發布時間：2024-02-21 14:41:56
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的雙碳的定義樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞：鑄造工藝；雙金屬復合材料；性能；影響
前言
文章中對不同的鑄造結構和使用條件進行了分析，通過采取特殊的鑄造工藝方法，能夠使結晶界面和基體的溫度、梯度以及厚度都是均等的，保證結合界面是均勻的，同時也能制備出無混料的雙金屬復合材料，對復合材料進行進一步的研究和分析，在經濟效益和學術價值方面十分有利。
1 對雙液雙金屬復合鑄造的概述
雙液雙金屬復合鑄造是指在一定的澆注溫度下，將兩種液體的金屬按照一定的順序將其澆注到同一個鑄型中，這樣形成的復合材料具有很好的耐磨性，同時，也能克服兩種金屬存在的缺點，將兩種金屬的優點進行發揮，新形成的復合材料具有兩種金屬的特性。新型復合鑄造零件能夠適應各種惡劣的使用環境，在使用過程中壽命也將出現延長的情況。雙液雙金屬在實際操作過程中比較難，在對耐用零件進行批量生產時難度系數更大。在應用過程中，可靠性條件非常差，對整個加工過程帶來的影響將非常大。在鑄造過程中，對界面的結合質量對復合材料的性能影響原因進行分析，能夠對復合界面的關鍵因素進行保證。
2 對雙金屬復合材料的概述
采用復合技術將兩種完全不同的金屬接觸面進行相互之間的固勞，并且結合在一起，通常情況下，兩種金屬的物理和化學性能都將是不同的，在這種情況下，出現的新型材料就是雙金屬復合材料。雙金屬復合材料具有非常好的性能，而且這些技能非常特殊，在工作環境比較惡劣的情況下，雙金屬復合材料的使用壽命也非常好。雙金屬復合材料成本非常低，在性能方面非常好，而且能夠合理對資源進行開發利用。在很多的工業領域中，石油、汽車、航空對這種新型的材料應用比較廣泛，因此，其市場前景非常好。
3 鑄造工藝對雙金屬復合材料性能影響的實驗
文章對鑄造工藝對雙金屬復合材料的材質復合界面的組織以及耐磨性綜合力學性能進行了試驗和研究，在以后的經濟發展和社會進步將有很大影響。
3.1 實驗材料
在試驗過程中，主要的試驗材料有碳、硅、朦和鉻，其中，碳是鋼中的主要元素，是鋼的基本組織成分。在試驗中，將少量的碳固體溶合在鐵素體中，這樣能形成以滲碳體的形式存在。在實驗過程中要對碳含量進行很好的控制，因為碳含量過高或者是過低都是會導致鋼的質量受到很大影響。碳含量出現過低的情況，會導致鋼的淬硬性以及耐磨性出現很差的情況，在碳含量過高的情況下，會導致鋼的韌性出現降低的情況，因此，要對碳的含量進行很好的控制，能夠更好的保證鋼的剛度和硬度。硅在鋼中的作用就是當貝氏體轉變過程中，抑制碳化合物的析出，硅在鋼中的形態主要是以固體的形式進行溶體，在鐵素體中進行存在，這樣利用硅的性能能夠更好的增加鋼的強度和硬度，降低鋼的塑性。在鑄造鋼過程中，錳的作用是不可替代的，其主要的功能就是脫氧，對硫元素進行中和，避免出現有害作用，從而能對鑄件出現的強烈缺陷進行防止。不僅如此，錳還能對鋼中出現的溫度以及分解速度進行降低。在使用過程中將錳和硅進行配合使用，能夠對鋼的強度進行提高，對硬度和韌度也有很好的促進作用。但是，在鋼中，錳的含量一定要進行必要的控制，不能出現錳含量過高的情況，這樣會導致鋼晶粒出現粗化的情況，對鋼的回火脆性以及敏感性都有很大的影響。
鉻是一種活性比較大的耐磨材料元素，其能夠固溶于鐵素體中，同時也能和鋼中的碳組合形成很多種碳化物，它的主要作用就是促使鋼的淬透性得到提高，同時，對鋼的抗氧化能力和抗腐蝕能力進行提高。鉻在鋼中的含量比較高也不用對其進行擔心，這種元素不會對鋼的性能產生很大的影響，但是，其會在鋼中形成比較復雜的碳化物，這種物質能夠從鋼中進行析出，然后起到沉淀和強化的作用。
3.2 實驗方法
3.2.1 具體方法
使用酸性坩堝熔煉實驗鋼，并采用65kg和150kg中頻感應電爐，將澆注溫度定為1550，濕砂型澆注后加工成10mm×10mm×55mm沖擊韌性試樣。主要對鋼的材質復合界面組織、耐磨性、綜合力學性能三方面進行分析和觀察。其中，采用的器具主要有ZBC-300B全自動金屬擺錘沖擊實驗機，負責沖擊韌性測試；HRC-150A硬度計負責硬度測試；MLD-10動載荷磨料磨損試驗機負責磨損試驗。最后采用奧林巴斯GX71倒置式金相顯微鏡進行組織分析，從而得出結論。
3.2.2 鑄造工藝
實驗時采用兩個澆注系統，分別澆入低碳鋼和高碳鋼，時間上要間隔15-80秒，而且需要注意的是澆入低碳鋼后，當鋼液已經趨近工藝要求的復合界面或已達到時，根據鑄件的大小才可以澆入高碳鋼。其中任選一組將激冷材料放置在兩種材質的連接部位，從而保證結晶界面與基體間存在一定的溫度梯度以及厚度，另一組則不需要添加激冷材料。
3.3 實驗結果
3.3.1 對復合界面組織的影響
由于采用特殊的雙液雙金屬復合鑄造工藝，當低碳鋼結晶后才進行高碳鋼的澆筑，然后經過高溫鐵水的作用，致使低碳鋼能夠保存的很好，只是表面熔化很薄的一層，而且結合區復合界面的交界線處相互交錯，產生了熔融和相互滲透的現象，這是從圖片上清晰可見的，這就說明兩種材質的中間結合面實現了有效的冶金結合，而且復合界面并沒有發生沖混現象。
3.3.2 對耐磨性的影響
通過實驗，我們可以總結出：將實驗鋼材料和高錳鋼進行相同時間的磨損，發現前者的動載磨損失重量要明顯小于后者。這是由于實驗鋼以擠出和淺層剝落為主，無論是組織上還是綜合力學性能均高于高錳鋼，具有較強的抵抗石英砂磨粒的切削的能力，這就減少了磨損過程中表面金屬的剝落，呈現出較好的耐磨性能。
3.3.3 對力學性能的影響
此圖片為等溫淬火溫度試樣高碳鋼沖擊斷口的SEM照片，從圖片上我們可以看出斷口的形狀是扇形花樣，而且還有大量的撕裂棱以及大大小小的圓形或橢圓形的深韌窩，這就說明該材質的韌性是十分好的。
4 結束語
鑄造工藝對雙金屬材料的性能有很大影響，因此，在進行復合的時候要應用特殊的鑄造工藝，這樣不僅能夠提高復合材料的組織界面結合狀態，在耐磨性能和力學性能方面影響也非常好，這樣能夠提高生產工作的安全性。對雙金屬鑄造的定義進行分析，增強對其的了解，應用現代的方法，通過試驗對鑄造工藝進行分析，這樣對雙金屬復合材料以后的發展非常有利。
參考文獻
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關鍵詞：鋼鐵企業；碳排放；成本
中圖分類號 F275.2 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2013）05-0029-07
盡管世界各國在德班聯合國氣候變化框架公約第十七次締約方大會上各有收獲，但作為發展中國家的中國，在“后德班”時期的減排之路仍將面臨嚴峻的考驗。因此，發展低碳經濟已經成為必然的選擇。鋼鐵行業作為我國國民經濟最重要的基礎產業和實現新型工業化的支柱產業，總產量已經連續16年位居世界第一。鋼鐵行業的碳排放在工業碳排放中占有很大比重，且又是流程制造行業中消耗資源能源和產生污染排放的重點行業，減少碳排放是其應對氣候變化的必由之路。本文通過解析鋼鐵企業工藝流程中碳素流，構建碳排放成本模型，并深入其主要生產環節進行碳排放成本核算，為鋼鐵企業管理者開展碳排放成本管理提供數據，以推動企業實現低碳經濟轉型及持續發展。
1 碳排放成本基本理論
1.1 文獻述評
作為全球氣候變暖的首要因子，自20世紀90年代起，環境及生態工程領域的學者已經開始對碳存量和流量進行了核算，并采用物質流方法定量測度碳實物量。發展到今天，碳排放問題已越來越受到各國政府和相關機構的關注。隨著國際會計界對企業碳排放有關問題的愈發關注，碳會計將傳統財務會計框架逐漸擴展到了廣義會計學的相關領域。Anita E等普遍認為，當今地球生態危機背景下，碳管理會計是一種面向管理者提供信息，以供其在碳排放問題上制定決策的可持續發展會計[1-2]。碳管理會計的核心為碳排放成本的核算、管理和控制。然而，由于碳排放的無形性，給碳排放成本的核算帶來了不小的難度，致使學者們不得不從各個角度對于碳排放和交易相關的隱形成本顯性化問題開展多方面的研究[3-5]。Ratnatunga J等認為可以從“環境成本會計”和“基于生命周期的碳成本核算”兩個角度進行碳排放成本核算[6]；Lohmann L考慮了從成本效益的角度進行碳核算，并構建了碳交易機制下的碳會計框架[7]；Dutta S等認為在企業的管理決策中，必須引入基于價值鏈分析的碳足跡[8]；部分學者通過引入案例對實際產生的碳成本核算進行了解析；Kneifel J采用了基于生命周期的節能、碳減排和成本有效評估的方法對新商業大廈進行研究，并對碳排放成本影響進行了測量分析[9]；KiHoon Lee針對汽車行業供應鏈管理中的碳核算進行了研究，認為通過反映產品中碳元素的流動將改善供應鏈中的碳績效[10]。
近年來，我國對碳排放成本問題的研究也取得了一些進展[11]。肖序等認為，應該從資源價值流的角度對碳排放成本進行解析，將外部碳因子引入碳排放成本管理和企業經營決策上來[12]；張白玲等綜合國際碳足跡測算標準與測算步驟，構建了以企業碳物質流測算為基礎的碳會計核算體系[13]；楊蓓等通過構建長短期碳排放成本決策模型，確定了碳排放量和碳排放成本的最優結合點以及長期碳排放成本隨碳排放量下降而相應減少的趨勢[14]；張惠茹等基于低碳經濟的視角，對碳成本管理產生的背景以及內涵和計量進行了闡述，并認為戰略成本管理的內容應積極擴展至碳成本的管理[15]。
從現有碳排放成本研究文獻來看，多偏重于理論分析，缺乏可操作性的案例研究；現有研究還較多注重于碳排放事后補償研究，而忽視了企業全流程的碳排放成本；比較注重于宏觀、中觀層面上的碳排放研究，較少涉及到微觀企業層面的碳排放成本分析。而這正是本文研究的重點。
1.2 碳排放成本內涵
環境問題的核心是減少碳排放量，以提高能源消耗效率。目前對于碳排放成本，全球學術界并沒有統一的定義。概括起來，包括以下幾種不同的定義：一是從生命周期出發，認為是建立包括產品生產、制造、物流、使用和廢棄而產生的有關碳排放代價及由此產生的補償等方面的內容；二是認為是企業為預防、計劃、控制碳排放而支出的一切費用，以及因超出既定的碳排放量而造成的一切損失之和；三是認為是企業在產品的生命周期過程中，為預防、控制、治理碳排放而取得預期環境效果和環境收益所發生的可用貨幣計量的各種經濟利益的流出。以上定義均從不同角度入手，反映了碳排放成本的性質和特點，體現了成本費用與損失的本質特征，但其范圍則在不同的層面上界定。有的界定于產品的生命周期，也有的界定于碳管理，還有的界定于超額排放量。這種不同的界定層面，形成了不同的表述。
為深入探討碳排放成本，本文將碳素流抽象為碳排放成本的本質并以其為核心，深入其流程過程中各工藝環節，歸集與其相關的能源、原料等含碳物質的運動中，解釋其物質流與價值流“合二為一”的科學規律，來構建其概念定義。將碳排放成本定義為：為滿足氣候變化下低碳經濟和可持續發展的要求，依據物質流與價值流互動變化影響規律，以碳素流過程為核心跟蹤、描繪與其相關的能源、原料等物質在企業工藝流程中的不同時間和空間所發生的耗費，并將其貨幣化而形成的一種成本費用。
本文選取了流程制造行業的典型代表――鋼鐵企業為研究對象，通過對鋼鐵企業碳素流動的追蹤分析，界定了其碳排放成本的和范圍，構建基于碳素流的碳排放成本核算模型，并對企業碳排放成本進行數據核算和分析，以改善現行的企業管理政策模式。
2 基于碳素流的企業碳排放成本核算模型構建
2.1 碳素流動與價值流動的基本邏輯關系
在流程制造企業中，物質常以某種元素作為典型（如本文是采用的鋼鐵企業的碳元素）進行分析，追求物質流路線的不斷變化。為研究流程中不同元素的流動規律，以及該規律對元素資源價值變化的影響作用，一般情況下，可選取流程中某一代表性元素C，探討其流動規律及對應的價值變動率。現假設元素C是產品中的一個主要組成成分，可針對元素C繪制生產過程的元素流圖，其中，R代表資源投入量，Pi（i=1，2，3...n）為第i階段生產產品產量，Q i（i=1，2，3...n）為第i階段廢棄物的排放量[16]，見圖1。
根據上圖的元素C流圖看到，在企業生產流程的各個階段，元素C將依次發生一系列的物理和化學變化，每一階段的輸出端由兩部分組成，即有效利用價值（合格品價值）與廢棄價值（廢棄物價值）。流程制造企業在每一生產階段都會增加新的價值（成本）投入，從而推動了元素C價位的不斷提高；產品開始投入使用后，經過不斷磨損，元素C物質價值逐漸降低，隨之其價位也相應地降低。因此，根據此思路，繪制元素C價位的變化，見圖2、圖3。
在生產流程的不同階段，元素C都被分解為流向下一階段的有效利用與廢棄排放兩種物質成本，因此導致了其價位的不斷變化。圖2中可以看到，元素C的有效利用成本呈累計上升趨勢；而在圖3中，各階段的廢棄物價位在前階段呈現累計上升趨勢，但在使用廢棄階段則價位急劇
