生物燃料行業研究范例

【摘要】生物質電廠與常規火電廠相比，安全管理基礎相對比較薄弱，可借鑒的成熟安全管理經驗少。其中安全風險存在于卸貨、破碎、車輛、檢修等引起的人身安全事故和燃料、粉塵引起的火災爆炸事故。本文以某生物質發電企業為例，就生物質電廠目前在安全方面普遍存在的問題和采取的針對性技術和管理措施作主要闡述。

【關鍵詞】生物質電廠;安全;新技術及創新管理

1前言

安全生產是關系到國家和人民群眾生命財產的安全和人民群眾的切身利益的大事。安全生產是企業生存與發展的基礎，也是對企業的最根本要求。安全管理是每個管理人員必須遵守的行為準則，也是日常工作的一項重要內容。安全工作是一項常抓不懈的主題，是生產的保證，也是員工效益的最大體現。生物質電廠作為新生行業，由于起步較晚，各項管理工作與常規火力發電項目相比，還處于追趕期，特別是安全等各類管理制度和體系還需要不斷完善。

2現狀分析

2004年國家發改委開始核準了國內首批生物質直燃發電項目，實際投運發電在2007年左右，至今也就10年左右，整個行業發展歷程較短。生物質發電項目與常規火力發電相比，由于燃料收購半徑的問題，一般建設規模都不大，多為1．5～3萬千瓦的裝機容量。同時其燃料品種錯綜復雜，有稻麥秸稈、農林廢棄物、稻殼、工業加工的邊角木料以及蔗渣等生物質，體積龐大，且單批次運輸量少，加工和周轉工作量大。另外，當前對生物質電廠的特性認識不足。一方面，生產管理人員都一般來自常規火電廠，缺乏對生物質電廠安全管理經驗;另一方面，生物質電廠燃料處理環節多，量大，且作業人員普遍文化水平不高，工作隨意性較大，給生物質電廠安全環保帶來很大的隱患。當前普遍存在如下幾個問題:(1)生物質電廠普遍基于經營成本考慮，一些輔助工序(如燃料的倒運、破碎等)均采取外包模式。一方面，對外包單位安全管理往往采取降低安全標準或忽視了對外包公司的管理，形成“以包代管”;另一方面合作外包方的安全管理水平參差不齊，作業人員文化水平不高，安全意識差，易因自身原因造成安全事件的發生，進而影響到企業的發展。(2)生物質電廠主要安全風險存在于卸貨、破碎、車輛、檢修等人身安全事故和燃料、粉塵引起的火災、爆炸事故;同時，生物質電廠現場作業過程中經常因治理不到位而出現不注重現場作業人員的職業健康問題。如何利用安全環保新技術、優化人機配置等方法，來減少上述問題的發生，是生物質電廠管理層迫切需要思考和解決的問題。(3)生物質電廠的安全環保培訓、安全環保創建等工作仍在不斷探索中，安全環保管理“軟環境”還不夠扎實。需要通過創造良好的安全環保管理“軟環境”來進一步構建多重防護保障，夯實生物質電廠安全環保管理工作。(4)生物質電廠的安全風險意識還需要進一步加強，安全責任保險還需進一下完善。

3建章立制，完善外包管理

一、汽油及柴油的無硫化

汽油及柴油中的硫可導致汽車尾氣凈化裝置中催化劑性能的降低，所以一直要求燃料的低硫化。從2005年1月開始，日本開始使用硫質量分數小于10μg/g的無硫汽油及無硫柴油（硫質量分數小于10μg/g的汽油、柴油被稱為超低硫燃料或無硫燃料）。

1.柴油

隨著物流的迅猛發展，柴油機車排放的NOx及PM引起的大都市的大氣污染越來越嚴重。1989年12月，為了降低柴油機車及公共汽車排放的NOx及PM，中央公害對策審議會的報告“未來降低汽車尾氣排放對策”提出要強化尾氣排放標準。柴油機車需要使用尾氣凈化系統，為了使尾氣凈化系統充分發揮其性能，石油業界分4個階段降低了柴油中的硫質量分數。第一階段：將尾氣的一部分送回到發動機中，使用降低燃燒溫度的尾氣再循環（EGR：ExhaustGasRecirculation）裝置時，為了防止發動機被腐蝕，于1992年10月開始將硫質量分數由0.5%降到了0.2%。第二階段：為了使以降低PM排放量為目的而設置的尾氣后處理裝置充分發揮其作用，從1997年10月開始將硫質量分數由0.20%降至0.05%。第三階段：為了使氧化催化劑、微粒除去裝置及NOx還元催化劑等更有效地發揮其作用，2000年石油審議會石油產品質量專門委員會及中央環境審議會第4次報告決定，到2004年末將硫質量分數降至50μg/g，但是石油業界從2003年4月開始就供給了硫質量分數低于50μg/g的柴油。第四階段：從2005年1月開始實施的柴油的無硫化（硫質量分數小于10μg/g），不僅使以同時脫除NOx及PM為目的的尾氣后處理裝置最大限度地發揮了其作用，而且改善了有助于應對地球變暖問題的柴油的質量。

