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1、第十二章全球气候变化与低碳经济第1页，此课件共82页哦第一节第一节 全球气候变化及其影全球气候变化及其影响响 近年来，世界各国出现了几百年来历史上最热的天气，厄尔尼诺现象也频繁发生，给各国造成了巨大的经济损失。工业文明以来，气候变化日益成为全人类必须面临的重大环境问题，成为21世纪人类共同面临的最为复杂、最具有挑战性的问题之一。联合国环境规划署（UNEP）2008年3月16日报告指出，由于全球气候变化，冰川正在以比任何时候都快的速度融化，并且，许多冰川可能在数十年内消失。早在1896年诺贝尔化学奖获得者斯凡特阿列纽斯（Svante Arrhenius）就预测：化石燃料燃烧增加了大气中的二氧化碳
2、浓度，从而导致全球变暖。一、全球气候变化状况一、全球气候变化状况 全球气候系统是指由大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈（陆面）和生物圈组成的高度复杂的系统。全球气候系统的各个圈层之间、各圈层内部存在着各种各样的物理的、化学的和生物的相互作用和相互影响，从而构成一个统一的复杂巨系统。全球气候系统中的任何一个子系统发生了变化，都会产生非常复杂的物理变化、生物变化和化学变化过程与反馈机制，而且这种相互作用有不同的时间尺度和空间尺度，从而造成全球气候系统的变化或变异，第2页，此课件共82页哦第一节第一节 全球气候变化及其影全球气候变化及其影响响 全球气候变化正是全球气候系统变化的一个重要表现特征。全球气候变
3、化是指在一个时间段内（10年或更长的时间尺度）全球气候平均状态或离差(距平)发生了统计意义上的显著变化。因此，全球气候变化是全球气候在一个较长时期内的显著变化趋势，全球气候变化没有确切的时间周期，但有非常宽的时间谱，可以月延伸到年、十年，直至万年。全球气候变化的尺度从最长108109到100（年际变化），可分为地质时间、历史时间和近现代3个阶段的气候变化。近现代气候变化对当今社会经济和自然环境影响最大，因而是目前全球气候研究的重点。研究表明，地球从形成到现在已经有46亿年的历史了，大约在距今24亿年以前的太古时代，地球表面就已经形成了原始的岩石圈、水圈和大气圈，开启了气候动荡变化的先河。从18
4、60年有气象仪器观测气象记录以来，世界气温出现了明显的波动上升现象。自1861年以来，全球平均地表温度呈现波动上升的趋势。据专家估算，近100年来，全球平均气温升高0.30.6.20世纪增幅最大的两个时期为19101945年和19762000年。19491979年30年长期平均气温比20世纪初全球平均气温高0.25,20世纪80年代以来的30年期间，全球气温上升迹象第3页，此课件共82页哦第一节第一节 全球气候变化及其影全球气候变化及其影响响 更加明显，除极少数年份外，当年平均气温连续高于长期平均气温。最新研究显示，到21世纪末，地球的平均温度将上升1.6。二、全球气候变化的成因二、全球气候变
5、化的成因 虽然现在对气候变化的成因还众说纷纭，但是气候变化肯定既有来自地球内在的变化和包括板壳运动所造成的对气候的影响，当然也有来自人类，尤其是近些年来由于人类生活生产活动改变了大气成分对其造成的影响，又或者是由于人类利用土地方式改变造成的影响。（一）气候变化的自然原因（一）气候变化的自然原因 全球气候系统各组成部门和影响因子之间存在高度非线性、不稳定关系，输入和输出不一定成正比，牵一发而动全身，这种错综复杂的相互作用关系使得全球气候变化往往是偶然的和逆转性的，存在很大不确定性。一般认为，影响全球气候变化的自然因素有以下几种：1、地球、地球气候系统以外的因素气候系统以外的因素 太阳辐射是全球气
6、候系统的根本驱动力，太阳辐射是通过大气和下垫面来影响气候变化的：太阳本身的周期性变化会对全球气候系统产生一定影响，如太阳黑子、耀斑、日珥、太阳风暴等。人类活动既能通过影响大气的下垫面，从而影响太阳辐射，进而影响气候变化，又能直接影响气候。在大气和下垫面之间，人类活动及大气和下垫面之间，互相影响、互相制约，形成重叠的内部与外部反馈关系，从而使第4页，此课件共82页哦第一节第一节 全球气候变化及其影全球气候变化及其影响响 同一来源的太阳辐射不断的来回传递、组合、分化和发展，在这种长期的影响传递中，太阳还会发生许多非周期性的变化，使地球上气候变化异常复杂。地球轨道的变化会影响到地球表面接受到太阳辐射
