3E原则在北京市气候变化方面的应用

冯文涛，李石林，2

（1.湖南科技大学资源环境与安全工程学院，湖南 湘潭411100；2.湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室，湖南 湘潭411100）

1 引言

从人类进入工业文明以来，人们将地球经过亿年时间封存在地下的碳以及其他物质，大规模地释放出来，超出了自然界自我调节的能力，致使近百年间全球气温逐渐上升。

《巴黎协定》是2015-12-12在巴黎气候变化大会上面通过的全球携手应对气候问题的协定。该协定为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。它的主要目标是将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2℃以内，并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5℃以内。2016-04-22，国务院副总理张高丽作为习近平主席特使出席签署仪式，代表中国签署《巴黎协定》。中国全国人大常委会于2016-09-03批准中国加入《巴黎气候变化协定》。

2 北京市气温变化

北京是中国经济文化建设的中心，也是中国经济发展最快的地区，所以北京地区的气候变化也相对于其他地区较为明显。

近些年，北京许多地区出现了夏季异常高温，越冬入春节奏加快等问题。这些问题都直接反映了气候变暖，自然环境已经出现了异常波动，往往发展越快的地区出现此类问题的可能性更大。2011—2020年间北京市的年平均气温如图1所示。北京市近10年来，年平均气温呈上升趋势，气候变暖问题仍然存在。

图1 2011—2020年间北京市的年平均气温

3 导致气候变暖的原因

气候变暖有自然因素和人类因素两种：自然因素是指火山爆发、太阳活动、气候系统内部（如厄尔尼诺现象）、温暖环流等因素的变化；人类因素主要是指人类燃烧化石燃料导致的温室气体排放[1]。目前有两种主流认知，一种认为气候变暖是正常的自然现象，因为漫长岁月中，地球确实在不断经历着变暖、变冷、再变暖的过程。第二种认为气候变暖是由于人类过度使用化石燃料导致。截至目前，第二种已经被大众所认可接受。

大气之中的少量气体有温室效应，如CO2和N2O。这样的气体被称为痕量气体。而大气中的N2和O2没有温室效应。其主要原因是CO2和N2O分子中的三个原子排列是线性的，这导致它们没有永久性的偶极矩，所以不会有单纯的转动跃迁，也没有单纯的转动能量变化，但是他们可以在产生振动的时候跃迁，这也会出现一瞬间的偶极矩，所以它就变成了温室气体[2]。

3.1 人为原因

1 t煤炭在空气中完全燃烧可以释放出3.67 t的CO2，CO2和碳排放量之间是可以相互转换的，也就是说，如果我们少燃烧1 t煤炭，那么就可以少排放3.67 t的CO2。2019年中国能源消费总量如图2所示。中国2019年能源消费还是以煤炭消费为主。煤炭的消费总量占能源总消费量的57.7%，石油消费总量、天然气消费总量分别占能源消费总量的18.9%和8.1%。其中清洁能源（水电、核电、风电等）消费占比仅为15.3%。

图2 2019年我国能源消费总量

截至2020年初，北京市机动车保有量为636.5万辆，比2019年初增加28.1万辆。民用汽车590.8万辆，增加16.2万辆。其中，私人汽车497.4万辆，增加18.4万辆。汽车燃烧汽油所排放出的CO2也是造成气候变暖的一大祸首。从2011—2017年，北京市汽油消费量从389.79万t增加到489.85万t。

人类过多地使用氯氟烃类化合物造成了臭氧层的破坏。臭氧层屏蔽了太阳辐射中波长0.23～0.32μm短波辐射的99%以上。目前已有3%～5%的臭氧层遭到破坏。臭氧层被破坏会间接导致温室效应，因为臭氧层破坏会使得到达地面的太阳辐射（尤其是紫外线）增强，促进气候变暖。温室效应增加后，产生的许多物质会与臭氧发生化学反应，又导致臭氧浓度减少，以此恶性循环。

从2011—2019年，北京市生活垃圾焚烧处理厂从2座增加到10座，焚烧垃圾量从每年94.5万t增加到549.0万t。

3.2 自然原因

2007年北京市人均林地面积为505.22 m2，而2016年人均林地面积为445.41 m2，下降了59.81 m2。与此同时，2016年中国人均林地面积为1 066.66 m2，世界人均林地面积为9 066.66 m2，北京市人均林地面积远远低于中国人均林地面积和世界人均林地面积[3]。

