柯罡等

摘要：通過對湖北省武漢市某高校校園各建筑物的碳足跡進行計算，系統分析了校園能源使用及碳排放量情況，為校園節能管理提供科學依據，鼓勵和促進學生聯合起來，共同采取行動，為校園節能減排工作作出貢獻。

關鍵詞：校園；碳核算；碳減排

中圖分類號： X322

文獻標識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06022004

1 引言

針對全球氣候變暖的挑戰，國際社會在1992年5月23日制定了《聯合國氣候變化框架公約》（以下簡稱《公約》），并于1997年12月在日本京都召開的《公約》第三次締約方大會上達成了《京都議定書》 （以下簡稱《議定書》）。《議定書》要求30多個附件一國家（包括發達國家和經濟轉型國家）在2008～2012年間，把溫室氣體的排放量平均比1990年削減超過5.2%。《議定書》于2005年2月16日正式生效，標志著國際社會進入了一個實質性減排溫室氣體的階段，人類發展史上首次具有了一個國際法律框架，用以限制人類活動對地球系統的碳循環和氣候變化的干擾。減少碳排放成為締約國家社會經濟發展和生產經營活動的重要目標之一[1]。

我國中部首個碳排放權交易于2014年4月2日在武漢啟動。湖北省武漢市是繼深圳、上海、北京、廣東、天津之后第6個啟動碳排放產權交易的試點省市。截至2014年4月，湖北共有138家企業納入碳排放配額管理，涉及電力、熱力、鋼鐵等12個行業，在2014年，湖北碳排放配額總量共計3.24億t，僅次于廣東[2]。

在高校林立的我國，一個校園每年大約排放幾噸到幾十噸的二氧化碳，相比全國溫室氣體排放總量，所占比例雖然不是最大的。但如果所有高校采取有效措施，切實減少校園的溫室氣體排放量，當更多的人行動起來，對全國的節能減排工作將是一個顯著的促進作用。

校園碳核算即通過科學方法，完成校園溫室氣體排放清單。目的是了解學校實際的溫室氣體排放情況，識別主要排放源，了解開展節能減排工作行動中的落腳點，為制定目標與行動提供數據基礎。在完成相應的節能減排行動后，再更新溫室氣體排放清單，計算實際節能減排效果。

2 校園能源消耗現狀分析

2.1 核算邊界

本研究探討武漢某高校校園碳排放，將地理邊界設置為主校區，主校區校園總占地面積為2114畝，校舍建筑面積59萬m2，有專任教師1066人，全日制學生18000余人。以2013年全年設定為核算年份，并將主校區地理邊界內發生的直接溫室氣體排放以及校內活動消耗的調入電力的間接排放作為本次碳核算初探的運營邊界[5]。

2.2 校園能源使用現狀調查

校園中的碳排放主要來源于學生、教職員工的衣食住行以及校園建設。電力消費和燃料燃燒產生的二氧化碳是校園碳排放量的主要來源，也作為本次校園碳排放的重點調查研究對象。對2013年高校內燃料使用狀況及各建筑物電力使用狀況進行了全面調查與統計分析。

2.2.1 校園燃料消耗情況調查

該校園的燃料消耗主要包括鍋爐用燃煤、食堂爐灶用天然氣、發電機用汽油和校車用汽油等4種。調查統計了2013年校園內各類燃料消耗量情況，列于表1 。

由表1可見，該校園內2013年所有燃料消耗總量折合標煤為91.65tce，其中鍋爐燃燒煤3.3t，折合標煤量為2.36tce；食堂爐灶燃燒天然氣39439m3，折合標準煤量為52.45tce；發電機燃燒汽油18.44t，折合標煤量為27.13tce；校車使用消耗汽油6.6t，折合標煤量為97.11tce。可見，能源消耗量最大的為食堂爐灶燃燒天然氣，其次為發電機用汽油，校車用汽油和鍋爐用燃煤的消耗量相對較低。

2.2.2 校園用電情況分析

該校園擁有教學樓、食堂、宿舍等主要建筑物共43棟，統計了校園內各主要建筑物用電情況，并折合標煤量，結果列于表2。

由表2可見，校園總用電量為880048kW·h；校園內空調用電為單獨線，空調線路直接與校園用電總表相連接，而與每棟建筑物普通用電線路分開，全校空調年用電量為133077kW·h（16.36tce），占15.12% ；校園內43棟建筑物的年用電量為746971kW·h （91.80tce），占84.88%。

