低碳生活与可再生能源的利用怎么做?
随着能源危机和环境污染的日趋严重,人们已经认识到,单凭煤、石油、天然气等常规能源已经无法满足人类社会可持续发展的需要了。特别是进入21世纪以来,随着高科技的层出不穷,能源的储量、生产和使用之间的矛盾日益突出,成为世界各国亟待解决的重大问题。而且环境污染和生态破坏的问题也越来越严重。因此,寻找对环境无污染或污染很小的可再生能源就成为21世纪中科学家的重要任务。
目前,太阳能、核能、风能、海洋能和生物能等可再生能源的发展和应用为人类的能源问题指出了一条道路。它们的应用不但推动了社会生产力的进步,还使得人类从有限的一次能源使用转向多样化的、再生的、取之不尽的洁净能源的使用。使用洁净的可再生能源是人类低碳生活的重要组成部分,这对优美环境的保护无疑是非常有益的。
低碳经济与低碳生活
摘要:本文阐述了低碳经济与低碳生活的概念和两者之间的关系。“低碳经济”是国际社会应对人类大量消耗化
石能源、大量排放二氧化碳引起全球气候灾害性变化而提出的新概念。“低碳经济”不仅意味着制造业要加快淘
汰高能耗、高污染的落后生产能力,而且意味着引导公众反思那些浪费能源、增排污染的不良嗜好,从而充分发
掘消费和生活领域节能减排的巨大潜力。指出“低碳经济”仅有先进技术的支撑是不够的,必须依托于“低碳生
活”才能实现减排的目的。而“低碳生活”是一种简单、简约、俭朴和可持续的生活方式,要实现“低碳生活”,
宣传引导和制度保障是缺一不可的。
关键词:环境科学;低碳经济;低碳生活;可持续消费
1低碳经济的概念及形成背景
今年6月5日“世界环境日”的主题定为:“转变传统观念,推行低碳经济”(“Kick the Habit!
Towards a Low Carbon Economy”)。“低碳经济”,是近年来国际社会应对人类大量消耗化石能源、大
量排放二氧化碳引起全球气候灾害性变化而提出的新概念。它的核心是在市场机制基础上,通过制度框架
和政策措施的制定和创新,形成明确、稳定和长期的引导和鼓励,推动提高能效技术、节约能源技术、可再生能源技术和温室气体减排技术的开发和运用,并促进整个社会经济朝向高能效、低能耗和低碳排放的
模式转变
进入21世纪,全球油气资源不断趋紧,保障能源安全压力逐渐增大,全球环境容量瓶颈凸现,同时
气候变化问题也成为有史以来人类面临的最大的“市场失灵”问题。在此背景下,英国率先提出“低碳经
济”的概念,并于2003年颁布了《能源白皮书》(英国能源的未来——创建低碳经济)。现在,欧美发达
国家大力推进以高能效、低排放为核心的“低碳革命”,着力发展“低碳技术”,并对产业、能源、技术、
贸易等政策进行重大调整,以抢占先机和产业制高点。日本作为推动“低碳经济”的急先锋,投入巨资致
力于发展“低碳技术”;美国参议院2007年提出了《低碳经济法案》,美国政府制定了低碳技术开发计
划。这一切对我国而言,已形成压力和挑战。
我国现在正处于工业化、城市化、现代化加快推进的阶段,基础设施建设规模庞大,能源需求快速
增长。“高碳经济”特征突出的现实,成为我国可持续发展的一大制约。怎样走出一条既确保经济社会快
速发展,又不重复西方发达国家以牺牲环境为代价谋求发展的老路,同时又不盲目让西方国家牵着鼻子走,
是我们必须面对的课题。
2从技术角度看低碳经济
保障能源安全和应对气候变化无疑是“低碳经济”要实现的最重要的两个目标。英国所倡导的“低碳
经济”,是通过制定和实施工业生产、建筑和交通等领域的产品和服务的能效标准和相关政策措施,通过
一系列制度框架和激励机制促进能源形式、能源来源、运输渠道的多元化,尤其是对替代能源和可再生能
源等清洁能源的开发利用,实现低能源消耗和低碳排放的目标。最终实现以更少的能源消耗和温室气体排
放支持经济社会可持续发展的目的。
2.1新能源二氧化碳排放量的不确定性
从技术创新的角度看,“低碳经济”的理想形态是充分发展太阳能光伏发电、风力发电、氢能以及生
物质能技术。一般把太阳能光伏发电、风力发电、氢能等称为新能源或替代能源,生物质能认为是替代能
源中的可再生能源。
风力发电虽然近年来发展很快,技术有一定程度的突破,但目前它的成本也还是高于煤电、水电。此
外,人们认为风力发电在发电过程中不排放二氧化碳,而火力发电过程要排出大量二氧化碳,因此说风电
不排放二氧化碳,这实际上是一种误解。与火力发电相比,风力发电在发电过程中是不排放或很少排放二
氧化碳,但在制造风力发电设备及其维修、维护过程中是一定要排放二氧化碳的,我们不能光比较发电过
程的二氧化碳排放量,而应当比较火力发电和风力发电发出单位电量的全程二氧化碳排放量。所以说,认
为风力发电、电动汽车不污染环境,不排放二氧化碳的观念首先是不科学的。再比如现阶段太阳能发电的
成本是煤电、水电的5-10倍,[1]作为二次能源的氢能,目前离商业化目标还很远,技术还很不成熟。目
前新能源开发的高成本一方面说明技术不过关,另一方面也意味着所谓新能源并不是无污染,也不见得二