7、量，进而影响到气候变化。地球公转运动中的某些参数，如轨道变心率、黄赤交角、岁差，存在着2.1万10万年的变化周期，而气候变化周期与轨道参数之间良好的一致性表明，地球表面接受太阳能是导致气候不稳定的根本原因。2、地球、地球-气候系统本身的因素气候系统本身的因素 （1）强地质因素。地球系统本身也处于不断的运动变化之中。造山运动、火山活动等以及它们的综合影响，甚至地球自转速度的变化，均影响到大气动量守恒。（2）大陆-海洋-气候系统内在因素。地球系统中海洋-陆地分布的沧桑巨变通过正反馈、负反馈机制对地球气候系统产生复杂的影响。3、随机因素、随机因素 地球-气候系统的本身因素即使与太阳辐射周期因素联系在
8、一起，气候变化在很大程度上也是随机性的。（二）气候变化的人为原因（二）气候变化的人为原因 气候变化的自然原因在短时期的变化一般是不太显著的。联合国政府间气候变化专门委员会（简称IPCC）第一工作组（WG1)第四次评估报告气候变化2007：自然科学基础与2007年2月2日正式发布。在大量不同时间尺第5页，此课件共82页哦第一节第一节 全球气候变化及其影全球气候变化及其影响响 度和更新、更全面的数据基础上，第四次评估报告对气候变化的各种过程、气候模式的能力以及气候变化的预估及其不确定性问题进行了深入的评估研究。该报告认为气候系统的变暖是毋庸置疑的，人类活动很可能是最近50年全球气候变暖的主要原因。
9、全球气候变化的人为原因是指由于人类有意识和无意识的经济社会活动，如人口增长与城市化，大规模的化石能源使用导致的温室气体排放、森林砍伐、过度放牧、土地的不合理使用等，这些人为原因的持续积累改变大气环流和大气化学组成成分，从而导致全球气候的短期变化和区域性变化。人类活动对气候影响可分为有意识影响和无意识影响两种类型。有意识的气候影响是人类为了某种目的而采取一定措施，有意识的改变气候条件，即各种人造小气候类型。人类活动对气候的影响很多是无意识的影响行为，人类活动的影响既有正面的，也有负面的，如人类活动产生的二氧化碳过量就会导致温室效应，导致意想不到的后果。人为气候影响的主要表现形式有三类：工农业生产
10、过程中排放大量温室气体和各种污染物，改变大气化学组成成分，影响气候；人类的活动（如森林砍伐、过量放牧、植被破坏等不合理的土地利用行为）改变了下垫面，从而导致气候变化；人为热和人为水汽的排放，如城市中产生的城市气候效应，导致区域性气候变化。第6页，此课件共82页哦第一节第一节 全球气候变化及其影响全球气候变化及其影响 三、全球气候变化的影响三、全球气候变化的影响 气候变化的影响是全方位、多尺度和多层次的，既包括正面影响，也包括负面效应。但目前它的负面影响更受关注，因为不利影响可能会危及人类社会未来的生存与发展。全球气候变化在当今主要表现为全球变暖，其影响是多方面，不仅对自然生态系统产生复杂影响，
11、而且对农业、工业、交通、能源、贸易等社会各个方面都造成了深远的影响。气候变化影响到人类的生存与发展，深度触及各国的能源安全、农业和粮食安全、水资源安全、生态安全和公共安全，应对气候变化和防灾减灾日益引起国际社会的普遍关注。2005年瑞士达沃斯世界经济论坛把气候变化列为全球第三大挑战，同年八国首脑会议也把气候变化重要议题之一。按现在的一些发展趋势，科学家预测的全球气候变化的影响主要有以下主要几方面：（一）气候变化对自然生态系统的影响（一）气候变化对自然生态系统的影响 1、冰川冻土融化，破坏区域自然生态环境冰川冻土融化，破坏区域自然生态环境 全球4/5的淡水资源储存在冰川之中，南北极冰川占全球淡水
12、资源的75%，内陆高山冰川是河流重要的水源。随着全球气候变暖，南极大陆和格陵兰冰盖面积在萎缩，厚度在下降，裂缝在扩大。科学家研究确认，2000-2008年期间，该冰川已经丧失了1.5亿t的质量，这相当于海平面上升的速度平均为每年0.46mm，在2006-2008年这一速度增加到每年平均为0.75mm。内陆冰川融化的速度更快，喜马拉雅冰川在不断收缩，近30年来，青藏高原冰川面积减少了10%以上，雪线第7页，此课件共82页哦第一节第一节 全球气候变化及其影全球气候变化及其影响响 上升最高达到350mm。冰川和多年冻土的融化不仅直接破坏了所在区域的自然生态环境，而且随着冰川冻土的融化将使封存在其中的
13、大量甲烷等温室气体释放到大气中，进一步增加大气中的含碳量，增强地球的温室效应。美国麻省理工学院科研人员在地球物理研究杂志网络版上报告说，如果冰川冻土中封存的甲烷释放到大气层中，其导致的全球气候变暖速度可能会比目前由二氧化碳等温室气体造成的全球气候变暖还要快20倍。2、海平面上升，影响和改变近海陆地生态系统、海平面上升，影响和改变近海陆地生态系统 科学家的研究表明，过去的100年间全球海平面上升了14.4cm，中国的海平面上升了11.5cm，全球气候变暖是海平面上升的罪魁祸首。海平面上升的原因有：气候变暖使海洋变暖，海水出现热膨胀导致海平面上升；全球气候变暖引起南极和北极冰雪融化导致海水上涨。海
