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乡村发展中的碳排放源与碳汇

更新时间:2021-06-30 10:54:52点击次数:2409次字号:T|T

为应对气候变化这一全球重要议题,中国将采取有力的政策和措施实现国家碳达峰、碳中和目标,即二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。全国两会也明确提出“十四五”时期主要目标任务包括单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%,加快发展方式绿色转型。在此发展背景下,结合乡村振兴的总体部署要求,促进乡村生产生活方式绿色转型对国家实现碳中和目标来说至关重要。


一、农业领域温室气体清单国际标准


目前温室气体排放清单的国际标准主要有IPCC国家温室气体清单、GHG Protocol(温室气体核算体系)、ISO 14064等。


IPCC国家温室气体清单基于国家尺度,涵盖的排放活动较为笼统,未对乡村碳排活动进行细致归类。其中,“农业、林业和土地利用”部分与乡村碳排联系最为紧密,但对于农业生产,该清单仅停留在土地利用类型层面,未对各项农业活动以及农业物资使用等进行分类。“能源”、“工业过程和产品使用”、“废弃物”等部分也与乡村碳排相关。


GHG Protocol(温室气体核算体系)《农业指南》是对温室气体核算体系企业标准的补充,涵盖了所有农业子部门,包括牲畜、农作物生产和土地用途变化。该指南旨在建立适用于农业众多子部门的通用框架,可以很大程度上用于开发温室气体清单。该指南将农业温室气体排放源分为机械及非机械两大类,如下表所示:


表1 GHG Protocol《农业指南》农业排放源分类

以上国际标准虽未对乡村尺度碳排放源类型进行进一步分类,但对于乡村碳排放源清单的建立有着重要的借鉴意义。


二、乡村碳排放源及碳汇主要类型


碳排放源指的是二氧化碳的排放源,既源自自然界,也源于人类的生活以及生产活动。与之相对的概念碳汇则意为通过植树造林、森林管理、植被恢复等措施,利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳,并将其固定在植被和土壤中,从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。


目前,国家尺度的碳排放相关研究和标准已相对成熟,而乡村尺度的碳排放源及碳汇清单尚未建立。参考IPCC国家温室气体清单等国际标准以及现行文献,乡村碳排放源大致可分为乡村经济产业和乡村生活两大类。乡村经济产业包括农业生产(种植业、林业、畜牧业、渔业)、工业生产、第三产业等。其中,化肥、农药、农膜等农业投入,电力灌溉、农业机械使用、水稻等种植排放等农业活动,以及动物粪便、秸秆燃烧等有机废弃物处理是乡村二氧化碳的重要来源。此外,乡村居民家庭生活引起的碳排放包括直接能源消及间接能源消耗。乡村碳汇则可分为自然环境与农田管理。其中,自然环境包括林地碳汇、草地碳汇、湿地碳汇、农地碳汇等,而农田管理则包括农作物秸秆还田、农用土地种植林木等。


乡村主要碳排放源、碳汇具体细化分类如下表所示。


表2 乡村主要碳排放源清单



表3 乡村碳汇清单



三、低碳乡村建设路径


应对乡村生产生活引起的碳排放,需从减少碳排放源、增加碳汇两方面入手。鉴于农村农业是重要的温室气体排放源,为合理高效利用农业资源,开展可持续的农业,国内外已经做了许多尝试。其中,减碳的方式主要包括建设乡村清洁能源体系、农业废弃物资源化利用、提高农业技术发展节约型农业等。增汇则主要有改善农业管理、植树造林等多种途径。为促进减碳增汇,循环农业是一种广为使用且行之有效的农业生产模式。


(一)减少碳排放源的路径分析


减少乡村碳排放源、降低乡村碳排可着眼于建设乡村清洁能源体系、农业废弃物资源化利用与发展节约型农业三个维度。

图1 减少乡村碳排放源的路径分析


秸秆、畜禽粪便等生物质可生产生物天然气、生物液体燃料、燃烧发电等可再生能源。通过绿色低碳能源体系,废弃物可以转化为可再生能源,用于乡村居民日常生产生活,可以抵扣乡村生产生活使用过程中化石能源的排放。


