武汉某高校校园碳排放核算初探

柯罡等

摘要：通过对湖北省武汉市某高校校园各建筑物的碳足迹进行计算，系统分析了校园能源使用及碳排放量情况，为校园节能管理提供科学依据，鼓励和促进学生联合起来，共同采取行动，为校园节能减排工作作出贡献。

关键词：校园；碳核算；碳减排

中图分类号： X322

文献标识码： A 文章编号： 16749944（2015）06022004

1 引言

针对全球气候变暖的挑战，国际社会在1992年5月23日制定了《联合国气候变化框架公约》（以下简称《公约》），并于1997年12月在日本京都召开的《公约》第三次缔约方大会上达成了《京都议定书》 （以下简称《议定书》）。《议定书》要求30多个附件一国家（包括发达国家和经济转型国家）在2008～2012年间，把温室气体的排放量平均比1990年削减超过5.2%。《议定书》于2005年2月16日正式生效，标志着国际社会进入了一个实质性减排温室气体的阶段，人类发展史上首次具有了一个国际法律框架，用以限制人类活动对地球系统的碳循环和气候变化的干扰。减少碳排放成为缔约国家社会经济发展和生产经营活动的重要目标之一[1]。

我国中部首个碳排放权交易于2014年4月2日在武汉启动。湖北省武汉市是继深圳、上海、北京、广东、天津之后第6个启动碳排放产权交易的试点省市。截至2014年4月，湖北共有138家企业纳入碳排放配额管理，涉及电力、热力、钢铁等12个行业，在2014年，湖北碳排放配额总量共计3.24亿t，仅次于广东[2]。

在高校林立的我国，一个校园每年大约排放几吨到几十吨的二氧化碳，相比全国温室气体排放总量，所占比例虽然不是最大的。但如果所有高校采取有效措施，切实减少校园的温室气体排放量，当更多的人行动起来，对全国的节能减排工作将是一个显著的促进作用。

校园碳核算即通过科学方法，完成校园温室气体排放清单。目的是了解学校实际的温室气体排放情况，识别主要排放源，了解开展节能减排工作行动中的落脚点，为制定目标与行动提供数据基础。在完成相应的节能减排行动后，再更新温室气体排放清单，计算实际节能减排效果。

2 校园能源消耗现状分析

2.1 核算边界

本研究探讨武汉某高校校园碳排放，将地理边界设置为主校区，主校区校园总占地面积为2114亩，校舍建筑面积59万m2，有专任教师1066人，全日制学生18000余人。以2013年全年设定为核算年份，并将主校区地理边界内发生的直接温室气体排放以及校内活动消耗的调入电力的间接排放作为本次碳核算初探的运营边界[5]。

2.2 校园能源使用现状调查

校园中的碳排放主要来源于学生、教职员工的衣食住行以及校园建设。电力消费和燃料燃烧产生的二氧化碳是校园碳排放量的主要来源，也作为本次校园碳排放的重点调查研究对象。对2013年高校内燃料使用状况及各建筑物电力使用状况进行了全面调查与统计分析。

2.2.1 校园燃料消耗情况调查

该校园的燃料消耗主要包括锅炉用燃煤、食堂炉灶用天然气、发电机用汽油和校车用汽油等4种。调查统计了2013年校园内各类燃料消耗量情况，列于表1 。

由表1可见，该校园内2013年所有燃料消耗总量折合标煤为91.65tce，其中锅炉燃烧煤3.3t，折合标煤量为2.36tce；食堂炉灶燃烧天然气39439m3，折合标准煤量为52.45tce；发电机燃烧汽油18.44t，折合标煤量为27.13tce；校车使用消耗汽油6.6t，折合标煤量为97.11tce。可见，能源消耗量最大的为食堂炉灶燃烧天然气，其次为发电机用汽油，校车用汽油和锅炉用燃煤的消耗量相对较低。

2.2.2 校园用电情况分析

该校园拥有教学楼、食堂、宿舍等主要建筑物共43栋，统计了校园内各主要建筑物用电情况，并折合标煤量，结果列于表2。

由表2可见，校园总用电量为880048kW·h；校园内空调用电为单独线，空调线路直接与校园用电总表相连接，而与每栋建筑物普通用电线路分开，全校空调年用电量为133077kW·h（16.36tce），占15.12% ；校园内43栋建筑物的年用电量为746971kW·h （91.80tce），占84.88%。

