【农业科技】农业碳中和,将带来百亿级生态价值和碳汇市场

2022-11-02 13:07:20 admin 7

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在农业试验场上碳中和还是个新角色,农业如何为碳达峰、碳中和战略贡献自身潜在的力量,如何在保民生中拉动生态价值?绿水青山之中,蕴藏了大量的产业机会。

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从农业食品角度认识碳中和

由于温室气体引发的一系列气候变化问题逐渐成为国际社会普遍关注的焦点问题。由碳排放引发的全球气候变化已经给人类社会与经济发展带来了显著影响。为应对全球气候变化,《巴黎协定》提出了确保“将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2℃以内,并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5℃以内”的目标,越来越多的国家加入碳中和的大潮,制定适合本国国情的碳资源管理路线。

2021年我国将碳达峰、碳中和首次写入政府工作报告,我国确定了2030年碳达峰、2060年碳中和的碳减排总目标。尽管现阶段我国还没有将农业碳排放列入重点监管行业,我们相信未来农业食品体系下的碳资源管理将为全国乃至世界碳中和目标贡献力量。

通过什么途径做好农业食品的碳资源管理?目前有哪些切入点?

从创新角度来看,农业食品碳资源管理将是应对未来可持续发展的重要路径之一,全产业链的各个环节都将被纳入到这个全新的路径中,具体包括农业食品体系下的减排措施、温室气体固定和再利用、碳资源量化措施、碳资源交易管理等。

从技术角度来看,已经有一些创新案例可以利用生物资源、生物技术减少或者固定农业食品系统的温室气体;还有一些创新实践已经在探索农业措施的减碳效果,并且尝试将这些减碳成果量化;在大数据的支持下,农业碳资源交易方面的创新案例也开始出现,这将鼓励更多农业食品相关方积极参与到减碳的活动中,从中受益。

从政策层面来看,尽管我国在农业食品领域的减碳还处于起步阶段,但关于碳中和/碳达峰的重大决策已经提升到国家战略高度,生态发展可持续发展将是未来中国的主基调,包括农业食品体系在内的所有行业的发展和规划都将向着这个方向推进。2021年中国碳交易市场正式开放,为将来农业食品体系的碳资源管理指明了方向。

在实现碳达峰、碳中和的过程中,碳排放交易是不可忽视并值得重视的关键路径。我国于2013年6月18日从深圳市开始试点碳交易市场,陆续又在上海、北京、广东、天津、湖北、重庆、福建试点了八个碳交易市场。截至2020年,我国碳交易成交总额为98.1亿元,其中广东的成交额最高,达到31.7亿元。

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农业碳中和的重要性

农业在推进碳中和方面,也是从两个抓手出发,一方面是碳减排,另一方面是碳吸收。如何在保证农业供给者身份的前提下,衡量好农业的经济价值和生态价值成为目前农业食品发展中重要的发展方向。表现在农业减排增效、种植固碳增汇、农业生物质能源、废弃物资源化利用等领域。

2.1中国农业碳排放总量占比约7-8%,但仍不容忽视

根据OECD数据显示,不同国家和地区农业碳排放总量与结构占比存在较大差异。从总量的横向对比来看,中国作为第一农业大国,农业碳排量始终高于欧美,但由于本世纪初,中国碳排总量陡峭爬升,农业碳排放占中国总排放的比例出现了明显下降,随后一直保持在 7%-8%的水平上(如下图)。

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图:中美欧农业部门碳排放绝对值及其占本国总排放量的比重

数据来源:经合组织(OECD)

虽然从总体上看农业碳排在中国的占比不算高,但随着“2060 碳中和”目标的逐步推进,农业部门必须在减排上发挥更大作用。中国农业的减排至少还面临着畜牧业导致的大量有害温室气体排放,中国人口基数庞大导致消耗的农副产品较多,化肥替代技术尚不成熟等问题,因此农业带来的碳排放量仍然值得关注。同时,据联合国粮食与农业组织(FAO)的统计,农业用地释放出的温室气体超过全球人为温室气体排放总量的30%,相当于每年产生150亿吨的二氧化碳。

