二氧化碳产生的原因(6篇)
二氧化碳产生的原因篇1
【关键词】变压吸附脱碳吸附塔改造扩能真空泵压缩机
中图分类号：TB652文献标识码：A文章编号：
中国平煤神马集团蓝天化工股份有限公司遂平化工厂60kt/a合成氨系统2009年以前采用的是半脱碳（脱碳能力小）的形式，即变换气一部分经脱碳，一部分直接进入碳化塔生产碳酸氢铵，后因市场原因碳酸氢铵滞销，库存加大面临停产，公司决定在原来基础上再上一套变压吸附脱碳装置实行全脱碳，并对老脱碳系统进行改造，产品结构调整力度加大，并且原来的放空气进行了回收，抽真空气气体中二氧化碳的纯度的得到了提高，为生产食品级液态二氧化碳提供了优质原料气。
1变压吸附脱碳工作原理
变压吸附脱碳工作原理是变压吸附脱碳以物理吸附为基础,利用吸附剂对吸附质在不同分压下有不同的吸附容量并且在一定的吸附压力下对被分离的气体混合物又有选择性吸附的特性，加压吸附除去原料气中的杂质组份，减压脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。因此，采用多个吸附塔循环地变动所组合的各循环塔的压力就可以达到连续分离气体混合物的目的。
本装置就是采用变压吸附技术从变换气中脱除二氧化碳气体，即利用所采用的吸附剂加压时吸附原料气中的二氧化碳和水组份，难吸附的组份如氢气、氮气、一氧化碳、甲烷等作为产品气由吸附塔顶部引出，减压时被吸附的二氧化碳与水组份脱附，同时吸附剂获得再生，从而达到气体分离的目的。
2原脱碳工艺流程及主要设备
（1）遂平化工厂原脱碳系统工艺流程是变换气（原料气）在其压力和温度下，进入水分离器，将水份分离掉，分离出的水通过低点排出。分离游离水后的变换气，进入吸附塔，脱去杂质组份的气体（产品气）则从吸附塔上端引出，送往碳化工段。
主要设备参数见表一
表1主要设备参数
设备名称规格型号数量/台
吸附塔￠1600mm6
均压塔￠1600mm2
水分离器￠1200mm1
回收罐￠12001
油泵站CB-50-E2
水环式真空泵2BEA-303A-O2
煤气压缩机VHN-16/8-12
3运行及改造情况
该变压吸附脱碳装置于2000年11月开始兴建，2001年7月装置开始运行，当时主要为了解决生产中两氨不平衡的问题，即解决生产中氨水不足的问题，处理气量较小，且当时并未考虑抽真空气体中二氧化碳的纯度问题。当时的运行程序除了吸附、压力均衡降、压力均衡升、抽真空、回收、终充之外还有顺放和逆放两个过程，气体有一定的损失。为了满足现有生产需要加大处理气量，提高抽真空气体中二氧化碳的纯度，经设计单位多次研究提出技术改造方案，更该工艺流程，由原来的六塔吸附改成九塔吸附增大了处理气量，运行程序中的顺放和逆放过程也被改成了回收，减少了气体损失。更改真空泵型号和增加真空泵台数增加吸附塔抽空能力，添加少量高效脱碳吸附剂增强了吸附效果，提高了抽真空气体中二氧化碳的纯度。2009年底原变压吸附脱碳脱碳改造完成，2010年1月又新增一套九塔变压吸附脱碳装置，新变压吸附脱碳装置在老变压吸附脱碳装置基础之上采用最新工艺设计，均压采用塔与塔之间直接均压的设计减少了均压装置（均压罐）的投入且处理能力比老装置还大处理能力能达到30000m3/h以上。
老装置经过改造和扩能加之新增加的装置，这样整个系统就达到了全脱碳的能力，这样一来就加大了产品结构调节力度，即可全出碳酸氢铵又可全出液氨，也可既出碳酸氢铵又出液氨，可随时因市场对产品需求而进行调整各个产品的产量。通过运行我们也总结出了影响抽真空气体中二氧化碳的纯度的因素，a）吸附时间的长短，吸附时间越长则抽真空气体中二氧化碳的纯度越高，反之则越低。b）水压的高低，一次水压低，则真空泵用水量少真空度低导致抽真空气体中二氧化碳纯度偏低，反之则效果更佳。c）程控阀内塞磨损情况，若程控阀磨损严重则导致程控阀漏气影响真空度，进而影响二氧化碳纯度。d）回收压缩机活门完好情况，若回收压缩机活门漏气则导致回收压缩机打气量差二氧化碳纯度低，反之则经常保持活门完好也会改善二氧化碳纯度。改造完成后，加之运行情况的改善抽真空气体中二氧化碳纯度的提高也为新增加的食品级液态二氧化碳装置提供了优质的原料。既减少了二氧化碳的放空和对环境的污染，又增加了收入可谓一举三得。
4经济效益
二氧化碳产生的原因篇2
二氧化碳（CO2）是大气中的主要温室气体，现在通常被认为是导致全球气候变暖、洪水、严重的热带风暴、沙漠化和热带地区扩大等生态问题的重要因素之一。
大气中的二氧化碳主要是由燃烧煤和化石燃料产生的，这让石油化工的生产运营不得不面临严峻的生态环保考验。
封存二氧化碳
目前降低二氧化碳的方法包括能源的合理使用，使用煤和石化燃料的替代品，通过热带雨林或农场等陆地封存，以及海洋处置、矿物封存、地质封存等。其中，减少二氧化碳排放最有效的方式是节能，其次是使用新能源，如天然气、风能、太阳能和核能等，减少化石能源的使用，此外还应发展二氧化碳收集、封存及再利用等技术。
二氧化碳地质封存是将二氧化碳注入地下并长期封存于1000~3000米深的地层中，用地层的孔隙空间储存二氧化碳，还可分为咸水层封存、枯竭油田和气田封存。全球都可能存在适合二氧化碳封存的沉积盆地，包括沿海地区。
二氧化碳从封存的地点泄漏到大气中，有可能引发显著的气候变化。因此要求封存用的地层之上必须有透水层作为盖层，以封存注入的二氧化碳，防止泄漏。但二氧化碳同样不可以泄漏到地层深处，否则也会给人类、生态系统和地下水造成灾害。此外，对地质封存二氧化碳效果进行的测试发现，注入地层深处的二氧化碳对贮藏带的矿物质有一定影响。
利用二氧化碳
对全球变暖而言，二氧化碳是场灾难；但对石油开采而言，二氧化碳或许就是一个利器。
在油田开采最初，一部分石油在巨大的压力下，可以自己喷射出来，但是慢慢的，有些岩层孔隙中的石油就失去了自喷能力。后来科学家们相继发明了注水驱油、化学驱油、蒸汽驱油等采油技术。而在这其中，利用二氧化碳开采石油，不仅能把孔隙中的石油开采出来，同时还能把二氧化碳埋存在地下，可以说是一举两得。
这归结于二氧化碳的化学特性。二氧化碳是一种在油和水中溶解度都很高的气体，当它大量溶解于原油中时，可以使原油体积膨胀、黏度下降（黏度降低30%~80%），还可以降低油水间的界面张力、改变原油密度，有助于在储层形成较有利的原油流动条件，有利于原油中轻质馏分的汽化和抽取。
纯度在90%以上的二氧化碳即可用于提高采油率。在石油采钻业中，通常的做法是用钻孔机将二氧化碳注入地层，二氧化碳在地层内溶于石油。一般可提高原油采收率7%~15%，延长油井生产寿命15~20年。所用二氧化碳可从工业设施如发电厂、化肥厂、水泥厂、化工厂、炼油厂、天然气加工厂等排放物中回收，既可实现温室气体的减排，又可达到增产油气的目的。
与其他驱油技术相比，二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采收率提高显著等优点。据国际能源机构评估，全世界适合二氧化碳驱油开发的资源约为3000一6000亿桶。
目前，世界上大部分油田仍采用注水开发，面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题。近年来，国内外大力开展的二氧化碳驱油提高采收率（EOR）技术的研发和应用，不仅能满足油田开发的需求，还可以解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。
