区域的环境―经济系统能流分析的研究.doc

区域的环境―经济系统能流分析的研究 　　摘要 物质和能量流动是环境―经济系统得以正常运行的必要条件，该系统是一个将原料、能源转 化为产品和废弃物的代谢过程。相对物质流动，能量流动呈单向流动，并且在流动过程中利 用效率较低，从而导致这一过程对自然环境产生负面影响。参考物质流分析方法，提出区域 环境―经济系统能流分析的研究框架，对分析的主要能源类型、系统边界、数据的获取途径 与处理（如以能值分析中的太阳能值作为统一的分析单位）进行了说明；在以往能流分析、 物质流分析和能值分析研究的基础上，提出区域环境―经济系统能流分析的分析指标。通 过 对区域（城市）环境―经济系统的能量流进行分析，其结果可以为区域能流的优化管理、 优化能源使用结构、污染物总量控制、节能减排等能源政策的制定提供导向。 　　关键词 能流分析；物质流分析；能值分析；能流密度；能源消耗强度 　　中图分类号 X21；F224.12 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2008）05-0059-05 　　 　　早期的资源代谢研究主要集中于社会经济系统的物质流分析。作为用于分析社会经 济的 物质流代谢方法，物质流核算的框架和指标也越来越完善，如Eurostat的国家层面物质流核 算指南［1］。2001年，Haberl提出，必须全面考虑社会代谢的能源和物质，以扩大 代谢方法的研究范围，并且充分开发这一方法的潜力，以实现可持续发展［2］。Hab erl还进一步指出，能流分析是实现全面了解社会经济代谢必不可少的部分，因为维持物质 不断流动的前提是获得不断的能量输入，以推动系统内物质的转移和转换［3］。 　　诺贝尔奖获得者Ostwald最先从能量的观点来研究社会经济系统。1992年，Giampiet ro 等评估了在社会经济代谢过程中，用于改变生态系统能量大小。考虑社会经济系统中的能量 流，可以像生态学家描述生态系统中的能量流一样来加以考虑。社会经济代谢的核算系统也 应该考虑驱动物质流动的能量流［4］。2001年，Haberl提出与物质流分析相一致 的能流核算方法，用于分析进入和离开国家经济系统的能量流动［2］。2004年，Hab erl等 提出物质和能量流分析（MEFA）框架，通过跟踪社会经济中的物质和能量流，以及评估与 这些流动相关的生态系统变化（例如土地利用），从而分析社会与自然系统之间的相互作用 ［5］。2006年，黄书礼等对台湾1981-2001年间社会经济代谢进行了分析，将物质 流分析和能值分析结果进行对比研究。通过对比分析发现，单独的物质流分析不足以识别 台湾不断增长的能源使用［6］。2006年，Haberl基于社会代谢方法，探讨了社会经 济能量流的可持续性问题；与传统的能量统计（只考虑技术设备上使用的能源）相比，该方 法考虑了与人类社会相关的各种能量流，包括了人和家禽的营养能量流［7］。目前 ，大多数有关社会经济代谢的研究都忽视了能量流，因为用相同的单位来比较物质和能量是 很困难的。 　　 　　能流分析是用来评估能源使用效率的方法，它对环境―经济系统中能量的投入和产出进行量 化分析，同时通过能量统计，对能源的初级输入、能源转换、最终能源使用、能源输出等过 程进行结算。在能流分析中，分析的对象主要包括生物质（燃料）、化石燃料、能源产品、 电力等。 　　以往能流分析将各种性质和来源根本不同的能源以能量单位表示后进行比较和数量研究，然 而不同类型的能源并不可比较和加减。以能值作为共同的度量标准，则可以将各种原本不可 相加和比较的能量，通过其能值相加和比较，使系统分析建立在太阳能值为标准的基础上 ?［8］。文章参考物质流分析方法，提出环境―经济系统中的能流分析框架和分析指标 ， 并以能值分析中的太阳能值作为统一单位。通过对区域（城市）环境―经济系统进行能流分 析，可以为区域能流的优化管理、优化能源使用结构、污染物总量控制、节能减排等能源政 策的制定提供导向。 　　 　　1 区域环境―经济系统能流分析研究框架 　　 　　区域（城市）能流分析研究框架（见图1）建立的基本原理是能量守恒定律，即系统的总输 入=总输出+净累积量。区域能流分析能够进行时间序列分析和跨区域/国家的比较。 　　 　　1.1 分析的主要能源类型 　　在能流分析中，分析的主要能源类型包括能源输入、能源转换、终端能源和有用能源、能源 输出等。 　　刘?伟等：区域（城市）环境―经济系统能流分析研究中国人口#8226;资源与环境 2008年 第5期 （1）能源输入。输入经济系统的能源中最主要的一部分来自区域自然环境中的各种富含能 量的物质（生物质、化石燃料等），利用的水能、风能等，原子能转化为热，或把太阳能转 化为热及电能。此外输入经济系统的能流还包括从其他国家和地区进口