氧化碳排放量就低,在没有进行全程二氧化碳排放量的比较之前,不能轻言新能源是低二氧化碳排放的能
源。
2.2生物质能技术的实施结果
生物能源是可再生能源,发展生物质能技术,看似“一石两鸟”,既解决化石能源紧张的替代和缓解
问题又改善环境。但从目前实施的结果看,它带来的问题似乎比解决的问题还要多。美国发展生物质能的
新政策出台后,美国的粮农们纷纷扩大玉米的种植面积,或将种植其他作物的土地也改种为玉米。据统计,
2007年美国玉米种植面积和产量均创下1944年来最高纪录,产出的玉米中多达五分之一被用来生产乙醇汽
油。如此旺盛的需求当然也带来了价格的上扬,仅2007年一年,美国国内的玉米价格就上涨了50%。[2]此
外,由于被玉米挤占了种植空间,大豆的供应量减少,价格也开始上涨。因此布什的新能源政策招致了不
少人的批评。联合国粮农组织专家琼·齐格勒警告说,一些国家将粮食转化为燃油的做法是一种“反人类罪”,这种做法将加剧全球范围内的粮食短缺,抬高粮食价格,让更多贫困人口难以承受。利用粮食作物
转换成生物燃料的政策对于日益严峻的全球粮食短缺问题无疑雪上加霜,必将给世界造成更大规模饥荒。
在中国,2007年猪肉和食用油价格的一路飙升,一个非常重要的原因就是饲料价格的上涨,而且粮食
价格飞涨波及的不仅仅是中国。美国的一项能源政策对世界范围内的食品价格产生这么大的影响,可谓美
国的生物燃料政策的实施客观上已经形成了全球8亿有车一族与20亿最贫困人口之间针对粮食展开的较
量。而具有讽刺意味的是,开发生物质能的计划并未带来化石能源紧张问题丝毫的缓解,倒是使新旧问题
相互交织,给人类带来了更多的困扰。
但这并不意味着技术创新和新能源的发展对于“低碳经济”不重要,而是我们在推行“低碳经济”的
同时要倡导“低碳生活”,或者说,“低碳生活”应当是“低碳经济”的重要组成部分。
3.低碳经济应与低碳生活相依托
“低碳经济”的重要含义之一,不仅意味着制造业要加快淘汰高能耗、高污染的落后生产能力,而且
意味着引导公众反思那些浪费能源、增排污染的不良嗜好,从而充分发掘消费和生活领域节能减排的巨大
潜力。
在市场经济体制和观念下,“低碳经济”高能效、低能耗技术状态下的生产仍然是追逐最大利润,因
此大量生产就是不可避免的,所生产的产品最终一定要想办法卖出去的,而且是卖的越多越好。大量生产
必然会产生大量污染、大量排碳。单位能耗降低了,但总量大大增加,二氧化碳的排放量是不会减少多少
的。举例来说,通过几十年的努力小汽车行驶一百千米的耗油量下降了约50%,但小汽车的总量却增加了
几十倍,显而易见的是污染和二氧化碳排放量也增加了许多倍。因此说,“低碳经济”仅有先进技术的支
撑是不够的,必须依托于“低碳生活”才能实现减排的目的。
3.1“低碳生活”是可持续的生活方式
“低碳生活”是一种简单、简约和俭朴的生活方式。我们的衣食住行都与二氧化碳排放量乃至于气候
变化有关,比如一张A4纸的能源含量接近0.1度电,[3]由此也可算出它的二氧化碳排放量。如果绝大多
数人的生活能够采取低排碳的适度消费的方式,那么“低碳经济”的实现是有可能的,有怎样的生活方式
就有怎样的经济。
“低碳生活”不只是制造业、建筑业中许多节能技术改进的细节,它包括日常生活习惯中许多节能细
节。对于世界第一人口大国来说,每个人生活习惯中浪费能源和二氧化碳排放量的数量看似微小,一旦以
众多人口乘数计算,就是巨大的数量。
如今在发达国家,很多人已经接受了由低碳经济带来的低碳生活方式,为了过上低碳生活,他们愿意
做出自我牺牲,从关掉暖气到放弃驾车去上班。今天欧洲人越来越喜欢乘坐火车出行,一个主要原因是乘
高速列车带来的人均碳排放只有飞机的1/10。
简约生活,也正成为更多中国人家奉行的生活准则。一些收入早已进人中产阶级的市民,也会穿着旧
衣服去早市买便宜青菜,骑自行车出行,使用最老款的手机。煮鸡蛋早关一分钟煤气、用洗衣服的水冲厕
所、随手关灯,打印用双面纸等习惯早已深入到那些最有教养的阶层中去,带来心灵的宁静。
然而,能够自觉地在可持续消费价值观指导下做到适度消费的人是不多的,大量消费依然是社会生活
的主旋律。低碳经济绝大部分时刻还只是一个概念,低碳生活也只是处在令人尴尬的纸上谈兵阶段。
在实际生活中,以大量消耗能源、大量排放温室气体为代价的“面子消费”、“奢侈消费”的比例太
高。一方面在努力实现“低碳经济”,一方面又不停地挥霍。这些都是消费主义文化使然。
消费主义文化总是不断刺激你去换最新款的手机、电视、衣服、鞋子;轰炸般的商业广告煽动着公众
一浪高过一浪的消费欲望,把人变成商业利润的工具。不少刚参加工作不久的年轻人,用一个月的收入买
一款新式手机或一个名牌皮包眼睛都不眨。中国现在每年平均淘汰近7000多万部手机,产生着大量的电
子垃圾。[4]不少年轻女性家里堆满了各种款式的鞋子和皮包,但还是要去买更新的款式。在提倡“低
