该企业的温室气体排放量。温室气体排放源活动水平采用层级一数据，其计算方法是根据年度购买量或销售量以及库存的变化来确定实际消耗或产出的数据。购买量或销售量采用采购单或销售单等结算凭证上的数据，库存变化数据采用计量工具读数或其他符合要求的方法来确定。计算公式如下：
消耗量=购买量+（期初存储量-期末储存量）-其他用量
产出量=销售量+（期末库存量-期初库存量+其他用量
该钢铁企业按照指南要求，提供了化石燃料（无烟煤、洗精烟、柴油、全焦、二次能源（高炼煤气、转炉煤气）、碳酸盐（白云石、石灰石）、净购电力及自发电年活动水平数据。
从该钢铁企业提供的活动水平数据来看，除高炼煤气和转炉煤气混合自发电使用比例没有测量外，其它数据均能与该企业自身能源、原材料等统计相吻合，企业基本能够提供相关温室气体排放源活动数据。
4.3数据分析
2013年，该钢铁企业燃烧直接排放包括燃结-炼铁-炼钢和高炉煤气发电等化石燃料燃烧排放，各占总排放量的30.3%和58.9%，共计89.2%，该短流程钢铁企业温室气体排放主要来自化石燃料；工业工程排放包括石灰（包括白云石）及电极消费直接排放，各占总排放量的2.9%和3.7%；间接排放仅电力，占总排放量的4.2%。在炼钢工程中，有1.1万吨被固定在钢锭中。
温室气体的主要来源篇3
全球变暖(Globalwarming)已成为受到各界广泛关注的话题，成为关系到人类命运的重大问题。厄尔尼偌(ein1o)现象、全球性的极端干旱或洪水等天气事件，使人们不得不关注“全球变暖”是否是一个真实命题?全球变暖的科学基础是否可靠?如果全球气候真的存在变暖的趋势，人类活动到底对此有多大贡献?我们需要花费多少代价才能应对或适应上述变化?……同时，也有不同的声音认为“全球变暖”是个自然的气候波动过程，其影响被部分科学家过分夸大，我们完全没有必要“杞人人尤天”。在2009年哥本哈根会议期间爆出的“气候门事件”，使得上述疑问变得格外突出。
从目前国际主流观点看，国际社会普遍认为：近期全球气候的确存在变暖的趋势，而工业革命以来人类排放的二氧化碳等温室气体是加速变暖过程的重要因素。这一观点在由各国科学家和气候官员组成的ipCC(intergovernmentalpanelonCl1mateChange)的四次科学评价报告中得到充分体现。
关于全球变暖的科学基础，还必须要追溯到2D0年以前。1827年，法国科学家Jean-BaDtlsteFourler就指出地球大气层存在与温室相似的热量保存机制，即所谓的“温室效应”(Greenhouseeffects)。1860年，英国科学家通过测量二氧化碳和水蒸气对红外辐射的吸收，认为地球出现冰期的一个原因是由于大气二氧化碳浓度降低导致的热辐射减少。1896年，瑞典科学家Svantearrhenius做了开创性工作，他建立模型计算了二氧化碳浓度与地球热量平衡的关系，他提出如果大气二氧化碳浓度翻倍，地球平均气温将增加5―6度。Svantearrhenlus100年前的工作，与我们现在的认识基本一致，他也被视为气候变暖理论的最重要的奠基者之一。到1940年前后，英国科学家G.S。Ca]]endar首次计算了气候变暖与大气化石燃料排放二氧化碳量的关系。1957年，美国加利福利亚Scrlpps海洋研究所的RogerRevelle和HansSuess指出人类获得正在“重建”大气二氧化碳平衡关系，该文章促进了同年在夏威夷HaunaKea开展大气二氧化碳浓度监测，这项工作a延续至今，成为日后大气二氧化碳浓度与气候变化研究的重要基础。
温室效应与地球表面气温变化
科学研究数据表明，地球气候的长期变化与大气中的温室气体浓度波动有显著关系。如图1所示从对南极Vostok冰芯中40万年来气温记录的研究结果可以看出，地表温度的变化与大气中二氧化碳浓度、甲烷浓度的变化呈显著的正相关关系。
大气中二氧化碳等温室气体调节着地表系统的热量平衡。太阳辐射为地球提供了巨大的辐射能。根据太阳能与地表和大气的热红外辐射的热平衡计算，地球表面和大气的平均温度大致为－19℃，但是地表附近的实际温度大致为15℃。这是因为，太阳的短波辐射可以穿过大气层抵达地表，地表被加热后放出的短波热辐射被大气中的水蒸气(H2o)、二氧化碳(Co2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(n2o)和臭氧(o2)等吸收，因此阻挡了地表辐射热量向外空间的耗散，而使地球表面大气温度上升，该过程被称为温室气体效应，而具有吸收热量长波辐射能力的气体被称为温室气体，主要的温室气体有水蒸气(H2o)、二氧化碳(Co2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(n2o)以及氟氯烃类(CFCs)等。
在地球近代演化过程，自然界的温室气体的汇、源转化，使大气中温室气体浓度维持在一个相对稳定的波动范围，大气二氧化碳气体温室效应使地表温度保持在相对适宜的水平，有利于地球生物及人类的繁衍生息。工业化以来，特别是上世纪中叶大规模工业化推动全球经济快速发展，人类活动(主要是化石燃料使用)使大气中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体浓度迅速增加，氟氯烃类(CFCs)等新的人工合成温室气体也被排入大气，由此使大气温室效应极大地增强，导致近ZL4-年来气温增加远远超过历史气温的平均变化范围。
(1)二氧化碳(C02
(2)甲烷(CH4) 甲烷是另一种重要的温室气体，主要是由沼泽湿地、水田和土壤中草木腐烂、食草动物肠胃微生物活动产生。大气中的甲烷一直很低，200多年前大气中甲烷浓度大约700ppb(千分之一DDm)，明显的增长主要发生在最近二三十年间。如图2所示，工业革命以来，人类活动对全球环境变化的影响越来越明显，近期大气甲烷浓度的增长趋势与气温升高基本是一致的。1998年的观测数据表明，大气中的甲烷浓度已达到1730DDm(Dlugkencky等，1998)。
(3)氧化亚氮(n2o) 氧化亚氮作为温室效应强烈的温室气体，在大气中非常稳定，在大气中的寄宿时间可达130～150年。农业化学肥料和人类生产生活产生的含氮化合物的转化是大气氧化亚氮的主要来源。工业革命以前，大气中氧化亚氮的浓度估计在260―285Dpm(Fluckiger等，1999)，最近200年中，大气中的n2o浓度增加了大约15％，浓度上升到275ppb，目前以0.25％的速率增加(ipCC，1996)。氧化亚氮除本身为重要的温室气体外，还会引起平流层中o2减少，因此，具有双重温室效应作用。
科学家已建立了多种全球气候变化的预测模型，假定在2030年二氧化碳浓度加倍的情况下进行气候变化的预测分析。研究结果显示，随着大气中二氧化碳浓度加倍，全球气温将增高
1.5～4.5摄氏度。不同的温室气体具有的各自的全球变暖增温潜力(Gwp)。所谓全球变暖增温潜力，是指不同温室气体相对于二氧化碳温室效应的贡献率。根据ipCC的评估报告(1996)，二氧化碳(Co2)对全球变暖的贡献率为63.7％，甲烷(CHd)为19.2％，CFCs为10.2％，氧化亚氮(n2o)为5.7％，其他因素为1.2％。
人为活动对全球变暖的影响
大气中二氧化碳等温室气体的浓度水平依赖于地球系统中碳循环的生物地球化学过程。通过生物代谢、火山喷发等过程，海洋、陆地生态系统、岩石圈中二氧化碳、甲烷进入大气圈。而另一些相反的过程，如植物吸收同化、地球化学沉积，又使大气中的温室气体回到海洋和陆地生态系统。在自然条件下，地球系统的不同环境蓄体(大气、海洋、陆地生态系统)中二氧化碳、甲烷处于相对平衡的动态物质交换状态，因此，至少在近百万年的地质尺度上大气中二氧化碳、甲烷等的浓度水平在相对稳定的范围内变动。地球环境中碳的自然循环过程中，大气、海洋和陆地等主要“碳库”的大小及其相互之间的碳交换通量关系(见图4)。
工业革命以来的人类活动，如化石燃料使用、水泥工业、土壤利用类型改变等，极大地干扰了碳循环的自然平衡。人类活动成为导致大气中二氧化碳增加的一个重要的源，初步估算工业革命以来人类活动排放的二氧化碳在大气的净增量为405+30(×109gC)，大气二氧化碳浓度呈显著增加趋势。
温室气体的主要来源篇4
如果2050年全球二氧化碳排放量恢复到现在水平,那么温室气体含量将上升到550ppm,温度将升高3摄氏度。而要让全球气温只升高2摄氏度,那就必须将2050年的二氧化碳排放量降至目前的50%。
因此,为了应对气候变化带来的负面影响,全球迫切需要采取强有力的行动控制温室气体的排放增长,以及由此带来的全球气温的上升。
《京都议定书》失败
为应对全球变暖问题,第一份具有强制性减排目标的国际协议《京都议定书》在1997年12月诞生。
《京都议定书》(Kyotoprotocol),全称《联合国气候变化框架公约的京都议定书》,是《联合国气候变化框架公约》(UnitednationsFrameworkConventiononClimateChange,UnFCCC)的补充条款。
《联合国气候变化框架公约》(下称《公约》)是应对气候变化的第一份国际协议,这份协议于1992年在巴西里约热内卢举行的联合国环境与发展大会上通过,目前有190多个缔约方,但它没有设定强制性减排目标。《公约》的最终目标,是将大气中温室气体浓度稳定在不对气候系统造成危害的水平。
《京都议定书》在1997年12月的《公约》第三次缔约方大会上通过,于2005年2月16日开始强制生效,将于2012年失效。根据《公约》,在2008年至2012年期间,所有发达国家六种温室气体――二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(pFCs)、六氟化硫(SF6)的排放量,要比1990年减少5%。
《公约》要求,作为温室气体排放大户的发达国家,采取具体措施限制温室气体的排放,而发展中国家不承担有法律约束力的温室气体限控义务。
至目前为止,共有170多个国家签署了《京都议定书》。美国于2001年退出了《京都议定书》,中国已于1998年5月29日签署了该议定书。
《京都议定书》标志着各国政府对气候变化的重视和关心,但是作为减排手段,却是失败的。毕竟,它并没有使排放量明显减少,甚至也没有达到预期减缓排放增长速度的效果,只不过象征性地提请社会各界注意,以便适应目前存在的气候变化情况。由于缺乏法律约束力,《公约》确定的减排目标也并未被发达国家普遍执行。
《公约》组织2008年11月17日公布的最新数据显示,全球性减排形势仍不乐观。该数据显示,至2006年,虽然41个缔约的工业化国家,总体温室气体排放比1990年下降了4.7%,但其中大部分均为中东欧等转型经济体贡献。从1990年到2006年,中东欧等转型国家的温室气体排放量下降了37%;在这期间,发达经济体的温室气体排放量却增长了9.9%。
更值得担忧的是,转型国家的贡献,实际上也主要集中在上个世纪90年代,当时经济出现了大幅下滑。随着其市场结构逐步调整到位以及经济恢复增长,从2000年开始,即使这些国家的温室气体排放,也开始稳步增加。造成2000年以后,《京都议定书》的41个缔约国总体的排放量有所上升。
从各个国家的情况来看,澳大利亚增加了28.8%(目标+8%),加拿大增长了21.7%(目标-6%),美国增加了14.4%(目标-7%),日本增加了5.3%(目标-6%),欧盟降低了2.2%(目标-8%)。距离《京都议定书》要求的减排目标都有不小的差距。
“后京都议定书时代”将至
2009年将是全球气候变化谈判至关重要的一年。在同时面临经济衰退和气候变暖两场危机的情况下,全球正承受着巨大的挑战,但同时也面临着机遇。
全球金融危机客观上缓解了能源紧张局面,为替代能源和新资源寻找留下了宝贵的时间。这使得新能源和可再生能源技术有望为应对气候变化提供新思路和希望,而能源技术的创新也有望成为刺激经济的新增长点。很多国家目前已经将能源技术创新,视为新的经济革命和绿色复苏计划的核心。
《京都议定书》之所以名存实亡,根本的原因在于美国的退出。任何一个全球性减排协议,如果没有美国参与,几乎不可想象。但是,美国又是惟一一个没有签署《京都议定书》的工业化国家。
美国新总统奥巴马的上台,给全球减排协议带来了新的曙光。奥巴马允诺,将在2020年把美国的温室气体排放量降到1990年的水平,到2050年再减排80%。并且奥巴马在当选后发表谈话指出,他将把碳交易机制引入美国的能源市场,并承诺在未来十年里每年投资150亿美元用于发展清洁能源技术。奥巴马表示,美国将更加积极地参与国际气候变化谈判,帮助开创全球气候变化合作的新时代。
奥巴马提名可再生能源专家朱棣文为能源部长,就显示出奥巴马新政府注重气候变化问题。朱棣文大力倡议开发清洁能源,是控制温室气体排放的代言人之一,倾向于主张用新技术取代和限制这些温室气体的排放。
在美国,虽然联邦政府还没有采取全面的或强制性的措施,来减少美国的温室气体排放量,但州级政府做出了很大的减排努力。现在,美国的50个州中,有24个州通过总量控制和排放交易机制参与了区域性的减排计划,具备实施减排协议的基础。
欧盟则一直是《京都议定书》的主要支持者,并一直致力于说服那些立场摇摆的国家加入条约。
在2007年,欧盟单方面承诺,欧盟到2020年将温室气体排放量在1990年基础上至少减少20%,将可再生清洁能源占总能源消耗的比例提高到20%,将煤、石油、天然气等化石能源消费量减少20%。这就是欧盟在2020年实现“三个20%”的目标。
欧盟27国领导人2008年12月11日至12日在布鲁塞尔举行会议,经过紧张激烈的讨论,最后终于就欧盟能源气候一揽子计划达成一致。欧盟议会通过的能源气候一揽子计划,已经成为具有法律约束力的法规,欧洲成为世界上第一个在法律上承诺大幅度强制减排的地区。
1997年正式签署的《京都议定书》,其第一承诺期的目标将于2012年到期。2007年12月,各国部长曾在印度尼西亚巴厘岛举行的第13次大会上达成了一个路线图。按照这一路线图的规定,2009年,在哥本哈根召开的《公约》缔约方第15次会议将诞生一份新的《哥本哈根议定书》,以代替2012年到期的《京都议定书》。届时,全球减排将进入“后京都议定书时代”。
中国减排压力日增
中国政府于2002年9月3日通过签署《京都议定书》。由于中国是条约控制纲要以外的国家,所以也不受温室气体排放的限制。
中国对温室气体排放的态度主要表现在两方面。
其一,着重人均排放。中国的人均排放仅接近于美国的五分之一。世界银行的数据显示,2003年,美国人均二氧化碳排放为19.8吨,而中国人均排放量为3.2吨。2004年中国人均排放量是发达国家(经济合作与发展组织成员国)人均水平的33%。
其二,着重历史累计排放。从工业革命到1950年,发达国家的排放量占全球累计排放量95%;从1950年到2000年,发达国家排放量占全球的77%;从1904年到2004年间,中国累计排放占全球的8%。
中国政府坚持《公约》的指导作用。《公约》所确定的各项基本原则,特别是“共同但有区别的责任”的原则,是指导气候变化谈判的基础;将在可持续发展的框架下采取行动,发展经济,消除贫困,改变不可持续的奢侈消费方式,走发展经济与环境保护相协调的道路。
在“后京都议定书时代”,中国虽然没有时间表,却可能承受越来越大的国际压力。其中一个最重要的原因,可能在于中国超过美国成为温室气体第一排放国。
从全球主要温室气体排放地区看,根据iea的数据,2005年美国仍然是最大的排放国,占了全球排放的五分之一强。但到2010年,中国将成为最大的温室气体排放国,占比将上升到22.2%,预计2030年中国的温室气体排放将占全球的28.4%。
尽管中国、印度并不在《京都议定书》强制要求减排的目标之内,但由于到2030年,这两国的排放量将占到全球的三分之一,对于全球温室气体减排而言,新兴市场国家也不得不纳入未来的考虑范围。
美国一直以来就希望中国这样的发展中国家,从现在起明确相应的减排责任。而欧盟一些国家的领导人和专家认为,中国的“毕业期限”应该在2020年左右,即再给中国十多年宽限期。