总的来讲,多方数据表明,减少农业碳排放对控制全球气候变化具有重要作用。全球各个国家都非常重视农业碳减排,美国在2002年就成立了农业温室气体减排协作机构(CASMGG)。中国科技部2007年就已经启动了一个特别行动计划,该计划强调,农业和土地利用是中国减少温室气体排放的一种可行的途径。

农业碳排放的行业或者环节主要有哪些?根据公开资料报道,农业的温室气体产生的前四大来源主要是畜牧业及其肥料使用、农业用地、作物燃烧及毁林。但是,长期的传统农业种植方式,带来了农业各环节不同类型污染的排放,在直接或间接的反映着碳排放。

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图:农业各环节排放物质和减排措施

数据来源:公开网站,35斗研究院绘制

以种养殖环节为例,水稻种植过程中甲烷排放、施肥造成的氧化亚氮排放和动物废弃物管理过程中的甲烷和氧化亚氮排放。包括直接碳排放和间接碳排放。

直接碳排放是指水稻、土壤以及微生物等生产过程产生的以CO2、CH4以及N2O等温室气体形式释放的碳,约占水稻生产碳排放总量的70%;其中以CH4形态为主的碳排放约占60%以上,是水稻生产减排的重中之重。

间接碳排放是指在水稻生产中以种子、化肥、农药、燃油以及电能等农业生产资料形式释放的碳,约占水稻生长碳排放总量的30%;其中氮肥、磷肥和钾肥等肥料投入是间接碳排放的主要来源,在间接碳排放中的占比为33.0%~49.0%。因此,减少稻田碳排放主要是减少CH4的排放量。

以加工环节为例,包装带来的碳排放量尤为突出,其次加工过程中的添加剂、防腐剂以及原料废弃物等都会在加工过程中产生相关的排放,通过提高设备自动化以及数字化,降低农产品加工能耗、运输能耗和储存能耗,可有效降低污染和温室气体排放。

2.2 新势力:多个行业向碳减排和碳吸收绿色农业方向发展

在走向碳达峰、碳中和的路上,逐渐涌现出一些节能减排绿色可持续的农业新势力,比如减少资源使用、缩短生产时间、减少污染、环境修复等途径,在产业化过程中逐渐呈现成效。

替代蛋白

据估算,若公众能够在满足人体均衡营养的前提下,从现在优化膳食结构至2030年,可降低6621万吨碳排放,相当于132亿棵树1年吸收的二氧化碳。近几年,替代蛋白市场逐渐火热,在本文前面提到的“我们如何向植物、动物、微生物要蛋白?”话题中,也提到有关替代蛋白对于碳减排的贡献。

现以植物蛋白为例,从碳足迹的测算来了解植物蛋白是如何减碳的,在新华网报道的一份关于星期零的产品研究报告中指出,选取5种已上市的植物基食品,经过碳阻迹咨询机构的计算,与动物肉相比,5款产品减碳效果高达98%,5款产品每种1千克相当于节省中等汽油车443.8公里行程的碳排放。中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员秦晓波表示,常规肉产品相对植物肉的碳排放高达44.4倍。

同时,按照全国便利店、新式茶饮、咖啡厅、快餐厅总数172.2万家计算,理想情况下,按5款产品计算,每个门店每款产品每天售出10份,假设每款产品含有60g植物肉,售卖365天,一年合计减碳量将达到3355.2万吨。

图片关键词图:植物基产品碳足迹核算

数据来源:新华网等

垂直农业

而作为垂直农业,其与传统农业的区别,通俗来讲如果将传统农业当作是在同一个水平面之上进行耕作,那么,垂直农业就是将一个个水平面的种植系统,移入室内并向垂直方向扩展,以最大化利用种植空间,种植的蔬菜或粮食也不是生长在土壤之中,而是生长在循环水、甚至是含有养分、水分和氧气的细雾之中。简单来说,垂直农业的最终目的是利用更少的能耗、更少的土地资源,生产出更多的食物,这是农业减碳的重要途径之一。