下降。這種依據元素C的物質流動所帶來的階段價位變化，是流程制造業碳排放成本核算的基礎之一。
鋼鐵企業的碳素流與其排放成本是密不可分的。對鋼鐵企業制造工藝流程進行碳素流運行規律的分析，是為了更好地掌握鋼鐵企業生產流程中的碳排放源，并對企業進行碳排放成本的管理。碳素流既表現為物質流，也表現為能量流。從物質流的角度看，鋼鐵企業的碳素能源的最終形式是碳排放物，這與成本乃至周邊環境負荷是息息相關的；而從能量流的角度來看，碳素能源是鋼鐵企業的主要燃料，構成能量流的主體[17]。因此，在核算企業某工序的碳排放成本流轉的存量或流量時，可以成本會計逐步結轉模式為基礎，運用“碳素流分析”手法，以每一過程或節點的物質流動和能量流動計算碳排放流轉成本。通過對單位工序流程的“流”分析，得到其實際碳排放量，并將資源流成本會計中“流”運動對環境系統的外部損害價值納入核算體系，使得碳排放成本的核算更加合理完整。其主要核算與分析模型見圖4。
2.2 碳排放成本核算模型構建
流程制造企業碳排放成本在企業連續生產流程或節點流轉，按各工序碳素的流向含量劃分，主要是原材料與能源成本、中間投入的人工成本，同時，資產設備的折舊以及相關制造費用等間接性費用也以此標準分配，從而形成產品（或在產品、半成品）的能源（碳）有效利用價值與廢棄物價值（碳排放內部成本），可構建計算公式為：
其中，RVi為第i流程或節點的碳素流成本；RUVi為第i流程或節點的碳流的有效利用價值；WLVi為第i流程或節點的廢棄物損失價值（碳排放內部成本）；WEIVi為第i流程或節點的廢棄物外部環境損害價值。結合鋼鐵企業的特征，以碳素流分析為標準，又可將后兩類的價值分解為：
上式中，Cmi為第i流程或節點的原材料輸入成本；Cei為第i流程或節點的能源輸入成本；Cli為第i流程或節點的人工成本；Cpi為第i流程或節點的制造費用；Qpi為第i流程或節點的合格品碳元素含量；Qwi為第i流程或節點的廢棄物碳元素含量。
流程企業碳外排所造成的環境污染與損害價值核算，可反映企業碳排放帶來的社會成本，揭示企業對低碳經濟和節能減排的社會責任履行情況。目前來說，在國外已經建立起了比較成熟穩定的數據庫進行分析，且在各種環境管理的業績評價中取得了較好的效果。其主要的方法包括基于端點模型的生命周期環境影響評價方法（LIME，Lifecycle Impact assessment Method based on Endpoint modeling），日本環境政策優先指數（JEPIX，Environmental Policy Priorities Index for Japan）和最大限界削減成本法（MAC，MaximumAbatement Cost method）等[18]。考慮到國內尚未構建適合流程企業的碳排放外部損害成本的
計算標準，在綜合分析了以上幾種方法的優劣基礎上，本文引入了LIME方法。此法基于環境負荷物排放量進行環境影響評估，且包含范圍非常廣泛，目前已納入投入（資源的消耗）和輸出（廢棄物的排放）的物質數量達到1 000余種，都能夠將其轉化為貨幣價值予以評價。因此，比較適合流程制造企業的外部損害成本計算。其碳排放外部損害成本的計算公式如下：
WEIVi=∑m，ni=1，，j=1 WEIij×UEIVij
（4）
其中，WEIij為第i流程或節點的j種環境影響廢棄物排放量；UEIVij為第i流程或節點的j種廢棄物的單位環境
損害價值。
根據LIME數據庫資料進行計算后，可得出各物量中心的碳排放成本，并將成本連接起來可形成與其碳素流路線相匹配的資源價值流圖。從該圖中，可確定碳素流在各物量中心的成本與廢棄物損失價值、環境損害價值等數據資料，可為低碳經濟的現場診斷、分析與決策、成本損失控制，甚至為整個資源價值流路線的優化調整，都能提供有用的信息數據。由此可見，碳排放成本核算模型通過追蹤產成品和半成品在各個工藝流程的變化，能夠量化資源流程的各個因素，激勵企業管理層在產品開發、包裝設計、原料選擇等方面盡可能節能減排，實現發展經濟和保護環境的雙贏。其將內部碳流價值損失（碳排放內部成本）和外部損害價值相結合，能夠為企業確定整改的順序提供數據支持，從而使得企業改善后的內部碳流價值損失和外部損害價值最小化，符合可持續發展和循環經濟發展的要求。
3 鋼鐵企業碳排放成本核算案例分析
現代鋼鐵聯合企業是復雜的“鐵―煤”化工生產系統，工藝流程相對復雜。本文以國內某大型鋼鐵企業為例，根據其工藝流程，探討其碳排放成本核算問題。
3.1 鋼鐵公司工藝流程及物量中心的確定
該鋼鐵企業主要采用長流程生產工藝。根據單位工序“流”中的CO2排放量的特點，考慮到碳排放產生比較大的工序，并依據不同設備的運行情況，可將該公司的生產線劃分為五個物量中心：焦化物量中心、燒結物量中心、煉鐵物量中心、煉鋼物量中心和連鑄軋鋼物量中心。其相關模型構建見圖5。
3.2 各物量中心碳排放成本的計算
鋼鐵企業碳素流貫穿了企業全部物量中心，因此，可以通過現場記錄和實地測量的方式對各物量中心的輸入、輸出數據進行計量，得出各物量中心輸出資源的碳排放內部成本與碳排放外部環境損害成本[19]。
3.2.1 碳排放內部成本核算
依據該鋼鐵公司各工序產品的含碳能源、材料的耗用量，按照碳元素流向含量進行劃分，計算出各物量中心的材料成本、能源成本和系統成本，并按照碳元素的損失率計算出碳排放內部成本，計算結果見圖6。
3.2.2 碳排放外部損害成本的計算
鋼鐵企業的碳排放外部損害成本的計算主要是按照現場診斷的數據，計算各物量中心的CO2數量，并予以標準化，借鑒LIME模型進行匯總計算。結合本案例鋼鐵企業CO2的碳排放量數據，其外部損害成本計算結果見表1。
3.3 基于碳排放內部成本和碳排放外部環境損害成本的雙維度分析
根據上述鋼鐵企業各物量中心的碳排放內部成本和外部損害成本計算結果，可以進行碳排放內部成本――外部損害成本比較分析，見表1。
由表1可知，該鋼鐵企業在煉鋼環節的碳排放內部成本較小，成本為157 573元，而煉鋼環節的碳排放內部成本最大，成本為312 179元，而在碳排放外部損害成本方面，煉鋼環節的成本較小，成本為9 667.7元，連鑄軋鋼的外部損害成本較大，為351 087.41元。企業在制定改善方案時，可據此綜合考慮企業的碳排放內部碳素流成本和外部損害成本。
在本鋼鐵企業中，碳排放的重點主要集中在煉鐵和連鑄軋鋼兩個物量中心。其中，煉鐵的碳排放內部成本最大，因此，降低碳排放成本主要應從以下兩個方面入手：一是減少所需碳量，即降低還原比（焦比和燃料比），采用先進的技術，如高反應性焦炭技術和含碳熱壓球團技術；二是降低對碳的依賴，利用天然氣等氫系還原劑，以及廢塑料的再循環利用，促使其內部碳排放損害成本向左邊移動，則可減少碳排放損失成本。其次，連鑄軋鋼環節的碳排放外部損害成本最大，企業必須引起足夠的重視，否則，在不久的將來可能會產生相應的碳稅和碳排放權交易問題，在節能減排和低碳經濟中處于被動地位。反之，如果企業能夠未雨綢繆，通過改善工業流程、加大設備投資來減少碳排放量，短期內企業可能會增加成本投入，利潤隨之減少，但利潤減小的幅度可能小于外部損害成本的減少，在越來越重視發展環境問題的將來，企業將獲得未來的經濟利益流入。
使之標準化；③上表中參照2012年年末日元對人民幣的實時匯率為1∶0.072 44，LIME系數（元/kg）為0.125 28；④煉鋼工序碳排放所占比例小，其原因主要在于其能量主要來自于熱鐵水。
4 結論及未來研究方向
本文通過對流程企業生產流程中元素流的追蹤，探討了企業碳素流的物量計算，并借鑒價值流與成本逐步結轉方法，對企業碳排放成本進行核算。通過“碳排放內部成本――外部損害成本”的雙維度分析方法，開展綜合分析評價，可確定每個生產工藝的節能減排潛力。此外，結合案例對鋼鐵企業碳排放成本進行了數據計算與分析，使得鋼鐵企業準確厘清自身的碳排放成本，從而改善企業耗能結構和能源介質，以達到企業發展低碳經濟的模式創新。將此方法應用于實踐，無疑可對流程制造業開展低碳經濟、追求經濟效益與環保效果同步提高具有重要的理論和方法上的推廣意義。
本文的未來研究方向將集中到以下幾點：
（1）建立適合行業特點的碳排放成本核算模型。影響流程制造企業的碳排放因行業的流程結構、能源結構及技術裝備不同而各異，各行業必須根據自己的特點設計碳排放成本核算模型，用以幫助企業實現節能減排的目標。
（2）建立流程制造企業的統一的碳排放成本核算標準和評價指標體系。流程制造企業的生產運行是一項復雜的系統工程。因此，針對企業的碳排放成本問題，必須從整個制造流程入手，借助先進的計算機仿真技術，進一步建立行業碳排放成本考核指標體系，以有利于控制企業的碳排放問題，使企業在后德班時代企業競爭中爭取更多優勢。
（3）與其他流程制造企業一樣，鋼鐵生產與其他行業在產品、資源提供、污染物處理上存在許多交叉和聯系，共建工業生態園是發展低碳經濟的必然趨勢。因此，未來的碳排放成本管理研究將會針對工業園區的碳素流與價值流分析，設計工業園區碳排放成本核算模型，為工業園區的節能減排提供重要的管理工具，從而滿足可持續發展、低碳經濟發展戰略的需求。
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【關鍵詞】機動車；尾氣；檢查
一、機動車尾氣
機動車尾氣是對環境和人們身體有害的氣體排放物，它的氣味怪異，會使人產生惡心、頭暈等癥狀。如果城市內的機動車數量不多，那么大氣本身的自凈能力可以化解機動車尾氣的有害物質。但隨著人們生活水平的不斷提高，機動車的購買數量也在不斷提高，且使用頻繁。我國的很多大城市經常出現交通堵塞的情況，汽車災難已經逐漸形成。機動車尾氣中含有百種以上的化合物，其中主要的污染物包括一氧化碳、固體懸浮微粒、二氧化碳、氮氧化合物、碳氫化合物、硫氧化合物和鉛等。據專家分析表明，一輛機動車一年排放的尾氣中，有害氣體比自身總量大3倍。下面我們對尾氣中具體的污染物進行了解與分析：
⑴一氧化碳：一氧化碳通過我們的呼吸道進入血液中，并與血液中的血紅蛋白結合，其速度比空氣中的氧氣快250倍。一氧化碳與血紅蛋白結合形成碳氧血紅蛋白，從而減弱了血液向各個組織輸送氧氣的功能，進而危害到人類的中樞神經系統，影響了人的記憶力、反應等機能，最嚴重的會危害血液循環系統，導致生命危險。很多的煤氣中毒患者就是因為吸入大量的一氧化碳導致頭暈、惡心、嘔吐、無力、意識不清等，嚴重者會出現昏迷癥狀。
⑵固體懸浮顆粒：固體懸浮顆粒的組成成分非常復雜，而且具有很強的吸附能力，它能夠吸附各種金屬的粉塵或一些強致癌物。當固體懸浮物通過人的呼吸道進入肺部，然后通過不同的方式留在呼吸道的不同部位，進而導致呼吸系統疾病的產生。如果吸入的固體懸浮顆粒過多導致其濃度過高，進而形成惡性腫瘤。
⑶碳氧化合物：目前碳氧化合物對人體的直接危害我們還不是很清楚，但是碳氧化合物在太陽紫外線的照射下會產生刺激性的煙霧，其中主要包含硝酸、臭氧等多種復雜的混合物，會使人類的眼睛和上呼吸道黏膜受到危害，引起眼睛紅腫和喉炎。
⑷鉛：鉛屬于有毒的重金屬元素，在空氣中60%的鉛都來自于汽車含鉛汽油的燃燒。如果人體中的鉛含量超高會引起心血管系統疾病，進而影響到我們的肝、腎等主要的身體器官。鉛的比重較大，一般是集聚在1米左右的空中，因而對兒童的傷害較大。
二、檢測方式
我國對于機動車尾氣的檢測方式一般分為：雙怠速、穩態工況法、瞬態工況法、簡易瞬態工況法、加載減速法和自由加速法等。下面我們就對這些檢測方法進行分析：
⑴雙怠速法：當汽車處于空擋的情況下，加油到達高速和低速時，對污染物進行檢測的方法。可根據兩個不同工況的排放情況，基本了解車輛的排放狀況，并根據高怠速時的過量空氣系數，判斷出燃料的控制情況，我國對于該標準有明確完整的規定。
⑵穩態工況法（簡稱為ASM）：使用該方法能夠準確真實的反映出機動車的污染狀況。由于機動車實際上是運行的，而道路負荷也是經常變化的，與我們提到的雙怠速法相比，其能夠判斷NOx的排放，對于高排放車輛的識別要優于雙怠速。
⑶瞬態工況法（簡稱IM）：能夠準確有效的檢測出NOx的排放，技術含量極高，相關性好并且錯誤率低。
⑷簡單瞬態工況法：使用該方法檢測時，主要采取變速度和變負荷的行駛曲線。其最主要的是它采用“氣體流量分析儀”裝置對機動車的排氣流量進行檢驗，經過詳細的計算后，最終得出每一種污染物每公里的排放質量。該方法的最大優點是能夠準確的反映機動車行駛時的排放特征，并與新車的檢測有很高的相關性，其檢測的準確度很高，通過檢測可以得到汽車污染物排放的質量濃度。
⑸加載減速法：該方法主要是我國對在用柴油車的環保檢測方法。能夠準確的反映出柴油機輸出功率，進而減少檢測過程中的限油作弊。
⑹自由加速法：該方法同樣是我國對在用柴油車的環保檢測方法，也是檢測柴油車煙度的基本方法。設備簡單容易操作，能夠準確的反應出增壓柴油機的煙度排放情況，是現在最普遍的使用方法。
三、比較與分析
