温室气体yd11917
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【概述】温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射,并重新发射辐射的一些气体,如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮 (N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)是地球大气中主要的温室气体。
1、温室气体原理
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非对称分子振动示意图 |
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温室气体之所以有温室效应，是由于其本身有吸收红外线的能力。温室气体吸收红外的能力是由其本身分子结构所决定的。在分子中存在着非极性共价键和极性共价键。分子也分为极性分子和非极性分子。分子极性的强弱可以用偶极矩μ来表示。而只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收光谱，则拥有偶极矩的分子就是红外活性的；而Δμ=0的分子振动不能产生红外振动吸收的，则是非红外活性的。也就是说，温室气体是拥有偶极矩的红外活性分子，所以才拥有吸收红外线，保存红外热能的能力。
2、名称来源
1820年之前，没有人问过地球是如何获取热量的这一问题。正是在那一年，让-巴普蒂斯特-约瑟夫·傅里叶傅里叶（1768～1830年，法国数学家与埃及学家），回到法国后，他整年披着一件大衣，将大部分时间用于对热传递的研究。他得出的结论是：尽管地球确实将大量的热量反射回太空，但大气层还是拦下了其中的一部分并将其重新反射回地球表面。他将此比作一个巨大的钟形容器，顶端由云和气体构成，能够保留足够的热量，使得生命的存在成为可能。他的论文《地球及其表层空间温度概述》发表于1824年。当时这篇论文没有被看成是他的最佳之作，直到19世纪末才被人们重新记起。
其实只因为地球红外线在向太空的辐射过程中被地球周围大气层中的某些气体或化合物吸收才最终导致全球温度普遍上升，所以这些气体的功用和温室玻璃有着异曲同工之妙，都是只允许太阳光进，而阻止其反射，近而实现保温、升温作用，因此被称为温室气体。其中既包括大气层中原来就有的水蒸气、二氧化碳、氮的各种氧化物，也包括近几十年来人类活动排放的氯氟甲烷（HFCs）、氢氟化物、全氟化物（PFCs）、硫氟化物（SF6）等。种类不同吸热能力也不同，每分子甲烷的吸热量是二氧化碳的 21倍，氮氧化合物更高，是二氧化碳的270倍。不过和人造的某些温室气体相比就不算什么了，目前为止吸热能力最强的是氯氟甲烷（HFCs）和全氟化物（PFCs）。
3、各个温室气体介绍
地球的大气中重要的温室气体包括下列数种：水蒸气（H2O）、臭氧（O3）、二氧化碳（CO2）、氧化亚氮（N2O）、甲烷（CH4）、氢氟氯碳化物类（CFCs，HFCs，HCFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）等。由于水蒸气及臭氧的时空分布变化较大，因此在进行减量措施规划时，一般都不将这两种气体 纳入考虑。至于在1997年于日本京都召开的联合国气候化纲要公约第三次缔约国大会中所通过的〔京都议定书〕，明订针对六种温室气体进行削减，包括上述所提及之：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）。其中以后三类气体造成温室效应的能力最强，但对全球升温的贡献百分比来说，二氧化碳由于含量较多，所占的比例也最大，约为55%。
4、减量方向
CO2排放减量 化石燃料燃烧为二氧化碳人为排放之主要来源，企业/产业于因应时，可资减量之方向包括：
能源替代：以天然气替代其他燃料。
采用高效率或节电设备。
引进再生能源(风力、太阳能等)。
评估及增进废弃物再利用。
资源物回收。
节约用水、废水减量以降低废水处理负荷。
废弃物减量，以降低废弃物焚化、掩埋或其他物理化学处理程序之负荷。
节约用电：照明管理、夏季空调管理及建筑物自然采光、防晒之设计。