2008年八国峰会最终达成的声明,就把全球共同目标作为优先考虑来强调,淡化了发达国家自己要承担的减排责任。这对于中国等发展中国家,并非一个值得乐观的信号。
随着欧美对本国温室气体排放采取措施,针对中国等生产成本低、温室气体排量高的经济体征收的“碳关税”可能会出现。
所谓“碳关税”,是指对高耗能的产品进口征收特别的二氧化碳排放关税。征收“碳关税”的想法,主要是由前法国总统希拉克所提出,而接任的总统萨科齐在2007年10月,呼吁欧盟国家应针对未遵守《京都议定书》的国家课征商品进口税,否则在欧盟碳排放交易机制运行后,欧盟国家所生产的商品将遭受不公平之竞争,特别是境内的钢铁业及高耗能产业。
“碳关税”将给目前中国的出口带来额外的隐忧。根据wRi对各国各部门碳排放的统计,中国的出口部门出口商品中所含的碳排放量是最高的。这也就意味着,一旦实施“碳关税”,中国的出口商品将受到更大的冲击,将给中国的出口带来巨大的压力。
因此,在中国即将成为世界第一温室气体排放国的情况下,尽管中国不愿意接受强制的减排指标,但毫无疑问,中国必须在碳减排上有所作为,才能及早地适应未来低碳经济的环境。
低碳经济时代到来
什么是低碳经济?低碳经济以降低温室气体排放为主要关注点,基础是建立低碳能源系统、低碳技术体系和低碳产业结构,发展特征是低排放、高能效、高效率,核心内容包括制定低碳政策、开发利用低碳技术和产品,以及采取减缓和适应气候变化的措施。
低碳经济将成为全球经济寒冬中最为温暖的词汇。它不仅强调减少温室气体排放,同时也涵盖了优化能源结构、扩大低碳产业投资、增加就业机会,以及促进经济繁荣。
受国际金融危机影响,全球经济增长的放缓,已使能源需求增加放慢,这会减少温室气体排放。将来经济复苏时,产业界会进入新一轮的机器、设备更新,如果能够抓住这一机会,投资低碳设备和技术,目前的金融危机和经济困难会成为发展低碳经济的一个契机,不仅是对中国,对世界来说也是一次转变发展方式和消费、生活方式,调整产业经济结构的一次机会。
联合国秘书长潘基文认为,全球金融危机实际上可以提供一个解决全球变暖的机会。“我们目前需要应对两个最严重的挑战――金融危机和气候变化――解决之道就是绿色经济。”
金融危机暂时缓解了能源紧张的局面,客观上为寻找替代能源和资源赢得了宝贵时间。在全球房地产泡沫破灭的同时,可再生能源的投资价值也凸显出来。而新能源和可再生能源技术取得重大进展后,将为缓解和适应气候变化奠定坚实的基础,为发展低碳经济和建设低碳社会提供有力支撑,转“危”为“机”。
普林斯顿大学教授pacala及Socolow提出的“稳定楔”(stabilisationwedge)概念,现被公认为处理气候变化问题的最佳策略之一。
十几年以来,全球人类温室气体排放量一直在以每年1.5%的速度增加,如果我们不采取任何行动,等到2055年,碳年排放量就会翻一番,达到每年140亿吨。两位学者提出了15项措施,如果得到实施,其中每一项都能使我们在2055年减少10亿吨碳排放量(即一个“楔角”)。实际上,只需要实施这15项中的7项,就可以使碳排放量维持在2005年的水平。
这15项措施归纳起来主要有五个方面:一、提高能源使用效率;二、燃料使用的转换与二氧化碳的捕获及储存;三、核能发电;四、可再生能源;五、森林和耕地对二氧化碳的吸收。
同时,ipCC也提出了现在在商业上可行的主要缓解温室气体排放的技术方案。主要的方向也是在节约能源效率、开发新能源等方面。
从iea刻画的减排的边际成本来看,节能的边际成本是最低的,其次是采取可再生能源、核能等发电除碳化的措施。
图5显示了二氧化碳减排目标增长超过aCtmap情景达到更高的BLUemap情景要求的水平上时,二氧化碳的减排边际成本如何增长。aCt系列情景显示了如何让全球的二氧化碳排放量在2050年之前恢复到现在的水平。BLUe系列情景把到2050年二氧化碳排放量减少50%作为目标。
aCtmap情景意味着广泛地利用这些已完全商业化运营的技术,其边际成本为50美元(每减少排放1吨二氧化碳)。而在BLUemap情景需要所有相关技术的应用,包括在完全商业化运营时,每减排1吨二氧化碳花费200美元所需的技术应用。
为了实现全球减排,《京都议定书》中还引入了三个灵活履约机制,其中之一就是清洁发展机制,简称CDm(CleanDevelopmentmechanism)。CDm的核心,是允许发达国家和发展中国家进行项目级的减排量抵销额的转让与获得。
CDm是在强制减排的发达国家和发展中国家间展开,发达国家通过在发展中国家实施具有温室气体减排效果的项目,把项目所产生的温室气体减少的排放量,作为履行《京都议定书》所规定的一部分义务。
CDm是一种双赢的机制,对发达国家而言,给予其一些履约的灵活性,使其得以用较低成本履行义务;另一方面,对发展中国家而言,协助发达国家能够利用减排成本低的优势从发达国家获得资金和技术,促进其可持续发展。
从广泛的意义来看,任何有益于产生温室气体减排和温室气体回收或吸收的技术,都可以作为CDm项目的技术。在CDm之下,转让温室气体减排量,形成了全球性的碳金融市场,对全球金融经济生活产生重要影响。
自2004年起,全球以二氧化碳排放权为标的的交易总额,从最初的不到10亿美元增长到2007年的640亿美元,四年时间增长了64倍。交易量也由1000万吨迅速攀升至30亿吨。
根据《京都议定书》,在2008年至2012年,35个工业化国家的二氧化碳及其他五种温室气体的排放量要比1990年减少5.2%,基于这一压力,发达国家纷纷通过在中国等发展中国家成员国投资温室气体减排项目,购买减排额度。世界银行预测,2012年碳交易市场规模将达到1500亿美元。
中国低碳经济之路
低碳经济也是中国的必由之路,同时也是中国实现新一轮经济发展的巨大机遇。一方面,应对气候变化需要改变传统经济发展模式,构建低碳经济等新的社会经济发展框架;另一方面,发展低碳经济带来的保证能源安全、减少空气污染、增加投资和就业机会等一系列协同效益,为中国经济社会发展增加可持续性和竞争力,从而实现低碳繁荣。
那么,中国的低碳经济之路应该如何行进?
在二氧化碳的排放上,有一个著名的Kaya恒等式,这个恒等式是日本的YoichiKaya教授所提出来的。根据恒等式,一个国家或地区二氧化碳排放量的增长,主要取决于四个方面的因素:人口(p)、人均GDp(G)、单位GDp能耗(ie,能源强度)和能源结构(iC,碳强度)。
由于中国人口基数很大,中期需求扩张的压力不可避免;另一个是人均GDp,目前中国的人均GDp仍然要远低于世界平均水平,人均GDp提高是刚性的要求。因此,对中国这样的发展中国家,减排将主要从另外两个因素入手。
其中,单位GDp能耗与产业偏向有关。工业能源强度要大于服务业;工业中,重化工的能源强度则远高于一般制造业;同一行业中,技术水平低则能源强度高。因此,提高能源效率和节约能源,就是降低能源强度,这是减排的有效方向之一。
能源种类不同,碳强度差异很大。化石能源中,煤的碳强度最高,石油次之,天然气最低。可再生能源中,生物质能有一定的碳强度,而水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能等都是零碳能源。核电站在运行过程中也不排放碳。
有学者对中国二氧化碳排放量的影响因素作了分解,自上世纪70年代以来,中国经济的持续高增长,是二氧化碳排放量上升的最主要的原因;据估算,经济发展累计贡献了约86%的二氧化碳排放增量。
同时,能源效率的提高有利于减少二氧化碳的排放量。1971年-2005年间约89%的二氧化碳减排量,来源于单位GDp能耗的降低。而一次性能源结构的改善,也对二氧化碳的减排起到重要的作用,其贡献率大约为11%的二氧化碳减排量。
从实证的角度,我们也可以看出,提升能源利用效率是缓解气候压力的最有效途径,其次是改善能源使用结构,对于中国这样的发展中国家而言,可行性更高。
政策对于减排的推进具有举足轻重的作用。中国出台了《中国应对气候变化国家方案》,其中明确提到减缓温室气体排放,我们所采取的原则是“发展中国家由于其历史排放少,当前人均温室气体排放水平比较低,其主要任务是实现可持续发展。中国作为发展中国家,将根据其可持续发展战略,通过提高能源效率、节约能源、发展可再生能源、加强生态保护和建设、大力开展植树造林等措施,努力控制温室气体排放,为减缓全球气候变化做出贡献”。
这正是从提高能源效率和改善能源结构出发,实现在确保经济增长情况下的合理减排。在这两方面,政府出台了多项措施以促进具体行动的实施。
在能源强度方面,“十一五”规划中已明确提出单位GDp能耗降低20%的目标,这将是中国控制温室气体排放最有可能也最重要的途径。在这方面中国出台了《节能减排综合性工作方案》等法规,给予了明确的行动指引。
而在能源结构上,通过落实《可再生能源法》,以及《可再生能源中长期规划》,中国预计将投资2万亿元来实现2020年的远景规划目标,使得到2010年和2020年,可再生能源占一次能源的比例分别达到10%和15%。以此降低煤炭在一次能源中过高的比重,从而达到降低能源使用过程中温室气体排放的目的。
由此可见,按照碳减排的自然路径和所涉及因素的重要程度排序来看,中国低碳经济之路将是从节能、减排、发展新能源到CDm。
中国的能源使用效率较低,仅达到世界平均水平的一半,与能源使用效率最高的国家日本相比,仅是日本能源使用效率的六分之一。从能源使用的结构上来看,主要集中在工业领域;而相对比的美国,行业的能源消耗分配则比较平均。
政府干预将是节能市场启动的契机,通过修订后的《节约能源法》《建筑节能管理条例》《“十一五”城市绿色照明》等一系列法规,配合出台强制节能标准以及相关部委的具体要求,有望在较短的时期内建立具有强制约束力的节能机制,从而改变原有节能市场发展迟缓的局面。
节能是中国控制二氧化碳排放量最有效的方法,它所引起的成本也最低。但与此同时,对于一些高排放的行业,也应该加以限制,尤其是产能已经比较过剩的行业。在中国的二氧化碳排放量中,与工业相关的占到了较高的比重。在“十一五”规划期间,对于一些高污染高排放行业的强制落后产能淘汰,政府也作了明确的政策规定。
为了实现2050年二氧化碳排放与目前基本相等,除了提升能源效率、改变产业结构,大力发展新能源则是必须之举。按照iea对于前景的展望,未来太阳能、风能都将出现跨越式增长。
其中,煤炭清洁技术是重要的一环。在注重新能源的同时,我们也不能忽视中国的能源格局――富煤少油缺气。中国煤炭储量丰富,在能源消费结构中,煤炭占一次能源消费量的比重达到三分之二,这决定了能源使用大的方向。合理有效地利用煤炭资源,对于中国能源使用的效率会有大的提升,也能有效地降低煤炭带来的温室气体排放。
而我们最终要达到的CDm中,中国也将大有作为。国家发展和改革委员会是中国政府开展CDm项目活动的主管机构,下设国家清洁发展机制项目审核理事会和国家管理机构。根据国资委的数据,目前中国已经批准了1847个CDm项目。这些项目大部分都集中在新能源上面。
此外,中国是全球最大的碳市场。这主要归功于中国国内投资环境和经济增长规模和结构。工业化程度越高的发展中国家,所拥有的碳减排机会就越多。
现在按照注册项目看,中国在碳交易市场中所占份额为29%,但在CeR的获得上中国占的比重达到了43%,另外预期未来每年中国将获得CeRs中的54%,由此可见,中国将在未来碳市场中占有举足轻重的地位。
温室气体的主要来源篇5
关键词畜禽；温室气体；时空变化；LmDi模型
中图分类号S168文献标识码a文章编号1002-2104（2016）07-0093-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.07.012
20世纪90年代以来，全球气候变化成为人类经济社会可持续发展所面临的重大挑战，畜禽温室气体排放日益受到社会各界的关注。联合国粮农组织（Fao）2006年的报告显示，每年由牛、羊、马、骆驼、猪和家禽排放温室气体的Co2当量占全球排放量的18%[1]。而世界观察研究所2009年的报告指出，全球牲畜及其副产品排放温室气体的Co2当量约占全球总排放量的51%[2]，几乎是Fao估算量的3倍。可见，畜禽已成为重要的温室气体排放源，而畜禽温室气体主要源于动物肠道CH4排放、动物粪便处理过程中产生的CH4和n2o[3]，从动物类型来看，反刍动物产生的温室气体排放最多，其次为猪，最少的是鸡[4]。
国内外学者对畜禽温室气体排放量的测算及其影响因素进行了大量研究。在畜禽温室气体排放测算方面，董红敏[5]等采用oeCD的测算方法对中国三个时点（1980年、1985年、1990年）的反刍类动物CH4排放量进行了估算；Fao[1]利用ipCC的方法和系数，估算了中国2004年主要畜禽的温室气体排放量；Zhou[6]等测算了中国1949-2003年畜禽的温室气体排放量；胡向东[7]等测算了中国2000-2007年以及各省区2007年畜禽温室气体排放量，结果表明，2000-2007年中国畜禽温室气体排放量总体呈下降趋势，各省区畜禽温室气体排放量呈现区域集点；闵继胜[8]等测算了中国1991-2008年以及各省份畜牧业温室气体排放量，结果表明，1991年以来，中国畜牧CH4和n2o排放量均呈先升后降的趋势；尚杰[9]等测算了1993-2011年中国畜禽温室气体排放量，结果表明，中国畜禽的CH4排放量整体呈波动上升趋势，n2o排放量持续增加。在畜禽温室气体排放的影响因素方面，谭秋成[10]研究表明，由于技术进步和技术效率的提高，单位肉类和牛奶排放的温室气体均有大幅度下降；陈瑶[11]等研究表明，经济因素是影响我国畜牧业温室气体排放的最大因素，短期内效率因素是我国畜牧业低碳化发展的最主要诱因，而从长期来看劳动力因素是我国畜牧业低碳化发展的最主要因素；尚杰[9]等研究表明，动物肠道发酵CH4、n2o排放的影响因素主要取决于动物种类、饲料特性、饲养方式和粪便管理方式等。
以上研究取得了有价值的结论，为本文深入研究提供了重要的参考数据和研究方法。但存在以下可以改进之处：一是研究对象大多侧重于国家层面畜禽温室气体排放量的测算，全面把握中国畜禽温室气体排放变化规律，不仅从总体上刻画其演变特征，更要分析区域差异；二是关于畜禽温室气体排放成因研究未及深入展开，考虑到畜禽温室气体排放的区域差异性，有必要对各地区畜禽温室气体排放的影响因素进行分析，以便找到进一步降低畜禽温室气体排放的方向和对策。基于此，本文测算分析了1991-2013年中国畜禽温室气体时空变化规律，并运用LmDi模型从温室气体排放强度、农业产业结构、农业经济水平和农业劳动力等方面进行因素分解，揭示畜禽温室气体排放时空变化的成因。
陈苏等：中国畜禽温室气体排放时空变化及影响因素研究中国人口・资源与环境2016年第7期1研究方法及数据来源
1.1畜禽温室气体排放量的测算方法
畜禽温室气体排放主要包括畜禽胃肠道内发酵的CH4、畜禽粪便处理产生的CH4和n2o和畜禽饲养过程中对化石能源等消耗产生的Co2[12]。鉴于畜禽生产过程中化石能源消耗相关数据的缺乏，本文选取牛、羊、马、骡、驴、骆驼、生猪、家禽和兔等动物作为研究对象，测算中国及各省（区、市）畜禽温室气体排放量，其具体的测算方法如下：
式中，C、CCH4和Cn2o分别为畜禽温室气体排放量、CH4和n2o排放量；21和310分别为CH4和n2o转化为Co2当量的转化系数；ni表示第i种畜禽的平均饲养量；αi和βi表示第i种畜禽的CH4和n2o排放因子。由于畜禽饲养周期不同，需要对畜禽年平均饲养量进行调整，参考胡向东[7]的计算方法。当出栏率大于或等于1时，畜禽年平均饲养量用出栏量除以365再乘以其生命周期，主要有生猪、家禽和兔，生命周期分别为200天[7]、55天[13]和105天[7]；当出栏率小于1时，畜禽年平均饲养量用本年末的存栏量表示，为消除单个时间点的影响，采取畜禽上年年末存栏量和本年末存栏量的平均数表示。借鉴已有研究关于各畜禽的温室气体排放系数，CH4排放系数来源于2006年ipCC国家间温室气体排放指南[14]，n2o排放系数来源于胡向东[7]，具体的排放系数见表1。
1.2畜禽温室气体排放影响因素的LmDi分解
