華北水利水電大學(xué)碳足跡核算及減排潛力分析

趙榮欽，楊文杰，馬 林，張 帥，張真銘，王 梁

(華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450045)

碳足跡是對人類活動碳排放的度量，是用來衡量人類活動環(huán)境影響的指標(biāo)［1］.近年來，國內(nèi)碳排放和碳足跡領(lǐng)域已有較為深入的研究和成熟的方法.齊玉春［2］、趙榮欽［3］、張雷［4］等對能源消耗的碳排放進(jìn)行了研究;方愷等［5］對全球電力碳足跡進(jìn)行了測算分析;謝鴻宇等［6］基于碳循環(huán)的角度對化石能源和電力消費(fèi)的碳足跡進(jìn)行了測算;陳紅敏［7］采用投入產(chǎn)出方法對中國各部門最終消費(fèi)的隱含碳進(jìn)行了測算和分析;趙榮欽等［8］基于能源消費(fèi)碳排放的核算，對土地利用的碳排放與碳足跡進(jìn)行了研究.以上研究為碳足跡核算提供了重要方法和思路借鑒，但大部分是針對國家或區(qū)域?qū)用骈_展的研究，對高校群體碳足跡的研究還有待進(jìn)一步加強(qiáng).我國高校數(shù)量眾多，而校園作為碳排放的特殊群體，有著人數(shù)多、規(guī)模大的特點(diǎn)，再加上眾多的實(shí)驗室、辦公機(jī)構(gòu)，和一般社區(qū)相比，稱得上是碳排放的“大戶”.據(jù)統(tǒng)計，2009 年全國共有高校2 138 所，在校學(xué)生人數(shù)超過2 700 萬人，全國大學(xué)生人均能耗、水耗分別是全國居民人均消耗的4 倍和2 倍.可見，校園節(jié)能減排潛力巨大，構(gòu)建低碳校園刻不容緩［9］.基于此，國內(nèi)一些高校如廣州大學(xué)、北京大學(xué)、首都師范大學(xué)和東南大學(xué)等開展了校園碳足跡的調(diào)查研究［10－13］，這為校園碳足跡研究提供了重要的參考.華北水利水電大學(xué)共有兩個校區(qū)，花園校區(qū)占地約0.37 km2，龍子湖校區(qū)占地約1.18 km2，總面積約1.55 km2，全日制在校本科生20 074 人，學(xué)校擁有教職工1 553 人.筆者以華北水利水電大學(xué)為例，對學(xué)校、教師和學(xué)校運(yùn)行等方面的碳足跡進(jìn)行調(diào)查及核算分析，以全面掌握校園碳足跡的狀況及其構(gòu)成情況，為我校建設(shè)低碳校園提供決策參考.

1 華北水利水電大學(xué)碳足跡調(diào)研方案與研究方法

1.1 調(diào)研方案

從衣、食、住、行以及學(xué)校公共設(shè)施運(yùn)行等方面設(shè)計了針對教師、學(xué)生和學(xué)校管理部門的調(diào)查問卷并開展了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)查收集，調(diào)研時間為2012 年3—5 月，共發(fā)放問卷850 份.其中，學(xué)生問卷共600份(龍子湖校區(qū)500 份，花園校區(qū)100 份)，教師問卷共250 份(龍子湖校區(qū)100 份，花園校區(qū)150 份).經(jīng)過數(shù)據(jù)有效性檢查、篩選，最終確定有效問卷共計620 份，其中學(xué)生500 份，教師120 份.本次問卷調(diào)查充分考慮到性別結(jié)構(gòu)、院系結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)和年級結(jié)構(gòu)等，從而保證了數(shù)據(jù)的全面性與可靠性，能比較全面、真實(shí)地反映我校碳足跡的情況.

1.2 研究方法及計算參數(shù)

主要從衣、食、住、行4 個方面開展了碳足跡的測算，具體各項的碳足跡采用相應(yīng)的能源、食物、衣物及交通出行的碳排放系數(shù)進(jìn)行計算，計算參數(shù)見表1［14－16］.