垂直农业是种植业的代表,不仅为人类提供经济类的食物,在减碳角度还为人类提供巨大生态价值。以水木九天为例,其在河南辉县市孟庄镇的实验性项目,直接将水木番茄蔬菜工厂搬进了当地的电厂中。通过燃煤热力电厂所产生的余热和二氧化碳与蔬菜工厂结合,使得蔬菜工厂的能耗成本趋于零,而二氧化碳的介入使得产量得到60%的提升。据估算,“固碳+减排”量最高可达3万吨,相当于3万亩原始落叶林,甚至相当于4亿度绿电,8000亩光伏发电的能力。

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图:水木孟电碳中和示范项目

数据来源:水木九天,35斗研究院绘制

新肥药

化肥、农药的使用成为农业碳排放的主要方面之一。然而,化肥又是种植业生产过程中的第一大碳排放源,占投入环节碳排放总量的 60%左右。从化肥内部结构来看,每1kg氮肥、磷肥以及钾肥分别会排放3. 932kg、0. 636kg以及0.108kg的标准碳,几乎相当于一棵树半年的吸碳量。

农药是继化肥之后种植业的第二大碳排放源,美国橡树岭国家实验室测算出每1 kg化学农药会产生4. 9341kg的标准碳。

因此,化肥、农药相关的低碳种植产品将具有较好的减碳效果,一方面,可以减少化肥、农药的直接使用量;另一方面,通过促进轮作、免耕等低碳种植方式,都可以在一定程度上降低种植业的碳排放量。

针对化肥、农药,目前,已经涌现出众多的减碳方法,如肥料缓释技术、精准施肥和打药、微生物肥料和农药等等。

以微生物肥料为例,可显著加大肥料效果和利用率,减少肥料使用,进而促进碳减排。微生物肥料2019年产量已突破2000万吨,年复增长率约8%,截至2021年8月,我国微生物肥料新增登记数量达1108个。与之相左的是农用化肥施用量却持续下滑,据估算2021年化肥使用量将低于5000万吨。

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图:微生物肥料产量和化肥使用量趋势

数据来源:公开网站,35斗研究院绘制

与此同时,国内也不断涌现出农业微生物的创新企业,致力于微生物肥料和农药的发展,推动我国微生物从以芽孢杆菌属居多的1.0时代,过渡到拓展微生物种类以及系列代谢产物制成农用生物制剂的2.0时代,促使微生物产品更精准、更稳定的在田间地头、饲养场等发挥更好地作用。为农业减少碳排放注入新产品,进而推动农业绿色可持续发展。

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新种子

以绿色发展为引领,强化种业自主创新能力和国际竞争力是“打好种业翻身仗”的核心。推进我国种业绿色发展,是突破我国耕地资源匮乏制约、保障粮食安全的重要举措,同时也是解决病虫害、缓解生态压力的有效途径,更是农业降本、提质、增效,提升我国农业竞争力的必由之路。

育种的绿色发展主要体现在两个方面,其一,绿色新品种,优质的新品种可以促进水肥的高效利用、适宜规模化机械作业、轻简化栽培方式等等,都是直接减少农业碳排放的有效途径;其二,绿色技术,在育种过程中需要优良的土地示范、以及海量种源的筛选,通过高端技术,如设施农业育种、数字化育种等,减少育种水土资源使用以及人工投入等。

2016-2020年,国家审定绿色品种达385个,优质品种655个,仅2020年,审定水稻、玉米、小麦绿色品种就有180个,是2016年的10倍。同时,国家政策不断扶持生物育种以及数字化发展,都是节能减排、绿色可持续的象征。

据35斗了解,光明母港正在建立育种植物工厂,其能通过智能化设备模拟不同地域的自然特性,增强种子与环境的匹配度和适应度,更能在相同时间内实现更多次农作物完整生长周期,实现“快速育种”。

譬如,中国农业科学院都市农业研究所植物工厂创新团队与中国水稻研究所钱前院士团队合作,成功实现植物工厂水稻种植60天左右收获的重要突破,将传统大田环境下120天左右的水稻生长周期缩短了一半。相信经过不断的技术革新,不久的未来也能置换出不少碳减排的指标。

