石元春院士：农林碳中和工程乃国之重器，应作为重大专项列入国家长期计划

文章来源:科技导报碳交易网2023-02-26 11:07

负碳排放，潜力巨大

生物体吸碳排碳，理论上是零碳排放，怎么会有“负碳排放”？

畜禽粪便在自然条件下发酵释放出的甲烷，其温室效应是二氧化碳的25倍，如以其生产沼气与生物天然气去替代化石能源，即是“以污治污”，再加上饲料生长期间的吸碳，其全生命周期为负碳排放。

据瑞典Lund大学研究，按每获得1 kW·h 做功，煤、天然气、风能、沼气与生物天然气的二氧化碳排放量分别是508~897 g、398 g、61 g、-414 g。即沼气的碳减排能力是风能和太阳能的4.6~18倍。

又据德国能源署资料，每行驶公里排放的二氧化碳当量，汽柴油、天然气、生物天然气分别为156~164 g、124 g、5 g。即生物天然气的碳排放只是化石天然气的1/25。

在欧洲，重型柴油车改用生物天然气后，微粒物（PM）和NOx排放量分别减少了97%和86%。

国际能源组织（IEA）报告称，以生物天然气替代常规天然气是最有希望的减排技术。

德国有沼气-天然气生产厂1万余家，全国生物发电产能的68%（7.1 GW）来自沼气-生物天然气。

生物天然气还有一个可贵禀赋，即物质循环优质。

生物质在高温燃烧条件下，植物营养元素挥发固结殆尽，不能继续参与物质循环。而常温条件下的厌氧发酵，生物质的植物营养元素全部保留于沼渣沼液和以优质有机肥回归土壤。

负碳排放的微生物沼气发酵与提纯为生物天然气兼具去污、减排、保土、增收的效果，一石四鸟。

“十二五”期间，中国农业面源污染上升为第一污染源，主要是养殖场每年产生的大量畜禽粪便不经处理排向水体以及上亿吨秸秆的露地焚烧。

如果以畜禽粪便与作物秸秆为原料生产沼气和生物天然气，全国有机物污染的化学需氧量（COD）总排放量则可减少一半。

2016年12月，习近平总书记在中央财经领导小组第十四次会议上指出：“加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化，关系6亿多农村居民生产生活环境，关系农村能源革命，关系能不能不断改善土壤地力。治理好农业面源污染，是一件利国利民利长远的大好事，要坚持政府支持、企业主体、市场化运作的方针，以沼气和生物天然气为主要处理方向，以就地就近用于农村能源和农用有机肥为主要使用方向。”

习近平总书记将沼气-生物天然气与农业废弃物处理和资源化、防治农业面源污染、能源革命、改善农民生产生活环境、提高土壤肥力联成了一体。

中国有241个畜牧大县，有年800亿m3生物天然气的产量。中国是农业大国，生物天然气的资源非常丰富，具有年生产生物天然气2000亿m3和减排4.2亿t二氧化碳的潜力。

负碳排放，潜力巨大，是实现碳中和目标的强大武器。

防治白色污染，两全其美

石油基塑料的大分子与复杂结构使它在自然条件下几百年也不能降解，塑料垃圾导致的“白色污染”已严重威胁人类社会的可持续发展。

中国是年消费过亿吨的世界最大塑料消费国，更令人担忧的是，也是农用地膜使用量最大的国家。

覆膜的增产效果明显，然残存在土壤的塑料碎片越积越多，影响作物根系发展和吸收水分养分，导致土壤结构恶化和肥力下降，中国农田每6亩就有1亩覆膜。

世界上越来越多的国家发布了“限塑令”和“禁塑令”。

2019年9月，习近平总书记在中央深化改革委员会第十次会议上强调：“应积极应对塑料污染，牢固树立新发展理念，有序禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用，积极推广可循环易回收可降解替代产品，增加绿色产品供给。”

寻求对石油基塑料的替代，已有半个世纪。

一种是与10%左右的淀粉或碳酸钙共混并加入光热催化剂，可以让废弃塑料破碎成微粒，但90%的石油基成分仍不能降解。这肯定不是解决问题的办法，但却流行于市。

另一种是生物基的聚乳酸PLA生产的全生物降解塑料，可以在自然条件下全部降解，且生产过程的二氧化碳排放量只相当于石油基塑料的20%，这才是真正解决问题的办法。目前世界上只有美国与荷兰两国可以规模化生产，因价格高而市场有限。