2.汽油

為了降低人體對有害物質的攝入量，從1975年開始禁止往普通汽油中添加四烷基鉛，從1986年開始禁止往優質汽油中添加四烷基鉛；1996年將汽油中的苯體積分數降至5%，2000年1月再降至1%。規定汽油中不添加四烷基鉛等含鉛物質，將汽油中的苯體積分數降至1%，是日本為了確保汽油等燃料的質量而制訂的強制性標準。作為應對光化學煙霧所采取的措施，2001年將汽油的蒸汽壓標準的上限從78kPa降至72kPa，2005年再降至65kPa，以減少烴的蒸發量。從1996年4月開始實施的標準中，將硫質量分數規定為100μg/g，當時煉油廠出廠的汽油的硫質量分數均小于100μg/g。2005年，將硫質量分數降至50μg/g。接受綜合資源能源調查會石油分科會石油部會提出的應從2008年開始實施無硫汽油（硫質量分數小于10μg/g）的強制性標準的報告，石油業界從2005年1月開始主動將汽油中的硫質量分數降至小于10μg/g。

二、地球環境保護自主行動計劃及實施情況

隨著各類制氫技術日趨完善，氫能源行業規模逐漸壯大，越來越被人們關注。本文對高中化學課制氫實驗展開深入探究，從生物制氫方面進行實驗設計，力求客觀全面地分析問題和解決問題，提高高中化學課的教學質量。生物制氫的原理及優點生物制氫是生物質通過氣化和微生物催化脫氫方法，在生理代謝過程中產生分子氫的過程。

1.生物制氫的原理

原理1：生物質制氫，包括生物質氣化制氫和生物油重整制氫。生物質氣化主要是采用木屑、秸稈末等為原料；生物油高溫重整制氫，其原料來源于生物質高溫裂解。原理2：主要是利用微生物自身的代謝作用將有機質或水轉化為氫氣，實現能源產出來獲得氫氣，同時獲得一些有價值的副產物。由圖可知，生物質制氫主要有三個方向：（1）生物質直接生物轉化，微生物進行光解和發酵；（2）生物質直接燃燒制取氫氣（農作物秸稈、柴）；（3）生物質熱化工轉化制氫，主要有兩個方向：裂解、氣化。2.生物制氫的優點（1）生物制氫消耗能量低、效率高。（2）生物制氫節能，氫氣為可再生能源。（3）生物制氫原理成本低、制氫不污染環境。（4）一些生物制氫過程具有較好的環境效益。高中化學生物制氫實驗的設計1.光水解制氫實驗分析光解水制氫機理：光合生物體在厭氧條件下，通過光合作用分解水，生成有機物，同時釋放出氫氣。其作用機理和綠色植物光合作用機理相似，在某些藻類和真核生物（藍細菌）體內擁有PSⅠ、PSⅡ等兩個光合中心。PSⅠ產生還原劑用來固定CO2，PSⅡ接收太陽光能分解水產生H+、電子和O2；PSⅡ產生的電子，由鐵氧化還原蛋白攜帶，經由PSⅡ和PSⅠ到達氫酶，H+在氫酶的催化作用下形成H2。（1）直接生物光解制氫系統：利用藻類光解水產氫的系統。（2）間接生物光解制氫系統：利用藍細菌進行產氫的系統。（3）藻類產氫的主要優勢：藻類的產氫反應受氫酶催化，可以利用水作為電子和質子的原始供體。

2.生物質熱化學制氫實驗分析

在實驗過程中將組成生物質的碳氧化合物轉化成含特定比例的CO和H等可燃氣體，并且將伴生的焦油經過催化裂化進一步轉化為小分子氣體，同時將CO通過蒸汽重整（水煤氣反應）轉換為氫氣等。生物質熱化學制氫的基本方法為將生物質原料（薪柴、鋸末、麥秸、稻草等）壓制成型，在氣化爐（或裂解爐）中進行氣化或熱裂解反應，獲得富氫燃料氣，再將富氫燃料氣中的氫與其他氣體通過變壓吸附或變溫吸附分離，獲得高品質氫。研究重點在于獲得理想組分與產率的富氫燃料氣上。