碳生活”的今天,“能挣会花”的口号不再象征着现代化理念,而象征着一种浪费资源的野蛮消费方式。大量生产、大量消费、大量废弃的生活方式,正走向人类文明的反面,严重制约了可持续发展战略的
实施,不但污染了生态环境,而且污染了人们的心灵。正是这种无限膨胀的消费欲望造成了世界能源、资
源的紧张。
3.2“低碳生活”要有制度保障
今年6月13日,湖北省首次公示部分省直机关办公建筑能源审计结果,包括省建设厅、交通厅、发
改委在内的20个省直机关办公楼,每年每平方米的平均耗电量为80度,是普通民宅的3~4倍。[5]而
在这之前,国务院办公厅以及湖北省政府都发布了节能降耗建设加以型机关的通知,并且也有一些具体的
要求。不能取得明显成效的根本原因在于,公务人员的节能纯粹是个人道德、认识的体现,即使有一些具
体的要求,也只是柔性的,没有一种刚性的制度约束,来催逼他节能。如果政府节能有制度保证,那么公
务人员一旦不节能,就会受到组织、经济等方面的惩戒,将会极大地推进节能在政府层面的落实。
6月16日《解放日报》报道,上海市将办公节能措施具体化,如制定了“夏季着清凉装上班,除外事
礼仪需要外不穿西装不系领带”、“办公楼四楼以下不乘用电梯”、“公务出行拼车、乘用公交车”等规
定,正在将办公节能措施具体化,并率先在公务人员中推行,这在大方向上应该看作是走向了制度化。如
果这些制度再辅之以惩戒措施,将会更现实化,也便于操作。
全民的环境与可持续发展宣传教育开展以多年,公众的环保意识有了一定程度的提高,除了道德层面
的教育引导外,还必须有制度的约束。6月1日之前,许多人怀疑“限塑令”的可操作性,但颁布后,还
是得到了广大市民的理解,并且取得了实效。
总之,“低碳生活”的广泛实施,,将扼制“高碳经济”的蔓延,促进“低碳经济”发展。而实现这
一目标,“低碳生活”的宣传引导和制度保障是缺一不可的。
参考文献
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[4]陈晓凤.简约生活[J].自然之友通讯,2008(3):48
[5]毛建国.惟有通过法制催逼政府节能[N].中国青年报,2008年6月17日
1、可以了解可再生能源和低碳社会的基本概念,并了解它们在能源政策和低碳社会发展中的作用。
2、可以掌握可再生能源和低碳社会的新技术及应用,以改善能源利用效率,减少能源的消耗,减少废弃物的产生,减少污染,保护环境。
3、可以学习可再生能源和低碳社会的管理模式,以便于更好地实施可再生能源和低碳社会的发展战略,推动可再生能源和低碳社会的发展。
4、可以学习可再生能源和低碳社会的国际合作模式,以促进可再生能源和低碳社会在全球范围内的发展。
尝试' 低碳生活'「低碳生活 (low carbon living)」,正是指生活作息时所耗用能量要减少,从而减低碳,特别是二氧化碳的排放。 低碳生活,对于我们普通人来说,是一种态度,而不是“行为艺术”,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。
在中国,年人均二氧化碳排放量2.7吨,但一个城市白领即便只有40平方米的居住面积,开1.6L车上下班,一年乘飞机12次,碳排放量也会在2611吨。节能减排势在必行。
如果说保护环境,保护动物,节约能源这些环保理念已成行为准则,低碳生活则更是我们急需建立的绿色生活方式。简单理解,低碳生活就是返璞归真地去进行人与自然的活动,主要是从节电节气和回收三个环节来改变生活细节,包括以下一些良好的生活习惯:
冰箱
■食品之间、食品与冰箱之间应留有约10毫米以上的空隙。
■用数个塑料盒盛水,在冷冻室制成冰后放入冷藏室,这样能延长停机时间、减少开机时间。
空调
■ 空调 启动瞬间电流较大,频繁开关相当费电,且易损坏压缩机。
■将风扇放在空调内机下方,利用风扇风力提高制冷效果。
■空调开启几小时后关闭,马上开电风扇。晚上用这个方法,可以不用整夜开空调,省电近50%。
■将空调设置在除湿模式工作,此时即使室温稍高也能令人感觉凉爽,且比制冷模式省电。
洗衣机
■在同样长的洗涤时间里,弱档工作时,电动机启动次数较多,也就是说,使用强档其实比弱档省电,且可延长洗衣机的寿命。
■按转速1680转/分(只适用涡轮式)脱水1分钟计算,脱水率可达55%。一般脱水不超过3分钟。再延长脱水时间则意义不大。
微波炉
■较干的食品加水后搅拌均匀,加热前用聚丙烯保鲜膜覆盖或者包好,或使用有盖的耐热的玻璃器皿加热。
■每次加热或烹调的食品以不超过0.5千克为宜,最好切成小块,量多时应分时段加热,中间加以搅拌。
■尽可能使用“高火”。
■为减少解冻食品时开关微波炉的次数,可预先将食品从冰箱冷冻室移入冷藏室,慢慢解冻,并充分利用冷冻食品中的“冷能”。
计算机
■短时间不用电脑时,启用电脑的“睡眠”模式,能耗可下降到50%以下;关掉不用的程序和音箱、打印机等外围设备;少让硬盘、软盘、光盘同时工作;适当降低显示器的亮度。