火山喷发通过产生大量火山灰及二氧化硫气体，和雨水反应可以生成硫酸液滴组成的云。这些云能够从太阳、地球和底层大气吸收能量，使得高层大气温度上升[4]。

地球轨道的微小变化就能够大程度影响太阳光在地球表面的分布情况。

4 气候变暖带来的危害

气候异常变化，违背了大自然变化的规律，必定会带来众多灾难。到目前为止，人们已经深深感受到了其危害。全球各地不断出现的干旱洪涝、台风龙卷风等自然灾害都是气候变化的直接体现。2005—2015年间，气候灾害最多的国家分别是美国（472起）、中国（441起）、印度（288起）、菲律宾（274起）和印尼（163起），全球每年自然灾害的损失在2 500亿到3 000亿美元之间[5]。

大气中CO2的浓度升高，会影响农作物的产量。其导致农作物叶片的光合作用速率加快，使得碳水化合物的积累速度大于氮的积累速度，农作物体内的碳水平升高。大气CO2浓度升高还会导致叶片气孔导度下降，植物蒸腾减少，使得植物体内温度升高，从而加速农作物的衰老[6]。而北京市丰台区新发地的水果蔬菜供应量，占据了北京市总量的90%。所以，该现象对丰台区的影响最大。

微降水、小降水以及中等强度降水事件的降水量和降水频率都显著减少，极端降水事件的降水量增加[7]。水蒸气主要来自江河湖海蒸发和植物的蒸腾作用。大面积绿植被破坏，植物从土壤中固定的水量就会减少，从而植物蒸腾到大气中的水就减少。

2020年初，中国就被新冠疫情笼罩。截至2021-01，病毒的来源依旧不清楚。但是，最近几年全球各地频繁出现疫情，如埃博拉，这也和全球气候变暖有关系。早在1999年，美国的科学家就在格陵兰岛深达2 000 m的地下冰芯中发现了14万年前的病毒，而且在加热病毒之后，该病毒出现了较强的传染性。在新冠疫情爆发期间，“全球变暖可能会释放出远古病毒”这一说法被更多人接受。2020-01-07在中国的青藏高原地区就发现了远古病毒存在的直接证据，这些病毒已经冰封了15 000年左右。目前，人类能够较为详细描述的病毒大约有5 500种，而仅仅搜索出来的海洋中的病毒就有19万种[8]。

5 应对措施

5.1 强制管理（Enforcement）

依据当地的气候特点，选取恰当的地点建立专门的高污染企业工业园，对企业进行统一的管理。严格按照可操作性原则和经济合理性原则，结合特定企业的特点，一对一制定环保减排方案，强制安装相应的净化设施。

减少高耗能高污染企业，努力寻求替代能源。发展新能源产业，如新能源汽车和太阳能发电，减少能源消耗和温室气体排放。

严格施行机动车限号政策，对违规人员严厉处罚，促使市民养成绿色出行的好习惯。

5.2 教育培训（Education）

新闻媒体、学校、社区、企业单位等通过讲座、宣传片、公益活动等方式，对群众、学生进行节能减排教育，提升环境保护意识和主体责任感，掌握节能减排方法。

倡导公共交通、垃圾分类、植树造林等环保措施。政府、家长做好模范带头作用，付出实际行动参与到环保事业中。

5.3 工程技术（Engineering）

进一步提高汽车发动机效率，提高油品质量，发展新能源汽车来替代传统燃油汽车。

大力发展新能源，如太阳能、氢能、可再生能源等。目前，上海、辽宁和山东等省市已经确定了“十四五”规划和2035远景目标，发展清洁能源已经成为未来发展的主要目标。

企业对需要排放的废气进行处理，达到要求后再排放。

推动能源结构优化发展，能源结构优化是一个动态过程，在推行能源结构优化政策时候要考虑到不同地区对能源的依赖程度。要制定较为温和且可调整的政策，保证地区经济健康发展[9]。

6 结束语

2020-12-12，习近平总书记在气候雄心峰会上的“继往开来，开启全球应对气候变化新征程”讲话中宣布：“到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，森林蓄积量将比2005年增加60亿m3，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿kW以上。”习近平总书记提出的“构建人类命运共同体”把各国人民牢牢地拴在一起，各国应该团结合作，一起为节能减排事业做出贡献。