雙怠速檢測的主要過程是：首先在發動機上安裝轉速傳感器和油溫儀；將發動機由怠速工況加速至70%額定的轉速，并維持運轉30秒后在降至高怠速工況；將尾氣分析儀取樣探頭插入排氣管400mm深處并且固定住；使發動機穩定維持高怠速15秒后，尾氣分析儀開始進行取值，讀取30秒內的最高值和最低值，取其平均數為高怠速排放測量結果，在此過程中發動的實際轉速不能超過100轉；將發動機從高怠速工況降到怠速工況；在發動機穩定怠速15秒后，尾氣分析儀開始取值，并讀取30秒內的最高和最低值，取其平均值為怠速排放測量的結果；對于多排氣管要取每個排氣管的平均測量結果。該方法的主要缺點為只能檢測出HC和CO的濃度，不能對NOx的排放進行檢測。
自由加速煙度法：自由加速工況即柴油發動機處于怠速狀態，將油門踏板迅速踩到底，并維持不少于2秒后松開，此定義為自由加速工況。在自由加速工況的情況下，濾紙式煙度計主要是通過腳踏板抽氣泵開關，抽取一定量的排放黑煙，然后手動將氣體通過管路壓入到特定的濾紙，黑煙中的炭微粒吸附在濾紙上，然后用一定光通量的光束照射，通過測量其反射光強度來決定柴油車排放的煙度。然后從排氣管中抽取一定量的排氣，讓一定量的排氣將清潔的濾紙染黑，再用規定的光學檢測器測量濾紙染黑的程度，并確定該試驗車輛的煙度排放是否達到標準。以上的方法稱為使用濾紙度計測試的自由加速煙度法。自由加速法的缺點主要表現為：不能反映功率大小，車主容易通過限油方式進行作弊。
瞬態工況法（IM）主要表現的優點為：測量準確、與新車認證檢測結果關聯性好，能有效檢測出NOx排放，其缺點是設備成本高且維修復雜。
簡易瞬態工況法（VMAS）所表現的優點與瞬態工況法相同，其缺點為設備成本較高、技術不成熟、沒有進行大規模的使用經驗。
穩態工況法（ASM）主要表現出來的優點為：設備成本適中、測量穩定、技術成熟、操作較為簡單、并能監測NO排放，主要的缺點為濃度測量、與新車認證檢測結果關聯性差。
綜上所述，根據不同的機動車尾氣檢測方法比較，雙怠速法試驗設備簡單，且測試的方法容易掌握，檢測使用的費用比較低，其具備的優點獲得了廣泛的使用。在使用該方法檢測時必須嚴格按照規定去操作，才能夠得到準確的數據。只有將機動車尾氣檢測方法進行不斷的研究和改善才能更好檢測出正確的數據，減少機動車的使用，才能更好的保護我們賴以生存的環境。
參考文獻
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Abstract：Under global warming's big background, develops the low energy consumption, the low pollution “the low-carbon economy” to become the global inevitable trend for the foundation. zai weilai di ji nian nei, our country will have more and more enterprises to participate in the low-carbon economy, it the system will have the major impact on enterprise's accountant, therefore how to construct accountant who will adapt the system to become the important question which accountant will urgently await to be solved. This article obtains from its concept and the characteristic, the union low-carbon economy to our country economy and enterprise development's influence, from with its concerned accountant the goal, the management, the investment, financing, the carbon tax system, the information disclosed that six aspects elaborate our country low-carbon accountant specifically system's construction.
關鍵詞：低碳經濟 必然性 生存狀況 體系構建
key words：Low-carbon economical inevitability survival condition system construction
一、低碳經濟的概念與內涵
低碳經濟是指在可持續發展理念指導下，通過技術創新、制度創新、產業創新、新能源開發等多種手段，盡可能的減少煤炭石油等高炭能源消耗，減少溫室氣體排放，打到經濟社會發展與生態環境保護雙贏的一種經濟發展形態。低碳經濟有兩個基本點：其一，它是包括生產、交換、分配、消費在內的社會再生產全過程的經濟活動低碳化，把二氧化碳（CO2）排放量盡可能減少到最低限度乃至零排放，獲得最大的生態經濟效益；其二，它是包括生產、交換、分配、消費在內的社會再生產全過程的能源消費生態化，形成低碳能源和無碳能源的國民經濟體系，保證生態經濟社會有機整體的清潔發展、綠色發展、可持續發展。
二、我國發展低碳經濟的必然性
(一)低碳經濟的國際背景
低碳經濟的提出最早源于人類大量使用化石能源，直接向大氣排放以二氧化碳為主的溫室氣體，導致全球氣候變暖。究其深層次原因，第一，以化石能源為基礎的工業遭遇發展瓶頸，包括資源瓶頸、環境瓶頸和技術瓶頸。傳統工業不僅大量消耗化石資源，破壞自然環境，且愈來愈使人類的生存和發展面臨嚴峻挑戰。第二，低碳經濟是繼可持續發展后提出的解決當今能源、環境與發展的策略，它既是一種健康發展模式，又是企業應承擔的社會責任，更是人類的自我救贖。正是由于低碳模式在促進經濟健康持續發展的同時有利于緩解全球變暖和環境的惡化，符合人類長期追求的理想發展觀念，因此低碳經濟理念在世界范圍內被大多數國家所接受。
(二)我國發展低碳經濟必然性
改革開放以來，我國經濟得到了迅猛的發展，特別是進入21世紀中國加快了經濟步伐，在總量上成功超越日本成為世界第二大經濟體。另一方面，在經濟高增長、快發展的背景下，卻是用產業的高能耗、高污染換來的。我國單位GDP能耗一直保持數倍于歐美發達國家，經濟發展一直停留在“高碳經濟”模式，能源消耗居世界第二并已成為僅次于美國的第二溫室氣體排放國。長期以來，我國傳統經濟增長模式是以自然資源和環境的犧牲為代價換取物質產出的不斷增長。以我國產業結構分析，我國的經濟發展過度依賴第二產業工業，第一產業農業和第三產業服務業水平低，第二產業鋼鐵工業和水泥工業等都是高能耗產業，碳排放程度高。相關數據顯示，我國的能源利用率大概為35%，比發達國家效率大約低10個百分點。我國煤的產出率只相當于美國的28.6%，歐盟的16.8%,日本的10.5%.嚴峻的現實問題逼迫我國要跟上時展潮流，轉變低效率高污染的經濟發展方式，緩解國內生態環境壓力，積極推進符合低碳經濟發展的變革。
三、低碳環境下企業的生存狀況
大多數企業在追求利潤最大化的同時，不可避免的過度開發自然資源、浪費寶貴的能源甚至為了短期利益不惜一切代價污染環境，使我國的環境問題越來越嚴重。我國企業投身低碳行動，依賴于設備機器的高效低能、資源的節約環保、輸出產品的清潔實用這三個方面。毋庸置疑，無論是否參與其中對企業來說都是重要的挑戰。一方面，更新環保節能型生產設備和原料會耗費企業大筆生產成本，從而降低企業利潤；另一方面，采用傳統生產模式，不僅耗費資源，也不利于企業日后發展，造成與相應市場特別是高端市場的脫節。從短期看，低碳發展可能會使企業喪失利益，但是，如果企業將目光放的長遠些，在做好成本分析的基礎上，自主研發或者購買國外先進技術，這從長期看是可以節約成本、增加利潤、促進企業持續發展的。因此企業無論是否積極響應，變革都在所難免。
四、低碳會計體系的構建
“會計主要是適應一定時期內的商業需要而發展的，并與經濟的發展密切相關。”（M.查特菲爾德《會計思想史》）既然低碳經濟是我國乃至世界的必然選擇，因此它勢必會對會計體系帶來變革。低碳經濟的發展會對企業經濟活動和內容產生影響，從而對會計體系和理論進行沖擊，包括會計目標、會計核算、會計報告等。
（一）會計目標
從低碳經濟下會計產生的原因和解決問題的途徑看，低碳會計的目標分為兩個層次：第一層次是基本目標，即對低碳宏觀管理的要求，企業在提高經濟效益的同時，降低碳排放，合理開發和利用環境資源，堅持可持續發展戰略，努力提高環境效益和社會效益；第二個層次是具體目標，即為組織相應的會計核算，對碳資源的價值、耗費，以及環境保護的支出、改善生態環境所帶來的效益等進行確認和計量，充分披露有關會計信息，滿足決策者的需求。
（二）經營活動核算
低碳經濟下的經營活動是指企業與低碳有關的銷售商品、提供勞務、購買商品等活動。具體包括采購、生產、銷售、存儲與運輸幾大環節。企業應將低碳理念貫穿于各個環節，多方面形成合力促使節能減排工作的開展。在購買環節盡量選購低碳環保的原材料、燃料和動力，從源頭確保產品的低碳化。做賬時可以設置碳資產類二級科目，借記資產―碳資產的增加，貸記銀行存款的減少。除此之外，低碳會計在使用貨幣計量方法記錄所購買材料及能源價值的同時，在業務摘要中使用非貨幣方法如含碳比等非財務指標記錄材料、能源的碳含量；生產環節應立足于低污染低能耗，將二氧化碳排放量降至較低水平。企業可以根據自身情況，計算出合理的分配標準，將碳成本在不同生產部門予以分配。針對生產過程中領用的的低碳材料和消耗的碳燃料等經濟業務，可以在“碳資產”二級科目下設置若干明細分類賬戶分別加以核算；完工銷售的產品要在產成品上注明碳含量等必要的信息并貼上碳標簽，同時做好相關產品碳成本的核算以及碳含量的披露，使其不僅能夠真實反應產品價值還能保證企業對碳成本進行正確核算，為日后的財務分析提供可靠的數據支持。在核算碳成本時，可以在“營業成本”下設置“碳成本”二級科目用以反映銷售產成品中的相關碳成本；在庫存、包裝及運輸環節，企業要努力減少碳消耗量及碳排放量，采取有效措施切實做到庫存節能環保、包裝物回收再利用和運輸低碳高效。
低碳經營活動產生的收益包括直接收益和間接收益。直接收益如開發利用新能源下的低碳產品銷售收入減去銷售成本的余額，間接收益如提高能源利用率引起的能源節約減去低碳技術和設備超額投資的攤銷后的差額。企業由低碳經營活動獲取的收益可以用于支持低碳綠色產業鏈的構建。在原材料的采購、生產、物流、銷售等重點環節實行低碳環保的基礎上，通過低碳收益反哺、回饋的方式來帶動產業鏈條的綠色變革，達到企業的可持續發展。只有讓企業的產業鏈“綠”起來，建立低碳產業圈，企業價值才能得到最大的彰顯，這樣才能打破國際貿易壁壘，更好的融入國際市場，使企業在國際競爭中立于不敗之地。
（三）投資活動核算
低碳經濟下的投資活動是指企業與低碳有關的購建固定資產、無形資產等長期資產和現金等價物等價物之外的投資及其處置活動。它既包括實物資產投資，又包括金融資產投資。
隨著《京都議定書》的簽訂，國際碳交易市場得到了迅速的發展，日益成為推動低碳經濟發展最重要的機制。《京都議定書》規定了三種補充性的市場機制，來降低各國實現減排目標的成本，即國際排放權交易、聯合實施機制以及清潔發展機制。我國目前碳排放權交易主要基于項目交易，即依托清潔發展機制產生的交易。在清潔發展交易機制下，對于賣方來說，碳排放權是一種具有投資價值的特殊經濟資源，同金融衍生品一樣具有自由市場，持有的目的是為了銷售。根據《企業會計準則》中對金融資產的定義，碳排放權滿易性金融資產的特征，應將其確定為交易性金融資產；對于買方來說，購買方需要從外部購買碳排放權才能滿足其生產經營需要，它是日常活動所必需的，根據《企業會計準則》中對無形資產的定義，碳排放權滿足無形資產的條件，應將其確定為無形資產。企業在從事碳排放權交易時，可做如下處理：出售企業在確認碳排放權時，可在“交易性金融資產”科目下設置二級科目“碳排放權”，以反映其價值，并確認其所有者權益；在實際出售碳排放權時，對碳排放權的價值進行再確認，其公允價值變動引起的價值變動應計入公允價值變動科目；處置該金融資產時，其公允價值與入賬價值之間的差額確認為投資收益，同時調整公允價值變動損益；對于確認為無形資產的碳排放權在購買企業實際取得時，可在“無形資產”下設置二級科目“碳排放權”，相關交易費用直接計入成本核算。我國還可以借鑒日本綠色電力認證制度和PSP法案制度以及英國推行的再生能源義務證書來指導碳排放權交易市場中的流通買賣。
其次，根據《京都議定書》的規定，發達國家有義務向發展中國家提供必要的技術和資金支持。企業應把握時機，迎接挑戰，充分利用上述條件來引進新技術、購置相關設備，以此來增強節能減排能力，推動企業低碳技術創新和發展。在賬務處理中，根據實際引進及購置發生額計入相關賬戶并進行核算處理。