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农业碳中和带来的百亿生态价值增量

农业既是重要的温室气体排放源,又是一个巨大的碳汇系统。绿水青山就是金山银山。山水田林湖草沙在一定时期、区域内为人类提供了多样的生态价值(GEP),包括生态系统提供的物质产品价值、调节服务价值和文化服务价值三部分。

一方面,提供人类生产生活所必需的食物、医药、木材、生态能源及原材料等物质产品;另一方面,提供调节气候、水源涵养、土壤保持、洪水调蓄、防风固沙等生态调节服务;还包括休闲旅游、景观价值、康养服务等文化服务。

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图:农业生态价值图谱

数据来源:公开网站

巨大的生态价值,促使可持续发展要求下将生态价值列入经济衡量指标体系中,为“绿水青山”高效转化为“金山银山”提供了解决方案。

构建以绿色发展为导向的生态文明评价考核体系,探索实施生态系统服务价值核算制度,在推动综合改革试点过程中,大鹏新区作为深圳市首个将GEP纳入生态文明建设考核的区,先行先试,为深圳市建立GEP与GDP双考核制度提供了具有实质意义的参考范例,并在今年1月份,国务院发布《国务院关于支持贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见》中也明确提出探索将生态产品总值指标纳入相关绩效考核体系,实施经济发展与生态产品总值“双考核”。

双考核制度的出现,促使了碳交易市场的发展,“碳汇”一词成为火遍全国的词汇,促使碳资源管理产业涌现出一批批的企业冲进这片蓝海市场里。到底农业上会有哪些收益呢?也许农业本身的绿色,就给了它转化为“金山银山”的潜力。

3.1 “碳票”变“钞票”,碳交易成为农业新价值


公开资料显示,截至目前,浙江省、贵州省已发布了各自的GEP核算技术规范。青海、海南、内蒙古等省(区、市、自治区),深圳、丽水等23个市(州、盟)以及阿尔山、赤水等100多个县(市、区)展开了GEP核算试点示范。

生态资产转变为金融价值,2021年,浙江省首创,湖州市德清县推出GEP绿色金融贷,德清农商银行开通绿色审批通道,3天内为其完成了贷款授信4900万元,生态资产转变为金融价值。其中德清县水木九天植物工厂项目生态产品价值GEP总量达到1439万元,较2020年增长了1301万元。

“碳票”变“钞票”,截止2021年12月8日,广东碳市场累计成交配额1.97亿吨,总成交金额45.27亿元,是全国碳交易金额最高的试点市场之一。生态价值的硬核核算数值,以及带来的亿级单位的交易价值,让无数人体会到“碳票”变“钞票”的诱人市场。

生态茶园农业碳汇交易,成为全国首批农业碳汇交易项目。今年5月全国首个农业碳汇交易平台在福建厦门落地。同安区是厦门的农业大区,农业资源丰富,仅白交祠村、军营村就拥有生态茶园7755亩、生态公益林7600亩,两地生态农业茶园2年期碳汇为3357吨。厦门一食品企业购买了该笔碳汇,用它来抵消日常生产经营活动中所产生的部分碳排放。

今年4月份,德清“两山银行”与下渚湖街道签下首笔湿地碳汇收储合约,以每吨58.83元的价格购买下渚湖湿地一万吨碳汇量。今年5月份,安吉两山银行和国网湖州供电公司以73.41元/吨签署的2000吨竹林碳汇。同时,上海碳市场从4月中旬起,配额碳价呈上涨趋势,5月5日突破60元/吨,创历史新高。

然而,纵观国际的碳交易市场,欧盟的碳价已超过90欧元每吨,折合为人民币约为630元每吨,约为国内碳价的10倍之高。全球碳汇市场将继续保持持续火热状态,根据知名专家预测,我国未来碳价预2050年将达到900元每吨。


