主页 topics 温室气体排放 什么是温室气体 (GHG) 排放?
利用 IBM 解决方案跟踪温室气体排放 订阅可持续发展更新
产生排放的运输和环境插图

发布日期:2023 年 12 月 22 日
撰稿人:Amanda McGrath、Alexandra Jonker

什么是温室气体排放?

某些气体释放到地球大气中会产生“温室效应”,热量被困住,全球气温上升。虽然排放可能是自然原因造成的,但它们主要是人类活动的结果,特别是为能源和运输而燃烧的化石燃料。

什么是温室气体?

当太阳光线照射到地球时,它们会产生热量 - 想想晴天和阴天的温差。然而当温室气体 (GHG) 被释放到地球大气层时,它们会形成一层隔热层阻止热量逃回太空。与温室为植物提供更温暖环境类似,这些温室气体也会在大气中积聚热量。

这种温室效应至关重要;没有它,地球将变得过于寒冷,无法维持生命。但自工业革命以来,人类活动大大增加了大气中的温室气体排放量。随着它们持续数年甚至数百年,会放大温室效应并导致全球气温上升,使温室气体排放成为全球气候变化的主要原因。

需要采取行动的七大可持续发展趋势

了解塑造可持续发展商业世界的趋势,以及有助于推动转型的洞察分析。

相关内容

注册获取有关温室气体排放核算的电子书

温室气体的主要类型有哪些?

专家们认为二氧化碳 (CO2) 是温室效应的主要驱动力,但并非唯一的促成因素。其他温室气体的影响,包括甲烷 (CH4)、一氧化二氮 (N2O) 和氟化气体(如氯氟烃)的影响,以二氧化碳当量 (CO2e) 来衡量。CO2e 测量有助于显示所有温室气体的整体影响,而不仅仅是 CO2

每种温室气体的影响都以其全球变暖潜能值 (GWP) 来衡量。这一指标将某种气体在某一特定时期(比如 20 年、100 年或 500 年)的热捕获能力与 CO2 的热捕获能力进行比较。例如,CH4 的 100 年 GWP 约为 CO2 的 28-36 倍。

二氧化碳

CO2 是最丰富的温室气体,其排放量占人类造成的温室气体排放总量的四分之三。CO2 排放的主要来源是化石燃料的燃烧,如煤、石油和天然气作为能源和运输工具。CO2 还会通过森林砍伐和其他土地利用变化而释放。工业革命之前,全球 CO2 浓度约为百万分之 280 (ppm)。根据美国国家海洋和大气管理局全球监测实验室的数据,2023 年 5 月,它达到了 424 ppm 的创纪录水平。1

甲烷

CH4 是天然气的关键成分,其含量低于 CO2,但在大气中捕获热量的效率是其 25 倍以上。这在很大程度上是农业实践和牲畜排放的结果(一头奶牛每年排放 220 磅 CH42)。但动物并不是唯一的排放源:有机废物在垃圾填埋场腐烂、水稻收割实践、湿地栖息地以及化石燃料的生产和运输也会产生 CH4 排放。

一氧化二氮

N2O 源自农业活动、工业过程和化石燃料的燃烧。它不如 CO2 和 CH4 普遍,但仍然是全球变暖的重要因素。农业实践,特别是合成肥料的使用,是 N2O 排放的主要来源。

氟化气体

合成的人造气体(包括氢氟碳化物、全氟化碳、氯氟烃、六氟化硫和三氟化氮)用于制冷、空调和电子制造等工艺。虽然氟化气体不如 CO2、CH4 和 N2O 常见,但它是最有效的捕获热量气体之一并且可能在大气中存留数千年。

温室气体排放从何而来?