（四）融資活動核算
銀行業同樣是參與低碳經濟的一個重要主體，企業可以充分利用銀行的資金支持來發展低碳項目。目前，全球已有包括花旗、渣打、匯豐等在內的多家金融機構宣布進行碳金融改革，在貸款和項目資助中強調企業的環境責任和企業責任，為從事節能減排、科技創新和環境保護的企業及項目提供信貸支持。同時，我國政府和金融界也在積極探索綠色金融項目的開發，如綠色信貸。興業銀行統計顯示，截止2010年5月底，該行累計支持了400個節能減排項目，發放節能減排貸款295.52億元。北京銀行的數據顯示，截止5月底，該行節能減排貸款12億元，余額較年初增長9.2億元，累計審批通過節能減排項目12筆，金額1.53億元，有效地支持了節能減排類中小企業的發展。工商銀行更是執行了“環保一票否決制”優先支持客戶在新能源、節能環保和資源綜合利用等領域的綠色信貸項目，新增貸款企業，新增貸款企業與項目全部符合環保要求，全行環保合格項目和客戶貸款占比接近100.可以預見，未來金融資源將積極流向發展低碳經濟的企業。因此，企業應順應發展趨勢，積極發展低碳項目，通過獲取銀行的資金支持來達到自身的發展壯大。除此之外，企業還可以通過能源服務公司申請技術融資。目前來看，銀行業尚缺乏技術與效率改進方面的專業知識，而能源服務公司卻能提供專門技術支持來保障企業低碳項目的實施。
對于的規模大、力量雄厚、技術先進的低碳板塊企業可以通過發行低碳概念股票來募集資金。低碳板塊企業主要有以下兩種：一是和新能源開發有關的企業，包括風能、核能、光伏發電、地熱能、氫能等企業；二是與節能減排技術相關的企業，包括智能電網、建筑節能、清潔煤發電和清潔煤利用等企業。據相關數據顯示，在過去幾年的首次募股籌資中，僅國內的太陽內光伏制造業就發行了超過數十億美元的資金，幫助中國在2008年成為全球第二大太陽能生產國。截止至2008年，國內最大的6家太陽能制造公司的市場價值超過了150億美元。企業在發行低碳概念股票時，可以通過設置 “低碳股本”來核算募股籌資過程中產生的所有者權益，借記資產的增加，貸記低碳股本，其余部分在扣除發行費用后計入“資本公積―低碳股本溢價”。
（五）信息披露
低碳會計體系是否具有可操作性依賴于低碳信息披露的完整、可靠。現在企業的財務報表主要提供的是生產經營的效益指標，而對生態效益、社會效益、環境資源指標均未披露。因此，碳會計信息披露應充分借鑒環境會計信息披露模式。為了反映企業碳排放承擔的責任，企業應該編制獨立的碳報告，并把其作為高碳行業的必要補充報表，編制有關碳會計報告的資產負債表、損益表、現金流量表、碳會計收支明細表等。碳會計報告應做到內容完整，信息表述真實、可靠。
低碳會計報告可以分為兩種：一是在傳統會計報表中增列低碳會計項目和附注中增加低碳會計信息，如在資產負債表中單獨列示――碳含量，在損益表中單獨列示――碳消耗費用，在附注中列報減碳項目、產品含碳比等信息。二是單獨報告，即提供單獨的資產負債表、損益表、現金流量表等信息。無論采用何種形式，企業都需要提供諸如能源消耗強度等非財務信息，以便更好的反映企業的碳足跡。目前國際標準化組織已提出公認的計量方法，而且對碳排放的報告信息也有公認的鑒定方法，國際審計和鑒證委員會已開展項目，研究制定新的國際準則《碳排放信息的鑒證業務》。低碳會計信息披露應立足于將涉及低碳的內容列入會計要素，擴充報表體系，成為其必須披露的內容，防止有關部門和企業的短期行為。披露信息的方式除單獨對碳要素進行考核，還有資產負債表、利潤表和現金流量表及報表附注形式。資產負債表中增加反映碳資產、碳負債的內容，來披露企業因生產耗用或損害碳資源負擔的社會責任；利潤表將與環境有關的收益和損失納入反映系統，計算得出低碳凈利潤；在財務報表附注中要列示低碳財務評價指標信息，包括定量指標和定性指標兩類。其中定量指標，即以一定比率反映企業的低碳能力，主要有低碳單位收入能耗(年度企業碳能耗總量/企業營業收入)、單位利潤碳排放(年度企業碳排放總量/企業凈利潤) 、碳資產比(年度企業碳資產/企業總資產*100)；定性指標，即從宏觀層面做相應的比較分析，包括與政策吻合程度分析、企業低碳理念分析、環境事故情況分析等。通過非財務指標披露，不僅可以反映企業低碳能力和碳減排的履行情況，還能促使管理層按照低碳經濟發展戰略行事，實現資源的有效利用。
（五）碳稅制度
我國稅收具有導向性。低碳經濟作為未來經濟發展的趨勢，國家應充分利用稅收手段加以扶持。我國可以建立相應的碳稅制度從稅收上給予引導、利用稅收杠桿使資金合理的流向低碳企業、發展低碳經濟來促進低碳產業的發展，使之發揮積極作用。
在國外，開征碳稅已有先例。1991年，挪威開始對所有碳排放的65%征收碳稅，所有制造行業及溫室行業的電耗都適用這項稅收；丹麥于1993年開始對家庭和工業行業征收碳稅；德國于1999年開始對汽車燃料、燃燒用輕質油、天然氣等征稅；2001年，英國開始氣候變化征稅，主要在電力、煤炭、天然氣、液化石油氣等出售給商業和公用部門的環節上征收。其中，瑞士政府1999年開始應用旨在減排的法律，并于2000年5月正式開始實施。根據京都議定書設定的目標，這項法律規定瑞士到2010年的碳排放將比1990年減少10%。
可以預見，碳稅制度將成為我國稅制一大重要內容。2009年，財政部、國家稅務總局聯合了《關于中國清潔發展機制基金及清潔發展機制項目實施企業有關企業所得稅政策問題的通知》，對清潔基金取得的某些收入實施免征增值稅的政策。由此可以看出，碳稅作為環保稅中的一個主要稅種在我國已具備開征的條件。我國開征碳稅可以設立直接針對碳排放征收的稅種，增強稅收對于二氧化碳減排的調控力度，抑制碳排放量，引導企業向低碳經濟方向發展，實現環境與效益雙達標的目的。同時，可以對低碳企業給予更多的稅收優惠，實施稅收優惠與征收碳稅雙管齊下，齊頭并進，進一步刺激企業發展模式乃至整個產業鏈優化轉變。碳稅的征收對象應暫定為從事高碳高污染行為的企業，對行政事業單位和居民暫不征收。企業在繳納的碳稅時可以借記“營業稅金及附加”，貸記“應交稅費―應交碳稅”。 其次，納稅企業應按照企業活動中的污染物排放量的實際數值作為計稅依據，對不同的應稅項目采用不同的稅率。至于碳稅中不同稅目的稅率制定以及污染物排放量的限度仍需國家稅務部門和相關學者結合我國實際國情研究后出臺相關規定。
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【關鍵字】低碳節能住宅；基本結構；材料應用；特征；概念
為了更加符合國家關于建筑節能的指標，遵循可持續發展的基本原則。研究低碳節能住宅材料的合理應用也變得越來越有必要性。
1.低碳節能住宅概念
一般而言，低碳住宅也就是說構成住宅的建筑材料、設備、建造、使用過程中排放的污染物，能夠折合成很小的二氧化碳當量。這種住宅比較偏重于住宅本身的能耗與污染物排放問題。剖析低碳更深層的含義，能夠演繹出更全面詳細的定義，即碳消耗量與排放量這二者都比較低的“雙低碳”概念。比如，太陽就是被大家公認的清潔能源，不但沒有污染，還零排碳。太陽能電池是供應太陽能發電的組件，只是其生產是一個強能量流的過程，需要耗費大量的能源。而把其折合成統一的碳消耗指標后，就會呈現出高碳消耗特征。所以說太陽能光伏發電僅僅算是一種“片面性低碳”，或者也可以說是“后期低碳”技術。因此人們普遍理解的低碳概念可以將其定義為“單低碳”概念。事實上，想要完成生產到使用的生命周期整個過程都能滿足低碳指標，是一件比較難完成的事情。目前絕大多數發達國家的低碳目標都還僅僅是通過碳轉移實現。低碳節能住宅采用“雙低碳”綜合節能技術，不但能夠讓住宅的能耗有效降低，滿足國家規定的建筑技能目標。還能具備良好的居住功能與環境質量。把低碳住宅與節能住宅進行有機融合，可以有效的節約現有能源，降低資源的消耗，降低二氧化碳的排放量。還能實現節能減排，可持續發展的目標。
2.低碳節能住宅的主要特征
（一）高效節能
低碳節能住宅最核心的內容也就是追求高效節能。這種類型的住宅應該最大限度的利用自然資源與能源，尤其是利用那些不可再生能源。用最低的能源、最少的資源成本、最輕的污染取得最好的社會經濟環境效益。
（二）重視環境
這種性質的住宅應該以場所的自然過程作為設計形式的重要依據，對基地周邊的自然條件加以利用。在利用植被、地形地貌、自然水系的情況下還很好的保留了其原貌。盡最大限度的降低對自然環境的負面影響。低碳節能住宅無論是房屋形式，還是房屋結構，還是對建筑材料的采用等等方面都對基地所在地域的氣候特征進行了充分的考慮，重視并尊重自然環境。
（三）健康舒適
這種性質的住宅應以人為本，也就是說低碳節能型住宅要把人類的健康與人們對房屋的舒適要求放在首要位置。強調高效節約的同時也要保證基本的生活質量。務必保證對人體健康無傷害，對房屋舒適性無影響，重視并尊重自然環境。這種形式的住宅就是要求建筑室內微環境條件滿足人體舒適性追求，讓人健康愉悅。低碳節能住宅設計之中，要能夠有充足的日照時間，可以使人們在享受陽關溫暖的同時，也能對室內起到殺菌消毒的作用。擁有不錯的通風系統，讓室內充滿新鮮空氣。
（四）追求美觀
低碳節能住宅與大自然相和諧的特征不但表現在能量或物質方面，也表現在精神境界方面，包括了節能住宅與自然景觀、社會文化相和諧。這種性質的建筑風格、規模與裝修都同四周社區保持一致性。通過對自然材料色彩、自然材料的質感肌理、天然染色劑、著色劑等等的充分利用，打造出一種人性化的環境。
3.低碳節能住宅基本結構及材料的實踐應用實例
（一）住宅的基本結構
該低碳節能住宅位于黑龍江省哈爾市某縣，房屋座西朝東，是一層帶夾層式被動式太陽能住宅。這座住宅的屋頂是被設計成雙坡式的，而住宅其中的朝陽面則全部是用陽光板幕組成的。屋頂是設計成尖角模式，中間弄了夾層，這樣設計有利于吸收太陽能。住宅東面5m處弄了沼氣池，屋西設計了地下儲能室屋頂是太陽能電池板。整座宅子融合了對光能、沼氣能、水能三種自然能量，通過對這三種自然能源的綜合利用，進一步實現了房屋能源一體化。其中澆筑鋼筋混凝土框架結構與泡沫玻璃保溫墻體是這座住宅的主要承重結構。可以有效提升住宅的抗震性能與隔熱性能。該低碳節能住宅的外觀圖如圖1所示。
圖1 低碳節能住宅的外觀實景圖
（二）主要的節能采用應用
1、廢棄玻璃燒紙泡沫與發泡水泥
該低碳節能住宅地處東北地區，而東北區域由于地理因素冬季時間比較長。因此為了使住宅處于符合室內人體舒適度的溫度過程中，建筑過程中就務必重視住宅的保溫功能。這所住宅采用了自行研發的廢棄玻璃燒紙泡沫與發泡水泥，以此作為保溫墻的主要材料。使用這種材料做的保溫墻有很好的優勢，不但重量相比較其他的輕很多，而且保溫的效果也很好。
2、陽光板
這所住宅的南側屋面全是用的陽光板構建而成的。使用這種新型的裝飾材料不僅強度比較高，而且其透光性能也很好，房子亮度充足。除此之外，其隔音效果也還不錯，重量也比較輕等等。東北地區冬季時間很長，正好在南側屋面全用陽關板構建，可以通過陽光板利用太陽光的能量對住宅進行加熱。如此不但節約了住宅的能耗，還能增強住宅的室內舒適度。即便是東北地區到了短暫的夏季，還是能夠利用這所住宅內循環系統把太陽光照射的熱量應用到加熱涼水之中，也可以應用到廚房。并且陽光板哪怕是被太陽暴曬還是不會變黃，也不會出現霧化或者是透光不好等等。陽光板的兩面，一邊鍍上了能夠抵抗紫外線的涂層，還有一邊則具有抗冷凝處理。因此可以很好的把紫外線阻擋在屋外，有利于保護好住宅內適合人生活的室內環境。住宅采用的低碳節能陽關板材料如圖2所示。
圖2 陽光板
3、秸稈板
隨著科學技術的不斷發展與進步，在社會上各行各業中應用越來越深入，為人類社會生活生產作出了卓越的貢獻。秸稈復合板也是利用科學技術造出的低碳節能型材料，是人造板中的一樣新品種。這所住宅室內的吊頂便是采用了這種秸稈復合板的材料制作而成的。是通過把那些已經廢棄的農作物秸稈同膠粘劑等等作為秸稈復合板的制作原材料。然后通過對玉米秸稈的加工特性進行分析，再結合刨花板材實際加工工藝，最后采用皮穰分離-熱壓成型工藝研制成玉米秸稈復合板。秸稈復合板通過處理能夠擁有防水、阻燃的功效。產品密度很均勻，表面也很光滑的情況下可以進行二次貼面，當然也可以選擇直接弄油漆。其加工性能超過了刨花板，可以取代中密度的纖維板。這所住宅目前在東北農村區域被廣泛推廣。因為在農村地區的植物秸稈資源很豐富，基本隨處可見。只是當前對于其應用還比較淺面，停留在最原始的應用水平。所以把低碳節能材料中的植物秸稈應用在房屋建筑中的隔熱墻體中，不但更加經濟實惠，是比較使用的環保墻材，還擁有很好的經濟效益與社會效益。這樣做符合了國家鼓勵發展節約能源、節約用地、廢物回收利用的新型墻體材料的政策方向。而且可以在建筑施工過程中就地取材，有效降低了建筑成本，還增強了建筑的隔熱效果。
結束語：
低碳節能住宅不但符合了國家鼓勵發展節約能源、節約用地、廢物回收利用新型墻體材料的政策方向，也實現了節能減排、可持續發展的目標。
參考文獻：
[1]李廷敏.低碳節能材料在農村住宅設計中的應用研究[D].延邊大學，2014.
