走近低碳生活(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：王培红等主编

出版社：江苏科学技术出版社

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走近低碳生活试读：

前言

2009年12月召开的哥本哈根气候大会被喻为“拯救人类的最后一次机会”的大会。碳减排全球共同行动又一次吹响了号角！我国作为负责任的大国，庄严地承诺到2020年每单位GDP碳排放比2005年下降40%～45%，这是国家的责任，也是每一个中国人的使命。碳减排，要求始终将节约能源资源、保护生态环境作为基本国策；要求转变经济发展方式，大力发展低碳经济与低碳技术；要求公民建立绿色健康的生活方式——走近低碳生活。

低碳生活，对于我们普通人来说，是一种态度，而不是能力，我们应该积极提倡并去实践低碳生活，注意节电、节油、节气，从点滴做起。为了让公众认识碳减排的重要性，认识什么是低碳经济、低碳技术，激发低碳意识，践行低碳生活，江苏省科学技术协会组织专家编写了《走近低碳生活》。

该书共分七章，分别从二氧化碳与温室效应、二氧化碳小常识、碳减排与气候谈判、新能源利用是实现碳减排的重要保障、节能减排是实现碳减排的关键措施、生态碳汇建设是碳减排的优选措施、低碳的生活方式等方面介绍了低碳生活科普知识，重点从衣、食、住、行、用等方面介绍了生活中的低碳科普知识，这些贴近我们日常工作、生活和生产中的低碳科普知识，会使广大人民群众掌握和了解更多的节能减排知识和方法，养成科学、节能、文明的生活习惯。《走近低碳生活》一书在编写过程中得到了江苏科学技术出版社、江苏省能源研究会和江苏省科普作家协会的大力支持和协助，在此一并表示感谢！由于编写时间短，人们对有关问题认识存在不同观点，不足之处在所难免，欢迎批评与讨论。江苏省科学技术协会2010年4月

1　二氧化碳与温室效应

1.什么是辐射？

自然界中的一切物体，都能以电磁波的形式时刻不停地向外传送能量，这种传送能量的方式就是辐射。物体以辐射的方式发出的能量，就是辐射能。物体在发出辐射能的同时，也在不断地吸收周围物体发来的辐射能。如果物体吸收的辐射能高于其发出的辐射能，则其温度上升，反之，其温度就下降。

物体间借助于电磁辐射实现热量传递的方式称为辐射换热，是3种典型的换热方式之一，辐射换热方式是一种非接触的传热，也是唯一一种能在真空中进行的传热方式。

2.任何物体都能发出辐射能吗？

回答这一问题之前，我们先来介绍一下绝对温度的概念。我们都知道温度是用来衡量物质内能的物理量，温度越高，表示物质分子（或原子）的布朗运动就越强，相应地其内能也就越大。

温度的数值与其计量单位有关，通常使用的是摄氏温标，而绝对温度采用的是热力学温标，其单位是开尔文（K）。绝对温度是比普通摄氏温度高273.15℃的温度读数。

事实上0 K是理论上可以达到的最低温度，现实中是不可能达到的。人类在1926年得到了0.71 K的低温，1933年得到了0.27 K的低温，1957年又创造了0.00002 K的纪录，但仍未达到绝对温度的0 K。

根据辐射原理，物体发出辐射能的大小与其绝对温度的4次方成正比，只要高于绝对零度，就可以对外发出辐射能。因此，任何物体都能发出辐射能。

3.太阳辐射有哪些特点？

太阳表面的温度约为6000℃，其辐射能量巨大。事实上，地球上绝大多数能源都来源于太阳辐射。

地球大气上界的太阳辐射光谱中99%以上在波长0.15～4.0微米之间。其中，大约7%的太阳辐射能量在紫外光谱区（波长＜0.4微米）、50%在可见光谱区（波长0.4～0.76微米），而43%在红外光谱区（波长＞0.76微米）。太阳辐射能量中的最大能量在波长0.475微米处，太阳辐射属于短波辐射。