14、平面上升将直接危害到低岛屿和低海岸带，导致沿海洼地淹没，还会使沿海地下水位上升、盐分增加、水土资源恶化加剧，直至影响和改变近海陆地生态系统。3、大气环流异常变化，影响和改变海洋、河流、湖泊生态系统、大气环流异常变化，影响和改变海洋、河流、湖泊生态系统 全球气候变化导致大气环流变化异常，太平洋上空大气环流异常变化导致厄尔尼诺现象日趋活跃就是有力例证。太平洋上空的大气环流名为沃克环流，当沃克环流变弱时，海水吹不到西部，太平洋东部海水变暖，于是就产生厄尔尼第8页，此课件共82页哦第一节第一节 全球气候变化及其影全球气候变化及其影响响 诺现象。但当沃克环流变得激烈时就产生了拉尼娜现象。一般拉尼娜现象会
15、随着厄尔尼诺现象而来，交替出现，而近50年来，厄尔尼诺现象日趋活跃，拉尼娜现象有所减缓。厄尔尼诺现象不仅直接导致中、东太平洋及南太平洋沿岸异常多雨，西太平洋降水减少，而且常常抑制西太平洋热带风暴形成、促使北太平洋飓风增加。全球气候变暖不仅使大气环流出现异常变化，影响和改变了海洋生态系统变化，而且对河流、湖泊产生区域性影响，一些区域的河流、湖泊会出现水位升高、面积增加的趋势，而另外一些区域的河流、湖泊则可能出现流量减少、水面降低的现象。4、森林生态系统发生演变，生物多样性受到威胁、森林生态系统发生演变，生物多样性受到威胁 联合国政府间气候变化专门委员会的气候评估报告表明，由于人类活动排放大量的温
16、室气体，大气温室效应将进一步加强，造成全球气候变暖，如果考虑到降水的相应变化，估计大约50年后气候带将向两极方向移动数百公里。与气候带的推移相比，全球动植物区系的变动将有一个滞后量，一些动植物可能保留在原地，而另一些动植物将移到新的适应区，从而使得全球生态系统的结构和格局发生改变。气候变化将改变植被的组成、结构和生物量，使森林分布格局发生变化。第9页，此课件共82页哦第一节第一节 全球气候变化及其影全球气候变化及其影响响 全球气候变化可能使得一些物种无法适应而消失。根据联合国政府间气候变化专门委员会第四次评估报告，气候变化可能导致一些不可逆转的影响。有中等可信度表明，如果全球平均温度增幅超过1
17、.52.5 （与1980-1999年相比），所评估的20%-30%的物种可能面临增大的灭绝风险；如果全球平均温度增幅超过3.5，模型预估结果显示，全球将出现大量物种灭绝（占所评估物种的40%70%），生物多样性将减少。（二）全球气候变化对人类社会的影响（二）全球气候变化对人类社会的影响 1、对农业和食物安全的影响、对农业和食物安全的影响 农业部门可能是对气候变化反应最为敏感的部门之一，农业生产在很大程度上取决于气候变化，气候变暖导致的土壤蒸发量上升，就可能带来频繁的气候灾害，如过多的降雨、大范围的干旱和持续的高温，造成大规模的灾害损失。全球气候变暖不仅导致一些极端天气气候事件频繁发生，而且使得
18、农作物病虫害增加，面临病虫害的威胁，需要更多的农药控制这些农业害虫，农业生产成本和投资大幅度增加，也造成土地污染和人类疾病增加。全球气候变化对农业生产和食物供给影响很大，也较为复杂。研究表明，当气候升温低于几摄氏度，气候变化对中纬度地区农作物产量的影响是正面的，因为气候变暖导致二氧化碳增加可以刺激作物生长和提高产量；但当气候变化超过几摄氏度时，气候变化对中纬度地区农作物产量的影响是负面的。对于热带地区而言，由于该地区农作物产量已经接近极限，而且以干燥土地第10页，此课件共82页哦第一节第一节 全球气候变化及其影全球气候变化及其影响响 或雨养农业为主，因此，即使是微弱的气候升高和降雨减少都会导致
19、农作物减产。多数研究表明，如果全球年平均气温升高几摄氏度或更高，则粮食供给的增长将会滞后于需求的增长，粮食价格会升高，食物安全问题将日显突出。2、对人类健康的影响、对人类健康的影响 气候变暖使人们因气候变化而产生不适应的感觉，也会助长某些疾病的蔓延，加大疾病的威胁和死亡率，增加传染病。高温会给人类的循环系统增加负担，热浪会引起死亡率的增加。由昆虫传播的疟疾及其他传染病与温度有很大的关系，随着温度升高，可能使许多国家疟疾、淋巴腺丝虫病、血吸虫病、黑热病、登革热、脑炎增加或再次发生。在高纬度地区，这些疾病传播的危险性可能会更大。3、对人居环境、交通运输、能源的影响、对人居环境、交通运输、能源的影响
20、 全球气候变暖可能导致大部分陆地地区冷昼、冷夜偏暖或偏少，热昼、热夜偏暖或偏多，气温上升导致无适当住宅的人群生活质量下降，尤其是老人、幼童和穷人生活质量受热浪影响最为显著。全球气候变化导致洪涝、干旱灾害频繁发生，洪涝、干旱灾害会直接破坏人居环境，使得人民生命和财产遭受损失，人居环境破坏严重。全球气候变化还会对工业、交通、贸易、能源等社会方方面面产生复杂影响。例如，气候变化所导致的洪涝、泥石流、海啸、冰雪灾害等极端天气事件会直接破坏道路、桥梁、凿洞等基础设施工程，对交通运输产生影响。第11页，此课件共82页哦第一节第一节 全球气候变化及其影全球气候变化及其影响响 4、气候变化影响评价的不确定性、
