作為第(di)一(yi)產業(ye)的農林業(ye)是唯一(yi)的碳(tan)匯產業(ye)，具有碳(tan)減排與碳(tan)吸存雙重(zhong)(zhong)功能，在實現國家(jia)碳(tan)中和目標中處(chu)于重(zhong)(zhong)要位置(zhi)。

農(nong)林(lin)碳中(zhong)和工(gong)程(cheng)是指在(zai)農(nong)田、森(sen)林(lin)和不宜(yi)農(nong)林(lin)但(dan)能(neng)生(sheng)長(chang)抗逆性(xing)強的(de)(de)(de)能(neng)源灌草的(de)(de)(de)待開(kai)發邊際性(xing)土地(di)等3片(pian)土地(di)上(shang)，通過科學的(de)(de)(de)管理與經營，以大幅度(du)增(zeng)加碳減排與碳吸存力(li)度(du)的(de)(de)(de)綜(zong)合(he)性(xing)工(gong)程(cheng)。面積分別是1.35億(yi)hm2、1.86億(yi)hm2和1.44億(yi)hm2的(de)(de)(de)3片(pian)農(nong)林(lin)碳中(zhong)和場具有(you)年(nian)增(zeng)匯(hui)37.4億(yi)t二(er)氧化碳，年(nian)增(zeng)12.1億(yi)t標煤生(sheng)物(wu)質能(neng)的(de)(de)(de)潛力(li)。

農(nong)林(lin)碳中和工程(cheng)是(shi)集保護環境、能(neng)源(yuan)換(huan)代、做(zuo)強農(nong)業-鄉村振興-惠及農(nong)民(min)于一(yi)役的國(guo)家(jia)工程(cheng)，乃國(guo)之重器。

2020年(nian)9月，習(xi)近(jin)平主席在第(di)75屆聯合(he)國大會上提出，中(zhong)國“二氧化碳(tan)(tan)排放(fang)力(li)爭于2030年(nian)前達(da)到峰值，努力(li)爭取2060年(nian)前實現碳(tan)(tan)中(zhong)和”，這是時代強音、偉(wei)大承諾(nuo)和艱(jian)巨的國家使命(ming)。

“碳中和”是通過(guo)全(quan)方位的碳減排與碳吸存，達到碳零(ling)增(zeng)長的終極目標；是政府主導、企(qi)事業單(dan)位和全(quan)民參與的偉大(da)動員。

作為第一產業的農業（含林、牧、漁業）在實現國家碳中和目標中處于重要位置。

碳交換的前世今生

地球(qiu)大氣圈的組成主要(yao)是氮和氧(yang)，二(er)氧(yang)化碳很少(shao)。

4億(yi)年(nian)前，地球陸(lu)地出現生物，特別是出現光(guang)合(he)力強的(de)高等植物，利用太陽輻射能，吸收(shou)大氣二氧化碳與(yu)土壤中的(de)水分，合(he)成碳水化合(he)物，構(gou)成生物體(ti)，使碳和化學態能量得以保(bao)存和積累(lei)。

生命與生物質的出現，是地球發展史(shi)上的一座偉(wei)大里程(cheng)碑。

導致地球上碳與化學態能量不斷加積的載體是生物質，在長期地質過程和地質作用下，生物質體的碳水化合物持續脫氧，轉化為碳氫化合物，始有今日之煤炭、石油與天然氣，故稱之“化石能源”。

生物體將地球大氣圈的二氧化碳吸收富集并轉移封存到了巖石圈。

18世紀工業革命至今的200多年里，人類打開了“潘多拉魔盒”，將深埋地下的煤炭、石油和天然氣大量開采使用，將億萬年前封存地下的碳又放回到大氣中，其溫室效應導致全(quan)球氣候變暖和人類生(sheng)存環境惡化(hua)。

這些溫室氣體的80%來自于化石能源。

20世紀后半葉，人類社會開始覺醒，提出“可持續發展”的概念，于1992年簽署《聯合國氣候變化框架公約》，并于2015年通過《巴黎協定》，急切要求替代(dai)化石能源(yuan)，減(jian)少二(er)氧化碳排放(fang)，放(fang)慢全球(qiu)變暖(nuan)步伐。