3.生物質熱化學制氫實驗分析

（1）一級氣化法制氫。生物質在某一反應器內被氣化介質直接氣化后，獲得富氫氣體的過程。該氣化反應器優點為結構較為簡單，反應過程容易實現，操作比較方便。當以空氣為氣化介質時，氫氣約10％，熱值約為5MJ／Nm3。（2）二級氣化發制氫。生物質在第一級反應器內被直接氣化后，進入第二級反成器發生裂化或蒸汽重整反應的過程。劣勢為氣化反應生成的燃料氣中氫氣含量較低，焦油、烷烴等K鏈烴含量高，就此分離除去，易造成能源浪費和環境污染。改善措施為增加第二級氣化反應器對初級燃料氣進行（催化）裂化分解和蒸汽重整反應，以提高氫氣濃度，可得25％～45％的富氫燃料氣。（3）一級快速熱解法制氫。生物質在某一反器內被直接快速熱解（>5s）后，獲得富氫氣體的過程。反應原理相當于氣化一步法，但熱解過程在隔絕氧氣條件下進行，溫度較低、物分布不同。（4）二級快速熱解法制氫。生物質在第一級反應器內被直接快速熱解后，再進入第二級反應器發生焦油裂化和蒸汽重整反應生成富氫氣體的過程。與一級制氫相比，二級焦油裂解和蒸汽重整可保證焦油、大分子烷烴等長鏈烴的分解，增加產品氫氣的體積份額。獲得的富氫氣體，氫氣比重高達55%。（5）超臨界水制氫技術。超臨界水是壓力和溫度均高于其臨界點時的水。臨界壓力為220bar，臨界溫度為374℃。作為化學反應介質，它具有良好的傳遞性和溶解特性。在此條件下，水的物理性質會產生許多顯著變化。超臨界水制氫過程可以在熱力學平衡條件下實現。水-有機化合物混合體系在沒有界面傳遞限制的情況下可以進行高效率的化學反應，因此，轉化率非常高（大于90％），而且在氣體組分中氫氣的含量也相當高（達到50％）?；瘜W實驗課開展過程中教師同時要向學生闡述其優點：臨界水是勻相介質，使得在異構化反應中因傳遞而產生的阻力沖擊有所減??；高固體轉化率，有機化合物和固體殘留均很少；氫氣在熱力學平衡下獲得。從而強化學生的認知，開拓學生的視野，明確化學原理的同時，提高課堂氛圍。

一、中國發展航空運輸新能源的背景

新能源是太陽能、風能、海洋能、地熱能、生物質能和燃料電磁在國際上的一種通稱。由于這些能源具有再生性，被稱為可再生能源。它是人類利用能源向新的形態過渡的能源資源。從20世紀70年代石油危機以來，新能源日益受到重視。隨著全球氣候變暖，減緩人類活動對大氣的碳排放使得新能源再次受到高度關注。航空運輸新能源，是指為航空器的飛行提供動力所需的有別于常規石化能源的新能源。生物能源成為航空新能源發展方向之一。生物能源之一即生物柴油是清潔的可再生能源，以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黃連木等油料林木果實、工程微藻等油料水生植物以及動物油脂、廢餐飲油等為原料制成的液體燃料，是優質的石油柴油代用品。生物柴油具有多方面的優點。其中顯著的優點之一是環保效益顯著。生物渣燃燒時不排放二氧化硫，排出的有害氣體比石油柴油減少70%左右，且可獲得充分降解，有利于生態環境保護。由于常規能源對環境所造成的大氣污染非常嚴重。而新能源作為一種對常規能源的替代能源，具有低排放低污染的特點。因此，大力發展中國航空運輸新能源已是大勢所趨。

