1.2　研究进展

1.2.1　基于生命周期的碳排放评价方法

在碳排放评价计算模型方法的研究中，基本方法是由联合国气候变化组织IPCC提出的：排放量=活动水平×排放因子[6]，即

式中：Q为总的碳排放量；AD为活动水平；EF为碳排放因子，通过评价模型直接计算。

现在针对能源、工业、畜牧业、种植业、土地利用、林业和废弃物七大领域[3]，IPCC已经公布了相应的评价模型，定量计算碳排放量。但对建筑业没有可以直接使用的评价模型。

在评价建设项目的环境问题时，生命周期评价（life cycle assessment，LCA）方法是一种将建设项目作为产品，全面系统的进行环境量化评估的方法，近些年已被学术界广泛认可。国际环境毒理学和化学学会（Society of Environmental Toxicology and Chemistry，SETAC）在1990年首先定义了生命周期评价[19-21]：“LCA是一个量化评价产品系统或者其行为相关的全部环境负荷的过程。在生命周期评价的过程中，首先要辨识和量化使用的物质、能源以及对环境的排放，然后再评价这些排放产生的影响。生命周期评价的范围包括了产品及其行为相关的所有过程，即包括了原材料的开采、加工、运输，制造、使用、维持，循环以及最终处理所有过程[22]。”2006年，国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）继续颁布了ISO 14040[23]：2006替代了ISO 14040：1997中关于LCA的定义、原则和框架的部分阐述。ISO颁布的生命周期评价框架以及ISO 14040-ISO 14043标准的作用见图1.3。

可以看出生命周期评价框架包括了确定目的范围，生命周期清单分析（life cycle inventory，LCI），生命周期影响评价（life cycle impact assessment，LCIA），以及结果解释4个部分。

在建筑业，比较成熟的评价体系都是基于LCA的框架建立，如英国建筑研究所（building research establishment，BRE）和美国绿色建筑委员会（The U.S.Green Building Council，USGBC）等，都颁布建筑物碳排放评价工具，如绿色建筑评估体系（leadership in energy and environmental design building rating system，LEEDTM）。这些评价体系的研究边界集中在商业建筑物的使用期，从建设完成到建筑物废弃的过程，影响碳排放的要素是根据绿色建筑物评价标准中选取的与碳排放相关且可以定量计算的要素，主要包括节能、绿化、节水、区内交通4个要素，进一步细化成各项指标。然后根据确定所得的要素，选择国际标准公认的排放系数指标，计算排放因子，建立评价公式。但过去的研究证明了商业和水电建筑物在其生命周期中碳排放量分布比例是不同的[17]，见图1.4。

商业建筑物使用期的碳排放量占到80%左右，而水电建筑的碳排放主要集中在建设期。根据生命周期的评价框架、范围和影响要素的不同，所选择的评价方法也不相同，所以上述建筑业评价体系模型不能直接用于衡量混凝土大坝生命周期的碳排放量。在混凝土大坝生命周期碳排放评价时，要重新根据LCA评价框架步骤，分析已有建设项目的碳排放评价方法，确定碳排放要素，建立碳排放清单以计算混凝土大坝的碳排放量。

基于LCA的碳排放评价方法已经成为了选择建设过程材料、构件以及施工设备的唯一合理标准，也是建筑物环境评价的基础方法[20]。根据生命周期评价框架的步骤，在建设项目的评价过程中，首先要确定评价的范围。过去研究中在制定生命周期范围时通常会根据现有的数据量和研究项目的特点进行取舍，如Ochoa评价了居民建筑时将范围确定在原材料获取、生产制造和运输阶段，但忽略了建设过程阶段[24]；谷立静将建筑物的生命周期分为建筑部品（材料及设备）生产、建造施工、运行维护和拆毁处置4个阶段，在各个阶段中都使用到能源，能源的输配和建筑部品的运输可以将各个部分连接起来，形成图1.5所示的整体[19]。

张又升主要从建设和使用两个阶段分析了建筑物的碳排放量，其中建设阶段包括了设计、材料生产、运输、施工过程，使用阶段包括了维修、拆除和废弃物处理的过程[25]。尚春静和张智慧定义的生命周期阶段包括了原材料的开采，建设材料和设备生产，以及施工安装、运行维护和拆除的过程[26，27]，而且深入讨论了项目周期和建筑生命周期间的关系。

