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      探索“富碳农业”的发展模式 促进国民经济可持续发展
      发布日期:2015/3/24 15:20:51  来源:科技日报  浏?#26469;?#25968;:

        “富碳农业”是一种全新的农业理念和模式,即“将工业生产的、巨量的、大自然已不能自然消纳的二氧化碳用于工农业生产”.探索和实践“富碳农业”的发展方式,对于系统解决我国经济、社会与环境发展面临的若干综合性问题具有重要意义。

        什么是“富碳农业”

        “富碳农业”是指:在人工密闭环?#25345;校?#21033;用光、气、温、水、肥、种等最佳条件组合,创造高效率的光合作用环境,将二氧化碳作为气肥大量地使用,生产出丰富的粮食作物供给人类生活。秸秆等其他干物质,可以加工成为化工、建筑、燃?#31995;?#21407;料回馈工业生产。此外,“富碳农业”生产出的粮食、蔬菜、水果只利用人工光源和营养液水进?#24615;?#22521;,完全不用土壤甚至基质,可以有效?#31181;?#23475;虫和病原微生物的侵入,在不使用农药的前提下实现无污染生产,形成一个新兴产业,创造巨大的经济效益、社会效益和环境效益。

        1.“富碳农业”的产业组织模式

        将工业排放由原来的被动减排、限制转变为主动疏导、利用,建设高效率、高科技的劳动密集型农业工厂;激励当前工业排放气体的处理、再利用,变成新的能源与资源后,将企业减排的压力化为经济动力;构建完整的碳循环产业链,减轻大气污染和水资源短缺等资源环境压力,实现低碳工业与“富碳农业”的互补成长。

        2.“富碳农业”产业链循环基本经济模型

        对于工业企业而言,捕获二氧化碳的成本将被向下游销售二氧化碳的收入抵消,随着下游二氧化碳市场需求量的上升,逐渐积累“碳循环利润”.这与德国处理垃圾的经济思维是一致的。对于下游的“富碳农业”工厂而言,“富碳农业”产业不仅可以使农业大幅增产,提高食品总供给,而且可以消耗二氧化碳,进而?#32435;?#25105;们的生态环境。

        3.“富碳农业”的推广路径

        推广“富碳农业”工厂的劳动技术需要成建制的技术推广组织。可以借鉴发达国?#19994;?#32463;验,由非盈利组织深入到乡村,脚踏实地地给村民提供教育和培训,一方面可以直接提升农村劳动者的知识和技能,另一方面则帮助科研机构获得一线的数据、案例和经费,进一步推进科技创新。

        “富碳农业”的实践和探索

        日本曾经建设过一种“植物工厂”,在密闭空间内给植物提供所谓最佳的条件生长。虽然其结构与“半埋式农业?#23548;洹?#26377;相似之处,但其“最佳的生长条件”需要额外的能源和物?#20351;?#32473;,因此极其昂贵,缺乏经济可行性。而“富碳农业”理念的创新之处在于,这些生长条件全部取自当前的工业排放以及可再生能源(太阳能、风能等),农业工厂可以建设在毫无地力的盐碱地甚至暗无天日的废弃矿井中。利用当今国内外科学技术成果,将太阳能、碳捕集、农业工厂三个领域结合起来的“富碳农业”产业在技术上可行,以其作为经济、环境和社会综合性问题的系统化解决之道,则需要国家产业政策的配合。

        中国农科院?#30001;?#19990;?#25512;?#21313;年代便开始了“植物工厂”的相关研究和实践,论证通过计算机对作物生育过程中的温?#21462;?#28287;?#21462;?#20809;照、二氧化碳浓度以及营养液?#28982;?#22659;要素进行自动控制,实现不受或很少受自然条件制约的省力型生产方式。“植物工厂”模式的推广和普及已在国外和国内全面展开。以碳排放的大省--山西为例,有研究认为,仅富碳设施农业一项,CO2减排量就十分可观:以山西180万亩温室大棚为例,按照目前世界上比较先进的温室施放CO235kg/m2计,1年就可固定CO2420亿公斤,这相当于山西全省的?#25216;?#25490;任务,如果全省的设施蔬菜在目前基础上增施CO22-3倍,可吸收CO21000-1500万吨;另外,全省年产秸秆1900多万吨,利用?#30701;?#28954;烧的400万吨秸秆用于食用菌生产,可减排CO2670万吨﹔光伏食用菌大棚1万亩每年发电可达3亿度,节约标煤120万吨,折合减排CO2300万吨,效益约2亿元;增施CO2后,设施蔬菜产量可?#28304;?#24133;度增产,仅此一项全省可以增产增收上千亿元。同时,在“富碳农业”促进可再生能源的利用上,山西开展利用能源微藻转化CO2生产清洁?#21152;停?#24320;?#26500;?#21378;化微藻养?#22330;?#39640;效吸收CO2和生产清洁?#21152;?#30340;关键技术工艺和配套装?#31174;?#21457;,年产170万吨微藻?#21152;圖案?#20135;品,年产值达180亿,形成具有市场竞争力的新型微藻?#21152;?#20135;品和产业。

        我国已经有万吨?#24230;济?#30005;厂二氧化碳捕集装置投入运转。来自电厂石灰石湿法脱硫系统(FGD)脱硫处理后的烟气进?#24615;?#33073;硫处理,通过有机胺吸收溶剂溶液与烟气中的二氧化碳?#20174;Γ?#26368;终得到纯度达99.5%的液体二氧化碳产品,并可随时转化成固体、气体等其他产品形态,满足社会经济发展的不同需求。工业碳捕集系统的成功实施不但验证了“富碳农业”中碳捕集?#26041;?#30340;有效性和?#32479;?#26412;,更完成了“富碳农业”产业链中最重要的?#26041;?-二氧化碳的系列商品化。?#28304;耍?#20108;氧化碳正式从工业废气变成?#24605;?#20540;不菲的商品,翻开了生态保护和经济可持续发展的全新篇章。

        我国发展“富碳农业”优势独特

        在发展“富碳农业”方面,我国拥有独特优势。中国的人口、资源压力是西方市场经济发达国家所未曾遇到的。富碳农业产业所?#35272;?#30340;太阳能、碳捕集、农业工厂综合技术近年在我国取得了重大进展,尤其是高效太阳光能、热能和电能的综合开发利用取得了世界领先的成果。发达国家如?#39304;?#33521;、德、法的历史不尽相同,但它们早已在本世纪前完成了农业产业化,大规模生产使得农产?#32933;?#22330;供给充足,价格?#22303;?#21508;粮食巨头间的产业格局已经稳定,在?#25345;?#31243;度上降?#22303;?#31185;技创新的动力并阻碍了成果的综合运用。同样是基于以上原因,发达国家才会将注意力集中在其他解决办法上,如碳捕集与封存技术(CCS)等。

        发展“富碳农业”,可以促进我国工业、农业乃至整个国民经济的可持续发展,支持各地区因地制宜地探索和发展生态农业、循环农业、有机农业、精品农业、资源农业,充分挖掘我国农耕文明的精髓,为探索中国特色的农业现代化道路,保证中华民族生存在“地肥、水?#39304;?#31918;丰、人富”的人与自然、人与人和谐的生态和社会环?#25345;?#25552;供有力保障。

        (作者单位:?#26412;?#26519;业大学、?#26412;?#20132;通大学)

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