（一）基于全球航空減排的現實需求

據研究統計顯示，航空排放在全球二氧化碳排放中的份額目前約為2％，國際航空的份額估計約占其中一半強，為1％左右。由于全球航空運輸業整體上還處于發展階段，這一比例還會在攀升。為此，國際航空運輸協會（InternationalAirTransportAssociation，IATA，簡稱“國際航協”）代表整個航空業向國際民航組織提出了“從2009—2020年，平均每年燃油效率提高1.5%；2020年實現碳排放零增長；2050年碳排放量比2005年減少50%”的三大承諾目標。改革開放30多年來，隨著社會經濟不斷發展，社會公眾對航空運輸的需求不斷增長。中國航空運輸的年均增長率在10%以上，航空運輸總周轉量從2005年起已經躍升到世界第二位。由此帶來航空運輸碳排放量持續增加。使得中國航空運輸業正面臨巨大的減排壓力。

（二）傳統石化能源的不可再生屬性

目前，煤炭、石油、天然氣等化石能源仍然是當今世界能源消費的主流能源。2008年，世界一次能源需求總量中，煤炭所占比重為27.01%，石油所占比重為33.07%，天然氣所占比重為21.15%，三者合計所占比重為81.23%。據統計，世界石油儲采比為45.7年，天然氣儲采比為62.8年，煤炭儲采比為119年。目前，航空運輸所使用的主要能源是石油煉化而成的航空煤油、航空汽油。石油作為常規性的能源，具有污染重、不可再生的基本特性。航空運輸業由于對石化能源的高度依賴性，每當國際原油價格上漲，都會對航空運輸業造成重大打擊。就中國目前的能源結構而言，國內能源主要為煤和石油。由于中國正處于工業化發展階段，對石化能源需求巨大。據統計，中國所需石油對外依存度達到50%左右。這種對國際能源的高度依賴潛藏著巨大的風險，一旦國際局勢緊張，世界各主要供油國加強對石油出口的控制，將嚴重地影響到中國航空運輸業的能源供應。

（三）航空運輸業可持續發展的客觀需要

摘要:隨著我國新農村建設的不斷深入，使得農業經濟出現了飛速增長，農業種植規模有了逐年增加的趨勢，同時隨著我國科學技術的發展和應用，由農業生產帶來的秸稈利用問題也隨之有了較為先進的技術應用。傳統形式下的農業秸稈利用程度不高，存在通過焚燒方式進行銷毀的現象，不僅使得秸稈本身具有的資源作用得不到利用，還造成了農業生態環境的污染［1］。在新時期，國家更加關注農業經濟發展和自然生態環境的治理，因此加強秸稈的綜合利用與農業生態環境保護之間的研究成為了重點工作。本文主要分析秸稈綜合利用與農業生態環境保護之間的關系，以及秸稈綜合利用存在的現狀問題，研究秸稈綜合利用與農業生態環境保護之間的措施。

關鍵詞:秸稈綜合利用;農業生態環境保護;策略研究

引言

我國是農業大國，農業生產是我國的重要產業支柱，農業經濟是我國經濟基礎的重要組成部分。近年來隨著國家惠農政策的不斷深入實施，我國的農業生產規模逐年增加，由此而產生的秸稈數量也隨之增長。由于缺乏有力政策的管控和相關部門的科學規劃，使得大量農作物的秸稈被隨意丟棄，甚至通過焚燒進行處理，不僅造成了再生資源的浪費，還破壞了生態環境。因此，加大農業秸稈綜合利用的分析研究，使之與農業生態環境保護相結合，對于我國的農業生態環境保護、農業生產資源利用、緩解我國資源壓力和環境壓力等均有極為重要的現實意義。進行秸稈綜合利用與農業生態環境保護之間的關系分析和措施研究需要緊密結合我國農業生產現狀和需求，并同時結合科學技術手段的運用，充分利用秸稈的可再生資源特點，實現農業生態環境保護的可持續發展。

1秸稈綜合利用與農業生態環境保護之間的關系分析

隨著我國農業經濟的發展，農業生產規模的加大，秸稈這一農業生產過程中的必然產物，可以作為再生資源被利用于農業生產中，但如果處理不當，則會對農業生態環境造成破壞，成為危害我國社會發展的有害物質和垃圾。因此可以看出，秸稈還田計劃和秸稈綜合利用對于農業生態環境的保護性作用，不僅關系著科學技術問題，還與我國農業的持續發展、糧食穩定生產、和諧農業建設等有著直接關系［2］。研究秸稈綜合利用與農業生態環境保護之間的措施，也是保障我國農業生態資源平衡發展、農業生態環境改善、再生資源充分利用的重要手段和途徑。而秸稈處理不當則會對農業生態環境造成污染和破壞，同時因為秸稈數量巨大，使得其必須占用巨大數量的土地進行存放，造成我國土地資源的占用和浪費。秸稈自身具有多種資源特點，但對其處理不當也是對其自身資源的巨大浪費。