中國正在大規模進行工業化建設，能源消費劇增，2018年二氧化碳排放量約為100.2億t，要在2060年實現碳中和，目標非常艱巨。

中國的第二、三產業是(shi)化石能源(yuan)的(de)(de)(de)主(zhu)要消費(fei)者(zhe)，主(zhu)要碳(tan)排(pai)(pai)放者(zhe)，是(shi)碳(tan)源(yuan)；唯(wei)有從事生(sheng)物性生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)第一產(chan)業是(shi)吸多排(pai)(pai)少的(de)(de)(de)碳(tan)匯，是(shi)為二、三產(chan)業持續提供(gong)替(ti)代(dai)能源(yuan)的(de)(de)(de)重要基地。

地質時期的生物質吸碳聚能，當代的生物質不僅能吸碳聚能，還可通過現代技術轉化為可再生清潔能源，替代化石能源以減排二氧化碳。

生物質還可以實現負碳排放，防治大氣污染與(yu)農業(ye)面源污染，生產綠色材料與(yu)有機化工產品，做強農業(ye)與(yu)振(zhen)興鄉村經濟(ji)等。

農林生態系統像個萬花筒與(yu)百寶箱，需要人(ren)們去了解、探(tan)尋和(he)開(kai)啟它豐富的碳中(zhong)和(he)潛能(neng)。

解鈴尚須(xu)系(xi)鈴人，且觀(guan)今日之生物質將何(he)為！

據國際政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第五次評估報告（2013）披露，“生物質能和碳捕獲/封存（BECCS）是(shi)極少有的(de)，能將近幾百年來(lai)被大(da)氣(qi)吸收積存(cun)的(de)二(er)氧化碳吸出與移走的(de)技(ji)術”。

綠色供暖與發電

煤碳是第(di)一大碳源(yuan)，替煤的(de)擔子(zi)最重。替煤者多，然效果大相徑庭。

2013年霧霾大爆發，國務院緊急發布的《大氣污染防治行動計劃》提出的重要舉措是“煤改氣”。

本已(yi)“氣(qi)荒”多(duo)時的國內天(tian)然氣(qi)驟然吃緊，四方(fang)告急。

氣不(bu)(bu)(bu)夠，“煤(mei)改電”行不(bu)(bu)(bu)行？不(bu)(bu)(bu)行，太(tai)貴，且(qie)多來自于(yu)煤(mei)。風能太(tai)陽能行不(bu)(bu)(bu)行？不(bu)(bu)(bu)行！杯水(shui)車薪，遠水(shui)不(bu)(bu)(bu)解近渴。

此時，原料充足、制作簡便、靈活機動、改燒容易，且熱值接近于煤卻比煤干凈，排放標準接近天然氣卻價格便宜一半的生物質顆粒燃料脫穎而(er)出(chu)，臨危受命。

當時每年有(you)上億(yi)噸秸稈被露地焚燒，污染大氣(qi)，肆意排(pai)碳，如以秸稈制成成型燃料替煤，豈非(fei)一(yi)舉兩得，雙重環保？

克霾減排，用煤大戶可以清潔燃燒，然而年耗煤約5億t，高度分散的60多萬個中小燃煤鍋爐是最大難題。生物質成型燃料無疑是最佳選項。

《大(da)氣污染防(fang)治行動計劃》發布后的一年多時間(jian)里，國務院與國家能(neng)源(yuan)局連發8次“緊急(ji)通知”，要(yao)求以成型燃料供熱(re)緩解(jie)“煤(mei)改氣”。

2015—2019年的4年間，生物質成型燃料年生產能力由900萬t增長到1500萬t，已發展成為一個覆蓋酒店、學校、醫院、居民小區、商業辦公區、工業園區，涉及食品、醫藥、機械、化工等眾多領域的綠色供熱產業。

同此，生物質發電也是替煤減排的簡便有效辦法，特別是對遍布中小城市的中小火電廠(chang)。

到2020年底，生物質發電累計投產項目1353個，裝機容量2952萬kW，年發電量1326億kW·h，可比肩于一座三峽電站。

生物質發(fa)電(dian)的(de)年均小時數(shu)在(zai)7000 h以(yi)上(shang)，而(er)風電(dian)僅2000多h，光伏發(fa)電(dian)1600多h；據測(ce)算(suan)，每投資1億元人民幣，可生物質發(fa)電(dian)7.49億kW·h，風電(dian)僅2.48億kW·h，光伏發(fa)電(dian)1.68億kW·h。

