劉柄麟， 張 超

(1. 上海師范大學(xué) 城市生態(tài)與環(huán)境研究中心,上海 200234；2.上海師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,上海 200234)

?

城市能源消耗碳足跡研究述評(píng)

劉柄麟1， 張 超2

(1. 上海師范大學(xué) 城市生態(tài)與環(huán)境研究中心,上海 200234；2.上海師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,上海 200234)

摘要：指出了城市的碳排放主要來源于城市的能源消耗，對(duì)城市能源消耗碳足跡及其影響因素的研究有助于促進(jìn)城市的低碳發(fā)展，加快生態(tài)城市的建設(shè)。參考了國(guó)內(nèi)外較為有說服力的文獻(xiàn)和相關(guān)論文，歸納總結(jié)了相關(guān)研究進(jìn)展，認(rèn)為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究有助于認(rèn)識(shí)現(xiàn)階段城市的能源消耗碳足跡的生態(tài)壓力大小及產(chǎn)生壓力的原因，也可以作為測(cè)度區(qū)域碳匯的視角，并為城市未來的低碳發(fā)展提出了相應(yīng)的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：城市；能源消耗；碳足跡

1引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化與工業(yè)化建設(shè)不斷加快，大量的能源消耗產(chǎn)生了大量的溫室氣體，這些溫室氣體的排放加快了全球氣候變暖的進(jìn)程，引發(fā)了諸多環(huán)境問題，海平面上升、冰川面積減小、極端天氣等，對(duì)人類的生產(chǎn)生活構(gòu)成嚴(yán)重威脅。CO2等溫室氣體的產(chǎn)生主要源于城市的能源消耗，大量的化石能源消耗碳排放成為了溫室效應(yīng)的主要貢獻(xiàn)者。因此，城市能源消耗對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)引發(fā)了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注[1,2]。

當(dāng)前，中央和地方對(duì)生態(tài)環(huán)境提出了新要求，旨在實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，建設(shè)美麗中國(guó)。要想實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，就必須走一條低碳發(fā)展的道路，也就是碳足跡要小，衡量其低碳發(fā)展的重要指標(biāo)就是城市碳足跡。而城市碳足跡主要來自能源消耗碳排放，通過對(duì)能源消耗碳排放的測(cè)算便可得到該城市的能源消耗碳足跡。因此，城市能源消耗碳足跡的相關(guān)問題成了時(shí)下研究的熱點(diǎn)[3,4]。

2碳足跡的定義與解釋

碳足跡[4]一詞最早源于生態(tài)足跡，是由哥倫比亞大學(xué)的Rees 和 Wackernagel[5]提出。很快碳足跡這一概念在學(xué)界、政界和新聞界得到了廣泛關(guān)注。對(duì)碳足跡的概念而言，國(guó)外的學(xué)者看法就不一樣。Energetics[6]認(rèn)為碳足跡是人們?nèi)粘；顒?dòng)產(chǎn)生的全部直接或間接的CO2排放量；ETAP[7]把碳足跡視為人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境影響的度量；Druckman[8]則把碳足跡定義為由某種活動(dòng)直接或間接產(chǎn)生的 CO2排放量；Post[9]認(rèn)為碳足跡是指產(chǎn)品從生產(chǎn)到消亡整個(gè)生命周期內(nèi)排放的 CO2及其他溫室氣體的總量。綜合國(guó)外學(xué)者對(duì)碳足跡的定義，不難看出他們都把最終的研究焦點(diǎn)落在了 CO2等溫室氣體上，通過對(duì)產(chǎn)生的 CO2排放量進(jìn)行分析測(cè)算得出相應(yīng)的碳足跡。

3研究進(jìn)展與文獻(xiàn)綜述

2007 年，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署/國(guó)際環(huán)境毒理學(xué)與化學(xué)學(xué)會(huì)召開了主題為“生命周期倡議”的大會(huì)，大會(huì)設(shè)立了碳足跡專項(xiàng)研究小組,旨在討論碳足跡的具體計(jì)算方法 (生命周期法、投入產(chǎn)出法、IPCC 法等)與研究應(yīng)用[10-11]。就碳足跡的研究程度來看，歐美地區(qū)較為深入。美國(guó)自然保護(hù)協(xié)會(huì)通過對(duì)各州居民平均碳排量的計(jì)算，開發(fā)出了測(cè)算個(gè)人碳足跡的計(jì)算器。英國(guó)愛丁堡大學(xué)的巴斯敏和莫里斯對(duì)社區(qū)的碳足跡計(jì)量開展了研究，基于對(duì)日常生活圈頻繁使用的產(chǎn)品生產(chǎn)與分解過程中碳排放量的分析，建立了評(píng)估社區(qū)碳排放量大小和主要組成部分的碳足跡模型，指出交通出行方面的碳排放是社區(qū)碳足跡的主要組成部分。所以，國(guó)外對(duì)碳足跡的研究逐步從宏觀走向微觀，從整體走向局部，測(cè)算碳足跡的方法也越來越多樣化，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣泛，研究的程度也在不斷的深入。