表1 校園碳足跡計算參數(shù)

2 華北水利水電大學(xué)碳足跡核算及構(gòu)成分析

2.1 學(xué)生碳足跡分析

2.1.1 衣物購買的碳足跡

衣物購買的碳排放是指在衣服生產(chǎn)過程中的間接碳排放.這里僅對購買外套進(jìn)行了統(tǒng)計，其他衣物不易調(diào)查和精確統(tǒng)計，因此忽略不計.調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生人均年度購買外套的數(shù)量為2～5 件.經(jīng)計算，人均購買衣物的碳足跡為0.024 t.與其他高校的研究結(jié)果相比，我校學(xué)生衣物購買的碳足跡相對較低.這是由于我校學(xué)生較多來自農(nóng)村，生活總體比較節(jié)儉，因此個人購物消費(fèi)的碳排放較低.

2.1.2 食物消費(fèi)的碳足跡

對學(xué)生各類食物(如米飯、面粉、蔬菜、水果、牛奶、雞蛋、方便面、啤酒、白酒和煙等)的消費(fèi)量進(jìn)行了統(tǒng)計，見表2.并根據(jù)各種食物消費(fèi)量的平均值和碳排放系數(shù)對人均碳足跡進(jìn)行了測算.結(jié)果發(fā)現(xiàn)，我校學(xué)生1 a 平均食物消費(fèi)碳足跡為0.467 t.調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，龍子湖校區(qū)在方便面、啤酒、白酒、煙等方面的碳足跡高于花園校區(qū).

表2 學(xué)生飲食人均消耗情況

2.1.3 住宿的碳足跡

對學(xué)生的宿舍用電、熱水用量、洗浴用水等方面進(jìn)行了統(tǒng)計，見表3.根據(jù)相應(yīng)的碳排放系數(shù)對人均碳足跡進(jìn)行了計算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)學(xué)生人均住宿的碳足跡為0.107 t，主要來自宿舍熱水和用電.

表3 學(xué)生住宿及日常生活人均消耗情況

2.1.4 出行的碳足跡

出行的碳足跡主要考慮遠(yuǎn)距離和近距離出行兩部分.遠(yuǎn)距離出行主要乘坐火車和汽車等交通工具，平均碳足跡約為0.266 t;近距離出行的交通工具主要是指公交，平均出行半徑為15～20 km，平均碳足跡為0.349 52 t.

除以上碳排放項目外，其他碳足跡主要包括學(xué)生日常購書以及植樹情況，通過調(diào)查和統(tǒng)計分析得到其他碳足跡合計為0.081 72 t.

對以上項目進(jìn)行匯總，得到每位學(xué)生1 a 在校期間的總碳足跡為1.175 662 t.其中，交通和食物的碳足跡分別占48%和36%，而住宿和衣服僅占8%和2%，其他占6%.根據(jù)華北水利水電大學(xué)的學(xué)生總在校人數(shù)，可以得到全校學(xué)生1 a 的碳足跡總量為23 600.24 t.

2.2 教師碳足跡分析

2.2.1 食物消費(fèi)的碳足跡

教師食物消費(fèi)中，米飯、面及蔬菜的消費(fèi)較多，肉食較少，注重蛋、奶的攝入(表4).這說明教師更注重營養(yǎng)的合理搭配，同時也表明作為有穩(wěn)定收入的教師在生活水平上明顯高于在校學(xué)生.結(jié)果發(fā)現(xiàn)，教師1 a 的食物碳足跡總量為1 376.3 t，人均食物碳足跡是學(xué)生的2 倍.

表4 教師每年人均食物的碳足跡 kg

2.2.2 能源消費(fèi)的碳足跡

教師的用電量和生活垃圾產(chǎn)生量較大，一是由于家用電器的數(shù)量增多，導(dǎo)致用電量的急劇增加;二是日常生活中各種物品的消耗量明顯多于學(xué)生，因此產(chǎn)生了較多的生活垃圾，這增加了教師家庭的碳排放.計算發(fā)現(xiàn)，我校教師能源消耗的碳足跡合計為1 670.9 t，見表5.

表5 教師每年人均能源消費(fèi)的碳足跡

2.2.3 交通出行的碳足跡

根據(jù)計算得出我校教師在交通出行方面的碳足跡為1 036.2 t.統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，我校教職工的私家車擁有量約為65%，就日常上下班而言，大部分教師的私家車主要不是用于上班代步使用，相反更多的教師選擇乘坐校車上下班，這在一定程度上說明教師具有“低碳出行”的意識.

對以上碳足跡進(jìn)行匯總，可以得到教師的碳足跡總量為4 083.4 t.其中，能源消費(fèi)碳足跡最多，占41%;其次為食物消費(fèi)的碳足跡，占34%;交通碳足跡占25%.