同时,应提升农业核心技术,完善灌溉设施,减少使用化肥、农药,发展节水、节能的节约型农业。建立并完善水稻栽培供水管理系统、农场粪便管理系统、反刍动物管理系统等,减少甲烷等温室气体排放。可采用水稻间歇灌溉、提高肥效、改善动物健康和饲料消化率等措施降低农业温室气体排放强度。


(二)增加碳汇的路径分析


增加碳汇的路径主要可分为改善农业管理和植树造林两大方面。


图2 增加乡村碳汇的路径分析


保护性耕作、秸秆还田、有机肥施用、人工种草和草畜平衡等为农业管理中常用的手段,可以提高农田和草地固碳增汇的能力。通过提升农田草地中有机质,增加吸收温室气体和固定二氧化碳能力,实现农田碳源到碳汇的转变,达到固碳增汇的效果。

除此之外,还可通过植树造林,增加森林覆盖率,提升乡村森林碳汇。如安徽省马鞍山市加强农村生态建设和环境综合治理,加大乡村荒山荒地造林绿化。盘活森林资源,并与生态旅游相结合,弘扬森林文化的同时发展绿色经济,不仅在很大程度上增加了森林碳汇,也带动了当地的经济发展。


(三)循环农业的最佳实践


循环农业重点在于优化调整种养业结构,促进种养循环、农牧结合、农林结合等,通过废弃物再利用提高减少碳源。往往因地制宜地推广节水、节肥、节药等节约型农业技术,以及“稻鱼共生”、“猪-沼-果”、林下经济等生态循环农业模式。循环农业主要包括农业种养结合、立体复合循环、废弃物再利用、减量化等多种模式。


表4 循环农业模式及简介

循环农业模式

简介

农业种养结合

“以种带养、以养促种”将种植业、养殖业以及加工业联系在一起,通过增加畜禽饲养和沼气池厌氧发酵,将传统的单一种植和高效饲养以及废弃物综合利用有机地结合起来促进养殖废弃物转化为优质有机肥、燃料或其他可供利用的原料

立体复合循环

在空间上多层次和时间上多序列的产业结构,能使处于不同生态位的各生物类群(如林木、农作物、鱼、药材、食用菌等)在系统中各得其所、相得益彰、互惠互利,既充分利用太阳辐射能、土地资源、水分和矿物质营养元素,又为农作物形成一个良好的生态环境,从而提高资源的利用和生物产品的产出,获得较高的经济效益和生态效益[7]

废弃物再利用

种养废弃物再利用。如秸秆还田培肥地力、秸秆氨化后喂畜、秸秆替代木材生产复合板材、利用桑树修剪下的枝条种植食用菌、利用畜禽粪便生产微生物有机肥、将花生壳粉碎加工成细粉再利用等。

农产品加工废弃物循环利用。如稻米加工企业可以利用优质稻米为原材生产精制米、米粉、米淀粉。产生的稻壳可作燃料,米浆水中可提取淀粉,再从淀粉中提取葡萄糖和米蛋白,过滤后的水送养猪场喂猪。养猪场有机肥施入企业的稻米生产基地。

减量化

按田间每一操作单元的具体条件,精准地管理土壤和各项作物,最大限度地优化使用农业投入(如化肥、农药、水、种子等)以获取最高产量和经济效益,减少使用化学物质,保护农业生态环境。追求以最少的投入获得优质的高产出和高效益,也称为“精准农业”。

以浙江湖州桑基鱼塘为例,分析其减碳增汇的作用原理。该系统既属于农业种养结合,又可实现立体复合循环以及废弃物再利用。桑基鱼塘,即在池埂上或池塘附近种植桑树,以桑叶养蚕,以蚕沙、蚕蛹等作鱼饵料,以塘泥作为桑树肥料,形成池埂种桑,桑叶养蚕,蚕蛹喂鱼,塘泥肥桑的生产结构或生产链条,构成了桑、蚕、鱼三者之间密切的关系。这种模式对系统外环境基本无污染,还可以增强土壤肥力,减少化肥使用量,并实现系统内部废弃物“资源化”,起到保肥和增肥的作用。能把多余的碳素固定在农业生态系统中,提高农业生态系统的碳汇能力。


