我國城市社區碳足跡研究進展

邱亦雯

（北京師范大學環境學院2010級 北京 100875）

1 研究背景

隨著全球溫室效應的日益顯著，二氧化碳等溫室氣體的排放受到普遍關注和重視。國務院于2009年正式提出2020年國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的發展目標，將其作為約束性指標納入國民經濟和社會發展中長期規劃[1]。

十八大報告首次將“生態文明”寫入黨章，報告首次提出“美麗中國”的概念和“著力推進綠色發展、循環發展、低碳發展”的戰略部署。《“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試點的工作要求：結合國家保障性住房建設和城市房地產開發，按照綠色、便捷、節能、低碳的要求，開展低碳社區建設。在社區規劃設計、建材選擇、供暖供冷供電供熱水系統、照明、交通、建筑施工等方面，實現綠色低碳化[2]。

2 社區碳足跡

碳足跡，是指一項活動、一個產品或服務的整個生命周期或者某一地理范圍內直接和間接產生的二氧化碳排放量或二氧化碳當量排放量[1]。碳足跡作為國內外普遍認可的碳排放量化研究方法，運用碳足跡進行城市社區建設的分析和評價，對促進城市社區向低碳化建設轉型具有重要意義。而社區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的人們所組成的社會生活共同體。

我國基于城市社區層面的碳足跡研究起步較晚，原創性的研究方法較少，但是經過國內學者的不懈努力，國內城市社區碳足跡研究已取得一定成果。

3 研究進展

3.1 研究方法

目前，碳足跡研究方法主要有三類：過程分析法、投入產出法和混合分析法[3]。

3.1.1 過程分析法

過程分析法，“自下而上”（Bottom-Up），在理清生命周期過程基礎上，分析得到研究對象的輸入和輸出數據清單，進而計算研究對象全生命周期的碳排放，即碳足跡。具體計算方法如（1）公式：

其中，E為產品的碳足跡，Qi為i物質或活動的數量或強度數據（質量/體積/千米/千瓦時），Ci為二氧化碳排因子（CO2eq/單位）。

過程分析法主要適用于系統過程明確的產品或部門分析[4]。主要根據耗能設備、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，國內外研發的碳足跡計算器普遍采用這種方法[5-6]。

3.1.2 投入產出法

投入產出法則“自上而下”，將經濟系統各部門間的“投入-產出”關系的數學模型與生命周期評價方法相結合，建立評價模型（EIO-LCA）。根據各部門的能源消耗隱含碳排放強度（t/萬元）、能源消耗直接碳排放強度（t/萬元，此值為行業能源消耗CO2排放量與行業總產值的比值）、投入產出表的直接消耗系數矩陣，求得社區消費活動的隱含碳排放[4]。

投入產出方法比較適合于宏觀的部門和產業分析，但無法獲得單一產品的碳足跡。在城市社區層面，適用于在家庭生活消費活動調查基礎上，核算居民隱含消費碳足跡[7]。

3.1.3 混合分析法

混合分析方法綜合了過程分析和投入產出分析的優點，具有更廣泛的應用范圍[3]，但目前應用于城市社區層面的研究較少，較多應用在對大尺度區域碳足跡的研究。將混合分析法應用于城市社區尺度碳足跡的研究，同時進行社區直接、間接能源消耗以及生活消費活動的碳足跡核算與分析，不僅有助于更全面系統地探究社區碳足跡特征，而且對社區低碳建設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層次：第一層次，指研究對象能源消費的直接碳排放；第二層次，基于第一層次，購買的電、水暖等能源的間接碳排放；第三層次，非能源商品和服務消費的隱含碳排放。

我國對城市社區碳足跡的研究，核算邊界一般選在前兩個層次。馮蕊等應用碳排放系數法核算了天津市居民人均生活消費CO2排放量，研究表明CO2排放量呈逐年上升趨勢，并在總能源消費中所占比例有小幅上升[8]。楊選梅等以南京千余家庭為調查對象，通過問卷調查的方法，核算一二層次碳排放量，探討家庭消費活動與碳排放的回歸關系，并總結碳排放系數[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。董會娟等深入探究了2007年北京市社區居民消費碳足跡構成和特征，結果顯示隱含碳足跡所占比例最大[10]。馮玲等通過考察1999-2007年我國社區居民家庭生活直接、間接能源消費及其碳排放連續變化的基礎上，探究碳排放動態變化特征，結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，作為城市社區居民碳足跡的主要貢獻者，第三層次的非能源商品與服務應受到更多關注與深入研究。

