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1．1 研究背景
人类燃烧煤、油、天然气和树木，产生大量二氧化碳和甲烷进入大气层后使地球升温，使碳循环失衡，改变了地球生物圈的能量转换形式。自工业革命以来，大气中二氧化碳含量增加了25%，远远超过科学家可能勘测出来的过去16万年的全部历史纪录，而且目前尚无减缓的迹象。
国际能源机构的一项调查结果表明，美国、中国、俄罗斯和日本的二氧化碳排放量几乎占全球总量的一半。调查表明，美国二氧化碳排放量居世界首位，年人均二氧化碳排放量约 20 吨，排放的二氧化碳占全球总量的 23.7%。中国年人均二氧化碳排放量约为 2.51 吨，约占全球总量的 13.9%。
中国是仅次于美国的温室气体排放大国，国民经济高速增长必然消耗大量能源，在“后京都时代”国际谈判中，中国将面临越来越大的减排压力[1]。联合国最新的气候变化评估报告表明：气候变化将对全球GDP 带来约5%的损失[2]；而在世界银行前首席经济学家斯特恩著名的《斯特恩报告》[3]中更是指出，在考虑更广泛的风险和影响的情况下，估计损失将上升到GDP 的20% 或者更多。国际能源组织(international energy agency，IEA)2008年最新的统计数据表明，2006年我国的碳排放总量已达到60.17亿t，超过全球排放量的1/5[4]，并且在短期内仍将继续呈现快速增长趋势。作为重要的能源加工转化部门，中国电力行业在过去的10多年中发展迅猛[5]。1990年全国装机容量仅为 1.38亿kW，2005年已经突破5亿kW大关，平均年增长率高达8.96%[6]。燃煤火电是中国电力的主要生产形式， 占总发电量75%以上[7]，从中国电力行业二氧化碳排放总量的曲线来看，到2010年中国电力行业二氧化碳排放总量将达到接近30亿t[1]，导致电力部门产生的二氧化碳超过全国总排放量的40%。
研究表明如果气温以现在的速度继续上升，这将导致许多极端的气候现象发生。因此人为碳源的排放量成为主要的研究对象。
温室气体的源是指向大气排放温室气体气溶胶或温室气体前体的任何过程或活动[8]。分为自然源和人为源，后者被认为是使温室气体浓度逐渐上升的主要因素[9]。对此，可以将碳源理解为二氧化碳气体成分从地球表面进入大气，或者在大气中由其他物质经化学过程转化为二氧化碳气体成分[10-11]。为避免重复计算，碳源不包括甲烷等其他含碳温室气体的排放源。
温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。
在空气中，氮和氧所占的比例是最高的，它们都可以透过可见光与红外辐射。但是二氧化碳就不行，它不能透过红外辐射。所以二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低20 ℃。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成“温室效应”。形成温室效应的气体，除二氧化碳外，还有其他气体。其中二氧化碳约占75%、氯氟代烷约占15%～20%，此外还有甲烷、一氧化氮等30多种。
温室效应除了会使的全球变暖之外，由于全球气温上升令北极冰层溶化，被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日，导致全球陷入疫症恐慌，人类生命受到严重威胁。另外，温室效应的加剧还会造成海平面上升，气候反常，土地沙漠化等一系列恶劣的负面环境影响。
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