因素分解方法作为研究事物变化特征及其作用机理的一种分析框架，在环境经济研究中得到广泛的应用。通行的分解方法主要有两类，一类是指数分解方法（indexDecompositionanalysis，iDa），另一类是结构分解方法（StructuralDecompositionanalysis，SDa）。SDa方法利用投入产出表，以消费系数矩阵为基础，对数据要求较高；而iDa方法只需部门加总数据，适合分解含有较少因素的、包含时间序列数据的模型。iDa方法包括Laspeyres指数分解与Divisia指数分解等，但两者分解不彻底，存在分解剩余项，ang[15]等在综合比较了各种iDa方法基础上，提出了对数平均迪氏指数法（LogarithmicmeanDivisiaindex，LmDi），该方法最大特点在于不会产生分解剩余项，且允许数据中包含零值。因此，本文选用LmDi从温室气体排放强度、农业产业结构、农业经济水平和农业劳动力等方面量化分解影响畜禽温室气体排放的因素[16]。结合现有研究成果，将畜禽温室气体排放分解为：
C=CLS×LSaGRi×aGRip×p（2）
式（2）中，C为畜禽温室气体排放量，LS为畜牧业产值，aGRi为农林牧渔业总产值，p为农业劳动力的数量。对各个分解因素进行定义，定义ei=C/LS为畜禽温室气体排放强度，即畜禽温室气体排放量与畜牧业产值之比；定义Ci=LS/aGRi为农业产业结构，即畜牧业产值占农林牧渔业总产值比重；定义Si=aGRi/p为农业经济水平，即农业劳动力的人均农林牧渔业产值。则（2）式可进一步表述为：
C=ei×Ci×Si×p（3）
由于LmDi的“乘积分解”和“加和分解”最终结果一致，而后者能较为清晰的分解出影响因素，因此，本文采用
放系数肠道发酵1.0068.0051.4018.0010.0046.005.000.254-粪便管理3.5016.001.501.640.901.920.160.080.02n2o
排放系数粪便管理0.531.001.371.391.391.390.330.020.02注：非奶牛取黄牛和水牛的平均值；羊取山羊和绵羊的平均数；家禽取鸡、鸭、鹅和火鸡的平均数。“加和分解”的方法（详细推导过程可参阅ang[17]etc）：
ΔC=Ct-C0=Δei+ΔCi+ΔSi+Δp（4）
式（4）中，C0为基期畜禽温室气体排放总量，Ct为t期温室气体排放总量，ΔC为畜禽温室气体排放总量变化。这种变化可分解为：Δei表示单位畜牧业产值排放温室气体变化，即强度效应；ΔCi表示单位农林牧渔业总产值的畜牧业产值变化，即结构效应；ΔSi表示人均农林牧渔业总产值变化，即经济效应；Δp表示农业劳动力变化，即劳动力效应。由此，畜禽温室气体变化直接受制于4种因素的变化。其具体表达式分别为：
若Δei、ΔCi、ΔSi和Δp的系数为正值，说明该效应对畜禽温室气体排放起到促进作用，反之，则起到抑制作用。
1.3数据来源及整理
本文以生猪、牛、马、骡、驴、骆驼、羊、兔和家禽为研究对象，选取30个省（区、市）（其中重庆市数据合并到四川省数据内）畜禽的出栏量、存栏量、畜牧业产值、农林牧渔业总产值以及农业劳动力数量等数据，这些数据来自于《中国农业年鉴》、《中国农村统计年鉴》、《中国畜牧业年鉴》。考虑到产值不具有纵向可比性，因此本文中的畜牧业产值和农林牧渔业总产值以1990年为基准年，换算为可比的实际产值。
2结果分析
2.1中国畜禽温室气体排放时序变化
2.1.1畜禽温室气体排放的阶段变化
依据畜禽温室气体排放测算公式、各个畜禽温室气体排放系数和畜禽的出栏、存栏相关数据，量化测算了中国1991-2013年的畜禽温室气体排放情况，并将其转化为Co2当量（图1）。图1表明，1991-2013年畜禽温室气体排放大致分为3个阶段，在此基础上，各阶段温室气体排放总量变化及各效应的影响程度见表2。
第一阶段（1991-1996年），畜禽温室气体排放量快速上升。由1991年的2746.82万t上升到1996年的3746.16万t，增加了999.34万t。该时期经济效应是促进温室气体排放最主要推动力为2254.88万t；其他对温室气体排放起到抑制作用，其中强度效应抑制作用最大，为-939.47万t，其次是劳动力效应和结构效应，分别为图11991-2013年中国畜禽温室气体排放
总量变化趋势
第二阶段（1997-2006年），畜禽温室气体排放量稳定上升。受金融危机、通货紧缩等因素影响，1997年畜禽平均饲养量较上一年大幅度下降，强度效应抑制作用为-451.53万t，经济效应抑制作用为-202.35万t，实现了492.17万t畜禽温室气体的减排，随后逐年增加，到2006年畜禽温室气体排放总量达到峰值，为4228.50万t，增加了482.34万t（需要说明的是：这里峰值出现的时间与胡向东等测算的结果不同，主要原因是后者2006年畜禽数据根据第二次农业普查结果进行了调整，而本文畜禽数据来源于《中国农业年鉴》，以保证数据来源的统一性）。该时期经济效应对温室气体排放促进作用最大，为801.21万t，其次是强度效应，为171.18万t。劳动力效应和结构效应对温室气体排放起到不同程度的抑制作用，分别为-329.14万t和-160.91万t。
第三阶段（2007-2013年），畜禽温室气体排放总量呈波动下降趋势。受饲养周期、饲料成本上涨、畜禽疫病（猪蓝耳病）及南方冰雪灾害等多种因素影响，2007年和2008年散户平均饲养量显著下降，强度效应抑制作用显著，分别为-845.23万t和-731.03万t，实现了830.70万t畜禽温室气体的减排。随后国家出台了一系列支持畜禽转型发展的政策，中国畜禽发展方式在逐年转变，到2013年畜禽温室气体排放总量为3542.48万t，减少了686.02万t。该时期强度效应对温室气体排放抑制作用最大，为-1933.07万t，其次是劳动力效应和结构效应，分别为-255.96万t和-133.83万t；而经济效应促进作用显著，为1636.84万t。
总体来看，1991-2013年，经济效应对畜禽温室气体排放促进作用最大，为4692.93万t；而强度效应抑制作用最大，为-2701.36万t，其次是劳动力效应和结构效应，分别为-771.85万t和-424.06万t。
度呈显著的波动性（见图2）。从强度效应累计贡献值演变趋势来看，该效应对抑制畜禽温室气体排放的贡献呈倒“U”，且近几年其抑制作用呈增强趋势。1991-1997年，在国家宏观调控和环境治理影响下，强度效应抑制作用不断加强，累计减少了1391.00万t温室气体；1998-2006年，受国际环境、高致病性禽流感以及国内农业政策支持乏力等因素影响，规模化畜禽养殖进程缓慢[18]，强度效应抑制作用放缓；2007-2013年，随着畜禽业以散养模式为主向现代养殖模式（专业户模式和规模化模式）转变，畜禽规模化养殖推进为温室气体排放的实施提供可能[7]，强度效应抑制作用呈增强趋势，该时期累计实现1933.07万t畜禽温室气体的减排，占其总效应的281%。
劳动力效应是仅次于强度效应，是抑制畜禽温室气体排放的另一重要因素。该效应累计贡献值呈波动下降趋势，抑制作用越来越明显。随着城镇化和工业化的深入推进，农业比较效益显著降低，农业劳动力不断转移到非农产业，农业劳动力减少导致散养户大量退出，为畜禽规模化养殖提供可能；此外，伴随着畜禽养殖的规模化发展和管理模式的不断创新，对从事畜禽劳动力的素质有更高要求，进而导致转移更多的畜禽从业劳动力，单位劳动力产出大大增加，促进了畜禽温室气体的减排。1991-2013年，劳动力效应实现了771.85万t畜禽温室气体的减排。
结构效应累计贡献大致呈现低水平徘徊再高水平徘徊再波动下降阶段性特征，对畜禽温室气体排放的抑制作用也越来越明显。1991-1997年，结构效应对畜禽温室气体排放累计贡献处于低水平，年均累计贡献为-54.35万t；1998-2003年，1998年发生的长江全流域特大洪灾，西南地区、长江中下游地区畜禽养殖遭受巨大破坏，全国畜牧业产值占农业总产值较1997年下降了2.28%，结构效应累计净贡献为-290万t，随后几年受农业结构调整的影响，畜禽发展缓慢，结构效应累计贡献处于较高水平，年均为-269.24万t；2004-2013年，结构效应的抑制作用越来越明显，但波动性较大。主要是因为，一是伴随着农业产业结构调整，畜牧业产值占农业总产值由2004年2471%下降到2013年22.10%，下降了2.61%；二是城镇居民日益增长的畜禽产品消费，畜牧业在农业结构中的地位进一步提升。在这双重影响下，该时期结构效应的抑制作用波动较大。
经济效应累计贡献总体上经历了先快速上升再缓慢下降再逐步上升的变化趋势。1991-1996年，市场化改革取得重大进步，农业得到了快速发展，经济效应累计贡献快速上升，增加了2254.88万t畜禽温室气体；1997-2000年，受亚洲金融危机、通货紧缩及自然灾害等因素影响，农业发展外部环境不佳，经济效应累计贡献缓慢下降，减少了502.53万t畜禽温室气体。2001-2013年，经济效应累计贡献逐步上升，基本呈指数增长的趋势，增加了2940.57万t畜禽温室气体。主要是因为，随着经济增长和人均收入稳定提高，城乡居民膳食结构发生变化，对动物性食品的消费需求不断增加，从而带动畜牧业的发展，畜禽温室气体排放不断增加。由此可见，未来一段时间内，伴随经济继续平稳发展和城乡居民收入倍增计划的实施并得到实现，经济效应依然是导致畜禽温室气体排放的最主要因素。
2.2中国畜禽温室气体排放的空间分异
2.2.1畜禽温室气体排放的空间比较
由于中国各省（区、市）资源禀赋差异及畜牧业结构不同，畜禽温室气体排放呈现不同的空间差异，受篇幅限制，本文只列出部分年份畜禽温室气体排放位居前10位的省（区、市）（表3）。
从表3可以看出，1991-2013年，畜禽温室气体排放大省（区、市）没有显著变化，排名前10位省（区、市）畜禽温室气体排放量占全国排放总量的比重约为57%-60%，说明中国畜禽温室气体排放的区域集中度较高。其中，四川和河南一直占据中国畜禽温室气体排放前三名，对畜禽温室气体排放贡献最大。山东、云南和内蒙古等省（区、市）的畜禽温室气体排放也一直靠前。
2.2.2畜禽温室气体排放各效应的空间差异
从1991-2013年中国省域强度效应来看（表4），除天津强度效应对畜禽温室气体排放起促进作用外，各省（区、市）均起到抑制作用。其中，四川、青海和云南规模化养殖处于发展阶段[18]，强度效应提升空间大，从而表现出对畜禽温室气体排放抑制作用显著，分别为-279.56万t、-221.94万t和-212.59万t。除北京、上海、海南和宁夏因行政区划原因，强度效应对畜禽温室气体排放抑制作用较小外，辽宁、吉林和黑龙江规模化畜禽养殖程度较高，但缺少对规模化养殖的畜禽排泄物处理设施的改进[18]，强度效应的抑制作用较小，分别为-17.98万t、-25.38万t和-27.87万t；剩余20个省（区、市）强度效应对畜禽温室气体排放抑制作用介于-200～-30万t之间。
从结构效应来看，山东、四川和黑龙江属于粮食主产区，随着国家出台了一系列促进粮食生产的政策，畜牧业占农业比重不断下降，分别下降了43.77%、22.51%和
从经济效应来看，各省（区、市）经济效应对畜禽温室气体排放均起到促进作用，但作用强度有差异。四川、河南、内蒙古、山东、云南、湖南和河北畜禽温室气体排放位居全国前10位（见表3），属于畜牧业大省，但畜禽养殖方式仍以传统成分占主导，高投入、高排放发展模式依旧普遍存在，经济效应促进作用较大，分别为612.98万t、313.64万t、271.28万t、269.47万t、234.54万t、220.69万t和220.20万t；而天津、上海和北京经济发展水平相对较高，但土地面积小，用于养殖空间有限，畜禽养殖方式向集约化、标准化转变[12]，经济效应促进作用较小，分别为10.18万t、11.88万t和13.97万t；海南促进作用也较小，为1289万t；剩余19个省（区、市）对畜禽温室气体排放促进作用介于60-200万t之间。
从劳动力效应来看，新疆、黑龙江和内蒙古作为全国畜禽产品的主要来源地，畜禽产品又是劳动密集型产品，为满足日益增加的畜禽产品需求，劳动力投入不断增加，分别增加了172.84万人、182.7万人和49.92万人，劳动力效应对畜禽温室气体排放促进作用显著，分别为7291万t、3113万t和1882万t；、云南、海南、辽宁、吉林和山西对畜禽温室气体排放促进作用介于0-10万t之间。四川、湖北、江苏和山东经济发展水平较高，非农就业机会多，畜禽养殖比较效益低，劳动力大量流出，造成散养户空栏或转产，为规模化畜禽养殖提供了可能，劳动力效应抑制作用显著，分别为-17055万t、-5610万t、-5294万t和-4686万t；剩余17个省（区、市）对畜禽温室气体排放抑制作用介于-40-0万t之间。
3结论与讨论
本文基于LmDi模型系统分析了1991-2013年中国畜禽温室气体排放时空变化及其因素贡献，揭示了强度效应、结构效应、经济效应和劳动力效应对畜禽温室气体总效应的贡献，并识别了不同时段以及省域畜禽温室气体排放量变化的显著性贡献因素。结果表明：
（1）从时间维度来看，1991-2013年，中国畜禽温室气体排放经历了先快速上升后稳定上升再波动下降的变化特征，总体呈上升趋势。经济效应对畜禽温室气体排放表41991-2013年中国省域畜禽温室气体排放影响因素分解
效应和结构效应。期间，经济效应促进作用的累计贡献呈指数增长，而强度效应抑制作用的累计贡献呈倒“U”，是近几年畜禽温室气体增长趋势有所减缓的主要原因，劳动力效应和结构效应抑制作用不断加强。
（2）从空间维度来看，中国畜禽温室气体排放的区域集中度较高，四川、河南、山东、云南和内蒙古等省（区、市）畜禽温室气体排放一直位居全国前列。省域各效应作用方向和程度差异显著，四川、青海和云南强度效应抑制作用较大，辽宁、吉林和黑龙江抑制作用较小；山东、四川和黑龙江结构效应抑制作用显著，新疆和青海促进作用明显；四川、河南、内蒙古、山东、云南、湖南和河北经济效应促进作用较大，天津、上海、海南和北京促进作用较小；四川、湖北、江苏和山东劳动力效应抑制作用显著，新疆、黑龙江和内蒙古促进作用明显。
强度效应、结构效应、经济效应和劳动力效应空间上的叠加，形成了畜禽温室气体排放总效应的空间差异。未来中国畜禽温室气体减排的空间发展策略有以下几点：①四川、青海和云南等省（区、市）提高畜禽养殖的规模化、集约化和标准化，在减少散户养殖方式同时降低单位畜禽温室气体排放水平，有效提升畜禽养殖产出效率；辽宁、吉林和黑龙江等省（区、市）应制定特定性综合措施，强化畜禽粪便清洁处理技术的研发与应用。②新疆、青海、云南、陕西和江西等省（区、市）应充分发挥资源禀赋优势，优化农业产业结构，实行农牧业有机结合型畜牧业。③四川、河南、内蒙古、山东、云南、湖南和河北等省（区、市）要切实转变农业生产方式，加快推进低碳农业发展，实现农业生产中经济、社会、生态效益三者统筹兼顾，促进畜牧经济与气候资源环境的全面协调可持续发展。④新疆、黑龙江和内蒙古等省（区、市）草地资源丰富、奶牛业较为发达，因此，积极发展饲料加工业和牛奶加工业，推动农业劳动力转移。
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温室气体的主要来源篇6
关键词：日光温室；土壤；保温；加热
中图分类号S625.51文献标识码a文章编号1007-7731（2017）08-0063-06
1引言
日光温室的基本功能之一是提供作物冬季适宜生长的温度条件。温度是影响设施园艺作物生长的最为重要的环境因素之一[1]。虽然农业o施的应用在一定程度上解决了生产中的温度胁迫问题，但是高低温胁迫危害依然严重，一直以来是日光温室生产上的重要限制因素[2]。而对于中国北方的日光温室，最亟待解决的是提高过冬期间日光温室温度。