太阳辐射在大气上界的分布是由地球的天文位置决定的，称为天文辐射。天文辐射在1年内呈现有规律的变化，形成了四季。

4.大气层有什么作用？

大气层可以削弱太阳辐射对地球的影响，表现为大气层对太阳辐射的吸收、散射和反射等作用。

由于大气层中所含微量气体的作用，大气层能够对太阳辐射的可见光波段（短波）不具有或很少具有吸收能力，对于来自太阳或地面辐射中的红外波段（长波）却具有很强的吸收能力，即大气层对辐射能具有选择吸收的特点，它们对于入射到大气层的太阳短波辐射基本上是透明的，同时强烈吸收来自太阳和地面红外波段（长波）的辐射，从而维持着地球表面的温度。

大气中吸收太阳辐射的物质主要有氧、臭氧、水汽和液态水，其次有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和尘埃等。图1　大气层对地面的保温作用示意图

5.什么是温室效应？

由于地面和大气辐射的波长（3～120微米）较太阳辐射波长大得多，所以通常称地面和大气辐射为长波辐射，而称太阳辐射为短波辐射。

我们居住的地球可算是个“大温室”，由于大气层中二氧化碳等气体所具有的选择性吸收特性，几乎可以让可见光全部透过，但对波长比可见光更长的红外线，特别是那些波长在12～18微米的红外线却能够强烈吸收。这一特性使得靠近地表大气层中的二氧化碳就像温室中的玻璃和塑料薄膜一样，阳光可以射进去，而来自地面的长波辐射却散不出去，这种作用称为“温室效应”，可使地表的气温升高。

100多年来，全球气温经历了2次冷→暖→冷→暖的波动，并呈不断上升的趋势。进入20世纪80年代后，随着煤、石油、天然气等高碳能源的大量燃烧，大气中二氧化碳的含量不断增加，全球气温明显上升。

6.哪些气体是温室气体？

大气层中的各种气体并非都有保存热量的作用，其中能够导致温室效应的气体被称为温室气体。温室气体分为自然存在和人工制造2种。

自然存在的温室气体包括水蒸气、甲烷、二氧化碳、臭氧等，其中水蒸气是整个地球生态环境中形成温室效应的主要因素，不过水蒸气在大气中的含量相对稳定，对温室效应增强的影响不大，因此在全球变暖的讨论中较少涉及它。

人工制造的温室气体主要为二氧化碳（工业）、甲烷（畜牧业）、一氧化二氮、氯氟烃等。在各种温室气体中，二氧化碳的吸热能力并不是最强的，甲烷、一氧化二氮和氯氟烃的吸热能力都比它强得多。

二氧化碳之所以成为全球变暖关注的焦点，是因为工业时代以来大气中二氧化碳含量急剧增加，已经成为导致气候变暖的主因。

金星就是一个极端的例子，金星的大气中绝大部分是二氧化碳，强烈的温室效应使金星表面最高温度达到460℃左右。

7.温室效应的影响有哪些？

温室效应其实并不等同于目前被视为气候灾难的全球变暖问题。

事实上，温室效应帮助地球保持温暖而稳定的环境，是生命得以生存和繁荣的关键条件。有测算表明，如果没有大气及相关温室效应，地球表面平均温度大约会是-18℃，并且会像月球一样，白天表面温度高达100℃以上，夜晚则急剧降至-100℃以下。

灾难性的全球变暖问题是指大气成分发生变化而导致温室效应加剧，使地球气候异常变暖。据测算，如果二氧化碳含量比现在增加1倍，全球气温将升高3～5℃，两极地区甚至升高达10℃。这种气候的异常变暖，会带来许多危害。

一是气候异常变暖，导致冰川消融，海平面将升高，部分海拔较低的国家和地区将遭受灭顶之灾。

二是气候异常变暖，可能会使南极半岛和北冰洋的冰雪融化，北极熊和海象将趋于灭绝。

三是因海平面上升，会使海岸滩涂湿地、红树林和珊瑚礁消失，会使海岸侵蚀，沿海土地盐渍化等，从而引起海岸、河口、海湾自然生态环境失衡，造成海岸带生态环境的灾难。

四是因海平面上升，水域面积增大，水分蒸发也更多，雨季延长，遭受洪涝和风暴等自然灾害的可能性、影响程度和严重性显著增大。

五是全球气候变暖，使大陆地区尤其是中高纬度地区的降水增加，而在非洲等一些地区的降水减少。部分地区的极端气候事件（厄尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等）出现的频率与强度也会增加。