且生物質發電穩定，原料貼近消費市場，不(bu)需(xu)遠程傳(chuan)輸，又有(you)利于振興農(nong)村經濟，優(you)勢突出，何樂不(bu)為(wei)。

然而，“十三五”期間政府大量投資風電與光伏發電，裝機容量分別是生物質發電的8.86倍和8.65倍，且“十四五”仍然如此，建議在實現碳中和目標中，將“綠色供熱發電”作為重點之一。

就全球而言，商業生物質能源中的“綠色供熱發電”占到七成，以歐洲最發達。

石油替代與減排

石油，碳中和中的另一重(zhong)要碳源(yuan)和替代(dai)減排重(zhong)點。液(ye)體燃(ran)料是運(yun)輸(shu)工具的主要動力，現代(dai)社會的“血液(ye)”。

然而，石油(you)基(ji)液體燃料不僅(jin)排放二氧(yang)化碳和一氧(yang)化碳，還有碳氫化合(he)物、氮氧(yang)化合(he)物等有害物質(zhi)，汽車尾氣(qi)與(yu)輪船(chuan)劣(lie)質(zhi)柴(chai)油(you)嚴(yan)重污染大氣(qi)與(yu)水(shui)體。

20世紀70年代的世界石油危機，催生了生物乙醇等生物基燃料對石油的替代。

美國自2005年頒布新能源法到2015年的10年間，玉米乙醇減(jian)排二(er)氧化(hua)碳5.9億(yi)t和減(jian)少(shao)石(shi)油(you)進口19億(yi)桶(tong)。2018年(nian)以38%的(de)玉(yu)米總(zong)產生(sheng)產了4830萬t玉(yu)米乙醇(chun)，占全國石(shi)油(you)消(xiao)費量的(de)10.3%，減(jian)少(shao)石(shi)油(you)消(xiao)費5.4億(yi)桶(tong)。

2018年歐盟的可再生運輸中90%是生物燃料。在巴西，甘蔗乙醇已成為國家支柱性產業，是(shi)全國汽油(you)消費量的1.5倍。

但是，以糧(liang)食為(wei)原料生產燃料，詬病不斷。

于是人們將目光從生物質組分中的淀粉移向了占組分2/3的纖維素、半纖維素與木質素，并稱之二代生物基原料。

美國還提出溫室氣體排放比化石燃料低50%以上者方為“先進生物燃料”，于是，纖維素乙醇成為各國研發熱點，只(zhi)可惜久(jiu)攻(gong)而不(bu)克。

微生物法生產第二代生物燃料受阻，熱化學法興起，即通過中溫或高(gao)溫將(jiang)生(sheng)物(wu)質氣化，再合成精(jing)煉為系列高(gao)品位生(sheng)物(wu)燃油。

2013年美國KIOR公司以黃松枝(zhi)條為原料，年產(chan)生物燃(ran)油3.6萬(wan)t，溫室(shi)氣(qi)體(ti)排(pai)放比化(hua)石燃(ran)料減少60%。同年，美國INEOS BIO公司基(ji)于熱化(hua)學(xue)先氣(qi)化(hua)秸稈，再合成乙(yi)醇。

2015年(nian)，芬蘭GFN公(gong)司(si)以(yi)林(lin)業(ye)剩(sheng)余(yu)物與作(zuo)物秸稈為原料生(sheng)產(chan)了生(sheng)物燃油(you)。加拿大(da)Enerkem公(gong)司(si)將垃圾氣化合成(cheng)乙醇后再轉(zhuan)化為航(hang)空煤油(you)，已在英航(hang)使用。德國科林(lin)公(gong)司(si)、瑞典Chemrec公(gong)司(si)等亦(yi)多(duo)有建(jian)樹(shu)。

2015年聯合國巴黎氣候峰會后，大多數簽約國在上報的承諾計劃書中，都把開發生物燃料作(zuo)為減(jian)排溫室氣體的重要手段，特(te)別是基于熱化(hua)學法生產車用液體燃(ran)料，以(yi)及生物天然氣成(cheng)為新寵。