环保标章或环境友善产品之开发、改良。
环境绿化。
CH4排放减量 甲烷(CH4)多属天然排放，自然界的生物厌氧腐解作用本会有CH4之排放，如水体流动性不高之湖泊、湿地等均有较高贡献。而人为活动造成的CH4排放因素则有自然水体受生活污水及工业废水的污染、农业畜牧活动及工业制造程序等。
农业/畜牧业：
有机堆肥管理，及其臭气的妥善处理或回收能源。
避免然烧农作废弃物或以焚烧大区域农作地作为农耕/开发方式。
工业程序：
降低储油输油设施之洩漏、逸散。
燃烧系统妥善管理、维护，降低意外或跳机事件之频率。
储油槽设置隔热装置，降低逸散。
涂装改采低油性或无油性涂料施作。
垃圾掩埋场沼气引燃或回收能源。
废水场厌氧处理之沼气处理或回收热能。
N2O排放减量 氧化亚氮(N2O)人为排放源多为农业/畜牧之相关活动，工业程序之排放则以需用氮元素相关化工原料制程为主如硝酸(Nitric Acid)、己二酸(Adipic Acid)(以硝酸为反应原料之一)等。
农业/畜牧业：
有机堆肥管理，及其臭气的妥善处理或回收能源。
避免然烧农作废弃物或以焚烧大区域农农作地作为农耕/开发方式。
工业程序：
提高相关化学品反应主产品生成率(程序替代或设备改良方式均可达成)。
相关化学品化学反应后端设置De-NOx设施。
焚化炉(特别是生物污泥焚化炉) 设置De-NOx设施。
生活污水妥善处理。
氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)排放减量
氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)多用于替代蒙特娄议定书列管破坏臭氧层物质(ODS)：氟氯碳化物(CFCs)。 HFCs、PFCs相关用途包括冰箱空调冷媒、灭火剂、气胶、清洗溶剂、发泡剂等；而SF6则有用于绝缘气体、灭火剂等。该三类管制温室气体于制造及使用阶段均可能造成排放。
选用CFCs替代品时，同时考量GWPs(Global Warming Potentials)低者。GWPs参见表列。
空调、灭火系统之相关管路避免洩漏。
用于清洗溶剂时，配合其他清洗程序及清洗设施改善，提升清洗效率，降低清洗溶剂用量。
清洗溶剂回收系统改善，提升回收量、降低溶剂散失量。
发泡产品制造程序确实做好废气收集及处理。
5、各国的减排政策
发达国家在减少温室气体排放方面主要是采取具有综合性的经济和财政政策，包括：自愿协议、能源/二氧化碳税、排放贸易、可再生能源或热电联产生产配额、能源效率标准、对可再生能源等的直接资金鼓励如优惠费率、赠款、免税措施等等。但是这些政策随着实施情况的差别,也在发生不断变化。以能源/CO2税收为例，已经从单纯税收向“税收+补贴”的形式转变。 从上世纪90年代初,一些发达国家为了提高财政收入和/或降低对国外石油供应的依赖程度而开始实行能源或以燃料碳含量为依据的CO2税。由于能源/CO2税具有减少能源消费和温室气体排放的作用，许多发达国家都把能源/二氧化碳税作为减少温室气体排放的重要措施。但是，后来，为了避免能源/二氧化碳税影响本国工业在世界市场上的竞争力，一些国家对高耗能部门实行了低税率，挪威降低了海上油气生产的CO2税率，瑞典制造业的CO2税率已经改为标准税率的35%，某些能源密集型工业的税率也已经降低到接近为零税率，英国的能源密集型工业的税率仅为标准税率的20%。为了激励节能技术的发展，又避免影响本国工业在国际市场的竞争力，很多国家变税收为补贴。实行了对可再生能源和热电联产等高能效技术的税收优惠或减免政策，以鼓励其供应和消费。从供应端来说，主要包括对与可再生能源生产或热电联产相关的各种税收如生产税、固定资产税、增值税、进口关税等的优惠或减免。
英国政府为热电联产的发展制定了税收优惠政策。2002年,英国的热电联产装机为4700MW,按照政府的目标,在2010年时要建成高效的热电联产10000MW,为此英国政府对热电联产不征收气候变化税，并以税收优惠的形式对投资热电联产的企业提供投资补助。
法国对热电联产企业减少50%的企业税，地方政府可以将减少率提高到最多100%。对可再生能源的使用也实施了税收优惠政策,通过税收优惠和降低增值税率，企业用于购买可再生能源设备的成本将降低15%，同时，对可再生能源投资的企业一年以后可以享受加速折旧的政策。
