华北水利水电大学碳足迹核算及减排潜力分析

赵荣钦，杨文杰，马 林，张 帅，张真铭，王 梁

(华北水利水电大学，河南 郑州 450045)

碳足迹是对人类活动碳排放的度量，是用来衡量人类活动环境影响的指标［1］.近年来，国内碳排放和碳足迹领域已有较为深入的研究和成熟的方法.齐玉春［2］、赵荣钦［3］、张雷［4］等对能源消耗的碳排放进行了研究;方恺等［5］对全球电力碳足迹进行了测算分析;谢鸿宇等［6］基于碳循环的角度对化石能源和电力消费的碳足迹进行了测算;陈红敏［7］采用投入产出方法对中国各部门最终消费的隐含碳进行了测算和分析;赵荣钦等［8］基于能源消费碳排放的核算，对土地利用的碳排放与碳足迹进行了研究.以上研究为碳足迹核算提供了重要方法和思路借鉴，但大部分是针对国家或区域层面开展的研究，对高校群体碳足迹的研究还有待进一步加强.我国高校数量众多，而校园作为碳排放的特殊群体，有着人数多、规模大的特点，再加上众多的实验室、办公机构，和一般社区相比，称得上是碳排放的“大户”.据统计，2009 年全国共有高校2 138 所，在校学生人数超过2 700 万人，全国大学生人均能耗、水耗分别是全国居民人均消耗的4 倍和2 倍.可见，校园节能减排潜力巨大，构建低碳校园刻不容缓［9］.基于此，国内一些高校如广州大学、北京大学、首都师范大学和东南大学等开展了校园碳足迹的调查研究［10－13］，这为校园碳足迹研究提供了重要的参考.华北水利水电大学共有两个校区，花园校区占地约0.37 km2，龙子湖校区占地约1.18 km2，总面积约1.55 km2，全日制在校本科生20 074 人，学校拥有教职工1 553 人.笔者以华北水利水电大学为例，对学校、教师和学校运行等方面的碳足迹进行调查及核算分析，以全面掌握校园碳足迹的状况及其构成情况，为我校建设低碳校园提供决策参考.

1 华北水利水电大学碳足迹调研方案与研究方法

1.1 调研方案

从衣、食、住、行以及学校公共设施运行等方面设计了针对教师、学生和学校管理部门的调查问卷并开展了基础数据的调查收集，调研时间为2012 年3—5 月，共发放问卷850 份.其中，学生问卷共600份(龙子湖校区500 份，花园校区100 份)，教师问卷共250 份(龙子湖校区100 份，花园校区150 份).经过数据有效性检查、筛选，最终确定有效问卷共计620 份，其中学生500 份，教师120 份.本次问卷调查充分考虑到性别结构、院系结构、年龄结构和年级结构等，从而保证了数据的全面性与可靠性，能比较全面、真实地反映我校碳足迹的情况.

1.2 研究方法及计算参数

主要从衣、食、住、行4 个方面开展了碳足迹的测算，具体各项的碳足迹采用相应的能源、食物、衣物及交通出行的碳排放系数进行计算，计算参数见表1［14－16］.

表1 校园碳足迹计算参数

2 华北水利水电大学碳足迹核算及构成分析

2.1 学生碳足迹分析

2.1.1 衣物购买的碳足迹

衣物购买的碳排放是指在衣服生产过程中的间接碳排放.这里仅对购买外套进行了统计，其他衣物不易调查和精确统计，因此忽略不计.调查发现，学生人均年度购买外套的数量为2～5 件.经计算，人均购买衣物的碳足迹为0.024 t.与其他高校的研究结果相比，我校学生衣物购买的碳足迹相对较低.这是由于我校学生较多来自农村，生活总体比较节俭，因此个人购物消费的碳排放较低.

2.1.2 食物消费的碳足迹

对学生各类食物(如米饭、面粉、蔬菜、水果、牛奶、鸡蛋、方便面、啤酒、白酒和烟等)的消费量进行了统计，见表2.并根据各种食物消费量的平均值和碳排放系数对人均碳足迹进行了测算.结果发现，我校学生1 a 平均食物消费碳足迹为0.467 t.调查还发现，龙子湖校区在方便面、啤酒、白酒、烟等方面的碳足迹高于花园校区.

表2 学生饮食人均消耗情况

2.1.3 住宿的碳足迹

对学生的宿舍用电、热水用量、洗浴用水等方面进行了统计，见表3.根据相应的碳排放系数对人均碳足迹进行了计算，结果发现学生人均住宿的碳足迹为0.107 t，主要来自宿舍热水和用电.