在(zai)這場(chang)全球性的(de)，以二(er)代技術開發二(er)代原料的(de)競技場(chang)上，出現(xian)了一支中國奇兵。

武漢陽光凱迪集團對生物質氣化-費托合成燃油技術攻關8年，一座1萬t級生產線于2013年1月正式投產，進入同類技術的國際領先行列。

2015年8月，中國科學院向中央呈文稱，“我國有望破解當前生物質能發展困局”，建議國家“加強對生物質合成燃油產業的政策支持”。

遺憾的(de)是，2018年，凱迪集團內部發生(sheng)問題退(tui)市，這個即將大(da)放異彩的(de)國際領先項目不幸(xing)擱淺。

此外，內蒙古俏東方集團自行開發的“碳酸二烷酯型生物柴油”，品質與環保性能顯著優于常規柴油；中國科學院廣州能源研究所研發的秸稈制生物航空煤油，清華大學的甜高粱稈乙醇重整制氫等(deng)在(zai)技術上都(dou)(dou)處在(zai)國際前(qian)列，都(dou)(dou)有沖鋒陷陣的潛質。

生物(wu)乙(yi)醇在中(zhong)國出現(xian)最早，卻20年乏善可陳，但不等于液體燃(ran)料替代(dai)不重要(yao)。恰恰相反，中(zhong)國石油的對外(wai)依存度接(jie)近70%。

為了國家能源安全與保護環境，為了實現碳中和目標，石油替代減排十分重要，大有可為，大有作為。

負碳排放，潛力巨大

生物體吸碳(tan)排(pai)(pai)碳(tan)，理論上(shang)是零碳(tan)排(pai)(pai)放(fang)(fang)，怎么(me)會有“負(fu)碳(tan)排(pai)(pai)放(fang)(fang)”？

畜禽糞便在自然條件下發酵釋放出的甲烷，其溫室效應是二氧化碳的25倍，如以其生產沼氣與生物天然氣去替(ti)代化石能源，即(ji)是“以污治污”，再加上飼料(liao)生長期間(jian)的吸(xi)碳，其(qi)全生命周期為(wei)負碳排放。

據瑞典Lund大學研究，按每獲得1 kW·h 做功，煤、天然氣、風能、沼氣與生物天然氣的二氧化碳排放量分別是508~897 g、398 g、61 g、-414 g。即沼氣的碳減排能力是風能和太陽能的4.6~18倍。

又據德國能源署資料，每行駛公里排放的二氧化碳當量，汽柴油、天然氣、生物天然氣分別為156~164 g、124 g、5 g。即生物天然氣的碳排放只是化石天然氣的1/25。

在歐洲，重型柴油車改用生物天然氣后，微粒物（PM）和NOx排放量分別減少了97%和86%。

國際能源組織（IEA）報告稱，以生物天然氣替(ti)代常規天然(ran)氣是(shi)最(zui)有希(xi)望(wang)的減(jian)排技術。

德國有沼氣-天然氣生產廠1萬余家，全國生物發電產能的68%（7.1 GW）來自沼氣-生物天然氣。

生物天然氣還有一個可貴稟賦，即物質循環優質。

生物質在高溫燃燒條件下，植物營養元素揮發固結殆盡，不能繼續參與物質循環。而常溫條件下的厭氧發酵，生物質的植物營養元素全部保留于沼渣沼液和以優質有機肥回歸土壤。

負碳排放的微生物沼氣發酵與提純為生物天然氣兼具去污、減排、保土、增收的效果，一石四鳥。

“十二五”期間，中國農業面源污染上(shang)升為第(di)一(yi)污染(ran)源，主要(yao)是養殖場(chang)每年產(chan)生的大(da)量畜禽(qin)糞(fen)便不經處理排向水體以(yi)及上(shang)億噸秸稈(gan)的露地焚燒。

如果以畜禽糞便與作物秸稈為原料生產沼氣和生物天然氣，全國有機物污染的化學需氧量（COD）總排放量則可減少一半。

2016年12月，習近平總書記在中央財經領導小組第十四次會議上指出：“加快推進畜禽養殖廢棄物處理和資源化，關系6億多農村居民生產生活環境，關系農村能源革命，關系能不能不斷改善土壤地力。治理好農業面源污染，是一件利國利民利長遠的大好事，要堅持政府支持、企業主體、市場化運作的方針，以沼氣和生物天然氣為主要處理方向，以就地就近用于農村能源和農用有機肥為主要使用方向。”

