计算碳足迹

不久前，滚石乐队宣布了一项计划，旨在确保即将到来的巡演不会助长全球变暖：他们与苏格兰的两个林业项目签约，将种植2800棵树，每60名观众种植一棵，从而使整个巡演“碳中和”。更好的是，滚石乐队让一家移动电话公司承担了树苗的额外费用，每张票大约20美分。

我的第一反应是嘲笑。米克·贾格尔是一位伟大的表演者，但他也代表着喷气式飞机的生活方式，轻松地在别墅和顶层公寓之间穿梭，留下了40年来的化石燃料排放的华丽烟雾。一棵树怎么可能消除数千名摇滚乐迷，更不用说灯光、放大器和滚石乐队本身在巡演中前往各个体育场产生的二氧化碳呢？一棵松树苗真的有那么大的作用吗？

安逸生活的代价

大多数家用电器，除了炉灶和烘干机，都没有排气管。但是，为21世纪初美国如此便利的生活提供电力的发电厂，在此过程中不断向大气中排放二氧化碳。下图基于劳伦斯伯克利国家实验室编制的统计数据，显示了一个典型家庭中的电器和电子设备，以及每个设备正常使用每年产生的温室气体量。例如，一台标准冰箱每年大约使用1239度电，因此，2032磅的二氧化碳进入大气。

数据研究：扎克·佐里奇

我的第二个，不那么令人满意​​的冲动是想知道，如果他们是对的，或者至少朝着正确的方向前进呢？如果你和几乎所有研究过这个问题的科学家一样，相信全球变暖对人类构成了真正的威胁，这难道不意味着我们应该为此做些什么吗？

为了论证，如果我们在日常生活中应用《京都议定书》中呼吁的温室气体减排措施，那意味着什么？在最基本的层面上，我们能做数学计算吗？我们能算出我们的汽车、房屋和工作产生了多少二氧化碳和其他温室气体吗？考虑到我们对汽车生活方式的投入程度，大幅减少排放甚至可能吗？如果我们开始沿着这种思路思考，排放计算会像低碳饮食和房地产攀比一样，成为鸡尾酒派对上无聊话题的热门吗？或者忘掉鸡尾酒派对：一旦我们面对周日驾车的数学问题，除了躲起来，还能有什么无负罪感的选择呢？

在《京都议定书》的压力下，该议定书于2月生效，几乎所有国家都遵守，除了美国和澳大利亚。世界其他地方的人们已经开始思考这些问题，其规模和严重性往往令人震惊。牛津大学的研究人员最近提议每年拆除8万套低效住宅——其中许多是城镇和市中心拥有百年历史的建筑——以实现英国到2050年将温室气体排放量减少60%的目标。（该提案还包括每年建造22万套低碳排放住宅。）在瑞士，那里的阿尔卑斯冰川正在消失，技术人员着手用绝缘泡沫包裹部分冰川。

据《华尔街日报》报道，就连阿拉斯加顽固的反环保主义者也开始接受限制温室气体排放的想法，因为那里的沿海房屋已经开始滑入上涨的海平面。政府问责局最近报告称，阿拉斯加的180个沿海村庄正受到海冰和永久冻土融化的威胁。仅仅搬迁其中一个拥有600名居民的什什马雷夫村，就将花费纳税人1.8亿美元。

底特律三大汽车制造商也默认全球变暖是一个政治现实，于4月同意到2010年将加拿大销售的新车温室气体排放量减少6%。（然而，他们继续反对加州一项要求在10年内减少30%的法律。）

尽管有人批评《京都议定书》的限制过于昂贵、过于困难或过于针对发达国家，但一家美国公司已远远超越《京都议定书》，显然没有放弃其竞争优势。杜邦公司表示，通过改进制造工艺，其温室气体排放量已从1990年的水平削减了72%，尽管产量增加了33%。该公司还将其总能耗从1990年的水平减少了7%，节省了20亿美元。

另一方面，说杜邦能做到，并不一定能让剩下的人更容易做到。计算温室气体排放量令人沮丧地复杂，而找出如何减少或缓解这些排放量则更加困难。

我第一次考虑我家对全球变暖的贡献是在去年冬天的一个深夜，当时我十几岁的儿子开着车去办了一件很长且不必要的差事。我坐着等他，在一张信封背面草草记下了他旅程的里程和前期费用。然后，因为浪费钱的概念并不能引起他的注意，我开始计算温室气体排放量。我纠结于计算了一会儿，然后把信封扔进垃圾桶就去睡觉了，一部分是因为我知道我儿子只会说我太刻薄，但主要是因为数字太大了，令人难以置信。

