碳源

carbon source

碳源是指向大氣中釋放碳的過(guò)程、活動(dòng)或機制。自然界中碳源主要是海洋、土壤、岩石與生物體，另外工業(yè)生產(chǎn)、生活等都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體，也是主要的碳排放源。這些碳中的一部分累積在大氣圈中，引起溫室氣體濃度升高，打破了大氣圈原有的熱平衡，影響了全球氣候變化。

碳源的分類(lèi) [1]  以IECD和IEA共同于1991年初提交的溫室氣體清單編制方法的報告爲基礎，經(jīng)IPCC等組織合作，曆時(shí)5年修改和完善，最終對碳源做了較爲詳盡的分類(lèi)。主要将其分爲能源及轉換工業(yè)、工業(yè)過(guò)程、農業(yè)、土地使用的變化和林業(yè)、廢棄物、溶劑使用及其他共7個(gè)部分。但因IPCC的研究是在發(fā)達國家的背景下產(chǎn)生的，因此對發(fā)展中國家的化石燃料和工業(yè)發(fā)展所涉及的排放狀況沒有足夠的估計。以我國爲例，在能源活動(dòng)中，除化石燃燒的燃燒外，由于我國農村很大程度上還是以傳統的生物質(zhì)爲燃料的。因此，在2001年10月國家計委氣候變化對策協調小組辦公室起動(dòng)的“中國準備初始國家信息通報的能力建設”項目中，正式将溫室氣體的排放源分類(lèi)爲能源活動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)工藝過(guò)程、農業(yè)活動(dòng)、城市廢棄物和土地利用變化與林業(yè)5個(gè)部分。

溫室氣體的排放源分類(lèi)能源相關能源生產(chǎn)煤炭、石油、天然氣開(kāi)采能源加工與轉換發(fā)電、煉油、煉焦、煤制氣、煤炭洗選、型煤加工能源消費農業(yè)、工業(yè)、交通、建築、商業(yè)、民用生物質(zhì)能燃燒、工業(yè)生產(chǎn)水泥、石灰、電石、已二酸、鋼鐵、土地利用變化與森林森林，和其他木質(zhì)生物質(zhì)貯量的變化值被恢複土壤。碳變化及森林草地和農田管理注：隻列出排放CO2氣體的源類(lèi)别，不包括其他溫室氣體在國内還有許多關于溫室氣體的項目是從單一的碳源種類(lèi)進(jìn)行研究的。如馬忠海博士等人對我國核電、煤電和水電的能源轉換過(guò)程中排放的CO2氣體做了跟蹤調查。 [1] 

碳源排放量測算的方法研究目前，對碳源的測算主要采用3種方法：實(shí)測法、物料衡算法和排放系數法。這3種方法各有所長(cháng)，互爲補充。但對于不同的碳源，所采用的方法也不盡相同。 [1] 

1　實(shí)測法主要通過(guò)監測手段或國家有關部門(mén)認定的連續計量設施，測量排放氣體的流速、流量和濃度，用環(huán)保部門(mén)認可的測量數據來(lái)計算氣體的排放總量的統計計算方法。實(shí)測法的基礎數據主要來(lái)源于環(huán)境監測站。監測數據是通過(guò)科學(xué)、合理地采集和分析樣品而獲得的。樣品是對監測的環(huán)境要素的總體而言，如采集的樣品缺乏代表性，盡管測試分析很準确，不具備代表性的數據也是毫無(wú)意義的。

2　物料衡算法物料衡算是對生產(chǎn)過(guò)程中使用的物料情況進(jìn)行定量分析的一種方法。始于質(zhì)量守恒定律，即生產(chǎn)過(guò)程中，投入某系統或設備的物料質(zhì)量必須等于該系統產(chǎn)出物質(zhì)的質(zhì)量。該法是把工業(yè)排放源的排放量、生產(chǎn)工藝和管理、資源（原材料、水源、能源）的綜合利用及環(huán)境治理結合起來(lái)，系統地、全面地研究生產(chǎn)過(guò)程中排放物的產(chǎn)生、排放的一種科學(xué)有效的計算方法。适用于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的總物料衡算，也适用于生產(chǎn)過(guò)程中某一局部生產(chǎn)過(guò)程的物料衡算。目前大部分的碳源排碳量的估算工作和基礎數據的獲得都是以此方法爲基礎的。具體應用中，主要有表觀能源消費量估算法和詳細的燃料分類(lèi)爲基礎的排放量估算法。