2秸稈綜合利用存在的現狀問題

摘要：低碳經濟是在綠色可持續發展理念的指導下，通過技術創新、制度創新、產業轉型升級、新能源開發等多種方式，盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，實現經濟發展與環境保護共贏的經濟發展模式。文章結合中國電力市場目前的發展狀況，通過對低碳經濟發展戰略下中國碳排放交易市場分析，提出電力企業重點是火電企業的應對策略建議。

關鍵詞：低碳經濟；碳排放；交易市場

0引言

2020年9月22日，在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上指出：中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳(CO2)排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。同時，為落實黨中央、國務院關于建設全國碳排放權交易市場的決策部署，根據國家有關溫室氣體排放控制的要求，2020年12月31日，生態環境部公布了《碳排放權交易管理辦法(試行)》，自2021年2月1日起施行，這意味著我國按下了減碳的加速鍵、按下了碳排放市場建設的加速鍵。但受我國經濟發展起步較晚的影響，與發達國家相比，目前我國的碳排放交易市場建設相對滯后，部分行業還需轉型升級才能滿足國家關于碳排放的控制要求。電力行業是我國國民經濟最重要的能源供應行業。隨著我國經濟的不斷發展，電力需求不斷增長，如何解決發展與減排之間的矛盾，成為當前電力行業需要思考的重要問題。在全球氣候變暖的背景下，發展以低能耗、低污染為基礎的“低碳經濟”已成為全球熱點。通過借鑒國外發達國家的經驗，建立碳排放交易市場有助于我國2030年碳中和目標的實現。電力行業作為我國CO2排放的第一大行業，2019年CO2排放量在我國碳排放總量中占比超過40%，因此其是碳排放市場的重要參與者，是控排方面的高度關注行業。2021年1月1日，全國碳市場發電行業第一個履約周期正式啟動，首個履約周期到2021年12月31日截止，涉及2225家發電行業重點排放單位?；痣娖髽I如何在電力和碳排放交易雙重市場競爭中實現高質量的發展，壓力與挑戰并存。

1低碳經濟下我國的碳排放交易市場分析

歷經了10年發展，我國的碳排放交易市場已建立了碳排放監測報告與核查制度、碳配額管理制度和市場交易制度3項核心制度和碳排放數據報送系統、碳排放權注冊登記系統、碳排放權交易系統、碳排放權交易結算系統四大支撐系統，為在全國范圍內開展碳排放市場交易奠定了基礎。2020年，我國八省市試點碳市場共成交配額約5683萬噸，總成交額約15.62億元。廣東碳市場配額交易量和交易額繼續領跑試點碳市場，2020年共約成交3154.73萬噸配額、占試點總成交量約56%；完成80377.74萬元成交額、占試點總額的半數以上。2020年試點碳市場平均碳價最高的是北京為91.81元/噸，最低的是福建為17.34元/噸，而其余六省市的碳價則落在20～40元/噸[1]。

1.1擁有明確的政策體系。2010年10月10日，國務院下發《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》(國發〔2010〕32號)，文件中明確提出要“加快建立生產者責任延伸制度，建立和完善主要污染物和碳排放交易制度”。該文件對碳排放交易市場的建設提供了依據和政策支持。2011年10月29日，國家發展改革委辦公廳下發《關于開展碳排放權交易試點工作的通知》，批準在北京、上海、天津、湖北、重慶、廣東和深圳七個省(市)開展碳排放權交易試點工作，為后期“在全國建立統一的碳排放交易市場”做好準備。不同的地區根據自身的經濟發展制定了更加明確的措施，對交易情況制訂了相關的管理措施，結合地區的產業發展情況，對登記注冊系統進行了優化，根據碳排放交易市場的相關要求，制訂了相關的核查、管理規則，從地方出發推動碳排放市場的正常發展。在碳排放交易市場進行一段時間的試運行和發展后，各地區又結合實際的發展情況，對各項交易數據進行分析，優化分配方式和管理辦法，維護碳排放交易市場的平穩運行[1]。生態環境部分別于2020年12月29日和30日下發關于印發《2019—2020年全國碳排放權交易配額總量設定與分配實施方案(發電行業)》《納入2019—2020年全國碳排放權交易配額管理的重點排放單位名單》并做好發電行業配額預分配工作的通知、《碳排放權交易管理辦法(試行)》，全國碳市場第一個履約周期正式啟動。至此，我國已基本建立了碳排放交易市場完整政策體系[2]。