温室气体排放专家告诉我，我的汽车每燃烧一加仑汽油，我就会向大气中排放超过25磅的二氧化碳，以及少量甲烷、一氧化二氮和各种其他有毒气体。很容易被这个事实绊倒。一加仑汽油只重约6磅。否则，我就不能把汽油桶沿着高速公路搬到我的油箱里加油了。此外，当我把那加仑汽油放进发动机时，它燃烧得太快了。那么，通过什么黑暗魔法，这个过程会释放出25磅的废物呢？

换个角度看：一架从纽约飞往伦敦的波音747客机排放大约880,000磅二氧化碳。但这已经超过了飞机的最大起飞重量。飞机上的燃料只有大约300,000磅。

所以第二天我又做了一些计算（当时我儿子正因一张113美元的超速罚单而低调行事）：汽油和航空燃油（煤油）大约有90%是碳。燃烧导致燃料中几乎每一个碳原子都与两个氧原子结合，产生二氧化碳。尽管我们倾向于认为氧气是无重的，但实际上氧气比碳重1.33倍。所以最初的6磅碳与15或16磅氧气结合，减去一些烟灰、水和其他副产品，然后，砰的一声，我的车行驶了21英里，就通过产生19磅二氧化碳，扰乱了地球碳循环的平衡。气体生产和运输到市场的排放又增加了6磅，这意味着我的车实际上已经向大气中排放了25磅二氧化碳，科学家说它将在那里停留数百年甚至数千年，帮助捕获太阳热量，将大气变成温室。

如果燃烧一加仑化石燃料产生的污染的数学计算看起来令人望而生畏，那么反过来，也就是制造那一加仑燃料所需的投入，情况会更糟。几年前，一位名叫杰夫·杜克斯（Jeff Dukes）的生态学家驾驶一辆装满设备的雪佛兰Suburban前往犹他州南部的一个研究地点。现在在马萨诸塞大学波士顿分校工作的杜克斯开始思考推动他前进的化石燃料。

经过几个月的研究，他计算出，一加仑汽油大约需要19.6万磅的原始植物和动物物质，这些物质经过数百万年的埋藏和压缩。这相当于“40英亩小麦——茎、根和所有部分”一年内的总产量。如果你倾向于追求这种自虐式的数学计算，这意味着给杜克斯的雪佛兰Suburban加满32加仑的油，就像消耗掉1280英亩土地上植物一年产生的全部能量。这些数字表明，这可能无法长期持续下去。

全球变暖平衡表中的一个关键区别——也是初学者开始计算碳足迹的另一个绊脚石——是研究人员将来自当前植物生长的燃料视为零净温室气体排放。然而，燃烧木屑颗粒或玉米乙醇肯定会释放二氧化碳，在某些情况下甚至比化石燃料更多。例如，用木炭颗粒烹饪汉堡每小时产生11磅二氧化碳，而丙烷气则产生5.6磅。但这种想法是，可再生能源排放的二氧化碳最终将通过光合作用被重新吸收，因为树木、玉米和其他生物燃料来源会重新生长。

当你通过从地下提取化石燃料来改变这种“自然”平衡，而没有办法重新吸收碳时，问题就出现了。杜克斯发现，在1997年这一年，人类燃烧的植物物质总量，包括海洋浮游生物，是当年全球生长的植物总量的400多倍。这意味着年复一年地这样做最终会使系统不堪重负。

2005年，大气中二氧化碳浓度为380ppm，比工业化前高出三分之一。乐观估计是，在本世纪剩余时间里，它将只会翻倍。但我们迅速增长的化石燃料消耗量表明，乐观情景是站不住脚的。美国现在每年向大气中排放的二氧化碳比1990年多21%，几乎全部来自化石燃料。中国同期温室气体排放量增加了50%，并将在20年内翻倍。

好消息是，美国所有温室气体排放量中，约有33%（相当于每人17422磅二氧化碳）来自我们直接控制的来源——我们的汽车和房屋。部分原因是我们挥霍无度，将这个数字减半可能不会带来太多痛苦或不便。