在国外的相关研究中，在ASCE library、Science Direct-Online、Elsevier Science等数据库上查到的近200篇关于建筑碳排放的研究文献中，由于建设项目的复杂性、独特性和数据的局限性，研究设定的计算范围也有不同。分析了其中13篇重点研究了建设过程中碳排放量的文献，计算范围包括了建设材料获取[28-31]、材料运输[32-34]、设备运输[32，33]、设备能耗[29，32，34，35]、工人运输[32]、材料废弃[33]等部分，统计得到各部分的篇数为：材料获取（7篇）、材料运输（4篇）、设备运输（3篇）、设备能耗（7篇）、工人运输（2篇）、材料废弃（2篇）、建设服务（3篇）。

在框架研究的生命周期清单研究中，关键是要收集基础数据，建立排放要素，进行清单分析。国内外主要的建筑材料清单研究的数据收集方法见表1.1[20]。

可以看出，在国内的研究中以文献调研为主，虽然现场调研可以得到最直接的一线资料，了解当地的流程，相对于文献调研可评价得更准确，但容易受到行业保护和数据保密的约束，且需要较高的成本，只在客观条件允许时优先采用。国外的数据库研究相对更加完善，Simapro、Gabi、Gemis、Analytical、ELCD（European reference life cycle database）等数据库和分析软件都是在LCA框架图的基础上，分析文献资料，建立基础数据库，以方便用户直接建模进行生命周期评价。但这些商业软件的地域性和时间性都很强，与研究所在国家的技术水平直接相关，难以直接应用到我国的数据分析中，本土化过程中需要进行系数调整，在这方面现在仅有个别研究做了假设，还缺少理论的验证。在数据库建设方面，我国和国外相比还很不完善，近些年随着国家对环境问题的日益重视以及文献、调研等基础数据资料的不断完善，LCA研究在国内发展迅速，陆续推出了绿色建筑物评价标准和绿色奥运建筑评估体系。张智慧等研究和开发了基于Web平台的6种建筑材料的数据库及评价体系（building environmental performance analysis system，BEPAS）[53]。已有的研究中，资料较完整的是由四川大学开发的中国生命周期参考数据库（Chinese reference life cycle database，CLCD）[54]，该数据库示例见图1.6。

该数据库主要是在全国平均水平下，基于过程LCA计算得到的基础材料数据、设备数据，并在此基础上建立了eBalance软件，可在软件平台上模拟输入输出过程，计算碳排放清单。

接下来分析主要的碳排放评价方法，主要分为“由下至上”的基于过程（process）分析和“由上至下”的基于投入产出（economic input-output，EIO）分析两派。基于过程的LCA评价方法是按照SETAC提出的研究框架的形式，在制定范围边界后，对评价过程进行详细的分析，该方法在概念上简单直接，在数据可获性和可靠度较高时，计算结果相对准确，但要花费较高的时间和成本，有时很难得到一手的数据资料[55，56]。基于投入产出的LCA方法最早由Leontief在20世纪70年代提出[57]，在卡内基梅隆大学的研究中得到推广[55，58，59]。该方法是以国家和地区的经济为边界[60]，成本和时间投入少，为用户提供方便，但因使用集成的数据，评价结果相对粗略，难以准确分析具体过程的排放量[56]。

上述两种方法是建筑项目生命周期评价中普遍使用的方法，表1.1中学者采集数据的过程都属于过程分析法，其他的一些采用过程分析法的研究，如Junnila等，在2003年从材料制造和现场设备两个方面，评价了建设过程的碳排量[61]；燕艳针对浙江省的建筑物进行了碳排放量计算[62]；顾道金、朱颖心、谷立静等评价了住宅建筑物环境影响，并对我国建筑行业的综合环境、发展变化情况和可能的节能措施进行了分析[46]；李小冬、张智慧采用过程单元，评价不同建设材料能源消耗和施工过程中的环境影响[63]；尚春静、张智慧以北京一个住宅小区为例分析了从建设、使用到建筑物废弃整个过程的碳排放量[26，27]。Hacker[64]、Gustavsson[65]、Yan[66]、Tang[67]、刘伟[68]、秦佑国[69]、刘博宇[70]、黄国仓[71]、张倩影[72]、林波荣[73]、李海峰[74]等也都曾采用过程分析法分析建筑物的碳排放量。投入产出法在针对单独项目的评价中主要是以Leontief[57]、Lave[58]、Hendrickson[56]、Ochoa[24]、Matthews和Sharrard[75，76]等的研究为主，Suzuki[77]、Seo[78]、Norman[79]、Gerilla[80]等也做过一些评价。