該校園的宿舍區共有24棟建筑物（為學生宿舍和年輕教師公寓），總年用電量為581898kW·h（71.52tce），每棟建筑物平均年消耗電量為4245.75kW·h（2.98tce）；教學辦公區共有14棟建筑物，總年用電量為118610kW·h（14.58 tce），每棟建筑物平均年消耗電量8472.143kW·h（1.04tce）；其中食堂共有5棟建筑物，總年電力消費為46463kW·h（5.71tce），每棟建筑物平均年消耗電量為9292.6kW·h（1.14tce）。可見，該校園的宿舍區用電量最大，教學辦公區和食堂用電量相對較少。因為宿舍區屬于校內師生主要生活區域，能源消耗量大。

3 校園碳排放情況分析

3.1 二氧化碳當量及計算公式

二氧化碳當量（carbon dioxide equivalent）是指一種用作比較不同溫室氣體排放的量度單位，各種不同溫室效應氣體對地球溫室效應的貢獻度皆有所不同。一種氣體的二氧化碳當量是通過把該氣體的噸數乘以其溫室效應值（GWP）后得出，這種方法可把不同溫室氣體的效應標準化[6]。二氧化碳當量計算公式如下。

二氧化碳當量（CO2e）=資源消耗量×排放因子×溫室效應值[7]

3.2 校園燃料和電力碳排放狀況及分析

根據計算公式（1）將校園2013 年的總用電量和燃料消耗量轉化為碳排放量，列于表3。

由表3可見，2013年校園燃料和電力的總碳排放量為26640.90t，其中燃料消耗產生的碳排放量為20427.76t，占76.68%；電力消耗產生的碳排放量為6213.14t，占23.32%。可見，燃料消耗的碳排放量占大多數。對比三峽大學碳排放核算數據，三峽大學2009年的電力碳排放量為9725.26t[8]，比本研究校園的電力碳排放量高36%。兩校園電力碳排放量的差距主要由于三峽大學內分布有大量教職工宿舍，而本核算高校的教職工宿舍遠離校園，其教職工宿舍的電力消耗未在統計中。

3.3 校園燃料碳排放量情況分析

該校園各種燃料的碳排放量情況如圖1所示。

圖1 校園各種燃料碳排放

由圖1可知，武漢某高校2013年中燃料碳排放中，發電機用燃料占41%，食堂爐灶用燃料占39%，校車用燃料占15%，鍋爐用燃料占5%。發電機用燃料和食堂爐灶用燃料是校園燃料溫室氣體主要來源，占總燃料碳排放量的80%。該校園的鍋爐用燃煤消耗較小，主要因為武漢市推行了“禁燃煤”行動計劃以減少空氣污染，校園內的所有鍋爐用燃煤只作為應急燃料，因而使用量較少。

對于發電機用燃料和校車，可以選用更為清潔的乙醇汽油，并對發電機組進行定期的保養和維修，此舉可以減少大量碳排放。對于食堂爐灶，可以針對食堂爐灶天然氣的使用情況，逐步淘汰燃燒利用率低的老化的爐灶，采用高燃燒利用率的環保型爐灶，使天然氣得到充分燃燒并減少燃氣燃燒后熱量的流失，從而起到節能減排的效果。

3.4 對校園內不同功能區電力碳排放情況分析

3.4.1 宿舍區電力碳排放情況分析

按照公式（2），得到宿舍區內所有建筑物的電力碳排放量，如圖2所示。

圖2 宿舍區各建筑物電力消耗碳排放

由圖2可知，宿舍區共有24棟建筑物，總二氧化碳當量為4108.20t，平均每棟建筑物二氧化碳當量為171.17t。大部分建筑物的二氧化碳在100～200t之間；5#、10#，11#、20#、24#等5棟建筑物的二氧化碳當量都超過200t，其中11#建筑物的二氧化碳當量最高，高達321.05t；16#建筑物二氧化碳當量低于100t，為97t。