例如，在美国生产一度电（大约是一小时熨斗的用电量）会产生1.64磅二氧化碳。因此，一个典型的家庭每月用电量足以向大气中增加2000多磅二氧化碳。在我住的地方，用电脑花大约两分钟就可以解决这个问题。我只是通过当地的电力公司，转换到一个从风车、小型水力发电厂和垃圾填埋场的甲烷获取电力的供应商。这立即从我家庭的“黑暗账本”中消除了每年18000多磅的污染。

当然，这看起来太容易了。“没有人能向你保证，进入你家的电子是绿色的，还是其他颜色的，”一位电力公司高管告诉我。无论是来自邻州的燃煤电厂还是附近的核电站，电子都混入电网。所以转换在某种意义上只是一种道德记账。我每月多支付6或7美元，以获得我正在做正确事情的良好感觉。但实际上没有多大改变。此外，如果每个人都开始表现得好像全球变暖很重要，那么根本就没有足够的绿色电力可用。在我所在地区，低排放或无排放的能源来源仅占总供应量的4.5%。

我通过签订可再生能源供电合同所实现的是创造了一个市场，以便电网上的某个地方可以生产更多此类能源，从而取代来自更脏来源的电力。这并非小事，另一位电力公司高管表示：“世界上任何地方减少一吨二氧化碳，就是大气中少了一吨二氧化碳。”

不幸的是，转向可再生能源还不够。太阳能和风能需要占地，每千瓦时的成本更高，而且它们不太可能在短期内对传统能源产生太大影响。直接从今年的植物作物中获取能源，以生物燃料的形式，比从煤炭或石油中获取更清洁、更高效，但杜克斯发现，如果我们试图完全依靠生物燃料来满足当前全球能源需求，每年将消耗所有陆生植物产量的至少22%。缺乏好的替代方案导致一些人将全球变暖作为增加我们对核能依赖的理由。但我已经住在离两个核电站不到10英里的地方，这两个核电站可能会保持放射性数千年。至少对我来说，这意味着我们需要消耗更少的能源。

和许多美国家庭一样，我的房子有点太大，而且配备了太多的灯具、电器、电脑、汽车和园艺机械。我可以要求我的家人本着“正义受苦”的精神放弃一些东西，但他们会不理我。所以我的方法是以一种让我们的生活更舒适而不是更不舒适的方式来应对全球变暖。

例如，我女儿的卧室在供暖和空调系统的末端，从来都不完全舒适。承包商可以通过使用密封剂堵塞管道中的泄漏来解决这个问题。据生产炉具和空调的开利公司发言人称，这项技术可以将供暖费用降低10%到20%，同时温室气体排放量也相应减少。但发言人说，人们真正注意到的是，“他们夏天真的可以给楼上的卧室降温。”

其他减排措施也属于改进，而非苦差事。用地被植物取代部分草坪意味着花在电动割草机后面的周末时间会减少，而电动割草机每英里产生的二氧化碳，更不用说噪音，都比任何汽车都要多。在办公室里，一台液晶平板显示器比我桌上笨重的阴极射线管显示器节能50%到70%。因为我每天使用电脑超过12小时，改用平板显示器每年可减少135磅的二氧化碳排放。在家里安装十几盏紧凑型荧光灯泡每年可减少550磅的二氧化碳排放，而且更低的电费将在短短三个月内收回成本。

回收期特有的心理往往决定我们愿意做出哪些改变，四年的时间或更短是神奇的数字。例如，我犹豫是否安装太阳能，因为它将花费大约20,000美元，即使有政府补贴，回收期也需要大约17年。其他削减能源使用的方法——例如增加隔热材料——更具成本效益。但过于关注短期回收可能具有误导性。最近油价翻倍表明，能源成本可能远高于我们在购买时所假设的。寻求快速回收也忽略了持续几个世纪的后果。

“我们将这种成本效益标准应用于能源效率，但为什么只针对这个决策？”佛罗里达太阳能中心的 araştırmacı 丹尼·帕克问道。“精美的厨房橱柜的成本效益是什么？梅赛德斯的成本效益是什么？这些根本就没有讨论过。”他认为，如果你从成本效益的角度来看全球变暖，你可能会决定地球不值得拯救。