習近平總書記將沼氣-生物天然氣與農業廢棄物處理和資源化、防治農業面源污染、能源革命、改善農民生產生活環境、提高土壤肥力聯成了一體。

中國有(you)241個畜牧大(da)縣，有(you)年800億(yi)m3生(sheng)物天(tian)(tian)然(ran)氣的產量。中國是農業大(da)國，生(sheng)物天(tian)(tian)然(ran)氣的資源(yuan)非(fei)常豐富，具有(you)年生(sheng)產生(sheng)物天(tian)(tian)然(ran)氣2000億(yi)m3和減排4.2億(yi)t二氧化(hua)碳的潛力。

負碳排放，潛力巨大，是(shi)實(shi)現(xian)碳(tan)中(zhong)和目(mu)標(biao)的強大武器。

防治白色污染，兩全其美

石油基塑料(liao)的(de)大分子與復(fu)雜結(jie)構使它在自然條件下幾百年也不(bu)能降解(jie)，塑料(liao)垃圾導致的(de)“白色污染”已(yi)嚴重威脅人類社會的(de)可持續發展(zhan)。

中國是年消費過億噸的世界最大塑料消費國，更令人擔憂的是，也是農用地膜使用量最大的國家。

覆膜的增產效果明顯，然殘存在土壤的塑料碎片越積越多，影響作物根系發展和吸收水分養分，導致土壤結構惡化和肥力下降，中(zhong)國農田每6畝(mu)就有1畝(mu)覆膜。

世界上越來越多的國家發布了“限塑令”和“禁塑令”。

2019年9月，習近平(ping)總書(shu)記在中(zhong)央深(shen)化改革委員會(hui)第十次(ci)會(hui)議上強調：“應積極應對(dui)塑(su)料污染，牢固樹立(li)新(xin)發展理念，有序(xu)禁(jin)止、限制部分塑(su)料制品(pin)的生產、銷售和使用，積極推(tui)廣可循環(huan)易回收(shou)可降(jiang)解(jie)替(ti)代(dai)產品(pin)，增(zeng)加(jia)綠色(se)產品(pin)供給。”

尋求對石油基塑料的替代，已有半個世紀。

一種是與10%左右的淀粉或碳酸鈣共混并加入光熱催化劑，可以讓廢棄塑料破碎成微粒，但90%的石油基成分仍不能降解(jie)(jie)。這肯(ken)定不是解(jie)(jie)決問題的辦法，但卻流行(xing)于市。

另一種是生物基的聚乳酸PLA生產的全生物降解塑料，可以在自然條件下全部降解，且生產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)二氧化碳排(pai)放量只(zhi)相當于(yu)石(shi)油基塑料的(de)20%，這才(cai)是真(zhen)正解決問題的(de)辦(ban)法。目前(qian)世界上只(zhi)有美國與荷蘭兩國可(ke)以規模(mo)化生產(chan)，因價(jia)格高而市場有限。

2018年全球生產塑料近3.6億t，而生物基塑料占比不到1%。可見對(dui)全生物降解塑料需求之急與市場潛力之大(da)。

《科學美國人》與世界經濟論壇聯合發布的2019年全球十大新興技術中，全生物降解塑料排位第一。

令人高興的是，中國安徽豐原集團攻關20年，自主研發的年產10萬t聚乳酸項目首期工程于2020年8月成功投產，包括塑料與化纖產品。由于采用了非淀粉的甜高粱桿和纖維素原料，成本比用玉米生產聚乳酸低20%，技術、產品質量與成本都在世界前列。

中國有望在“白色污染”防治上，像“高鐵”一樣為世界做出貢獻。

1998年美國(guo)國(guo)家科學(xue)院給總(zong)統的(de)咨詢報(bao)告(gao)中說(shuo)：“生物(wu)(wu)基(ji)(ji)產(chan)(chan)品(pin)行業最終(zhong)可以(yi)滿足美國(guo)90%以(yi)上的(de)有機化學(xue)產(chan)(chan)品(pin)和50%液體(ti)燃料的(de)需(xu)求(qiu)。”1999年克林頓發布(bu)的(de)“開(kai)發和推進生物(wu)(wu)基(ji)(ji)產(chan)(chan)品(pin)和生物(wu)(wu)能源”總(zong)統令也(ye)是將生物(wu)(wu)基(ji)(ji)產(chan)(chan)品(pin)居(ju)前。

