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碳知识百科—碳源

>2021-7-14

一、 碳源的定义

“碳源”(carbon source)是指碳排放的源头,是向大气中释放碳的过程、活动或机制。与之相对应的一个概念是碳汇(carbon sink),即碳的吸收与储存,是从大气中清除碳的过程、活动或机制。碳源与碳汇是碳循环中的两个重要的概念,如果碳源和碳汇能够在循环中获得平衡,则温室气体在大气中的浓度就会稳定,温室效应便停止上升。

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二、碳源的内容介绍

(一)碳源的分类

碳源按照产业进行分类,可以分成六大类,分别是能源(电力)碳排放、工业碳排放、交通运输碳排放、建筑碳排放、私有部门(居民)碳排放以及其它碳排放:

类别

具体内容

能源(电力)碳排放

能源(电力)碳排放指的是利用能源进行发电过程当中产生的碳排放,这是我国碳排放比重最高的领域,约占碳排放总额的38%到40%。

工业碳排放

工业碳排放指的是国家与企业在进行工业生产以及开采加工的过程当中产生的碳排放。在我国,工业碳排放约占碳排放总额的28%到32%。

交通运输碳排放

交通运输碳排放主要来自于航空、船舶运输以及非电力驱动铁路及汽车。由于对石油的高度依赖以及交通运输总体体量的不断攀升,交通运输碳排放总额也较高,约占碳排放总额的10%-13%。

建筑碳排放

建筑碳排放指的是建筑在建材生产和运输、建筑施工、建筑运行、建筑拆除和废料回收处理五个阶段中产生的温室气体的总和。

私有部门(居民)碳排放

私有部门(居民)碳排放指的是居民在日常生活,即衣、食、住、行的过程中产生的温室气体的总和。

其它碳排放

其它碳排放指的是除以上五大领域之外产生的温室气体的总和。

内容来源:中研绿金院内部资料

(二)碳源的发展现状

1.我国碳排放的发展现状

我国2020年二氧化碳排放总量大约为94亿吨,排名世界第一名,是排名第二的美国的将近两倍。从变化的角度来看,自2016年到2019年,我国二氧化碳排放量稳步上升,增长率也呈现出上升趋势。而2020年,受到新冠疫情的影响,全球各国的二氧化碳排放总量基本都处于下滑趋势,其中我国下降了1.7%,美国下降了12%,欧盟下降了11%,印度下降了9%。 

从人均碳排放量来看,2020年,我国人均二氧化碳排放量达到6.4吨/人,排名全球第十五名。世界其他国家中,美国和沙特阿拉伯并列第一,达到了17.6吨/人,是中国人均的三倍左右。

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总体来看,我国的二氧化碳排放总量十分巨大,但因为我国人口基数巨大,平均来看,我国人均二氧化碳排放量位居世界中上游水平。我国正向着二氧化碳排放2030年达到峰值、2060年实现碳中和的伟大目标前进着,从我国碳排放发展的现状来看,任务是非常艰巨的。

2.我国能源结构的发展现状

在我国,能源(发电)领域占碳排放总量的四成左右,是我国最大的碳排放来源。其中,能源可以被分为清洁能源和非清洁能源。非清洁能源主要包括石油、煤炭等,使用非清洁能源会带来大量二氧化碳的排放;清洁能源主要包括水电、风电等。能源结构很大程度上影响着我国碳排放的发展。我们选取2016-2020年五年间我国的能源结构变化进行分析。

从图中,我们可以得出以下的结论:首先,煤炭依旧是我国最主要的能源,占比均高于50%,但占比逐年下降,显示对煤炭能源的依赖度要逐步降低。其次,我国清洁能源正在稳步发展,五年间占比上升了5.20个百分点,开始发挥越来越关键的作用。最后,石油占比保持基本稳定,始终是我国的重要能源之一。