[2]曾文琳.基于低碳理念的住宅室內設計研究[J].中南林業科技大學學報，2013，11.
關鍵詞：碳排放；經濟增長；空間效應；空間滯后模型；空間誤差模型
中圖分類號：F061.5 文獻標識碼：A 文章編號：1004-1494（2013）01-0040-06
一、引言
20世紀90年代以來，世界經濟迅猛發展，能源需求量逐年增加。能源消費所導致的二氧化碳排放在人為溫室氣體排放總量中占有絕對優勢。碳排放問題正日益受到國際社會的廣泛關注，對其測算及影響因素問題，國內外很多學者從不同角度、應用不同方法進行了大量實證研究。國內碳排放研究方面，宋德勇等用“兩階段”LMDI方法，從全國層面將一次性能源消費產生的二氧化碳排放相關影響因素分解并進行了周期性波動研究［1］。李國志等利用狀態空間模型構造可變參數數據模型，分析了出口貿易結構對二氧化碳排放的影響［2］。胡初枝等通過經驗數據對江蘇區域碳排放進行估算，分析了蘇南、蘇中、蘇北三大區域產業結構的碳排放效應差異［3］。馬軍杰等測算了1990年—2006年我國省域一次能源CO2排放量并對其影響因素進行了空間計量經濟分析［4］。姚亮等采用結構分解分析（SDA）方法對影響居民消費碳排放量變化的驅動因素進行了分析［5］。可見，現有關于碳排放的研究多以傳統的時間序列數據分析為基礎，主要集中在測算碳排放量及其因素分解方面，忽略了截面數據包含的空間效應。事實上，在多區域的經濟和環境系統中，一個區域由于能源消費導致的碳排放行為不僅受該地區內部決定因素的影響，而且越來越多地受到周邊地區碳排放量的關聯作用，區域之間的能源消費及碳排放活動呈現出明顯的空間自相關性［4］。可見，在理論和實證研究中忽略空間鄰近效應，勢必會影響傳統OLS模型參數的無偏估計，導致研究結論的可靠性受到質疑。
為此，本文在考慮空間效應的前提下，利用“十一五”規劃期間的碳排放數據，研究中國省域碳排放量的驅動因素，分析省域碳排放的空間依賴及鄰近省域碳排放量的空間溢出效應，從而為國家和各省域制定節能減排政策提供決策支持依據。
二、省際碳排放的決定因素及理論假說
現有對碳排放決定因素模型的研究主要有EKC模型和IPAT模型。但是大多研究僅考慮了人口、經濟發展、能源消費強度等因素的影響，忽略了技術創新和城市化因素的作用。根據有關經驗研究，本文對IPAT模型進行改進，重點考慮人口、經濟發展水平、能源消費強度、產業結構、技術創新及城市化等六個決定因素，使用空間計量經濟模型研究其對中國省域碳排放量的作用。
1. 人口規模（POP）。中國作為人口大國，為滿足廣大人民群眾日益提高的生活水平，剛性的能源消費需求必然會導致區域碳排放量的不斷增大。因此，人口是影響碳減排壓力的一個重要變量，本文預期其與碳排放之間呈正相關關系。
2. 經濟發展水平（PGDP）。在經濟快速發展的同時，也必然伴隨著相應的能源消耗及其碳排放。本文選用人均GDP衡量一個地區的富裕度和經濟發展水平，用以檢驗其對碳排放的影響。一般來說，區域經濟發展水平越高，能源消費量相對越大，由此產生的碳排放量也就相應越多，二者之間應為正相關關系。
3. 能源消費強度（ENERGY）。能源消費強度定義為生產單位GDP所消耗的能源數量，能源強度越低，意味著能源利用效率越高。能源利用效率的不斷提高，使得單位GDP所消耗的能源減少，從而減少碳排放量。因此，本文將能源消費強度納入影響碳排放的驅動因素之一，并預計兩者呈正相關關系。
4. 產業結構（STRU）。經濟增長方式的轉變同樣影響著能源消耗和碳排放量的大小。長期以來，中國經濟增長方式粗放，直接影響以煤碳為主的能效的提高，使得碳排放增長的態勢難以遏制。實現經濟方式由粗放式向集約式的轉變是減少碳排放的必然選擇。本文以第二產業與第三產業產值之比刻畫產業結構對碳排放的作用。鑒于我國目前正處于產業結構轉型過程中，預期其對碳排放的作用尚未充分發揮。
5. 城市化（URB）。近年來，中國城市化過程中的人口遷移對能源消耗和碳排放產生沖擊，大規模城市基礎設施和住房建設所需要的大量水泥與鋼鐵生產，導致高能耗高排放。城市化進程也是影響碳排放量的重要因素。本文選用城鎮人口占總人口的比重衡量城市化［6］，初步預期其對碳排放產生正向作用。
6. 技術創新（RD）。中國每年巨大的能源消耗支撐著經濟的快速增長，而經濟迅速發展的同時，也帶來了開發新技術新工藝的大量投入。但是，對于生產工藝和設備的引進，以及各種研發活動，到底對地區企業的節能減排產生了何種影響，目前的研究結果并不確定。本文選用各省域研究與試驗發展（R&D）經費內部支出來衡量技術創新對碳排放的影響，其作用還有待檢驗。
三、模型設定與數據來源
（一）模型設定
基于以上解釋變量，利用柯布—道格拉斯生產函數形式的雙對數經驗形式，建立如下碳排放影響因素模型：
（1）
其中，i表示30個省級地區，LnCARBON為被解釋變量各地區碳排放量；LnPOP表示各地區人口數量；LnPGDP表示人均GDP；LnENERGY表示能源消費強度；LnSTRU表示第二產業產值占第三產業比重；LnURB表示城市化水平，LnRD表示技術創新。參數β分別反映了六個解釋變量對被解釋變量碳排放的影響。
假定模型（1）為沒有考慮鄰近地區空間效應的碳排放影響因素模型，可用OLS方法估計。但是，如果地區碳排放存在著空間自相關性，則有必要采用納入了空間相關性效應的空間滯后模型、空間誤差模型等空間計量經濟模型。
空間滯后模型（Spatial Lag Model，SLM）主要探討地區碳排放變量是否存在鄰近地區碳排放溢出效應的情況。其模型表達式為：
（2）
式中，WlnCARBON為空間滯后被解釋變量，反映鄰近地區的碳排放對區域碳排放行為的作用大小和程度；ρ為空間滯后回歸系數；W為n×n階的空間權值矩陣，w表示W中的元素，一般用空間鄰接矩陣；ε為隨機誤差項向量。
當一些決定地區間碳排放的因素沒有被考慮到解釋變量中時，則需要采用空間誤差模型（Spatial Error Model，SEM）。空間誤差模型的形式為：
（3）
式中，ε為隨機誤差項向量，λ為n×1階的被解釋變量向量的空間誤差系數，μ為正態分布的隨機誤差向量。參數λ為存在于擾動誤差項之中的空間依賴變量，衡量相鄰地區忽略的具有空間依賴性的碳排放被解釋變量的誤差沖擊對地區碳排放的影響方向和程度。
（二）數據來源
實證研究中所用到的空間樣本為除了外（缺少能源數據）的中國大陸30個省、自治區和直轄市（簡稱省域或地區）。作為我國國民經濟和社會發展“十一五”規劃的基數年份，2005年是中國經濟發展的一個關鍵年份，國家致力于通過宏觀調控促進經濟增長方式轉變，力圖在結構調整方面取得實質性進展。本文重點考察2005年—2010年之間我國各省域碳排放的決定因素，所用數據來源于2006年—2011年的《中國統計年鑒》、《中國能源統計年鑒》、《中國科技統計年鑒》和《中國區域經濟年鑒》，實證變量數據取算術平均數，以消除年度波動影響。在碳排放行為研究中的一個基礎工作是測算各種類型能源消耗的碳排放系數。雖然國內外各種能源研究機構和相關學者對各類能源消耗的碳排放系數進行了測算研究，但是大家獲得的結果略有差異。國際機構使用的碳排放系數據其所在國情況測算，直接用來計算中國能源消耗碳排放是有問題的。本文綜合考察了國內外相關研究，最終確定采用國家發展和改革委員會能源研究所在《中國可持續發展能源暨碳排放情景分析》中推薦的碳排放系數：即煤炭的碳排放系數為0.7476、石油為0.5825、天然氣為0.443。
四、實證估計與結果分析
為了描述中國30個省級地區碳排放量的空間分布情況，本文首先采用空間自相關的Moran’s I測算各省碳排放量是否存在聚群現象［4］。在做空間相關分析時，選擇了常用的描述地區間鄰近關系的一階、二階和三階rook權值矩陣進行比較分析，最終再確定階數。表1報告了三類rook權值矩陣的省際碳排放量空間自相關性的計算結果。
表1顯示，基于rook一階空間權值矩陣W1計算的30個省域碳排放的Moran’s I為0.2227，在0.19%的水平上顯著，表明中國省域之間的碳排放量在空間分布上并非分散（隨機）分布，具有明顯的正自相關關系（空間依賴性），表現出某些省域碳排放量的相似值之間在空間上趨于集群的現象。同時計算發現，rook鄰近從低階到高階，全域Moran’s I值逐階下降，表明地區間碳排放量的空間相關性隨著其空間距離的增大而衰減。由此，選擇rook一階空間權值矩陣符合現實，在研究區域碳排放問題時有必要考慮空間效應，否則得到的結果可能存在較大偏差。
表1 Moran’s I檢驗結果
注：表中W1為rook一階空間權值矩陣，W2為rook二階空間權值矩陣，W3為rook三階空間權值矩陣。
由于全域Moran’s I有很大的局限性：如果一部分省域的碳排放增長存在正相關（溢出效應），而另一部分省域存在負相關（回流效應），二者將會抵消，則可能顯示省域間的碳排放不存在空間相關性。此外，省際碳排放溢出與回流效應也未必局限于有共同邊界的相鄰省域間。因此，本文還進行了基于W1的空間關聯局域指標LISA檢驗Moran散點圖（略）分析，結果表明：位于第I象限的省域有黑龍江、內蒙古、遼寧、河北、山西、陜西、江蘇、山東、河南和安徽，表現為高碳排放量的省域被高排放量的省域所包圍（High—High，高—高集聚）；位于第II象限的省域有吉林、北京、天津、寧夏、重慶、江西、福建和廣西，為低碳排放量的省域被高排放量的省域所包圍（Low—High，低—高集聚）；位于第III象限的省域有新疆、甘肅、青海、貴州和云南，為低碳排放量的省域被低排放量的省域所包圍（Low—Low，低—低集聚）；位于第IV象限的有廣東、湖南和四川，為高碳排量的省域被低排放量的省域所包圍（High—Low，高—低集聚）；其中上海跨越了第I、Ⅱ象限，海南跨越了第Ⅱ、IV象限，湖北和浙江同時跨越了第IV、I象限。顯見，各省域碳排放量的空間集聚性非常明顯，正向局域相關和集聚的典型特征非常顯著，存在一個明顯的空間趨同。省域碳排量在地理空間分布上呈非均衡，15個省域（50%）顯示了相似的空間關聯，其中10個（33.33%）的省域在第I象限（HH：高碳排放量—高空間滯后），5個（16.67%）的省域在第III象限（LL：低碳排放量—低空間滯后）。另外，對空間不穩定性和非典型區域偏離了全域正向空間自相關的省域識別結果顯示：2005年—2010年平均來看，11個省域（36.67%）顯示了非相似值的空間關聯，其中8個省域在第Ⅱ象限（LH），3個省域在第IV象限（HL）。這表明各省域的碳排量行為的空間局域依賴性和差異性是同時存在的。
以上空間統計分析結果證明，中國省域碳排放量存在著較強的空間依賴性，有必要建立空間計量經濟學模型來分析，將空間效應的省域碳排放量納入影響因素。經典計量經濟學模型假設空間是均質的，沒有考慮到空間依賴效應，由于空間自相關性的存在，使得普通最小二乘估計無效，假若忽視空間自相關性，則可能無法得到穩健的回歸結果。因此，需要建立空間計量經濟學模型來克服OLS無法解決的空間依賴效應。為了與空間計量經濟學模型的結果進行比對，本文先采用OLS進行估計，以顯示空間計量經濟模型估計結果的效果。
表2中六個解釋變量的地區碳排放OLS估計結果顯示，調整后的R2高達0.9193，模型的解釋能力很強，F統計量為56.0299，通過了1%的方程顯著性水平檢驗，因此模型的擬合程度很好。DW值為1.9197，表明模型殘差不存在序列相關問題。變量的t檢驗結果顯示，LnPOP、LnENERGY、LnPGDP均至少可通過0.28%顯著性水平的檢驗，而LnSTRU、LnURB和LnRD均沒有通過10%的顯著性水平檢驗，表明這三個變量的作用不明顯。進一步對解釋變量的多重共線性檢驗發現，LnPGDP和LnUrban的方差膨脹因子（VIF）分別為12.9358和12.9453，大于10的臨界值，表明這兩個變量存在較高的共線性，不能同時進入回歸模型，lnRD的VIF為9.7701，也存在一定程度的共線性。逐步回歸分析獲得的表2中三個解釋變量的回歸結果表明，當剔除不顯著的LnSTRU、LnURB和LnRD三個變量后，VIF檢驗發現模型不存在共線性，而且三個解釋變量的t統計量均至少能通過小于0.01%的變量顯著性檢驗，因此三解釋變量省域碳排放模型是更為可取的模型。
實際上，空間統計的Moran指數檢驗已經證明了我國30個省域的碳排放具有明顯的空間自相關性，經典線性回歸模型的OLS估計可能存在忽略空間效應的模型設定不當問題。為了進一步驗證空間自相關性的存在，本文進行了省域碳排放的空間滯后和空間誤差模型檢驗，結果如表3所示。
表3中的六個解釋變量和三個解釋變量模型Moran指數檢驗、兩個拉格朗日乘數的空間依賴性檢驗結果顯示：Moran指數（誤差）檢驗證明經典回歸OLS估計誤差在4.98%和1.35%的顯著性水平下具有顯著的的空間依賴性（相關性）；區分內生空間滯后還是空間誤差自相關的拉格朗日乘子滯后、誤差及其穩健性檢驗表明：LMLAG和R-LMLAG分別在2.92%和3.78%、2.08%和2.37%的水平上較顯著，而LMERR和R-LMERR則均不顯著，顯見空間滯后模型SLM應是更加恰當的模型形式。
最后，比較表2中的檢驗結果發現，空間滯后模型（SLM）中擬合優度的值（94.16%）、對數似然值LOGL（8.1831）都大于空間誤差模型（SEM）和經典回歸估計模型（OLS）的估計值，而SLM的AIC值（-0.3662）、SC值（10.8434）則均小于SEM和OLS的估計值。綜合以上檢驗結果，SLM為最優模型。因此，本文以下的分析以SLM結果為主。表2中的三個解釋變量省域碳排放模型的拉格朗日乘子誤差和滯后及其穩健性檢驗顯示，引入空間效應的模型較之OLS模型均有明顯改善，SLM較之SEM是更為可取的模型形式，更好地反映了省域碳排放行為。