挑剔的二氧化碳
开采和封存石油时，用的二氧化碳并不是气体，而是一种介于气体和液体之间的状态，这样可以封存尽可能多的二氧化碳。但因为有的油田因条件所限，可能会使用二氧化碳和水交替注入的方式采油。
二氧化碳驱提高石油采收率方法适用于油田开发晚期，通过co，一EOR技术（混相驱），原油采收率比注水方法约提高30%-40%；对于重质油藏，非混相驱技术一次开采采收率可达原始地质储量的20%以上。根据油田地质和沉积类型的不同以及认识程度的差异，其增产幅度可以提高到25%一100%。我国低渗透和稠油资源非常丰富，在这些油藏中利用二氧化碳提高采收率的潜力巨大
由于经济和技术原因，不是所有的储层都适合于co。-EOR混相驱油，具体油田进行二氧化碳驱提高石油采收率需要与当地条件进行紧密结合。
二氧化碳驱提高石油采收率实施的储层地质条件为：储层的深度范围在1000-3000米范围内；致密和高渗透率储层；原油黏度为低或中等级别；储层为砂岩或碳酸盐岩。目前，较成功的CO2-EOR技术是在距地面800米或更深的地方，地热梯度为25一35℃/km，压力梯度为10.5MPa/km，分离的二氧化碳将处于超临界状态，它的深度变化范围为440-740kg/m3。
前景广阔的ccus
近年来，我国在ccs（CarbonCaptureandStorage，碳捕获与封存）的研究上做了很多的工作，包括“973计划”、“863计划”在内的国家重大课题都对ccs的研究进行了立项，并取得了重大进展。一些企业还在实践上进行了尝试。2008年7月16日中国首个燃煤电厂二氧化碳捕集示范工程——华能北京热电厂二氧化碳捕集示范工程正式建成投产，并成功捕集出纯度为9999%的二氧化碳。
ccus（CarbonCapture，UtilizationandStorage，碳捕获、利用与封存）技术是ccs技术新的发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中，可以循环再利用，而不是简单地封存。与ccs相比，ccus将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。
二氧化碳的资源化利用技术有合成高纯一氧化碳、烟丝膨化、超临界二氧化碳萃取、食品保鲜和储存、焊接保护气、灭火器、合成可降解塑料、培养海藻、油田驱油等。其中合成可降解塑料和油田驱油技术产业化应用前景广阔。胜利油田电厂已启动ccus的示范项目。
胜利油田胜利发电厂是燃煤电厂，每年排放二氧化碳415万吨。从1998年底开始，胜利油田便展开二氧化碳捕集研究。2010年，“胜利燃煤电厂烟气二氧化碳捕集纯化工程”正式开工建设。2012年，大规模燃煤电厂烟气二氧化碳捕集、驱油及封存技术开发及应用示范项目启动。在实际应用中，二氧化碳被注入地下后，约有50%-60%被永久封存于地下，剩余的40%-50%则随着油田伴生气返回地面，通过原油伴生气二氧化碳捕集纯化，可将伴生气中的二氧化碳回收，就地回注驱油，进一步降低了二氧化碳驱油成本。而电厂烟气捕集所得的二氧化碳在注入地下后，可有效实现碳封存。
沉积盆地是可以封存二氧化碳的地质构造，国内适宜进行石油勘探的沉积盆地总面积约为550x10-4平方公里。东部火力发电厂较为集中，油气田为数甚多，是国内实施二氧化碳地质封存的有利条件。可以预测，随着技术的发展和应用范围的扩大，二氧化碳将成为中国改善油田开发效果、提高原油采收率的重要资源。
2014年l2月，美国《油气杂志》最新的炼油厂调查报告。报告指出，2014年全球炼油产能低于2013年，这是自2012年达到历史新高以来全球产能的连续第二年的下降。
《油气杂志》的调查数据显示，2014年全球炼油总产能稍低于8800万桶／天，炼油厂数减少七座，能力减少7万桶／天，主要集中存西欧美和北美。
在2014年的调查中，只有一座新炼油厂在2014年投产。它就是印度石油股份有限公司（IOC）在印度东北部海岸帕拉迪布（Paradip）其拖延已久的30万桶／天全转化型炼油厂，该厂2014年8月投入调试，12月投入开工准备，将于2015年3月下旬或4月初正式投产，配置处理重质和高含硫原油，生产欧S标准的燃料。
二氧化碳产生的原因篇3
本刊开设“寻找中国创新榜样”栏目以来，收到政商学各界读者的热烈反馈。在读者的启发建议下，我们决定再开一个姊妹栏目“发现中国原创技术”。
中国需要原创技术。它是中国从“制造”走向“创造”的必由之路；是调结构、转方式的重要动力源。原创技术是企业竞争的核心，也是国家竞争力的体现。30多年的实践证明，别人的核心技术靠市场换不来；付出重金也买不来。高大上的技术还得靠我们自己“原创”。
其实，中国并不缺原创技术，缺的是发现、重视和扶持。有许多好的原创技术，或被视而不见，或被束之高阁，或无奈贱卖国外，披上洋装后成为“引进技术”在中国大行其道。
我们希望通过这个栏目，持续发现中国的原创技术，使我们的自主创新成果，广为人知、受到激励，并最终获得推广应用。
请把您的发现及时告诉我们。栏目热线：010-65363420Email：栏目编辑：张伟
“速生草本植物碳转化刈割封存技术，可促进生物质飞跃大增产，获得足量的生物质，将其制备成固体、气体、液体形态的能源产品，替代化石能源，实现大气温室气体负增长，可降碳除霾，解决相关环境问题。”中国的一位化学家雷学军自信地对《中国经济周刊》介绍说。
雷学军研究员，湖南省精细化工研究所所长、全国劳动模范、国务院政府特殊津贴专家。他发明的“速生草碳转化刈割封存技术”，即利用速生草的光合作用，将大气中的二氧化碳转化成固态的有机碳化合物，从而减少大气中的二氧化碳含量，在全球二氧化碳的回收方面实现了革命性突破。
与此同时，来自环保、科技等相关机构和领域的多位专家，在对雷学军的专利技术和科研基地进行调研和考察后认为，此技术的另一革命性意义在于，将有限的森林碳汇变成无限的植物碳汇，改虚拟的“指标”碳排放权交易为可计量的实物碳产品交易。
“如果此项技术在实践应用中，确能达到减碳、固碳、除霾效果，并能推广形成产业规模，那么其现实意义不可忽视。”一位权威政策研究专家分析说，“既解决中国节能减排和除霾的技术难题，又可以缓解中国节能减排的巨大压力，改善中国在世界上的环保负面形象。”
雷学军对自己技术的自信及其潜在意义，远超过专家的预估和评价。“我们经过科学测算，如果此技术得到规模化推广应用，那么，中国只需要用50年时间，种植和加工4369亿吨碳产品，全球二氧化碳的浓度就可以降低恢复到工业革命前的水平，实现人类碳排放与碳回收的自然平衡状态，二氧化碳的减排就会成为历史。”
令雷学军没想到的是，他的专利技术得到了一位地方官员的高度认可，并自愿为他做试验试点：位列中国百强县第7位的湖南省长沙县，确定2014年创建全国首个“零碳县”试点发展模式，县委书记杨懿文亲任试点领导小组组长。
杨懿文说，长沙县之所以自愿率先试点，他们的考虑是，长沙县是工业大县，但同时也一直高度重视生态发展，“如果借助此项中国原创发明技术，长沙县能在全国率先实现‘零碳县’目标，那么全国2856个县也可以通过复制实现零碳。中国的节能减排目标也许可以由此实现。”