以全生物降解塑料為突破口，可開啟中國石油(you)基(ji)產(chan)品向(xiang)生(sheng)物(wu)基(ji)綠(lv)色低碳產(chan)品升級(ji)之門(men)。

“全(quan)生物降解塑料(liao)”，又(you)一(yi)治(zhi)污與替代減(jian)排雙馨的(de)，農林碳中和工(gong)程中的(de)得力(li)戰將。

碳吸存中的“三擦邊球”

農業(ye)稻麥(mai)棉，林(lin)業(ye)喬木樹，五千年如是。

這里提的思路是，在既不能種莊稼又不能長喬木的邊際性土地上種植抗逆性強，生命力旺盛的能源灌草，此一板(ban)打(da)出了3個擦邊球。

一民營企業在河北康保縣沙地上種植了約5萬hm2灌木檸條，既防風固沙，又用每3~4年平茬下來的枝條發電。

該電(dian)(dian)廠替代了10萬t標煤(mei)，輸(shu)出了2.5億(yi)kW·h綠色(se)電(dian)(dian)力，年減排二氧化碳17萬t，還為(wei)千余農(nong)民就業，千余農(nong)戶脫貧作了貢獻(xian)。

又一民營企業在內蒙(meng)古毛(mao)烏素沙地種植約(yue)4萬hm2灌木沙柳(liu)，防風固(gu)沙與平茬枝條發電(dian)并舉，年發電(dian)2.1億kW·h，還將(jiang)電(dian)廠排(pai)放的二氧化(hua)碳(tan)收集起來養(yang)殖(zhi)螺旋(xuan)藻，叫“三碳(tan)經濟”。

經聯合國認證，該項目每年減排碳25.6萬t，移存二氧化碳15萬t，加上沙柳地下部的固碳量，每年可實現50~60萬t二氧化碳的吸存與減排，并為社會提供8000多個就業崗位，人均收入1.2萬元。該項目獲聯合國環境與發展大會2012年度頒發的“20年防沙治沙特別貢獻獎”。

有資料稱，新疆克拉瑪依地區的灌木紫穗槐和檸條的年(nian)公頃(qing)生物量產出分別(bie)為16.162 t和10.541 t；年(nian)固(gu)碳量分別(bie)為7.866 t和5.185 t。

另有一種能在黃土高原和東北地區能安全越冬的芒草，年公頃(qing)生物量產(chan)(chan)出30 t，此(ci)二地有約(yue)1億公頃(qing)邊際性土地可種此(ci)芒(mang)草，其生物量產(chan)(chan)出與固碳量之大(da)可想而知(zhi)。

中國有(you)多(duo)少不能種(zhong)農作(zuo)物和樹木(mu)，但可種(zhong)能源灌草的邊際性土(tu)地？

根據國土資源部2015年更新的資料，基于全國1 km柵格25個地類的土地利用數據，綜合考慮了人口、交通和生態保護等因素，選出了灌木林、疏林地、低覆蓋度草地、沙地、鹽堿地等11類，面積1.44億hm2，比現有耕地面積還大。每年可生(sheng)產生(sheng)物質14.4億(yi)t，能源潛力為7.2億(yi)t標(biao)煤。

據此繪制了自然條件下全國可能源用邊際性土地的能源潛力分布圖。

綠(lv)地、生物量產(chan)出，以及8.2 t標煤的(de)綠(lv)色替代(dai)能源全部都(dou)是新增(zeng)。

邊際性土地實(shi)現(xian)能源灌草種植后，祖國大(da)地將(jiang)出現(xian)一(yi)道新的風景線，億萬公頃荒(huang)地禿嶺將(jiang)被灌林草叢所染，生態環境改觀(guan)，綠色油田片片，美(mei)麗的座(zuo)座(zuo)“金山銀山”。