Singh等在研究中指出EIO-LCA的方法高度的数据集成过程不利于对单个建设项目进行具体评价，而且也不适用于评价同一部门下的不同建设方法，当两种方法的投入相同时，得到的排放量也相同，难以区分具体的过程[81]。在对美国匹兹堡市的一座钢结构建筑物案例研究可以看出，相对过程生命周期评价（Process-LCA），投入产出生命周期（EIO-LCA）的评价结果相差到2倍以上[32，39]。Keoleian等使用Process-LCA方法计算了美国密歇根州安娜堡的一所标准住宅的能源消耗和温室气体排放，结果显示90%都来自于住宅的使用阶段[82]。Ochao-Franco通过EIO-LCA对同一个案例进行计算，得到了相似的排放比例，但排放总量要明显的提高[83]。为了更大程度地发挥上述两种LCA评价方法的优势，学者们提出耦合生命周期评价（Hybird LCA）方法，在不同的阶段选择适当的方法，以有效解决统一边界范围、时间和成本的问题。现有的Hybrid LCA评价模型，主要包括了tiered[84]、I-Obased hybrid[60]、integrated[85]和augmented process-based[86]等。Guggemos和Horvath根据Hybrid LCA模型，分析了美国加利福尼亚的一座商业大楼的建设过程阶段，研究的边界设在临时材料制造、材料和设备运输、设备使用、废弃物处理阶段，在案例研究中看出，设备的使用占到环境影响的50%以上[38]。Bilec等也采用Hybrid LCA模型，评价了美国匹兹堡市一座车库在运输、设备使用、建设服务、生产和维修建设设备、现场用电、用水方面的环境影响，指出交通运输是最大的影响因素[87]，并结合商业建筑物建设过程的特点，耦合评价了过程的环境影响[88]。

1.2.2　大型基础建设项目的生命周期评价

随着大型基础建设部分的碳排放量日益增加并受到了人们的关注，近些年学者们逐渐开始研究这方面的碳排放量，但比起建筑物的研究进展还是相差较远。在现有的研究中，生命周期评价仍然是分析这部分排放量的主要方法[81]，主要有代表性的包括：Keoleian等应用Process-LCA方法评价了两种不同的桥梁设计方法的生命周期影响，该研究侧重于分析由于使用不同的维修桥梁的方法，改变了工期，在此过程中原定于通行该桥梁的车辆，因为桥梁维修而变更路线而产生的排放差异，结果见图1.7，水泥基复合材料（engineered cementitious composites，ECC）的环境表现要好于普通材料（conventional composites，Conv.C）[89]。

Cass等结合了过程分析和投入产出法，计算了高速公路建设过程中的温室气体排放量，通过现有的工地现场统计报告，计算设备制造、材料生产、燃料生产、设备使用、现场运输部分，比较了两种不同的混合评价模型的结果，见图1.8。

在对比分析了评价结果后，指出合理的评价方法可以指导承包商在建设过程中监测项目的排放量，促使核算政策出台，激励承包商去改革建设工艺，减少排放。另外也有利于统计机构比较不同的建设操作方法的长期环境表现，从而可以得出重要的统计结论，有利于减少碳排放量[90]。