四、绿色金融支持低碳乡村建设


目前,绿色金融标准体系不断完善,绿色金融产品及服务不断创新。在当前绿色金融相关目录中,部分指导已能有效支持低碳乡村建设。以《绿色债券支持项目目录(2020年版)》(征求意见稿)为例,根据本文对碳排放源和碳汇的梳理,该目录中直接或间接支持低碳乡村的项目如表5所示。其中,“农业废弃物资源化利用”、“高效低毒低残留农药生产与替代”、“畜禽养殖废弃物污染治理”、“废弃农膜回收利用”、“绿色畜牧业”、“绿色渔业”、“林下种植和林下养殖产业”、“碳汇林、植树种草及林木种苗花卉”等项目直接支持农业农村领域减碳增汇。


表5 《绿色债券支持项目目录(2020年版)》(征求意见稿)中支持低碳乡村的项目

领域

项目名称

说明/条件

一、节能环保产业

1.3污染防治

1.3.1先进环保装备制造

1.3.1.1

水污染防治装备制造

城镇、农村生活污水、工业废水处理与再生利用、回用装备,地表水、地下水污染防控治理与修复装备,清淤机械、排水管网维护检测装备、海绵城市建设配套装备、城镇雨水收集与处理装备,饮用水安全保障及漏损控制装备等装备制造及贸易活动。装备技术水平鼓励达到有效期内《环境保护综合名录(2017年版)》《国家鼓励发展的重大环保装备技术目录(2017年版)》等相关政策和规范要求。

1.3.1.3

土壤污染治理与修复装备制造

矿山复垦与生态修复装备、农用地土壤污染修复装备、污染地块治理与修复等装备制造及贸易活动。装备技术水平鼓励达到有效期内《土壤污染防治先进技术装备目录》(2017年公布)、《国家鼓励发展的重大环保装备技术目录(2017年版)》等相关政策和规范要求。

1.3.2水污染治理

1.3.2.1

良好水体保护及地下水环境防治

通过统筹使用截污治污、植被恢复、生物缓冲带建设等工程措施,报废矿井、钻井、取水井封井回填等污染防治工程措施,开展的江河源头和类及以上水质江河湖库、饮用水水源地达标建设、备用水源建设、水源涵养和生态修复建设工程,以及石油化工、矿山开采、农田等区域地下水污染风险评估和污染治理、地下水保护活动。

1.3.4土壤污染治理及其他污染治理

1.3.4.3

农用地污染治理

农用地土壤污染状况详查与监测、风险评估,农用地土壤环境质量类别划分、安全利用、风险管控、治理与修复,以及治理与修复效果评估等活动。

1.3.5农业农村环境综合治理

1.3.5.1

农林草业面源污染防治

通过源头控制、过程阻断、末端强化等综合防治措施,减少农田污染和农业废弃物污染的活动;测土配方施肥,农田氮磷拦截与再利用等农业清洁生产技术应用活动;农作物病虫害专业化统防统治及绿色防控专业化服务;粪污集中处理和资源化利用,畜禽规模化养殖和粪污资源化利用、病死畜禽无害化处理设施,生态沟渠、污水净化塘等设施建设和运营。

1.3.5.2

农村人居环境整治

为改善农村生产生活环境而进行的综合治理工程,如农村生活垃圾和污水处理设施建设和运营、农村河道综合治理、厕所粪污治理、村容村貌提升工程、农村饮水安全工程建设和运营等。

1.5资源综合利用

1.5.1资源循环利用装备制造

1.5.1.8

农林废物资源化无害化利用装备制造

利用秸秆、畜禽粪污、农村厕所粪污等农林废弃物生产发酵饲料、沼气、生物天然气、固体燃料、有机肥料等产品的农林废物资源化无害化利用装备制造及贸易活动

1.5.3生物质资源综合利用

1.5.3.1

城乡生活垃圾综合利用

生活垃圾、餐厨废弃物、城市污泥、建筑和交通道路、桥梁拆除废物等资源的无害化处理和资源化利用设施建设和运营。如生活垃圾分拣处理设施建设运营、垃圾焚烧电站建设运营,餐厨废弃物加工生产有机肥、生物柴油设施建设和运营等

1.5.3.2

农业废弃物资源化利用

农作物秸秆、畜禽粪污、尾菜、农产品初加工剩余物等农业废弃物的资源化利用设施建设和运营。如农作物秸秆生产生物质成型燃料设施、畜禽粪污生产沼气设施等设施的建设和运营。