宿舍區的24棟建筑物中包括23棟學生宿舍樓和1棟教師宿舍樓（編號為10#）。校園內老生宿舍樓為四人間，新生宿舍樓為六人間，且采用水電定額制，即各宿舍每月均有用電量定額，每人每月8度電，超過定額則補交費用，若未超過定額，則不需交費，而這個定額對大多數學生來說是足夠的。學生宿舍樓有停電制度，每天晚上11點15分熄燈，早上6點30分來電，周日到周四每晚熄燈，每個學期總共19周，實際熄燈時間為9～10周。水電定額制和停電制度有效地為學校限制了水電的浪費。6#和8#為新生宿舍樓，且為六人間，居住的學生人數為其他宿舍的1.5倍，但排放量卻不是其他宿舍樓的1.5倍，而是與其他宿舍樓基本持平。說明新生剛進校園，受到的教育嚴格，生活比較規律，節水節電、節能減排意識更強，然而高年級的大學生則有所懈怠。其次在于新生宿舍樓得到了更多維護，燈具等電力設備良好的保養也起到了很大作用。為了校園減少碳排放，應該加強全校各種宣傳教育活動（如發倡議書和宣傳冊，學校組織低碳知識培訓、講座等），增強學生的低碳意識，并對其他宿舍樓的水電設施利用假期的時間進行檢修和維護，對老化的設備（如燈具）進行替換，對高碳排放的設備逐步進行淘汰。5#和11#都為男生宿舍樓，在非停電制度實行的時候，夜晚過長的照明時間導致了電力的浪費，停電制度實行期間也存在部分寢室偷電現象。為減少宿舍樓碳排放，可以完善熄燈制度，并加強對這兩棟宿舍樓的管理。

3.4.2 教學辦公區電力碳排放情況分析

按照公式（1），得到教學辦公區內所有建筑物的電力碳排放量，如圖3所示。

圖3 教學區各建筑物電力消耗碳排放

由圖3可知，教學辦公區總建筑物14棟，總二氧化碳當量為837.39t，平均每棟建筑物二氧化碳當量為59.81t，各教學辦公樓之間的二氧化碳當量相差較懸殊，4#、5#、6#，12#，12#，14#等6棟建筑物超過70t，其中5#教學樓最高，為119.96t；7#、8#、9#、10#、13#等5棟建筑物二氧化碳當量少于40t，其中9#教學樓最少，為11.15t。

進一步分析表明，7#、8#、9#、10#、13#為實驗樓，使用頻率較低，所以二氧化碳排放量較低；11#、12#、14#為綜合教學樓使用頻率相對較高，所有二氧化碳排放量也較高；1#、2#、3#、4#、5#、6#為常用的普通教學樓，其結構和功能一樣，分屬于不同的學院，是使用頻率最高的教學樓，其中4#、5#、6#教學樓遠大于1#、2#、3#，說明在1#、2#、3#的節約照明用電的管理工作效果較好，相對地應該加強對4#、5#、6#教學樓照明用電的管理。

教學辦公區是學校的核心區域，是學生和教職工白天活動的主要場所，其用電量在學校總體用電量中占有一定比例。教學辦公區中建筑物的電力消耗主要來源于教室照明和教職工辦公等。同時加強全校的節水節電的宣傳力度，讓出門隨手關燈成為每一個學生的良好習慣。同時教學區辦公室空調冷暖氣使用的程度遠高于其他功能區，學校空調總碳排放量是939t，教學區的排放量占了絕大多數，所以如何正確設置空調溫度和空調使用時間，是控制空調用電碳排放量的重要途徑。學校在2014年也將對學生宿舍樓每個寢室安裝上空調，希望全體教職工們能為全校學生建立起節能減排的好榜樣，自上而下，形成優良的低碳校園風氣。

3.4.3 食堂區各建筑物電力消耗碳排放情況

按照公式（1），得到各食堂區各建筑物電力的電力碳排放量，如圖4所示。

圖4 食堂各建筑物電力消耗碳排放

由圖4可知，校內共有5座食堂，總二氧化碳當量為328.03t，平均每個食堂的二氧化碳當量為65.61t。其中1#食堂最高，為108.92t；4#食堂最低，為35.90t。

