中学校园碳足迹核算与减排策略研究

    张唯一

    摘要：碳足迹是对人类活动产生的二氧化碳排放量的度量，其调查分析是节能减排的重要基础和依据。本研究以邹城一中为例，针对中学校园这一特定单位产生的碳足迹进行核算，发现在一年中该校碳足迹总量为858174.7 kg，主要来源于办公、照明用电以及用水消耗，并存在冬夏季节差异。与大学校园相比，中学校园的碳足迹结构更为简单，碳消耗项目集中。基于碳足迹核算结果，发现办公用电、空调用电等方面存在较大的减排潜力。

    关键词：中学校园；碳足迹；减排策略；季节差异

    1 引言

    目前，全球气候变暖已成为世界各国共同面对的严峻挑战，控制碳排放量成为应对气候变化的主要手段。“碳足迹”是目前国内外广泛使用的一種碳排放量化方法，本文参考Wiedmann与 Minx的表述，即“碳足迹”是对由某一活动直接或间接产生的，或者在某一产品的所有生命阶段积累下来的二氧化碳总排放量的一种度量，研究方法采用投入产出法，计算结果以二氧化碳的质量为单位[1]。

    中学校园是不可忽视的一个社会部分，中学校园聚集了大量准成年人，对中学碳足迹进行核算，进而提出切合实际的碳减排策略，有利于为城市碳减排提供一定的参考依据，同时对培养中学生的节能减排意识也有重要意义[2]。

    2 调查区概况与研究方法

    2.1 调查区概况

    本文以山东省邹城一中为研究对象。山东省邹城一中占地面积24.5万平方米，绿化面积约10万平方米，校园内包括7栋教学楼、1栋综合楼、1栋报告厅、1栋艺体馆、1栋食堂、2栋学生宿舍、2个操场、植物园和菜地。学校目前共有教学班116个，学生6550人，教师494人，其他员工58人。

    2.2 研究方法

    本研究使用碳排放因子换算来量化学校各项消耗的碳足迹。其中所用的电、水、天然气、纸张、食品等消耗由学校后勤部提供，各具体耗电项目的用电量通过用电器的功率计算得到[3]。计算时间为2015年整年，寒暑假不计入。计算中所用的碳足迹排放因子：电（0.96，kg/kW·h），水（0.93，kg/t），天然气（2.184，kg/m3），纸张（3.5，kg/kg），肉类（1.4，kg/kg）.

    2.3 研究假设

    与大学校园不同，中学校园仅包含学校师生的部分生活环节，而不能够包含其中人员的全部生活消耗。在本研究中，仅考虑校园单位中的碳足迹，涉及家庭的碳消耗环节，如往返油耗、服装购买等不计算在内[4，5]。

    在计算方面，空调和风扇以一天使用12个小时计算，纸张重量按照每令纸2.182kg计算。水、电等消耗按照学校后勤部提供数据取整数部分计算。冬季教室由市政统一供暖，具体数据难以核算，因此不包含在研究范围内。

    3 校园碳足迹测算结果和分析

    3.1 碳足迹构成

    计算结果显示，2015年度山东省邹城一中总的碳排放量为858174.7 kg。各部分的具体消耗量、碳排量及百分比分别为电（588800 kw·h，565248.0，65.9%）；水（140800t，130944.0，15.3%）；纸张（3106kg，10871.0，1.3%）；天然气（30720m3，67092.5，7.8%）；粮食（58880kg，55347.2，6.4%）；肉类（20480 kg，28672.0，3.3%）。

    在校园的年均碳足迹中，电力消耗产生的碳足迹为565248.0 kg，所占比例为65.9%，是所有研究项目中产生碳足迹最多的。中学校园的电力主要用于教学多媒体、电灯、办公设备、空调风扇和食堂几个方面，其中办公设备的用电量最高，年均约为243200 kw·h，由此产生的碳足迹为233472.0 kg。这是因为教职人员办公备课要使用电脑、打印机等，这些设备的数量大、功率较高且运转时间较长。而包括广播、投影仪等的教学多媒体的消耗最少，占年均用电量比例不到10%。因此，电力消耗的减排潜力是巨大的，而减少办公设备耗电是较为有效的减排思路。

    其次是水的使用，其产生的碳足迹为130944.0kg，所占比例为15.3%。水的消耗主要来自于绿地灌溉和清洁卫生用水，在这些方面减少浪费、提高水资源利用率也可以削减一定的碳足迹。

    学校食堂运行所消耗的天然气、粮食、肉类依次位列第三到五位，碳足迹分别为67092.5 kg、55347.2 kg和28672.0 kg，所占的总比例为17.5%。在调查中发现，浪费食物的现象普遍存在。尽管节约食品、杜绝浪费等措施较难以在实际上减少碳足迹，但其可以减少餐厨垃圾的产生，并具有一定的教育意义。