21、气候变化影响评价的不确定性 全球气候系统非常复杂，影响气候变化的因素非常多，涉及太阳辐射、大气构成、海洋、陆地和人类活动等诸多方面，对气候变化趋势，在科学认识上还存在不确定性，特别是对不同区域气候的变化趋势及其具体影响和危害，还无法做出比较准确的判断。但从风险评价角度而言，大多数科学家断言气候变化是人类面临的一种巨大环境风险。第12页，此课件共82页哦专栏专栏12.1 温室效应温室效应 1827年，法国科学家让富里叶首次提出了温室效应理论。该理论认为，大气中有一些微量气体，如二氧化碳、甲烷、臭氧等，尽管含量很少，但由于它们对太阳辐射几乎是透明的，尤其是二氧化碳和甲烷对地面长波辐射却有很强的吸收
22、能力，从而把地球包裹的像温室一样温暖，这些气体对地面气候起着类似于温室的作用，故称“温室效应”，这些气体耶就被称为温室气体。第13页，此课件共82页哦专栏专栏12.1 温室效应温室效应 温室气体对地球-气候系统的辐射能量收支平衡起着非常重要的作用，其浓度的变化会对气候系统产生很大的影响，很可能推动着全球气候变化。不同温室气体对气候变暖起到的作用是不同的，其中以二氧化碳的增量效应最为显著（表12.1）。表表12.1 温室气体的种类及其增温效应（温室气体的种类及其增温效应（IPCC，2001）种类增温效应（%）生命周期（年）二氧化碳（CO2）6350200甲烷（CH4）151217一氧化二氮（N2
23、O）4120氢氟碳化物1113.3全氟化碳50000六氟化硫及其他7 （资料来源：史新峰.2010.气候变化与低碳经济 .北京：中国水利水电出版社）第14页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 全球气候变暖及其潜在威胁宣告了传统的以高能耗、高物耗、高污染为主要特征的高碳排放发展模式即将终结，而以低能耗、低物耗、低污染为主要特征的低碳发展模式正受到广泛关注，联合国环境规划署将2008年“世界环境日”的主题确定为“改变传统观念，推行低碳经济”。一场新的革命低碳经济，不论从理念、技术还是产业哪个角度上看，都已经初见端倪。一、碳的存量及碳排放一、碳的存量及碳排放 (一一)碳的存量碳的存量
24、碳是一切生物体中最基本的成分，占有机体干重的45%以上。在自然界中，碳本来只是一个简单的元素，然而，因为它与全球变暖息息相关的关系，如今已经成为关注的焦点。据估计，全球碳储存量约为261015 t，其中99.9%的碳是以碳酸盐和碳氧化合物形式被禁锢在岩石圈和化石燃料中，这两个库中的碳活动缓慢，实际上起着贮存库的作用。地球上还有三个碳库大气圈库、水圈库和生物库。这三个库中的碳在生物和无机环境之间迅速交换，容量小而活跃，实际上起着交换库的作用。碳在岩石圈中主要以碳酸盐的形式存在，总量为2.71016 t；在大气圈中以CO2和CO的形式存在，总量有21012 t；在水圈中以多种形式存在；在第15页，
25、此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 生物库，则存在着几百种被生物合成的有机物。这些物质的存在形式受到各种因素的调节。在大气中,CO2是含碳的主要气体，也是碳参与物质循环的主要形式。在生物库中，森林是碳的主要吸收者，它固定的碳相当于其他植被类型的两倍。森林又是生物库中碳的主要贮存者，贮存量大约为4.82 1011t，相当于目前大气含碳量的2/3。除了大气，碳的另一种储存库是海洋，它的含量是大气的50倍，更重要的是海洋对于调节大气中的碳含量起着重要的作用。在水体中，同样由水生植物将大气中扩散到水上层的CO2固定转化为糖类，通过食物链经消化合成，再消化再合成，通过各种水生动植物呼吸作用又
26、释放到大气中。（二）碳排放（二）碳排放 碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。温室气体中最主要的气体是CO2，因此用碳（carbon）一词作为代表。虽然并不准确，但作为让民众最快了解的方法就是简单的将“碳排放”理解为“CO2排放”。多数科学家 第16页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 和政府承认温室气体已经并将继续为地球和人类带来灾难，所以“（控制）碳排放”、“碳中和”这样的术语就成为容易被大多数人所理解、接受，并采取行动的文化基础。人们的日常生活一直都在排放CO2，而如何通过有节制的生活，例如少用空调和暖气、少开车、少坐飞机等，以及如何通过节能减污的技术来工业和企业的碳排