碳回收的革命性技术——依靠速生草吸收工业革命带来的二氧化碳增量
全人类都在努力，但也都不明白：为何没人能将工业革命带来的历史遗留问题——二氧化碳排放增量或存量给解决掉？
对于普通人来说，二氧化碳的回收是个知识盲点和技术难题；但对于化学家雷学军来说，难题似乎只是一个简单的化学原理：二氧化碳的排放和回收，原本是自然界自我完成的一个循环平衡，即地质运动、人类和动物等生存排放，海洋、森林和草原等植物吸收；但是，从工业革命开始，化石能源的使用人为地将碳排放一下子陡增。根据联合国政府间气候变化专门委员会统计公布的数据，工业革命前，即1750年，大气中的二氧化碳总质量约为1.462万亿吨，而工业革命以来将这一数字骤然扩大为2.1万亿吨，增加了6380亿吨。也就是说，目前，人类节能减排需要从大气中回收的二氧化碳，就是这6380亿吨。
如何回收和减少呢？雷学军介绍说，从科学原理看，二氧化碳的回收途径很简单，通过自然界中的植物吸收。他算了一笔账：现在的世界森林总面积约40亿公顷，储存的碳储总量为2890亿吨。换句话说，现有的世界森林面积能够形成的森林碳储总量只有2890亿吨。城市化和工业化使森林面积不断减少，因此，对全球节能减排目标中需要减少的6380亿吨二氧化碳来说，森林已是尽力了。
“现有的森林面积是经过6500万年才形成的，地球陆地面积有限，因此用扩大森林面积来减碳的思路根本行不通。”雷学军断然否定。
除此之外，他还对寄希望于秸秆等生物质能源来实现减排目标的美好愿望，用数据泼了一盆冷水：现在世界能源年使用总量约160亿吨标煤，相当于320亿吨碳产品，而世界秸秆年总产量43.8亿吨，仅占世界总能耗的13%。因此，秸秆不能替代化石能源，不能实现大气二氧化碳负增长。
“既然依靠森林自然回收和依靠减少新排放，都解决不了化石能源带来的二氧化碳存量问题，我们就必须转换思路，回到治本这一起点。”雷学军说。
何为治本？
雷学军将复杂的科学难题翻译为通俗语言：种植既速生、体积又高大的草本植物（代替生长缓慢的森林），通过光合作用吸收空气中的二氧化碳；然后再将速生草通过干燥和成型，减小体积、做成标准碳产品，最后封存在仓库中，从而达到固定空气中二氧化碳的作用，降低大气二氧化碳浓度。
何谓速生草本植物？
在雷学军的科研基地，第一次来参观的人都会被一种从未见过、比人还高的速生植物吓一跳：2～3米高、叶子宽大、种植密集，外形类似玉米和高粱，而且在湖南地区每年可以像割韭菜一样重复收割3到4次。更令人吃惊的是，他们的研究发现，以乔木普遍50年的生长周期计算，速生草由于一年可多次收割，同样的种植面积，50年在一个单位地块反复收割种植的速生草加起来，叶面总面积是乔木的260～370倍；叶绿体总数量是乔木的250～350倍；生物质总量和捕碳总量是乔木的50～80倍。
这些速生高大的草本植物被收割后，便被送到科研基地的“固碳加工流水线”：鲜草通过干燥、粉碎、压缩，最后成为“压缩饼干式的标准碳产品”。
据介绍，这些速生草的选育、栽培、加工、储碳、封存，可实现大气二氧化碳负增长，并能代替化石能源、化学肥料、化学农药，制备精细化工产品，修复生态环境等进行综合利用，雷学军已经申请获得了29项发明专利。
在科研基地，记者看到了整齐封存的标准碳产品。但它们真的将二氧化碳吸收并储存了吗？
面对记者的疑问，雷学军提供的“南方林业生态应用技术国家实验室”为其所做的技术检验报告显示：有机碳块中有机碳含量达49.2%，封存1吨有机碳块相当于封存1.46吨二氧化碳。
为了帮助记者更通俗地理解标准碳产品的碳储量与现实中二氧化碳排放的关系，雷学军又算了一笔账：钢铁企业一直是碳排放“大户”，例如宝钢，按其1500万吨产量计算，二氧化碳排放量约为3000万吨；为固化这些二氧化碳，就需要2054.8万吨碳产品。
从一个企业扩展到全球，数字又如何？雷学军测算，将全球大气中二氧化碳浓度从当前的0.0391%降低到工业革命前的0.0275%，需封存4369亿吨标准碳产品；若每年封存90亿～110亿吨，需种植土地、湿地和水面面积约10000万公顷，“我国的土地、海洋资源完全能够满足”，雷学军说，这一过程只需50年时间，就能使大气中二氧化碳浓度降低至工业革命前的水平，让空气污染、温室效应和雾霾问题得到根本性的解决。
湖南启动中国首个“零碳县”试点
速生草固碳的技术理论如何从实验室向实践推广应用？
今年1月21日，中共长沙县委下发了关于成立“零碳县”发展模式试点工作领导小组的通知，由县委书记杨懿文亲自担任领导小组组长。
长沙县，中国百强县排名第7，有令人羡慕的经济发展速度和经济效益。“只有经济发展快还远远不够，还必须走低碳经济道路，将财政资金用好，用于生态保护。”杨懿文对记者说。
所谓“零碳县”，就是将全县生产生活产生的二氧化碳排放用速生草固碳封存，实现全县二氧化碳零排放。
据了解，工业排放是长沙县空气污染的主要来源。县规模以上企业达到400余家，其中销售额过亿的企业超过100家，2014年长沙县将对规模以上工业企业进行二氧化碳排放量测定，进而完成全县的碳排放普查工作。
按照《长沙县“零碳县”发展模式试点实施方案》，今年全县将封存标准碳产品10万吨，实现2000亩种植基地、20亩加工基地与50亩仓储基地；2015年，封存30万吨；2016年，封存60万吨，并完成县委提出的100万吨级标准碳仓库的建设目标。杨懿文表示，除标准碳仓库外，碳产品还可以存放在附近的废旧矿坑里等等，并不会占用工业和农业用地。
10万吨、30万吨、60万吨，大规模固封二氧化碳，钱从何来？
杨懿文表示，刚开始试点时，县财政会对项目给予财政支持。2013年长沙县财政总收入达到180亿元，同比增长19.7%，预计2014年财政收入超过200亿没有问题，县政府将从中拿出约1000万对项目进行补贴。但最终，二氧化碳固封项目必须实现商业化运作，也只有这样，才能保证项目的可持续性。
按规划，从2015年开始，长沙县将在各领域确定试点企业3～5个，启动试点企业的碳排放权模拟交易系统。杨懿文介绍说，目前对于包括二氧化硫在内的4种污染物，长沙县对企业收取排污费用，未来县里或将适当减少这一部分排污费的收取，将其置换为国际通行的“碳税”，所谓“碳税”，就是多排放多交钱、少排放少交钱，按照二氧化碳排放量来收取，做到谁污染谁治理。
不过，与以往税收不同的是，“碳税”拟将与标准碳产品绑定，即排放多少二氧化碳，就要购买相应数额的标准碳产品，目前的计划是，一吨标准碳产品430元。
这种“碳税”运作模式，不但能实现固碳项目的有效运转，提供持续资金，也能自动淘汰一批高污染、高能耗的企业，倒逼企业创新减排。
尽管试点已正式启动和实施，但杨懿文书记坦言，零碳县由于是全国首家试点，推行中也遇到了不少困难，例如速生草种植过程中滩涂地的确权、如何积极动员农民种植速生草、调动企业的积极性，以及建立“碳税”的法律执行体系等等，“许多问题都必须在国家层面上才能得到解决，因此固碳项目若能在全国范围内铺开，势必对项目的局部试点起到巨大的推动作用。”杨懿文说。
日前，雷学军领导的项目组已在长沙县首次固封10吨二氧化碳，形成6.8吨碳产品，完成了二氧化碳的首次固封。按照现有数据计算，2011年长沙县二氧化碳排放量约为164万吨。减去县域境内森林、水体等碳汇约155.8万吨，碳源减碳汇后，仅需固化8.2万吨标准碳产品，堆放成10米高的碳堆占地10.3亩，就能达到二氧化碳“排”、“固”平衡，实现零排放。