2.3 學(xué)校運(yùn)行的碳足跡分析

學(xué)校運(yùn)行的碳足跡主要包括:①校車運(yùn)行的碳足跡.我校校車平均油耗為25 L/100 km，新、老校區(qū)之間的距離約16 km，根據(jù)校車往返新老校區(qū)的次數(shù)，經(jīng)過統(tǒng)計核算得出年總耗油量為8 928 L.因此，校車年碳足跡約為24.1 t.②食堂燃料使用的碳足跡.1 m3天然氣可滿足5 個人燒水做飯的需求，根據(jù)學(xué)校在校生人數(shù)估計得出學(xué)校食堂每天的天然氣消耗量約為4 000 m3，天然氣的碳排放系數(shù)為2.17 kg/m3，所以1 a(除去寒暑假)消耗天然氣的碳足跡為2 343.6 t.③教學(xué)樓用電的碳足跡.通過對教學(xué)樓的調(diào)查統(tǒng)計，花園校區(qū)電燈管數(shù)量為3 521 個，龍子湖校區(qū)電燈管數(shù)量為2 025 個，電燈瓦數(shù)均為36 W，白天開燈時長均按9 h 計，計算得到1 a 兩校區(qū)教學(xué)樓用電量為486 164 kW·h.因此，教學(xué)樓用電的碳足跡為465.8 t.④供熱耗煤的碳足跡.學(xué)校燃煤供熱是學(xué)校運(yùn)行碳足跡的重要組成部分.根據(jù)對燃煤量的調(diào)查，結(jié)合燃煤的碳排放系數(shù)(1 973.9 kg/t)，得到供熱碳足跡總量為1 973.9 t.

對以上各項進(jìn)行匯總，華北水利水電大學(xué)學(xué)校運(yùn)行的碳足跡合計為4 807.4 t.其中，食堂燃料的碳足跡最大，占學(xué)校運(yùn)行總碳足跡的49%;校車的碳足跡最少，僅占學(xué)校運(yùn)行總足跡的1%;而教學(xué)樓用電和燃煤供熱的碳足跡分別占10%和40%.

2.4 華北水利水電大學(xué)碳足跡匯總

通過匯總，可以得到華北水利水電大學(xué)1 a 的總碳足跡為32 491.04 t.其中，學(xué)生的碳足跡占72.6%，學(xué)校運(yùn)行和教師的碳足跡分別占12.6%和14.8%.可見，盡管學(xué)生人均碳足跡低于教師水平，但由于人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于教師總數(shù)，因此學(xué)生碳足跡仍然是校園碳足跡的主體.另外，學(xué)校運(yùn)行的碳足跡也是不可忽視的部分，這也應(yīng)該在今后低碳校園建設(shè)中予以重點(diǎn)考慮.

3 華北水利水電大學(xué)碳減排潛力分析

為全面了解學(xué)校的碳減排潛力，這里主要從能源使用、植樹造林、交通、辦公等碳排放的重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行分析.

1)節(jié)約用電.根據(jù)調(diào)查，我校教學(xué)樓每天開燈時長約為9 h，如果把開燈時長進(jìn)行有效控制，上午和下午各1 h，晚上4 h，這樣每天可以減少3 h，1 a的碳減排量為21.86 t.

2)植樹造林和垂直綠化.我校草地面積約為29 629 m2，樹林面積21 240 m2，占地合計23.3 km2.另外，屋頂綠化和墻面垂直綠化也是增加碳匯和營造景觀的重要措施.將以上三者合計可以得出，我校植樹造林和垂直綠化的碳減排潛力(總碳匯量)合計為8.85 t.

3)低碳出行.我校65%的教師擁有私家車，新老校區(qū)距離約16 km，假設(shè)有車教師每周增加2 次乘坐校車上下班而避免開私家車往返兩個校區(qū)，則可以減少碳足跡258.01 t.

4)節(jié)約用紙.紙張雙面打印是節(jié)能減排的重要舉措.各院系紙張使用情況差別很大，假設(shè)一個院系每天200 張紙用于雙面打印，則可以減少的碳足跡為17.01 t.

5)空調(diào)節(jié)能.調(diào)查發(fā)現(xiàn)，夏天空調(diào)平均設(shè)定溫度為21 ℃左右.假設(shè)學(xué)校辦公區(qū)和家屬區(qū)在使用空調(diào)時能夠?qū)囟日{(diào)到26 ℃(每天2 h)，則相應(yīng)的碳減排約為900 t.