对于某些购买，互联网现在令人沮丧地清楚地揭示了隐藏成本。假设您正在考虑购买一辆像福特Excursion这样的SUV。每年驾驶15,000英里，您每年将产生25,350磅二氧化碳。再加上燃烧化石燃料产生的甲烷和其他副产品，您最终将产生38,000磅温室气体，根据www.greenercars.com（一个比较不同车型网站）的数据。这相当于每10周将车辆自身重量排放到大气中一次。一年后，您的SUV将像雅各布·马利的锁链一样，拖着相当于五辆SUV的污染物。将这个数字乘以路上行驶的2000万辆SUV，您就会开始看到阿拉斯加村庄正在北极海下沉。

自产二氧化碳

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一个典型的美国家庭是一个能源消耗大户，产生惊人数量的温室气体。在过去的25年里，独栋住宅的平均面积——因此需要供暖、制冷和照明的空间量——已从1740平方英尺增加到2330平方英尺。这些年度二氧化碳排放量数据是根据2000至2500平方英尺房屋的全国平均值计算的。

空间供暖

54,900立方英尺天然气 6,643磅二氧化碳

照明和电器

8,998千瓦时电力 14,757磅二氧化碳

空调

2,784千瓦时电力 4,566磅二氧化碳

热水

19,700立方英尺天然气 2,384磅二氧化碳

来源：美国能源部，2001年住宅

当然，挑SUV的毛病太容易了（但还是公平的）。我开一辆沃尔沃V70 Cross Country旅行车，这是城郊环保主义者的最爱。我的车每年产生26,000磅温室气体排放——超过两只虎鲸的污染量。如果我换成一辆轻型SUV，比如福特Escape混合动力车，我可以将温室气体排放量削减到18,000磅。但如果换成更轻的混合动力车，比如丰田普锐斯轿车，我可以降到10,000磅。

但事实是，许多美国家庭，包括我的家庭，现在都买不起新车。“没关系，”美国能源效率经济委员会（一个非营利组织，也是greenercars.com的幕后推手）的吉姆·克利希说。目的只是让人们下次买车时考虑环境影响。即使从沃尔沃V70升级到每加仑多跑两英里的汽车，每年也能减少大约一吨的温室气体排放。克利希说，如果我们不考虑这些事情，我们就会被锁定在未来几年甚至几代人都会后悔的购买中。

对于许多在应对全球变暖方面陷入困境的个人和组织来说，一个解决方案是抵消他们无法消除的排放。本质上，他们付钱给别人不污染，或者他们为植树等被认为能从大气中清除二氧化碳的活动付费。作为个人消费者的一种实用替代方案，排放抵消的零售市场前景广阔——但尚未成熟。

目前，二氧化碳排放抵消交易大多以大规模进行。它的运作方式是：一家公司安装新设备，将排放量削减5000吨。然后，它将排放5000吨的权利出售给一个购买者，而对该购买者来说，安装新设备成本过高。为了避免简单地将污染从一个地方转移到另一个地方，这些所谓的“总量控制与交易”系统通常涉及政府指令下的整体排放量逐步减少。随着成本更低的减排措施到位，参与者转向更困难的减排措施，交易价格也稳步上涨。出售排放权有助于分担减排成本。

对一些人来说，像滚石乐队安排的那种再造林项目，似乎是抵消排放最吸引人的方式。在一个案例中，一家电力公司支付1370万美元，在美国密西西比州的鱼类和野生动物管理局土地上再造林10万英亩，期望每英亩树木能吸收足够的二氧化碳，以抵消树木生命周期内150吨温室气体排放。但批评者称，这些方案远不如宣传的有效。

“基本上，他们卖的是一种温暖、模糊的感觉，”马里兰大学研究员、环保局资助的碳固存研究报告作者丹尼斯·金说。他说，幼树实际上要到20年才会开始固存大量二氧化碳，而且一棵树需要100年才能从大气中清除区区3000磅二氧化碳——前提是这棵树能经受住干旱、火灾、洪水、疾病和其他灾害的侵袭。但是，金说，买家“今天可以百分之百确定地向大气中排放一吨碳”。此外，这些林业项目中固存的大部分碳最终会在树木死亡和分解——或者被砍伐时——再次释放。“当你仔细计算这些数字时，它们看起来并不乐观，”金说。

飞机：国内航班平均里程877英里，每位乘客产生270磅二氧化碳，一个四口之家则为1080磅。

卡车：一辆新SUV第一年通常行驶15,000英里，消耗882加仑汽油，产生22,050磅二氧化碳。

汽车：一辆典型的中型车每年行驶12,000英里，消耗494加仑汽油，产生12,350磅二氧化碳。

里程和燃油效率统计数据由环境保护局编制。