27、放量，成为21世纪初最重要的环保话题之一，也是发展低碳经济的目的所在。（三）碳循环（三）碳循环 自然界碳循环的基本过程是：大气中的CO2 被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物过程或地质过程以及人类活动过程，又以CO2 的形式返回到大气中。具体的循环和交换过程有以下几种：1、有机体和大气之间的碳循环、有机体和大气之间的碳循环 如图12.2所示，绿色植物从空气中获得CO2，经过光合作用转化为葡萄糖，进而转化为植物体的碳化合物，通过食物链转化为动物体的碳化合物。其后，一方面通过动植物体的呼吸作用将一部分碳化物转化为CO2 释放到空气中，另一方面储存在生物有机体中，动植物死后，一部分在分解之前被沉积
28、物掩埋成为矿石燃料煤、石油、和天然气等，当矿石燃料被开采、利用或自然风化，其中的碳被氧化成为CO2 释放到大气中，残体中的碳通过微生物的分解作用也成为CO2 最终排入大气中。第17页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 图12.2 有机体和大气之间的碳循环第18页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 2、大气和海洋之间的、大气和海洋之间的CO2交换交换 CO2在大气圈和水之间的界面通过扩散作用而相互交换。CO2的移动方向主要决定于在界面两侧的相对浓度，它总是从高浓度的一侧向低浓度的一侧扩散。借助于降水过程，CO2也可进入水体。在土壤和水域生态系统中，溶解的CO2和水结合
29、形成碳酸，这个反应是可逆的，反应进行的方向取决于参加反应的各成分的浓度。碳酸可以形成氢离子和碳酸氢根离子，而后者又可以进一步离解为氢离子和碳酸根离子。由此可以预见，如果大气中的CO2发生局部短缺，就会引起一系列的补偿反应，水圈中的CO2就会更多进入大气圈中。同样，如果水圈中的CO2在光合作用中被植物利用耗尽，也可以通过其他途径或从大气中得到补偿。总之，碳在生态系统中的含量过高或过低都能通过碳循环的自我调节机制而得到调整，并恢复到原有水平。大气中CO2溶解在雨水和地下水中成为碳酸，碳酸把石灰岩变为可溶态的重碳酸盐，并被河流运送到海洋中。海水中的碳酸盐和重碳酸盐的含量是饱和的，接纳新输入的碳酸盐，
30、便有等量的碳酸盐沉积下来。通过不同的成岩过程，又形成石灰岩、白云岩和碳质页岩。在化学和物理作用下，这些岩石被破坏，所含的碳又以CO2的形式释放入大气中。火山爆发也可以使一部分有机碳和碳酸盐中的碳再次加入碳的循环。炭质岩石的破坏，在短期内对循环第19页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 的影响虽然不大，但对几百万年中碳量的平衡是重要的。人类燃烧矿物燃料获得能量的同时，产生了大量的CO2，结果导致空气中CO2浓度升高，破坏了自然界原有的平衡，可能导致气候异常。矿物燃料燃烧生成并排入大气的CO2有一小部分可被海水融化，但海水中溶解态CO2的增加又会引起海水中酸碱平衡和酸碱盐溶解平衡的变
31、化。矿物燃料的不完全燃烧会产生少量的CO，自然过程也会产生CO。CO在大气中存留时间很短，主要被土壤中的微生物所吸收，也可能通过一系列化学或光化学反应转化为CO2。二、碳排放计算与换算二、碳排放计算与换算 CO2在常温常压下是一种无色无味气体，空气中含有约1%的CO2，液碳和固碳是生物体和矿物燃料的主要组成成分。1t C在氧气中燃烧后能产生大约3.67t CO2（C的分子量为12，CO2的分子量为44,44/12=3.67）。CO2排放量的计算关系式为 Q=(E A-B)R 3.67第20页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 式中：Q CO2的排放量（t）E能源消费量（MJ）A单
32、位能源含碳量（t碳/MJ）B固碳量（t）R氧化率 固碳量=固碳产品产量单位产品（能源）含碳量固碳率 净碳排放量=E-B=EA-B(为能源潜在排放系数，t/MJ)实际CO2排放量=36.7（EA-B）R （一）能源消费碳排放计算（一）能源消费碳排放计算 首先将能源消费食物量折算为能量单位，即 E=E0 式中:E0能源消费实物（t);能源折算系数。能源含碳量=E，根据能源含碳量=E=EA，所以=A。碳排放量=能源i的消费量能源i的排放系数（i为能源种类）。第21页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 第22页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 (二）节能与二）节能与CO2