该校园的宿舍区共有24栋建筑物（为学生宿舍和年轻教师公寓），总年用电量为581898kW·h（71.52tce），每栋建筑物平均年消耗电量为4245.75kW·h（2.98tce）；教学办公区共有14栋建筑物，总年用电量为118610kW·h（14.58 tce），每栋建筑物平均年消耗电量8472.143kW·h（1.04tce）；其中食堂共有5栋建筑物，总年电力消费为46463kW·h（5.71tce），每栋建筑物平均年消耗电量为9292.6kW·h（1.14tce）。可见，该校园的宿舍区用电量最大，教学办公区和食堂用电量相对较少。因为宿舍区属于校内师生主要生活区域，能源消耗量大。

3 校园碳排放情况分析

3.1 二氧化碳当量及计算公式

二氧化碳当量（carbon dioxide equivalent）是指一种用作比较不同温室气体排放的量度单位，各种不同温室效应气体对地球温室效应的贡献度皆有所不同。一种气体的二氧化碳当量是通过把该气体的吨数乘以其温室效应值（GWP）后得出，这种方法可把不同温室气体的效应标准化[6]。二氧化碳当量计算公式如下。

二氧化碳当量（CO2e）=资源消耗量×排放因子×温室效应值[7]

3.2 校园燃料和电力碳排放状况及分析

根据计算公式（1）将校园2013 年的总用电量和燃料消耗量转化为碳排放量，列于表3。

由表3可见，2013年校园燃料和电力的总碳排放量为26640.90t，其中燃料消耗产生的碳排放量为20427.76t，占76.68%；电力消耗产生的碳排放量为6213.14t，占23.32%。可见，燃料消耗的碳排放量占大多数。对比三峡大学碳排放核算数据，三峡大学2009年的电力碳排放量为9725.26t[8]，比本研究校园的电力碳排放量高36%。两校园电力碳排放量的差距主要由于三峡大学内分布有大量教职工宿舍，而本核算高校的教职工宿舍远离校园，其教职工宿舍的电力消耗未在统计中。

3.3 校园燃料碳排放量情况分析

该校园各种燃料的碳排放量情况如图1所示。

图1 校园各种燃料碳排放

由图1可知，武汉某高校2013年中燃料碳排放中，发电机用燃料占41%，食堂炉灶用燃料占39%，校车用燃料占15%，锅炉用燃料占5%。发电机用燃料和食堂炉灶用燃料是校园燃料温室气体主要来源，占总燃料碳排放量的80%。该校园的锅炉用燃煤消耗较小，主要因为武汉市推行了“禁燃煤”行动计划以减少空气污染，校园内的所有锅炉用燃煤只作为应急燃料，因而使用量较少。

对于发电机用燃料和校车，可以选用更为清洁的乙醇汽油，并对发电机组进行定期的保养和维修，此举可以减少大量碳排放。对于食堂炉灶，可以针对食堂炉灶天然气的使用情况，逐步淘汰燃烧利用率低的老化的炉灶，采用高燃烧利用率的环保型炉灶，使天然气得到充分燃烧并减少燃气燃烧后热量的流失，从而起到节能减排的效果。

3.4 对校园内不同功能区电力碳排放情况分析

3.4.1 宿舍区电力碳排放情况分析

按照公式（2），得到宿舍区内所有建筑物的电力碳排放量，如图2所示。

图2 宿舍区各建筑物电力消耗碳排放

由图2可知，宿舍区共有24栋建筑物，总二氧化碳当量为4108.20t，平均每栋建筑物二氧化碳当量为171.17t。大部分建筑物的二氧化碳在100～200t之间；5#、10#，11#、20#、24#等5栋建筑物的二氧化碳当量都超过200t，其中11#建筑物的二氧化碳当量最高，高达321.05t；16#建筑物二氧化碳当量低于100t，为97t。

