低碳经济与现代生活

低碳经济与现代生活

王立毅

理学院 光电070150120

摘要：当前，中国正处于把握经济增长机遇和进行低碳转型的两难选择之中。我们必须既遵循经济社会发展与气候保护的一般规律，顺应发展低碳经济的潮流和趋势，同时还要根据中国的基本国情和国家利益，寻找一条协调长期与短期利益、权衡各类政策目标、谋求双赢的低碳发展路径。本文通过对低碳经济的概述、低碳技术与科学原理介绍及发展要求的分析，最终得出中国发展低碳经济的几点策略。

关键字：低碳 经济 低能耗 能源

1． 引言

改革开放三十年来，中国经济取得了举世瞩目的成就。但在经济迅速增长的同时，中国社会也越来越意识到高消耗、高污染、高排放的增长方式无法实现社会的可持续发展目标，清洁、低碳的发展模式将成为社会经济发展的主思路。中国只有积极投身于绿色经济的浪潮中，经济社会的可持续发展才是可期的，中国也才可能赢得世界的赞赏和尊敬。

从1997年《京都议定书》的制定到2009年末哥本哈根会议的召开，气候变化问题作为人类生存与发展的重大议题一直以来受到了国际社会的高度关注和讨论。目前各国都积极制定了相关政策并采取了积极行动来降低温室气体排放。 通过这份报告，我们可以看到，尽管整体上来说，中国的低碳探索才刚刚起步，但一些来自国有企业、民营企业和外资在华企业的领先企业在应对气候变化问题上却都做出了积极的努力。这些企业在中国现有政策环境和市场环境 下，把低碳发展和企业经营实践相结合，不论是战略层面还是行动层面，都为中国的低碳之路提供了有益的帮助。

当然，应对气候变化，只有企业自身的努力还是远远不够的。要想真正实现低碳发展目标和整个社会的绿色转型，我们还需要更加完善的政策环境、法律环境、制度环境以及更加有力的舆论环境和来自全社会支持的推动力量。

我们希望读者通过这份报告能够更加深入地了解中国在应对气候变化的努力。同时，我们也对所有积极实践低碳发展的中国企业表示敬意。中国企业的进步就是中国的进步，中国的进步也是世界的进步。在实现可持续发展、共建绿色地球的过程中，我们期待更多企业来思考和践行低碳发展之路。

2． 低碳经济概念

所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展低碳经济，一方面是积极承担环境保护责任，完成国家节能降耗指标的要求；另一方面是调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。这是摒弃以往先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的发展模式的现实途径，是实现经济发展与资源环境保护双赢的必然选择。

在低碳经济问题上，人们需澄清一些认识上的误区。首先，低碳不等于贫困，贫困不是低碳经济，低碳经济的目标是低碳高增长；第二，发展低碳经济不会限制高能耗产业的引进和发展，只要这些产业的技术水平领先，就符合低碳经济发展需求；第三，低碳经济不一定成本很高，减少温室气体排放甚至会帮助节省成本，并且不需要很高的技术，但需要克服一些政策上的障碍；第四，低碳经济并不是未来才需要做的事情，而是应该从现在做起；第五，发展低碳经济是关乎每个人的事情，应对全球变暖，关乎地球上每个国家和地区，关乎每一个人。低碳经济时代的到来不可逆转，低碳经济将催生新的经济增长点，它将与全球化、信息技术一样，成为重塑世界经济版图的强大力量。

低碳经济主要有两个表现形式：一是低碳生产，二是低碳消费。低碳生产是可持续的生产方式。

3．低碳科技介绍

“低碳技术”是“低碳经济”的支撑。“低碳观念”是“低碳经济”的行动指针。其中，低碳技术涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部门以及在可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术。下面分别介绍一些重要的新能源。

一） 太阳能

太阳能顾名思义，是利用太阳的辐射能发电。具体可分为光伏发电和光热发电。光热发电在现阶段应用较广，主要由于它的原理简单。它是利用透镜将太阳光聚焦到一点，达到热能聚焦的目的。随后利用流动的水进行热交换，利用交换来的热能发电，避免了燃烧煤或石油的工序，有效的较低碳排放。