33、减排减排 不同机构对一次能源消耗的碳排放系数的估计有所不同，国家发展与改革委员会能源研究所推荐值为0.67t/t标准煤，日本能源经济研究所参考值为0.68t/t标准煤，美国能源部能源信息署参考值为0.69t/t标准煤。根据专家测算，每节约1kWh电就相应节约0.4kg标准煤，同时减少污染排放 0.272kg碳粉尘、0.997kg C02、0.03kg S02、0.015kg 氮氧化物。(三）碳排放的影响因素三）碳排放的影响因素 日本学者茅阳一指出影响排放量的因素有：人口、人均国内生产总值、单位国内生产总 值的能源用量（称之为“能源强度”）、单位能源用量的碳排放量（称之为“碳强度”）。碳排放量=
34、人口人均国内生产总值单位国内生产总值的能源用量单位能源用量的碳排放量。第23页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 丁仲礼认为，影响碳排放的主要因素有：人口变化趋势、社会发展阶段和能源结构。根据国际全球变化人文因素计划中国国家委员会（CNC-IHDP)产业转型（IT)工作组 20072008年的研究，将碳排放计算公式分解为能源消费总量、能源消费结构、产业技术因素、中间投入量、产业产值结构和工业总量等因素。影响碳排放的因素可归纳为如下六个方面：1 1、人口因素人口因素 （1）人口数量增长。人口数量增长是影响碳排放的重要因素。随着人口数量增长，食物、水和能源等人类的基本需求呈现日益增长
35、趋势，尤其是对能源的需求呈现指数增长状态，在传统化石能源时代，能源需求的增长必然意味着温室气体排放的日益加剧。第24页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 （2）人口老龄化。人口结构变化也会对一个社会的碳排放提出更高的要求。例如，人口缓慢增长、死亡率的下降导致社会进人老龄化阶段，必将对社会发展和消费结构产生深远的影响。在工业化国家，人口老龄化意味着家庭数量增加、家庭规模缩小，也就意味着人均生活用能源量提高，人均碳排放量加大，同时对能源服务质量要求进一步提高，因此，人口老龄化社会的到来必然加大人均能源消费量和碳排放量，能源清洁化和优质化的需求进程 加快。（3）人口的城市化。城市是人口
36、、建筑、交通、工业、物流的集中地，也是高耗能、高碳排放的集中地。据统计，全球大城市消耗的能源占全球能源消耗的75%，温室气体排放量占世界排放量的60%，城市是最大的CO2排放者。人口城市化进程的加剧，必然意味着 能源需求的快速增长，高能耗、高碳排放必然成为伴随着城市化进程的显著特征。2 2、经济技术因素经济技术因素 (1)经济发展阶段。不同的国家由于处于不同的发展阶段，工业化进程及其碳排放是不同的（图12.3)。在发展中国家，尤其是一些处在传统农业社会的发展中国家，由于其经济是以自然经济为主，现代工业尚未完全建立，对化石能源需求量较低，这种经济结构是低碳的，但不能满足现代社会的社会经济发展需要
37、；在工业化进程中的国家，尤其是新兴工业化国家和处在快第25页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 速工业化的发展中国家，由于工业在国民经济中的比例会在相当长的时期内占据主导地位，对化石能源需求处于快速增长态势中；处在“后工业化社会”的发达国家，工业化过程已经完成，工业规模趋于饱和，服务业处于国民经济的主导地位，产业的碳排放趋于下降，不过发达国家能源消耗和碳排放已经达到了很高的水准，尤其是消费领域碳排放仍然较高，且处于整个社会的能源使用和碳排放的核心领域。第26页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 （2）经济增长方式。随着技术水平提高，经济增长方式会逐渐发生改变，由外延
38、式增长逐渐转向内涵式增长。外延式增长模式主要是靠数量扩展，是以大量能源为物质要素投入的粗放式经济增长方式，必然伴随高能耗和高碳排放。内涵式增长是以知识、技术为要素投入的经济发展方式，能源需求相应降低，能源结构和能源效率得以优化和提升。（3）技术进步。科学研究和技术研发的进步对能源的消费和生产领域都能产生深远影响，对减少温室气体排放具有极其重要的推动作用。一方面，清洁可再生能源技术的创新，可以有力促进风能、太阳能、水能的规模化、商业化的开发利用，增加无碳能源和低碳能源的供给，改善能源结构，降低温室气体的排放。另一方面，化石能源的开采、生产、利用技术的不断革新，能够加速高效、清洁生产技术和节能产品