1、低碳經濟下交通產業發展戰略目標分析

交通產業是為社會交通運輸需要而服務的產業，其為社會經濟的發展做出了巨大貢獻，但同時也帶來了一定的環境污染。在低碳經濟下，交通產業未來的發展應該將不斷改變自身產業結構，降低碳排放量，提高城市低碳交通發展水平等內容作為重點工作內容，在此思路下合理的制定發展戰略目標。事實上，當前我國的人口數量龐大，機動車數量日益增加，交通模式仍然是采取的傳統的機非混行模式，機動車的燃料也較為單一，燃料的使用效率不高，交通基礎設施建設水平低，城市車輛擁堵現象嚴重，這些問題都嚴重阻礙了交通產業的低碳發展，也阻礙了交通運輸系統的整體效率。基于此，筆者認為，目前交通產業應該將節能減排作為主要的發展戰略手段，對產業的每個組成部分都制定相應的戰略目標，以最終實現全社會的低碳發展。主要包括完善交通基礎設施產業的配套設施、實現交通運輸產業的高效運作、加強交通設備制造產業的節能減排管理等三方面內容。

2、低碳經濟下交通產業發展戰略的基本途徑

2.1積極發展低碳燃料

目前機動車輛的燃料普遍使用汽油、柴油等高碳排放量的燃料，燃料結構較為單一，這是影響交通產業碳排放量的主要因素。為此在低碳經濟的發展理念下，交通產業首先應該從發展低碳燃料入手制定發展戰略。目前可以用在交通行業的低碳燃料主要有乙醇、生物柴油、天然氣、太陽能、電能等等，這些燃料的含碳量較低，若能夠得到大面積的推廣，則勢必可以在很大程度上改善碳排放量高的交通產業現狀。雖然目前低碳燃料并未得到普及，應用范圍也較小，但是其應用前景十分可觀，需要我們進一步極大研究力度，開發并普及更多低碳燃料。

2.2提高車輛燃油的經濟性

要實施這一戰略，需要燃料和車輛結構兩方面入手進行改進。一方面是要積極利用先進科技研發可再生燃料和低碳燃料。一方面要對車輛的傳動裝置和驅動系統進行有效改進，使其在運行中所受到的滾動阻力進一步減小，增大發動機的運行效率，提高燃油燃燒效率，從而實現低碳排放的效果。在當前零碳排放燃料還未全面推廣的形勢下，通過提高車輛燃油的經濟性無疑是一條非?？尚械陌l展途徑。