日光温室内温度调控分为空气温度调控和根系温度调控，它们都是作物的生长重要限制因子。在实际生产中，由于栽培介质的缓冲作用，根际温度变化与气温变化规律相近但时间上相应延缓[3-4]，对作物生长影响更大[5]；且当空气温度适宜时，影响更明显[6-7]。Yan[8]对黄瓜植株的研究表明，根系低温严重抑制了黄瓜的生理活动，当根系温度升高时，黄瓜植株逐渐恢复了正常的生长。适当的根际温度能够促进作物对干物质的吸收积累[9]，walker的研究发现，在12～35℃范围内，根际温度每降低1℃就能引起玉米生长量下降约20%[10]。此外，陈t[11]的研究表明，根际加温比传统加温更节能，曲梅[12]通过局部根际加温调控比空气全范围加温节能28%左右。因此，根际温度加温在温室作物的温度调控中具有重要的研究意义和价值。
日光温室冬季要提高作物根际温度，最重要的是对土壤（或基质）进行保温及加热。为了解决日光温室冬季土壤温度低的问题，国内学者做了许多研究，提出了许多解决方案。其中大多从单一方面提高土壤温度，或注重温度的提高[13]，或注重节能[14]，或注重耐用性[15]等。本文总结了前人对土壤（或基质）进行保温及加热的研究现状，并进行了展望。
2日光温室冬季土壤保温方法研究
日光温室热量的主要来源是太阳辐射。而到达土壤表面或植物冠层的净辐射，一部分流入或流出土壤，形成土壤热通量，一部分用于加热土壤和空气（显热），另一部分用于土壤水分蒸发和作物蒸腾作用消耗（潜热），如公式所示：Rn=G+L×et+H。式中：Rn为净辐射，G为土壤热通量，L为潜在汽化热，et为蒸散量，L×et为潜热通量，H为显热通量[16]。
所以室内土壤能量的得失主要有5个途径[17]，一是表层土壤与温室各部分的辐射传热，二是太阳辐射，三是表层土壤与空气的对流热传导，四是相邻土壤层间及各层间土壤的热传导，五是土壤表面冷凝水的潜热。土壤保温措施大都从这5个途径出发，提高土壤蓄热量，减少放热量。
2.1地面覆盖保温目前许多试验证明了覆盖透明塑膜、黑色塑膜、黑色砂砾、沥青乳液等[18]对土壤有较好的增温效果，其增温效应主要体现在提高地温平均值和最大值[19]。增温机制[20]为：隔绝了土壤与外界的水分交换，抑制了潜热交换；减弱了土壤与外界的显热交换；覆盖物（如地膜）及其表面附着的水层对长波反辐射有削弱作用而使夜间温度下降减缓。对于覆盖物来说，由于部分阻挡了太阳辐射及与温室各部分的辐射传热，故白天相对裸地获得的热量较少，但是在夜晚，土壤放热量却大大减少。所以良好的保温覆盖物可以较好地进行白天蓄热，又大大减少夜晚放热。覆盖物保温特别是薄膜保温使用方便，成本很低，增温幅度取决于地面覆盖材料的光谱透射率、土壤本身的物理热特性及其外界环境的条件[21]，比如透明薄膜塑料比黑色薄膜塑料的保温性更好。该方法一般可使地温增加1～3℃。但是由于许多覆盖物不可降解，故使用不当会产生污染。
2.2起垄保温起垄是一个简便常用的农艺操作，改变了微地形和作物生长的小气候，增大了适宜作物生长的土层，使土层更加松软，利于微生物活动，提高了有效养分，节水保墒，为作物生长创造了一个良好的生态环境[22-23]。垄作栽培的小气候效应主要表现在提高地温，降低周围空气相对湿度，加强作物近地面部通风透光，从而减轻病虫害发生程度，使植株发育良好。除此之外，垄作栽培也改变了土壤的物理性质。黄庆裕[22]等认为，垄作栽培可使土壤的通透性加强，还原性有毒物质减少，同时土壤的蓄热能力、导热能力都比平畦和淹田低，从而使土温、水温提高快，作物生长健壮[24-26]。
除了可以使土壤增温，有研究[27]表明土壤起垄后还可以降温，增温还是降温主要取决于太阳辐射在土垄上的分布状况。比如对于常见的南北向垄作，由于春季上午和下午的太阳高度角较低，阳光主要照射土垄的东、西面，辐射面积小，但是集中，垄温度增高的快；中午则相反。
对于增温土垄来说，其保温增温机制[28]主要有以下2点：一是由于起垄后土壤表面积发生了变化，改变了土壤接受太阳辐射能的面积、部位、角度，可以更充分地接受太阳能，达到增温的效果。二是起垄调节了导热性质等，改变了局部土壤的热物理性质。起垄后，受太阳辐射部分的土壤体积增大，而且由于垄作的土壤较为疏松，故土壤的含水量、空气含量也相应增大，土壤热容量随之增大[29]。综上，起垄后，土壤的孔隙度和容重变小，导热性降低，保温性能增加。
土垄原材料丰富，材料成本较低，但目前日光温室内主要仍是人工起垄，人工成本较大；增温土垄除了可以提高土壤温度，还可以有效地协调小范围的土、水、肥、气、热、光等关系。垄作的表面积相对平作更大，白天蓄热量大而夜晚的散热量也大，故土垄覆膜会减少夜间的散热量，对增加土温更加有效。土垄的蓄热散热量还受土垄含水率、孔隙度、土壤种类等影响，起垄时应综合考虑。
2.3防寒沟保温由于空气的传热性能比土壤要小40～100倍[16]，所以除了减少土壤热量向空气中散失，冬季更要减少室内土壤热量向相邻土壤层特别是向室外散失。防寒沟的作用正是阻止室内土壤热量的向外传递。防寒沟的保温效果由填埋深度和厚度、保温材料性能、填埋位置等决定。白义奎等[30]认为防寒沟埋深为0.8m是合理的（以超过当地冻土层深度为准）。对于绝热材料的选择，应考虑含水率、导热系数、整体性等能影响绝热材料的绝热性能的因素。故应该选择吸湿性小、导热系数小、整体性好的材料，比如聚苯板。填埋时温室两侧山墙和后墙也应设置防寒沟。防寒沟建造成本相对前两种较大，不过保温效果良好。对于防寒沟的科学设置、温度场分布、简化施工等方面，国内相关研究较少，但随着对日光温室围护结构研究的深入，如采取多层异质保温墙体、新型覆盖材料[31-33]，使得地面横向传热占总传热的比例及其对日光温室热环境的影响越来越大，其研究也会越来越完善。
2.4其他土壤保温措施除了以上保温作用较大且较为常用的方法外，还有几种措施也会对土壤温度有一定的保温作用。一是中耕保温。棚室内土壤因为高强度种植而板结，太阳辐射难以进入根系土层，土层蓄热能力小，致使土壤温度低，易使作物根系受冻。板结土壤团粒结构少，进行适度中耕可优化土壤结构[34]，既能抑制水分潜热失能，又能控温防冻，不足之处是这种方式保温效果有限且人力成本较高，需要不定期的进行整地翻地。二是增施有机肥，在土壤中增施有机肥可以提高土壤对辐射的吸收能力。从加热角度来说，由于一些有机肥分解后产生许多生物热，可以小幅度提高土温。三是掌握适宜的揭放帘时间与方法。赵清友[35]提出双层保温被不同步开闭以提高室内温度。冬季早晨天亮之后，首先揭开上层保温被，过1h左右太阳出来后，再揭下层帘，可有效防止日光温室膜内侧因温度骤降而结冰，同时预防了早晨因揭帘不当而造成的热量损失。下午放帘时间掌握在室温最高时，放下底层保温被保温，待日落前将上层帘全部放下。较高的空气温度会向土壤的辐射和传导更大热量，增加了土壤的蓄热量。土壤保温的优点首先是不需要额外的耗能，更加节能；其次，较少使用设施设备，成本低。缺点是不可控且升温效果不太明显。大部分时候，日光温室冬季需要的热量仅靠保温远远不够，需要对土壤加热。
3日光温室冬季土壤加热方法研究
由于土壤的热传导速度较慢，一般土壤表层的热量要经过3～4h才能传到20cm深处，有研究[36]表明气温对地温的影响只有2%，即当1m高处的气温为100℃时只能使地温提高2℃。且日光温室中土壤面积大，冬季加热时间长，消耗能源会很大。所以是否使用稳定而廉价的能源及节能、效果好、成本低的加温设备是衡量日光温室冬季土壤加热方法优劣的标准。根据加热所利用能源种类的不同，可分为化石燃料加热、电能加热、太阳能加热、地热能加热、生物质能源、混合能源等土壤加热方式。
3.1利用化石燃料加热土壤的方式温室供暖所采用的化石燃料热源设备有燃煤锅炉、燃油锅炉、燃油热风机等。其所采用的燃料是煤炭和柴油[37]，都是高污染的化石能源。使用燃煤锅炉时一般在日光温室采用单栋普通燃煤锅炉热水供暖的方式，需要人工夜间烧锅炉。徐刚毅[38]在温跨度7m，长度40m，热负荷为75w/m2的传统日光温室，经计算如采用燃煤锅炉供暖，一日要产生0.42GJ热量，则需燃煤0.03t（锅炉的燃烧效率按70%计）。该方法虽然可控性强且增温效果明显，但由于能耗大、成本高、环境污染严重，目前使用化石燃料作为加热土壤热源已经较少。
3.2利用电能加热土壤的方式电能加热土壤有以下几种能量利用形式：
3.2.1通过电热器加热冷水，再通过热水管道加热土壤徐刚毅[38]通过采用新型电锅炉供暖方式对日光温室土壤加温，将水加热至40℃，可以使日光温室的夜间最低的室内气温提高2～3℃，地埋管深度为30cm，据地面5cm处的地温最低，平均为12.6℃；15cm处地温最高，平均温度达到19.8℃。电锅炉采暖具有节能、环保、可控等优势，在技术上和经济上是可行的。该方法的不足之处在于能源转化过程中消耗较大，且当水温接近土温时，热传导速率大大减缓，将低温水加热到接近土温的这部分的能源无法使用，成本高、温度上升滞后。除了使用水管加热土壤外，刘明池[39]使用电加热棒加热冷水，再将热水通入多孔质陶瓷管负压栽培系统，通过多孔质陶瓷管加热土壤，该系统最大的优点就是能够利用负压自动调控土壤水分的同时，还能利用陶瓷管内循环温水调控土壤的温度。而由于这种新型的陶瓷管本身含有大量微细毛细孔，利于水管放热。试验结果显示，加温处理的15cm深度处土壤白天和夜间平均温度分别比对照高出2.7℃和1.2℃。
3.2.2通过电热元件直接加热土壤目前较为常见的是利用电加热线加热。肖日新[40]利用DV型电加温线对土壤进行三线加幔相较单线、双线加热，每消耗1w所提升的温度更高。该系统在功率密度为25w/m2的情况下，能使根际土温维持在20℃以上。张红梅[13]使用一种日本生产的具有一定宽度的农用发热膜，这种发热膜是由金属发热丝嵌入聚丙烯保护膜构成的。在温控相同的条件下，发热膜无论在育苗期还是植株生长期，耗电量都小于加温线。其缺点是调控方面欠缺，所以在种子萌发出土后要及时降低昼夜温度，防止作物徒长。除了线状或带状加热元件外，还有板状加热元件。碳纤维层压复合导电发热板[41]具有热效率高、发热均匀、耐腐蚀、便于自动化控制等优点[42]。赵云龙[15]等分析比较了电热线与碳晶电热板加热土壤的效果发现，电热线以自身为辐散中心呈线性散热；而碳晶电热板散热形式为面状，相同功率下其表面温度较低，降低了对植物根系的伤害[43]。对于用电能加热土壤的方法，技术成熟可行，加温效果明显且可控。但是由于成本较高，能耗较大，一般用于早熟促成栽培或是育苗等对温度敏感的生产环节。对土壤的加热总体较为均匀，且土壤升温速度较快，受天气因素影响小。电热加热土壤，能源利用率主要取决于电热元件电转化热的效率，故使用时应选用效率高的电热元件。
3.3利用太阳能加热土壤的方式太阳辐射能是一种廉价的清洁能源，但是太阳能直接加热土壤技术上较难实现，一般以太阳能为能源加热土壤需要借助介质，目前较为常见的方法是利用太阳能加热气相（如空气）或液相（如水）介质，再将介质的热能通过管道等设备传递给土壤。
早在20世纪80年代，国内就有一批科技工作者利用太阳能提高温室地温[44]。蒋锦标[45]和叶景学[46]都采用空气作为介质蓄放太阳能给地温加热。张海莲[47]在青海进行太阳能的热效果研究，设计了不同埋深的地热管。王顺生[48]将太阳能集热器和蓄热水箱置于日光温室内，白天集热，夜间散热。刘圣勇等[49]利用太阳能真空管集热器对太阳能集热，使用保温蓄热水箱蓄热，通过循环水泵和地下散热器向土壤传热，平均地温比对照煤炉加热系统的温室提高了4.4℃，产量提高比高达21%，甚至更高。于威[50]也用同样原理在深浅双层埋管方式的基础上，设计了分开深浅双层埋管为各自独立的加温系统，探讨了埋管深度对土壤增温效果的影响，结果表明地下0.8m深地埋管道较0.4m深在阴天将发挥更大效果。而在晴天日二者差别不大。马彦霞等[51]设置了3个埋管深度即地下20cm深处埋散热管、地下25cm深处埋散热管、地下30cm深处埋散热管，对日光温室土壤进行加热试验，结果表明散热管埋在地下25cm处时效果最好，对西瓜的生长和品质有很大提高。除了用太阳能直接加热液相，也可以从空气中提取太阳能，即使用空气源热泵热水器。即利用热泵技术将空气中低品位的热量转移到热水中，从而加热热水，再用热水加热土壤。
影响该方法效率的因素主要有太阳能吸收能力，对介质的保温能力以及散热能力等。该方法节能环保，晴天时效果良好，是当前日光温室长期对土壤加热的主要方法。但是其加热性能受环境影响很大，比如空气源热泵热水机组[52]的制热能力和产水量随着环境温度的降低而降低。当阴天或低温天气，该方法的效果将大打折扣，不稳定。加热效果方面虽然不如电加热加热幅度大，但是主要能源为太阳能，可大大减少成本。
3.4利用生物质能加热土壤的方式生物质能是一种通过有氧发酵及厌氧发酵来处理畜禽粪便、秸秆等农业废弃物的生态环保的可再生能源。在有氧条件下通过好氧微生物的作用可使有机固体废弃物达到稳定化（形成腐殖质）、减量化（有机物降解）、无害化（病原性生物失活），并转变为良好的土壤改良剂和有机肥。英国的G.irvine等[53]研究表明Deerdykes堆肥装置在15d的堆肥周期内可产生7000～10000kJ/kg的可利用热，并对提取热的方法进行了全面研究，设计出一种气水换热器，得到43℃以上的热水，并从经济性角度分析了分解热回收利用是可行的。根据反应物含固率的不同分为湿式和干式，为厌氧消化两种方式。传统的发酵技术一般用湿式厌氧发酵技术即将稻秆等有机固体废弃物与人畜粪便等有机物混合，在厌氧微生物的作用下产生沼气。但湿式厌氧发酵技术的应用范围和地域因其耗能高、反应物预处理成本高而受到限制。沼气发酵时会产生大量的热能，韩成付[54]在平均温度31.6℃进风条件下对玉米秸秆好氧分解产热特性研究发现，出风温度峰值达57.9℃，平均产热速率为3.0w/kg（以湿重计），折合单位容积反应器产热速率为501.6w/m3，7d可回收总热量为342.7mJ。故在综合农业园区，日光温室利用发酵余热加热土壤。美国和英国等国家已有农场在利用稻秆和畜禽粪便进行好氧堆肥的同时，采用换热器或热粟等方式回收好氧堆肥反应过程中产生的生物热，进行供暖和供热的报道。
由于发酵本身也需要维持较高温度，甚至有时还需要加热，所以发酵过程中能提取的能量有限。除了利用发酵产生的热量，在我国东北地区还利用燃池进行日光温室土壤加热。燃池是一种利用以生物质为主的各种价格低廉废弃物的加温方法，可持续供热、且均匀稳定。研究表明[55]，燃池可以显著提高地温，在纵向距燃池中心0.5m、1.5m、3.5m、7.5m温度测点试验数据表明，分别提高了26.88℃、9.06℃、1.76℃、1.76℃；燃池对空气的提温效果也很显著，平均温度提高了3.6℃。不足的是传热过程中温度梯度很大，范围比较窄，影响加温效果。
使用生物质能源加热温室土壤的方法具有可持续性，最大的问题在于稳定性和持续性差，控制温度难度大。而对原材料要求较多，一是需要发酵、燃烧原料，二是发酵时的环境要求较严格，三是配套设施较多。
3.5利用地热能加热土壤的方式这里的地热能包括非地热井田区域的较深层次的土壤所拥有的低位热能以及地热井田的高位热能。张玉瑾等[56]利用温度采集系统测得青岛即墨市土壤初始温度分布，结果显示，0～20m浅层土壤随着深度的增加，温度逐渐上升，20～90m时土壤温度稳定在14℃左右，达到了恒温；90～103m，土壤温度又有一定幅度的上升，最高为16℃左右，其温度在冬季高于地表，可以用于加岜聿阃寥馈6温室由于其自身的蓄热效应被认为是利用浅层地能最有效的设施之一，冬季通过热泵技术和夏季蓄积的热量可以加热温室。方慧[57]等采用地面供暖方式，将加热管置于地表以下，然后以整个地面作为散热面加热温室。该试验主要目的是为了加热室内空气，但该方法也应用于加热表层土壤。除了利用深层土壤所拥有的低位热能，一些拥有丰富地热资源、地热井田的地区可以利用温度较高的地热能建设地热温室。亢树华[58]研究1985年于海城市东四方台西地郑家街建设的地热温室，发现进水口平均温度可达88.2℃，在放热量为250.92～292.74kJ/m2的情况下，试验温室气温可与室外造成32℃温差。而在进水温度为72℃时，加热土壤，10～30cm的土壤温度均在20℃以上，黄瓜增产58.3%。
天然的地热活动区只有在特定的区域才可以使用，不过加热效果特别好，加热效率高，成本低，稳定性好，唯一缺点就是对施工要求很高。一般地区只能利用较深层土壤自身的低位热能对冬季浅层土壤进行加热，由于两者温差不大，加热效果往往不尽人意，反而是加热室内空气效果较好。不过土壤的蓄放热能力较好，具有很大利用潜力。