为中国政府变革碳汇交易争取主动权
就在长沙县积极试点“零碳县”，建立碳排放权模拟交易系统的同时，2013年11月11日，在华沙召开的2013年度联合国气候变化大会谈判持续了40多个小时，其中，“碳汇交易”成为各方广泛关注的热词。
所谓碳汇交易，是基于《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》对各国分配二氧化碳排放指标的规定，创设出来的一种虚拟交易。发展工业而制造了大量温室气体的发达国家，在无法通过技术革新降低温室气体排放量达到《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》对该国家规定的碳排放标准时，可以采用在发展中国家投资造林的方式，增加碳汇，抵消碳排放，从而降低发达国家本身总的碳排量的目标。
简单地说，所谓碳汇交易，就是发达国家出钱向发展中国家购买碳排放指标，一些国家通过减少排放或者吸收二氧化碳，就可以将多余的碳排放指标转卖给需要的国家，以抵消这些国家的减排任务。
“中国如果通过速生草固碳技术大量固定二氧化碳，就可以将相应的碳排放指标转卖给其他国家，不但能产生巨大的经济效益，还能从根本上逆转我国在气候变化谈判中所遭遇的困境，变被动为主动，履行减排承诺，国际社会对中国日益增加碳排放的指责，为中国积极制定国际规则争取主动权。”雷学军说。
相比目前二氧化碳买卖指标的虚拟交易，速生草固碳交割的是标准碳产品，这一“实体交割”模式，或将在诸多方面改革现有的碳汇交易方式。首先，标准碳产品的固碳量是可准确计量的，将标准碳产品制成体积、重量相同的标准碳，可实现碳汇交易的准确计价，填补了国际碳交易产品不能准确计量的空白；其次，标准碳产品相比“森林碳汇”固碳效率更高，且不用占用大量土地，成本大大降低了。
从虚拟交易到实体交易，从森林碳汇到植物碳汇，“打开了碳汇交易的新思路。”杨懿文书记介绍说，未来长沙县将加大对项目的扶持力度，争取制定出第一个速生草固碳封存技术标准，创设标准封存仓库和标准碳交易制度，加快推进项目建设。
对于未来标准碳交易制度的推广，雷学军建议创立《国际植物碳产品封存与碳排放权交易新公约》，将标准碳交易推向国际。此外，据了解，在中国国内，有关国家层面碳排放控制、碳交易的顶层设计也正在研究之中。未来标准碳交易制度，或将在更大范围内得到普及推广。
记者在科研基地采访时，遇到了来此调研的相关政府部门的几位领导和专家，其中一位专家评价说，当年苹果砸出了英国物理学家的“牛顿定律”，刈割韭菜则启迪了中国化学家雷学军；“种植速生草本植物实现大气二氧化碳负增长”这一朴实的科学思路，蕴藏了革命性技术的大智慧，希望这一中国自主创新的技术，经过进一步的科学探索和实践应用，真正为解决大气污染问题找到一条新出路。
专家点评
科技部调研室主任胥和平：
速生草固碳技术为固碳、碳汇开拓新思路
寻找适宜的固碳技术，真正实现碳收集和封存，以减少大气中存在的碳存量，对解决全球气候变化非常关键。人们过去的努力，一方面是通过专用技术收集人类生产生活的碳排放（如重大动力装备的碳排放），但目前仍然是技术成本高、数量规模小；另一方面，则是希望通过森林吸碳、固碳，但森林固碳周期长且是阶段性的，最终仍形成碳排放，未必真正形成碳封存，因而仍没有解决碳存量的减少问题。
通过速生植物固碳，为我们解决碳排放问题打开了新思路。
这种技术利用植物的自然光合作用转化二氧化碳，能将大量的二氧化碳固封在植物体内，并通过速生植物加工实现碳封存。大面积种植一年多次刈割的速生草，如种植皇竹草、芦苇等速生草，可以充分利用劣质土地，像河滩、海岸等资源，实现大规模的碳收集、封存，可以大大降低碳收集、封存成本，有效降低大气中二氧化碳浓度，为高效解决碳排放、碳捕捉问题找到了一条重要途径，对推动从高碳经济向低碳经济转型具有开创性的意义。
近年来，由于我国二氧化碳排放量的不断上升，受到国际社会不少指责。对此我们要客观地、历史地看问题，要积极应对措施。虽然我们历史排放量少、人均排放量少、转移排放量大（西方高碳产业转移到中国），但近年来我国人均排放量和排放总量迅速上升的形态，确实对我们提出了严峻挑战。大规模的碳排放，已经严重影响经济和生态环境的可持续发展，已经成为关系到中国经济社会转型发展的重大问题。在解决问题的思路上，我们不仅要控制高碳产业的发展规模和速度，同时更要致力于碳收集和封存，以真正实现大气碳含量的降低。速生草固碳技术及其引发的固碳产业发展（碳收集、封存、使用、服务等），以及碳汇交易方式变革（将森林碳汇变为植物碳汇），对中国探索新的发展模式，在国际谈判上争取主动，具有重要的意义。
驾驭高碳是赢家
湖南省精细化工研究所所长、国务院政府特殊津贴专家雷学军
低碳经济还只是个空洞概念
近年来，很多人在盲目推崇低碳经济。但低碳经济不仅需要强大的技术基础，还会遏制经济发展速度。低碳经济不适合正处于发展阶段的中国。
所谓“低碳经济”是以低能耗、低排放、低污染为基础的经济模式。最早出现在英国能源白皮书《我们能源的未来》。在此背景下，“碳足迹”、“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活”、“低碳社会”、“低碳城市”、“低碳世界”等一系列新概念、新政策应运而生。同时，碳政治、碳课税、碳产品、碳汇林、碳商人等统统被倒进一个锅里，炒出了一个个让人迷糊的碳概念。
其实，大家都明白，在没有找到实用、经济、安全和充足的新型能源替代化石能源之前，低碳经济只能是一个空洞的概念。对于中国这样的发展中国家来说，如果盲目遵从西方发达国家倡导的低碳经济模式，不仅会遏制经济发展速度、丧失发展权利和发展机遇，还会在碳交易的国际竞争和国际谈判中丧失主动性和主动权。
中国短期内难以摆脱高碳经济
首先，中国正在加快推进工业化、城市化和现代化建设，正处在能源需求和能源消费的快速增长阶段，碳排放总量仍会不断增加，短期内碳排放总量有可能位列世界第一。在现有能源结构下，要想有效地降低碳排放总量，唯一的办法就是停止经济发展，这显然是不可能的。因此，中国正经历“高碳”特征突出的“发展排放”。
其次，富煤、少气、缺油的资源条件，决定了中国能源结构以煤为主，低碳能源资源的选择有限。电力中，水电占比只有20%左右，火电占比达77%以上，“高碳”占绝对比例。
第三，我国经济的主体是第二产业，这决定了能源消费的主要部门是工业，而工业生产技术水平落后，决定了我国经济的“高碳”特征。例如，工业能源消耗占能源消耗总量高达约70%，特别是采掘、钢铁、建材、水泥、电力等高耗能工业行业的能源消耗量又占了能源总消耗量的约60%。
第四，粗放的工业技术是降低碳排放量的瓶颈。我国整体科技水平落后，技术研发能力有限。尽管《联合国气候变化框架公约》规定，发达国家有义务向发展中国家提供技术转让，但实际情况与之相差甚远，我国发展低碳经济所需高端技术，主要依靠商业渠道高价引进。
第五，商品出口和化石能源进口带来的碳排放转移。我国是一个商品出口大国，为外国人生产提供了大量的商品，丰富了他国的物质生活，却把生产排碳的烟囱架在了中国大地上。
但是，已伴随工业革命完成经济发展的发达国家，现在却大力提倡低碳经济模式，主导国际碳交易规则，设置碳关税等壁垒，借低碳经济遏制中国发展。
