2021年,我國二氧化碳(CO2)排放量超過119億噸,占全球總量的33%,排放量居世界第一。近幾年,我國CO2排放量仍在持續(xù)增長,在溫室氣體減排方面我國仍面臨前所未有的壓力。
另一方面,CO2是植物生長的必需物質(zhì),植物吸收CO2和水、氮磷鉀等元素形成有機(jī)物。植物吸收的CO2主要來源于空氣,大氣中CO2濃度為400ppm(0.04%),僅能提供作物正常生長所需,但作物生長最經(jīng)濟(jì)的CO2濃度為1000-1400ppm,特別是設(shè)施農(nóng)業(yè)中的作物長期處于碳饑餓狀態(tài)。
如果捕集工業(yè)排放的CO2廢氣,經(jīng)過壓縮、吸附、凈化、冷凍、液化等程序,制成純度較高的液體CO2或干冰增施到設(shè)施農(nóng)業(yè)或大田中,不僅能吸納工業(yè)碳排放量,還能提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量效益。
目前,將工業(yè)碳排放在農(nóng)業(yè)中的資源化利用技術(shù)已經(jīng)成熟,僅內(nèi)蒙古地區(qū)已累計推廣面積50萬畝。而且,由工業(yè)上原來的被動減排、限制轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃邮鑼?dǎo)、利用,生產(chǎn)出豐富的菜糧肉果茶供給人類生活,既可激勵工業(yè)排放氣體的處理、再利用,將企業(yè)減排的壓力化為經(jīng)濟(jì)動力;又可以構(gòu)建完整的碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)低碳工業(yè)與富碳農(nóng)業(yè)的互補(bǔ)有效發(fā)展。
近年來,歐洲、北美以及日本等國家和地區(qū)為提高設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)量,70%-80%的設(shè)施農(nóng)業(yè)都在增施CO2。日本、歐洲分別通過燃燒白煤油、天然氣為設(shè)施農(nóng)業(yè)增施CO2。近幾年,日本開始從我國進(jìn)口CO2給溫室大棚施肥。如同我們建設(shè)溫室大棚必須建設(shè)灌溉設(shè)施一樣,他們在建設(shè)設(shè)施農(nóng)業(yè)的同時就把增施CO2的設(shè)施同步建立起來,同規(guī)劃、同建設(shè)、同使用。
在我國,內(nèi)蒙古、山西、河北等地均已開展增施CO2氣肥的實踐。比如,內(nèi)蒙古巴彥淖爾市在12個設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)11種瓜菜上增施CO2氣肥,畝均增產(chǎn)20%-30%,增收2000-3000元。呼和浩特市溫室增施CO2氣肥后,草莓盛果期延長2個月,增產(chǎn)超過50%,且紅蜘蛛等病蟲害不再出現(xiàn)。包頭市溫室增施CO2氣肥后,果菜類增產(chǎn)約35%,葉菜類增產(chǎn)約60%,蔬菜、水果有機(jī)養(yǎng)分提高15%-25%。而且由于植物發(fā)病率降低40%左右,農(nóng)藥減少40%-50%。
綜上所述,目前,加快在設(shè)施農(nóng)業(yè)、果樹、茶園、牧草種植方面推廣使用CO2,從技術(shù)、成本、效益方面考慮都具有可行性。如在設(shè)施農(nóng)業(yè)使用CO2,全國有6000萬畝設(shè)施農(nóng)業(yè),每畝每年可消納CO23-5噸,每年可減少CO2排放1.8-3億噸。若能在全國范圍內(nèi)逐步推廣,前景廣闊。
此外,通過實踐證明,碳捕集、運輸過程中運輸車輛產(chǎn)生的汽車尾氣,CO2氣肥使用過程中逸散至環(huán)境中的量大概不足20%,其余80%以上全部被農(nóng)作物葉面吸收。所以,在整個碳循環(huán)過程中消納的CO2要遠(yuǎn)高于生產(chǎn)、運輸、利用過程中CO2排放和逸散量,對降低碳排放效果顯著。
但目前,在推廣碳捕集和農(nóng)業(yè)利用方面還存在一系列問題:
一是在捕集、加工、運輸、利用各環(huán)節(jié)缺乏相應(yīng)的政策支持,存在CO2捕集成本相對較高、運輸難、利用少等問題。
二是研究推廣資金項目扶持少,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究制定緩慢,碳循環(huán)全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)相對薄弱,難以形成規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用推廣模式。
三是技術(shù)尚未引起社會足夠關(guān)注,農(nóng)民認(rèn)知度不高,導(dǎo)致大面積推廣困難,增產(chǎn)提質(zhì)作用還未能充分發(fā)揮。
鑒于推動CO2捕集和在農(nóng)業(yè)上利用,對我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和保障糧食、食品安全意義重大,建議將其作為一項創(chuàng)新舉措和新型產(chǎn)業(yè)予以扶持。
為此,建議:
一、加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo),強(qiáng)化頂層設(shè)計。建議國家層面成立CO2捕集和農(nóng)業(yè)利用專門機(jī)構(gòu),由多部委參加,加強(qiáng)對該項工作的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。組成專家團(tuán)隊,編制不同作物使用CO2模式化栽培技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程。選擇具有資源優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的內(nèi)蒙古、山西、河北等地開展示范推廣,逐步建成新型產(chǎn)業(yè)鏈,率先打造我國工碳農(nóng)用示范省區(qū)。
二、出臺扶持政策,形成支持合力。鼓勵各部門和社會各界支持參與項目實施,設(shè)立基金或?qū)m椯Y金,降低應(yīng)用成本,增強(qiáng)企業(yè)和農(nóng)民的積極性。建議農(nóng)業(yè)農(nóng)村部把其作為促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵措施給予重視支持,將增施CO2設(shè)施設(shè)備納入農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼范圍等,優(yōu)先予以補(bǔ)貼。生態(tài)環(huán)境部門將捕集利用CO2納入減排指標(biāo)統(tǒng)計范圍,爭取國家認(rèn)可并承認(rèn)其減排量;鼓勵支持碳排放企業(yè)收集并利用二氧化碳,對碳排放量大的能源、化工、冶金等企業(yè),明確要求安裝CO2收集設(shè)施,主要用于資源化利用。科技部門設(shè)立科技重大專項,進(jìn)行研究推廣等。
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