■用笔记本计算机要特别注意:对电池完全放电;尽量不使用外接设备;关闭暂不使用的设备和接口;关闭屏幕保护程序;合理选择关机方式:需要立即恢复时采用“待机”、电池运用选“睡眠”、长时间不用选“关机”;电池运用时,在WindowsXP下,通过SpeedStep技术,CPU自动降频,功耗可降低40%。
燃气
■用大火比用小火烹调时间短,可以减少热量散失。但也不宜让火超出锅底,以免浪费燃气。
■夏季气温高,烧开水前先不加盖,让比空气温度低的水与空气进行热交换,等自然升温至空气温度时再加盖烧水,可省燃气。
■烧煮前,先擦干锅外的水滴,能够煮的食物尽量不用蒸的方法烹饪,不易煮烂的食品用高压锅或无油烟不锈钢锅烧煮、加热熟食用微波炉等等方法,也都有助于节省燃气。
■开短会也是一种节约,照明、空调、扩音用电都能省下来。即将过期的香水,可喷洒在塞入枕头的干燥花里、洗衣服的水中和拖过的地板上
■任何电器一旦不用立即拔掉插头
■尽量选用公共交通,开车出门购物要有购物计划,尽可能一次购足。多步行,骑自行车,坐轻轨地铁,少开车。
■开车节能:避免冷车启动,减少怠速时间,避免突然变速,选择合适挡位避免低档跑高速,定期更换机油,高速莫开窗,轮胎气压要适当。
其他节能
■多用电邮,MSN等即时通讯工具,少用传真打印机
■多植树。
随着低碳经济在全球持续受到关注,一系列关于低碳的议题也得到了人们的重视。“低碳社会”这一最先由日本学者提出的概念逐步成为高层乃至民间瞩目的焦点,严格意义上的低碳社会概念在学术界还没有被系统性地提出。简而言之,低碳社会就是一个碳排放量低、生态系统平衡、人类的行为方式更加环保、人与自然和谐相处的社会。这是一项我等的社会远景,代表了一种新的社会景象,可持续发展的理念是内在已知的。在全球性环境问题得到重视的今天,发展低碳经济、走向低碳社会已逐渐成为共识。 全球气候变暖已成为不争的事实
早在1896年,诺贝尔化学奖获得者阿雷利乌就曾预测;化石燃料燃烧将会增加大气中的二氧化碳的浓度,从而导致全球气候变暖。这一预测在今天得到充分的验证。自18世纪中叶西方兴起工业革命起,人类开始大量使用化石燃料,大气中的二氧化碳浓度不断上升。气象观测和科学研究表明,1750年大气中的二氧化碳浓度为280ppm,2005年增加到了379ppm;与之相应的,1906—2005年全球平均气温升高了0.56~0.92℃,预计在21世纪气温将继续增加1.1~6.4℃。另外,根据联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernment Panel on Chimate Change,IPCC)发布的第四份气候变化评估报告,在过去的100年中,由二氧化碳等气体造成的温室效应使全球平均气温上升了0.3~0.6℃;他们以90%的可信度认为,近50年来的气候变化主要是人为活动排放的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体造成的;并预测到2100年全球气温将升高1.8~4.0℃。
全球气候变化影响人类的生存和发展,对经济社会的可持续发展带来了严重的挑战,全球气候变暖的后果是冰川融化、海平面上升、生态系统退化、自然灾害频发,将深度触及农业和粮食安全、水资源安全、能源安全、生态安全和公共卫生安全,直接威胁到人类的生存和发展。 社会是一个极其抽象的概念,其在空间上所涵盖的范围也不十分同意。严格意义是的“低碳社会” 的定义还没有得到普遍认同,根据英国和日本联合研究项目《通向2050年的低碳社会路线图》中对低碳社会的理解,低碳社会应该是这样一个社会:采取与可持续发展原则相容的行动,满足社会中所有团体的发展需要;为实现全球努力作出公平贡献,已通过削减全球大气里的二氧化碳和其他温室气体的排放,使其密度达到一个可以米面危险的气候变化的水平;表现出高水平的能源效率,使用低碳能源和生产技术;采取与低水平温室气体排放相一致的消费模式和行为。
由此可以认为,低碳社会(Low-carbon Society)是以低碳经济为发展模式及方向、市民以低碳生活为理念和行为特征、政府公务管理层以建设低碳城市为标本和蓝图的社会。低碳社会目前已成为世界各地的共同追求,很多国际大都市以建设发展低碳经济为荣,关注和重视在经济发展过程中的代价最小化,以及人与自然和谐相处、人性的舒缓包容。低碳经济是实现社会可持续发展的必由之路。
首先,低碳社会是社会发展模式上的革命。低碳社会是继农业社会、工业社会、信息社会以后人类经济发展模式的巨大创新,它要求用尽量少的能源资源消耗和二氧化碳排放,来保证经济社会的持续发展。传统的经济增长理论强调经济发展依靠自然资源和生产要素的投入,但这样并没有考虑碳排放的约束变量。而在未来,二氧化碳的排放空间很可能也将被视为一种有限的自然资源,并成为最紧缺的生产要素,成为经济发展的约束性因素。
低碳社会的本质要求是提高碳的生产力——每排放单位二氧化碳,减少人类活动的碳排放量,追求更高的生活品质。