進一步分析，1#和2#食堂分布在校園南區，3#、4#、5#食堂在校園北區，1#和2#食堂的電力消耗碳排放量之和與3#、4#、5#食堂的電力消耗碳排放量之和相差不大，說明在兩個不同地理區域的食堂電力使用強度總和基本相同。根據調查，食堂內主要的電力碳排放在烹飪設備和照明的用電，并且屬于間隙性的高峰用電。從每天用電情況來看，早上6點30分到8點10分、中午12點到1點、晚上5點40分到7點，三個時段屬于食堂用電的高峰期。從每周用電情況來看，因為學校內學生大多數屬于武漢本地學生，所以周一到周五的用餐人數遠比周六周日要多。這些時段，食堂都是滿負荷在運行，而其他時段，食堂進餐人數相對較少，食堂可以適度減少部分照明及空調等用電設備的使用，便能起到很好的節能減排的功效。并且食堂也能通過用電量大致估計出食堂的人流量，通過人流量分析從而減少或者避免食物等其他浪費。

4 高校開展節能減排的幾點建議

4.1 宣傳先行：推行低碳教育理念，強化低碳意識

建設低碳校園首先應當發揮高校優勢，通過學校各類學生組織，如環保社團，通過各類手段和渠道做好節能減排宣傳，并以此為基礎，實事求是，自上而下，全校行動起來將減排付諸行動。如在與學院以及學生組織合作，開展節能減排教育周，讓每個人都行動起來；對節能減排優秀個人和集體進行表彰，起到榜樣的帶頭作用；將節能減排的課程列入校級公選課，讓更多的同學了解節能減排的知識，從而運用于實際。本次碳排放核算的結果，對廣大學生就是一個了解校內碳排放，了解綠色低碳的重要性的機會。

4.2 建設為主：完善節能基礎設施，建立健全低碳管理機制

在高校校園基礎設施建設之中，設計者就應當把節約、環保、低碳的理念融入其中。例如，寢室里的走廊燈可以改良成聲控燈，教學樓中部分燈光也可以改良成聲控燈；教室內充分利用太陽光，并且安裝智能照明控制系統，在教室內沒有人時，自動關閉電腦，電燈和回收屏幕；建立中水處理站，將中水用于綠化、沖保潔和道路清洗等。同時根據碳排放核算結果，對碳排放較高的建筑物加強管理，并進行針對性的節能改造。

4.3 合作共贏：與環保企業合作共建，共同建設低碳校園

低碳校園建設不僅僅需要校方的努力，還需要與環保企業合作，充分利用社會資源，將更加清潔高效的技術帶入校園，做到合作共贏。例如，與能源公司合作，將排放量較高的燃料代替為清潔燃料；與當地廢舊電池回收公司共同建設廢舊電池回收窗口，深入到每棟宿舍樓，甚至每一棟寢室；向環保科技公司引進技術，實現對校園能源和資源流向達到實時監控，以合理分配好資源從而達到減排的作用[9]。

參考文獻：

[1]羅增英.《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》[J].中國建設信息：供熱制冷，2005（2）.

[2]徐海波，李建平.中部首個碳排放權交易在武漢正式啟動[EB/OL].[2014-5-9].http：//news.xinhuanet.com/2014-04/02/c_1110074469.htm.

[3]李雪玉，Lucia Green-Weishel編譯. 溫室氣體核算規程[M].資源與交流創新中心（iCET），2009.

[4]ISO140064-1《溫室氣體-第一部分：在組織層面溫室氣體排放和移除的量化和報告指南性規范》[S].日內瓦：國際標準化組織，2013.

[5]世界可持續發展工商理事會（WBCSD）和世界資源研究所（WRI）.溫室氣體核算體系：企業核算與報告標準（修訂版）[M].北京：經濟科學出版社，2004.

[6]中國環境報.什么是二氧化碳當量？[EB/OL].[2014-5-9].http：//xjs.mep.gov.cn/hjsy/200912/t20091210_182846.htm.

[7]聯合國政府間氣候變化專門委員會（ipcc）.2006年版碳排放系數[R].聯合國政府間氣候變化專門委員會，2006.

[8]張 婷，張 霞，艾仕超，等聯合國政府間氣候變化專門委員會校園碳足跡計算——以三峽大學為例[J].大眾科技，2012（7）.

[9]敖四江.高校校園低碳研究[D].南昌：江西農業大學，2011.