39、的开发运用，提高能源生产和使用效率，降低能源消耗，减少碳排放。第27页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 3.3.能源因素能源因素 (1)能源结构。按照能源产生的来源地可将能源划分为以下三种类型：来自地球以外天体的能源，如太阳的辐射能；地球本身所蕴藏的能源，包括地热能、放射性元素的放射能（如核能）、地壳内埋藏的有机燃料的化学潜能（即化石能源）以及地表植物燃料的潜能(即生物质能）；地球与天体之间相互作用所产生的能源，如水流、潮汐、风和洋流所含有的能源等。按照能源使用清洁程度可以分为不可再生清洁能源和可再生清洁能源，前者是指化石能源，后者包括生物质能源和其他形式能源。第28页，此课件
40、共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 A.化石能源。化石能源又称矿物燃料，是古代的动植物体中所包含的有机质经过长期转化而形成的可燃性能源物质，包括煤炭、石油、天然气、煤层气和油页岩等可燃有机矿产，这些能源都是建立在碳元素的基石上。煤的含碳量最高，石油次之，天然气的单位热值的碳密集只有煤炭的60%。化石能源是满足人类能源消费的主体力量，其中煤炭、石油和 天然气又是重中之重，构成了化石能源的三大支柱。化石能源具有以下经济学属性：化石 能源具有稀缺性和不可再生性。化石能源的储量是极其有限的，而能源的需求则是持续增长 的，现有的化石能源的蕴藏量正在不断减少，直至最终枯竭。化石能源消费具有外部不经济
41、性。化石能源的大规模开采利用在极大促进人类经济社会发展的同时，也产生了极其显著的外部不经济性，给人类赖以生存的环境造成极大的破坏，环境污染日趋严重。化石能源 具有准公共产品属性。尽管化石能源不具有非竞争性，但由于化石能源的形成和分布特点，决定了化石能源具有一定程度的非排他性，常常造成众多开采者在同一区域同时开采，造成不同程度的“公地悲剧”，浪费性开采时有发生。第29页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 B.生物质能。生物质是各种生命体产生或构成生命休的有机质的总称，常见的生物有机质有：农林废弃物、能源植物、城市和工业有机废弃物、禽畜粪便等。能源植物是直接用于提供能源的植物。生物质
42、的组成成分包括：纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、单糠、淀粉、水分、灰分和其他化合物等。生物质的特点在于：能源性。生物质是各种生命体产生的有机物质或是构成生命体的有机物质，这些有机物质中蕴含有丰富的生物质能。生物质所蕴涵的生物质能最初都是绿色植物通过叶绿素将太阳光能转化而贮存在生物质内部，尤其是能源植物体内富含生物质能可直接用于提炼能源。广泛分布性与可再生性。各种有机废弃物随处可见，而且农林废弃物及能源植物还可以不断再生。低污染性 。生物质是一种有机原料，生物质转化过程中排放的C02量等于生长过程中吸收的量，燃烧过程中的硫化物和氮化物较少，因而对大气的C02净排放量近似于零。C.其他形式的能源
43、，包括核能、风能、太阳能、水能、地热能等，这些能源的共同特点是这些能源的获取与消费均不会产生温室气体的排放，属于无碳能源。当然，这些能源的生产设备，如核电厂所用的建筑材料和风力发电机的生产等，都需要消耗能源，涉及温室气体的排放，但与这些清洁、可再生能源所产生的热值相比，这些能源消耗是微不足道的。第30页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 （2）能源效率。通过推广普及具有市场潜力的、具有成本效率的节能技术或新能源技术，可以提高能源利用效率，使得同样的产出能够大大减少能源消费，从而降低温室气体的排放。在能源消耗部门，科技进步可以促进能源效率的提高。一方面，通过提髙设备的工作 效率，直
44、接降低产品的能耗；另一方面，通过信息产业、电子商务、通信设备等产业的迅猛发展，缩短交易过程，降低中间环节的成本，使得能源强度下降，从而降低能源消耗。（3）碳排放强度。碳排放强度是指单位国內生产总值的C02排放量，简称碳强度，常用一国或一个地区一定时期内的C02排放量与国内生产总值的比值表示。一国或一个地区可以通过实施积极的能源和环境政策，大力发展清洁能源，改善能源结构，从而降低碳排放强度，减少碳排放量。4.4.环境政策因素环境政策因素 减少碳排放量的途径除了直接减少碳排放量以外，还包括降低和吸收大气中现有CO2的环境政策措施，包括增加碳汇潜力的环境政策措施和政府管制压力。第31页，此课件共82
