我国城市社区碳足迹研究进展

邱亦雯

（北京师范大学环境学院2010级 北京 100875）

1 研究背景

随着全球温室效应的日益显著，二氧化碳等温室气体的排放受到普遍关注和重视。国务院于2009年正式提出2020年国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的发展目标，将其作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划[1]。

十八大报告首次将“生态文明”写入党章，报告首次提出“美丽中国”的概念和“着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展”的战略部署。《“十二五”控制温室气体排放工作方案》中明确提出开展低碳社区试点的工作要求：结合国家保障性住房建设和城市房地产开发，按照绿色、便捷、节能、低碳的要求，开展低碳社区建设。在社区规划设计、建材选择、供暖供冷供电供热水系统、照明、交通、建筑施工等方面，实现绿色低碳化[2]。

2 社区碳足迹

碳足迹，是指一项活动、一个产品或服务的整个生命周期或者某一地理范围内直接和间接产生的二氧化碳排放量或二氧化碳当量排放量[1]。碳足迹作为国内外普遍认可的碳排放量化研究方法，运用碳足迹进行城市社区建设的分析和评价，对促进城市社区向低碳化建设转型具有重要意义。而社区是城市的基本单元之一，可被理解为聚集在一定地域范围内的人们所组成的社会生活共同体。

我国基于城市社区层面的碳足迹研究起步较晚，原创性的研究方法较少，但是经过国内学者的不懈努力，国内城市社区碳足迹研究已取得一定成果。

3 研究进展

3.1 研究方法

目前，碳足迹研究方法主要有三类：过程分析法、投入产出法和混合分析法[3]。

3.1.1 过程分析法

过程分析法，“自下而上”（Bottom-Up），在理清生命周期过程基础上，分析得到研究对象的输入和输出数据清单，进而计算研究对象全生命周期的碳排放，即碳足迹。具体计算方法如（1）公式：

其中，E为产品的碳足迹，Qi为i物质或活动的数量或强度数据（质量/体积/千米/千瓦时），Ci为二氧化碳排因子（CO2eq/单位）。

过程分析法主要适用于系统过程明确的产品或部门分析[4]。主要根据耗能设备、家电和交通工具的情况，核算直接与间接能源消耗的碳足迹，国内外研发的碳足迹计算器普遍采用这种方法[5-6]。

3.1.2 投入产出法

投入产出法则“自上而下”，将经济系统各部门间的“投入-产出”关系的数学模型与生命周期评价方法相结合，建立评价模型（EIO-LCA）。根据各部门的能源消耗隐含碳排放强度（t/万元）、能源消耗直接碳排放强度（t/万元，此值为行业能源消耗CO2排放量与行业总产值的比值）、投入产出表的直接消耗系数矩阵，求得社区消费活动的隐含碳排放[4]。

投入产出方法比较适合于宏观的部门和产业分析，但无法获得单一产品的碳足迹。在城市社区层面，适用于在家庭生活消费活动调查基础上，核算居民隐含消费碳足迹[7]。

3.1.3 混合分析法

混合分析方法综合了过程分析和投入产出分析的优点，具有更广泛的应用范围[3]，但目前应用于城市社区层面的研究较少，较多应用在对大尺度区域碳足迹的研究。将混合分析法应用于城市社区尺度碳足迹的研究，同时进行社区直接、间接能源消耗以及生活消费活动的碳足迹核算与分析，不仅有助于更全面系统地探究社区碳足迹特征，而且对社区低碳建设与管理具有重要的借鉴意义。

3.2 核算范围

目前，碳足迹核算边界主要有三个层次：第一层次，指研究对象能源消费的直接碳排放；第二层次，基于第一层次，购买的电、水暖等能源的间接碳排放；第三层次，非能源商品和服务消费的隐含碳排放。

我国对城市社区碳足迹的研究，核算边界一般选在前两个层次。冯蕊等应用碳排放系数法核算了天津市居民人均生活消费CO2排放量，研究表明CO2排放量呈逐年上升趋势，并在总能源消费中所占比例有小幅上升[8]。杨选梅等以南京千余家庭为调查对象，通过问卷调查的方法，核算一二层次碳排放量，探讨家庭消费活动与碳排放的回归关系，并总结碳排放系数[9]。然而，研究表明，第三层次即隐含碳排放在碳足迹中所占比例不容忽视。董会娟等深入探究了2007年北京市社区居民消费碳足迹构成和特征，结果显示隐含碳足迹所占比例最大[10]。冯玲等通过考察1999-2007年我国社区居民家庭生活直接、间接能源消费及其碳排放连续变化的基础上，探究碳排放动态变化特征，结果显示第三层次的能耗与碳排放始终大于第一二层次的能耗与碳排放[11]。由此可见，作为城市社区居民碳足迹的主要贡献者，第三层次的非能源商品与服务应受到更多关注与深入研究。

3.3 应用研究

3.3.1 碳足迹研究尺度涵盖个人/产品、家庭和社区，鲜有对城市社区整体碳足迹的量化和评估

居民尺度上，已有对北京[7]、天津[10]、石家庄[11]等不同城市社区碳足迹的相关研究，包括居民个体碳足迹水平及特征、碳排放的影响机理等[13,14]。家庭尺度上，已有在杭州[14]、厦门、上海[15]等城市社区碳足迹的相关研究，包括家庭碳足迹水平、与家庭消费活动的响应关系及改进措施。社区尺度上，已有在武汉[16]、广州[17]、北京[18]等城市社区碳足迹的相关研究，包括碳足迹评价模型[19]、低碳社区规划发展趋势与模式[20]等。