3.6利用混合能源加热土壤的方式太阳能、生物质能、地热等新能源有来源不稳定，能量不足等缺点，而来源稳定的化石燃料及电能对环境污染较大且耗能严重，对于这一点，许多学者选择将两种或多种能源组合运用，取得了很好的加热效果。
首先，太阳能与地热能组合优缺互补。太阳能热泵在天气情况好的季节（夏季）供热量较大，但是需热量较小，天气情况差的季节（冬季）供热量较小，但是需热量较大，而地源热泵由于土壤温度常年稳定，其供需热量规律恰好相反；地源热泵可以弥补太阳热泵受天气影响的缺点，太阳能热泵可以弥补地源热泵供热不足的缺点，提高土壤源热泵的Cop[59]。目前其在温室的应用主要集中在加热空气，土耳其太阳能协会的onderozgener[60]采用内径为32mm，埋深为50m的垂直U型地埋管太阳能辅助地源热泵用于温室供热系统的运行性能研究。这个系统设计安装在土耳其的伊兹密尔市法治大学太阳能协会，根据2004年1月20至3月31日的供暖测试发现，土壤热提取速率平均为57.78w/m，结果显示，单一的中央供能系统（不依赖其他供能系统）在环境温度很低的情况下不能满足温室的热损失。戴巧利[61]利用主动式太阳能集热/土壤蓄热系统对日光温室进行加温，与自然辐照温室相比地温平均升高2.3℃，蓄热量达228.9～319.1mJ，加热效果显著。王侃宏[62]设计了太阳能辅助加热土壤源热泵系统，试验显示热泵Cop埋管出口水温变化成正比，太阳能加热之后Cop提高到3，效果很好。
其次，太阳能空气集热-土壤蓄热组合也得到应用。戴巧利[63]设计的温室增温系统，是这两者组合的恰当应用。当太阳辐射能透过透明盖板后，其能量被镀有选择性涂层的吸热板吸收，加热工质（空气）然后送到地下管道，通过空气将热量传给地下土壤，最后将带有尾热的空气送入温室加温。加热效果显著：可将温室内气温提高3℃左右，提高土壤温度2.5℃左右。在夜间可进一步提高室内温度，平均提高4℃左右。混合能源可以互相弥补各自能源的不足，不过加热效果仍有待提高，合理控制设备成本会有较好的应用前景。
4总结与展望
在日光温室的能源利用方面，随着日光温室室内空气保温加热技术的发展与完善，土壤保温与加热的地位越来越高。目前常用的土壤保温技术如覆膜、起垄、设防寒沟等技术成熟、操作简单，成本低，但是需要一定的人力，所以适合日光温室生产的起垄覆膜机械有待研发与推广。为了将冬季日光温室土壤温度提升至适宜作物生长的范围，在土壤保温的基础上，发展合理、节能、稳定的土壤加热系统很有必要。除了化石燃料及电能等高耗能、高成本能源外，凡利于农业生产及推广的各种可再生的清洁能源都可以利用，不过其中低位能源较多。其中空气源主要碜蕴阳辐射能，因受自然天气的影响而致使运行不平稳均匀。正是因为受天气制约，致使棚室需热期与供热期的严重不匹配，这也是空气热泵亟需解决的问题；水源因区域、水质和蓄能量差别使其难以大面积推广应用；太阳能因随季节变难以保证均匀稳定；地源热因前期建造工程复杂、成本较大，换热器Cop较低且随使用逐渐降低[64]，制约其大范围推广。因此，有必要开发利用混合能源的日光温室土壤加热系统。以可再生能源为主，在作物对温度需求敏感时期可补充使用化石燃料、电能等的模式具有很好的推广价值。
日光温室中，传统的土壤种植将逐渐被无土栽培取代。无土栽培具有以下优点[65]：提高水分、养分利用效率；良好的解决了传统土壤栽培中难以解决的水肥气热矛盾。无土栽培是解决设施土壤连作障碍最有效的方法。但基质的蓄热保温性能劣于土壤，冬季暴露在空气中的基质温度过低。傅国海[66]设计了一种起垄内嵌式基质栽培模式，土垄包被基质栽培槽，并通过塑料膜与基质隔离，利用土壤良好的蓄热保温性能来提高根际夜间温度。在此栽培基础上，利用主动蓄放热系统[67]等其他土壤加热系统，可能会有很好的增温效果。
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温室气体的主要来源篇7
关键词:气候变化/法律体系/专门法律/启示内容提要:当前，日本已构建了以《全球气候变暖对策推进法》为中心，以《能源利用合理化法》、《氟利昂回收破坏法》、《电力事业者利用新能源等的特别措施法》、《促进新能源利用特别措施法》等相关配套法规为内容的应对气候变化法律体系，积累了诸多丰富经验。我国在加强应对气候变化的法制建设过程中，应积极借鉴日本的成功立法经验，尽快构建我国应对气候变化法律体系。一、问题的提出2009年12月在丹麦首都哥本哈根召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方第15次会议，再一次向世人昭示气候变化问题是人类社会可持续发展所面临的重大挑战。为应对这场重大挑战，国际社会进行了旷日持久的谈判，缔结了《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》等相关公约和议定书，从法律上对气候系统的保护进行了回应。为落实《京都议定书》所规定的减少温室气体排放量的义务，日本、英国、美国等发达国家，纷纷以应对气候变化专门立法形式，明确国家相关部门职责，限制温室气体的排放量，为避免全球气候变暖危害人类做出了重要贡献。如英国于2008年通过的《气候变化法案》明确规定，到2050年国内二氧化碳排放量须削减60%；国家须制定减少碳排放量的5年预算，分阶段的实现其减排义务。美国自2007年以来，在地方立法的基础上，已提出了《气候责任和创新法案》、《全球变暖污染控制法案》、《气候责任和创新法》、《减缓全球变化法案》、《安全气候法案》、《低碳经济法案》、《美国气候安全法案》等一系列国家议案，昭示着美国正在迈向气候变化的联邦立法。日本也构建了较为完善的应对气候变化法律体系。作为发展中国家，尽管我国并不是《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》所确定的温室气体减排义务国家，但是，我国在发展进程中高度重视气候变化问题，在应对气候变化立法方面，我国把法律法规作为应对气候变化的重要手段。不仅是发展中国家最早制定实施《应对气候变化国家方案》的国家，而且还积极制定与修订了《可再生能源法》、《循环经济促进法》、《节约能源法》、《清洁生产促进法》、《森林法》、《草原法》、《民用建筑节能条例》等一系列法律法规，为构建我国应对气候变化立法体系奠定了良好基础。当然，我们应该看到，与美国、日本等发达国家立法相比，在我国应对气候变化相关立法中，尚存在如下主要亟待解决的问题：一是，我国尚缺乏专门应对气候变化的法律，亟待加强相关法制建设。我国《全国人大常委会关于积极应对气候变化的决议》已经意识到这一问题，明确规定了国家“加强应对气候变化的法制建设”的任务，因此，研究起草有关我国应对气候变化专门法律，科学建构我国应对气候变化法律体系成为当务之急。二是，我国现行管理体制制约着温室气体排放控制战略的实施。我国虽已成立了国家应对气候变化领导小组（以下简称“领导小组”）。（注释1：国务院关于成立国家应对气候变化及节能减排工作领导小组的通知（国发〔2007〕18号）。）但因“领导小组”组成成员的22个职能部门在应对气候变化方面的具体职责不清，不利于国家温室效应气体减排工作的展开。因此，通过应对气候变化专门法律，明确设置应对气候变化的国家专门机构，确定其职责也成为必要。三是，我国确定的控制温室气体排放的行动目标是一项政策性规定（注释2：2009年11月25日召开的国务院常务会议，决定到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。），为保障该行动目标得到落实，还须由应对气候变化专门法律明确规定国家、企事业单位、地方政府及公民个人的具体职责、义务，因此，加强我国应对气候变化相关立法已迫在眉睫。之所以选择日本应对气候变化立法作为研究与借鉴对象，是因为在应对气候变化的国内立法方面，其成绩最为显著。一是，日本制定了世界首部应对气候变化的法律——《全球气候变暖对策推进法》。通过该法，日本为应对气候变化专门立法提供了蓝本。长期以来，日本作为亚洲环境立法发达国家，其应对气候变法立法的成功经验，对我国依然有重要借鉴意义。二是，日本已构建了较完善的应对气候变化法律体系。早在1993年的《环境基本法》中，就以地球环境保全为基本理念，将全球气候变暖对策纳入环境法体系，并构建了以《全球气候变暖对策推进法》、《全球气候变暖对策推进法实施令》、《能源利用合理化法》、《氟利昂回收破坏法》、《电力事业者利用新能源等的特别措施法》、《新能源利用促进特别措施法》等法律为内容的日本应对气候变化法律体系，积累了丰富的立法经验，既为日本实现低碳社会目标奠定了坚实基础，也为世界各国构建低碳社会提供了立法榜样。日本的这种立法体系与我国应对气候变化立法所初步搭建的应对气候变化法律体系在本质上是一致的。相比较而言，日本已构建了较为完善的法律体系，而我国在应对气候变化立法方面，尚存在缺乏专门法律，以及相关配套法律制度不够完善等缺陷。因此，对国内法学界尚未系统而全面对日本应对气候变化立法问题展开考察的重要立法领域进行研究，探究其对我国立法的有益借鉴经验及启示，则尤为重要。二、日本应对气候变化法律体系的建构日本观测点的长期观测结果表明，日本气温最近100年间约上升1.1℃。在不能完全实现削减全球温室效应气体的情况下，至21世纪末，日本平均气温将上升2~4℃。气候变化将给日本带来巨大灾害。一方面，日本自然灾害频繁发生。据统计，洪水、土砂灾害、橡胶林生存地丧失、砂滨丧失、西日本的高潮损害等自然灾害所造成的损害将达到每年17兆日元。另一方面，由于日本是世界上单位面积海岸线最长的国家之一，日本46%的人口、47%的工业产值、77%的商业销售额均集中于沿海地带，因此，受气候变化影响，海平面上升将导致日本经济、国土等损失。面对全球气候变暖所带来的巨大灾害，日本政府十分重视气候变化问题，并采取有效措施积极应对，在立法方面主要采取了如下应对措施，以构建较为完善的应对气候变化法律体系。（一）通过《环境基本法》将全球气候变暖对策纳入环境法体系日本1993年《环境基本法》以地球环境保全为基本理念，将全球气候变暖对策纳入环境法体系。根据该法第15条关于政府制定环境保全基本计划的规定，日本于1994年制定的《环境基本计划》就将有关应对全球气候变暖的对策置于重要地位，并明确规定了应在国际协作下，以实现《联合国气候变化框架公约》规定的“减少温室气体排放，减少人为活动对气候系统的危害，减缓气候变化”目标为宗旨，并考虑“增强生态系统对气候变化的适应性，确保粮食生产和经济可持续发展”等。当然，这一时期的日本应对全球气候变暖的对策尚停留于依托有关省厅的各种措施，而真正采取法律措施应对全球气候变暖问题，则始于加入《京都议定书》的前后。（二）制定世界首部应对气候变化的法律——《全球气候变暖对策推进法》作为日本应对全球气候变暖的第一步对策，是1998年10月9日通过的《全球气候变暖对策推进法》。该法是世界上第一部旨在防止全球气候变暖的法律，显示了日本积极应对全球气候变暖的姿态。在内容安排上，共包括总则、京都议定书目标达成计划、全球气候变暖对策推进本部、抑制温室效果其他排出的政策、保全森林等的吸收作用、分配数量账户等、杂则、罚则等8章共50条。该法具有如下显著特色：第一，立法目的明确。其立法目的是：“由于全球气候变暖将对地球全体的环境产生深刻影响，在对气候圈保持着不致达到危险的人为干涉的情况下，促使大气中的温室效应气体的浓度予以安定，防止全球气候变暖已成为人类共同面临的课题。鉴于所有人均自主且积极地参与这一课题将至关重要，因此，关于全球气候变暖对策，在制定达成京都议定书目标计划措施的同时，通过制定有关促进抑制社会经济活动及其他活动所排出的温室效果的措施等，实现推进全球气候变暖对策之目的，在确保现在及未来之国民的健康与文化的生活的同时，为人类的福祉做出贡献”。第二，明确了国家、地方公共团体、事业者、国民应对温室气体的基本职责。关于国家的基本职责，该法第3条规定，国家在为掌握大气温室效应气体浓度变化状况及相关气候变化、生态系统状况而进行观测与监测的同时，综合且有计划地制定并实施全球气候变暖对策。国家在推进旨在抑制温室效应气体排出等的措施的同时，对于抑制温室效应气体排出等相关措施，应谋求该措施达成目的之调和，以顺利执行抑制温室效应气体排出等。国家就其自身事务及事业，在采取措施强化削减温室效应气体排出量及吸收作用保全的同时，应支援地方公共团体抑制温室效应气体排出等，以及为促进事业者、国民或者由其组织的民间团体开展有关抑制温室效应气体排出的活动，应该努力采取技术建议及其他措施。关于地方公共团体的职责，该法第4条规定，地方公共团体应配合区域之自然的社会的条件，推动有关抑制温室效应气体排出等的措施。地方公共团体在对其自身事务及事业采取措施削减温室效应气体排出，保全吸收作用及有关强化措施的同时，为促进该区域的事业者或者居民开展抑制温室效应气体排出等相关活动，应努力提供前款所定措施的相关信息以及采取其他必要措施。关于事业者的职责，该法第5条规定，事业者就其相关的事业活动，应在努力采取措施抑制温室效应气体排出等的同时，必须协助实施国家及地方公共团体所作出的有关抑制温室效应气体排出等措施。关于国民的职责，该法第6条规定，国民，就其日常生活，在努力采取措施抑制温室效应气体排出的同时，必须协助实施国家及地方公共团体实施的抑制温室效应气体排出等措施。第三，设置全球气候变暖对策推进本部，落实政府机构职责。该法第3章第11条明确规定，为综合且有计划地推进全球气候变暖对策，在内阁设置“全球气候变暖对策推进本部”，具体管理的事务包括：其一，制定京都议定书目标实现计划方案，以及推进实施该方案；其二，综合调整有关推进实施长期全球气候变暖对策。此外，根据该法第12条至第19条的规定，在组织机构上，全球气候变暖对策推进本部设立推进本部长、副本部长及本部部员。本部长由内阁总理大臣担任，全面负责本部事务及指挥监督；副本部长由内阁官房长官、环境大臣及经济产业大臣担任，职责是协助本部长工作；本部部员由其他国务大臣担任。此外还由内阁总理大臣任命若干名干事担任具体工作。除法律已经确定的事项外，有关推进中的措施由政府的政令规定。第四，规定了抑制温室效应气体排出的基本措施。一是，实行温室效应气体算定、报告、公布制度。即一定数量以上的温室效应气体排出者负有算定温室气体排出量并向国家报告义务，国家对所报告的数据集中计算并予以公布的制度。根据该法第21条第2款的规定，伴随着事业活动而在相当程度上排出较多温室效应气体、并由政令规定的排出者（称为“特定排出者”），每年度必须由各事业所分别就温室气体的排出量向事业所管大臣进行报告。事业所管大臣，将报告事项及集中计算的结果向环境大臣及经济产业大臣予以通知，与此同时，要适当保护特定排出者的权利利益，国家对所报告的数据集中计算并公布。环境大臣及经济产业大臣，在采用文档记录事业所管大臣等通知的报告事项等的同时，集中计算、公布该记录内容，以便任何人均能够请求公开该记录文档。为增加对公布、公开的资料的理解，特定事业者可以提供排出量增减状况相关的资料及其他资料。二是设立全球气候变暖防止活动推进员。即根据地域全球气候变暖的现状，都道府县知事等有权挑选并委任旨在通过开展启发普及全球气候变暖对策，加快促进防止全球气候变暖活动的热心与有识之士为全球气候变暖防止活动推进员的制度（第23条）。全球气候变暖防止活动推进员主要向居民进行启发普及全球气候变暖对策，进行有关咨询、提供信息等活动。三是，设立国家、都道府县等全球气候变暖防止活动推进中心。为积极推进有关启发普及与广泛宣传全球气候变暖对策，有效开展座谈、培训推进员、对日常生活排放温室效应气体的调查研究、提供日常生活使用产品排放温室效应气体信息的提供等活动，该法明确规定了设立国家、都道府县等全球气候变暖防止活动推进中心的制度。第五，构建了保全森林等吸收作用制度。该法第28条规定，政府及地方公共团体，为实现《京都议定书目标达成计划》所规定的温室效应气体的吸收量相关的目标，以1964年《森林·林业基本法》第11条第1款规定的森林、林业基本计划以及其他完善及保全森林或者保全绿地、绿化推进计划为基础，应保全及强化森林对温室效应气体的吸收作用。