一、低碳經濟和低碳農業的基本內涵   （一）低碳經濟   低碳經濟這一新鮮詞匯，是伴隨能源危機和氣候變化而生的新概念。一百多年來，隨著人類在工業化進程中對化石能源的消耗與掠奪，已經給全球帶來了嚴重的環境問題和氣候惡化。大氣中溫室氣體的明顯增加，帶來了海平面上升、生態自然系統脆弱、洪澇干旱及其他氣象災害加劇等一系列后果，影響到與人類密切相關的農業、水資源、健康及其他方面的許多問題。20世紀80年代以來，國際社會相繼簽署了《聯合國氣候變化框架公約》、《京都議定書》、《巴厘島路線圖》等一系列條約，設定了具體的減排指標，旨在通過限制溫室氣體排放，達到抑制全球變暖的趨向。關于“低碳經濟”的概念，最早源于2003年英國能源白皮書《我們能源的未來：創建低碳經濟》，而今在全球氣候變化的背景下，低碳經濟日益受到世界各國的關注。低碳經濟實質上是通過技術與制度創新、產業轉型和新能源開發等多種手段，盡可能減少煤炭石油等高碳能源消耗，以期減少溫室氣體排放，達到經濟發展與生態環境保護雙贏的一種經濟發展形態。在應對氣候變化挑戰所引發的社會、經濟和政治利益驅動下，世界各國的能源、環境相關技術的開發與應用都發生了不同程度的傾斜，促使新能源、生態經濟等多個領域的技術發展進程遠高于預期。   （二）低碳農業   農業是溫室氣體重要排放源，也是最易遭受溫室氣體影響的部門。一方面，農業投入品，如種子、化肥、農藥、農膜的生產過程及機械使用、農產品加工流通環節的能源消耗，產生二氧化碳排放；另一方面，農田耕作特別是水稻種植以及畜禽養殖過程也會產生一定的二氧化碳排放。據統計，我國農業化學品工業生產消耗的化石能源占我國化石能源消耗總量的45%。而全球農業用地釋放的溫室氣體超過全球人為溫室氣體排放總量的30%，相當于150億噸的二氧化碳，盡管其中的80%左右經由農業生態系統加以吸收。因此說，農業低碳是實現低碳經濟的重要一環，具有十分重要的現實意義。農業低碳實際上是一種生態高值農業模式，通過能源高效利用、清潔能源開發，特別是農業廢棄物的再利用，逐步使農業經濟的發展與二氧化碳排放脫鉤，實現農業生產的低能耗、低污染、低排放。農業低碳包括了減少碳排放和增加碳匯兩方面的內容：一方面，通過農業生產與加工領域的節能減排和技術革新減少溫室氣體的排放；另一方面，通過森林、植被種植和土壤固碳增加碳匯。我國農業發展日益面臨水資源短缺、耕地質量下降、化肥農藥農膜污染加劇、自然災害頻發等多種因素的嚴峻挑戰，在提高農業生產效率與產能、穩定糧食產量和保證農產品質量安全等諸多方面都對農業生產提出了更高的要求。綜合考慮經濟發展和生態建設，倡導農業節能減排和農業低碳，通過技術和制度創新，降低能源和資源消耗，盡可能減少溫室氣體排放，成為提高農業綜合效益、轉變發展方式、實現農業可持續發展的重要途徑。   二、農墾低碳農業發展的現實意義與優勢   （一）農墾現代農業建設應引入低碳經濟的概念   作為我國農業農村經濟的重要組成部分，農墾經濟在保障糧食和主要農產品安全供給、支援國家經濟建設、維護國家安全與穩定等方面作出了巨大貢獻。在新的歷史階段，農墾從自身特點和實際出發，加強體制機制創新，優化產業結構，合理配置資源，現代農業建設取得明顯成效。農墾系統也已建成了大型糧、棉、油、糖及種業種植基地和規?；瘶藴驶笄蒺B殖小區，實現了以種植業和畜牧業為主導、種養加相結合和產供銷農工商綜合運營的產業化經營格局，現代大農業農機裝備提高了農墾整體的綜合機械化水平，綠色、無公害農產品生產基地和標準化作業提升了農產品總體的安全水平。伴隨經濟社會發展，人類面臨的資源和環境約束逐漸增加，國際社會對環境保護、節能減排、低碳經濟的呼聲越來越高。實現能源高效利用和可再生能源的使用，追求綠色GDP發展，成為現代農業產業體系發展的一個方向。農墾現代農業的發展，已經走在了國家前列，農墾農業規?；?、產業化、機械化和標準化生產，為農墾低碳農業的發展奠定了基礎。伴隨農墾現代農業在新的歷史階段的發展定位，農墾在“四化”的前提下，引入循環經濟和低碳農業的概念，順應經濟發展和節能減排的大趨勢，有助于農墾農業在更深領域、更高層次、更廣闊范圍轉變發展方式，實現產業升級與優化，更好地發揮農墾在現代農業建設中的引領示范作用，為探討低碳經濟背景下發展現代農業提供參考范本。   （二）農墾先行優勢   農墾先行，發展循環經濟和低碳農業具備以下優勢：   1.資源和規模優勢。農墾農業生產提供了豐富的有機廢棄物資源。農墾系統農業資源豐富，擁有大型的糧、棉、油、糖生產基地，標準化和規?；笄蒺B殖場（小區）數量眾多，在生物質綜合利用方面具有廣闊的開發潛力和發展空間。