温室气体排放来自多个来源。有些是自然过程的结果,例如火山爆发和野火释放 CO2 等气体到大气中,而动植物的分解会释放 CH4。但大多数全球温室气体排放来自人为来源,这意味着它们来自人类活动,例如:

燃烧化石燃料

四分之三的人为温室气体排放来自煤炭、石油和天然气等化石燃料的燃烧。当它们燃烧以产生能量或作为运输燃料时,会向大气释放大量 CO2。例如,以汽油和柴油为动力的汽车和其他车辆在发动机中燃烧时,会排放 CO2。飞机是主要的排放源:喷气机燃料的燃烧在高空排放 CO2 和其他温室气体,它们对大气层的影响更大。许多发电厂使用煤炭、石油或天然气发电,而家庭和建筑物的供暖和制冷系统也是如此。

农业

牲畜,尤其是牛,在消化过程中会产生 CH4,然后释放到大气中。当饲养大型畜群用于肉类生产时,CH4 的总排放量可能很大。稻田在种植过程中也会释放 CH4。当稻田被淹没时,它们会为细菌以分解的天然物质为食创造厌氧条件,并在此过程中释放 CH4

森林滥伐

森林是重要的碳汇,这意味着它们能从大气中吸收 CO2。当森林被砍伐或焚烧时,树木会再次释放它们储存的碳。对农产品的需求往往会推动森林砍伐,从而导致为经济作物和畜牧业清理土地。

工业流程

某些制造过程会释放温室气体。当原材料被加热到高温时,它们会产生 CO2;例如,CO2 是生产水泥时将石灰石变成熟料的化学反应的副产品。在化学制造业中,合成化学品、塑料和其他产品的生产会产生 CH4、N2O 和 CO2

为什么温室气体排放是一个问题?

温室气体是维持地球宜居温度的必要条件。但随着温室气体浓度的增加,它们在大气中捕获了更多的热量,对全球气候和环境的影响变得更加严重。这些后果包括

全球变暖

温室气体排放是全球变暖的主要原因。它们会增加温室效应,导致全球气温上升。最近几年是有记录以来最热的年份。根据联合国政府间气候变化专门委员会的评估报告,自 1850 年以来,过去四十年中的每一个十年比之前的任何一个十年都要暖。3热量增加会导致飓风、洪水、热浪和干旱等恶劣天气事件更加频繁发生。

海平面上升

气温升高有助于加速极地冰川的融化。这导致海平面上升,对沿海社区和低洼地区构成重大威胁。

海洋酸化

大气中 CO2 越多,世界海洋中 CO2 的含量就越高。这会导致海洋酸化,从而危害海洋生物,包括珊瑚礁和贝类。

受到破坏的生态系统

气候变化可能导致生物多样性丧失,因为物种难以适应变化或面临灭绝。气温升高会影响鸟类的迁徙模式,或导致入侵物种大量涌入。这些变化可能会严重破坏为生态系统提供动力的复杂食物链,影响到各个层面。

空气质量差

一些温室气体会造成空气质量下降,从而导致人类呼吸系统疾病和其他健康问题。气候变化引起的天气条件,例如干旱和野火,可能导致地面臭氧、灰尘、烟雾和其他污染物的增加。它还会导致空气中过敏原的扩散或增加。

经济影响

对环境的破坏会影响供应链和资源获取,从而对各行各业造成损害。气候变化可能对农业部门产生毁灭性影响,因为极端天气、温度和供水的变化以及空气质量差会破坏农作物的生长和收获。旅游业和其他依赖天气的行业面临风险,比如,随着气温升高,降雪量减少,滑雪胜地可能会关闭。

什么有助于减少温室气体排放?

由于温室气体对全球变暖有巨大贡献,因此减少排放是缓解气候变化的关键。为了实现这一目标,个人、企业和政府机构正在共同努力降低排放,旨在实现净零排放的最终目标,即温室气体排放量等于从大气中清除的温室气体量,从而有效地使人为排放尽可能接近于零。

可能有助于减少温室气体排放的策略包括:

可再生能源

减少 CO2 排放的最有效方法之一是从化石燃料转向太阳能、风能和水电等可再生能源。这种向可再生能源的转变减少了对排放严重的化石燃料燃烧的依赖,从而降低了发电和运输的排放。