六是气候变暖直接导致部分地区夏天出现超高温，引发心脏病及各种呼吸系统的疾病，每年都会夺去很多人的生命，其中又以新生儿和老人的危险性最大。全球气候变暖会导致臭氧浓度增加，而低空中的臭氧是非常危险的污染物，会破坏人的肺部组织，引发哮喘或其他肺病。此外，全球气候变暖还会造成某些传染性疾病传播。

七是温度升高，会影响人的生育，精子的活性会随温度的升高而降低。

2　二氧化碳小常识

1.二氧化碳是怎样一种气体？

二氧化碳（CO）是碳的氧化物之一，常温下是一种无色无味气2体，是地球大气层的重要组分之一，密度比空气略大。二氧化碳能溶于水，20℃时每100体积水可溶88体积的二氧化碳。

二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。

二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料，绿色植物能将二氧化碳和水合成有机物，温室中常用二氧化碳作肥料。

二氧化碳本身无毒，但空气中二氧化碳含量过高时，也会使人因缺氧而发生窒息。空气中二氧化碳含量达到3%时，人会感到呼吸急促；达到10%时，就会丧失知觉、呼吸停止而死亡。

2.二氧化碳的用途有哪些？

一是二氧化碳可用于灭火，是常用的灭火剂。二氧化碳不支持燃烧且比空气重，将二氧化碳覆盖在燃烧的物体表面，可使物体跟空气隔绝而停止燃烧。

二是二氧化碳是一种重要的化工原料，大量用于生产纯碱、小苏打、尿素、碳酸氢铵等；在轻工业上，生产碳酸饮料、啤酒、汽水等都需要二氧化碳。

三是二氧化碳可用于医疗，临床上把5%二氧化碳与95%氧气的混合气体应用于一氧化碳中毒、溺水、休克、碱中毒的治疗和麻醉上。液态二氧化碳低温手术的用途也较广泛。

四是用二氧化碳贮藏的食品由于缺氧和二氧化碳本身的抑制作用，可有效地防止食品中细菌、霉菌、害虫的生长，防止变质和有害于健康的过氧化物产生，并能保鲜和维持食品原有的风味和营养成分。用二氧化碳通入大米仓库24小时，能使99%的害虫死亡。

五是二氧化碳可用于农业生产，温室里直接施用二氧化碳作肥料，可以增进植物的光合作用，促进农作物生长，增加产量。

六是在日常烹饪中用发酵粉或苏打的目的是为了产生微小的二氧化碳气泡，这些气泡使面包、糕点或发面膨胀，吃起来松软适口。

3.什么是干冰？

干冰是二氧化碳的固体形态。如果把二氧化碳装在一个钢桶里，在施加一定压力的同时把温度降低，它就会变成像雪花一样的白色固体，这就是干冰。物理学上称这种由气态直接变为固态的过程为凝华过程。

干冰存在的温度在-78.5℃以下，所以不能直接用手去拿，否则手会被冻伤。常温下，干冰很快就会销声匿迹，变成二氧化碳气体。物理学将这一过程称为升华。

在干冰急剧升华的时候，会使周围空气温度迅速降低，空气里的水蒸气就会凝结成雾，舞台上烟雾缭绕的景象常常就是干冰快速升华产生的。同样，利用干冰的急剧升华，干冰在人工增雨中可以大显身手。图2　干冰形态图

4.干冰有哪些应用？

一是清洗各类工业设备。

二是在葡萄酒、鸡尾酒或饮料中加入干冰，饮用时凉爽可口，杯中烟雾缭绕，十分宜人。干冰可用作强制冷剂，用干冰冷藏鱼肉之类的食品时，运输途中不会弄得到处湿漉漉的；食物在地窖中用干冰冷藏，可以存放更长时间。

三是干冰在医药领域中用于低温冷冻医疗。

四是在许多影片和电视剧中那些云雾缭绕的景象是干冰的功劳，因为干冰在空气中汽化形成大量二氧化碳气体，呈现在观众面前的就是一片“白茫茫”的景象。

五是干冰还是人工增雨的能手，用飞机在高空喷撒干冰，可以使空气中的水蒸气冷凝，形成人工降雨。

5.大气中二氧化碳浓度与气温上升有怎样的关系？

法国科学家分析了65万年前南极冰柱的样本，建立了大气中二氧化碳浓度和地球表面温度间的关系。他们发现，二氧化碳浓度愈高，地表温度上升愈快。

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的研究发现，前工业时代大气中二氧化碳浓度约为280 ppm（1 ppm为百万分之一），且几乎固定不变。

