我國(guó)城市社區(qū)碳足跡研究進(jìn)展

邱亦雯

（北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院2010級(jí) 北京 100875）

1 研究背景

隨著全球溫室效應(yīng)的日益顯著，二氧化碳等溫室氣體的排放受到普遍關(guān)注和重視。國(guó)務(wù)院于2009年正式提出2020年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的發(fā)展目標(biāo)，將其作為約束性指標(biāo)納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃[1]。

十八大報(bào)告首次將“生態(tài)文明”寫入黨章，報(bào)告首次提出“美麗中國(guó)”的概念和“著力推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展”的戰(zhàn)略部署。《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》中明確提出開展低碳社區(qū)試點(diǎn)的工作要求：結(jié)合國(guó)家保障性住房建設(shè)和城市房地產(chǎn)開發(fā)，按照綠色、便捷、節(jié)能、低碳的要求，開展低碳社區(qū)建設(shè)。在社區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)、建材選擇、供暖供冷供電供熱水系統(tǒng)、照明、交通、建筑施工等方面，實(shí)現(xiàn)綠色低碳化[2]。

2 社區(qū)碳足跡

碳足跡，是指一項(xiàng)活動(dòng)、一個(gè)產(chǎn)品或服務(wù)的整個(gè)生命周期或者某一地理范圍內(nèi)直接和間接產(chǎn)生的二氧化碳排放量或二氧化碳當(dāng)量排放量[1]。碳足跡作為國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)可的碳排放量化研究方法，運(yùn)用碳足跡進(jìn)行城市社區(qū)建設(shè)的分析和評(píng)價(jià)，對(duì)促進(jìn)城市社區(qū)向低碳化建設(shè)轉(zhuǎn)型具有重要意義。而社區(qū)是城市的基本單元之一，可被理解為聚集在一定地域范圍內(nèi)的人們所組成的社會(huì)生活共同體。

我國(guó)基于城市社區(qū)層面的碳足跡研究起步較晚，原創(chuàng)性的研究方法較少，但是經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)學(xué)者的不懈努力，國(guó)內(nèi)城市社區(qū)碳足跡研究已取得一定成果。

3 研究進(jìn)展

3.1 研究方法

目前，碳足跡研究方法主要有三類：過(guò)程分析法、投入產(chǎn)出法和混合分析法[3]。

3.1.1 過(guò)程分析法

過(guò)程分析法，“自下而上”（Bottom-Up），在理清生命周期過(guò)程基礎(chǔ)上，分析得到研究對(duì)象的輸入和輸出數(shù)據(jù)清單，進(jìn)而計(jì)算研究對(duì)象全生命周期的碳排放，即碳足跡。具體計(jì)算方法如（1）公式：

其中，E為產(chǎn)品的碳足跡，Qi為i物質(zhì)或活動(dòng)的數(shù)量或強(qiáng)度數(shù)據(jù)（質(zhì)量/體積/千米/千瓦時(shí)），Ci為二氧化碳排因子（CO2eq/單位）。

過(guò)程分析法主要適用于系統(tǒng)過(guò)程明確的產(chǎn)品或部門分析[4]。主要根據(jù)耗能設(shè)備、家電和交通工具的情況，核算直接與間接能源消耗的碳足跡，國(guó)內(nèi)外研發(fā)的碳足跡計(jì)算器普遍采用這種方法[5-6]。

3.1.2 投入產(chǎn)出法

投入產(chǎn)出法則“自上而下”，將經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各部門間的“投入-產(chǎn)出”關(guān)系的數(shù)學(xué)模型與生命周期評(píng)價(jià)方法相結(jié)合，建立評(píng)價(jià)模型（EIO-LCA）。根據(jù)各部門的能源消耗隱含碳排放強(qiáng)度（t/萬(wàn)元）、能源消耗直接碳排放強(qiáng)度（t/萬(wàn)元，此值為行業(yè)能源消耗CO2排放量與行業(yè)總產(chǎn)值的比值）、投入產(chǎn)出表的直接消耗系數(shù)矩陣，求得社區(qū)消費(fèi)活動(dòng)的隱含碳排放[4]。

投入產(chǎn)出方法比較適合于宏觀的部門和產(chǎn)業(yè)分析，但無(wú)法獲得單一產(chǎn)品的碳足跡。在城市社區(qū)層面，適用于在家庭生活消費(fèi)活動(dòng)調(diào)查基礎(chǔ)上，核算居民隱含消費(fèi)碳足跡[7]。

3.1.3 混合分析法

混合分析方法綜合了過(guò)程分析和投入產(chǎn)出分析的優(yōu)點(diǎn)，具有更廣泛的應(yīng)用范圍[3]，但目前應(yīng)用于城市社區(qū)層面的研究較少，較多應(yīng)用在對(duì)大尺度區(qū)域碳足跡的研究。將混合分析法應(yīng)用于城市社區(qū)尺度碳足跡的研究，同時(shí)進(jìn)行社區(qū)直接、間接能源消耗以及生活消費(fèi)活動(dòng)的碳足跡核算與分析，不僅有助于更全面系統(tǒng)地探究社區(qū)碳足跡特征，而且對(duì)社區(qū)低碳建設(shè)與管理具有重要的借鑒意義。