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电

光伏发电系统示例

站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。中国国产晶体硅电池效率在10至13％左右，国际上同类产品效率约12至14％。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。

光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。到2009年，中国并网发电还未开始全面推广，不过，2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。

太阳能的优缺点：

优点

(1)普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。

(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。

(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。

(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

缺点

(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W 左右；若按全年日夜平均，则只有200W 左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1／5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。

(2)不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。

(3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

2010年的“黑色春天”成了一些太阳能热水器企业心中永远的痛。在许多企业看来，行业性下滑已经成为定局。据嘉兴太阳能协会秘书长徐朱灵介绍：“目前，嘉兴的海宁有真空管集热线360条，年产量可配套八百万台太阳能热水器。今年以来产能严重过剩，产品积压，半停半工，甚至还出现了砸机当废铁卖的惨局。

二） 氢能与新能源汽车

氢能和燃料电池被认为是解决能安全源和环境问题最有前景的方案之一。未来

的“氢经济”是实现一个以氢为能量载体的可靠和可持续的能源系统，现阶段，制氢、储氢技术是氢能最主要的研究方向。作为氢理想的转化装置，燃料电池是氢能应用的关键。2007年以来，氢能和燃料电池技术出现了一些较为显著的进展。 制氢的来源很多，技术也多种多样，包括化学、生物、电解、光解等处理过程，其中部分技术如解水制氢早已实现了商业化。由于各种技术的发展阶段不同，其发展前景、经济效益和挑战。料可用性、技术成熟度、市场应用和需求、政策和成本问题都会影响各种制氢技术的选择和发展。

天然气重整被认为是短期内向氢经济发展的主要制氢方法。天然气重整技术主要是通过甲烷水蒸气重整(SMR)、部分氧化(POX)和自热重整(ART)过程来释放氢气。目前，美国年产氢量的95%(900万吨) 是以天然气为原料由SMR 法获得。其次是通过电化学水解得到更高纯度的氢。法国由于核电较为发达，电解法是产氢的最主要方式。

按氢储存时的状态划分，目前主要的储氢方式主要有金属氢化物储氢、液化储氢、压缩储氢等。

目前最常用的气态氢储存罐是钢罐，今后的研究热点是利用抗高压轻质复合材料罐和玻璃微球储氢。

液态氢最常见的储存方法是把氢气冷却至超低温(-253℃) ，目前认为最有前景的液态氢储存方法有超低温液态氢和有机液体。

固态材料储氢有可能成为固定式和移动式储氢应用最有效的方法。高表面积材料、氢化物、水反应化学氢化物、热化学氢化物等材料可用于固态储氢，复合氢化物储氢技术是目前关注的重点，特别是非过渡金属类如硼氢化物、铝氢化物、氨基化合物等。

燃料电池汽车发动机的构造和工作原理与传统内燃发动机相比，具有革命性的变化，它以燃料电池加氢瓶的结构完全替换传统汽车中内燃机加油箱的动力系统。

质子交换膜燃料电池发动机是整个燃料电池汽车最关键的技术环节。它由燃料电池堆和支持燃料电池堆运行发电的辅助零部件组成。燃料电池堆是发动机的核心部件，包括质子交换膜、碳纤维纸、双极板和铂催化剂等部件。燃料电池堆的辅助零部件由空压机(或鼓风机) 、管路、阀门、控制器等构成。

燃料电池发动机中的空气供应子系统是整个燃料电池发动机辅助系统中本身消耗功率最大的部分。这类燃料电池发动机对管路、阀门等部件的性能要求非常苛刻，导致整机价格极高并很难下降。

中国目前采用的燃料电池低压工艺技术路线，在保证燃料电池发电效率与高压路线的燃料电池差距不大的前提下，更容易实现产业化，安全更容易保障，相关零部件成本也更容易控制。

三） 风能

近二十多年来，国际上大型风电设备的设计和制造技术日趋成熟。在不断降低风力发电成本和扩大可技术经济利用的风能资源量的目标驱动下，国际上风电技术还在不断发展变化，主要特点：风电机组向大型化发展、采用变桨距技术、采用变速恒频技术、采用较长叶片、增大风轮直径、用无齿轮箱直驱技术和采用新型材料等。