三片農林碳中和場

中國有3片農林碳中和場，農田、能源灌草與喬木林，它們的面積分別為1.35億、1.44億、1.86億hm2，合計4.65億hm2。

3個碳(tan)中(zhong)和(he)場(chang)的(de)碳(tan)狀況的(de)主要計算參數(shu)是：1 t生物(wu)質年(nian)吸(xi)存0.5 t二氧化(hua)(hua)碳(tan)和(he)產(chan)能0.5 t標(biao)煤(mei)(mei)；1 t標(biao)煤(mei)(mei)排放(fang)2.6 t二氧化(hua)(hua)碳(tan)；1 t生物(wu)質能的(de)排放(fang)量(liang)(liang)是煤(mei)(mei)碳(tan)排放(fang)量(liang)(liang)的(de)40%。

農田碳中和場的碳交換最頻繁。據2015年資料，中國農田生物量產出15億t，可吸存二氧化碳7.5億t；另可供能源用農林有機廢棄物產出量折標煤4.92億t，轉化替代能源可減排二氧化碳9.3億t（含負碳減排）；農林牧漁共消費化石能源8232萬t標煤，排放二氧化碳2億t（均僅為全國總量的2%）。農田碳中和場匯多源少，合計年增匯(hui)潛力為14.8億(yi)t二氧(yang)化碳。

能源灌草碳中和場，建(jian)成(cheng)后按年公頃(qing)地上及地下(xia)部(bu)生物(wu)量產出10 t計(ji)，年生物(wu)量產出14.4億t，吸(xi)存二(er)氧化(hua)碳7.2億t，轉化(hua)為替代能源折標煤7.2億t，減排二(er)氧化(hua)碳4.4億t，合(he)計(ji)年增匯潛力(li)11.6億t二(er)氧化(hua)碳。

喬木林碳中和場是長時段碳吸存，現總生(sheng)物量(liang)155億t和年吸存二氧(yang)化碳11億t（《中(zhong)國森林資源(yuan)報告(gao)2019》），林業三(san)剩物的替(ti)代減排已計算在農田碳中(zhong)和場。

以上3片農林碳中和場的二氧化碳年增匯量合計37.4億t。這是現量，如果考慮到2060年的40年間的增量，農林碳中和工程的貢獻將在年增匯50億t二氧化碳以上，約當于現年排放量的一半。

同時具有生產12.1億t標煤生物質能源的潛力，相當于全國現年能源消費總量的30%。

與“第二農業”共進同輝

從事生(sheng)物(wu)質生(sheng)產(chan)的農業，五千年來只認淀粉性籽實和二性產(chan)品肉(rou)蛋(dan)奶，而生(sheng)物(wu)量產(chan)出的另一(yi)半——纖(xian)維素與木質素，被視為廢(fei)棄物(wu)。

隨(sui)著科技進步，人(ren)們發現(xian)不僅淀粉，纖維素、半(ban)纖維素與木質素也可生產出綠色能源(yuan)、材料與有機(ji)化工產品(pin)。

21世紀初，世界對生物質能與生物基產品開發進入高潮，生物乙醇也成為中國“十五”計劃的10項重點建設工程之一。

2016年，筆者提出了“第二農業”概念，即對非糧農林生物質及有機廢棄物的資源化(hua)利(li)用，生產能源、材料(liao)和有機化(hua)工等綠色產品。

“第二農業”根本性地改變了五千年的農業觀與產業結構，根本性地改變了工農與城鄉關系，是鄉(xiang)村振興與(yu)(yu)農(nong)業農(nong)村現代(dai)化的得(de)力抓手與(yu)(yu)引擎。

正如諾貝爾獎得主舒爾茨所言，“改造傳統農業的關鍵是要引進新的現代農業生產要素”。“第二農業”，正是引進的一個全新和極強力的“農業生產要素”。

引進“第二農業”要素也遇到一個實質性難題。即與石化原料相比，生物質組分中的非能源性氧含量接(jie)近(jin)一半，所以現有技術(shu)與產品，在質量(liang)與經濟性上均(jun)不具競爭(zheng)力。

因此在戰略設計上應將生物基的目標產品定位在高含氧生物材料及高含氫生物能源上。

如(ru)現代生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)肥料(liao)(liao)(liao)(liao)、生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)飼料(liao)(liao)(liao)(liao)、生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)農藥以及生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)可降解地膜等農用(yong)生(sheng)產(chan)資料(liao)(liao)(liao)(liao)；又(you)(you)如(ru)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)天然(ran)氣、生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)氫(qing)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)、生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)氨燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)、生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)碳電池燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)等綠色(se)能(neng)源；又(you)(you)如(ru)高含(han)氧量可降解塑(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)與(yu)工程塑(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)、生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)基(ji)超微粉膜材(cai)/建(jian)材(cai)等生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)基(ji)產(chan)品。