表2的空間計量分析結果顯示，SLM的空間滯后估計參數ρ通過了1.22%和2.03%的顯著性水平檢驗，表明省際碳排放存在空間集聚（回流）效應，即臨近地區的碳排放量每增加1%，本地區碳排放量減少0.0782%和0.0618%；SEM的空間誤差估計參數λ為0.4854和0.5250，通過了1.11%和0.40%的顯著性水平檢驗，表明省際碳排放存在較強的空間依賴作用，忽略掉的一些因素如資源配置、勞動者素質、管理水平和市場化程度等也可能通過誤差項對該地區碳排放產生著一定的作用。
最后，三解釋變量模型估計結果顯示：能源消費強度對省域碳排放的回歸系數最大，為1.4433，表明在不考慮其他因素的情況下，地區能源消費強度每增加1%，碳排放總量平均增加1.4433%；其次是人均GDP的回歸系數為1.1591，人均GDP每增加1%，碳排放量平均增加1.1591%；人口增長的回歸系數為1.1088，人口每增加1%，碳排放量平均增加1.1088%；這三個決定因素的作用與理論預期一致。而城市化、產業結構及技術創新的回歸系數均不顯著，原因主要是：我國東中西部處于不同城市化發展階段，“十一五”規劃的宏觀調控目標及經濟增長方式轉變對地區碳排放的作用還不夠明顯，各個地區的企業在生產和工藝環節方面還有待采用更為有效的節能減排技術，需要繼續增強技術創新對消減地區碳排放的作用。
五、結論與啟示
本文構建了省域碳排放量決定因素實證模型，對碳排放決定因素及其空間溢出效應進行了空間計量分析，得到如下主要結論及啟示。
1. 中國30個省域相鄰地區的碳排放行為普遍存在著正相關性，省域之間的碳排放行為存在空間集聚（回流）效應，制定省域碳排放政策時需要考慮碳排放行為的空間效應。
2. 能源消費強度是影響碳排放的最主要驅動因素。碳排放的實質是能源消耗，驅動中國經濟增長的能源消費主要以煤炭為主。長期以來，低下的能源利用效率使得單位GDP的碳排放量較高。從長遠利益考慮，中央及各級地方政府應在技術資金政策上鼓勵新能源開發，實現節能減排，各省域要增加清潔能源如水能、風能、核能等的使用，各企業單位要提高能效、降低碳排放。
3. 人均GDP和人口規模的影響僅次于能源消費強度。雖然“十一五”期間的宏觀調控與促進經濟增長方式轉變取得了一些成績，但效果比較有限。提高經濟增長質量和經濟效益勢在必行。同時，鑒于各省域人口總量增長慣性仍在持續，在繼續嚴格執行計劃生育政策的同時，提倡和鼓勵居民理性消費、綠色消費，逐步促進城鎮和農村居民消費向“綠色低碳”模式轉變，構建資源節約型和環境友好型社會。
4. 產業結構對碳排放的影響不顯著。1995年以來，我國大多數省域的產業結構變動并不大，第二產業比重基本上保持了小幅上升趨勢，有些省域甚至出現了較大幅度下降（如北京、上海、云南）。優化產業結構，促進綠色產業發展是當下各省域實現產業升級的關鍵。各地方政府要淘汰高能耗、高污染的落后產業，大力發展高新技術產業和現代服務業，尤其是高產出低能耗的產業，如信息產業、生態旅游、新能源開發等，不斷提高第三產業在國民經濟中的比重，以降低能源消耗和碳排放量。
5. 城市化對碳排放的影響不顯著。城市化既可能提升環境效率，也可能對環境產生負面影響。由于東部地區城市化水平較高，提升了第三產業、優化了產業結構，同時不完全競爭條件下的規模收益遞增、人口和經濟要素的集聚以及相應的知識、技術溢出，提高了整個東部地區的能源利用效率，減少了碳排放；中部地區還處于初級城市化階段，建設項目主要集中在生活基礎設施以及工業化基礎設施方面，經濟發展水平及能源利用效率相對較低，因而其城市化的提升反而帶來了碳排放的增加；西部地區城市化進程緩慢，對碳排放的影響并不顯著，導致全國省域城市化水平平均效應對碳排放的影響不顯著。
6. 技術創新的作用不顯著。由于技術創新雖然改善了能源效率而節約了能源，但技術創新同樣促進了經濟的快速發展，這又將導致對能源需求的增加，出現效率提高所節約的能源被因經濟快速增長帶來的額外能源消耗（部分地）抵消，即能源的回彈效應，最終導致各省域的研發投資對減少其碳排放數量的作用沒有顯現出來。為此，各省域的工業企業應該進一步加大清潔能源的研發資金投入，中央政府和各級地方政府要出臺鼓勵節能技術研發和推廣的支持政策，重點提高節能減排投資的效率。
參考文獻：
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［3］胡初枝，黃賢金.區域產業結構變化的碳排放效應研究——以江蘇省為例［C］.//中國地理學會2007年學術年會論文摘要集，2007：34-39.
［4］馬軍杰，陳震，尤建新.省域一次能源CO2排放的空間計量經濟分析［J］.技術經濟，2010（12）：62-67.
［5］姚亮，劉晶茹，王如松.中國城鄉居民消費隱含的碳排放對比分析［J］.中國人口·資源與環境，2011（4）：25-29.
［6］林伯強，劉希穎.中國城市化階段的碳排放：影響因素和減排策略［J］.經濟研究，2010（8）：66-78.
一、引言
20世紀90年代以來，世界經濟迅猛發展，能源需求量逐年增加。能源消費所導致的二氧化碳排放在人為溫室氣體排放總量中占有絕對優勢。碳排放問題正日益受到國際社會的廣泛關注，對其測算及影響因素問題，國內外很多學者從不同角度、應用不同方法進行了大量實證研究。國內碳排放研究方面，宋德勇等用“兩階段”LMDI方法，從全國層面將一次性能源消費產生的二氧化碳排放相關影響因素分解并進行了周期性波動研究［1］。李國志等利用狀態空間模型構造可變參數數據模型，分析了出口貿易結構對二氧化碳排放的影響［2］。胡初枝等通過經驗數據對江蘇區域碳排放進行估算，分析了蘇南、蘇中、蘇北三大區域產業結構的碳排放效應差異［3］。馬軍杰等測算了1990年—2006年我國省域一次能源CO2排放量并對其影響因素進行了空間計量經濟分析［4］。姚亮等采用結構分解分析（SDA）方法對影響居民消費碳排放量變化的驅動因素進行了分析［5］。可見，現有關于碳排放的研究多以傳統的時間序列數據分析為基礎，主要集中在測算碳排放量及其因素分解方面，忽略了截面數據包含的空間效應。事實上，在多區域的經濟和環境系統中，一個區域由于能源消費導致的碳排放行為不僅受該地區內部決定因素的影響，而且越來越多地受到周邊地區碳排放量的關聯作用，區域之間的能源消費及碳排放活動呈現出明顯的空間自相關性［4］。可見，在理論和實證研究中忽略空間鄰近效應，勢必會影響傳統OLS模型參數的無偏估計，導致研究結論的可靠性受到質疑。
為此，本文在考慮空間效應的前提下，利用“十一五”規劃期間的碳排放數據，研究中國省域碳排放量的驅動因素，分析省域碳排放的空間依賴及鄰近省域碳排放量的空間溢出效應，從而為國家和各省域制定節能減排政策提供決策支持依據。
二、省際碳排放的決定因素及理論假說
現有對碳排放決定因素模型的研究主要有EKC模型和IPAT模型。但是大多研究僅考慮了人口、經濟發展、能源消費強度等因素的影響，忽略了技術創新和城市化因素的作用。根據有關經驗研究，本文對IPAT模型進行改進，重點考慮人口、經濟發展水平、能源消費強度、產業結構、技術創新及城市化等六個決定因素，使用空間計量經濟模型研究其對中國省域碳排放量的作用。
1. 人口規模（POP）。中國作為人口大國，為滿足廣大人民群眾日益提高的生活水平，剛性的能源消費需求必然會導致區域碳排放量的不斷增大。因此，人口是影響碳減排壓力的一個重要變量，本文預期其與碳排放之間呈正相關關系。
2. 經濟發展水平（PGDP）。在經濟快速發展的同時，也必然伴隨著相應的能源消耗及其碳排放。本文選用人均GDP衡量一個地區的富裕度和經濟發展水平，用以檢驗其對碳排放的影響。一般來說，區域經濟發展水平越高，能源消費量相對越大，由此產生的碳排放量也就相應越多，二者之間應為正相關關系。
3. 能源消費強度（ENERGY）。能源消費強度定義為生產單位GDP所消耗的能源數量，能源強度越低，意味著能源利用效率越高。能源利用效率的不斷提高，使得單位GDP所消耗的能源減少，從而減少碳排放量。因此，本文將能源消費強度納入影響碳排放的驅動因素之一，并預計兩者呈正相關關系。
4. 產業結構（STRU）。經濟增長方式的轉變同樣影響著能源消耗和碳排放量的大小。長期以來，中國經濟增長方式粗放，直接影響以煤碳為主的能效的提高，使得碳排放增長的態勢難以遏制。實現經濟方式由粗放式向集約式的轉變是減少碳排放的必然選擇。本文以第二產業與第三產業產值之比刻畫產業結構對碳排放的作用。鑒于我國目前正處于產業結構轉型過程中，預期其對碳排放的作用尚未充分發揮。
5. 城市化（URB）。近年來，中國城市化過程中的人口遷移對能源消耗和碳排放產生沖擊，大規模城市基礎設施和住房建設所需要的大量水泥與鋼鐵生產，導致高能耗高排放。城市化進程也是影響碳排放量的重要因素。本文選用城鎮人口占總人口的比重衡量城市化［6］，初步預期其對碳排放產生正向作用。
6. 技術創新（RD）。中國每年巨大的能源消耗支撐著經濟的快速增長，而經濟迅速發展的同時，也帶來了開發新技術新工藝的大量投入。但是，對于生產工藝和設備的引進，以及各種研發活動，到底對地區企業的節能減排產生了何種影響，目前的研究結果并不確定。本文選用各省域研究與試驗發展（R&D）經費內部支出來衡量技術創新對碳排放的影響，其作用還有待檢驗。
三、模型設定與數據來源
（一）模型設定
基于以上解釋變量，利用柯布—道格拉斯生產函數形式的雙對數經驗形式，建立如下碳排放影響因素模型：
（1）
其中，i表示30個省級地區，LnCARBON為被解釋變量各地區碳排放量；LnPOP表示各地區人口數量；LnPGDP表示人均GDP；LnENERGY表示能源消費強度；LnSTRU表示第二產業產值占第三產業比重；LnURB表示城市化水平，LnRD表示技術創新。參數β分別反映了六個解釋變量對被解釋變量碳排放的影響。
假定模型（1）為沒有考慮鄰近地區空間效應的碳排放影響因素模型，可用OLS方法估計。但是，如果地區碳排放存在著空間自相關性，則有必要采用納入了空間相關性效應的空間滯后模型、空間誤差模型等空間計量經濟模型。
空間滯后模型（Spatial Lag Model，SLM）主要探討地區碳排放變量是否存在鄰近地區碳排放溢出效應的情況。其模型表達式為：
（2）
式中，WlnCARBON為空間滯后被解釋變量，反映鄰近地區的碳排放對區域碳排放行為的作用大小和程度；ρ為空間滯后回歸系數；W為n×n階的空間權值矩陣，w表示W中的元素，一般用空間鄰接矩陣；ε為隨機誤差項向量。
當一些決定地區間碳排放的因素沒有被考慮到解釋變量中時，則需要采用空間誤差模型（Spatial Error Model，SEM）。空間誤差模型的形式為：
（3）
式中，ε為隨機誤差項向量，λ為n×1階的被解釋變量向量的空間誤差系數，μ為正態分布的隨機誤差向量。參數λ為存在于擾動誤差項之中的空間依賴變量，衡量相 鄰地區忽略的具有空間依賴性的碳排放被解釋變量的誤差沖擊對地區碳排放的影響方向和程度。
（二）數據來源
實證研究中所用到的空間樣本為除了西藏外（缺少能源數據）的中國大陸30個省、自治區和直轄市（簡稱省域或地區）。作為我國國民經濟和社會發展“十一五”規劃的基數年份，2005年是中國經濟發展的一個關鍵年份，國家致力于通過宏觀調控促進經濟增長方式轉變，力圖在結構調整方面取得實質性進展。本文重點考察2005年—2010年之間我國各省域碳排放的決定因素，所用數據來源于2006年—2011年的《中國統計年鑒》、《中國能源統計年鑒》、《中國科技統計年鑒》和《中國區域經濟年鑒》，實證變量數據取算術平均數，以消除年度波動影響。在碳排放行為研究中的一個基礎工作是測算各種類型能源消耗的碳排放系數。雖然國內外各種能源研究機構和相關學者對各類能源消耗的碳排放系數進行了測算研究，但是大家獲得的結果略有差異。國際機構使用的碳排放系數據其所在國情況測算，直接用來計算中國能源消耗碳排放是有問題的。本文綜合考察了國內外相關研究，最終確定采用國家發展和改革委員會能源研究所在《中國可持續發展能源暨碳排放情景分析》中推薦的碳排放系數：即煤炭的碳排放系數為0.7476、石油為0.5825、天然氣為0.443。
四、實證估計與結果分析
為了描述中國30個省級地區碳排放量的空間分布情況，本文首先采用空間自相關的Moran’s I測算各省碳排放量是否存在聚群現象［4］。在做空間相關分析時，選擇了常用的描述地區間鄰近關系的一階、二階和三階rook權值矩陣進行比較分析，最終再確定階數。表1報告了三類rook權值矩陣的省際碳排放量空間自相關性的計算結果。
表1顯示，基于rook一階空間權值矩陣W1計算的30個省域碳排放的Moran’s I為0.2227，在0.19%的水平上顯著，表明中國省域之間的碳排放量在空間分布上并非分散（隨機）分布，具有明顯的正自相關關系（空間依賴性），表現出某些省域碳排放量的相似值之間在空間上趨于集群的現象。同時計算發現，rook鄰近從低階到高階，全域Moran’s I值逐階下降，表明地區間碳排放量的空間相關性隨著其空間距離的增大而衰減。由此，選擇rook一階空間權值矩陣符合現實，在研究區域碳排放問題時有必要考慮空間效應，否則得到的結果可能存在較大偏差。
表1 Moran’s I檢驗結果
注：表中W1為rook一階空間權值矩陣，W2為rook二階空間權值矩陣，W3為rook三階空間權值矩陣。