谁驾驭了高碳，谁就是赢家
低碳经济是一种积极的节约行为，但也是一种消极的发展概念，它必然会产生制约经济社会发展的负面效应。因此，必须转变思路，寻找解决“高碳”出路。
目前，世界碳封存方法主要是工业封存和森林碳汇两种。工业碳捕集和封存技术（CCS）的弊端是投资大、能耗高、成本高、存储有泄漏风险等；森林碳汇则存在种植面积有限和残枝落叶腐烂等二次排放问题。
碳捕集和碳封存，难道真的就是人类无法解决的世纪难题吗？
其实，从化学角度看，碳排放和碳捕集是一个极其简单的自然过程：生物质的使用和燃烧，向大气中释放CO2，再利用植物通过光合作用吸收大气圈中的CO2转化成生物质。再使用，再获得，周而复始地循环，谓之循环经济。
基于这一思路，我发明了用速生草本植物捕碳、储碳的专利技术，这是中国人在全球高碳领域的技术突破。速生草本植物制备的碳产品是目前世界上唯一可准确计量的碳交易产品，可改变现有的国际碳汇交易标准，引导国际碳排放权交易市场新秩序的建立。同时，我国应迅速建立科学的碳税制度，用碳税支持新技术实施，应对和破解发达国家设立碳关税遏制我国对外贸易壁垒。
二氧化碳产生的原因篇4
1.(2014，兰州)同学们填写的“毕业生登记表”需要长期保存，因此书写时必须使用(D)A.铅笔B.圆珠笔C.红墨水笔D.碳素笔2.(2013，长沙)“两型”社会，提倡“低碳”生活，下列有关碳及其化合物的说法正确的是(C)A.二氧化碳是导致酸雨的主要气体B.室内放一盆水能防止一氧化碳中毒C.大气中二氧化碳消耗的途径主要是绿色植物的光合作用D.金刚石、石墨是碳的单质，而C60则是碳的化合物3.下列关于一氧化碳和二氧化碳的叙述正确的是(C)A.一氧化碳和二氧化碳均有可燃性B.室内放一盆水能防止一氧化碳中毒C.一氧化碳具有还原性可用于冶炼金属D.可用烧碱溶液鉴别二氧化碳气体4.(2014，广安)燃烧是生活中一种常见的现象，下列有关燃烧和灭火的说法错误的是(D)A.碳、硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈B.锅里的油着火时可以用锅盖盖灭，是因为隔绝了氧气C.用扇子扇煤炉火焰，越扇越旺，是因为提供了更充足的氧气D.图书馆内图书着火，立即用水基型灭火器灭火5.下列有关物质的检验方法和结论都合理的是(C)A.加入稀盐酸，有无色气体产生的物质中一定含有碳酸盐B.用燃着的木条伸入某气体中，火焰熄灭，则该气体一定是二氧化碳C.经点燃，产生蓝色火焰的气体不一定是一氧化碳D.尝一下，有咸味的白色固体一定是食盐6.(2014，宜宾)下列有关燃烧的说法正确的是(C)A.用水灭火，目的是降低可燃物的着火点B.白磷在冷水中，通入空气后也能燃烧C.将煤块粉碎后再燃烧是为了使其燃烧更充分D.天然气、乙醇均是可再生能源7.(2013，山西)中学生应有一定的安全常识。下列做法不正确的是(A)A.室内起火时，立即打开门窗通风B.炒菜时，油锅内意外着火，立即加入青菜灭火C.液化气、煤气泄漏起火时，首先关闭气体阀门D.被围困在火灾区时，用湿毛巾捂住口鼻低下身体逃生8.(2014，重庆)成语“釜底抽薪”的本意包含着灭火的原理，下列灭火方法也依据这个原理的是(A)A.砍掉树木形成隔离带B.用二氧化碳灭火器灭火C.用锅盖盖灭着火的油锅D.消防队员用高压水枪灭火9.下列关于石油的说法正确的是(C)A.石油的蕴藏量是无限的B.石油是“清洁燃料”C.石油由多种物质组成D.石油除了作燃料，不能再开发利用了10.(2014，济宁)某无色气体可能由H2、CH4、CO、CO2中的几种组成。将此混合气体通过过量的澄清石灰水，出现白色浑浊;将剩余气体导出，经干燥后点燃，罩在火焰上方的干燥烧杯内壁有水珠生成。该混合气体的可能组成是(D)A.H2、CH4B.H2、COC.H2、CH4、COD.CH4、CO、CO2二、填空题11.(2013，海南)节假日，同学们打算到郊外野炊，请回答下列与野炊有关的问题：(1)野炊时同学们用铁锅烧饭炒菜，是利用了铁锅的__B__(填字母序号);A.导电性B.导热性C.延展性(2)引燃“灶”火后，如果往“灶”里塞的枯树枝太满，“灶火”反而燃烧不旺，且产生很多浓烟，其原因是__枯树枝太满，使“灶”内缺乏氧气，不能完全燃烧，所以“灶火”燃烧不足，产生很多浓烟__。(3)活动结束后，同学们及时用水把火熄灭，其主要灭火原理是__降低可燃物温度到着火点以下__。12.(2014，广州)合理运用燃烧与灭火的化学原理对保障生命财产安全非常重要。(1)2013年12月广州建业大厦发生严重火灾。从燃烧条件分析，大厦内存放的大量鞋、纸箱等物品充当了__可燃物__。(2)高层建筑物通常设计了灭火用的洒水系统。从灭火原理分析，洒水的作用主要是__降低温度__。(3)分析下表中的数据，回答问题：物质代号LMNP熔点/℃-117355044-259沸点/℃784827257-253着火点/℃51037040580①有人认为“物质的熔、沸点越高，着火点越高”，该结论__不合理__(填“合理”或“不合理”)。②已知酒精灯火焰的温度约为500℃。利用上图装置，验证达到可燃物着火点是燃烧的条件之一，上表中可用于完成该实验的两种可燃物是__N__和__M__(填代号)。13.(2013，莱芜)某同学利用“多米诺骨牌”效应，设计了如图气体制取与性质验证的组合实验，打开A中分液漏斗的活塞，很快看到E中导管口有气泡冒出，且溶液由紫色变为红色。请据图回答问题：(1)A中反应的化学方程式__2H2O2=====MnO22H2O+O2__;B中白磷不燃烧，原因是__温度没有达到白磷的着火点__。(2)C、D中看到的现象分别是__C中液面下降__、__D中有液体进入且产生气泡__。(3)用化学方程式表示E中颜色变化的原因__CO2+H2O===H2CO3__;用F装置收集气体的依据是__CO2气体密度比空气密度大__。14.(2014，重庆)页岩气是指蕴藏于页岩系统中的天然气，是一种新开发的能源，重庆涪陵是页岩气资源富集地区。(1)目前人类大量使用的三大化石能源是：石油、__煤__和天然气。(2)页岩气主要成分完全燃烧的化学方程式为__CH4+2O2=====点燃CO2+2H2O__。(3)页岩气中常含有剧毒的H2S气体，开发时若发生泄漏，可以喷射氢氧化钠溶液与H2S形成的溶液发生中和反应，该反应的化学方程式为__2NaOH+H2S===Na2S+2H2O__，该反应的基本类型属于__D__(填字母)。A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.复分解反应三、实验探究题15.(2014，白银)有一种神奇的蜡烛，点燃后你怎么吹也吹不灭，而且看上去和普通的蜡烛一模一样，那么到底是什么玄机能让蜡烛持续燃烧?请你一起参与探究。查阅资料：普通蜡烛由石蜡和蜡烛芯制成，而吹不灭的蜡烛是在蜡烛芯上包裹一层打火石的粉末，打火石是由某种金属掺入少量稀土元素制成的合金，它的着火点只有150℃，当蜡烛燃烧时，金属并不燃烧;但当蜡烛吹灭后，未冷却的金属接触到氧气就发生燃烧，从而使蜡烛复燃。老师告诉同学们，蜡烛芯内打火石中的某种金属可能是镁、铁或铜中的一种，为确定该金属的成分，大家设计了以下实验方案，请你填空和回答有关问题(注：不考虑打火石中稀土元素对探究金属性质的影响)。