目前对基础设施中水电项目生命周期的研究还很有限，主要集中在两个部分：一部分是研究和比较不同的能源生产方式的环境表现[91]，图1.9是Gagnon等的研究结果，通过比较水电、煤电、核电、风电、天然气发电等的碳排放系数，量化水电工程在减缓全球变暖方面的优势[92]。可是这些已有的研究只给出了最终的生命周期评价结果，没有说明具体的范围边界和计算方法，以及研究假设条件是什么，在实际的项目评价中很难直接应用。另一部分的研究中，Coltro、Kim等认为水库排放是大坝生命周期中最主要的排放源，只考虑了水库的排放问题[93，94]，图1.10是Pacca的研究结果，指出相对于水库的排放量，大坝建设的其他过程可以不考虑，只进行了简单的估算。但这些对水库排放的研究主要集中在热带区域，我国的水库大多处于亚热带地区，产生的温室气体会明显减少[95，96]，所以上述研究中对大坝建筑物本身的碳排放量一直被低估[97]。

然而随着混凝土大坝的快速发展，学者们意识到大坝建设集中在一段时间内完成，消耗大量的材料和机械设备，是碳排放密集的过程，需要建立一个标准的方法去广泛评估其环境影响。但由于缺少大坝建设排放清单数据库，该阶段的研究还很有限。Pacca和Horvath在2002年初步研究了格伦峡谷水电工程水电工程生命周期排放，但只限于对材料总量的评估，没有考虑具体的建设过程、运行、维修和报废阶段的排放量[98]。Zhang等指出了在大坝评价的时候，需要从原材料的获取生产、运输、建设安装、运行，维修、报废等阶段来进行评价。在研究中收集了水电站建设材料、设备、运行、维护阶段的成本数据，使用EIO-LCA的方法，基于美国1992年的投入产出表评估了我国的两座大坝。在计算材料生产的碳排放时，直接使用主要的建筑材料总投资进行环境评价；在使用和维修阶段采用假设的投资金额，直接利用美国的投入产出表，进行简单的计算[99]，结果存在较大的偏差。Gu等也采用了相似的EIOLCA方法和步骤评价了水电项目的环境影响[100]，结果的误差也较大。

在上一节的分析中可知，EIO-LCA是一种数据高度集成的方法，代表了整个地区的平均经济情况，不适用于评价单独的建设项目或者评价相同建设项目中的不同建设方法的效益，不利于为后续的决策提供支持[81]。例如，在同一个建设项目中评价两种不同的建设技术，如果两种技术在某一阶段的总投资额度一定，则采用这种方法计算出来的环境影响也是相同的，无法体现出建设技术的过程差异，难以让决策者确定应该选择哪种建设方法，而且投入产出法不能给出过程管理的数据，承包商也很难量化建设过程的碳排放量，难以找到减排的动力支持。从投入产出表来看，目前国内的投入产出表中的部门分类不是很具体，水利工程在投入产出表中还没有单独列出，采用Zhang的方法计算时只能代表工民建、基础设施等整个建设领域的平均水平，不适用于评价单独的混凝土建设项目，而且美国的投入产出表的部门划分和我国的部门划分也有较大的区别[101]，想要直接利用还需要进行一些专门的工作[102]。所以直接采用投入产出法评价混凝土大坝生命周期的碳排放量、比较各类筑坝技术是不可行的，需要基于现有的评价方法建立一套评价模型进行碳排放研究。

1.2.3　离散事件模拟法在碳排放评价中的应用

在生命周期各阶段中，建设过程是动态变化和承包商唯一可控的，是和碳排放的过程管理直接相关的。在设计确定了筑坝方案后，承包商只能在建设过程阶段通过有效的管理优化建设方案，实现减排，以满足建设过程的排放量控制需求[103]。一直以来，建设过程的碳排放量都一直被忽略和低估[39，75，88，104]。在Bilec的研究中，系统分析了建设过程的特点，提出了评价模型，见图1.11。

在Bilec的耦合评价模型中，可以看出现场机械设备的耗油、耗电量是建设过程的主要组成部分，主要是基于SimaPro、美国现有的数据库Nonroad和美国能源部的AP-42中的排放系数进行过程分析。在设备制造和临时服务部分等主体房屋建筑的附属部分，采用EIO-LCA进行分析。然而Bilec的分析和Cass等的研究相同，只限于在建设过程能源总量可获得的情况下，静态分析各类机械设备的燃油量。而在动态建设的过程中，这个数量是随着建设方案的变化而变化的。Löfgren和Tillman在研究中指出生命周期评价的方法基于静态的评价，在建设操作过程中，随着机械设备工作时间相互影响，不能动态实时地反映机械设备间平行、重复、交叉的过程，难以实时评价不同的建设方案[105]。Ahn和Lee的研究进一步指出动态评价建设操作过程的碳排放量是研究成本、进度和排放关系的主要过程[106]。