表3 学生住宿及日常生活人均消耗情况

2.1.4 出行的碳足迹

出行的碳足迹主要考虑远距离和近距离出行两部分.远距离出行主要乘坐火车和汽车等交通工具，平均碳足迹约为0.266 t;近距离出行的交通工具主要是指公交，平均出行半径为15～20 km，平均碳足迹为0.349 52 t.

除以上碳排放项目外，其他碳足迹主要包括学生日常购书以及植树情况，通过调查和统计分析得到其他碳足迹合计为0.081 72 t.

对以上项目进行汇总，得到每位学生1 a 在校期间的总碳足迹为1.175 662 t.其中，交通和食物的碳足迹分别占48%和36%，而住宿和衣服仅占8%和2%，其他占6%.根据华北水利水电大学的学生总在校人数，可以得到全校学生1 a 的碳足迹总量为23 600.24 t.

2.2 教师碳足迹分析

2.2.1 食物消费的碳足迹

教师食物消费中，米饭、面及蔬菜的消费较多，肉食较少，注重蛋、奶的摄入(表4).这说明教师更注重营养的合理搭配，同时也表明作为有稳定收入的教师在生活水平上明显高于在校学生.结果发现，教师1 a 的食物碳足迹总量为1 376.3 t，人均食物碳足迹是学生的2 倍.

表4 教师每年人均食物的碳足迹 kg

2.2.2 能源消费的碳足迹

教师的用电量和生活垃圾产生量较大，一是由于家用电器的数量增多，导致用电量的急剧增加;二是日常生活中各种物品的消耗量明显多于学生，因此产生了较多的生活垃圾，这增加了教师家庭的碳排放.计算发现，我校教师能源消耗的碳足迹合计为1 670.9 t，见表5.

表5 教师每年人均能源消费的碳足迹

2.2.3 交通出行的碳足迹

根据计算得出我校教师在交通出行方面的碳足迹为1 036.2 t.统计发现，我校教职工的私家车拥有量约为65%，就日常上下班而言，大部分教师的私家车主要不是用于上班代步使用，相反更多的教师选择乘坐校车上下班，这在一定程度上说明教师具有“低碳出行”的意识.

对以上碳足迹进行汇总，可以得到教师的碳足迹总量为4 083.4 t.其中，能源消费碳足迹最多，占41%;其次为食物消费的碳足迹，占34%;交通碳足迹占25%.

2.3 学校运行的碳足迹分析

学校运行的碳足迹主要包括:①校车运行的碳足迹.我校校车平均油耗为25 L/100 km，新、老校区之间的距离约16 km，根据校车往返新老校区的次数，经过统计核算得出年总耗油量为8 928 L.因此，校车年碳足迹约为24.1 t.②食堂燃料使用的碳足迹.1 m3天然气可满足5 个人烧水做饭的需求，根据学校在校生人数估计得出学校食堂每天的天然气消耗量约为4 000 m3，天然气的碳排放系数为2.17 kg/m3，所以1 a(除去寒暑假)消耗天然气的碳足迹为2 343.6 t.③教学楼用电的碳足迹.通过对教学楼的调查统计，花园校区电灯管数量为3 521 个，龙子湖校区电灯管数量为2 025 个，电灯瓦数均为36 W，白天开灯时长均按9 h 计，计算得到1 a 两校区教学楼用电量为486 164 kW·h.因此，教学楼用电的碳足迹为465.8 t.④供热耗煤的碳足迹.学校燃煤供热是学校运行碳足迹的重要组成部分.根据对燃煤量的调查，结合燃煤的碳排放系数(1 973.9 kg/t)，得到供热碳足迹总量为1 973.9 t.

对以上各项进行汇总，华北水利水电大学学校运行的碳足迹合计为4 807.4 t.其中，食堂燃料的碳足迹最大，占学校运行总碳足迹的49%;校车的碳足迹最少，仅占学校运行总足迹的1%;而教学楼用电和燃煤供热的碳足迹分别占10%和40%.

2.4 华北水利水电大学碳足迹汇总

通过汇总，可以得到华北水利水电大学1 a 的总碳足迹为32 491.04 t.其中，学生的碳足迹占72.6%，学校运行和教师的碳足迹分别占12.6%和14.8%.可见，尽管学生人均碳足迹低于教师水平，但由于人数远远高于教师总数，因此学生碳足迹仍然是校园碳足迹的主体.另外，学校运行的碳足迹也是不可忽视的部分，这也应该在今后低碳校园建设中予以重点考虑.