我国风能开发现状：2007年全国除台湾省外新增风电装机容量3303MW ，与2006年当年新增装机1337MW 相比，2007年当年新增装机增长率147.1%。2007年中国除台湾省外累计安装风电机组6469台，装机容量5906MW ，风电场158个。分布在21个省市，比前一年增加了北京、山西、河南、湖北、湖南等五个省市。与2006年累计装机2599MW 相比，2007年累计装机增长率为127.2%。

海上风能电场工程的主要技术难点：1）风机的基础 2）风轮技术 3）齿轮箱

4）风力发电的发电机电能传输系统

中国建造海上风能电场主要的技术难点 ：1）第一大技术难点就是稳固性问题。

2） 技术难点之二就是制造和运输。3）技术难点之三就是安装以及日后的维护。

4）技术难点之四：并网。

海上风电场几个可能的影响与风险 ：

对鸟类的影响：工程区域内具有鸟类栖息活动。施工活动可能会对于鸟类的集群等活动产生影响。同时，风电场位于南汇嘴大陆岸线的延长线上，处于亚太地区候鸟迁徙路线上，鸟类迁徙经过此区域，在浓雾等恶劣的天气下，高耸的风机无疑会对鸟类的飞行产生一定的影响。这一影响可以通过一定方式应对。如工程施工尽量避开鸟类迁徙、集群的高峰期。风机上加设灯光、采用不同色彩搭配 。合理规划周边地区滩涂鸟类栖息地等防范措施。

对渔业生产的影响：工程施工区属渔业捕捞区，主要是南汇区的渔民在上作业。工程影响了渔民捕鱼的作业范围，减少了捕鱼量。针对这一问题我们应注意施工时间尽量应避开海洋鱼类产卵高峰期，严格限制工程施工区域在其用海范围内，对渔民采取经济补偿或转产等措施。

对海域水质和生态环境的影响：铺设海底输电电缆和风机基础施工将导致海底泥沙再悬浮引起水体浑浊，污染局部海水水质，造成部分底栖生物损失，降低海洋中浮游植物生产力，对海洋生态系统带来影响，造成一定的损失 。通过划定施工作业海域范围，禁止非施工船舶驶入，避免任意扩大施工范围，以减小施工作业对底栖生物的影响范围。

当然除了上述新能源外，还有生物质能源、地热能、海洋能与核能等等。这里不再赘述，不过值得一提的是，以上虽均为可再生性能源，但要最终解决人类能源问题的只有通过核聚变产生的核能。然而相关技术仍不成熟，所以这里不多加介绍。

4．低碳经济对国家、社会与个人生活的影响

一）举世瞩目的哥本哈根会议

《哥本哈根协议》是一份旨在推动进一步减缓和应对气候变化的政治宣言，它的主要积极因素包括：

1）认可政府间气候变化委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC ）报告提出的将气候变化引起的全球升温控制在2摄氏度以内的科学观点；

2）提出全球温室气体排放量需要尽快达到峰值并开始下降，同时认为发达国家应早于发展中国家达到峰值；

3）要求“附件一”国家在2010年1月31日前提交其2020年的减排目标，“非附件一”国家同期提交国家自愿减排方案；

4）同意建立针对林业的减排机制——防止森林破坏和退化减排机制（Reduce emissions from forest destruction and

degradation, REDD）；

5）发达国家将在2010至2012年间向发展中国家提供300亿美元的快速启动基金，并在2013年到2020年每年筹集1000亿美元的

资金支持发展中国家的减排活动；

6）创立了支持技术转移（Technology Transfer）的技术转移机制；

7）在UNFCCC 框架下建立了哥本哈根绿色气候基金（Copenhagen Green Climate Fund ）以支持发展中国家的气候变化

能力建设、气候变化适应领域的工作、技术转移与推广、REDD8等项目与政策发展。

同时，一些主要国家也应要求在2010年1月31日前提交2020年的减排目标。 中国的减排承诺是：至2020年单位国内生产总值（GDP ）温室气体排放量在2005年基础上下降40-45%。