因此，实现碳排放的过程管理，要采用其他研究方法反映建设过程的动态变化特点，评价不同的建设方案下的排放情况，González和Echaveguren等在道路建设过程环境评估框架考虑使用离散事件模型[107]。离散事件模拟（discrete event simulation，DES）方法是一个可以用来定量分析评价建筑物操作和运行过程的有效工具[108，109]，该方法将整个建设活动分解成单独的离散事件，事件的状态不具有连续性，每个事件具有自己独立的开始、运行和结束时间，所有的事件相互协调，从而得到最优化的事件组合过程[110]。可以用来评价和优化不同建设方法，有利于直观地展示新方法的施工过程[111，112]，阐述变量相互影响，在各个时间节点上得到项目的整体表现。

Pan在研究中通过使用CAT油量检测设备以及美国能源部中耗油和排放间关系系数得到机械设备各种工作状态下的耗油和排放量，结果见表1.2[103]。

可以看出如果简单采用生命周期的评价方法，评价机械设备不同工作状态下的碳排放量，结果是相同的，结果与真实的碳排放量相差很大，特别是在机械设备处于等待的状态时，结果相差了100多倍，而且没有办法区分机械设备的工作状态。虽然采用油量检测设备记录每台机械的耗油量、然后计算碳排放量，可以定量准确地评价每种机械设备在每个工作状态时的碳排放量，但需要花费很高的设备购置和检测成本。

Lewis等将建设过程中的机械设备的工作状态简单分为操作和待工两种，通过分析7类34种型号机械设备在这两种工作状态下的碳排放量，计算两个状态间的碳排放系数[113]，为客观评价建设过程的碳排放提供了可能。以此研究为基础，在过程优化分析中，计算每种机械设备真实的工作时间，包括操作时间和待工时间两部分，然后结合生命周期得到的能源消耗的排放系数，以及已有研究中关于操作和待工时间的排放系数比例，计算每种建设方案下的碳排放量，从而为碳排放的过程管理提供支持（图1.12）。

从图1.12中分析可以看出，静态的生命周期评价方法无法得到机械设备真实的工作时间，而现场真实的试验预测成本很高，且很难实施。通过离散事件方法模拟建设过程，预测设备真实的操作和待工时间，可以帮助建设管理者更好的分析和优化操作过程[114]。已有的研究主要还是应用DES模型分析建设活动的成本或者进度表现，关于排放表现分析以及对排放、进度和成本间关系的全面分析还很少。研究主要集中在单独的建设活动上，在比较各类建设方法以及评价复杂的建设过程中的排放、成本和进度上的总体表现还需要进一步研究分析[115]。在设计规划阶段，决策者目前更多考虑的是成本和进度要素，但方案并不一定能保证排放的良好表现。González和Echaveguren指出未来在离散事件模拟的基础上建立全面的动态评价的方法，进一步综合考虑排放、成本和进度的关联性[107]。

1.2.4　水电项目碳交易机制

碳交易是为促进全球温室气体减排，减少全球二氧化碳排放所采用的市场机制。《京都议定书》把市场机制作为解决二氧化碳为代表的温室气体减排问题的新路径，即把二氧化碳排放权作为一种商品，从而形成了二氧化碳排放权的交易，简称碳交易。碳交易的经济学基础是科斯定理，罗纳德·科斯认为只要在初始产权明确且交易成本极小的前提下，当事人就可以通过自由谈判的形式进行交易，从而通过市场实现资源的最优化配置。科斯定理的前提包括两条：一是产权明确，《京都议定书》通过确定各个缔约国的温室气体排放限额（AUU）来明确各国对温室气体排放的产权；二是交易成本极低，各缔约国为尽可能地降低交易成本，在世界范围内建立了碳交易市场，使得国内和国际各企业可以尽可能花费较少的成本进行碳排放权的交易。