其次,低碳社会还是一场生活方式和消费理念的革命。每一次浪潮都会对人们的生活方式产生影响,颠覆了以往的生活模式,低碳浪潮也是在生活方式上的变革。低碳社会描绘了再全球气候变化背景下的新型社会形态,低碳社会将引领社会发展新潮流,是人类面临自己赖以生产的环境日益恶化下的理性思考,反映了可持续发展的理念,表达了人与自然和谐相处的生存诉求。
因此,低碳社会是一种未来社会发展的美好愿景,代表了一种新的生活方式。以下将分别从经济、交通、能源、建筑、和生活方式等方面大致描述低碳社会的雏形。 能源是维持社会健康运转的“血脉”。低碳社会将依托低碳能源实现社会的有效运转,低碳能源突出表现为以下两点:
一是能源利用效率极大提高中国城市低碳经济网由于能源效率的低下,今天全世界能源利用所产生的热能一半以上都被浪费了,没有被用来满足能源需求。低碳社会要大力提高能源利用效率,能源效率的进一步提高将不仅减少化石燃料的消费,还将是迅速增加的无碳能源使用更加容易。通过改变城市设计,如在减少对汽车的依赖的同时,增加公共交通、步行和自行车的作用,可以获得更多的益处。
二是无碳及可再生能源将发挥重要作用。在现有社会经济条件下,人类只能逐渐提高能源效率和改善能源结构,低碳社会要求大规模减少二氧化碳碳排放,同时需要迅速地使用无碳能源。近两年,倍受青睐的一项选择是核能。核能在一些国家发挥了重要作用,但今后几十年里扩大核能面临巨大的障碍。更为坚实的无碳能源选择是可再生能源,包括太阳能、风能、生物质能和地热能。从更长远的实践来看,海洋能、潮汐能、波浪能、洋流和热对流能是另一类巨大的能源。 狭义来讲就是指政府体制,要讲究高效简洁。政府下不会有高碳耗能的表面工程,不会有文山会海、迎来送往、上下应酬等不必要的高碳耗能行为。广义来讲,低碳政治是讲究以人为本,谋求自然主义与人道主义相统一、反对极端人类中心主义和极端生态中心主义,追求可持续发展和公平公正的政治。
低碳文化 低碳文化就是认识到人是自然系统的一部分,也是具有特殊能动性的部分,我们要在今后的发展中,摒弃与天争利的观念,追求人与自然的和谐共处。具体来讲就要热爱自然,尊重自然,珍惜自然,敬畏生命,追求高效简洁的生活方式,用最小的社会成本获得最大化的社会与个人收益。
关键词:物理知识、绿色低碳
一、引言:《意见》提出,到2025年,产业结构、能源结构、运输结构明显优化,绿色产业比重显著提升,基础设施绿色化水平不断提高,清洁生产水平持续提高,生产生活方式绿色转型成效显著,能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高,主要污染物排放总量持续减少,碳排放强度明显降低,生态环境持续改善,市场导向的绿色技术创新体系更加完善,法律法规政策体系更加有效,绿色低碳循环发展的生产体系、流通体系、消费体系初步形成。到2035年,绿色发展内生动力显著增强,绿色产业规模迈上台阶,重点行业、重点产品能源资源利用效率达到国际先进水平,广泛形成绿色生产生活方式,碳排放达峰后稳中有降,生态环境根本好转,美丽中国建设目标基本实现。(《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》)
本文从力学知识、热力学知识和电学知识出发,在物理知识基础上联系日常生活中与绿色低碳有关的内容进行举例和分析,阐述了物理学科素养和科学理念在现实生活具体联系的表现。这对于构建其他的绿色低碳生活提供了相应的方法途径,以便指导、发展低碳生活新的方向,对于今后的绿色低碳生活的推行具有重大的作用意义。
二、力学知识
(一)惯性是物体的固定属性,任何物体具有保持其原有运动状态不变的性质叫做惯性。在开车的时候尽可能地减少急刹的情况,利用汽车本身的惯性,汽车受地面摩擦力的减速作用而达到刹车的作用。根据牛顿第三定律,力的作用是相互的,在急刹过程中,轮胎与地面属于相互作用的两个物体。利用惯性性质,借助地面摩擦力减速,很好地减少汽油消耗量的同时,也能保护路面,还能保护汽车的轮胎、延长车轮的使用寿命。
(二)如果作用于质点系的所有外力和非保守力内力不做功,则运动过程中质点系内各点间的动能和势能可以相互转化,但它们的总和(总机械能)是一个不随时间变化的常量。这就是质点系的机械能守恒定律。能量既不能消灭,也不能创造,它只能从一种形式转化为另一种形式。对一个孤立系统来讲,不论发生何种变化,各种形式的能量可以相互转化,但能量的总和保持不变。此为能量守恒与转换定律。运用机械能守恒定律和能量守恒与转换定律能够极大地节省能源。开车走向下坡路的时候可以熄火,凭借着汽车本身的惯性继续向前运动,汽车在下坡的过程中重力势能转换为动能为汽车提供动力的过程,灵活运用了物理知识,实现了能量的高效利用,为低碳活动的开展提供了很好的范例。摩天轮、过山车等娱乐活动在启动的时候通常是利用发动机提供驱动力使其运动到最高点,随即关闭驱动力,娱乐车在重力的作用下做返回,重力势能转换为动能,使娱乐车能够来回运动,最终在摩擦力的作用下停止运动。这个过程极大程度地节约能源,充分体现了低碳生活、节能环保的理念。