实验操作步骤实验现象实验结论1切开蜡烛，取出打火石，用砂纸打磨。打火石呈银白色。该金属一定不是__铜(或Cu)__。2取少量打磨后的打火石于试管中，滴加稀盐酸。有无色气体产生，__溶液为无色__。该金属一定不是铁，而是镁。反思交流：(1)实验2中反应的化学方程式为__Mg+2HCl===MgCl2+H2__。(2)这种蜡烛燃烧时，蜡烛芯里的金属为什么不能燃烧?__蜡烛芯被石蜡蒸气包围着，缺少氧气，里面的金属难以燃烧__。(3)这种“吹不灭”的蜡烛实际上也可以熄灭，你采用的方法是__剪除灯芯或用湿抹布盖灭__。16.下图是实验室制取二氧化碳气体的装置(Ⅰ)，请你运用所学化学知识回答下列问题：(1)图中仪器①的名称是__锥形瓶__，仪器②的名称是__集气瓶__。(2)在实验室里，常用__稀盐酸__和大理石反应制取二氧化碳气体，不用Na2CO3代替大理石作反应原料的原因是__碳酸钠与盐酸反应速率太快(或不易控制反应的进行;不便于实验操作等)__。(3)小红根据实验室制取二氧化碳气体的反应原理，设计了如图装置(Ⅱ)：你认为，装置Ⅱ与装置Ⅰ相比较，装置__Ⅱ__(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)更好一些。理由是：__能随时控制滴加液体的量(或速度)__。为了探究二氧化碳气体的性质，她将二氧化碳气体通入澄清的石灰水中，观察到有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为：__Ca(OH)2+CO2===CaCO3+H2O__。(4)在实验室里，常用__向上排空气__法收集二氧化碳气体。小红又设计了如下三种装置(如图所示)，用三种不同方法验证二氧化碳气体是否收集满。你认为，选择__B__装置更为合理。
二氧化碳产生的原因篇5
关键词：碳排放；LMDI；产业结构
中图分类号：F205文献标识码：A文章编号：1008-2670(2011)05-0090-06
收稿日期：2011-06-28
作者简介：王宜虎（1973-），男，山东滕州人，山东财经大学经济学院副教授，博士，研究方向：环境经济学和区域经济学。
一、引言
近200年来，随着人口持续增加以及工业化、城市化进程的不断加速，世界能源消费剧增，生态环境不断恶化，特别是气候变暖已严重威胁到人类的可持续发展，而温室气体排放则是全球气候变暖的元凶，温室气体中二氧化碳又是最主要的一种，因此实现二氧化碳的减排是应对气候变化的重中之重。目前，我国的二氧化碳排放量仅次于美国，居世界第二位，虽然按照《京都议定书》的规定，在2012年之前发展中国家没有减排二氧化碳的指标，但是可以预料到，随着中国经济的发展和工业化进程的加快，中国面临的二氧化碳减排义务将是十分艰巨的。山东省作为我国的人口和经济大省，一直是我国的高碳排放区，中国能源报告（2008）的数据显示，2005年山东省二氧化碳排放量居全国第一位。近年来，山东的碳排放量仍在持续增长，持续稳居全国首位。因此如何控制和减少碳排放已成为一项日益紧迫的重大课题。
目前，国内外均有学者对二氧化碳排放进行研究。York利用STIRPAT模型研究了二氧化碳排放量与人口之间的关系［1］；Cole发现二氧化碳排放量与人均收入之间符合库兹涅茨曲线［2］，而Friedl与杜婷婷分别应用奥地利和中国的数据发现二者之间是“N”形曲线关系［3,4］；徐国泉等采用对数平均权重分解法，定量分析能源结构、能源效率和经济发展等因素变化对中国人均碳排放的影响［5］；张雷通过对发达国家和发展中国家的对比研究发现，经济结构多元化导致了能源需求降低，从而降低了碳排放［6］。这些研究着重从碳排放与人口及经济发展的关系角度进行分析，探讨的是整个国家的碳排放问题。也有一些研究从区域角度探讨碳排放问题，邹秀萍、王伟林、李国志等分别对我国省级区域碳排放、江苏省的碳排放、我国碳排放的区域差异等进行了研究［7-9］。本文根据山东省1995-2009年的产业发展和碳排放数据，分析山东省产业发展碳排放的影响因素，并提出相应的碳减排措施。
二、模型构建
（一）数据来源与处理
经济数据来源于《山东统计年鉴》，为剔除经济发展中的价格变化因素，所有经济数据均已换算为1995年可比价格。按照山东统计年鉴对GDP的划分原则，将经济系统的二氧化碳排放量（生活用能源排放除外）分解为：第一产业、工业、建筑业、交通运输仓储邮政业、批发零售住宿餐饮业和其他第三产业。由于生活消费能源没有相对应的GDP值，为了更好地说明GDP和二氧化碳排放的关系，在本文的研究中不涉及生活消费能源，即总二氧化碳排放量不包括生活消费能源排放，仅指生产部门的二氧化碳排放。
能源数据采用1995-2009年《中国能源统计年鉴》上的数据，在计算碳排放量时，只计算能源的终端消费量，而不计算加工转换过程以及运输和分配、储存过程中的损失量，另外，电力和热力的碳排放按火力发电和供热投入的能源计算，也不再计算能源终端消费部门电力和热力的碳排放。
能源消费碳排放量使用各种能源的消费量乘以各自的碳排放系数，其计算公式为：
Cit=∑(Eijt×ηj)（1）
山东财政学院学报2011年第5期王宜虎：山东省碳排放的因素分解实证分析其中，Cit为行业i第t年的二氧化碳排放总量；Eijt为行业i第t年第j种能源的消费量；ηj为第j种能源的碳排放系数。由于原始统计时各种能源的消费量均为实物统计量，测算时必须转换为标准统计量，具体的换算方法根据2009年《中国能源统计年鉴》提供的各种能源折合标准煤的参考系数计算（表1）。能源碳排放系数根据2006年IPCC国家温室气体清单指南的缺省值，并将能量单位由J转化为标准煤，具体转化系数为1×104t标准煤等于2.93×105GJ。各种能源的碳排放系数见表2。
（二）模型选择
对二氧化碳排放进行分解的主要目的就是为了获得在一定时期内不同因素对碳排放的影响程度。常用的方法有Laspeyres指数分解法、Paasche分解法以及Sun的完全结构分解法，这些方法的主要缺陷是不能同时对多个因素进行分解，或者分解后的残差比较大。由于迪氏对数指标分解法（LMDI）不仅可以对所有因素进行无残差分解，还可以运用到部分残缺数据集的分解上，因此，国际上许多学者广泛采用迪氏对数指标分解法（LMDI）对能源环境进行分解研究。本文也运用迪氏对数指标分解法（LMDI）研究山东省六大分类部门对二氧化碳排放总量的生产效应、结构效应以及规模效应，从总体上把握各部门对二氧化碳排放的贡献强度。
根据LMDI，从0年到t年的总二氧化碳排放差值称为总效应ΔEtot。ΔEtot由三部分组成：由生产规模扩大或者缩小产生的生产效应（ΔEpdn），由经济结构调整导致二氧化碳排放变化的结构效应（ΔEstr），由二氧化碳排放强度改变而引起的强度效应（ΔEint）。因此：
ΔEtot=Et-E0=ΔEpdn+ΔEstr+ΔEint（2）
根据Ang提出的LMDI分解方法［10］，（2）式右边的每一项可以表示为：
ΔEqdn=∑iEi，t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(-YtY0)（3）