1.2.4.1　碳交易的分类

科斯定理是通过市场发挥调节作用，解决温室气体的排放问题，与政府主导的强征税收相比更加有效。国际社会大多选择遵从科斯定理的指导建立碳交易市场来实现碳排放额度在企业间的二次分配，达到各国温室气体排放的总量控制。根据《京都议定书》的规定，碳交易主要分为3种类型，即发达国家和发展中国家的清洁发展机制、发达国家与经济转型国家间的联合履约和发达国家间的国际排放贸易。

（1）发达国家和发展中国家间的清洁发展机制（CDM）。CDM是发达国家与发展中国家之间通过项目合作完成的一种碳交易形式，发达国家通过资金投资或提供技术支持的形式与发展中国家展开合作，共同建设具有温室气体减排效果的项目。项目建成后，发达国家从中获取该项目能够产生的部分或者全部的温室气体减排份额，以此来抵消其本国的温室气体排放，由此产生的份额在清洁发展机制中被称为“经核实的减排额度”（certified emission reductions，CERs）。

（2）发达国家与经济转型国家间的联合履约（JI）。JI是各个缔约国之间通过项目合作的一种碳交易形式。某一个缔约国可以在监督委员会的监督下通过减除自己的“分配数量”配额（AAU），而将其减除的部分即减排单位（ERU）转让给另一缔约国的行为。

（3）发达国家间的国际排放贸易（IET）。IET是在各缔约国之间通过交易的形式来完成的一种碳排放权的转让，缔约的发达国家之间可以通过相互交易转让其自有的“分配数量”配额（AAU）。

《京都议定书》签署之后，各缔约国的温室气体排放限额（AAU）成为了一种相对稀缺的资源，这种稀缺性使得碳排放权具有了商品的属性。温室气体会长期稳定地对全球环境产生影响，各国的减排成本不同且具有可替代性，因此温室气体的排放配额在各国间的经济价值不同，为温室气体排放配额的交易提供了经济学基础，以温室气体配额为交易对象的碳排放权交易市场应运而生。

1.2.4.2　国内外碳交易市场

2003年，澳大利亚建立了第一个碳交易市场——新威尔士州碳交易市场，随后，欧盟碳交易市场、加拿大艾伯特碳交易市场、瑞士碳交易市场、美国区域温室气体减排行动、日本东京碳交易市场、英国碳减排协定等碳交易市场也相继建立。2011年10月，国家发展和改革委员会印发《关于开展碳排放权交易试点工作的通知》，批准北京、上海、天津、重庆、湖北、广东和深圳等地开展碳交易试点工作。2013年6月18日，深圳碳排放权交易市场率先启动交易。2017年，国务院《关于印发“十三五”控制温室气体排放工作方案的通知》指出要建设和运行全国碳排放权交易市场。

首先要建立全国碳排放权交易制度。出台《碳排放权交易管理条例》及有关实施细则，各地区、各部门根据职能分工制定有关配套管理办法，完善碳排放权交易法规体系。建立碳排放权交易市场国家和地方两级管理体制，将有关工作责任落实至地市级人民政府，完善部门协作机制，各地区、各部门和中央企业集团根据职责制定具体工作实施方案，明确责任目标，落实专项资金，建立专职工作队伍，完善工作体系。制定覆盖石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力和航空等8个工业行业中年能耗1万吨标准煤以上企业的碳排放权总量设定与配额分配方案，实施碳排放配额管控制度。对重点汽车生产企业实行基于新能源汽车生产责任的碳排放配额管理。

其次要启动运行全国碳排放权交易市场。在现有碳排放权交易试点交易机构和温室气体自愿减排交易机构基础上，根据碳排放权交易工作需求统筹确立全国交易机构网络布局，各地区根据国家确定的配额分配方案对本行政区域内重点排放企业开展配额分配。推动区域性碳排放权交易体系向全国碳排放权交易市场顺利过渡，建立碳排放配额市场调节和抵消机制，建立严格的市场风险预警与防控机制，逐步健全交易规则，增加交易品种，探索多元化交易模式，完善企业上线交易条件，2017年启动全国碳排放权交易市场。到2020年力争建成制度完善、交易活跃、监管严格、公开透明的全国碳排放权交易市场，实现稳定、健康、持续发展。