热力学知识利用高压锅可以节约能源。根据理想气体状态方程PV=nRT得,压力锅中体积是不变的,在用高压锅煮饭菜的时候,压强能够突破正常大气压值,因而锅内温度能够超过正常状态下的100摄氏度,能更容易地把饭菜煮熟。如果使用普通锅,煮饭的时间延长,需要消耗的燃料就会变得非常地多。系统和外界之间传递能量有两种方式,即传递热量和做功。热力学第一定律表明,系统吸收的热量等于系统的内能增量和系统对外做工之和。在现实生活中,当天气较冷的时候,手脚通常会冻僵。此时,我们除了可以通过吹暖气或者烧煤、木炭用来烤火获取热量防寒之外,还可以通过运动和劳动等方式做功获取热量以抵御寒冷。通过劳动的方式做功获取热量保暖,除了能够节约暖气消耗的电能或减少通过煤、木炭烤火获取热量排放的CO2量外,还能够锻炼我们的身体素质,也能够强化我们“劳动最光荣”的观念。
在热机的内部结构中,用来吸收热量并对外作用的物质叫工作物质,工作物质经过一系列变化又回到初始状态,初态与末态一致。具有循环系统的内部结构极大地提升了热机通过吸收燃料燃烧释放的能量用来使热机运动做功的效率。这是物理热力学知识在机械领域发展的一个渗透,同时对于环保、节约能源、低碳生活也起到了极大的渗透作用和发展作用。
四、电学知识
(一)在发电方面:发电主要是运用发电机。交流发电机中的闭合线圈在磁场中转动,切割磁感线,产生感应电流,运用到了物理的知识点为电磁感应。在发电过程中,发电机把机械能转化为电能。中国发电以化石燃料为主,特别是燃煤发电。根据BP报告,2020年中国燃煤发电占中国发电量约为52.2%;中国烧煤发电占全球发电总量约为18.3%。由此可见,我国主要还是通过燃烧化学燃料来发电。利用发电机的原理,我们可以调整发电的方式,充分地利用大自然上现有的新能源,比如氢能、水能、潮汐能、风能等等。与不可再生的一次能源相比,这些可再生能源除了能产生巨大的能量外,其本身还十分环保清洁、排碳量极少,使用可再生能源发电,对于低碳生活的开展起到了很大的推动作用和辅助作用。
(二)在输送电方面:电流通过导体产生的热量与电流大小、导体的电阻大小、通电时间有关。在现实生活里,城市和农村主要靠电线供电,电线本身具有电阻,为了减少因为传导体本身的电阻引起的热量损耗,厂家往往采用电阻比较小和各方面性能优良的混合材料来制作电线,比如铜、铝和铝合金等材料。其目的便是为了减少能量的消耗,同时也减少因电流的热效应带来的火灾问题的概率。
(三)在用电方面:日常生活中,有很多的细节可以帮助我们节省电能,减少没有必要的电能消耗。出门随手关灯,暂时不用的电脑和电视关掉电源以便减少屏幕的耗能,各种电器尤其是大功率的电器用完之后应当及时拔掉插头,开空调不过夜……以上的细节既能节省电能,也能够帮助我们省下一笔电费钱。
以前,照明的工具主要是电灯——白炽灯。这种类型的灯,外表是由玻璃制成的类似于球形的灯壳,内部的一端构件镶嵌上盘旋的钨丝(一种金属,电阻很大,熔点在3000℃左右)。钨丝通过直接与电流接触发热,当温度到达2000℃左右时,灯丝就会处于白炽的状态,就像烧红的铁丝一样能发出光来。白炽光的缺点在于发出的灯光黄暗不清,自身产生的大量热量会向外界传导,造成能量的损失,本质上是电能的浪费。为了解决白炽灯的缺陷问题,科研者不断改进,就有了现在的环保型的节能灯。环保型的节能灯是一种冷光源的灯,不仅光线明亮,而且电灯本身节能、高效。相对于白炽灯,节能灯切实地节约了能源和提高了能源的利用率。以上的内容是在物理知识基础上,联系了现实生活中习以为常的用电问题,体现了物理学科的理念和科学环保、低碳生活的理念,两者是相互联系,相互渗透的。
五、结语:物理学科和现实生活密切相关,小到生活中的用电问题,大到航母、飞船的科技领域。物理对于人类智力和世界进程的发展起到了推进的作用。无分古今、无分中外,人们始终在物理学科的范围内生活和钻研,并不断地学习、探索和开辟新的领域。由此可见,物理学科对于人类的重要性是不言而喻的。学习物理除了把基础的知识学好外,还要将这些知识联系日常生活中,经常使用,养成多动脑、勤动脑的好习惯。物理知识对于低碳活动的推进起着广泛而深远的作用和影响,这种影响随着科技的发展逐渐加大、加深。
注:这是物理老师布置的论文。第一次写论文,不太熟悉。本论文仅作为个人作业,不作为其他用途使用。
论文关键词:环境科学;低碳经济;低碳生活;可持续消费
我国现在正处于工业化、城市化、现代化加快推进的阶段。基础设施建设规模庞大。能源需求快速增长。“高碳经济”特征突出的现实,成为我国可持续发展的一大制约。怎样走出一条既确保经济社会快速发展。又不重复西方发达国家以牺牲环境为代价谋求发展的老路,同时又不盲目让西方国家牵着鼻子走,是我们必须面对的课题。
新能源二氧化碳排放量的不确定性