3.我国工业碳排放的发展现状

工业生产和开采加工领域是我国碳排放比重第二高的领域,约占全部碳排放量的28%到32%。在工业生产和开采加工领域中,碳排放主要出现在钢铁、水泥、有色金属(铜、锌、铝、铅、钴、镍、锂)、玻璃等门类的相关生产环节。其中钢铁行业是31个制造业门类中碳排放量最大的行业,占工业碳排放总量的50%到55%。水泥行业是工业碳排放中占比第二高的行业,占工业碳排放总量的30%到33%。

4.我国交通运输碳排放的发展现状

我国交通运输领域碳排放量不容小觑,近年来快速增长,约占全国碳排放总量的10%到13%。其中,公路碳排放占比最高,约占74%。水运碳排放和铁路碳排放大体相当,都约占8%,航空航天碳排放约占10%。

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三、案例分析 

建设低碳住区的实践在世界广泛开展

社区是人们生活的主要场所,是城市的重要功能单位,也是城市碳排放的主要场地。低碳社区就是通过对碳源碳汇的利用,减少碳源,增加碳汇来减少社区的温室气体排放量。低碳社区涉及到交通、建筑、绿地等多个方面,需要构建完整的低碳控制系统。

(一)帕丁顿零碳社区

帕丁顿零碳社区位于伦敦西南的萨顿镇,是世界首个零碳社区。它从规划到建设再到管理,整个环节都贯穿着低碳的理念,其主要的路径及措施是通过技术和空间规划手段,减少能源、资源、建筑和交通等碳源的排放,基本实现了碳排放和碳吸收的动态平衡。具体措施如下表所示。

帕丁顿零碳社区采取的措施汇总

方面

措施

能源

社区的能源来自可再生能源而非矿物燃料。社区使用了热电联产设施、太阳能设施和风能装置作为能源供应端。其中,热电联产装置依赖燃木锅炉,通过将当地的废木料进行收集燃烧,使得在发电的同时也可以为住区供热

资源

英国当地降水充沛,因此社区内部配备雨水蓄水池,雨水经过自动净化、过滤后汇入其中,居民再通过潜水泵将其抽出用于清洗、灌溉等日常生活。使用过后,污水通过污水处理设施汇入芦苇湿地进行生态过滤,进而再循环利用

建筑

社区采用可持续的回收材料作为建筑材料,极大减少了建筑在建造过程当中产生的二氧化碳。为减少建筑的热量散失,各建筑物紧凑排列,并采用保温墙体和三层玻璃窗,此举大幅度减少对人工取暖设备的依赖。与此同时,所有建筑采用坐北朝南的布局,有利于最大限度铺设太阳能板,充分收集和利用太阳能

交通

社区内设置了自行车专用道,并通过规划引导社区内部慢行系统与城市慢行系统相衔接。同时住区内还配备了太阳能电动车充电桩,供居民免费使用。另外,为减少居民交通出行产生的碳排放,社区还配备了综合性商业设施,以期实现职住平衡

 

帕丁顿零碳社区示意图

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图片来源:交能网

(二)天津中新生态城

天津中新生态城是中国与新加坡共同签订打造的可持续发展的生态新城,位于天津滨海新区,占地30平方公里。其建设开发借鉴了新加坡生态社区的经验,提出了用地机构的层级概念,并且,配套设施也形成了不同层次和空间结构。

该生态城主要从交通和能源资源利用两个方面减少碳排放。在交通方面,生态城提出在公共资源分配和管理中赋予行人、自行车和公交优先权;削弱小汽车在道路交通中的占有量,从而建设以绿色交通系统为主导的交通发展模式。于此同时,将公交系统的布置与城市用地相结合,形成公交导向的开发模式,使居民在适宜的步行范围内解决生活基本需求。在能源和资源利用方面,形成了以节水为核心的水资源利用体系。通过完善的污水处理——中水回用——雨水收集——海水淡化系统,使水资源的利用得到最大限度的循环;在能源利用上,太阳能、生物质能、风能、地热能等多种清洁能源共存,形成了可再生能源与常规清洁能源相互衔接、相互补充的能源供应模式。

 

生态城建设之初航拍

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生态城建成之后航拍

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图片来源:中新天津生态城SSTEC公众号

 

作者:中研绿色金融研究院 徐邱航

 

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