由于全域Moran’s I有很大的局限性：如果一部分省域的碳排放增長存在正相關（溢出效應），而另一部分省域存在負相關（回流效應），二者將會抵消，則可能顯示省域間的碳排放不存在空間相關性。此外，省際碳排放溢出與回流效應也未必局限于有共同邊界的相鄰省域間。因此，本文還進行了基于W1的空間關聯局域指標LISA檢驗Moran散點圖（略）分析，結果表明：位于第I象限的省域有黑龍江、內蒙古、遼寧、河北、山西、陜西、江蘇、山東、河南和安徽，表現為高碳排放量的省域被高排放量的省域所包圍（High—High，高—高集聚）；位于第II象限的省域有吉林、北京、天津、寧夏、重慶、江西、福建和廣西，為低碳排放量的省域被高排放量的省域所包圍（Low—High，低—高集聚）；位于第III象限的省域有新疆、甘肅、青海、貴州和云南，為低碳排放量的省域被低排放量的省域所包圍（Low—Low，低—低集聚）；位于第IV象限的有廣東、湖南和四川，為高碳排量的省域被低排放量的省域所包圍（High—Low，高—低集聚）；其中上海跨越了第I、Ⅱ象限，海南跨越了第Ⅱ、IV象限，湖北和浙江同時跨越了第IV、I象限。顯見，各省域碳排放量的空間集聚性非常明顯，正向局域相關和集聚的典型特征非常顯著，存在一個明顯的空間趨同。省域碳排量在地理空間分布上呈非均衡，15個省域（50%）顯示了相似的空間關聯，其中10個（33.33%）的省域在第I象限（HH：高碳排放量—高空間滯后），5個（16.67%）的省域在第III象限（LL：低碳排放量—低空間滯后）。另外，對空間不穩定性和非典型區域偏離了全域正向空間自相關的省域識別結果顯示：2005年—2010年平均來看，11個省域（36.67%）顯示了非相似值的空間關聯，其中8個省域在第Ⅱ象限（LH），3個省域在第IV象限（HL）。這表明各省域的碳排量行為的空間局域依賴性和差異性是同時存在的。
以上空間統計分析結果證明，中國省域碳排放量存在著較強的空間依賴性，有必要建立空間計量經濟學模型來分析，將空間效應的省域碳排放量納入影響因素。經典計量經濟學模型假設空間是均質的，沒有考慮到空間依賴效應，由于空間自相關性的存在，使得普通最小二乘估計無效，假若忽視空間自相關性，則可能無法得到穩健的回歸結果。因此，需要建立空間計量經濟學模型來克服OLS無法解決的空間依賴效應。為了與空間計量經濟學模型的結果進行比對，本文先采用OLS進行估計，以顯示空間計量經濟模型估計結果的效果。
表2中六個解釋變量的地區碳排放OLS估計結果顯示，調整后的R2高達0.9193，模型的解釋能力很強，F統計量為56.0299，通過了1%的方程顯著性水平檢驗，因此模型的擬合程度很好。DW值為1.9197，表明模型殘差不存在序列相關問題。變量的t檢驗結果顯示，LnPOP、LnENERGY、LnPGDP均至少可通過0.28%顯著性水平的檢驗，而LnSTRU、LnURB和LnRD均沒有通過10%的顯著性水平檢驗，表明這三個變量的作用不明顯。進一步對解釋變量的多重共線性檢驗發現，LnPGDP和LnUrban的方差膨脹因子（VIF）分別為12.9358和12.9453，大于10的臨界值，表明這兩個變量存在較高的共線性，不能同時進入回歸模型，lnRD的VIF為9.7701，也存在一定程度的共線性。逐步回歸分析獲得的表2中三個解釋變量的回歸結果表明，當剔除不顯著的LnSTRU、LnURB和LnRD三個變量后，VIF檢驗發現模型不存在共線性，而且三個解釋變量的t統計量均至少能通過小于0.01%的變量顯著性檢驗，因此三解釋變量省域碳排放模型是更為可取的模型。
實際上，空間統計的Moran指數檢驗已經證明了我國30個省域的碳排放具有明顯的空間自相關性，經典線性回歸模型的OLS估計可 能存在忽略空間效應的模型設定不當問題。為了進一步驗證空間自相關性的存在，本文進行了省域碳排放的空間滯后和空間誤差模型檢驗，結果如表3所示。
表3中的六個解釋變量和三個解釋變量模型Moran指數檢驗、兩個拉格朗日乘數的空間依賴性檢驗結果顯示：Moran指數（誤差）檢驗證明經典回歸OLS估計誤差在4.98%和1.35%的顯著性水平下具有顯著的的空間依賴性（相關性）；區分內生空間滯后還是空間誤差自相關的拉格朗日乘子滯后、誤差及其穩健性檢驗表明：LMLAG和R-LMLAG分別在2.92%和3.78%、2.08%和2.37%的水平上較顯著，而LMERR和R-LMERR則均不顯著，顯見空間滯后模型SLM應是更加恰當的模型形式。
最后，比較表2中的檢驗結果發現，空間滯后模型（SLM）中擬合優度的值（94.16%）、對數似然值LOGL（8.1831）都大于空間誤差模型（SEM）和經典回歸估計模型（OLS）的估計值，而SLM的AIC值（-0.3662）、SC值（10.8434）則均小于SEM和OLS的估計值。綜合以上檢驗結果，SLM為最優模型。因此，本文以下的分析以SLM結果為主。表2中的三個解釋變量省域碳排放模型的拉格朗日乘子誤差和滯后及其穩健性檢驗顯示，引入空間效應的模型較之OLS模型均有明顯改善，SLM較之SEM是更為可取的模型形式，更好地反映了省域碳排放行為。
表2的空間計量分析結果顯示，SLM的空間滯后估計參數ρ通過了1.22%和2.03%的顯著性水平檢驗，表明省際碳排放存在空間集聚（回流）效應，即臨近地區的碳排放量每增加1%，本地區碳排放量減少0.0782%和0.0618%；SEM的空間誤差估計參數λ為0.4854和0.5250，通過了1.11%和0.40%的顯著性水平檢驗，表明省際碳排放存在較強的空間依賴作用，忽略掉的一些因素如資源配置、勞動者素質、管理水平和市場化程度等也可能通過誤差項對該地區碳排放產生著一定的作用。
最后，三解釋變量模型估計結果顯示：能源消費強度對省域碳排放的回歸系數最大，為1.4433，表明在不考慮其他因素的情況下，地區能源消費強度每增加1%，碳排放總量平均增加1.4433%；其次是人均GDP的回歸系數為1.1591，人均GDP每增加1%，碳排放量平均增加1.1591%；人口增長的回歸系數為1.1088，人口每增加1%，碳排放量平均增加1.1088%；這三個決定因素的作用與理論預期一致。而城市化、產業結構及技術創新的回歸系數均不顯著，原因主要是：我國東中西部處于不同城市化發展階段，“十一五”規劃的宏觀調控目標及經濟增長方式轉變對地區碳排放的作用還不夠明顯，各個地區的企業在生產和工藝環節方面還有待采用更為有效的節能減排技術，需要繼續增強技術創新對消減地區碳排放的作用。
五、結論與啟示
本文構建了省域碳排放量決定因素實證模型，對碳排放決定因素及其空間溢出效應進行了空間計量分析，得到如下主要結論及啟示。
1. 中國30個省域相鄰地區的碳排放行為普遍存在著正相關性，省域之間的碳排放行為存在空間集聚（回流）效應，制定省域碳排放政策時需要考慮碳排放行為的空間效應。
2. 能源消費強度是影響碳排放的最主要驅動因素。碳排放的實質是能源消耗，驅動中國經濟增長的能源消費主要以煤炭為主。長期以來，低下的能源利用效率使得單位GDP的碳排放量較高。從長遠利益考慮，中央及各級地方政府應在技術資金政策上鼓勵新能源開發，實現節能減排，各省域要增加清潔能源如水能、風能、核能等的使用，各企業單位要提高能效、降低碳排放。
3. 人均GDP和人口規模的影響僅次于能源消費強度。雖然“十一五”期間的宏觀調控與促進經濟增長方式轉變取得了一些成績，但效果比較有限。提高經濟增長質量和經濟效益勢在必行。同時，鑒于各省域人口總量增長慣性仍在持續，在繼續嚴格執行計劃生育政策的同時，提倡和鼓勵居民理性消費、綠色消費，逐步促進城鎮和農村居民消費向“綠色低碳”模式轉變，構建資源節約型和環境友好型社會。
4. 產業結構對碳排放的影響不顯著。1995年以來，我國大多數省域的產業結構變動并不大，第二產業比重基本上保持了小幅上升趨勢，有些省域甚至出現了較大幅度下降（如北京、上海、云南）。優化產業結構，促進綠色產業發展是當下各省域實現產業升級的關鍵。各地方政府要淘汰高能耗、高污染的落后產業，大力發展高新技術產業和現代服務業，尤其是高產出低能耗的產業，如信息產業、生態旅游、新能源開發等，不斷提高第三產業在國民經濟中的比重，以降低能源消耗和碳排放量。
5. 城市化對碳排放的影響不顯著。城市化既可能提升環境效率，也可能對環境產生負面影響。由于東部地區城市化水平較高，提升了第三產業、優化了產業結構，同時不完全競爭條件下的規模收益遞增、人口和經濟要素的集聚以及相應的知識、技術溢出，提高了整個東部地區的能源利用效率，減少了碳排放；中部地區還處于初級城市化階段，建設項目主要集中在生活基礎設施以及工業化基礎設施方面，經濟發展水平及能源利用效率相對較低，因而其城市化的提升反而帶來了碳排放的增加；西部地區城市化進程緩慢，對碳排放的影響并不顯著，導致全國省域城市化水平平均效應對碳排放的影響不顯著。
6. 技術創新的作用不顯著。由于技術創新雖然改善了能源效率而節約了能源，但技術創新同樣促進了經濟的快速發展，這又將導致對能源需求的增加，出現效率提高所節約的能源被因經濟快速增長帶來的額外能源消耗（部分地）抵消，即能源的回彈效應，最終導致各省域的研發投資對減少其碳排放數量的作用沒有顯現出來。為此，各省域的工業企業應該進一步加大清潔能源的研發資金投入，中央政府和各級地方政府要出臺鼓勵節能技術研發和推廣的支持政策，重點提高節能減排投資的效率。
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建筑物化階段的CO2排放時間集中、絕對量大，是建筑節能減排的研究重點。構建了辦公建筑物化階段CO2排放的計算模型，包括建材、設備生產與運輸的CO2排放，以及施工過程的CO2排放。利用該計算模型，分析計算了78棟辦公建筑物化階段的CO2排放量。平均來看，物化階段的碳排放量為326.75 kg/m2；隨著建筑高度的增加單位面積碳排放明顯增加，超高層建筑的單位面積碳排放量是多層建筑的1.5倍；土建工程的碳排放量占到物化階段的75%左右，而鋼筋、混凝土、砂漿、墻體材料的碳排放量占到了土建工程的80%以上。分別以建筑層數和建材用量為自變量做了辦公建筑物化階段CO2排放量的預測模型，通過統計學的分析對比，發現以鋼筋、混凝土和墻體材料為自變量的預測公式可以很好地預測建筑物化階段的碳排放。
關鍵詞：
辦公建筑；CO2排放；生命周期評價；物化階段
中圖分類號：
TU023
文獻標志碼：A
文章編號：1674-4764（2014）05-0037-07
Carbon Dioxide Emissions of Office Buildings at Embodied Stage
Luo Zhixing， Yang Liu， Liu Jiaping
（Architecture School，Xi’an University of Architecture and Technology，Xi’an 710055，P.R.China）
Abstract：
The building embodied stage is the LCA research focus due to large and intensive CO2 emissions. In order to establish the CO2 emissions calculating model during the embodied stage， CO2 emissions load in the process of building materials， equipments manufacturing， transporting and construction should be included. CO2 emissions during building embodied stage of 78 office buildings were analyzed by this model. On average， the amount of carbon emission during embodied stage is 326.75 kg/m2. The carbon emission in per unit area increase with the growth of building height and that of super high-rise buildings is 1.5 times as much as multi-story buildings. Carbon emission of civil work accounted for about 75% of the total amount during embodied stage， and the carbon emissions of rebar， concrete， mortar and wall materials accounted for over 80% of the carbon emission of civil work. According to the statistic of prediction model dependent on building story and amount of building materials，the CO2 emissions during building embodied stage could be precisely predicted on basis of the independent variablesincluding concrete and wall materials respectively.