二）中国应对气候变化的战略

作为全球一个主要的新兴经济体和处于快速工业化、城市化过程中的发展中国家，中国在制订气候变化战略时需要解决的一个关键问题是如何处理经济发展与温室气体排放增加之间的矛盾。除去中国人口众多、经济发展人均水平较低 和地区差异大等基本国情之外，在和气候变化直接相关的能源供需和经济结构等方面，中国的特点也十分突出。

从能源供需看，改革开放以来的快速经济增长伴随着中国的能源需求持续升高。在过去的10年里，中国经济增长超过300%，从世界第七经济体跃升为第三经济体。而在国家发改委能源研究所2009年发布的《中国2050能源和CO2排放报告》11（姜克隽等，2009）中所描述的基准情景下，在2000年到2010年的10年间，中国的一次能源需求增长了255%。而中国能源结构的一大特点就是以煤炭为 主，2008年煤炭占一次能源消费的70%以上（BP ，2009），这给中国的温室气体减排带来了巨大困难。

从经济结构看，中国正处于工业化进程，产业结构中的第二产业，尤其是能源密集型产业占主导地位。作为“世界工厂”，中国出口量占全国经济总量相当大比重，且出口产品的生产多集中在第二产

业，这在一定程度上增加了二氧化碳排放量。以2006年为例，研究表明出口二氧化碳排放量占排放总量的25%以上并有较大程度的低估（王正鹏等，2008）。 从“适应”情况看，中国的自然条件差，自然灾害较多，生态环境脆弱，气候变化带来的破坏性作用对中国的自然环境和农牧林业的影响都较大 （中国发展和改革委员会，2007）。因此，适应气候变化也

是中国气候变化战略的主要组成部分之一。

中国：从“参与国际谈判”到“制定国内低碳发展战略”

从实际减排效果来看，并不理想。例如《京都议定书》重点“附件一”国家中，很多虽然做出了减排努力，但其排放量却不降反升。这些国家将面临进一步减排的国际压力，也将需要做出更大力度的努力。

2007年中国制定和实施了《应对气候变化国家方案》给出了未来中国国内应对气候变化的政策框架，明确了减缓温室气体排放的重点领域。这是第一个国家政策性文件，表明中国的气候变化政策将作为一个国内重要的经济和环境政 策。2008年10月和2009年11月，中国又分别发布《中国应对气候变化的政策与行动》和《中国应对气候变化的政策与行动--2009年度报告》，总结了不同时期的各项相关政策和相关行动。

上述报告指出，中国应对气候变化的战略和指导思想是：全面贯彻落实科学发展观，坚持节约资源和保护环境的基本国策，以控制温室气体排放、增强可持续发展能力为目标，以保障经济发展为核心，加快经济发展方式转变，以节 约能源、优化能源结构、加强生态保护和建设为重点，以科学技术进步为支撑，增进国际合作，不断提高应对气候变化的能力，为保护全球气候作出新的贡献。 中国国家主席胡锦涛2009年在联合国气候变化峰会上的讲话也许更能直观地反应中国应对气候变化的战略思路和方向。他指出，中国将进一步把应对气候变化纳入经济社会发展规划，并继续采取强有力的措施。加强节能、提高能效工作，争取到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年有显著下降。大力发展可再生能源和核能，争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15％左右。大力增加森林碳汇，争取到2020年森林面积比2005年增加4000万公顷，森林蓄积量比2005年增加13亿立方米。大力发展绿色经济，积极发展低碳经济和循环经济，研发和推广气候友好技术。同时，在适应气候变化方面，增强在农业、森林与其他自然生态系统、水资源等领域，以及海岸带及沿海等脆弱地区适应气候变化能力。

纵观近几年来中国应对气候变化一系列政策和立场的转变，我们可以看出一些重要变化，即中国正在逐渐将气候变化战略作为国内战略来考虑；与气候变化相关的政策正在从“以参与国际谈判为主”进入到“以制定国内和低碳发展相适

应的政策为主”；将应对气候变化切实反映在国家的发展战略中。相应地， 国家发改委正在考虑制定国家“十二五”期间应对气候变化规划，第二个国家应对气候变化方案也正在编制中，所有省份的省级应对气候变化方案将公布，不少省市已经将低碳经济发展列入自身的发展规划，国家的低碳经