這種全新理念與戰略將構建強大的第二農業綠色產業體系。

新木集團攻關15年，在現代生物質經濟產業技術體系上邁出了可喜一步，技術、產品質量與成本多處于國際領先水平，可做借鑒。

以后的(de)中國田園，不只(zhi)是“鵝湖(hu)山(shan)下稻(dao)粱(liang)肥，豚柵雞塒半掩扉”，還有(you)綠色能源、材料與有(you)機(ji)化工工廠星羅棋布。

農(nong)民(min)或在(zai)農(nong)田(tian)，或在(zai)車(che)間；或在(zai)山莊，或在(zai)市鎮，過(guo)著現(xian)代(dai)桃花源式生活。

全生物質生產才是完整的農業，缺失“第二農業”不是現代農業。實現國家碳中和目標與發展“第二農業”相輔相成，共進同輝。

農林碳中和工程，國之重器

農林生態系統和3片碳中和場具有碳吸存與替代減排雙重功能，是實現國家碳中和目標的主要陣地，又是生(sheng)物質資源庫與生(sheng)物質能田(tian)。

農林碳中和工程由2個部分組成，第一部分是改善3片碳中和場的農作物、能源灌草及喬木林的群體結構與管理，增加碳吸存與生物量產出；第二部分是非糧農林生物質與有機廢棄物的資源(yuan)化利用，發展(zhan)生物質能(neng)、材料(liao)和化工產品等綠色產業(ye)，增(zeng)加替(ti)代減排力度。

農林碳中和(he)工程具有年(nian)增匯(hui)37.4億(yi)t二(er)氧化碳和(he)年(nian)增12.1億(yi)t標煤生物質能的潛力。

農林碳中和工程的核心與重點是在3個碳中和場加強植物體培育和生物量產出基礎上，全面、科學部署綠色供熱與發電、液體生物燃料、沼氣-生物天然氣和全生物降解塑料4大支柱產業體系，以實現國(guo)家碳中(zhong)和目標，改善全國(guo)能源(yuan)消費結構，推進“第二農業”發展。

4大支柱產業的一代技術與商業化在中國已經成熟，熱(re)化學合(he)成(cheng)生(sheng)物燃油(you)與全生(sheng)物降(jiang)解(jie)塑料的二代技術已處(chu)世界前列(lie)，正(zheng)蓄勢待發(fa)，報效國家。

實施農林碳中和工程的建議是：作為重大專項列為國家長期計劃；成立有相關業務部門參加的“農林碳中和工程”辦公室，建議辦公室設在農業與農村工作部；成立基于5G的“農林碳中和工程”研究設計院，為工程實施提供技術支撐與指導；設置“第二農業”學科、專業與學院，培養人才；選擇300~600個縣（市）進行不同類型農林碳中和工程項目先行示范，爭(zheng)取在2030年碳(tan)排放達峰前為中國(guo)乃至世界找到(dao)碳(tan)中和綠色(se)方案。

農林碳中和工程是集保護環境、能源換代、做強農業-鄉村振興-惠及農民于一役的國家工程，乃國之重器。

致謝：中國農(nong)業大(da)學(xue)教授(shou)程序為本文提供(gong)了建議(yi)、資料與幫助(zhu)。

作者簡介：石元春，中(zhong)國(guo)農(nong)業大學(xue)土(tu)地(di)科(ke)學(xue)與(yu)(yu)技術學(xue)院(yuan)、生(sheng)物質工(gong)(gong)程中(zhong)心，教授(shou)，中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)院(yuan)士(shi)，中(zhong)國(guo)工(gong)(gong)程院(yuan)院(yuan)士(shi)，研究方(fang)向為土(tu)壤地(di)理和鹽漬土(tu)發生(sheng)與(yu)(yu)改良，農(nong)林生(sheng)物質工(gong)(gong)程戰略等。

論文(wen)發表于《科(ke)技導(dao)報》2022年第7期，原(yuan)標題為(wei)《農(nong)林碳(tan)中和工程(cheng)》，歡迎訂閱查看。

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