Key words：
office building； carbon dioxide emissions； LCA； embodied stage
人類活動對氣候所造成的影響已被公認為是對地球的一種巨大威脅。在此背景下，節約能源、減少以CO2為代表的溫室氣體排放已成為全球尤其是中國關注的重大問題。從世界范圍來看，建筑業約消耗了30%～40%的能源，產生了40%～50%的溫室氣體[1]。因此，研究建筑產業如何降低溫室氣體的排放不僅是建筑界熱門的環保課題，更是一種必須承擔的國際責任。
建筑的生命周期包括了物化階段、使用階段和拆除階段[2]。其中建筑物化階段是指建筑在投入使用之前，形成工程實體所需要的建筑材料生產、構配件加工制造以及現場施工安裝過程[2]。建筑物化階段的CO2排放包含了：1）建筑材料（包括建筑管道、設備等）生產制造、運輸中產生的碳排放，即隱含碳排放；2）建筑施工過程的因使用能源而產生的直接碳排放。據研究，建筑物化階段的CO2排放占建筑生命周期CO2排放量的5%～20%（按建筑壽命50 a計算）[3-9]。雖然比例不大，但由于我國建筑建設量大，且物化階段的CO2排放主要集中在1～2 a的建設期內，排放的絕對量相當可觀[10]。從宏觀角度看，中國建筑業所使用的資源占全國資源利用量的40%～50%，所消耗的能源約占全社會總能耗的30%[11]。建筑業的隱含碳排放占所有部門隱含碳排放的26.47%[12]。辦公建筑是較為普遍的公共建筑，對于能源和環境的影響較大，是能源和資源的消耗大戶，因此定量的研究辦公建筑的物化階段CO2排放有著較強的代表性。
1.1 辦公建筑物化階段CO2排放的功能單位
功能單位（Functional Unit）是指用來作為基準單位的量化的產品系統性能[13]。功能單位的基本作用是為有關的輸入和輸出提供參照基準，以保證LCA結果的可比性。功能單位的定義遵循2個基本原則：1）功能單位必須可測量。2）一個系統可能同時具有若干種功能，研究中選擇那一種取決于研究的目的和范圍[14]。
建筑物規模不一、物化階段材料和機械的使用量相差很大將直接導致碳排放差別很大因此，僅給出建筑物總的碳排放缺乏可比性，需要建立一個橫向可比較的評價指標。用單位建筑面積的碳排放作為評價辦公建筑物化階段CO2排放指標可以有效消除由于建筑物規模等因素不同所帶來的影響，使得評價結果之間具有一致性和可比性。因此，辦公建筑物化階段CO2排放的功能單位為單位建筑面積的CO2排放量（kg/m2），即LCCO2M。
1.2 計算模型
在辦公建筑物化階段，主要碳排放源有2個：1）建材的生產、建材的運輸、建筑設備的生產所產生的隱含碳排放；2）建材、設備運輸過程和建造施工、裝修施工中使用的化石燃料與電力所產生的直接碳排放。因此，建筑物化階段的CO2排放量的計算模型為
2.3 土建工程的建材使用量與CO2排放量解析
從以上分析結果可以看出，土建工程的CO2排放量約占整個建筑形成階段CO2排放量的76.32%，因此這一部分需要重點研究。
2.3.1 建筑材料使用量與CO2排放量分析 土建工程的建筑材料使用量與CO2排放量的分析數據如表3所示。從表中可以發現如下趨勢，建筑越高，其鋼與混凝土的用量就越大，超高層辦公建筑的單位面積用鋼量比多層建筑高出近40%，而混凝土的用量更是高出了60%。這是因為鋼筋作為鋼混結構主要的結構材料，越高的建筑其結構強度的要求就越大，因此會大量增加鋼材的用量；而混凝土則為建筑結構的抗壓材料，隨著建筑高度的增加建筑梁柱的截面積也大幅增加，因而混凝土的增量更大。由于鋼筋與混凝土都是鋼混結構建筑中最為主要的建材，換算成CO2排放量后，可以發現高層建筑二者的CO2排放量是多層建筑的1.2倍，而超高層建筑更是多層建筑的1.5倍。
從平均值的分析來看鋼、砼、砂漿和墻材四類建筑材料的CO2排放量約占整個土建工程CO2排放量的近90%。但是如果比較不同建筑高度與此四者CO2排放量總和的話，可以發現其差別減小了：高層建筑四者的CO2排放量是多層的1.1倍，而超高層建筑是多層的1.25倍。這主要是因為隨著建筑高度的增加砂漿與墻材的用量在減少，這一趨勢與鋼、混凝土的變化趨勢相反。砂漿與墻材的用量減少的原因在于，高層、超高層辦公建筑為了立面造型和減輕自重的要求，窗墻面積比更大，更多地使用玻璃幕墻等輕質材料。
2.3.2 主要建筑材料CO2排放量比例分析 結合2.3.1與2.2節的統計結果后，可以得到整個建筑形成階段各分項工程與主要建筑材料CO2排放量的比例圖（如圖1）。這張分析圖可以清晰的看出主要建筑材料在整個建筑形成階段CO2排放量的最大部分。
3 辦公建筑物化階段CO2排放量的預測
通過以上分析與解析，已經發現了主要建筑材料的CO2排放量與建筑的層數有較強的相關性，那么有一個問題：主要建筑材料的使用量、建筑層數是否與建筑物化階段的CO2排放量有關；是否能用它們間的相關性預測建筑物化階段的CO2排放量。
3.1 建筑層數與辦公建筑物化階段CO2排放量的預測
從表2和表3都可以發現這樣的規律：隨著建筑高度的增加，辦公建筑物化階段各分項工程單位面積的CO2排放量都有所不同。基于此，研究將78個建筑樣本的統計資料逐一精算，檢驗建筑層數與物化階段單位面積的CO2排放量的相關性。由于樣本的物化階段單位面積的CO2排放量符合正態分布，因此僅需要檢驗其線性相關性，如表5所示。從相關性分析的結果可以確定二者有較強的相關性，其Pearson相關系數達到了0.883。
在確定了建筑層數與辦公建筑物化階段CO2排放量顯著相關后，將精算結果繪制成散點圖，并做一次線性回歸分析，如圖2所示。從圖中可以看出物化階段單位面積的CO2排放量隨著建筑層數的增加而上升；而相同高度的建筑也會因個案間的差異有不同的分布情況，但其差異并不大，樣本的多元性和代表性由此可見。通過回歸分析的結果看以發現回歸方程的確定性系數R2值達到了0.78，說明用建筑層數來預測辦公建筑物化階段CO2排放量是有較大信度的。
物化階段CO2排放量最大的排放源，可能與全部的CO2排放量有著緊密的聯系。假如可以通過這4類建材的使用量來預測物化階段的CO2排放量那將大大簡化評價的復雜程度。
首先利用線性相關性的雙變量分析來確定這4類建材與物化階段總CO2排放量的相關性，如表6所示。從表中可以看出鋼材、混凝土、墻材與總CO2排放量的顯著性α皆為0，說明這3類建材與總CO2排放量顯著相關；而砂漿與總CO2排放量的顯著性α為0.394，說明它們彼此相關性很弱。而從Pearson相關系數來看混凝土與總CO2排放量相關性最強，其次為鋼材，再次為墻材。
確定了鋼材、混凝土、墻材與總CO2排放量有顯著的相關性之后，就可以以這3類建材的使用量作為自變量，來預測物化階段總CO2排放量。統計軟件分別試驗了3組預測變量，如表7所示，可以發現這3類建筑同時為自變量的情況下，其調整R2最大，說明該回歸模型可解釋的變異占總變異的比例最大。其預測方程為
LCCO2f=1.58x1+378.97x2+64.57x3+94.19
3.3 兩種預測方法的準確性分析
將實際統計的78個樣本的相關數據代入式（6）和式（7），其計算結果與實際統計結果的比較如圖4所示。從圖中可以發現利用式（4）～（7）的預測結果比利用式（4）～（5）的預測結果更為接近于實際統計結果，利用建筑層數預測的結果與實際結果的標準差為23.36 kg/m2，而利用建筑材料使用量的預測結果比實際結果的標準差為16.09 kg/m2。
導致以上分析的結果是因為利用建筑層數預測的CO2排放量顯示的是統計數據的平均值；而利用建筑材料使用量預測的CO2排放量顯示的是統計數據的各樣本值。
4 結 論
辦公建筑物化階段的CO2排放是辦公建筑生命周期CO2排放的重要組成部分，可以占到生命周期CO2排放的5%～20%。因此通過解析辦公建筑物化階段的CO2可以得到以下結論：
1）隨著建筑層數（或高度）的增加，辦公建筑物化階段的CO2排放明顯增加，超高層辦公建筑物化階段的CO2排放量約為多層建筑的1.5倍、高層建筑的1.3倍。
2）在物化階段中，土建工程所排放的CO2比例最大，約為75%；隨著建筑高度的增加土建部分的CO2排放量也大大增加；安裝工程與施工工程的CO2排放量隨著建筑高度的增加而增加的趨勢更明顯；但是裝修工程的CO2排放量與建筑高度變化的相關性較小。
3）鋼、砼、砂漿和墻材4類建筑材料的CO2排放量約占整個土建工程CO2排放量的近90%，也是物化階段最主要的排放建筑材料。
4）通過統計學的方法，得到了建筑層數與辦公建筑物化階段CO2排放量的預測公式；也得到了鋼材、混凝土、墻材等3種建材與辦公建筑物化階段CO2排放量的預測公式。
致謝：感謝“陜西省重點科技創新團隊：低能耗建筑設計（2012KCT-11）創新團隊對本文的支持！參考文獻：
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