基于碳排放核算的乡村环境整治：以长沙胜和村为例的低碳建设策略
摘要：低碳乡村建设是乡村实现碳中和与完成乡村振兴工作的完美结合。本研究以长沙胜和村为例，构建乡村碳排放核算模型，分析场地碳排放组成，提出切实可行的低碳建设策略。结果表明，胜和村主要碳排区域为农业生产，其次是建筑能耗和废弃物处理。根据分析结果，从低碳建筑、低碳基础设施及低碳景观3个部分提出生活空间的环境整治策略，为其建设提供参考。
关键词
低碳乡村；乡村振兴；碳排放核算；生活空间；环境整治；低碳策略
目录
乡村已成为我国重要的碳排放源[1]，其增长趋势不容忽视。然而，现有的碳排放研究主要集中在国家、城市或建筑层面，对村落的系统碳排放核算研究较为缺乏。低碳乡村建设是生态文明建设的延伸，有助于减少建设过程中的碳排放，推动农村社区的可持续发展，促进乡村振兴工作的顺利完成。
1 乡村碳排放模型构建
1.1 核算对象
温室气体中，二氧化碳（CO2）是主要成分，约占77%。因此，本研究以CO2的排放与吸收作为主要研究对象[2]。
1.2 核算边界
参照世界资源研究所（WRI）和可持续发展工商理事会（WBCSD）的温室气体核算标准，本研究的核算清单只包括以下两个范围：
- 排放源头和需求活动均发生在地理边界内的相关碳排放过程。
- 需求活动发生在地理边界内，而排放源头发生在地理边界外的相关碳排放过程。
1.3 乡村碳排放清单内容
本研究参考IPCC的《2006IPCC国家温室气体清单指南》及《2019清单指南》，结合湖南省乡村现状，选取合适的碳源和碳汇评价因子，并按照当地政府职能部门的管理分工方式和村庄规划进程重新梳理整合，得到碳排放清单（表1）。
1.4 数据采集方法
#### 1. 活动水平数据（自下而上为主）：
- 行政管理部门数据的收集。
- 现场调研数据的收集。
- 估算数据（当前两者缺失时，由专家或职能部门业务骨干根据经验判断）。
数据收集时间为2022年2月1日－2023年2月1日。
#### 2. 排放因子数据：
从《2006IPCC国家温室气体清单指南》、《2019清单指南》、《中国能源统计年鉴2022》、《省级温室气体清单编制指南（试行）》及公开发表的文献等渠道获取。
1.5 乡村碳排放核算方法
最终选择排放系数法进行核算：
碳汇用地以林地、草地、湿地为主。
E=\sum_{iC_i \times area_i其中，E为生态环境碳汇量；C_i为第i种类型的碳吸收系数；area_i为第i种类型的面积。
#### 2. 商品能源：（1）除电能外的商品能源（化石燃料）：
E=\sum_{iAD_i \times Ce \times NCVS其中，E为商品能源碳排量；AD_i为第i种能源消耗的实物量；Ce表示能量单位的CO_2排放因子；NCVS表示平均低位发热量。
（2）电能：参考我国华中电网区域基准线排放因子确定。湖南省电力排放因子为0.8587 \times 10^{-3 tCO_2/kwh。
#### 3. 建筑单体（生物质能）：核算秸秆和薪柴消耗产生的CO_2排放量。
E_{BG = BM \times C_{cont \times O_{frac \times 44/12其中，BM为生物质能消耗量；C_{cont为生物质含碳量（秸秆40\%、薪柴45\%）；O_{frac为生物质氧化率（秸秆85\%、薪柴87\%）。
#### 4. 基础设施：（1）道路交通：采用年燃料估算法，主要核算汽油和柴油的消耗量。
（2）废弃物：
- 固体废弃物： 主要核算焚烧法产生的CO_2排放。 CO_{2emissions = 0.44 tCO_2/t \times MSW 其中，MSW为固体废弃物焚烧量。
- 污废水： 核算以生活污水处理过程中直接排放产生的CH_4为主（CH_4温室效应是CO_2的25倍）。 M_{CH_4 = 1.238 \times 10^{-2P 其中，M_{CH_4为化粪池中的CH_4排放量（g/d）；P表示人数。
（1）农业生产：从农用物资、农作物种植、秸秆综合利用3个方面核算[4]。
- 农用物资： 化肥、农药、农膜、柴油等投入物质的碳排放量。 E = \sum[T_i \times \alpha_i \times (44/12)] T_i是i类碳源的使用量；\alpha_i是i类碳源的排放系数。
- 农作物种植： 核算N_2O（温室效应是CO_2的265倍）和水稻生长产生的CH_4。 E_{农作物N_2O = \sum(S_i \times T_i) S_i为i类农作物播种面积；T_i为i类农作物的N_2O排放系数。 水稻生长的CO_2排放因子为3209.25 tCO_2/km^2。
- 秸秆综合利用： 胜和村秸秆全部统一粉碎回收再利用（原料化），排放因子为-0.6696 tCO_2/t，属于负碳排。
（2）工业生产：胜和村无工业生产活动，碳排为零。
（3）旅游业生产：核算景区经营管理（电力、废弃物）、娱乐项目（电力）、食宿休闲（电力、水、薪柴、液化气）及景区内部交通。
- 内部交通（游客自驾）： 核算游客自驾在村域范围内的活动碳排放。 CE = P \times D \times \beta 其中，P为自驾游客总数；D为村内自驾行驶距离；\beta为自驾这种交通方式每人每公里的碳排放强度（kg \cdot CO_2/p \cdot km），\beta = F/L。 F为私家车每公里碳排放强度（取0.25 kg \cdot CO_2/km）；L表示每辆私家车实际乘坐人数。