我國(guó)碳足跡研究始于20世紀(jì)90 年代，且研究的理論與方法多借鑒國(guó)外的碳足跡研究。就目前國(guó)內(nèi)碳足跡的研究現(xiàn)狀來看，彭俊銘、朱嬋瓔、張約翰等人[12-14]對(duì)區(qū)域能源消耗碳足跡做了相關(guān)研究，構(gòu)建了碳足跡的計(jì)算模型，引入了能源消耗碳足跡產(chǎn)值(VCF值)，闡述了能源消耗碳足跡發(fā)生動(dòng)態(tài)變化并提出了建議，為區(qū)域的低碳發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)；宋宇辰[15]等人對(duì)內(nèi)蒙古自治區(qū)做了能源消耗碳足跡的實(shí)證研究，運(yùn)用 IPCC 法計(jì)算了該自治區(qū)的能源消耗碳足跡，新引入了能源消耗碳足跡強(qiáng)度指數(shù)等相關(guān)指標(biāo)，并基于環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線探究了能源消耗碳足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間的關(guān)系，據(jù)此得出相關(guān)結(jié)論；趙濤、鄭丹[16，17]等人對(duì)中國(guó)能源消耗碳足跡的生態(tài)壓力做了相關(guān)研究，借鑒了IPCC 法[18]測(cè)算了中國(guó)能源消耗碳排放量、碳足跡、碳足跡生態(tài)壓力指數(shù)等，又引入經(jīng)濟(jì)學(xué)中的脫鉤理論來研究能源消耗碳足跡與人均GDP二者的關(guān)系，據(jù)此得出相關(guān)結(jié)論。盧俊宇、黃賢金[19～24]等人對(duì)一些行政區(qū)能源消費(fèi)碳足跡、碳足跡產(chǎn)值、碳足跡強(qiáng)度進(jìn)行了分析;然后在此基礎(chǔ)上,采用嶺回歸函數(shù)對(duì)STIRPAT模型進(jìn)行擬合,研究了人口與人均GDP與能源消費(fèi)碳足跡的關(guān)系及其驅(qū)動(dòng)因素分析。鄭丹[25]引入能源碳足跡生態(tài)壓力(EPICF)的概念,并對(duì)區(qū)域能源碳足跡生態(tài)壓力的時(shí)空變化進(jìn)行了定量分析，以測(cè)度現(xiàn)有森林和草地的面積是否能夠滿足區(qū)域日益增加的能源碳足跡?？v觀我國(guó)碳足跡的研究進(jìn)展，理論與方法正在不斷豐富與完善，研究的指標(biāo)也不斷的多樣化，多學(xué)科的交叉也日益明顯，但有關(guān)區(qū)域差異的相關(guān)研究顯得有些不足,今后有待加強(qiáng)。

4結(jié)語

城市的能源消耗已不再是單純的能源利用問題，它還關(guān)系到整個(gè)城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的發(fā)展，能源的利用效率反應(yīng)該地區(qū)的科技發(fā)展水平，能源的利用結(jié)構(gòu)關(guān)系到該地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及從事不同產(chǎn)業(yè)的人口調(diào)整，能源的消耗更是對(duì)該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力，危及到城市的生態(tài)安全，不利于城市的低碳發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)城市的低碳發(fā)展，走一條低能耗、低污染、高增長(zhǎng)的生態(tài)城市道路，勢(shì)必要弄清城市的能源消費(fèi)狀況，測(cè)算出城市的能源消耗碳排放量及碳足跡，分析城市的能源碳足跡強(qiáng)度、能源碳足跡產(chǎn)值、能源碳足跡生態(tài)壓力指數(shù)，找出產(chǎn)生能源碳足跡生態(tài)壓力的原因并提出合理化建議，為城市的生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)的依據(jù)與方法。研究能源消耗碳足跡及其影響因素，計(jì)算碳排放指標(biāo)，總體和人均碳足跡，通過脫鉤分析以及灰色關(guān)聯(lián)法等數(shù)學(xué)模型摸清區(qū)域現(xiàn)階段的能源消費(fèi)狀況及能源利用效率，看清城市能源消耗碳排放、碳足跡的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，有助于我們對(duì)城市碳匯的生態(tài)壓力大小及產(chǎn)生壓力的原因有比較清醒地認(rèn)識(shí)，為此我們可以提出相應(yīng)的對(duì)策為城市未來的低碳發(fā)展創(chuàng)造有利條件。本文綜述了國(guó)內(nèi)外最新的研究成果，可以作為其他城市研究相關(guān)問題的借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]段孟辰,薛科社,薛璐,等.城市能源消耗碳足跡動(dòng)態(tài)變化及影響因素分析——以西安市為例[J].河南科學(xué),2013,31(6):837～841.