济发展格局正在逐步形成。

四） 低碳经济的实现方式

实现低碳经济的途径包括调整经济到一个低能耗、高效率的产业结构；全面实现用能技术的先进化，通过多种政策措施大范围普及先进高效技术；全面合理发展非化石能源，使非化石能源在一次能源中的比重占据重要位置；全民参与，改变生活方式，寻求低碳排放的消费模式；发展低碳农业，增强森林覆盖和管理。对于中国来讲，具体就是优化产业结构，控制高耗能工业发展，减少和控制高耗能产品出口；争取在2025年左右使中国工业的能源技术效率达到当时世界先进水平；大力发展适用的非化石能源技术，如风力发电、水电要进一步大规模普及等；进行大范围的公众意识提高，使低碳生活方式成为普遍行为。可以看出，实现低碳经济的途径和相关政策与中国正在进行的节能减排努力有着很强的一致性。低碳经济并非一个新的、额外的努力，而是要对现在的国家能源、环境政策进行扩展。

国家发改委能源研究所IPAC 模型组对中国未来经济发展、能源供需和温室气体排放进行了情景分析，设计了基准情景（Business as Usual ，BAU ）、低碳情景（Low Carbon Scenario ，LC ）和增强低碳情景（EnhancedLow Carbon Scenario ，ELC ）三种模式，体现了对中国未来的人口、经济和社会发展的展望，描述了中国在不同程度的政策发展、技术创新、生活方式转变等努力下未来的能源 供需和温室气体排放之路。

研究结论表明，低碳经济（LC 、ELC ）未来是可能实现多种社会发展目标的未来，与可持续发展目标、社会千年发展目标、中国国家经济发展三步走总体目标及中国构建科技创新强国目标都有一致性。同时，实现低碳经济的额外投入不大。在当前经济结构不发生大改变的情况下，中国经济的发展必然带来排放量的增加。根据IPAC-AIM/技术模型，未来中国的能源需求将维持上升趋势。所有情景均显示2050年之前中国的一次能源需求保持不断增长，2050年基准情景一次能

源需求量由2005年的21.89亿吨标准煤增加到63亿吨标准煤，其中煤炭占44%，石油占27.6%，天然气占10%，核电占9%，水电占6%，风电、生物质能发电等新能源和可再生能源占3.4%。

中国当前经济形势下最突出的一个特点是投资过热，因此，应当将经济增长模式由粗放型转向集约型发展，通过优化经济增长模式来抑制投资过热。例如可以加强对土地利用的管理，根据中国不同城市人口数量来确定基础设施建设水平，比如对于地铁的规划等。中国发展低碳经济的机遇在于拥有成本优势。和日本、美国、欧美相比，中国可以以较低的成本来发展低碳经济。从燃料角度来说，在中国采用超临界机组的成本可能会比普通的火力发电更低一些，虽然超临界初步投资非常高。同时需要看到，发展低碳经济对中国来说也是一个很大挑战。因为中国一直以来就是以煤为主要能源的“高碳”国家，如果发展低碳经济，中国在资源上的优势就变成了劣势；从另外一个方面来看，目前中国的技术还达不到发达国家的先进水平，而且中国的经济目前正处于爬坡阶段，基础设施建设还将继续，因此造成的高排放问题将很难在短期内解决。根据情景分析的预测，在2030 年之前，即使是在最低的能源发展情景下，中国仍然会排放一定数量的温室气体。这个问题尤其值得关注，因为这对各个行业都将提出更高要求。

五） 现代生活

如前所述，低碳经济带给现代生活的不是贫穷，而是被保护的环境与更好的未来。低碳经济的探索与低碳技术的追求体现了现代人追求完美极致的精神与人与自然和谐相处的理念。可以预见，未来的生活在多元的能源选择中会愈发美好。

参考文献

1． 姜克隽、苗韧、郑平、李超欣. 气候变化与中国企业. 中国企业家俱乐部

2． 罗家融. 可再生能源. 东华大学里学院

3． 百度百科 http://baike.baidu.com