3.3.2 碳足迹研究内容覆盖住宅建筑、交通出行、能源消耗等过程，缺乏从非能源消费活动碳足迹的相关研究

在社区住宅建筑的碳足迹研究中，陈国谦等人开发了建筑行业碳排放系统计量方法，建立了体现温室气体排放数据库，评价了建筑全生命周期温室气体排放过程，使通过投入产出法评价建筑碳足迹成为可能[21]。刘念雄等以北京为例选择典型多层住区单元地块进行计算，探讨减排方法和减排潜力[22]，研究表明，案例单元地块中，住宅建筑的CO2排放量为2.30 t/m2，其中3%可由住区绿地吸收。阎祯等以厦门为例，对建筑生命周期各阶段的碳排放进行了估算，并设定模型对基准情景和低碳情景下厦门市居住建筑节能减排潜力进行了预测和评估[23]。

针对社区交通出行碳足迹的相关研究较为丰富，马静等[24]、肖作鹏等[25]则从交通角度研究居民的碳排放水平和特征，并提出影响关系模型。研究表明，北京市郊区居民日常出行碳排放比较接近60/20分布，即60%左右的碳排放是由20%的高碳排放家庭所产生。但内城单位和胡同社区比较接近80/20分布[24]。

社区能源消耗主要发生在社区家庭中，包括天然气、煤气等直接能源消耗，电力、热力等间接能源消耗，以及食物、衣着、教育文化娱乐等隐含能源消耗。根据多年平均值来看，直接与间接能源消耗的碳足迹约占居民总碳足迹的40%左右，隐含能源消耗的碳足迹约60%[10]。隐含能源消耗日益受到人们重视，是节能减排工程中不可小觑的重要环节。

[1]耿涌等.应对气候变化的碳足迹研究综述[J].中国人口资源与环境,2010,20(10):6-12.

[2]李亚男等.我国低碳社区评价指标体系研究[A].第九届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集[C].北京,2013.

[3]林剑艺等.城市能源利用碳足迹分析——以厦门市为例[J].生态学报,2012,32(12):3782-3794.

[4]王微等.碳足迹分析方法研究综述[J].环境科学与技术,2010(7)[5]http://www.hinature.cn/Nature/what_we_care/001/carbon_tree/Main.shtml[EB/OL]

[6]http://www.coolcalifornia.org/chinese/calculator.html[EB/OL].

[7]董会娟等.基于投入产出分析的北京市居民消费碳足迹研究[J].资源科学,2012,34(3):494-501.

[8]冯蕊等.天津市居民生活消费CO2排放核算分析[J].中国环境科学,2011,31(1):163-169.

[9]杨选梅等.基于个体消费行为的家庭碳排放研究[J].中国人口.资源与环境,2010,20(5):35-40.

[10]冯玲等.城镇居民生活能耗与碳排放动态特征[J].中国人口·资源与环境,2011,21(5):93-100.

[11]庄幸等.石家庄市居民生活和出行的碳足迹及其环境影响因素分析[J].气候变化研究进展,2010,6(6):443-448.

[12]杨磊等.影响城市居民碳排放的空间形态要素[J].城市发展研究,2012,19(2):26-31.

[13]马静等.基于居民出行行为的北京市交通碳排放影响机理[J].地理学报,2011,66(8):1023-1032.

[14]张建明等.杭州市城区家庭碳排放情况的调查研究[J].现代商业,2012,(2):277-278.

[15]杨瑞华等.基于CLA模型的城市微观家庭碳排放特征研究[J].山西大学学报(自然科学版),2011,34(4):655-661.

[16]熊海燕,城市社区碳排放评价研究[D].华中科技大学,2012.

[17]吴婕等.广州居住社区碳排放评估方法与评估工具研究[A].2012城市发展与规划大会论文集[C].2012.

[18]Song D,Su M,Yang J,etal.Greenhouse Gas Emission AccountingandManagementof Low-CarbonCommunity[J].The Scientific World Journal,2012.

[19]吴晶霞.社区低碳建设系统与碳足迹评价研究[D].武汉:华中科技大学,2011.

[20]谢更放.城市低碳社区规划的理论框架与实施策略研究[D].西安:长安大学,2011.

[21]陈国谦.建筑碳排放系统计量方法[M].新华出版社,2010.

[22]刘念雄等.中国城市住区CO 2排放量计算方法[J].清华大学学报（自然科学版）,2009,49(9):1433-1436.

[23]阎祯等.城市居住建筑碳足迹与节能潜力分析——为厦门为例[A].2012中国城市规划年会论文集[C].昆明,2012.

[24]马静等.基于居民出行行为的北京市交通碳排放影响机理[J].地理学报,2011,66(8):1023-1032.

[25]肖作鹏等.北京市居民家庭日常出行碳排放的量化分布与影响因素[J].低碳城市与生态,2011,18(9):105-112.