最终要强化全国碳排放权交易基础支撑能力。建设全国碳排放权交易注册登记系统及灾备系统，建立长效、稳定的注册登记系统管理机制。构建国家、地方、企业三级温室气体排放核算、报告与核查工作体系，建设重点企业温室气体排放数据报送系统。整合多方资源培养壮大碳交易专业技术支撑队伍，编制统一培训教材，建立考核评估制度，构建专业咨询服务平台，鼓励有条件的省（自治区、直辖市）建立全国碳排放权交易能力培训中心。组织条件成熟的地区、行业、企业开展碳排放权交易试点示范，推进相关国际合作。持续开展碳排放权交易重大问题跟踪研究。

1.2.4.3　水电项目的碳交易

电力工业的碳排放在全国总排放量中占有重要的位置，直接影响着中国未来碳减排总体目标的实现。在国家层面上已经颁布了相关文件，明确指出要积极消纳清洁能源，并运用利益补偿机制开拓市场空间。水电作为低碳、优质的清洁能源，相比火电项目可以带来巨大的减排效益。陈强等指出四川外送水电给受电地区带来的碳减排效益补偿可以通过碳交易市场进行合理化，达到双赢的效果。根据统计信息，四川有超过1.6亿kW的水力能源蕴含量，位列全国第二位，技术年发电量分别为：华北区域电网37亿kW·h、华东区域电网897亿kW·h、华中区域电网157亿kW·h，西北区域电网25亿kW·h。2020年总装机容量达到9000万～9500万kW。届时，外送水电可节约原煤近1.7亿t，减少碳排放与6.4亿t，极大减轻了中东部受电区的减排压力[116]。我国的小水电项目参与了大量CER和CCER认证，每年通过碳额销售的利润可观，在创造减排效益的同时创造了大量的经济效益，为项目开发业主提供了经济动力。但大中型水电站项目由于缺少相应的碳交易方法学，还难以科学核算能源替代和低碳技术产生的碳交易额，进入到国内外碳交易市场中交易。

1.2.5　研究的不足之处及解决思路

从上述的分析可以看出，生命周期评价方法是静态分析碳排放评价的有效途径，在普通商业、住宅建设物的评价中已被广泛采用。通过分析已有商业建筑评价体系的特点，指出了该评价体系不适用于大坝建筑物，在开展混凝土大坝碳排放研究时，要重新根据LCA评价框架步骤，确定碳排放要素，建立清单进行分析。然后结合建筑评价分析了生命周期评价的过程，总结了目前在确定范围边界和清单建立方面的研究，比较了过程分析和投入产出两种方法的优势和不足，以及综合两种方法的评价研究进展。在此基础上，阐述了大型基础建设项目的碳排放评价过程和水电项目生命周期排放的研究，分析了已有评价方法的不足。最后结合离散事件模拟方法，评价了建设过程排放表现的研究情况。

（1）结合上述分析，混凝土大坝碳排放研究中存在以下问题。

1）混凝土大坝生命周期的碳排放影响要素不明确。

2）基于碳排放各要素的清单研究较少。

3）需要建立一套评价模型，比较各类筑坝技术的碳排放量，实现碳排放的过程管理。

4）建设过程的研究一直被低估，单独的生命周期方法难以在设计施工阶段预测动态建设过程中的真实碳排放量，不利于建设方案的比较。

5）缺少建设过程优化的决策指标，方案优化过程中排放和成本、进度间的关系不明确。

（2）针对上述研究中存在的问题，本书重点解决以下关键问题。

1）明确混凝土大坝生命周期碳排放要素，建立碳排放清单。

2）建立混凝土大坝生命周期碳排放评价模型。

3）将离散事件模拟方法耦合到生命周期评价体系中，动态评价建设过程的碳排放量，实现碳排放的过程管理。

4）在方案优化的过程中，揭示排放和成本、进度间的变化关系。

根据上述提出了研究框架，见图1.13。

本书将基于项目的设计和建设阶段，提出一套混凝土大坝生命周期碳排放评价模型，通过调研收集数据，采用生命周期和离散事件模拟相耦合的方法评价在使用各种建设筑坝技术时，混凝土大坝生命周期各阶段的碳排放量，并在建设过程中比较和优化各类筑坝方案，揭示排放和成本、进度间的变化关系，并结合碳排放交易机制，为提高建设项目的整体表现提供决策支持。