對以上進(jìn)行匯總發(fā)現(xiàn)華北水利水電大學(xué)總碳減排潛力為1 205.7 t，占華北水利水電大學(xué)總碳足跡的3.7%.如果通過鼓勵植樹造林、生活節(jié)能、低碳消費(fèi)、提高學(xué)校燃料利用率等措施，則會帶來更好的碳減排效果.因此，建設(shè)低碳校園對于落實(shí)碳減排具有重要的意義.

4 華北水利水電大學(xué)碳減排對策

交通出行、教室用電、廢棄物排放、學(xué)校餐廳和供熱的能源消費(fèi)等是校園碳足跡的重要來源，而通過空調(diào)節(jié)能和提高實(shí)驗室能效是重要的碳減排途徑.因此，我校今后應(yīng)重點(diǎn)在學(xué)校管理、教室節(jié)能、校園綠化、交通出行效率和低碳生活方式等方面開展低碳校園建設(shè).

1)建立監(jiān)管平臺，完善管理制度.①宿舍水電使用可考慮設(shè)置人均定額及階梯定價，超出部分加倍收費(fèi)，避免水電的浪費(fèi)，減少碳足跡;②在校園里人流稀少的地方可適當(dāng)延長路燈啟用的間隔距離，減少用電浪費(fèi);③學(xué)?？梢栽O(shè)立公共自習(xí)室，增加教室利用率，減少教室用電;④在宿舍及教學(xué)樓走廊，可采用聲控或光控電燈，減少電力消耗;⑤學(xué)生浴池應(yīng)改革傳統(tǒng)收費(fèi)方式，采取按流量計費(fèi)的方式，以盡量減少能源供應(yīng)和水資源浪費(fèi).

2)合理規(guī)劃用地，打造綠色校園.在全校范圍內(nèi)實(shí)施增綠工程，通過綠化的碳補(bǔ)償和綠地管理實(shí)現(xiàn)固碳增匯的目的.一方面盡可能采用本地樹種，以提高樹木成活率和固碳效率;另一方面，提倡樹木認(rèn)養(yǎng)并與個人植樹相結(jié)合，樹立綠色、環(huán)保意識，使校園綠化發(fā)揮更大的生態(tài)效益和社會效益.

3)建立校園公益乘車點(diǎn)，減少交通碳排放.交通出行的碳排放是學(xué)校運(yùn)行及教師碳排放的重要方面.為降低學(xué)校交通碳排放，建議學(xué)校在兩校區(qū)建設(shè)公益停車點(diǎn)，在停車點(diǎn)建立指示牌并標(biāo)注公益車發(fā)車時間點(diǎn)，以鼓勵有私家車的老師為來往兩校區(qū)的無車師生提供方便，這樣不僅能有效減少交通碳排放，提高私家車的利用效率，同時也可以形成和諧的校園氛圍.

4)加強(qiáng)宣傳教育，強(qiáng)化師生意識.①在全校范圍內(nèi)開展各種低碳宣傳活動［17］，比如可以進(jìn)行碳減排知識競賽或者在班級及學(xué)院之間進(jìn)行評比以擴(kuò)大低碳宣傳;②創(chuàng)辦相關(guān)低碳宣傳社團(tuán)，提高同學(xué)們踐行低碳生活的責(zé)任感、使命感和榮譽(yù)感;③學(xué)校可經(jīng)常舉辦低碳環(huán)保方面的講座，普及低碳知識，使低碳宣傳深入人心.當(dāng)然，更重要的是廣大師生應(yīng)該樹立低碳意識，從自身做起，改變消費(fèi)觀念和高碳生活習(xí)慣，切實(shí)節(jié)約能源資源、保護(hù)環(huán)境.

5)從自身做起，降低碳足跡.①節(jié)約用水，節(jié)約用電，培養(yǎng)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的意識;②減少食物浪費(fèi)和奢侈消費(fèi)，拒絕使用一次性筷子，減少資源消耗和浪費(fèi);③師生們應(yīng)盡量選擇步行、自行車或公交等低碳出行方式，最大限度地減少學(xué)校運(yùn)行的碳排放，提高學(xué)校能源效率，推動學(xué)校的低碳運(yùn)行和低碳校園建設(shè).

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