基于碳排放因子的校园碳排放计算与减排措施分析

2024-11-03 00:00张亚杨瑾
科技资讯 2024年19期

摘要:近年来,由于大量温室气体排放,导致全球气候变化,校园在减少碳排放中起着至关重要的作用。首先介绍了减少碳排放的意义,然后通过整理校园碳排放清单计算了碳排放量,同时分析了绿色植物固碳能力,制定一系列针对校园的节能减排措施,以及基于碳排放管理制度制定评价指标。通过开展教育活动,促进校园全体成员参与减排行动,实现可持续发展目标。

关键词:校园 碳排放因子 固碳 评价指标

Calculation of Carbon Emissions in Universities and Analysis of Emission Reduction Measures

ZHANG Ya

Fujian Vocational and Technical College of Water Resources and Electric Power, Sanming, Fujian Province, 366000 China

Abstract: In recent years, due to a large amount of greenhouse gas emissions leading to global climate change, campuses have played a crucial role in reducing carbon emissions. Firstly we introduces the significance of reducing carbon emissions, and then calculates carbon emissions by organizing the campus carbon emission inventory. At the same time, it analyzes the carbon sequestration capacity of green plants, formulates a series of energy-saving and emission reduction measures for campuses, and develops evaluation indicators based on carbon emission management systems. Through educational activities, promote the participation of all campus members in emission reduction actions and achieve sustainable development goals.

Key Words: Campus; Carbon emission factor; Carbon sequestration; Evaluation indicators

全球气温升高已成为关注的重点,其最大的原因是温室气体的排放,主要包括CO2、CH4和N2O[1]。面对全球气候变暖和环境恶化的问题,我国积极主动承担大国责任,在第75届联合国大会上提出了“双碳”目标,力争于2030年前碳排放达到峰值,2026年前实现碳中和。为助力“双碳”目标成功实施,低碳校园的建设是必不可少的一个环节。因此,对高校碳排放量和固碳量的分析和计算,以及减排措施的可行性研究,是建立校园实现低碳运转的有效途径。

1 碳排放计算

1.1 研究对象

以福建某高校为例,该高校校区占地面积约72.36万m2,建筑面积约35.53万m2。现绿化面积占总面积的27.9%。截至2023年,有在籍学生18 073人,教职工人数为920人。

1.2 研究方法

根据研究对象的特点,高校校园属于人员聚集消费型场所,符合我国城市温室气体清单核算基于消费的编制模式[1]。适用排放因子法进行碳排放的计算,计算形式较直接。

1.3 计算公式

1.3.1 碳排放量计算公式

校园的碳排放量计算包括直接消耗间接消耗的各种能源量乘以相对应的碳排放因子之和,碳排放量计算公式如下。 (1)

式(1)中:Ce表示碳排放总量;Mi表示第i种能源消耗量;Fi表示第i种能源的碳排放因子数。

式(1)中,最重要的是碳排放因子的确定。何东颖等人[2]在对基于碳排放因子计算校园碳排放研究中,水的碳排放因子为0.57 kg·m-3;汽油碳排放因子2.925 t·t-1;柴油碳排放因子3.096t·t-1;垃圾处理碳排放因子0.27t·t-1;赖若玥等人[3]在对广州某高校碳排放现状研究中,燃气碳排放因子为3.192 kg/m3;邓钰鲸[4]在基于学生用能行为分析的低碳校园规划策略研究中,个人碳排放798.14 kg/年;蔡博峰等人[5]在中国区域电网二氧化碳排放因子研究中,福建区域电网碳排放因子0.363 kg/kWh。

1.3.2 校园固碳量计算

校园固碳量的有效途径是种植绿色植物,由于校园作为特殊的场所,绿植面积较大,绿植种类较多。 绿植固碳的计算公式如下。

式(2)中:CS为绿色植物总的固碳量;Qj为第j种绿色植物每日固碳量;Sj为第j种绿色植物覆盖面积;D为天数,取365 d。褚芷萱等人[6]在不同应用类型园林树木固碳能力的研究中和郭新想等人[7]在居住区绿化种植方式的固碳能力研究中,林木类(包括落羽杉、异叶南洋杉)每日固碳量66.13 g/m2·d-1;果木类(包括芒果、枇杷)每日固碳量34.61 g/m2·d-1;草坪型(乔木、灌木、草坪)55.42 g/m2·d-1;蔓木类(包括紫藤、炮仗花 )18.81 g/m2·d-1;竹类(毛竹、木竹)85.82 g/m2·d-1。

1.4校园碳排放清单及碳排放核算

根据《温室气体核算体系企业核算与报告准则》规定,基于终端消耗的碳排放核算标准,将碳排放划分为三种类型:直接碳排放、间接碳排放和其他间接碳排放。经过调查研究,2023年该校的碳排放清单以及碳排放计算如表1所示。