ΔEstr=∑i=Ei,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(Si,tSi,0)（4）
ΔEint=∑iEi,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(Ii,tIi,0)（5）
式中，Y代表年度GDP值；Ei,t是第t年行业i的总二氧化碳排放；Si,t是第t年行业i的GDP占总GDP的份额（Yi,t/Yt）；Ii,t是第t年行业的二氧化碳排放强度（Ei,t/Yi,t）。
计算某一行业的三种效应按下列三式进行：
ΔEi,pdn=Ei,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(YtY0)（6）
ΔEi,str=Ei,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(Si,tSi,0)（7）
ΔEi,int=Ei,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(Ii,tIi,0)（8）
三、研究结果分析
运用LMDI对山东省1995-2009年六类行业的二氧化碳排放和GDP数据进行分解，得到如下结果：
（一）总效应
山东省在1995-2009年间经济飞速发展，按可比价计算，GDP年均增长率高达12.37%。经济的强劲增长带来了能源消耗的快速上升以及二氧化碳排放量的迅速增加，15年间二氧化碳排放量增长了3.57倍，二氧化碳排放总量净增长8425.75万吨。
图1是山东省总二氧化碳排放分解效应图。从图中可以看出，造成山东省二氧化碳排放增长的主要原因是生产规模的扩大，2008-2009年为11960.45万吨，是1995-1996年的30.43倍；而GDP的结构调整对碳排放的增加也起了一定的作用，但是相较于生产规模的扩大，其程度很小。所以从总体上看，山东省经济结构调整并没有减少二氧化碳的排放，反而由于工业规模的迅速增加，而在一定程度上增加了二氧化碳的排放。最后二氧化碳排放强度效应一直是负效应，对山东省二氧化碳排放的增加起到了较大的节制作用，并且这种节制作用不断增强，2008-2009年的强度效应为-3534.71万吨，是1995-1996年的6倍多。
（二）生产效应
图2是各行业二氧化碳排放的生产效应图示。从图中可以看出，工业部门二氧化碳的生产效应最大，从1995-1996年的326.65万吨增加到2008-2009年的9796.51万吨，这主要是由山东省国民经济中工业所占的比重最大，生产规模不断扩大的结果。在工业部门中高能耗的重化工工业所占比重较大，并且近几年生产规模不断扩大，导致了山东省工业二氧化碳排放的迅速增加。
其他行业中，二氧化碳排放的生产效应较大的是交通运输仓储邮政业。2008-2009年由其生产导致的二氧化碳排放增加值为950.49万吨。据统计，在很多国家中，交通运输的能源消耗量都约占全部终端能源消费的1/4到1/3，占全部石油制品消耗量的90%左右［11］。因此，交通运输业也是一个值得关注的须减排行业。而像批发零售住宿餐饮业、第一产业、其他第三产业，它们二氧化碳排放的生产效应相对而言较小。
图11996-2009年二氧化碳排放的总效应图21996-2009年各部门二氧化碳排放的生产效应图31996-2009年各部门二氧化碳排放的结构效应图41996-2009年各部门二氧化碳排放的强度效应注：图2-4中A-第一产业、B-工业、C-建筑业、D-交通运输仓储邮政业、E-批发零售住宿餐饮业、F-其他第三产业。
（三）结构效应
图3是各行业二氧化碳排放的结构效应图示。从图中可以看出，1995-2009年山东省工业内部的结构调整并没有对工业节能减排起到积极的正面作用，工业二氧化碳排放的结构效应仍然持续增加，仍在推动二氧化碳排放总量的增加。其他行业中，交通运输仓储邮政业的结构效应也在持续增加，表明其结构调整对二氧化碳的减排也没有起到积极作用；批发零售住宿餐饮业的结构效应也表现为持续小幅增加，但不很明显。第一产业的二氧化碳排放结构效应呈明显下降趋势，表明近年来对于结构调整降低二氧化碳排放最显著的是第一产业，其次是其他第三产业和建筑业。
（四）强度效应
图4是各行业二氧化碳排放的强度效应图示。从图中可以看出，就整个国民经济而言，工业二氧化碳排放强度效应下降的幅度最为明显，其次为其他第三产业，其他行业的二氧化碳排放强度效应变化不大，有的偶有反复，只有交通运输仓储邮政业的强度效应在2005年以后表现出一定程度的正效应。由此可以推断，强度效应主要是由工业部门二氧化碳排放强度的降低引起的，工业部门的强度效应很好地制约了工业二氧化碳排放的增长速度和总量增长。具体来看，从1995-2009年间，工业部门的二氧化碳排放强度整体上保持递减的态势，只在1998年、2003年、2005年有小幅反弹。到2009年，工业部门二氧化碳排放的强度效应达到-3419.43万吨，是1996年-397.68万吨的8.6倍。由此也可以看出，山东省工业部门节能减排工作取得了一定的成就。
四、结论与建议
（一）结论
通过以上对山东省产业碳排放总量进行指数分解的实证研究，可以得出以下结论：
（1）山东省碳排放总量的上升主要是由于生产规模扩大造成的结果，经济结构的调整也对碳排放总量的上升起到一定的促进作用。
（2）由于山东省碳排放强度的降低，碳排放的强度效应大大减小，有力地遏制了能源消费总量的上升。
（3）从生产效应、结构效应和强度效应来分析，工业是碳排放的主体，不论是其生产规模的扩大还是其结构的变化都极大地导致了碳排放量的增加，虽然工业碳排放强度的不断减小也对碳排放量产生较大的遏制作用，但是仍不及生产效应和结构效应对碳排放量的促进作用。
（二）建议
实证分析显示，经济产出的持续增长是山东省碳排放增长的主导因素。然而经济产出的增长是满足人民生存与发展基本需求的必要条件，因此目前节能减排政策的制定不能寄希望于控制经济产出规模，而应着眼于优化结构与提高效率，具体建议如下：
（1）调整产业结构。产业结构的变化对山东省现阶段碳排放表现出正效应，这与以调整产业结构推动节能减排的初衷有较大差距。其原因与山东省一度强调重化工业的发展战略不无关系。山东省在经济发展过程中曾大力发展石化、钢铁、纺织等高能耗行业，消耗了大量能源，严重减缓了碳排放强度的下降。因此，应进一步优化产业结构，减少对第二产业(工业)的过分依赖。一方面努力在重化工业领域进行资源整合，加快产品升级换代步伐，适当发展低能耗产业，逐步减小高能耗行业产值占整个工业产出的比例；另一方面，要大力发展高新技术产业和现代服务业，不断提高第三产业在国民经济中的比重，尽快使山东经济完成从外延粗放型向内涵集约型的转变。
（2）提高能源利用效率。尽管山东省碳排放强度总体处于下降趋势，但是同发达国家和地区相比，仍然有很大差距。企业生产应加大对先进节能技术的倾斜性投资，推动能源利用环节创新技术的研发与推广，逐步淘汰高能耗的设备，改进生产工艺，提高能源利用效率。同时，应尽快促成各行业制定《节能法》实施细则，加大《节能法》贯彻力度，从法律层面保障能源效率的持续提高。