第六，实行分配数量账户簿制度。该法第29条规定，环境大臣及经济产业大臣，以《京都议定书》第7条第4款为基础，根据计算分配数量的方式的有关国际性决定，制定分配数量账户簿，开设可以进行取得、保有及移转算定分配数量的账户。（三）明确环境省“抑制温室气体排放”的管理职责日本《环境省设置法》（1999年通过，2001年1月6日施行）第2章明确规定了环境省的任务及所管理事务。其中，第4条第22款明确规定，从环境保全观点出发，环境省的职责之一便是制定抑制温室气体排放事务及事宜相关的标准、指示、方针、计划以及其他与此类似政策；并制定抑制温室气体排放事务及事业相关法律规范以及其他类似规制。为实施《环境省设置法》与《环境省组织令》，日本制定了《环境省组织规则》（2001年1月6日），其第3章明确规定在环境省设置地球环境局，地球环境局由总务课、环境保全对策课、全球气候变暖対策课组成，负责推进实施政府有关防止全球气候变暖、臭氧层保护等地球环境保全的政策。此外，还负责与环境省对口的国际机构、外国政府等进行协商和协调，向发展中地区提供环保合作。（四）完善相关配套法律制度除《全球气候变暖对策推进法》之外，日本还制定、修订了相关配套立法，初步形成了日本应对全球气候变暖对策的法律体系。首先，为有效推动《全球气候变暖对策推进法》的施行，日本于1999年制定的《全球气候变暖对策推进法实施细则》，具体就温室效应气体总排出量相关的温室效应气体的排出量算定方法、温室效应气体算定排出量的报告、分配数量账户簿等实施进行了详细规定。其次，以《全球气候变暖对策推进法》为中心，日本制定、修订了相关配套法律：一是，修订了《能源利用合理化法》，强化节能与能源效率。该法又称《节约能源法》，是日本能源的核心法律，在体系结构上包括总则、基本方针等、工厂的相关措施等、运输相关的措施、建筑物相关的措施、机械器具相关的措施、杂则、罚则和附则等8章，共99个条文。该法明确了“从综合推进工厂、运输、建筑物以及机械器具等行业合理使用能源的思想出发，经济产业大臣制定有关能源合理化使用的基本方针”的同时，强化了企业计划性和自主性的能源管理，规范了政府、企业和个人之间的用能管理关系和节能行为。该法分别对工厂、运输、建筑物、机械器具等相关行业合理使用能源的具体措施进行了详细规定。该法通过严格规定能源标准，提高了建筑、汽车、家电、电子等产品的节能标准，不达标产品禁止上市。同时，该法对国家应在财政上、金融上以及税制上采取相关措施，以推进普及能源合理化使用。通过教育、广告活动等加强国民对能源合理化使用的理解的同时，对国民的参与等义务进行了规定，并对地方公共团体关于通过教育、宣传活动增进地方居民对能源合理化使用的理解等的义务进行了规定，并明确了一般消费者关于提供相关促进合理化使用能源信息的义务等。该法的施行，一方面使工厂、事业场所的能源使用得到了彻底合理化，另一方面强化了有关与全球气候变暖相关联、并由政令规定的汽车、家电产品等11个种类产品的燃料费标准、节能标准等目标值，使相关企业在不增加能源消耗的前提下，有效实现了经济总量的大幅增加。目前日本节能法已从原来的生产领域延伸到运输部门和生活领域。二是，制定《氟利昂回收破坏法》，抑制温室效应气体排放。该法将氟利昂类冷媒CFC（氟氯烷烃）、HFCs（氢氟碳化物）、HCFC（含氢氯氟烃）纳入其法定义务范围，以减少对大气臭氧层的破坏，抑制温室效应气体排放，从而降低温室效应。该法在明确事业者、制造业者、地方公共团体、国民与国家各主体职责的基础上，对第一种类特定产品产生的氟利昂的回收进行了详细规定。并明确规定从事第一类氟利昂回收业、第二种特定产品交付业以及第二种氟利昂回收业的从业者，必须获得都道府县知事的登记；从事特定产品氟利昂类破坏事业的从业者必须获得经济产业大臣及环境大臣的许可；在回收、搬运、破坏过程中，必须遵守主管省令规定的标准。对于违反交付、领回义务者，给予指导、建议、劝告、命令；对于违反规定标准者，由传告改为命令。由于该法以排放高浓度温室效应气体的氟利昂类的3种物质的回收、破坏为目的，对应减少温室气体排放具有重要意义。三是，制定了新能源发电法，促进新能源利用。为保障与国内外经济社会环境相适应的能源稳定和适当供给，完善电力事业者利用新能源的必要措施，促进环境保护和国民经济健康发展，日本于2002年制定了《电力事业者利用新能源等的特别措施法》。该法第4条明确规定，“电力事业者应当在每年的6月1日前，按照经济产业省令的规定，将该年度4月1日起至次年3月31日一年期间预计利用的新能源电力的基准利用量和经济产业省令规定的其他事项向经济产业大臣备案”，并且，“电力事业者应当在每年度按照经济产业省令的规定，利用超过基准利用量的新能源电力”（第5条）。电力事业者和接受了第9条第1款规定的其他人，应当按照经济产业省令的规定，置备账簿，记载其利用和生产新能源的电量和经济产业省令规定的其他事项，并予以保存（第11条）。对于违反第8条规定，当电力事业者所利用的新能源电力的数量未达到基准利用量，经济产业大臣认为该电力事业者未达到基准利用量没有正当理由并给予劝告、命令后，依然不履行法定义务者，本法规定了“处以100万日元以下的罚金”的处罚措施，以保障法律措施得到正常实施。四是，制定了促进新能源利用法，促进企业对新能源的利用。“为确保安定稳妥地供应内外社会经济环境的能源，在促进公民努力利用新能源的同时，采取必要措施以顺利推进新能源的利用，为国民经济健康发展以及人民生活安定作出贡献”之目的，日本于1997年4月18制定了《促进新能源利用特别措施法》，大力发展风力、太阳能、地热、垃圾发电和燃料电池发电等新能源与可再生能源。此后，该法于1999年、2001年、2002年、2009年等先后进行了修订。该法明确了其立法目的、基本原则、促进企业对新能源的利用等进行了规定。为贯彻实施《促进新能源利用特别措施法》，1997年6月20日又制定了《促进新能源利用特别措施法施行令》，并于1999年、2000年、2001年、2002经过多次修订，具体规定了新能源利用的内容、中小企业者的范围。五是，制定能源基本法，确定国家合作方针。日本于2002年6月14日制定并施行了《能源政策基本法》。该法明确规定了立法目的、基本制定思想、具体措施、市场机制的利用、国家义务、地方公共团体义务、事业者的义务、国民的义务、国家地方公共团体事业者和国民的相关协助、法制措施等、政府的报告义务、能源基本计划、国际合作的推进和能源相关知识的普及等内容。为加强国际合作，防止温室效应气体产生，该法第13条明确规定，“为有助能源于稳定世界能源供需，防止伴随能源利用而产生的地球温室化等，国家应努力改善为推进与国际能源机构及环境保护机构的合作而进行的研究人员之间的国际交流，参加国际研究开发活动、国际共同行动的提案、两国间和多国间能源开发合作及其他国际合作所采取的必要措施”，为日本参与温室效应气体减排的国际合作工作，指明了方向。（五）实行税制改革，探讨实施全球气候变暖对策税作为日本实现《京都议定书》规定的削减温室效应气体6%的减排目标的手段之一，日本政府正在大力推进税收改革，探讨征收全球气候变暖对策税（又称“环境税”），拟在石油、天然气和煤炭的进口、开采及精炼环节等方面课税，除征收煤和汽油等矿物燃料的税额外，居民也需要缴纳环境税，并将这些税款用于执行《京都协议书》的有关事项，减少温室气体排放。日本环境省自2011年11月5日公布《环境税具体方案》以来，每年均公布该年度环境省相关税制改革方案。2009年公布的《2010年度税制改革要求，征收全球气候变暖对策税的具体法案》，将原油、石油产品、气体状碳化氢（天然气、LpG等）、煤为对象，对输入者、提取者进行阶段性课税（灵活运用石油煤炭的纳税制度）。关于汽油，在前述基础上，对汽油制造者等进行阶段性课税（灵活运用挥发油税的纳税制度）。报道说，一旦2010年开征环境税，其税收预计可达2万亿日元。这些收入将优先用于开发太阳能发电等新能源，以及推广低油耗、节能环保型汽车。鉴于开征环境税不仅将增加产业界的成本，煤油、电费的涨价也将影响国民生活，首相鸠山由纪夫对2010年4月起开征全球气候变暖对策税的预定计划持谨慎态度。因此，日本政府于2009年12月14日做出决定，放弃从2010年4月起对煤炭、煤油、汽油等所有石化燃料开征全球变暖对策税，将在对该制度设定进行充分讨论的基础上，力争2011年度以后开征。（六）探讨制定《全球气候变暖对策基本法》时至今日，日本确立了到2020年将日本的温室气体排放量减少到1990年时25%的水平（中期目标）；到2050年，将日本的温室气体排放量减少到1990年时80%的水平（长期目标）。因此，为明确相关政策的地位、基本方向，日本已着手制定《全球气候变暖对策基本法》，并将《全球气候变暖对策基本法草案》提交于2010年1月18日至6月16日期间召开第174回国会审议。该草案包括总则、中长期目标、气候变化对策基本计划、基本措施、完善推进气候变化对策目的的体制等5章共52条。三、日本立法经验对我国的启示经过多年的努力，日本已构建较为完备的应对气候变化的法律体系，为日本政府有效推进其温室气体减排目标提供了法律保障。日本在应对气候变化立法方面积累的立法经验，对我国完善与健全应对气候变化立法具有如下重要启示：其一，科学定位应对气候变化法律规范地位，及早完善环境法体系。就传统的环境法体系而言，并无有关应对气候变化对策的相关法律规范。随着国际社会应对气候变化的国际合作的展开，世界各国开始注重通过国内立法以强化应对气候变化对策的实施。日本非常注重加强国内立法，明确国家、地方公共团体、事业者及国民在应对气候变化方面的职责，并在1993年《环境基本法》中明确规定将应对全球气候变暖相关法律制度纳入环境法体系，不仅为日本制定有关应对全球气候变暖法律制度指明了方向，还有利于从整体上完善其环境法体系。有鉴于此，我国在探讨制定全球气候变暖法律制度时，也应该明确将有关应对全球气候变暖法律制度纳入环境法体系，以便从整体上理顺应对全球气候变暖法律规范与其他环境法律规范之间的关系，为完善我国环境法体系奠定基础。其二，科学设置国家应对气候变化主管机构，明确政府有关部门的职责。从日本完善其应对全球气候变暖法律制度的经验来看，日本通过1999年的《环境省设置法》、2000年的《环境省组织令》、2001年的《环境省组织规则》等，明确规定了环境保护主管部门在应对全球气候变暖方面的职责、权限，从立法上确立各政府机构的职责，避免部门之间在应对全球气候变暖对策方面因职责、权限不清所带来的低效率问题。与此相对，为切实加强对应对气候变化工作的领导，我国于2007年6月由国务院决定成立了国家应对气候变化领导小组（以下称“领导小组”），目前，“领导小组”由国务院总理温家宝任组长，国务院副总理李克强、国务委员戴秉国任副组长，由22个部门的相关负责人为组成成员。“领导小组”作为国家应对气候变化工作的议事协调机构，国家发展和改革委员会具体承担领导小组的日常工作。“领导小组”的主要任务是：研究制订国家应对气候变化的重大战略、方针和对策，统一部署应对气候变化工作，研究审议国际合作和谈判对案，协调解决应对气候变化工作中的重大问题；组织贯彻落实国务院有关节能减排工作的方针政策，统一部署节能减排工作，研究审议重大政策建议，协调解决工作中的重大问题。但是，我们应该看到，一方面，作为“领导小组”组成成员的22各职能部门在应对气候变化方面的具体职责并不明确，不利于国家温室效应气体减排工作的展开。另一方面，“领导小组”的主要任务是决定国家应对气候变化的重大战略、方针和对策等，并没有涉及相关法律规范的制定工作。而有关应对全球变暖，节能减排的终极目标实际上是保全地球环境，有关规制节能减排的法律规范属于环境法体系，应由环境保护主管部门负责有关立法、管理工作。有鉴于此，笔者认为，我国应从立法上明确规定国家环境保护主管部门在应对全球气候变暖方面的主导地位，主管全国相关温室效应气体减排的政策、法规制定、管理工作。其三，加强专门应对气候变化法律的制定，尽快完善我国应对气候变化法律体系。从日本应对全球气候变暖立法动态来看，一旦日本通过正在审议的《全球气候变暖对策基本法草案》，则日本将形成以《全球气候变暖对策基本法》、《全球气候变暖对策推进法》为中心，以《全球气候变暖对策推进法实施令》、《能源利用合理化法》、《氟利昂回收破坏法》等相关配套法规为内容的完善的应对全球气候变暖法律体系。就我国而言，如前所述，我国已制订了一系列与温室气体减排有关的法律规范。如《大气污染防治法》、《可再生能源法》、《节约能源法》、《城乡规划法》、《清洁生产促进法》、《环境影响评价法》、《循环经济促进法》、《煤炭法》、《矿产资源法》、《电力法》、《森林法》等。这些法律的贯彻与实施，在一定程度上对于保护环境，控制温室效应气体排放均具有积极作用。但是，我们应该看到，这些法律规范都是应对全球气候变暖对策的相关配套法规，而从实质上而言，我国尚未制定应对全球气候变暖的专门法律，不利于从整体上规范国家、地方政府、企事业者、公民个人等在应对温室效应气体方面的职责，也不利于国家从整体上明确应对全球气候变暖的政策、方针与基本制度，严格落实国家节能减排目标。因此，为保证国家减排目标等积极应对措施的真正落实，我国有必要制定专门应对气候变化法律以明确国家、地方政府、企事业单位、公民个人等相关责任，明确应对气候变化的国家主管机构及其职责，构建有利于推进温室效应气体减排工作的具体制度。总之，笔者认为，我国在加强应对气候变化的法治建设的过程中，应根据我国经济社会发展的实际情况，深入研究借鉴国际社会制定应对气候变化专门法律的经验，制定出具有中国特色社会主义应对气候变化的专门法律，并以现有相关配套立法为内容，构建完善的中国应对气候变化的法律体系。注释:邓梁春.美国气候变化相关立法进展及其对中国的启示[J].世界环境，2008，（2）.温家宝.凝聚共识•加强合作•推进应对气候变化历史进程[n].人民日报，2009-12-19（2）.[日]文部科学省，等.日本气候变动及其影响[eB/oL].http：//www.nies.go.jp/escience/ondanka/ondanka03/lib/f_03.htm，l2010-01-06.[日]国立环境研究所.温室化的新证据和可预料的严重影响[m].日本环境省印发，2001：10.[日]大塚直.环境法[m].日本东京：有斐阁，2002：123-170.[日]环境省.税制的绿色化[DB/oL]http：//www.env.go.jp/policy/tax/kento.htm，l2009-11-02.钱铮.日探讨征环境税可行性[DB/oL].新华每日电讯，2009-10-31.http：//news.xin-huane.tcom/mrdx/2009-10/31/content_12364925.htm，2009-11-02.日本放弃从明年4月开征环境税[eB/oL].中国新闻网2009-12-14.日本环境省.关于全球气候变暖对策基本法草案的阁议决定（通知）[eB/oL].http：//www.env.go.jp/press/press.php？serial=12257，2010-03-15.
温室气体的主要来源篇8
关键词：建筑与气候；建筑能耗；节能设计；应变策略
abstract：BuildingenergyconsumptionaccountedforalargerproportionofChina'stotalenergyconsumption.thispaperpresentsthreeenergy-savingdesignstrategy，suchasarchitecturaldesign，detailstructuraldesignandenvironmentalcontrolequipmentandsystemdesign.makefulluseofnaturalenergy，reduceconsumptionofnon-renewableenergy，andpromotethesustainabledevelopmentofChina'sbuilding.