宿舍区的24栋建筑物中包括23栋学生宿舍楼和1栋教师宿舍楼（编号为10#）。校园内老生宿舍楼为四人间，新生宿舍楼为六人间，且采用水电定额制，即各宿舍每月均有用电量定额，每人每月8度电，超过定额则补交费用，若未超过定额，则不需交费，而这个定额对大多数学生来说是足够的。学生宿舍楼有停电制度，每天晚上11点15分熄灯，早上6点30分来电，周日到周四每晚熄灯，每个学期总共19周，实际熄灯时间为9～10周。水电定额制和停电制度有效地为学校限制了水电的浪费。6#和8#为新生宿舍楼，且为六人间，居住的学生人数为其他宿舍的1.5倍，但排放量却不是其他宿舍楼的1.5倍，而是与其他宿舍楼基本持平。说明新生刚进校园，受到的教育严格，生活比较规律，节水节电、节能减排意识更强，然而高年级的大学生则有所懈怠。其次在于新生宿舍楼得到了更多维护，灯具等电力设备良好的保养也起到了很大作用。为了校园减少碳排放，应该加强全校各种宣传教育活动（如发倡议书和宣传册，学校组织低碳知识培训、讲座等），增强学生的低碳意识，并对其他宿舍楼的水电设施利用假期的时间进行检修和维护，对老化的设备（如灯具）进行替换，对高碳排放的设备逐步进行淘汰。5#和11#都为男生宿舍楼，在非停电制度实行的时候，夜晚过长的照明时间导致了电力的浪费，停电制度实行期间也存在部分寝室偷电现象。为减少宿舍楼碳排放，可以完善熄灯制度，并加强对这两栋宿舍楼的管理。

3.4.2 教学办公区电力碳排放情况分析

按照公式（1），得到教学办公区内所有建筑物的电力碳排放量，如图3所示。

图3 教学区各建筑物电力消耗碳排放

由图3可知，教学办公区总建筑物14栋，总二氧化碳当量为837.39t，平均每栋建筑物二氧化碳当量为59.81t，各教学办公楼之间的二氧化碳当量相差较悬殊，4#、5#、6#，12#，12#，14#等6栋建筑物超过70t，其中5#教学楼最高，为119.96t；7#、8#、9#、10#、13#等5栋建筑物二氧化碳当量少于40t，其中9#教学楼最少，为11.15t。

进一步分析表明，7#、8#、9#、10#、13#为实验楼，使用频率较低，所以二氧化碳排放量较低；11#、12#、14#为综合教学楼使用频率相对较高，所有二氧化碳排放量也较高；1#、2#、3#、4#、5#、6#为常用的普通教学楼，其结构和功能一样，分属于不同的学院，是使用频率最高的教学楼，其中4#、5#、6#教学楼远大于1#、2#、3#，说明在1#、2#、3#的节约照明用电的管理工作效果较好，相对地应该加强对4#、5#、6#教学楼照明用电的管理。

教学办公区是学校的核心区域，是学生和教职工白天活动的主要场所，其用电量在学校总体用电量中占有一定比例。教学办公区中建筑物的电力消耗主要来源于教室照明和教职工办公等。同时加强全校的节水节电的宣传力度，让出门随手关灯成为每一个学生的良好习惯。同时教学区办公室空调冷暖气使用的程度远高于其他功能区，学校空调总碳排放量是939t，教学区的排放量占了绝大多数，所以如何正确设置空调温度和空调使用时间，是控制空调用电碳排放量的重要途径。学校在2014年也将对学生宿舍楼每个寝室安装上空调，希望全体教职工们能为全校学生建立起节能减排的好榜样，自上而下，形成优良的低碳校园风气。

3.4.3 食堂区各建筑物电力消耗碳排放情况

按照公式（1），得到各食堂区各建筑物电力的电力碳排放量，如图4所示。

图4 食堂各建筑物电力消耗碳排放

由图4可知，校内共有5座食堂，总二氧化碳当量为328.03t，平均每个食堂的二氧化碳当量为65.61t。其中1#食堂最高，为108.92t；4#食堂最低，为35.90t。