世界气象组织发布的公报称，自1750年以来，大气中主要温室气体的浓度持续增长。1990年以来，二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和卤化碳浓度的增加都非常显著，其中二氧化碳浓度增幅最大。

公报显示，2008年二氧化碳在地球大气中的浓度为385.2 ppm，与2007年相比增加2.0 ppm，呈持续增长的态势。

科学家认为，温室气体大量排放是全球变暖和气候变化的驱动力之一。

IPCC第4次评估报告认为，21世纪末全球地表平均温度将比20世纪末再升高1.1～6.4℃，在人类活动排放的温室气体等的作用下，全球气候长期变暖趋势还会持续下去。

IPCC已提出警告，若不及时控制大气中二氧化碳含量，电影《后天》《2012》描述的灾难恐将成真。

6.造成二氧化碳快速增长的原因是什么？

世界气象组织指出，燃烧矿石燃料和农业生产等人类活动是排放温室气体的主要原因。其中，二氧化碳主要来源于常规能源中碳的燃烧利用方式，例如火力发电中煤的燃烧等。

根据IPCC的报告，大气中二氧化碳的76.6%来源于化石燃料的燃烧、23.4%来源于毁林及生物质的排放。因此，控制二氧化碳的重点在于控制矿物燃料燃烧过程中排放的二氧化碳。从目前我国的能源消费结构状况看，煤炭的比重一直较大，占总能源消费的65%以上，而煤炭产生的二氧化碳排放量比其他矿物燃料都要多。因此，提高能源利用率、优化能源结构以及控制煤炭燃烧过程中产生的二氧化碳是缓解温室气体排放的关键。

7.怎样计算碳排放量？

生活中直接利用的能量形式是电能和热能，随着居民汽车保有量的增长，汽油或柴油也进入家庭消费。就生活用能的来源而言，都可以归结为化石燃料经燃烧放热，进而转换成电能、热能和机械能（汽车动力）。在这个能量转换过程中，化石燃料中的碳会转变成二氧化碳排放到大气中。

根据碳燃烧反应的平衡关系，每12克碳最终能够生成44克二氧化碳，于是得到下面常规一次能源的二氧化碳排放模型：

式中：B——燃料量，千克。

Q——二氧化碳排放量，千克二氧化碳/千克燃料。

E——能源净发热值，千焦/千克。-6

A——能源的单位热量含碳量，10千克/千焦。

R——氧化率（固体燃料取98%，液体燃料取99%，气体燃料取99.5%），%。

根据IPCC推荐，可计算常规一次能源对应的二氧化碳排放系数，各种能源的碳排放系数乘以该能源的实物量或者折算成标准煤耗量，就可以计算其相应的碳排放量。

生活中常见能源的二氧化碳排放系数（实物量）见表1。

例如，今天开车消耗了10升汽油，根据表1，查得其二氧化碳排放系数是2.28，这样就可以进一步算出相应的二氧化碳排放量为：2.28×10=22.8千克。

由于能源的品种繁多，为了各类能源间的可比性，国家规定使用标准煤作为统一计量标准，见表2。

例如，为了对比汽油、天然气的碳排放量，我们就可以利用表2，查得其相应的二氧化碳排放系数（标准量）分别为2.16和1.08，可见天然气是比汽油更清洁的一次能源。

3　碳减排与气候谈判

1.什么是碳减排？

所谓碳减排，是指减少人们在生活、生产中向环境所释放的二氧化碳。随着全球气候变暖，二氧化碳的排放量必须减少，从而缓解人类的气候危机。

2.碳减排的主要途径有哪些？

3.为什么说电力结构优化有利于碳减排？

以煤为主的火力发电方式是我国碳排放强度居高不下的关键因素之一，我国将在今后一段时间内大力发展非碳能源（如核能和水能）发电。图3　我国发电结构规划发展图

4.你知道哥本哈根会议吗？

哥本哈根世界气候大会全称是第15次缔约方会议暨《京都议定书》第5次缔约方会议，也称为哥本哈根联合国气候变化大会，2009年12月7～18日在丹麦首都哥本哈根召开，192个国家的环境部长和其他官员参加了会议。这是继《京都议定书》后又一具有划时代意义的全球气候协议书，毫无疑问，对地球今后的气候变化走向将产生决定性的影响，这是一次被喻为“拯救人类的最后一次机会”的会议。