45、页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 （1）碳汇潜力。由于绿色植物通过光合作用能够吸收和固定大气中的C02，因此，通过制定实施积极的环境政策措施，调整土地利用结构和增加森林覆盖率，可以增加陆地和全球生态系统吸收和固定大气中C02的量，从而增加生物碳汇潜力，减少C02向大气中的排放量。陆地碳汇是目前限制C02排放对气候变化的影响的一个重要的因素，关于大陆和全球陆地生态系统碳交换的最近实证研究表明，就净碳交换来说，陆地生物圈在20世纪80年代基本上是中性的，而在90年代却是一个碳汇，包括森林面积增加、因被废弃农田再生长和 生长季节加长而使其吸收碳的能力增强以及因自然火灾和昆虫泛滥而使其吸收碳的能力减
46、小。（2）政府管制压力。随着经济发展水平的提高，各国政府对环境质量越来越重视，如何使环境外部性内部化越来越成为政府环境政策考量的重点，政府对环境问题的管制压力日趋加大。政府管制压力主要体现在两个方面：通过制定越来越严格的环境排放标准，使不清洁能源的使用成本不断上升，推动节能减排；政府对某些污染严重的能源品种实行强制性替代，例如强制用天然气替代煤。第32页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 三、低碳经济的基本三、低碳经济的基本内涵内涵和特征和特征 “低碳经济”提出的大背景是全球气候变暖对人类生存和发展提出了严峻的挑战。随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因
47、不断地为人们所认识，不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害，大气中C02浓度升高带来的全球气候变化也已被确认为不争的事实。在此背景下，“碳足迹”、“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活方式”“低碳社会”、“低碳城市”、“低碳世界”等一系列新概念、新政策应运而生，而能源与经济以至价值观实行大变革的结果，可能将为逐步迈向生态文明走出一条新路，即：摒弃20世纪的传统增长模式，直接应用新世纪的创新技术与创新机制，通过低碳经济模式与低碳生活方式，实现社会可持续发展。第33页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 全球第一次提出“低碳经济”这个理念是在2003年英国政府发布的能源白皮
48、书我们能源的未来：创建低碳经济上，这是“低碳经济”最早见诸于政府文件的证明。当时英国 提出的目标是2050年将CO2的排放量在1990年的基础上削减60%，从根本上把英国变成一个低碳经济国家。我们能源的未来：创建低碳经济的白皮书中指出，低碳经济是通过更少的自然资源消耗和更少的环境污染，获得更多经济产出；低碳经济是创造更高生活标准和更好生活质量的途径，为发展、应用和输出先进技术创造了机会，同时也能创造新的商机和更多的就业机会。其后数年间，世界各国大多将“低碳经济”纳入国民经济增长的转型模式中，并各自实 施着低能耗的经济增长模式。第34页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 2006年
49、，前世界银行首席经济学家尼古拉斯斯特恩牵头做出的斯特恩报告指出，全球以每年1%国内生产总值的投入，可以避免将来每年5%20%国内生产总值的损失，呼吁全球向低碳经济转型；2007年7月，美国参议院提出低碳经济法案，表明低碳经济的发展道路有望成为美周未来的重要战略选择。同年12月，联合国气候变化大会制定了应对气候变化的“巴厘岛路线图”，要求发达国家在2020年前将温室气体减排25%40%。“巴厘岛路线图”为全球进一步迈向低碳经济起到了积极的作用，具有里程碑的意义。2008年，联合国环境规划署确定该年“世界环境日”的主题为“转变传统观念，推行低碳经济”。()()低碳经济的基本内涵低碳经济的基本内涵自
50、2003年英国提出“低碳经济”后，一些学者从不同角度对其内涵进行了诠释。目前“低碳经济”已成为具有广泛社会性的经济前沿理念，但至今还没有约定俗成的定义。梅森纳认为，人类发展低碳经济面临的挑战不是技术上的，也不是经济上的，实际是政治和体制上的。第35页，此课件共82页哦第二节第二节 低碳经济低碳经济 国内较早研究低碳经济的学者庄贵阳认为，“低碳经济”（low carbon economy)最先由英国政府提出，是指依靠技术创新和政策措施，实施一场能源革命，建立一种较少排放温室气体的经济发展模式，从而减缓气候变化。低碳经济的实质是能源效率和清洁能源结构问题，核心是能源技术创新和制度创新，目标是减缓气