Keywords：buildingandclimate;buildingenergyconsumption;energy-savingdesign;contingencystrategy
1引言
建筑作为人工自然产品，是人类自身应变自然环境气候的一种延伸手段。建筑发挥着气候“过滤器”的角色，通过利用和防御自然界各种气候因素，为人类创造出良好的室内气候条件。我国古代的传统民居，如北京的四合院、西南的吊脚楼、陕北的窑洞、闽南的土楼等，虽然建筑形式和材料各不相同，但都是长期气候选择和建筑不断应变的结果。随着现代技术水平的提高，人类有时过分地依赖人工设备技术力量，以期实现更高的室内热舒适度要求，结果导致高能耗和自然生态的破坏。我国是能源短缺的国家，但建筑能耗却是同等气候条件下发达国家的2~3倍。高能耗不利于建筑可持续性发展，需要我们重新研究节能设计策略，充分挖掘建筑节能的潜能。
2设计应变策略
建筑节能设计就是从分析地区的气候条件出发，将建筑设计与建筑微气候，建筑技术和能源的有效利用相结合的一种建筑设计方法，也就是说在冬季最大限度地利用自然能来取暖，多获得热量和减少热损失；夏季最大限度地减少得热和利用自然能来降温冷却。
2.1从建筑设计入手，综合分析地区气候特征，充分利用有利的气候条件和防御不利气候因素影响。
地区气候特征包括太阳能辐射强度、最热（冷）月平均气温及空气湿度、夏（冬）季主导风与平均风压、雨雪量等要素。这些要素是我们节能设计需要注意的“气候条件”。此外，还需注意区域的“微环境”，如地形条件、地表环境、地表土壤和环境植被等。只有这样，才能权衡利弊、趋利避害，统筹运用气候因素。
2.1.1合理群体规划布局。设计中要充分考虑夏季有利的主导风向（通风致凉）和避免冬季不利的主导风向（避风保暖），综合考虑采光、通风、保温和防晒等因素，合理安排群体布局和建筑朝向。如南京属典型的夏热冬冷地区，又具有大陆性气候特征，夏季炎热多东南风、冬季寒冷多西北风，在进行小区群体布局时，一般将小体量的低层、独立式住宅放在南面，大体量的高层住宅放在最北面，可以最大限度地满足夏季自然通风和冬季阻挡不利的西北风的需要。
2.1.2合理控制体形系数。体形系数就是指建筑物与室外大气接触的外表面积F0（m2）和其所包围的体积V0（m3）之比值。也就是说，单位建筑空间的外表面积越大，体形系数越大，能耗就越高，反之亦然。因此，在考虑节能设计时，建筑平面外形不宜凹凸太多，力求完整，避免因凹凸太多增大而提高体形系数。在所有几何形体中，球面体体形系数最小，同等条件下能耗最低。如合肥大剧院就采用近似球面体外形，体形系数小而相对节能（图1）。
2.1.3合理控制窗墙比。窗墙比就是建筑外窗总面积与护墙体总面积之比值。由于护墙体的热工性能比玻璃窗户要好。尽管外窗面积比外墙面积要小得多，但通过外窗得失热量却占护结构得失热量的40%左右，因此需根据不同地区气候特征合理控制窗墙比。如在严热干燥的新疆，白天太阳辐射强度大，夜间温度低，建筑外墙体比较封闭，窗墙比小，可以减少白天透过窗户的太阳辐射热和夜间室内热量的散失，同时保持室内空气的湿润。在南京地区，建筑的窗墙比则较大，夏季利用较大的南向窗户进行自然通风，冬季则可以获得较多的太阳辐射热。
2.2从细部构造设计入手，有效利用隔热保温、遮阳和自然通风等被动式节能技术，改善建筑室内微环境。
2.2.1外墙体的隔热保温与遮阳。目前，我国正提倡新型复合墙体自保温系统和外隔热保温技术，外保温的优点：建筑室内温度受室外温度波动影响小，有利于主体结构保护和避免热（冷）桥的产生。常用的建筑外墙保温材料有保温砂浆、聚苯板、聚氨酯（epS、XpS）和墙体自保温四大体系。其中，保温砂浆和聚苯板市场占有率较大，但保温性能较差；聚氨脂保温性能较好，但传统的聚氨酯硬泡板材不适用于复杂立面墙体保温。市场新出现的聚氨酯现场发泡喷涂保温材料（如安健能全水基软发泡聚氨酯），具有良好的保温性和憎水性，方便施工，适用于设计各种复杂外墙体保温和无接缝施工。外墙体遮阳，主要用于热工性能要求更高的墙面，在保温层外侧设计钢结构支撑体系，干挂板材（如陶土板），可以遮挡夏季阳光直接辐射到墙体，同时后侧流动的空气层能迅速带走热量，起到很好的遮阳隔热效果。
2.2.2玻璃门窗的隔热保温与遮阳。外墙玻璃门窗是阻挡夏季太阳辐射热进入室内和冬季室内热量散失的最薄弱环节，其能耗是同面积墙体的4倍，屋顶的5倍，对建筑能耗影响较大。除控制窗墙比外，需增加玻璃门窗的热工性能：一是设计选用单层或多层中空或低辐射玻璃（如Low－e镀膜玻璃）和经热断桥处理的门窗型材，同时加强窗墙间、框扇间的接缝气密性设计。二是增加外墙玻璃门窗遮阳设计，防止夏季太阳辐射热透过玻璃门窗直接进入室内而耗能。由于遮阳位置和方式不同，主要有:①水平式外遮阳，适用于接近南向外窗，遮挡高度角较大、从窗口上方射来的阳光。②垂直式外遮阳，适用于东北向、西北向外窗，遮挡高度角较小、从窗口两侧斜射过来的阳光。为克服传统固定式遮阳在采光、自然通风、视野等方面的矛盾，上述两种遮阳方式在生态节能建筑中较多地采用活动百叶遮阳，可根据光线变化自动调节百页角度遮阳，不影响自然采光和通风（图2）。③活动内遮阳，主要有遮阳卷帘和遮阳百页等。相比外遮阳，更灵活，更便于用户根据季节天气变化调节使用。但内遮阳有较大的缺点，除部分热量被反射出窗外，其余热量留在了室内而增大空调制冷能耗。
转贴于2.2.3“可呼吸”玻璃幕墙。它一般由双层玻璃幕墙构成（外层通常为单层玻璃，内层为绝热的双层玻璃），在两层幕墙间形成一定宽度的空气夹层，并配有可调节的百页。在冬季，双层幕墙间的空气夹层形成一个利用太阳能的玻璃温室，有利于建筑的保温采暖；在夏季，则利用热压通风和百页遮阳，达到降温的目的（图3）。
2.2.4屋面隔热保温与遮阳。在夏季，屋面日照时间长，太阳辐射强度大，屋顶外表面温度最高达到60～80℃，顶层室内温度受其影响会提高2～4℃。在冬季，屋顶对外散失热量，又增加了室内的空调热负荷。屋面隔热保温除采用倒置式设计外，蓄水屋面和种植屋面越来越引起人们的重视。①蓄水屋面，就是利用屋面蓄水层蒸发带走太阳辐射热（蓄水层深度一般保持在200mm为宜），从而有效地减弱屋面的传热量和降低屋顶内表面温度（可比一般屋面低2~4℃），具有明显的隔热效果。②种植屋面，是一种生态节能型屋面，不仅能够提高屋面的隔热保温性能，还能增加城市绿地面积，改善城市气候环境。实验数据表明，种植屋面使屋顶外表面最高温度下降32.4℃，内表面最高温度下降2.0℃，具有较好的隔热保温性能。屋面遮阳，主要采用遮阳构架、遮阳百页、膜结构、飘板等，有效遮挡太阳直接辐射屋面，同时也能结合立面造型，创造出有性格的建筑形象。印度建筑师柯里亚就善于利用屋面遮阳构架丰富形体，同时对屋面有良好的遮阳作用（图4）。
2.2.5自然通风。风压与热压是实现自然通风的两种手段，二者互为补充、密不可分。风压通风是利用建筑的迎风面与具有良好外部风环境的地区，选择有利通风的建筑朝向、控制建筑进深、“引导”自然通风等，可实现良好的风压通风效果。印度建筑师柯里亚设计的干城章嘉公寓楼，建筑平面东西向打开，“引导”东西向的海风形成“穿堂风”，是利用风压解决夏季通风散热的例子。热压通风（即“烟囱效应”），是利用热空气上升，从建筑上部排风口排出污浊的热空气，从建筑底部吸入新鲜的冷空气，实现建筑内部的自然通风。一般在不良的外部风环境地区，或进深较大的建筑，多利用热压或热压风压兼用，实现自然通风。在设计中，可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空间（如楼梯间、中庭），结合拔风井、风塔等构造，创造出满足热压式自然通风进出风口的高差。福斯特设计的德国议会大厦玻璃穹顶，既是采光的“光庭”，更是热压式自然通风的“风塔”（图5）。
2.3从环境控制技术入手，合理利用太阳能、地源热泵等主动式节能技术，开发运用可再生能源。
2.3.1太阳能技术。太阳能是我们取之不尽、用之不竭的可再生能源。我国的太阳能资源丰富，大部分地区太阳辐射量大，具有开发利用太阳能的优良条件。目前主要的太阳能利用方式有：①被动式太阳能热水系统，利用太阳能集热器或真空管吸收太阳辐射热，为用户提供生活热水。此系统结构简单、经济适用，在我国的城市与农村得到了广泛的运用。②主动式太阳能系统，在太阳能居室采暖方面具有更大的选择性，但需要外在能源启动运行，并需借助电扇或泵等装置来转换和传递太阳能，以此获得生活热水或提供居室供暖（图6）。③太阳能光伏发电系统，是利用太阳能光伏电池板吸收太阳能，并将太阳能转化为电能，提供室内设备用电或接入市政电网送电。与被动式太阳能热水系统相比，主动式太阳能系统和太阳能光伏发电系统在生态节能建筑中使用较多，但建设成本较高。
2.3.2地源热泵技术设计。利用地下水、深层土壤和水库、湖泊等深水层受自然季节气候影响小、温度相对保持稳定的特点，通过水作为媒介，与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换提供热泵的冷热源。冬季地能作为“热源”，从地下或水中“取”出来，供给室内采暖。夏季作为“冷源”，供室内致冷，同时将室内热量释放到地下水、土壤或地表水中，贮存起来作为冬天采暖的“热源”。地源热泵系统根据换热方式的不同分为：土壤源热泵系统、地下水热泵系统、地表水热泵系统等。因不同工程的地质条件、地表环境、地表土壤、场地状况等有所不同，需因地制宜地选择设计不同的换热方式。如南京工程学院新建的图书馆，就利用基地200m处天印湖这个有利条件作为冷热源，设计地表水热泵系统为图书馆提拱制冷和采暖所需的能量，具有良好的生态节能效果。
在生态建筑和低能耗建筑中，太阳能技术和地源热泵技术往往采用联合运行的方式，可以克服自身技术存在的局限性，提高资源利用效率。
3结论
建筑节能研究是建筑可持续发展的重要研究课题。在我国现阶段，主要提倡运用与经济发展水平相适应的简单节能技术为主，切不可为片面追求低能耗目标而不顾经济成本，大量使用节能新技术。同时注重太阳能、风能、地能等可再生自然能技术的研究和开发，降低可再生能源的利用成本，逐步从大城市与经济比较发达地区向全国推广运用，实现我国建筑节能既定目标。
参考文献
[1]宋德萱.节能建筑设计与技术.上海.同济大学出版社.
温室气体的主要来源篇9
内容提要:妥善应对气候变化事关经济社会发展全局，是一项系统工程，需要通过建立健全应对气候变化法律体系，完善管理体制和工作机制，推动应对气候变化走上法制化轨道。发达国家在应对气候变化立法方面取得了一些进展，积累了可供借鉴的经验。本文分析了近期主要发达国家应对气候变化立法的动向，提出应对气候变化立法的根本目的在于保障本国经济可持续发展，突出能源对发展的硬约束是立法的核心，应对气候变化政策应获得公众广泛支持等。
节约能源、提高能效、发展非化石能源是应对气候变化、控制温室气体排放的主要措施。《联合国气候变化框架公约》及其《京都议定书》规定了主要发达国家的温室气体减排义务和量化减排目标。为履行国际义务，主要发达国家陆续通过立法和行政命令确认本国的排放控制目标，实施以节约能源、提高能效、发展非化石能源等为主要途径的温室气体排放控制措施，并辅之以排放限额与排放许可交易等市场机制，以期降低全社会的减排成本。《联合国气候变化框架公约》第15次缔约方会议在哥本哈根召开前后，主要发达国家基于国际谈判策略和国内发展的需求，在应对气候变化立法方面出现了一些重要动向。分析研究这些动向的内容、背景及其战略意图，对我国开展应对气候变化工作具有重要的借鉴意义。
1美国气候变化立法艰难前行
2009年6月，美国众议院表决通过了《2009年美国清洁能源与安全法案》，这是气候变化立法首次在美国国会全院大会获得通过。但随后，与之匹配的参议院立法进程进展缓慢：2009年11月，参议员克里将《2009年美国清洁能源就业与美国能源法案》提交全院大会讨论未果，2010年5月，克里与参议员李伯曼联合提出了《2010年美国能源法案（讨论草案）》作为新的立法版本，使得本届国会的气候变化立法进程又前进了一步。
1.1《2010年美国能源法案》简介
法案的立法目的是保障美国的能源安全与独立，促进国内清洁能源技术发展，减少温室气体排放和促进就业。内容包括七大部分：（1）促进国内清洁能源发展；（2）减少温室气体污染；（3）消费者保护条款；（4）保护和增加就业；（5）应对气候变化的国际行动；（6）防止气候变化侵害，即适应气候变化项目；（7）预算条款。
国内能源发展突出核能、海上油气开发、煤清洁利用以及发展可再生能源和提高能效。法案要求政府支持核能的研究与开发，提供核电项目担保贷款、投资赋税优惠，提高项目审批效率；对海上油气开发的安全性提出更高要求，赋予沿海各州否决在本州海岸线120km以内开发油气资源的权力；对燃煤电厂的温室气体排放标准做出规定，要求政府每年提供不少于20亿美元支持碳捕集和封存技术研发、示范和运营；支持开展农村节能项目和州立可再生能源发展、提高能效项目；加强与发展电动汽车相适应的基础设施，要求各州和大都会区提出交通温室气体减排目标和计划；建立清洁能源技术基金支持清洁能源技术的开发，以确保美国在先进能源技术方面的全球领先地位。
实施全国“排放限额与排放许可交易”制度，以促进温室气体减排。法案要求自2013年起实施全国排放限额与排放许可交易制度，主要管制年排放温室气体大于等于2.5万t二氧化碳当量的实体。要求受管制的排放实体，年排放量不得超过其拥有的排放许可量和各种合规减排项目产生的碳信用量。美国国内的排放许可、碳信用以及法案规定的部分外国排放许可和碳信用可在美国市场进行交易。电力部门将于2013年起受管制，而制造业将从2016年起。交通部门实施类似于“排放税”的制度。
作为与众议院2009年6月通过的《2009年美国清洁能源与安全法案》相匹配的参议院版本，本法案对排放许可的分配进行了调整，突出了对纳税人能源消费权益的保护，对维护碳市场稳定进行了更多规定，并提出更加严格的“碳关税”条款。
1.2立法前景不容乐观
尽管美国总统奥巴马公开表示对《2010年美国能源法案》的支持，但参议员在气候变化立法问题上的分歧仍然十分明显。法案在2010年年底时如果尚未经参议院通过，并经两院协商一致，则将因本届国会任期届满而被废除。但在为时不多的本届国会任期中，《2010年美国能源法案》如果要得到参议院立法表决通过，必须通过终结辩论程序，方能提前提交大会进行立法表决。就目前参议院席位看，力推气候变化立法的难以获得通过终结辩论所需的60票支持。同时由于国内民众对气候变化的关注度减弱和怀疑上升，国际上应对气候变化合作进程迟缓，加之2010年年底有32位参议员面临换届，因此，预计参议院在换届选举前对气候变化立法的态度将趋于保守。而民调普遍显示，共和党将在本次换届选举中胜过，因此，一旦本届参议院未能通过《2010年美国能源法案》，以后一段时间内美国将很难进行气候变化立法。
2日本提出原则性的立法方案
2010年3月12日，日本内阁提出《地球温暖化对策基本法案》，提交国会审议。但伴随日本政坛变动，其立法前景也出现变数。
2.1法案对日本应对气候变化提出原则性规定
《地球温暖化对策基本法案》立法目的是在减排温室气体、降低温室效应对地球带来的不利影响的同时，通过尽可能降低能源供给对化石燃料的依存程度、率先促进能源供求方式和社会经济结构的转变，确保经济发展、稳定就业、能源供给和保护地球环境、保护当前及未来国民健康生活。
法案要求全国2020年温室气体排放比1990年下降25%，但这将建立在全球达成公平减排协议的基础上；2050年比1990年下降80%，但这将建立在全球达成2050年减排50%的协议基础上。
法案责成环境大臣在征求民意的基础止确定行动计划，并由内阁会议决定。其中，要求实施温室气体排放限额与排放许可交易制度、税制“绿色化”改革、可再生能源电力定价，全额调配制度，促进核电发展，提高能效，促进教育、研发等。
2.2法案的立足点
与美国法案类似，日本法案也将产业部门的经济发展和国民生活的质量作为应对气候变化立法的基础。由于日本单位国内生产总值的二氧化碳排放量仅为美国的48%，欧盟27国的60%，已经属于能源消费经济性很高的国家，因此日本工业界对法案提出的减排目标表示怀疑。例如丰田公司认为在2020年以前难以实现绿色技术的突破，因此对实施类似于欧洲的排放限额与排放许可交易制度表示担心。为此，日本环境大臣表示，日本实现上述目标将更多地考虑居民居住部门的节能和可再生能源利用，例如采取安装双层玻璃、集中供热、节能灯、太阳能电池，以及鼓励发展混合动力汽车等措施，而不是仅仅限制工业部门的排放。