[2]焦文獻(xiàn)，陳興鵬，賈卓，等.甘肅省能源消費(fèi)碳足跡變化及影響因素分析[J].資源科學(xué)，2012，34(3)：559～565.

[3]桓漢青,陳冬冬,陳超凡等，.四川省能源消耗碳足跡的分析[J].環(huán)境污染與防治， 2014,36(4):96～101.

[4]郭運(yùn)功,汪冬冬,林逢春.上海市能源利用碳排放足跡研究[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境,2010,20(2):103～108.

[5]Wackemagel M, Rees W E. Our Ecological Footprint: Reducing Human Impact on the Earth[R]. Gabriola island (Canada): New Society Publishers,1995.

[6]Energetics. Carbon footprint of different hdustrial spaces base on energy cansupmtion in China[R].The reality of carbon neutrality.2007.

[7]ETAP.The carbon trust helps UK businesses reduce their environmental impact[R].The rcality of carbon neutrality,2007.

[8]Druckman A，Jackson T. The carbon footprint of UK households 1990— 2004 a socio economically disaggregated，quasi-multi-regional input-output model[J]. Ecological Economics，2009，68(7)：2066—2077.

[9]POST. Carbon Footprint of Electricity Generation[R].London: Parliam entary Office of Science and Technology, 2006.

[10]IPCC. 氣候變化報(bào)告 2007[EB/OL].www.ipcc.ch.

[11]宋宇辰,張靜,孟海東.內(nèi)蒙古能源消費(fèi)碳足跡研究[J].寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,34(2):177-181.

[12]彭俊銘, 吳仁海. 基于LMDI的珠三角能源碳足跡因素分解[J]. 中國(guó)人口·資源與環(huán)境, 2012, 22(2):69-74.

[13] 張約翰, 張平宇. 長(zhǎng)吉都市區(qū)能源碳足跡測(cè)度及影響因素研究[J]. 地理科學(xué), 2012, 32(9):1099-1105.

[14] 朱嬋瓔. 江蘇省能源消費(fèi)的碳足跡特征分析[D]. 南京：南京信息工程大學(xué), 2013.

[15] 宋宇辰,張靜,孟海東.內(nèi)蒙古能源消費(fèi)碳足跡研究[J].寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,34(2):177-181.

[16] 趙濤,鄭丹.1996-2010 年中國(guó)能源碳足跡生態(tài)壓力研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2014,28(2):1-6.

[17] 張清,鄭丹,許憲碩.中國(guó)能源碳足跡生態(tài)壓力變動(dòng)的因素分解研究[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境，2015,29(4):41-46.

[18] IPCC. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories - Volume 2 Energy[R].IPCC，2006.

[19]盧俊宇, 黃賢金, 陳逸,等. 基于能源消費(fèi)的中國(guó)省級(jí)區(qū)域碳足跡時(shí)空演變分析[J]. 地理研究, 2013, 32(2):326-336.

[20]Xiaowei C, Li L, Huang X, et al. Temporospatial changes of carbon footprint based on energy consumption in China[J]. 地理學(xué)報(bào)(英文版), 2012, 22(1):110-124.

[21]Zhao R, Huang X, Liu Y, et al. Urban carbon footprint and carbon cycle pressure: The case study of Nanjing[J]. Journal of Geographical Sciences, 2014, 24(1):159-176.

[22]盧娜, 曲福田, 馮淑怡,等. 基于STIRPAT模型的能源消費(fèi)碳足跡變化及影響因素——以江蘇省蘇錫常地區(qū)為例[J]. 自然資源學(xué)報(bào), 2011(5):814-824.

[23]盧娜, 馮淑怡, 曲福田. 基于STIRPAT模型的能源消費(fèi)碳足跡變化及影響因素分析—— 以無錫市為例[C]∥中國(guó)生態(tài)經(jīng)濟(jì)建設(shè)2010太原論壇， 2010.

[24]陳操操, 劉春蘭, 汪浩,等. 北京市能源消費(fèi)碳足跡影響因素分析——基于STIRPAT模型和偏小二乘模型[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2014(6):1622-1632.

[25]鄭丹. 1996-2010年中國(guó)能源碳足跡生態(tài)壓力研究[D]. 天津：天津大學(xué), 2014.

中圖分類號(hào)：X703

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944(2016)12-0068-02