3.3 應用研究

3.3.1 碳足跡研究尺度涵蓋個人/產品、家庭和社區，鮮有對城市社區整體碳足跡的量化和評估

居民尺度上，已有對北京[7]、天津[10]、石家莊[11]等不同城市社區碳足跡的相關研究，包括居民個體碳足跡水平及特征、碳排放的影響機理等[13,14]。家庭尺度上，已有在杭州[14]、廈門、上海[15]等城市社區碳足跡的相關研究，包括家庭碳足跡水平、與家庭消費活動的響應關系及改進措施。社區尺度上，已有在武漢[16]、廣州[17]、北京[18]等城市社區碳足跡的相關研究，包括碳足跡評價模型[19]、低碳社區規劃發展趨勢與模式[20]等。

3.3.2 碳足跡研究內容覆蓋住宅建筑、交通出行、能源消耗等過程，缺乏從非能源消費活動碳足跡的相關研究

在社區住宅建筑的碳足跡研究中，陳國謙等人開發了建筑行業碳排放系統計量方法，建立了體現溫室氣體排放數據庫，評價了建筑全生命周期溫室氣體排放過程，使通過投入產出法評價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單元地塊進行計算，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%可由住區綠地吸收。閻禎等以廈門為例，對建筑生命周期各階段的碳排放進行了估算，并設定模型對基準情景和低碳情景下廈門市居住建筑節能減排潛力進行了預測和評估[23]。

針對社區交通出行碳足跡的相關研究較為豐富，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，并提出影響關系模型。研究表明，北京市郊區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生。但內城單位和胡同社區比較接近80/20分布[24]。

社區能源消耗主要發生在社區家庭中，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、教育文化娛樂等隱含能源消耗。根據多年平均值來看，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，是節能減排工程中不可小覷的重要環節。

[1]耿涌等.應對氣候變化的碳足跡研究綜述[J].中國人口資源與環境,2010,20(10):6-12.

[2]李亞男等.我國低碳社區評價指標體系研究[A].第九屆國際綠色建筑與建筑節能大會論文集[C].北京,2013.

[3]林劍藝等.城市能源利用碳足跡分析——以廈門市為例[J].生態學報,2012,32(12):3782-3794.

[4]王微等.碳足跡分析方法研究綜述[J].環境科學與技術,2010(7)[5]http://www.hinature.cn/Nature/what_we_care/001/carbon_tree/Main.shtml[EB/OL]

[6]http://www.coolcalifornia.org/chinese/calculator.html[EB/OL].

[7]董會娟等.基于投入產出分析的北京市居民消費碳足跡研究[J].資源科學,2012,34(3):494-501.

[8]馮蕊等.天津市居民生活消費CO2排放核算分析[J].中國環境科學,2011,31(1):163-169.

[9]楊選梅等.基于個體消費行為的家庭碳排放研究[J].中國人口.資源與環境,2010,20(5):35-40.

[10]馮玲等.城鎮居民生活能耗與碳排放動態特征[J].中國人口·資源與環境,2011,21(5):93-100.

[11]莊幸等.石家莊市居民生活和出行的碳足跡及其環境影響因素分析[J].氣候變化研究進展,2010,6(6):443-448.

[12]楊磊等.影響城市居民碳排放的空間形態要素[J].城市發展研究,2012,19(2):26-31.

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

[14]張建明等.杭州市城區家庭碳排放情況的調查研究[J].現代商業,2012,(2):277-278.

[15]楊瑞華等.基于CLA模型的城市微觀家庭碳排放特征研究[J].山西大學學報(自然科學版),2011,34(4):655-661.

[16]熊海燕,城市社區碳排放評價研究[D].華中科技大學,2012.

[17]吳婕等.廣州居住社區碳排放評估方法與評估工具研究[A].2012城市發展與規劃大會論文集[C].2012.

[18]Song D,Su M,Yang J,etal.Greenhouse Gas Emission AccountingandManagementof Low-CarbonCommunity[J].The Scientific World Journal,2012.

[19]吳晶霞.社區低碳建設系統與碳足跡評價研究[D].武漢:華中科技大學,2011.

[20]謝更放.城市低碳社區規劃的理論框架與實施策略研究[D].西安:長安大學,2011.

[21]陳國謙.建筑碳排放系統計量方法[M].新華出版社,2010.

[22]劉念雄等.中國城市住區CO 2排放量計算方法[J].清華大學學報（自然科學版）,2009,49(9):1433-1436.

[23]閻禎等.城市居住建筑碳足跡與節能潛力分析——為廈門為例[A].2012中國城市規劃年會論文集[C].昆明,2012.

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

[25]肖作鵬等.北京市居民家庭日常出行碳排放的量化分布與影響因素[J].低碳城市與生態,2011,18(9):105-112.