3.2 核算范圍

目前，碳足跡核算邊界主要有三個(gè)層次：第一層次，指研究對(duì)象能源消費(fèi)的直接碳排放；第二層次，基于第一層次，購(gòu)買的電、水暖等能源的間接碳排放；第三層次，非能源商品和服務(wù)消費(fèi)的隱含碳排放。

我國(guó)對(duì)城市社區(qū)碳足跡的研究，核算邊界一般選在前兩個(gè)層次。馮蕊等應(yīng)用碳排放系數(shù)法核算了天津市居民人均生活消費(fèi)CO2排放量，研究表明CO2排放量呈逐年上升趨勢(shì)，并在總能源消費(fèi)中所占比例有小幅上升[8]。楊選梅等以南京千余家庭為調(diào)查對(duì)象，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查的方法，核算一二層次碳排放量，探討家庭消費(fèi)活動(dòng)與碳排放的回歸關(guān)系，并總結(jié)碳排放系數(shù)[9]。然而，研究表明，第三層次即隱含碳排放在碳足跡中所占比例不容忽視。董會(huì)娟等深入探究了2007年北京市社區(qū)居民消費(fèi)碳足跡構(gòu)成和特征，結(jié)果顯示隱含碳足跡所占比例最大[10]。馮玲等通過(guò)考察1999-2007年我國(guó)社區(qū)居民家庭生活直接、間接能源消費(fèi)及其碳排放連續(xù)變化的基礎(chǔ)上，探究碳排放動(dòng)態(tài)變化特征，結(jié)果顯示第三層次的能耗與碳排放始終大于第一二層次的能耗與碳排放[11]。由此可見，作為城市社區(qū)居民碳足跡的主要貢獻(xiàn)者，第三層次的非能源商品與服務(wù)應(yīng)受到更多關(guān)注與深入研究。

3.3 應(yīng)用研究

3.3.1 碳足跡研究尺度涵蓋個(gè)人/產(chǎn)品、家庭和社區(qū)，鮮有對(duì)城市社區(qū)整體碳足跡的量化和評(píng)估

居民尺度上，已有對(duì)北京[7]、天津[10]、石家莊[11]等不同城市社區(qū)碳足跡的相關(guān)研究，包括居民個(gè)體碳足跡水平及特征、碳排放的影響機(jī)理等[13,14]。家庭尺度上，已有在杭州[14]、廈門、上海[15]等城市社區(qū)碳足跡的相關(guān)研究，包括家庭碳足跡水平、與家庭消費(fèi)活動(dòng)的響應(yīng)關(guān)系及改進(jìn)措施。社區(qū)尺度上，已有在武漢[16]、廣州[17]、北京[18]等城市社區(qū)碳足跡的相關(guān)研究，包括碳足跡評(píng)價(jià)模型[19]、低碳社區(qū)規(guī)劃發(fā)展趨勢(shì)與模式[20]等。

3.3.2 碳足跡研究?jī)?nèi)容覆蓋住宅建筑、交通出行、能源消耗等過(guò)程，缺乏從非能源消費(fèi)活動(dòng)碳足跡的相關(guān)研究

在社區(qū)住宅建筑的碳足跡研究中，陳國(guó)謙等人開發(fā)了建筑行業(yè)碳排放系統(tǒng)計(jì)量方法，建立了體現(xiàn)溫室氣體排放數(shù)據(jù)庫(kù)，評(píng)價(jià)了建筑全生命周期溫室氣體排放過(guò)程，使通過(guò)投入產(chǎn)出法評(píng)價(jià)建筑碳足跡成為可能[21]。劉念雄等以北京為例選擇典型多層住區(qū)單元地塊進(jìn)行計(jì)算，探討減排方法和減排潛力[22]，研究表明，案例單元地塊中，住宅建筑的CO2排放量為2.30 t/m2，其中3%可由住區(qū)綠地吸收。閻禎等以廈門為例，對(duì)建筑生命周期各階段的碳排放進(jìn)行了估算，并設(shè)定模型對(duì)基準(zhǔn)情景和低碳情景下廈門市居住建筑節(jié)能減排潛力進(jìn)行了預(yù)測(cè)和評(píng)估[23]。

針對(duì)社區(qū)交通出行碳足跡的相關(guān)研究較為豐富，馬靜等[24]、肖作鵬等[25]則從交通角度研究居民的碳排放水平和特征，并提出影響關(guān)系模型。研究表明，北京市郊區(qū)居民日常出行碳排放比較接近60/20分布，即60%左右的碳排放是由20%的高碳排放家庭所產(chǎn)生。但內(nèi)城單位和胡同社區(qū)比較接近80/20分布[24]。

社區(qū)能源消耗主要發(fā)生在社區(qū)家庭中，包括天然氣、煤氣等直接能源消耗，電力、熱力等間接能源消耗，以及食物、衣著、教育文化娛樂(lè)等隱含能源消耗。根據(jù)多年平均值來(lái)看，直接與間接能源消耗的碳足跡約占居民總碳足跡的40%左右，隱含能源消耗的碳足跡約60%[10]。隱含能源消耗日益受到人們重視，是節(jié)能減排工程中不可小覷的重要環(huán)節(jié)。

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[13]馬靜等.基于居民出行行為的北京市交通碳排放影響機(jī)理[J].地理學(xué)報(bào),2011,66(8):1023-1032.

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[24]馬靜等.基于居民出行行為的北京市交通碳排放影響機(jī)理[J].地理學(xué)報(bào),2011,66(8):1023-1032.

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