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图:我国未来碳价预测

数据来源:水木九天

以上海为例,根据《上海统计年鉴》的数据,对上海近年来的农业活动碳吸收和碳排放进行了估算,总的来讲,上海农业仍然是个巨大的净碳汇,约为380万吨。按照目前60元每吨的均价,若完全转化为碳汇交易,交易额将达到2.28亿元。全国293个地级市,不同省市自然条件及农业发展情况不均一,但目前若以上海为均态,农业碳汇将带来将近700亿的交易金额。

3.2 生态价值或可实现共同富裕


从国家层面上看,存在区域间差距和城乡间差距。缩小贫富差距,实现共同富裕是政策长期推行的举措和奋斗目标。共同富裕水准体现了一个国家所能达到的良治程度,对社会发展具有重要意义。

区域间差距方面,虽然中国加大了对中西部地区的政策支持力度,但是各个区域之间的发展水平仍然存在较大的差距,区域间的不平衡发展没有得到根本性改善,东部最发达地区的人均GDP与西部最贫困的地区之间的差距在2015年已扩大到8万元以上,且这种差距还在继续扩大。

城乡间差距方面,城镇居民人均可支配收入由1979年的405元提升到2021年的47412元,农村居民家庭人均纯收入由160.2元提升到17575元,城乡收入的差距在绝对量上不断的扩大。

前面提到,目前,已经有相关政策提出,某些地区的发展价值衡量是GDP和GEP双考核指标并行。我国地域广阔,不同地区自然资源、区位交通等经济因素不均衡,也成为导致发展的差异化,发展速度参差不齐。然而,生态价值是对经济、生态、社会价值的综合考量,是将山川湖泊、湿地森林、农业生产、工业生产等综合考量的价值方式。

也许某一地区因交通不发达,但“绿色面积”较多,现在处于全国GDP产值的倒数位置,并且可能为了5-10年都很难在经济生产中有突出的改变。然而,在“碳达峰”“碳中和”的背景下,可以将更多的自然禀赋,通过碳汇交易,将“绿水青山”转化为“真金白银”,实现生态价值带来的平衡发展。

还有些地区长期处于工业发达的经济开放区,长期以来带来了巨大的GDP增量,也带来了更多的碳排放量,自然而然也转变为碳汇的购买方,购买GEP价值量高的地区的碳汇。

GDP与GEP的平衡发展,一方面,完成了区域间的需求指标;另一方面GEP能够带动GDP的增长,GDP也能够反向拉动GEP的增加,缩小了区域间差距,实现了稳定、和谐、共同富裕的战略目标。

以高原代表青海为例,拥有各类自然保护地217处,占全省国土面积的35%左右每年向下游输送近620亿立方米的江源活水。湿地总面积814.36万公顷,居全国首位,是全球影响力最大的生态调节区。据估算,全省生态资源价值总量18.4万亿元,每年的生态服务价值7300亿元。而2021年,青海省GDP为3346.63亿元,排名大陆31个省级行政区倒数第二,仅高于西藏自治区,比江苏省GDP最少的宿迁市还要少300多亿元。仅按照生态服务价值加上GDP价值,会带来10.6万亿元核算价值,与2021年,江苏的GDP相近。

以革命老区丽水为例,革命老区大部分位于多省交界地区,很多仍属于欠发达地区。丽水“九山半水半分田”,曾是浙江贫困人口最多的地区之一。2000年,丽水农民人均纯收入2590元,是全省平均水平的60%;2003年为3100元,为全省平均水平的57%,差距再次拉大。但丽水以山水清丽闻名,生态资源异常优越,森林覆盖率超过80%,生态环境状况指数连续17年领跑浙江,素有“浙江绿谷”之称。至此开始充分利用自然资源禀赋,加大生态经济发展,丽水2006年的GDP为362亿元,2013年增至983亿元,到2020年增长到1540.02亿。丽水的农民人均可支配收入增幅连续第12年领跑全省,城乡居民可支配收入比逐年缩小。

总的来看,生态价值成为缩小差距,实现共同富裕的关键,也是响应国家“绿水青山就是金山银山”的直接价值体现。

来源于:农业大数据


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