3 华北水利水电大学碳减排潜力分析

为全面了解学校的碳减排潜力，这里主要从能源使用、植树造林、交通、办公等碳排放的重点领域进行分析.

1)节约用电.根据调查，我校教学楼每天开灯时长约为9 h，如果把开灯时长进行有效控制，上午和下午各1 h，晚上4 h，这样每天可以减少3 h，1 a的碳减排量为21.86 t.

2)植树造林和垂直绿化.我校草地面积约为29 629 m2，树林面积21 240 m2，占地合计23.3 km2.另外，屋顶绿化和墙面垂直绿化也是增加碳汇和营造景观的重要措施.将以上三者合计可以得出，我校植树造林和垂直绿化的碳减排潜力(总碳汇量)合计为8.85 t.

3)低碳出行.我校65%的教师拥有私家车，新老校区距离约16 km，假设有车教师每周增加2 次乘坐校车上下班而避免开私家车往返两个校区，则可以减少碳足迹258.01 t.

4)节约用纸.纸张双面打印是节能减排的重要举措.各院系纸张使用情况差别很大，假设一个院系每天200 张纸用于双面打印，则可以减少的碳足迹为17.01 t.

5)空调节能.调查发现，夏天空调平均设定温度为21 ℃左右.假设学校办公区和家属区在使用空调时能够将温度调到26 ℃(每天2 h)，则相应的碳减排约为900 t.

对以上进行汇总发现华北水利水电大学总碳减排潜力为1 205.7 t，占华北水利水电大学总碳足迹的3.7%.如果通过鼓励植树造林、生活节能、低碳消费、提高学校燃料利用率等措施，则会带来更好的碳减排效果.因此，建设低碳校园对于落实碳减排具有重要的意义.

4 华北水利水电大学碳减排对策

交通出行、教室用电、废弃物排放、学校餐厅和供热的能源消费等是校园碳足迹的重要来源，而通过空调节能和提高实验室能效是重要的碳减排途径.因此，我校今后应重点在学校管理、教室节能、校园绿化、交通出行效率和低碳生活方式等方面开展低碳校园建设.

1)建立监管平台，完善管理制度.①宿舍水电使用可考虑设置人均定额及阶梯定价，超出部分加倍收费，避免水电的浪费，减少碳足迹;②在校园里人流稀少的地方可适当延长路灯启用的间隔距离，减少用电浪费;③学校可以设立公共自习室，增加教室利用率，减少教室用电;④在宿舍及教学楼走廊，可采用声控或光控电灯，减少电力消耗;⑤学生浴池应改革传统收费方式，采取按流量计费的方式，以尽量减少能源供应和水资源浪费.

2)合理规划用地，打造绿色校园.在全校范围内实施增绿工程，通过绿化的碳补偿和绿地管理实现固碳增汇的目的.一方面尽可能采用本地树种，以提高树木成活率和固碳效率;另一方面，提倡树木认养并与个人植树相结合，树立绿色、环保意识，使校园绿化发挥更大的生态效益和社会效益.

3)建立校园公益乘车点，减少交通碳排放.交通出行的碳排放是学校运行及教师碳排放的重要方面.为降低学校交通碳排放，建议学校在两校区建设公益停车点，在停车点建立指示牌并标注公益车发车时间点，以鼓励有私家车的老师为来往两校区的无车师生提供方便，这样不仅能有效减少交通碳排放，提高私家车的利用效率，同时也可以形成和谐的校园氛围.

4)加强宣传教育，强化师生意识.①在全校范围内开展各种低碳宣传活动［17］，比如可以进行碳减排知识竞赛或者在班级及学院之间进行评比以扩大低碳宣传;②创办相关低碳宣传社团，提高同学们践行低碳生活的责任感、使命感和荣誉感;③学校可经常举办低碳环保方面的讲座，普及低碳知识，使低碳宣传深入人心.当然，更重要的是广大师生应该树立低碳意识，从自身做起，改变消费观念和高碳生活习惯，切实节约能源资源、保护环境.

5)从自身做起，降低碳足迹.①节约用水，节约用电，培养节约资源和保护环境的意识;②减少食物浪费和奢侈消费，拒绝使用一次性筷子，减少资源消耗和浪费;③师生们应尽量选择步行、自行车或公交等低碳出行方式，最大限度地减少学校运行的碳排放，提高学校能源效率，推动学校的低碳运行和低碳校园建设.

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