碳源的测算方法

碳源排放量测算的方法研究目前,对碳源的测算主要采用3种方法:实测法、物料衡算法和排放系数法。这3种方法各有所长,互为补充。但对于不同的碳源,所采用的方法也不尽相同。
1 实测法主要通过监测手段或国家有关部门认定的连续计量设施,测量排放气体的流速、流量和浓度,用环保部门认可的测量数据来计算气体的排放总量的统计计算方法。实测法的基础数据主要来源于环境监测站。监测数据是通过科学、合理地采集和分析样品而获得的。样品是对监测的环境要素的总体而言,如采集的样品缺乏代表性,尽管测试分析很准确,不具备代表性的数据也是毫无意义的[6]。
2 物料衡算法物料衡算是对生产过程中使用的物料情况进行定量分析的一种方法。始于质量守恒定律,即生产过程中,投入某系统或设备的物料质量必须等于该系统产出物质的质量。该法是把工业排放源的排放量、生产工艺和管理、资源(原材料、水源、能源)的综合利用及环境治理结合起来,系统地、全面地研究生产过程中排放物的产生、排放的一种科学有效的计算方法[6]。适用于整个生产过程的总物料衡算,也适用于生产过程中某一局部生产过程的物料衡算。目前大部分的碳源排碳量的估算工作和基础数据的获得都是以此方法为基础的。具体应用中,主要有表观能源消费量估算法和详细的燃料分类为基础的排放量估算法
3 排放系数法排放系数法是指在正常技术经济和管理条件下,生产单位产品所排放的气体数量的统计平均值,排放系数也称为排放因子。目前的排放系数分为没有气体回收和有气体回收或治理情况下的排放系数[1]。但在不同技术水平、生产状况、能源使用情况、工艺过程等因素的影响下的排碳系数存在很大差异。因此,使用系数法存在的不确定性也较大。此法对于统计数据不够详尽的情况有较好的适用性,对我国一些小规模甚至是非法的企业估算其排碳量也有较高的效率。
4 模型法由于森林与土壤这类生态系统复杂,碳通量受季节、地域、气候、人类与各种生物活动、社会发展等诸多因素的影响,而各因素之间又是相互作用的,因此,对于森林与土壤的排碳量,国际上比较多用生物地球化学模型进行模拟。它通过考察环境条件,包括温室、降水、太阳辐射和土壤结构等条件为输入变量来模拟森林、土壤生态系统的碳循环过程,从而计算森林———土壤———大气之间的碳循环以及温室气体通量。代表模型有:F7气候变化和热带森林研究网络、COMAP模型、CO2FIX模型、BIOME-BGC模型、CENTURY模型和TEM模型和我国自己开发的F-CARBON模型[9～11]。基于碳循环模型的模拟方法要求准确获得森林、土壤的呼吸、各种生物量在不同条件下的值和其生态学过程的特征参数,但以上数值目前还处于研究之中。因此,其局限性很大,不仅一些生态学过程特征难以把握,而且模型参数的时间和空间代表性也值得怀疑[12]。
5 生命周期法生命周期分析/评价是对产品“从摇篮到坟墓”的过程有关的环境问题进行后续评价的方法[13]。它要求详细研究其生命周期内的能源需求、原材料利用和活动造成的向环境排放废弃物,包括原材料资源化、开采、运输、制造/加工、分配、利用/再利用/维护以及过后的废弃物处理。按照生命周期评价的定义,理论上是每个活动过程都会产生CO2气体。由于研究时采用的是从活动的资源开发开始,会涉及不同的部门和过程,需要把在这个过程中能源、原材料所历经的所有过程进行追踪,形成一条全能源链,对链中的每个环节的气体排放进行全面综合的定量和定性分析。所以用该法研究每个活动过程排放的温室气体时,是以活动链为分类单位的,与常规的碳源分类方式不太一样。
6 决策树法由于目前的许多项目只是零散地计算某一范围或地区的排碳量,随着人们在微观层次上对各个碳排放特征有了较深入地了解后,国内外现在都面临着一个如何将微观层次的研究整合到宏观国家或部门排放的问题上。这在国家级和部门排放量的估算中考虑如何系统地合理利用数据,避免重复计算和漏算尤其重要。IPCC在提供单一点碳源排放估算方法外,还提供了通过使用决策树的方法来确定关键源及如何合理使用数据和避免重复计算的问题。