法案明确提出应对气候变化的措施必须同与能源有关的措施相协同，要求通过普及能源利用效率高的设备和节能建材、加强建筑节能、提高交通效率、促进提高能效的智能化等节能和提高能效措施，以及发展可再生能源和核能的措施，同时通过加强相关技术创新，实现减排目标。
立足于应对气候变化国际合作。法案中除了可再生能源发展目标外，对中期和长期温室气体减排目标均设立了生效条件，即与应对气候变化国际合作形势相协调。同时，法案要求政府努力促成国际社会达成上述附加条件中的规定，这与美国法案要求政府促成全球平等减排的目标一致。
3澳大利亚转向能源利用专项立法
2010年4月27日，时任澳大利亚总理陆克文宣布，由于难以在国会获得足够的支持票数，以及考虑到应对气候变化国际合作进程的迟缓，政府决定暂缓将《碳污染减排计划法案》提交国会审议。但同时，澳大利亚《可再生能源目标法》修订和《建筑能效标识法》立法将被提上议事日程。
3.1搁置单纯减排温室气体的《碳污染减排计划法案》
《碳污染减排计划法案》旨在通过建立排放限额与排放许可交易制度，减排二氧化碳等温室气体。法案主要内容包括：确立国家排放限额，规定澳大利亚排放许可和其他可采用的排放许可与减排量，建立澳大利亚国家排放许可登记簿，规定受管制排放实体及其法律义务，对能源密集型和受外贸冲击型企业实施补助，温室气体排放的监测、核查、信息披露和公告，防止欺诈等。与美国和日本的法案不同，澳大利亚法案是完全旨在减排温室气体：履行国际义务的法案，没有提出对节能、提高能效和发展可再生能源项目的支持。
法案曾于2009年6月4日通过众议院三读审议后，提交参议院审议，但分别于2009年8月13日和12月2日两度被参议院否决。在进行重大调整后，工党再度向国会提交了该法案，并且于2010年2月11日顺利通过了众议院的三读审议，但参议院仍未通过该法案。陆克文表示，在《京都议定书》第一承诺期到期之前（即2012年以前）不再提交国会讨论《碳污染减排计划法案》，除非美国、印度等国的减排政策与行动更加明确。
3.2力推促进能源清洁高效利用的专项法
尽管单纯减排温室气体的立法进程受阻，但澳大利亚积极促进能源清洁、高效利用的专项法，以实现国家温室气体减排的目标。近期先后于2010年2月26日和3月18日提出了修订《可再生能源目标法》和制定《建筑能效标识法》。
为确保实现2020年可再生能源发电占总发电量20%的目标，澳大利亚政府将《可再生能源目标法》拆分为《小规模可再生能源计划法》和《大规模可再生能源目标法》，并进行修订，以促进澳大利亚不同规模的可再生能源利用。原《可再生能源目标法》于2001年4月1日通过，设定了到2010年可再生能源发电9500gwh的目标。根据新的目标，预计2020年澳大利亚可再生能源发电量需达到4.5万gwh。为此，《大规模可再生能源目标法》规定了2011-2020年大规模可再生能源发电目标，到2020年须达到4.1万gwh。同时，《小规模可再生能源计划法》将对小规模利用可再生能源，如太阳能光伏板、太阳能热水器等，提供补贴，其额度为每1单位“可再生能源信用”（相当于发电1mwh）补贴40澳元，并且不设上限，以辅助实现国家目标。
《建筑能效标识法》旨在建立国家大型商业建筑的建筑能效标识制度，要求面积大于2000m2的大型商业建筑在交付、销售、出租、转租和进行相应广告时，提供建筑能效标识，以促进开发商和运营商采用有效的技术提高能源利用效率。此外，近期澳大利亚政府还就修订建筑能耗标准公开征求意见，拟于2010年年底形成新的方案。
4其他国家和经济体立法动向
4.1欧盟通过专项性的《建筑能耗指令》
欧盟委员会于2010年5月18日通过了修订的《建筑能耗指令》。该指令旨在加强2002年12月16日通过的《建筑能耗指令》中的相关措施，以取得更显著的建筑节能效果，为实现欧盟提出的2020年减排温室气体20%和节能20%目标，提供相对低成本的手段。修订的主要内容包括：逐步统一欧盟成员国设定本国最低建筑能效标准的算法，要求新建建筑利用可再生能源，所有建筑在进行主要结构改造和功能设备系统改造时满足最低建筑能效标准要求，成员国制定并以政府部门带头实施低碳或零碳建筑方案，对建筑进行能效认证，加强对暖通系统运行状态的检查等。
4.2英国通过专项性的《2010年能源法》
2010年4月8日，英国《2010年能源法》生效。该法的立法目的是规范碳捕集和封存技术示范、评估与利用的相关活动，规范电厂发电低碳化与采用ccs技术相关事宜，规范电力和燃气市场管理局以及国务大臣与之相关的职能，规范发电许可和电力与燃气供应商相关事宜。
4.3加拿大众议院通过原则性的《气候变化责任法案》
加拿大国会众议院于2010年5月5日通过了《气候变化责任法案》。该法案的目的是确保加拿大能够履行其应对气候变化的国际义务，共包括13条。法案设定全国2020年的减排目标比1990年下降25%，2050年比1990年下降80%，要求政府通过设立排放标准、建立排放权交易等市场机制、出台财政激励政策等措施，实现上述国家目标。
5对我国的启示
上述发达国家节能减排和气候变化立法进展，为我国积极推进节能减排和应对气候变化的立法工作，促进向低碳经济的转型，实现可持续发展，提供了参考。
5.1应对气候变化立法的根本目的在于保障本国经济可持续发展
美国本届国会气候变化立法与上一届国会最显著的差别在于，上一届国会涉及到减排温室气体的气候变化立法几乎都是就气候变化问题论气候变化问题，并部署全国的减排行动，但这一届国会的三份主要立法，均是将气候变化问题与能源安全、经济转型和技术创新三大战略相联系。日本提出的法案也是将节能、提高能效、发展非化石能源与应对气候变化作为一个整体考虑，将经济发展、改善民生、技术创新与保护环境有机结合。这表明，美国、日本减排温室气体的根本目的，不单是为了应对气候变化、应对国际压力，更多的是从本国发展战略考虑，为本国经济的可持续发展和巩固在全球的地位服务。我国节能减排与应对气候变化的战略，也应当从国家全面发展的角度，综合看待节能减排与应对气候变化问题对国民经济各方面的影响，并做出相应的部署。
5.2突破能源对发展的硬约束是立法的核心
主要发达国家的相关立法进展表明，应对气候变化的政策不能与能源政策相割离。应对气候变化问题，从某种意义上说是能源发展问题；全球各国减排温室气体的措施，主要还是能源生产和利用方面的技术和措施。气候变化问题对发展的影响，对大多数国家而言是远期制约，减排温室气体问题在温室气体排放的全球环境容量不明确、各国排放权的产权不明确之前只是道义上的问题，属于软约束；而能源问题对发展的影响，对任何国家而言均是现实制约和物质基础的制约，属于硬约束。因此美国的气候变化立法进程才会时疾时徐，却始终把能源政策作为国家的核心战略问题。我国在制定应对气候变化战略和政策，尤其是温室气体排放控制战略和政策时，应重点从突破能源对发展的硬约束考虑，以节能、提高能源效率、发展可再生能源、保障能源供给的安全与独立为主体，水到渠成地实现应对气候变化、控制温室气体排放的目标，而不应将远期和国际软约束作为制定战略的优先考虑。
温室气体的主要来源篇10
关键词：幕墙；智能；控制；方式；
中图分类号：tU227文献标识码：a文章编号：
智能化建筑幕墙可以减少冬季采暖、夏季空调等的能源消耗，结合智能建筑的智能控制技术实现光线控制、温度控制、湿度控制以及智能防风雨等功能，最终可改善人们的生活环境质量，提高人们生活的舒适度，进而推动社会的可持续发展和进步。
一、智能化建筑幕墙
建筑智能控制
智能控制技术，就是在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。“智能建筑”是一个包括建筑结构、空调、环境监测和智能控制的综合体，将计算机技术(Computer)、控制技术(Control)、通讯技术(Communication)和图形显示技术(CRt)应用于建筑物之中，由计算机网络系统对建筑物进行管理、调节，从而使建筑“智能化”。
建筑幕墙
建筑幕墙规范中定义：由面板与支承结构体系组成的、可相对主体有一定位
移能力、不承担主体结构所受作用的建筑护墙或装饰性结构。可见幕墙是建筑物的外墙护围，不承重，悬挂在建筑主体结构上，是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体。然而幕墙赋予建筑宏伟华丽的外表的同时，也存在着光污染，能源消耗大等缺点，这就需要把常规的建筑幕墙与建筑的智能控制技术相结合来改善。
二、智能温湿控制
1、智能温湿度控制功能
智能温湿度控制系统是在智能化建筑的基础上将建筑配套技术（暖通系统、照明系统）通过计算机网络进行有效的调节室内空气、温度、湿度等环境数据，把智能温湿度控制系统应用在幕墙上可通过幕墙系统为建筑在使用过程中节省能源，降低生产和建筑使用过程中的费用。它是将自动控制技术、传感器技术、电机传动技术应用到现代建筑幕墙中，通过传感器检测幕墙周围的环境参数，通过控制幕墙构件实现节能降耗的目的。
主要控制原理：智能控制系统通过温湿度传感器实时检测到室内的温湿度不满足人体舒适度指数时，控制系统自动启闭空气循环功能或加湿设备，使室内温湿度达到使用舒适度；智能控制系统通过温湿度传感器实时检测幕墙空气腔内温湿度，当趋近达到结露值时，控制系统会启动空气循环功能，防止空气层内发生结露现象。
2.功能实现方式
可通过双层幕墙来实现智能温湿控制的功能。
双层双循环幕墙竖剖节点
2.1外循环：室外-双层幕墙空气腔-室外
控制方式：通过温度传感器检测双层幕墙内的温度和室外温度，当双层幕墙内的温度与室外温度温差大于设定值时（温差可通过控制系统进行设定），控制系统控制进风口马达，将进风口打开；控制系统控制出风口马达，将出风口打开。在双层幕墙空气腔内的热空气，形成自下而上的空气流，室外低温空气进入到空气腔，由于烟囱效应带走通道内的热量，降低双层幕墙空气腔内的温度，减少对室内的热量辐射，降低室内制冷设备的负荷，降低能源消耗。
当双层幕墙内的温度与室外温度温差小于设定值时（温差可通过控制系统进行设定），控制系统将进、出风口关闭。双层幕墙形成一个密闭的空气腔，使空气腔起到温室效应，减少室内热量向室外辐射，减少室内暖通设备的负荷，降低能源消耗。
外循环启动外循环关闭
2.2内外循环：室内―双层幕墙空气腔―室外
控制方式：当室内与室外温差大于设定值时，控制系统自动将出风口马达收起，将出风口打开。此时将室内下悬窗打开，室内高温气体进入到双层幕墙空气腔内，高温气体上升从出风口循环到室外，室内通过新风系统从室外补充低温新鲜的空气，降低室内温度，减少制冷设备的运行负荷，降低能源消耗，补充的新鲜空气，增加室内的舒适度。当室内发生火灾时，控制系统会自动将出风口打开，将浓烟排出到室外。
当室内与室外温差小于设定值时，控制系统自动将出风口马达打开，将出风口关闭。此时将室内下悬窗关闭，双层幕墙形成一个密闭的空气腔，使空气腔起到温室效应，减少室内与室外的热量辐射。
内外循环启动内外循环关闭
2.3外内循环：室外―双层幕墙空气―室内
控制方式：当室内与室外温差大于设定值时，控制系统自动将进风口马达打开，将进风口打开，启动风机，强制将室外低温空气循环到室内，室内高温气体经新风系统循环到室外。降低室内温度，减少制冷设备的运行负荷，降低能源消耗，补充的新鲜空气，增加室内的舒适度。
外内循环启动外内循环停止
当温差小于设定值时，控制系统自动将进风口马达收起，将进风口关闭，控制系统将风机关闭，将出风口关闭。双层幕墙形成一个密闭的空气腔，使空气腔起到温室效应，降低室外低温热量传递到室内。在保证室内舒适度的情况下，自动关闭风机，降低能源消耗。
2.4内循环：室内―双层幕墙空气腔―室内
控制方式：当双层幕墙内湿度传感器检测到湿度达到露点时，控制系统启动循环控制，将室内干爽的空气循环到双层幕墙内部，降低双层内空气湿度，防止双层幕墙空气腔内结露。
当室内与双层幕墙内温度大于设定值时（温差值可通过系统设定），控制启动循环控制，形成自下而上的强制性空气循环，室内空气通过内层玻璃下部的通风口进入换气层，使内侧幕墙玻璃温度达到或接近室内温度，从而形成优越的温度条件，达到节能效果。
内循环启动内循环停止
3.实现功能
3.1节能效果
通过控制系统自动调节进出风口的形式，采用自然通风降温、除湿，减少室内制冷室内、除湿设备的运行负荷，降低电能消耗。当将进出风口关闭，阳光照射形成温室，提高了内侧幕墙外表面温度，减少室内的热量辐射，减少取暖费用。
3.2舒适效果
充分利用太阳能、自然通风换气，降低空调能耗，减少风及恶劣气候的影响，营造舒温馨的生活和工作环境，
二、智能光控
1.智能阳光控制功能？
智能光控功能是将自动控制技术、传感器技术、电机传动技术、遮阳技术应用到现代建筑幕墙中，通过光照传感器检测室内外光照强度，实现辅助采光、防眩光、遮阳的功能，智能控制系统会结合建筑所在地地理信息和气象数据以及室内用户的需求，经分析计算后输出控制遮阳百叶动作；给使用者营造良好的采光环境，减少室内光源的使用，降低照明能耗。
2.实现的功能
2.1节能效果
控制系统可根据工程所在地的气象特点，通过电动遮阳百叶的自动调节，在光照强烈的季节可以阻挡太阳光线中的辐射热（如红外光线）和有害射线（如紫外线）通过幕墙进入到室内，照射在遮阳百叶帘上的太阳光辐射热被百叶帘阻挡吸收，可有效防止室内温度因阳光照射而升高，减少室内空调能耗；遮阳百叶可通过自动调节，阻挡太阳光线中的辐射热（如红外线）和有害射线（如紫外线）同时，会尽可能多的将可见光反射到室内，保证在玻璃幕墙周边一定范围内办公人员尽可能多的利用自然可见光线，提高办公光照舒适度的同时节约建筑的照明能耗，使建筑舒适高效又节能环保。
2.2舒适效果
在光线较弱的情况下，遮阳百叶帘可自动升起或将叶片旋转到适宜的位置，提高室内亮度；当光线较强是，也可通过调整叶片角度尽可能多的阻挡可见光直接射入到室内，仅将可见光的一部分反射到室内，可减少眩光等不适反应，提高办公人员的舒适度。
3.智能光控系统功能
3.1楼宇集中控制功能
电动遮阳百叶智能光控系统可采用开放性的tCp/ip网络协议的通信接口，以保证该系统可以接入更高级的上游大厦楼宇控制系统，从而实现与灯光照明、空调设备等子系统的协调联动。
3.2总线控制功能
中央控制室内的上位机电脑用于控制和检测所有的电动遮阳百叶帘，通过总线与每个电机控制器相连接，每个电机控制器都有自己的总线地址，并且控制系统能够实现对每一幅遮阳百叶帘的单独控制，可以保证任意一台遮阳百叶电机控制器的损坏不会影响对其它遮阳百叶帘电机进行管理，从而实现智能管理控制。
3.3联动控制功能
智能光控系统具备与电动开窗器、通风百叶等电动设备的联动功能，共享风、雨、光照传感器等气象传感器反馈回的控制信号，并可通过编程利用智能光控系统软件进行管理控制，保证各电动设备之间相互联动不会出现互相干扰的情况。
3.4阳光跟踪控制功能
阳光的照射角度在一天中是不断变化的，为了阻挡阳光的照射，控制系统需要不断的调整遮阳百叶叶片的角度，以达到最理想的遮阳效果。
三、智能防风雨
传统的幕墙通风系统通风量不可控制，雨天不能自动控制开关，不能按需进行能量交换，带来大量的能源消耗，智能防风雨功能的幕墙产品可以很好的解决以上问题。智能防风雨功能产品从设计实现、内容组成和工作过程各方面看都是由各专业协调合作的多功能系统，它主要由检测环境参数的温度传感器、风传感器、光照传感器、雨滴传感器和中央处理单元pLC(可编程控制器)组成,系统具有运行稳定、处理功能强大和扩展性强的特点，控制系统通过人机界面进行执行机构的操作,集中显示幕墙上各个设备的运行状况,整体有效的管理幕墙，它还可以与网络连接和楼宇控制系统相结合，实现同步智能控制。
参考文献：
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[2]王海林，智能建筑电气技术精选，中国电利，2005，（5）：
[3]刘永强. 浅谈我国电气自动化的现状及发展前景[J].黑龙江科技信息.2011(02)
[4]李国栋,马德新. 基于pC的电气自动化技术[J].黑龙江科技信息.2011(21)