1.5.3.3

城镇污水处理厂污泥综合利用

城镇污水处理厂污泥处理处置及综合利用设施建设运营。如污泥土地利用(土地改良、园林绿化、林用、农用等)活动,以及焚烧发电(供热、热电联产)、建材加工设施建设运营等其他各类污泥资源化利用设施建设和运营。

二、清洁生产产业

2.2绿色农业

2.2.1农业农村环境综合治理

2.2.1.1

高效低毒低残留农药生产与替代

通过农药生产设备、生产工艺系统改造升级、环境友好型农药研发生产等措施,生产及在农业生产中使用符合有效期内《种植业生产使用低毒低残留农药主要品种名录(2016)》等国家和行业政策优先支持的高效低毒低残留品种农药的活动。

2.2.1.2

畜禽养殖废弃物污染治理

通过畜禽养殖场清洁化养殖改造、养殖废水、粪污收集和无害化处理和综合利用设施建设、空气污染防治设施改造和建设等手段,治理畜禽养殖废弃物污染的活动。

2.2.1.3

废弃农膜回收利用

废旧农膜机动和固定回收站点建设、运输和储存系统建设,以及利用废旧农膜生产再生颗粒、防水防漏材料、塑料编织袋、裂解油等生产设备制造和生产设施建设和运营。

三、清洁能源产业

3.2清洁能源

3.2.1新能源与清洁能源装备制造

3.2.1.3

生物质能利用装备制造

秸秆、稻壳等农业生产副产生物质资源收集、粉碎、运输和储存设备,生物质发电、供热装备,沼气、生物质燃气生产装备,生物质固液体燃料生产装备等装备的制造及贸易活动。

3.2.2可再生能源设施建设与运营

3.2.2.3

生物质能源利用设施建设和运营

农林废弃物、城市生活垃圾等生物质原料发电、供热,生产燃料乙醇等生物质液体燃料,以及以地沟油等餐厨废物为主要原料生产生物柴油等产品的设施建设和运营。

3.2.3清洁能源高效运行

3.2.3.6

二氧化碳捕集、利用与封存工程建设和运营

对化石能源燃烧和工业过程排放二氧化碳进行捕集、利用或封存的减排项目建设和运营。

四、生态环境产业

4.1绿色农业

4.1.1农业资源保护

4.1.1.1

现代农业种业及动植物种质资源保护

以推进农业可持续发展为目标的农作物种业育繁推产业化工程,良种示范区,研发平台、服务平台等建设,以及动植物种质资源收集、保存、保护及管理工程。

4.1.1.2

农作物种植保护地、保护区建设和运营

在划定的永久基本农田区域因地制宜开展的零星分散耕地整合归并、土地复垦及耕地提质改造工程;在永久基本农田开展的退化耕地综合治理、中低产田改造、高标准农田建设等耕地质量提升工程;耕地占补平衡项目中被占用耕地表土剥离用于新增耕地、劣质地或基本农田整备区耕地土壤改良工程,以及农田水利设施建设、耕地保水保肥、污控修复等活动。其中,禁止开垦、复垦严重沙化土地,禁止在 25 度以上陡坡开垦、复垦耕地,禁止违规毁林开垦耕地。

4.1.1.3

林业基因资源保护

林业基因(遗传)资源调查、监测与信息化平台建设,林业基因(遗传)资源收集与保存工程(原地或异地保护、保存设施、保护区建设等),乡土树种、经济树种、速生树种的育种、驯化和生物勘探工程,良种利用工程,侵入物种防控等符合国家、行业相关政策、规范、标准的林业基因(遗传)资源保护工程。

4.1.1.4

增殖放流与海洋牧场建设和运营

为改善水域环境、保护生物多样化向海洋、滩涂、江河、湖泊、水库等天然水域投放渔业生物卵子、幼体或成体,恢复或增加种群数量、改善和优化水域生物群落结构的增殖放流及海洋牧场建设和运营。

4.1.1.5

有害生物灾害防治

为保护生物多样性进行的外来物种入侵防控,农业、林业病虫害有害生物灾害防治活动。

4.1.1.6

农村土地综合整治

为推进美丽宜居乡村建设,优化生产生活生态空间,开展的农村山水路林村综合整治活动。如低效闲散建设用地整治、工矿废弃地复垦和空心村整治,以及为提高耕地质量而进行的改良土壤、培肥地力、保水保肥、污控修复等活动。