3　排放系數法排放系數法是指在正常技術經(jīng)濟和管理條件下，生產(chǎn)單位產(chǎn)品所排放的氣體數量的統計平均值，排放系數也稱爲排放因子。目前的排放系數分爲沒有氣體回收和有氣體回收或治理情況下的排放系數。但在不同技術水平、生產(chǎn)狀況、能源使用情況、工藝過(guò)程等因素的影響下的排碳系數存在很大差異。因此，使用系數法存在的不确定性也較大。此法對于統計數據不夠詳盡的情況有較好的适用性，對我國一些小規模甚至是非法的企業(yè)估算其排碳量也有較高的效率。 [1] 

4　模型法由于森林與土壤這類(lèi)生态系統複雜，碳通量受季節、地域、氣候、人類(lèi)與各種生物活動(dòng)、社會(huì)發(fā)展等諸多因素的影響，而各因素之簡(jiǎn)又是相互作用的，因此，對于森林與土壤的排碳量，國際上比較多用生物地球化學(xué)模型進(jìn)行模拟。它通過(guò)考察環(huán)境條件，包括溫室、降水、太陽輻射和土壤結構等條件爲輸入變量來(lái)模拟森林、土壤生态系統的碳循環(huán)過(guò)程，從而計算森林——土壤——大氣之簡(jiǎn)的碳循環(huán)以及溫室氣體通量。代表模型有：F7氣候變化和熱帶森林研究網(wǎng)絡、COMAP模型、CO2FIX模型、BIOME-BGC模型、CENTURY模型和TEM模型和我國自己開(kāi)發(fā)的F-CARBON模型。基于碳循環(huán)模型的模拟方法要求準确獲得森林、土壤的呼吸、各種生物量在不同條件下的值和其生态學(xué)過(guò)程的特征參數，但以上數值目前還處于研究之中。因此，其局限性很大，不僅一些生态學(xué)過(guò)程特征難以把握，而且模型參數的時(shí)簡(jiǎn)和空簡(jiǎn)代表性也值得懷疑。 [2] 

5　生命周期法生命周期分析/評價是對產(chǎn)品“從搖籃到墳墓”的過(guò)程有關的環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行後續評價的方法。它要求詳細研究其生命周期内的能源需求、原材料利用和活動(dòng)造成的向環(huán)境排放廢棄物，包括原材料資源化、開(kāi)采、運輸、制造/加工、分配、利用/再利用/維護以及過(guò)後的廢棄物處理。按照生命周期評價的定義，理論上是每個(gè)活動(dòng)過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生CO2氣體。由于研究時(shí)采用的是從活動(dòng)的資源開(kāi)發(fā)開(kāi)始，會(huì)涉及不同的部門(mén)和過(guò)程，需要把在這個(gè)過(guò)程中能源、原材料所曆經(jīng)的所有過(guò)程進(jìn)行追蹤，形成一條全能源鏈，對鏈中的每個(gè)環(huán)節的氣體排放進(jìn)行全面綜合的定量和定性分析。所以用該法研究每個(gè)活動(dòng)過(guò)程排放的溫室氣體時(shí)，是以活動(dòng)鏈爲分類(lèi)單位的，與常規的碳源分類(lèi)方式不太一樣。

6　決策樹法由于目前的許多項目隻是零散地計算某一範圍或地區的排碳量，随着人們在微觀層次上對各個(gè)碳排放特征有了較深入的了解後，國内外現在都面臨着一個(gè)如何将微觀層次的研究整合到宏觀國家或部門(mén)排放的問(wèn)題上。這在國家級和部門(mén)排放量的估算中考慮如何系統地合理利用數據，避免重複計算和漏算尤其重要。IPCC在提供單一點碳源排放估算方法外，還提供了通過(guò)使用決策樹的方法來(lái)确定關鍵源及如何合理使用數據和避免重複計算的問(wèn)題