由计算可知,校园碳排放量中占比最大的是在校人员的生活物料的消耗所产生的碳排放量,占69.46%;其次是校内的电力能源的消耗所产生的碳排放量,占18.86%;校园用水消耗所产生的碳排放量占1.37%;燃气消耗所产生的碳排放量占7.43%;废弃物的处理所产生的碳排放量占2.62%;汽油和柴油的消耗所产生的碳排放量共占比0.26%。由于校园中人员密度大,所以人员消耗的生活物料所产生的碳排放量占比最大。

1.5 绿植的固碳量计算

绿色植物在光合作用过程中可以大量吸收二氧化碳固碳并释氧气,从而达到固碳的效果,这是绿色植物很重要的生态功能,对建设低碳校园意义重大,是行之有效的且具有效率的措施。经调查研究,该校的绿植覆盖面积以及对应的固碳量如表2所示。

该校园位于东南沿海地带,属于海洋性气候,竹类植被较多,年固碳量占比达到47.41%;林木类年固碳量占比29.82%;果木类固碳量占比5.85%;蔓木类固碳量占比2.86%;草坪类固碳量占比14.05%。

2 减排措施分析

综合以上计算,该校园总的碳排放为21 823.99t,绿色植物年固碳量为4 685.16t,净碳排放为17 138.83t。依据建立在IPCC清单法的基础上的《校园碳核算攻略》,针对该校各种活动行为导致的碳排放,以及绿色植物固碳功能可以总结以下减排措施。

校园区域人员生活物料消耗碳排放占比最大,因此倡导校园学生以及教职工能转变生活方式,由高能耗的“便利消费”转变为“低碳消费”。日常生活中经常出现使用一次性筷子、水杯、塑料袋等情况,需要通过低碳生活教育,提高校园人员对一次性生活物品的生产、运输、消耗等环节产生的能源消耗和高碳排放的深刻认知。

倡导节约用水用电行动刻不容缓,校园中教学、实验,科研等活动导致使用大量电能,由于校园人数众多,需使用大量生活用水,但是也出现了浪费水电的现象,例如:教室内未全部使用节能灯照明,仍由传统方式人员控制开关。应采用节能灯和感应开关,来保证水电的正常使用。另外,福建地区雨季较长,可以对雨水进行收集储蓄,用于学校的绿化景观用水和部分公共保洁使用,由此减少用水量,从而减少碳排放。

(3)建立有效的监督保障机制,促进节能减排,推进低碳校园的建设。例如:规定校园照明设备开关时间,制冷设施按季节分层次控制,对实验室高能耗的用电设备巡视,重点排查浪费电能的情况。完善、科学、严谨的管理规章制度是建设节约型校园强有力的保障。

(4)增加绿色植物覆盖率,尤其是固碳量高的竹类植物。在校园空地或边缘地带,组织学生进行植树造林,同时进行劳动教育。校园内绿化景观设计采用花坛、草地、屋顶增加绿色植物,进行生态建设,不仅能增加绿色植物覆盖率,还能起到美化校园,丰富师生生活的效果。

3 低碳校园评价指标体系

为了全面评估和衡量低碳校园建设中各项措施落实和发展状况.建立低碳校园评价体系,根据评价体系可以从多维度和多角度观察和分析低碳校园是否达标,以低碳校园建设为导向,评价体系分为三级指标[8];一级指标由6部分构成,二级指标由13部分组成,三级指标由17部分组成,指标体系如表3。

5 结语

本文以福建高校为研究对象,分析了2023年校园碳排放清单以及碳排放量占比,全年碳排放量为21 823.99 t,其中校园师生生活物料消耗碳排放量最大,占69.46%。绿色植物全年固碳量为4 685.16 t,其中竹类固碳量最大,占比47.41%。全年净碳排放量17 138.83t,人均碳排放量0.902t。采取必要措施降低碳排放,结合评价指标的反馈,加快低碳校园的建设,是实现“双碳”目标的重要环节。

参考文献

李晴,唐立娜,石龙宇.城市温室气体排放清单编制研究进展[J].生态学报,2013,33(2):367-373.

[2]何东颖,李翀潇,覃福雨,等.基于排放系数法的校园碳排放核算[J].西安工程大学学报, 2022,36(4):78-83.

[3]赖若玥,刘莹琳,曹宏枢,等.广州市某高校碳排放现状与减排措施分析[J].低碳世界,2023,13(9):1-3.

[4]邓钰鲸.基于学生用能行为分析的低碳校园规划策略研究[D].成都:西南科技大学,2021.

[5]生态环境部环境规划院.中国区域电网二氧化碳排放因子研究[R/OL].(2023-10-27)[2024-04-02].https://www.caep.org.cn/sy/tdftzhyjzx/zxdt/202310/W020231027692141725225.pdf.

[6]褚芷萱,马锦义,邵海燕,等.不同应用类型园林树木固碳能力[J].中国城市林业,2022,20(1):126-129.

[7]郭新想,吴珍珍,何华.居住区绿化种植方式的固碳能力研究[C]//中国城市科学研究会,中国绿色建筑委员会,北京市住房和城乡建设委员会.第六届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集.深圳市建筑科学研究院有限公司,2010.

[8]那威,赵子辰,郭晋生,等.低碳导向的绿色大学校园评价指标体系研究[J].建设科技,2019(8):17-23.