    与校园学习生活使用最为密切的纸张消耗，所造成的碳足迹为10871.0 kg，仅占总量的1.3%。主要是讲义纸、打印纸和学校报刊产生纸张消耗。所以，从纸张消耗角度考虑削减碳足迹效果不明显。

    校园内绿化总面积约为10万平方米，绿色植物的碳同化量约66000 kg，占总碳足迹的8.0%。校园的绿化对于中和整个单位的碳足迹具有一定效果，但与巨大的碳耗相比仍然相当有限，为了实现碳中和，不能仅靠“开源”，“节流”也至关重要。

    3.2 碳足迹的季节差异

    高中校园碳足迹的最大贡献来自于用电，其所占比例大于其他各项目的总和，而电力在冬夏的消耗途径存在一定差异，所以本研究重点关注电力消耗造成的碳足迹的冬夏季节差异。

    夏季月平均的电力碳足迹如图1所示。夏季期间，除116间教室共使用464台风扇外，办公室等房间均使用空调。因使用风扇产生的碳足迹为10416 kg，占夏季月均的8.6%；因使用空调产生的碳足迹为34560 kg，占比28.6%。

    按照风扇和空调的功率计算，在一间60平方米的教室中，日均使用风扇产生的碳足迹约2.8 kg，使用空调造成的碳足迹约27.6 kg。因此，风扇的使用与空调相比明显减少了碳排放量。如果该房间内空调调高1℃，则根据空调的功率计算，将节约0.63 kw·h的电，减少碳排量约0.6 kg。所以如果将校园内每个房间的空调都替换为四台风扇，一个月将减少碳排量约31248 kg；若仅仅将每台空调调高1℃，一个月将减排756 kg。可见，夏季时减少空调的使用而减少的碳排量是非常可观的。

    冬季月平均的电力碳足迹如图2所示。冬季期间，学校的艺体馆、报告厅、传达室没有暖气供应，使用空调取暖。而冬季空调的造成的碳足迹不足夏季的一半，又不得不使用，所以减排潜力并不大。电灯使用造成的碳足迹占有第二大的贡献率，教室与宿舍电灯使用总占比29.7%，仅次于办公设备的占比32.1%。

    4 碳减排策略研究

    4.1 基于研究结果从源头减少碳足迹

    本研究结果显示，在中学校园碳足迹的来源中，水、电和纸张的消耗可控性较强。对此，学校可以加强后勤管理，完善基础设施建设和管理制度，控制学校的能源消耗以达到减少碳足迹的目的。中学校园用电造成的碳足迹比例最大，学校可以提倡使用风扇，规定使用空调的最低温度，对于无人使用的电脑、打印机及时断电，使用公用打印机，教学楼、宿舍的走廊使用声控灯，在学校楼顶安装太阳能利用装置来构建智能照明系统等，采取一系列措施从不同的角度减少电力的使用。同时，可以制定合理的水资源循环利用制度，绿地浇灌改喷灌为滴灌，将洗手池流走的水收集用于保洁和灌溉等。纸张消耗对碳足迹的贡献率虽然较小，但是与学生生活联系更为紧密，有明显的教育意义，学校可以提倡打印纸双面使用，教案、讲义等双面印刷，使用再生纸，将毕业生的课本回收进行二度使用等。完善纸张的高效利用和重复利用措施。

    4.2 合理种植，增加碳汇

    绿地有固碳增汇的作用。在校内合理种植绿色植物，可以乔木灌木间作来充分利用土地，教学楼、办公楼等建设屋顶绿化。还可以将菜地划分给各个班级，让学生们亲身体验种植的乐趣，同时也改善校园的环境。定期开展植树活动对低碳校园也大有益处。

    4.3 树立低碳意识

    学校可以加大宣传教育力度，设立“校园低碳教育周”，举办节能减排的主题讲座，提高师生的低碳环保意识。还可以开设节能减排的环保选修课程，让学生们更深刻地了解一些环保知识。要让节能减排在校内成为一种时尚，让“低碳环保，从我做起”的观念影响到中学校园集体中的每一个人，真正从一点一滴开始建设低碳校园。

    参考文献

    [1] 計军平， 马晓明. 碳足迹的概念和核算方法研究进展[J]. 生态经济， 2011， 04： 76-80.

    [2] 丁轶光. 北京建筑大学西城校区碳足迹核算及减排策略研究[D].北京建筑大学， 2015.

    [3] 黄柏玮， 吕斌. 大学校园食堂低碳绩效研究——以北京大学康博斯食堂为例[J]. 北京大学学报（自然科学版）， 2016， 02： 320-326.

    [4] 宋丹丹， 甘露， 刘锦涛， 刘垚森， 杨丰宇. 校园碳足迹核算及减排对策研究——以中国地质大学（北京）为例[J]. 现代商业， 2016， 11： 187-189.

    [5] 张雅琦. 构建低碳校园——大学生行为碳足迹评估及改进策略分析[J]. 科技信息， 2013， 03： 207+225.