4.1.2农业农村环境综合治理

4.1.2.1

农作物病虫害绿色防控

通过推广抗病虫作物品种,使用“以虫治虫”、“稻鸭共育”、“生物生化制剂”等生物防治技术,使用 “杀虫灯”、“防虫网阻隔”等理化诱控技术,使用高效、低毒、低残留、环境友好型农药,开展的农作物病虫害绿色防控活动,以及化学农药减量增效、使用量零增长活动等。

4.1.3绿色农产品供给

4.1.3.1

绿色有机农业

有机农产品和绿色食品生产及大宗绿色农产品贸易活动;有机农产品和绿色食品生产相关设施建设。产品及其生产环境需符合有效期内《有机产品》(GB/T 19630.1- GB/T 19630.4)国家标准,农业部环境质量标准和农药、肥料、兽药、饲料及饲料添加剂、食品添加剂、动物卫生等 7 项通用准则性标准,以及 45 项产品质量标准;产品标注需符合农业部《绿色食品标志管理办法》(2012年公布)。大宗绿色农产品贸易活动主要适用于获得国际相关认证体系可持续证书的农产品,包括但不限于可持续棕榈油圆桌倡议组织(RSPO)、负责任大豆圆桌协会(RTRS)、森林管理委员会认证(FSC)等。


4.1.3.2

绿色畜牧业

为推进畜牧业资源高效利用、生态环境保护而进行的绿色畜牧业工程,如病死畜禽无害化处理体系、畜禽养殖废弃物贮存处理利用设施建设、高架床等环保型养殖设施建设、构建“养殖+沼气+种植+加工的循环农业产业园区建设等。


4.1.3.3

绿色渔业

碳汇渔业及净水渔业、稻渔及盐碱水鱼农综合利用、循环水养殖、深水抗风浪及不投饵网箱养殖、生态健康养殖,水产品加工副产物综合利用等环境友好型渔业生产;水产养殖污水处理设施建设和运营,以及渔业资源养护设施建设和运营,如养护型海洋牧场建设和运营等。

4.2生态保护与建设

4.2.1自然生态系统保护和修复

4.2.1.5

退耕还林还草和退牧还草工程建设

为保护生态环境,在水土流失严重、沙化、盐碱化、石漠化严重耕地实施的有计划、有步骤停止耕种,因地制宜种草造林,恢复植被,抑制生态环境恶化的活动;以及为抑制草场退化,开展的禁牧封育、草原围栏、舍饲棚圈、人工饲草地建设等草原生态保护设施建设活动。

4.2.2生态产品供给

4.2.2.1

森林资源培育产业

林业良种生产、苗木培育,以及森林营造、抚育、森林主伐更新等森林资源培育活动。

4.2.2.2

林下种植和林下养殖产业

在保持林地生态系统功能和稳定性前提下,在林下或林间空地种植粮食作物、油料作物、药材、食用菌、饲草、蔬菜,以及林下养殖家禽、放牧或舍饲饲养家畜等活动。

4.2.2.3

碳汇林、植树种草及林木种苗花卉

具有显著碳汇效应或具有显著改善环境、净化空气作用的林木草植培育、种植活动。

五、基础设施绿色升级

5.3污染防治

5.3.1城镇环境基础设施

5.3.1.1

污水处理、再生利用及污泥处理处置设施建设运营

城镇和农村污水处理设施及再生利用设施建设运营和改造;以及污泥处置设施建设运营和改造,以及按照污染治理、生态保护、循环利用相结合的理念构建的区域再生水循环利用体系建设和运行,包括城镇污水处理厂达标排放出水的人工湿地等生态处理设施建设和运营,区域再生水循环利用体系的再生水调度管理系统的开放运维。



作者:

施懿宸 中央财经大学绿色金融国际研究院副院长、讲座教授,长三角绿色价值投资研究院院长

朱彦幸娃 长三角绿色价值投资研究院科研助理

任玉洁 中央财经大学绿色金融国际研究院高级研究员,长三角绿色价值投资研究院高级研究员

(编辑:admin)
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