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,植物吸收CO2和水、氮磷鉀等元素形成有機物。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,但作物生長最經濟的CO2濃度為1000-1400ppm,特別是設施農業中的作物長期處于碳饑餓狀態。
如果捕集工業排放的CO2廢氣,經過壓縮、吸附、凈化、冷凍、液化等程序,制成純度較高的液體CO2或干冰增施到設施農業或大田中,不僅能吸納工業碳排放量,還能提高農產品質量效益。
目前,將工業碳排放在農業中的資源化利用技術已經成熟,僅內蒙古地區已累計推廣面積50萬畝。而且,由工業上原來的被動減排、限制轉變為主動疏導、利用,生產出豐富的菜糧肉果茶供給人類生活,既可激勵工業排放氣體的處理、再利用,將企業減排的壓力化為經濟動力;又可以構建完整的碳循環產業鏈,實現低碳工業與富碳農業的互補有效發展。
近年來,歐洲、北美以及日本等國家和地區為提高設施農業產量,70%-80%的設施農業都在增施CO2。日本、歐洲分別通過燃燒白煤油、天然氣為設施農業增施CO2。近幾年,日本開始從我國進口CO2給溫室大棚施肥。如同我們建設溫室大棚必須建設灌溉設施一樣,他們在建設設施農業的同時就把增施CO2的設施同步建立起來,同規劃、同建設、同使用。
在我國,內蒙古、山西、河北等地均已開展增施CO2氣肥的實踐。比如,內蒙古巴彥淖爾市在12個設施農業園區11種瓜菜上增施CO2氣肥,畝均增產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,增產超過50%,且紅蜘蛛等病蟲害不再出現。包頭市溫室增施CO2氣肥后,果菜類增產約35%,葉菜類增產約60%,蔬菜、水果有機養分提高15%-25%。而且由于植物發病率降低40%左右,農藥減少40%-50%。
綜上所述,目前,加快在設施農業、果樹、茶園、牧草種植方面推廣使用CO2,從技術、成本、效益方面考慮都具有可行性。如在設施農業使用CO2,全國有6000萬畝設施農業,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生的汽車尾氣,CO2氣肥使用過程中逸散至環境中的量大概不足20%,其余80%以上全部被農作物葉面吸收。所以,在整個碳循環過程中消納的CO2要遠高于生產、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,在推廣碳捕集和農業利用方面還存在一系列問題:
一是在捕集、加工、運輸、利用各環節缺乏相應的政策支持,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,相關標準研究制定緩慢,碳循環全產業鏈各環節相對薄弱,難以形成規;藴驶瘧猛茝V模式。
三是技術尚未引起社會足夠關注,農民認知度不高,導致大面積推廣困難,增產提質作用還未能充分發揮。
鑒于推動CO2捕集和在農業上利用,對我國實現“雙碳”目標和保障糧食、食品安全意義重大,建議將其作為一項創新舉措和新型產業予以扶持。
為此,建議:
一、加強組織領導,強化頂層設計。建議國家層面成立CO2捕集和農業利用專門機構,由多部委參加,加強對該項工作的統籌協調。組成專家團隊,編制不同作物使用CO2模式化栽培技術及標準和規程。選擇具有資源優勢和產業基礎的內蒙古、山西、河北等地開展示范推廣,逐步建成新型產業鏈,率先打造我國工碳農用示范省區。
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,設立基金或專項資金,降低應用成本,增強企業和農民的積極性。建議農業農村部把其作為促進農牧業高質量發展的關鍵措施給予重視支持,將增施CO2設施設備納入農機補貼范圍等,優先予以補貼。生態環境部門將捕集利用CO2納入減排指標統計范圍,爭取國家認可并承認其減排量;鼓勵支持碳排放企業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,明確要求安裝CO2收集設施,主要用于資源化利用?萍疾块T設立科技重大專項,進行研究推廣等。
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