从技术创新的角度看,“低碳经济”的理想形态是充分发展太阳能光伏发电、风力发电、氢能以及生物质能技术。一般把太阳能光伏发电、风力发电、氢能等称为新能源或替代能源,生物质能是替代能源中的可再生能源。
风力发电虽然近年来发展很快。技术有一定程度的突破,但目前它的成本也还是高于煤电、水电。
此外,由于风力发电在发电过程中不排放二氧化碳。而火力发电过程要排出大量二氧化碳。因此人们认为风电不排放二氧化碳。这实际上是一种误解!与火力发电相比,风力发电在发电过程中虽然不排放或很少排放二氧化碳。但在制造风力发电设备及其维修、维护过程中却是一定要排放二氧化碳的。我们不能光比较发电过程的二氧化碳排放量,应当比较火力发电和风力发电发出单位电量全程的二氧化碳排放量。由此可见,认为风力发电、电动汽车不污染环境,不排放二氧化碳的观念并不是很科学的。
现阶段太阳能发电的成本是煤电、水电的5~10倍。作为二次能源的氢能,目前离商业化目标还很远。技术还很不成熟。
应认识到。一方面由于技术不过关,目前新能源开发的成本高:另一方面。由于新能源二氧化碳排放量的不确定性。在没有进行全程二氧化碳排放量的计算之前,不能轻言新能源是低二氧化碳排放的能源。
低碳经济应依托于低碳生活
“低碳经济”的重要含义之一,不仅意味着制造业要加快淘汰高能耗、高污染的落后生产能力,而且意味着要引导公众反思那些浪费能源、增排污染的不良嗜好。从而充分发掘消费和生活领域节能减排的巨大潜力。
在市场经济的体制和观念下,“低碳经济”高能效、低能耗技术状态下的生产仍然是追逐最大利润。因此大量的生产就不可避免,所生产的产品最终一定要想办法卖出去,而且卖得越多越好。然而大量生产必然会产生大量污染、大量排碳。单位能耗虽然降低了。但能耗总量因大量生产而大大增加。二氧化碳的排放量不会减少多少或许还会增加。举例来说,通过几十年的努力,小汽车行驶100km的耗油量下降了约50%,但由于小汽车的总量增加了几十倍。显然污染和二氧化碳排放量也增加了许多倍。
因此说。“低碳经济”仅有先进技术的支撑是不够的。必须依托于“低碳生活”才能实现真正的节能减排目的。
低碳生活”是可持续的生活方式
“低碳生活”是一种简单、简约和俭朴的生活方式。人们的衣食住行都与二氧化碳的排放量乃至于气候变化有关。比如一张A4纸的能源含量接近于0.1kW·h电,由此就可算出它的二氧化碳排放量。
如果绝大多数人的生活能够采取低排碳的适度消费的方式。那么“低碳经济”的实现是有可能的。什么样的生活方式就有什么样的经济。
“低碳生活”不只包括制造业、建筑业中许多节能技术改进的细节,还包括人们日常生活习惯中许多节能的细节。对于目前世界上第一人口大国的中国,每个人生活中浪费的能源和二氧化碳排放量看似相对微小。而一旦以众多人口乘数计算。就是巨大的数量。
如今在许多发达国家。很多人已经自觉第接受了支撑低碳经济的低碳生活方式,他们愿意放弃享受,从生活的点点滴滴做起。从关掉暖气到放弃驾车上班。今天欧洲人越来越喜欢乘坐火车出行。一个主要原因是乘高速列车带来的人均碳排放只有飞机的1/10。
简约生活,也正在成为更多中国人家庭生活的准则。一些收入早已进入中产阶级的市民,也会穿着旧衣服去早市买便宜青菜。骑自行车出行。使用最老款的手机。煮鸡蛋早关一分钟煤气、用洗衣服的水冲厕所、随手关灯、打印用双面纸等习惯早已深入到那些最有教养的阶层中去,从而带来心灵的宁静。
然而,能够自觉接受可持续消费价值观指导,做到适度消费的人是不多的。追求高消费依然是社会生活的主旋律。绝大部分情况下低碳经济还只是人们心目中的一个概念。低碳生活也只是处在令人尴尬的纸上谈兵阶段。
在实际生活中,以大量消耗能源、大量排放温室气体为代价的“面子消费”、“奢侈消费”的比例太高。一方面在努力实现“低碳经济”,一方面又不停地挥霍。这些都是消费主义文化使然。
消费主义文化总是不断刺激你去换最新款的手机、电视、衣服、鞋子:轰炸般的商业广告煽动着公众一浪高过一浪的消费欲望,把人变成商业利润的工具。不少刚参加工作不久的年轻人,用一个月的收入买一款新式手机或一个名牌皮包眼睛都不眨一眨。中国现在每年平均淘汰近7000多万部手机,产生着大量的电子垃圾。不少年轻女性家里堆满了各种款式的鞋子和皮包。但还是要去买更新的款式。在提倡“低碳生活”的今天,“能挣会花”的口号不再象征着现代化理念。而象征着一种浪费资源的野蛮消费方式。
大量生产、大量消费、大量废弃的生活方式,正走向人类文明的反面,严重制约了可持续发展战略的实施。不但污染了生态环境,而且污染了人们的心灵。正是这种无限膨胀的消费欲望造成了世界能源、资源的紧缺。
低碳生活其实并不难 多份研究报告呼吁关键在行动,注意你的衣食住行就可减半碳足迹
人们应该怎么做,才能实现低碳生活方式,并进而推动低碳经济发展?
联合国环境规划署(UNEP)在今年世界环境日发布的两份报告给出的答案出人意料——实现“消除碳依赖”这一目标也许比想象的要容易:你只需采用气候友好的生活方式,这不会对你的生活方式造成太大改变,更不用做出什么大的牺牲!