能效

提高家庭、建筑和工业空间的能源效率可以减少能源消耗,从而减少温室气体排放。这种能源使用的变化可以通过建筑隔热、节能电器和可持续设计实践来实现。在企业和工业层面,新技术采纳更好的能源管理,帮助公司减少碳足迹。

可持续交通

减少交通运输行业的排放包括改用电动汽车、增加公共交通以及鼓励拼车、骑自行车和步行。

可持续农业和林业

实施可持续举措,例如减少化肥使用和责任土地管理,可以减少 N2O 排放并促进土壤健康。恢复和种植树木可以帮助吸收大气中的 CO2

新兴技术

数字化、人工智能 (AI)、先进的数据采集和分析以及其他技术创新有助于减排工作。例如,使用无人机和传感器可以帮助提高农业和工业过程的精度,从而确保资源的最有效利用。或者,AI 驱动的分拣系统可以比人工分拣更准确地分离可回收材料,从而有助于废物管理实践。

个人行动

在较小的范围内,个人正在采取措施减少他们的个人碳足迹。这些措施包括回收利用、改用可持续的能源和运输方式,以及饮食和其他生活方式的改变。人们可以使用美国环境保护署家庭碳足迹计算器4 或联合国气候变化框架公约生活方式计算器5 等工具来衡量其影响。

政府和政策制定者如何减少温室气体排放?

世界各国正在按照《巴黎协定》采取行动,这是 2015 年联合国气候变化大会谈判达成的一项具有里程碑意义的国际条约,旨在限制温室气体排放的影响。6这些措施包括政府通过补贴和其他激励措施、车辆和工业运营的燃油效率标准以及对公共交通的投资来支持可再生能源。各国政府也在纷纷制定环境法规和标准以限制排放。通过碳定价,政府可以征收碳税或建立限额与交易制度,以鼓励企业和个人减少排放。

公司和企业如何减少温室气体排放?

为了实现温室气体净零排放,企业正在测量其碳排放量,并确定减少温室气体排放的机会。企业的目标是其范围 1 排放量(由其自身来源产生)和范围 2 排放量(由其使用的电力和其他资源产生)。他们还在解决范围 3 排放,也称为供应链排放,这些排放是由运输、供应链以及产品使用和处置等间接来源产生。他们通过脱碳减排方案包括:

碳核算

通过碳核算跟踪排放,使企业在设定目标和衡量进展时能够展示透明度和对环境责任的承诺。

碳捕集与封存 (CCS)

CCS 技术从发电厂和工业生产过程中捕获 CO2 排放,然后将其封存在地下,防止其进入大气。

减少消耗并转向可再生能源

减少能源浪费和提高能源效率可以改善能源使用。转向可再生能源有助于脱碳工作,还可以降低运营成本。环境、社会和治理软件可以帮助企业识别提高效率或减少浪费的机会,并测量和管理其排放。

供应链管理

为了帮助减少范围 3 排放,许多公司正在与供应商合作,以减少产品和材料的总体碳足迹。

相关解决方案
IBM® Envizi 排放管理软件

使用温室气体排放管理软件准确计算和报告温室气体排放,揭示洞察分析并跟踪实现脱碳目标的进度。

深入了解 IBM Envizi 的排放管理软件

采取后续步骤

利用 IBM Envizi ESG Suite 简化环境、社会和治理 (ESG) 数据的采集、整合、管理、分析和报告。

深入了解 Envizi 预约实时演示
脚注

所有链接均为 ibm.com 外部链接

1 破纪录:大气二氧化碳水平再次飙升,美国国家海洋和大气管理局,2023 年 6 月。

2 奶牛与气候变化,加州大学戴维斯分校,2019年6月。

3 气候变化 2021:物理科学基础,政府间气候变化专门委员会 (IPCC),2021 年 8 月。

4 家庭碳足迹计算器,环境保护署 (EPA.gov),2023 年 6 月。

5 生活方式计算器,联合国气候变化框架公约,2021 年 9 月。

6巴黎协定,联合国,未注明日期。