5.我国提出的碳减排目标是什么？

我国提出的碳减排目标是：2020年单位国内生产总值（GDP）二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。

单位GDP碳减排是一个相对减排量的指标，减少的是碳排放强度的相对量，这和发达国家提出的绝对减排量的指标是有区别的。

由于我国目前城市化水平低，基础设施不完善，加上产业结构和能源结构不合理，又处于经济发展的初级阶段，这决定了我国在今后一段时期内，随着经济的增长，能源消耗总量可能还会增加，二氧化碳排放总量还将有所增加。我国提出相对减排量的目标，是由我国的基本国情决定的。

完成这样的目标并不是一件轻松的事，需要我们付出艰苦的努力。根据中国人民大学邹骥教授的测算，要达到这一减排目标，我国差不多每年要支付约780亿美元的增量成本，大约相当于每户家庭承担成本166美元。图4　我国节能减排效果图

6.为什么碳减排方案会成为争论的焦点？

目前国际上提出的碳减排方案很多，影响较大的有IPCC方案、G8方案、联合国开发计划署（UNDP）方案、OECD（经济合作和发展组织）方案等。

由于这些方案不但没有考虑历史上（1900～2005年）发达国家的人均累计排放量已是发展中国家7.54倍的事实，而且还为发达国家设计了比发展中国家多数倍的人均未来排放权，这将大大剥夺发展中国家的发展权益。因此，这些方案受到发展中国家的普遍抵制。

7.气候谈判中提出的2种二氧化碳浓度控制方案有哪些区别？

在抑制全球气候暖化、减少大气中二氧化碳浓度已经成为全球共识的情况下，如何控制大气中的二氧化碳浓度呢？对这一点，国际上存在着2种方案：一类强调减排，另一类强调排放配额分配，这两者虽然都以降低二氧化碳的排放强度为目的，但实施方式有很大的不同。

减排方案：强调以某一年的碳排量为基准，此后逐年减少排放量。以美国为例，它在哥本哈根大会前夕承诺，到2020年其温室气体排放量在2005年的基础上减少17%，日本则承诺，到2020年将温室气体排放量减少为1990年的25%。

排放配额分配方案：强调以某个时间段为单位，分配此时间段内各国可排放的额度，至于如何实现则由各国灵活掌握。排放配额的计算公式如下：过去某一段时段内某国的排放配额=∑（该国每年人口总数×每年全球人均排放量）未来某国某一时段内的排放配额=该国人口总数×（该时段内目标二氧化碳排放量÷全球人口总数）

可见，采用排放配额分配这一方式更有利于发展中国家的发展。

8.为什么说“人均累计排放”最能体现“共同而有区别的责任”呢？

相对而言，“人均累计排放”是最能体现“公平正义”和《京都议定书》“共同而有区别的责任”原则的分配指标。

人均累计排放是指在一时段内某个国家或地区人均逐年排放的总和，在具体计算时，它只需获知某国历年的人口总数和历年化石燃料产生的二氧化碳总量。研究表明：①发达国家几乎都经历过人均二氧化碳排放高速增长的历史。美国1901～1910年人均二氧化碳排放增长率平均为5.04%，德国在1947～1957年为9.89%，日本在1960～1970年竟高达11.98%。②任何大国从不发达到发达，均会不可避免地出现一个人均二氧化碳排放高峰期，此时期往往对应于基础设施大量建设和城市化快速发展阶段。③发达国家与发展中国家能源消费有很大差异，发达国家的碳排放与生活方式有密切关系，而发展中国家的碳消耗主要来自于工业化。

综上所述，发达国家已经经历了工业化带来的碳排放高峰，目前的碳排放大多来自居民的日常消耗，在减排上有着巨大潜力；而广大发展中国家正在经历工业化的必经过程，在今后较长时期内要达到减排的可能性非常小。只有按照人均累计排放的标准来分配未来的排放额度，才能充分顾及过去历史与未来的发展，将“共同而有区别的责任”的原则落到实处。

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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