减缓温室气体排放中国在行动：
国政府高度重视并积极应对气候变化。2007年，中国政府成立了由温家宝总理任组长的 “国家应对气候变化领导小组”。同年，中国政府发布了《中国应对气候变化国家方案》，这是发展中国家第一个应对气候变化的国家级方案。
方案中提出到2010年中国单位gdp能耗在2005年基础上减少20%左右的目标。中国政府还在《可再生能源中长期发展规划》中，提出到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10%，到2020年达到15%左右。
为确保这些目标的实现，中国政府近年来采取了一系列强有力的相关政策措施，成效显著。
今年，中国将全面开展省级应对气候变化方案工作，以确保应对气候变化国家方案的切实贯彻实施。
此外，中国的经济刺激方案安排了2100亿用于节能减排和生态工程，3700亿用于调整结构和技术改造。民生工程为4000亿，主要是保障性住房建设，将积极采用节能环保材料；农村的民生工程3700亿，目标是以可持续、环保的方式提高农村生活水平。
在努力应对气候变化的同时，需要强调的是，中国是一个人均gdp只有3000美元的低收入发展中国家。按照联合国的贫困标准，中国尚有1.5亿贫困人口。中国别无选择，面临着发展经济、消除贫困和减缓温室气体排放的多重压力。在这一过程中，国际社会相信中国会在力所能及的范围内，积极采取措施应对气候变化。
国际社会均希望哥本哈根会议能够达成积极成果。我们认为，哥本哈根会议成功的关键在于能否把协定和 《京都议定书》的要求落到实处。发达国家整体上到2020年应在1990年水平上至少减排25%-40%。
非议定书的发达国家缔约方应当承诺遵守具有可比性的定量减排目标。发达国家应当履行规定的义务，向发展中国家转移技术并提供金融支持，使发展中国家能够有效地应对气候变化。
此外，应当为遵守规定、金融支持和技术转移建立起恰当的机制和制度保证。发展中在得到发达国家“可测量、可报告和可核实的”资金、技术和能力建设的支持下，在可持续发展的框架下，根据本国国情采取适当的减缓行动。
当前，全球金融危机加剧，给各国应对气候变化工作带来了严峻挑战。但由于气候变化是更为长期和严峻的挑战，国际社会应对气候变化的决心不能动摇、行动不能松懈、力度不能减弱。事实上，国际金融危机如果处理得当，也可以化挑战为机遇，达到既保护气候又促进发展的双赢局面。
中国将本着对本国人民、对全人类利益高度负责的态度，采取积极措施应对气候变化，为保护全球气候系统做出新贡献。
(作者为中国国家发展和改革委员会副主任、中国气候变化问题特别代表。版权所有：projectsyndicate，2009。)
6、链接
1997年《京都议定书》要点
减排目标
《京都议定书》的目标是在2008年至2012年间，将主要工业发达国家的二氧化碳等6种温室气体排放量在1990年的基础上平均减少5.2%。减排的温室气 体包括二氧化碳 (co2)、甲烷(ch4)、氧化亚氮(n20)、氢氟碳化物 (hfcs)、全氟化碳(pfcs)、六氟化硫(sf6)。其中，欧盟削减8%、美国削减7%、日本削减6%、加拿大削减6%、东欧各国削减5%至8%。 新西兰、俄罗斯和乌克兰可将排放量稳定在1990年水平上。议定书同时允许爱尔兰、澳大利亚和挪威的排放量比 1990年分别增加10%、8%和1%。而议定书对包括中国在内的发展中国家并没有规定具体的减排义务。
合作机制《京都议定书》建 立了三种旨在减排温室气体的新的灵活的合作机制——国际排放贸易机制(et)、联合履行机制(ji)和清洁发展机制(cdm)。排放贸易和联合履行主要涉 及附件一所列缔约方之间的合作；而清洁发展机制涉及附件一所列缔约方与发展中国家缔约方之间在二氧化碳减排量交易方面的合作关系。
减排方式
为促进各国完成温室气体减排目标，议定书允许采取以下四种减排方式：
1.两个发达国家之间可以进行排放额度买卖的“排放权交易”，即难以完成削减任务的国家，可以花钱从超额完成任务的国家买进超出的额度。
2.以“净排放量”计算温室气体排放量，即从本国实际排放量中扣除森林所吸收的二氧化碳的数量。
3.可以采用绿色开发机制，促使发达国家和发展中国家共同减排温室气体。
4.可以采用“集团方式”，即欧盟内部的许多国家可视为一个整体，采取有的国家削减、有的国家增加的方法，在总体上完成减排任务。