进一步分析，1#和2#食堂分布在校园南区，3#、4#、5#食堂在校园北区，1#和2#食堂的电力消耗碳排放量之和与3#、4#、5#食堂的电力消耗碳排放量之和相差不大，说明在两个不同地理区域的食堂电力使用强度总和基本相同。根据调查，食堂内主要的电力碳排放在烹饪设备和照明的用电，并且属于间隙性的高峰用电。从每天用电情况来看，早上6点30分到8点10分、中午12点到1点、晚上5点40分到7点，三个时段属于食堂用电的高峰期。从每周用电情况来看，因为学校内学生大多数属于武汉本地学生，所以周一到周五的用餐人数远比周六周日要多。这些时段，食堂都是满负荷在运行，而其他时段，食堂进餐人数相对较少，食堂可以适度减少部分照明及空调等用电设备的使用，便能起到很好的节能减排的功效。并且食堂也能通过用电量大致估计出食堂的人流量，通过人流量分析从而减少或者避免食物等其他浪费。

4 高校开展节能减排的几点建议

4.1 宣传先行：推行低碳教育理念，强化低碳意识

建设低碳校园首先应当发挥高校优势，通过学校各类学生组织，如环保社团，通过各类手段和渠道做好节能减排宣传，并以此为基础，实事求是，自上而下，全校行动起来将减排付诸行动。如在与学院以及学生组织合作，开展节能减排教育周，让每个人都行动起来；对节能减排优秀个人和集体进行表彰，起到榜样的带头作用；将节能减排的课程列入校级公选课，让更多的同学了解节能减排的知识，从而运用于实际。本次碳排放核算的结果，对广大学生就是一个了解校内碳排放，了解绿色低碳的重要性的机会。

4.2 建设为主：完善节能基础设施，建立健全低碳管理机制

在高校校园基础设施建设之中，设计者就应当把节约、环保、低碳的理念融入其中。例如，寝室里的走廊灯可以改良成声控灯，教学楼中部分灯光也可以改良成声控灯；教室内充分利用太阳光，并且安装智能照明控制系统，在教室内没有人时，自动关闭电脑，电灯和回收屏幕；建立中水处理站，将中水用于绿化、冲保洁和道路清洗等。同时根据碳排放核算结果，对碳排放较高的建筑物加强管理，并进行针对性的节能改造。

4.3 合作共赢：与环保企业合作共建，共同建设低碳校园

低碳校园建设不仅仅需要校方的努力，还需要与环保企业合作，充分利用社会资源，将更加清洁高效的技术带入校园，做到合作共赢。例如，与能源公司合作，将排放量较高的燃料代替为清洁燃料；与当地废旧电池回收公司共同建设废旧电池回收窗口，深入到每栋宿舍楼，甚至每一栋寝室；向环保科技公司引进技术，实现对校园能源和资源流向达到实时监控，以合理分配好资源从而达到减排的作用[9]。

参考文献：

[1]罗增英.《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》[J].中国建设信息：供热制冷，2005（2）.

[2]徐海波，李建平.中部首个碳排放权交易在武汉正式启动[EB/OL].[2014-5-9].http：//news.xinhuanet.com/2014-04/02/c_1110074469.htm.

[3]李雪玉，Lucia Green-Weishel编译. 温室气体核算规程[M].资源与交流创新中心（iCET），2009.

[4]ISO140064-1《温室气体-第一部分：在组织层面温室气体排放和移除的量化和报告指南性规范》[S].日内瓦：国际标准化组织，2013.

[5]世界可持续发展工商理事会（WBCSD）和世界资源研究所（WRI）.温室气体核算体系：企业核算与报告标准（修订版）[M].北京：经济科学出版社，2004.

[6]中国环境报.什么是二氧化碳当量？[EB/OL].[2014-5-9].http：//xjs.mep.gov.cn/hjsy/200912/t20091210_182846.htm.

[7]联合国政府间气候变化专门委员会（ipcc）.2006年版碳排放系数[R].联合国政府间气候变化专门委员会，2006.

[8]张 婷，张 霞，艾仕超，等联合国政府间气候变化专门委员会校园碳足迹计算——以三峡大学为例[J].大众科技，2012（7）.

[9]敖四江.高校校园低碳研究[D].南昌：江西农业大学，2011.