一、碳排放基础概念

1. 定义：碳排放，是指煤炭、石油、天然气等化石能源燃烧活动和工业生产过程以及土地利用变化与林业等活动产生的温室气体排放，也包括因使用外购的电力和热力等所导致的温室气体排放。

2. 主要温室气体：二氧化碳（CO_2）、甲烷（CH_4）、氧化亚氮（N_2O）、氢氟碳化物（HFCs） 、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF_6）。其中二氧化碳是最主要的温室气体，在全球温室气体排放中占比最高，这主要源于大量化石能源的燃烧。

二、碳排放来源

1. 能源活动：这是碳排放的最主要来源，涵盖了发电、供热、交通运输、工业生产等领域。以发电为例，传统的火电主要依靠煤炭燃烧，每燃烧1吨标准煤大约会产生2.66 - 2.72吨二氧化碳排放。交通运输方面，全球汽车保有量持续增长，燃油汽车尾气排放是城市碳排放的重要组成部分。

2. 工业生产过程：像钢铁、水泥、化工等行业。在水泥生产中，石灰石煅烧分解产生大量二氧化碳，每生产1吨水泥熟料，大约排放1吨二氧化碳。钢铁行业中，铁矿石还原过程需要消耗大量能源，也会产生大量碳排放。

3. 农业活动：农业生产中，水稻种植过程中，在淹水条件下，土壤中的有机物分解会产生甲烷排放。另外，化肥的使用，特别是氮肥，会导致氧化亚氮排放。据统计，全球农业活动产生的温室气体排放约占总排放量的10%-12%。

4. 土地利用变化和林业：森林砍伐和土地开垦导致植被减少，植物吸收二氧化碳的能力降低，从而间接增加碳排放。相反，植树造林和森林经营则可以增加碳汇，吸收大气中的二氧化碳。

三、碳排放衡量与核算

1. 碳排放衡量单位：通常以“吨二氧化碳当量（tCO₂e）”为单位，将不同温室气体的排放按照其全球增温潜势（GWP）换算成二氧化碳的排放量，以便统一衡量和比较。例如，甲烷的GWP是二氧化碳的28 - 36倍（100年时间尺度），即1吨甲烷排放相当于28 - 36吨二氧化碳当量排放。

2. 核算方法：主要有实测法、物料衡算法和排放因子法。实测法通过安装在线监测设备，实时测量排放源的气体流量、浓度等参数来计算排放量；物料衡算法根据物质守恒定律，对生产过程中的各种物料投入和产出进行核算，从而确定碳排放；排放因子法是利用已有的排放因子数据，结合活动水平数据（如能源消费量、产品产量等）来计算排放量 ，排放因子通常由相关机构通过大量实测数据统计分析得出。

四、碳排放影响

1. 气候变化：导致全球气候变暖，引发冰川融化、海平面上升，威胁到沿海地区和岛屿国家的生存。据研究，过去一个世纪全球平均气温已经上升了约1.1℃，如果碳排放得不到有效控制，到本世纪末，全球平均气温可能上升3 - 5℃。

2. 生态系统破坏：影响生物多样性，改变生态系统的结构和功能。许多动植物物种可能因为无法适应快速变化的气候而面临灭绝风险，生态系统的失衡又会进一步影响到人类的生产生活，如农业病虫害加剧、渔业资源减少等。

五、应对碳排放措施

1. 能源转型：大力发展可再生能源，如太阳能、风能、水能、地热能、生物质能等，减少对化石能源的依赖。一些国家已经制定了明确的可再生能源发展目标，如欧盟计划到2030年，可再生能源在能源消费中的占比达到40%。

2. 提高能源效率：在工业、建筑、交通等领域推广节能技术和设备。例如，工业上采用先进的余热回收技术，建筑采用节能门窗和高效隔热材料，交通领域发展高效的公共交通系统和推广节能汽车。

3. 碳捕获、利用与封存（CCUS）：将大型排放源产生的二氧化碳捕获并进行利用或封存。比如，将捕获的二氧化碳用于生产化学品、强化石油开采（EOR），或者将其封存在地下深部地质构造中。

4. 政策与市场机制：各国政府制定碳排放相关政策，如碳税、碳排放交易体系（ETS）等。碳税是对碳排放行为征税，促使企业减少排放；碳排放交易体系则是通过设定碳排放总量上限，在市场上分配碳排放配额，企业可以通过交易配额来满足自身排放需求，从而形成碳交易市场。