这两份报告中的一份名为《改变生活方式:气候中和联合国指南》(Kickthe Habit:TheUNGuideto Climate Neutrality),是以低碳生活方式为目标的概略性指南;另一份名为《旅游业如何适应和缓解气候变化》(Climate *****ge Adaptationand Mitigationinthe Tourism Sec-tor),是由同UNEP、世界旅游组织合作的专家们共同编写的。
6月10日,中国环境与发展国际合作委员会和世界自然基金会(WWF)共同发布了《中国生态足迹报告》,表明在中国推行低碳生活方式、推进低碳经济发展形势紧迫。报告指出,自20世纪60年代以来,中国的人均生态足迹持续增长了约两倍。中国如果希望减少生态赤字,可以从两个方面入手,即从简单的事情做起和优先解决见效慢的问题。
接踵而至的这几份报告,从不同角度呼应了今年世界环境日主题——“转变传统观念,推行低碳经济”,一方面表明如果人们能够改变传统的高排放生活方式,那么对于低碳经济具有积极的促进作用;另一方面也凸显,在全球变暖日益加剧的背景下,世界各国正努力减少碳足迹,以推进低碳经济发展。
生活在发达国家以及一些快速发展的城市里的人们可以马上“消除碳依赖”——实际上,这并不难。
《改变生活方式:气候中和联合国指南》指出,只要采取一些很简单的措施,就可以减少一个人每天一半的温室气体排放量。如果像电力公司、汽车制造商、以及航空设备制造商这样的企业也努力实现绿色经济,那么我们可以削减更多的温室气体排放。
研究表明,如果每个飞机旅客将携带的行李减少到低于20公斤,就可能在全球范围内,每年削减200万吨二氧化碳的排放。
其他在家里或在旅行中可以采用的低碳生活方式包括:
鼓励航空公司提供免费公交车或铁路奖励里程,而不是免费的飞行里程,以便促进旅客采用更环保的交通工具;
使用传统的发条闹钟,取代电子闹钟,每人每天可以节省48克的二氧化碳排放;
选择晾晒衣物,避免使用滚筒式干衣机,每天可以减少2.3公斤的二氧化碳排放;
用在附近公园中的慢跑取代在跑步机上的45分钟锻炼,这样可以节省近1公斤的温室气体排放。
开始你的“低碳的一天”:将碳足迹减半
《改变生活方式:气候中和联合国指南》中有很多小的“不后悔的选择”,可以帮助减少每天的温室气体排放量。这些方法的使用者可能来自澳大利西亚、欧洲或北美洲——这是历史上造成全球变暖的几个主要地区,采取以上方法有可能将人均排放量从38公斤减至14公斤。
这些建议对人们生活舒适造成的影响很小甚至没有,同时也可能部分地与一些发展中国家、城市、部门和人有关,因为他们的碳足迹正在急剧升高。
造成温室气体排放的一半是我们可以人为控制的,例如我们的驾车方式、航空旅行方式、房屋的能源以及取暖方式。
在余下的个人难以控制的50%中,有大约一半间接来源于为我们的工作提供能源,有10%以上来源于对基础设施和政府部门的维护,剩下的大约20%来自于商品的生产。
《改变生活方式:气候中和联合国指南》提出,应怎样开始“低碳的一天”呢?在你关掉发条时钟后,穿上日晒干燥的衣服,接下来的刷牙和早餐应该怎么做呢?请考虑以下几方面:
选择非电动牙刷将避免近48克的二氧化碳排放量;
用烤面包机烤面包,而不是用15分钟的烤箱,这样可以少排放近170克的二氧化碳;
用节能灯替换60瓦的灯泡,可以将产生的温室气体减少4倍;
将火车而不是汽车作为日常上下班的工具,仅仅8公里的路程,就可节省1.7公斤的二氧化碳排放;
在午休和下班后关掉你的电脑和平板显示器,将使这些设备造成的排放减少1/3;
购买使用节水型淋浴头,不但每分钟会节省10公升的水,而且也将洗3分钟热水澡造成的二氧化碳排放量大幅削减到一半。
如何尽力减少航空旅游排放量
《改变生活方式:气候中和联合国指南》指出,跨大西洋的飞行所造成的碳排放相当于驾驶汽车1年。
对于经常飞行的人士——不论你是成功人士还是普通游客,乘飞机是目前导致全球变暖的主要原因。短距离空中旅行与铁路相比较,每名旅客产生约3倍以上的二氧化碳排放,而作为一个行业整体,则约占全球温室气体排放量的2%~3%。
长途公交车可能是市际旅行的很好选择,因为一些新的超高速铁路服务会造成可观的碳排放。同时,技术创新可以帮助提高运送人员和货物的效率。
《旅游业如何适应和缓解气候变化》报告提出了其他的一些方法,使航空和旅游业可能有助于过渡到低碳经济。
除了削减手提行李、削减飞机上的免税额等措施外,专家们还提出了其他建议:
鼓励旅游经营者预订直航航线,而不是那些绕路或是中途需要经停的航线;
鼓励航空公司之间更加紧密的合作,将载客率提高到80%,目前欧盟的平均载客率是65%;
大幅增加公务舱旅客票价,以真正反映其占据的额外空间,这些空间可以被用来运送更多的旅客,从而使飞机更加环保;
制定措施减少服役飞机的平均年龄。在瑞典,飞机的平均年龄刚刚超过10年,而在美国,1/3的飞机的平均年龄是25年。先进飞机可以减少每名旅客每公里高达30%的废气排放量。
“低碳生活”向人类提出的是前所未有的问题,没有现成的经验、理论与选择模式,我们唯一的选择就是创新,创新我们的生活模式,以保护地球家园、为人类未来造福为宗旨。