（3）改善能源结构。考虑到山东以煤炭为主的能源资源禀赋的制约，要保持能源结构对碳排放的负效应并加以增强，主要出路应该在于发展非化石能源。应有计划地扶持核电、风电、水电、太阳能及生物质能项目，努力保持非化石能源比重的持续增长态势。在化石能源中，相对低碳的天然气在一次能源消费中长期呈现过低比例，应通过调整产业政策及国际贸易政策促进天然气产业的发展。
（4）推进碳减排政策创新。将碳排放作为区域经济发展绩效的考核指标，提出单位GDP的碳减排比例，不断推进政府进行碳减排的政策创新，如开展碳排放权交易、实施碳减排补贴政策等，从而不断推进碳减排。
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AnEmpiricalAnalysisoftheFactorDecompositionofCarbonEmission
inShandongProvince
WANGYihu
（SchoolofEconomy,ShandongUniversityofFinanceandEconomics,Jinan250014,China）
二氧化碳产生的原因篇6
【关键词】二氧化碳；驱油机理；影响因素
1背景及意义
目前世界上大部分油田采用注水开发，面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题，对此，国外近年来大力开展二氧化碳驱油[1-4]提高采收率技术的研发和应用。这项技术不仅能满足油田开发的需求，还可以解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。该技术不仅仅适用于常规油藏，还适用于低渗、特低渗透油藏，可以明显提高原油采收率。
将二氧化碳注入能量衰竭的油层，可提高油气田采收率，已成为世界许多国家石油开采业的共识。二氧化碳纯度在90%以上即可用于提高采油率。二氧化碳在地层内溶于水后，可使水的黏度增加20%～30%。二氧化碳溶于油后，使原油体积膨胀，黏度降低30%～80%，油水界面张力降低，有利于增加采油速度，提高洗油效率和收集残余油。
2二氧化碳的驱油方式
二氧化碳的特性众所周知，利用其特性可以有多种有效的驱油方式。
2.1CO2混相驱
混相驱油是在地层高退条件下，油中的轻质烃类分子被CO2提取到气相中来，形成富含烃类的气相和溶解了CO2的原油的液相两种状态。当压力达到足够高时，CO2把原油中的轻质和中间组分提取后，原油溶解沥青、石蜡的能力下降，这些重质成分将会从原油中析出，残留在原地，原油粘度大幅度下降，从而达到混相驱的目的。混相驱油效率很高，条件允许时，可以使排驱剂所到之处的原油百分之百的采出。
CO2混相驱对开采下面几类油藏具有更重要的意义。
（1）水驱效果差的低渗透油藏；
（2）水驱完全枯竭的砂岩油藏；
（3）接近开采经济极限的深层、轻质油藏；
（4）利用CO2重力稳定混相驱开采多盐丘油藏。
2.2CO2非混相驱
CO2非混相驱的主要采油机理是降低原油的粘度，使原油体积膨胀，减小界面张力，对原油中轻烃汽化和油提。当地层及其中流体的性质决定油藏不能采用混相驱时，利用CO2非混相驱的开采机理，也能达到提高原油采收率的目的，主要应用包括：
（1）可用CO2来恢复枯竭油藏的压力。虽然与水相比，恢复压力所用的时间要长得多，但由于油藏中存在的游离气相将分散CO2，使之接触到比混相驱更多的地下原油，从而使波及效率增大。特别是对于低渗透油藏，在不能以经济速度注水或驱替溶剂段塞来提高油藏的压力时，采用注CO2，就可能办到，因为低渗透性油层对注入CO2这类低粘度流体的阻力很小。
（2）重力稳定非混相驱替。用于开采高倾角、垂向渗透率高的油藏。
（3）重油CO2驱，可以改善重油的流度，从面改善水驱效率。
（4）应用CO2驱开采高粘度原油。
2.3单井非混相CO2“吞吐”开采技术
这种单井开采方案通常适用那些在经济上不可能打许多井的小油藏，强烈水驱的块状油藏也可使用。该方法的一般过程是把大量的CO2注入到生产井底，然后关井几个星期，让CO2渗入到油层，然后，重新开井生产。采油机理主要是原油体积膨胀、粘度降低以及烃抽提和相对渗透率效应；在倾斜油层中，尽管油井打在不太有利的位置，利用这种技术回采倾斜油层顶部的残余油也是可能的。
CO2吞吐增产措施相对来说具有投资低、返本快的特点，有获得广泛应用的可能性。
3二氧化碳驱油因素分析
二氧化碳是怎样驱油的呢？将二氧化碳从地下采出来，然后再注入油层，它与油层“亲密接触”后，就产生四种作用。一是降低原油黏度。二是能使原油体积膨胀10%至40%。这样能让一部分不流动的残余油动起来，抽油机就能让原油“走出”地面了。三是可降低油水界面张力，把黏在岩壁上的原油洗下来，从而提高了采收率。四是能解堵及改善油水黏度比。这样就减弱了“水窜”，减少了无效循环，进而提高了水驱效果。
同事，影响CO2驱油效果的因素很多，主要分为储层参数、地层流体性质以及注气方式三大类。其中，储层参数主要包括油藏的非均质性、油层厚度、渗透率性等，流体性质主要包括原油粘度及原油密度等。
3.1储层特征影响因素分析
3.1.1渗透率、平面非均质性影响
低渗透率可提供充分的混相条件，减少重力分离，渗透率太高容易导致早期气窜，从而造成较低的驱油效率。随着非均质性的增强，采收率变小。因为非均质油藏中，注入的CO2优先进入高渗透层，导致当低渗透层中的原油尚未被完全驱扫时，CO2已从高渗透层突入到生产井中，产生粘性指，从而使驱油效率降低。因此，储层岩石的非均质性越小越好。
3.1.2垂向横向渗透率比值Kv/Kh的影响
随着Kv/Kh的增大，采收率有所下降。随着纵横向渗透率比值的增大，浮力的作用加剧，层间矛盾更加突出。
3.2流体性质影响因素分析
3.2.1浮力、重力影响因素
在油藏中由于密度差引起溶剂超覆原油而产生流动。二氧化碳气体在驱替前缘向油藏上部移动，在上部与油形成混相，驱替效率较高。在油藏下部，驱替效率明显比上部低。
随着原油密度的增大，其采收率减小，变小的主要原因为由于油气密度差越大，浮力作用越明显，二氧化碳气体越容易沿着油层的顶部流动，气体突破的时间就越短，大大降低了二氧化碳气体的体积波及系数，导致采收率下降。
3.2.2扩散、弥散作用
混相流体的混合作用有分子扩散、微观对流弥散、宏观弥散三种机理。随着横向扩散系数的增大，其采收率也在增大，变大的主要原因为考虑了扩散的影响，二氧化碳气体分子扩散作用、对流弥散作用延迟二氧化碳的突破时间。使二氧化碳向周围迁移，减缓了二氧化碳向生产井的推进，提高了波及系数，因而可获得较高的采收率；在不考虑分子扩散作用情况下，二氧化碳向生产井推进较快，波及效率较低，从而使二氧化碳较早突破，生产井二氧化碳的含量很快上升，所获得的采收率偏低。
4总结
随着工业和人类生活过程中产生的温室气体CO2排放量日益增加，人类生存的环境面临着越来越严重的威胁。将CO2气体注入油藏不仅可以提高原油采收率，解决能源不足问题，而且还能解决CO2的排放问题。本文着重介绍了CO2驱油机理，CO2驱油方式及影响因素分析。随着技术的发展和应用范围的扩大，二氧化碳将成为我国改善油田开发效果、提高原油采收率的重要资源。
【参考文献】
[1]陈志超，李刚，尚小东，伊艳梅.CO2驱提高采收率国内外发展应用情况[J].内蒙古石油化工，2009，34（9）：256-268.
[2]苏玉亮，编.油藏驱替机理[M].北京：石油工业出版社，2009.