據統計，2008年，農墾農作物秸稈資源總量達到3924萬噸，占全國農業系統秸稈總量的7%；畜禽糞便資源總量接近2600萬噸，規?；B殖場畜禽糞便有機質含量相當于640多萬噸有機肥。與廣大農村傳統的小規模種植和飼養方式相比，農墾具有規?；?、標準化生產的基礎，依托現有的農業產業布局，可以聚集發展低碳農業和循環經濟的適度原材料供應，形成規?；洜I和集聚效應。   2.產業化優勢。產業化為農墾低碳農業和循環經濟產業鏈的發展提供了良好載體。農墾本身具有完整的生產、加工、貿易、服務、消費產業鏈，通過產業鏈內的拉動力和產業鏈條外部的推動力，以及市場在配置資源上發揮的內在傳導機制，使得種植、養殖、加工等環節的農業物質產生循環運行，保證產業鏈條上各利益主體有足夠的盈利空間。通過廢棄物交換、循環利用，達到網狀的相互依存、密切聯系、協同作用的農業產業化網絡。   3.組織化優勢。我國農戶數量眾多，具有極大的分散性，各項動力在農戶層面發揮的不夠充分，導致其發展農業循環經濟意識不強，能力不夠。在某些情況下，由于農戶與生產主體的價格博弈，甚或導致循環產業鏈條的斷裂或運行成本的提高。相比較而言，農墾企業在生產要素的掌控方面擁有較強的實力，充分保證了農業資源廢棄物的有效供給。通過有效的組織方式，農業產業集群可以在更大范圍調動各種資源，實現資源的循環利用，確保農業低碳目標的實現。#p#分頁標題#e#   4.技術優勢。節能減排與發展低碳農業目前還沒有普世性的成功經驗，必須誘導孵化一批科技含量高、經濟高效、環境和諧、社會適用的產業技術，特別是實現物質良性循環、能量多級傳遞利用的結構技術以及可再生能源開發技術等。農墾企業具有規模化生產、技術基礎扎實、生產體系完備等優勢，新技術、新成果在農墾系統可以得到較為迅速的應用，可以成為發展低碳農業和循環經濟的重要力量。   三、農墾現代農業低碳發展的路徑選擇   （一）生產過程的集約與高效   生產過程的低碳，實際是生產資料的集約與高效利用，通過降低農業生產物資的消耗，避免對化學物質和化石能源的過量消耗。包括推廣節肥、節藥、節水、節農膜技術，提高化肥、農藥的利用效率，推廣保護性耕作、測土配方施肥、綜合病蟲害防治技術，推廣農業機械節能，推廣畜禽養殖模式節能等，在實現農業生產高效的同時達到資源的節約和環境保護的雙重效果。   1.節水灌溉。目前，我國農田水的利用效率為每立方米水生產糧食約1公斤，僅為發達國家的一半。進行土地平整和條田建設，是改進地面灌溉技術的基本條件。一般而言，平整度較好的土地比較差的土地平均節水10%～20%；根據作物生產周期、需求飽和度適時適量供水，也是一種有效節水方式；而大力推廣噴灌、滴灌技術，能夠減少水的使用達30%～70%。   2.保護性耕作。采取免耕技術可以減少農業機械的使用，在保存土壤碳含量的同時也減少了化石燃料的燃燒，相應減少二氧化碳的排放。同時，耕作中化肥的使用也相應減少，從而減少了氧化亞氮的排放。最近的調查結果顯示，盡管免耕地會帶來雜草問題，但據此能夠避免的碳排放量約為879公斤/公頃/年。   3.測土配方施肥。根據全國測土配方施肥田間試驗和示范的結果顯示，科學的施肥和養分管理技術可以減少氮肥用量10%～30%，部分地區甚或達到50%。由此可見，科學施肥至少有10%～30%的減排潛力，減排量可達1400～5500萬噸二氧化碳。   4.農機節能。通過農機裝備的升級換代，以及農業作業和管理水平的提高，可以有效降低農業機械單位作業面積的能耗。內蒙古海拉爾墾區目前農機單位作業面積綜合能耗為64.2瓦/畝（全國是456.7瓦/畝。全國農墾是219.5瓦/畝，美國僅為33.3瓦/畝），畝動力消耗已接近發達國家水平，符合國際低消耗、低排放現代農業建設的要求。   （二）農業廢棄物的資源化利用   包括農作物秸稈和畜禽糞便的綜合利用，通過農業有機廢棄物的能源化與資源化利用達到減排效果。通過農作物秸稈粉碎還田，增加農田土壤有機質含量，補充和平衡土壤養分，起到節本增效、提高耕地基礎地力效果；秸稈資源化利用，如秸稈發電、秸稈成型燃料替代傳統化石燃料燃燒，減少二氧化碳排放；畜禽糞便既可通過厭氧發酵處理產生沼氣，替代傳統燃料供生產生活使用，解決能源短缺的問題，又可以經過好氧發酵無害化處理制備有機肥，減少化肥的施用。   1.秸稈固化成型燃料。1噸秸稈可以替代0.5噸左右的標準煤，以秸稈固化成型燃料、秸稈發電等形式替代傳統化石燃料燃燒，減排二氧化碳效果十分明顯，同時也減少了二氧化硫和氮氧化物的污染物排放。按照國家可再生能源發展中長期規劃，到2020年，生物質固化成型燃料的年利用量將達到5000萬噸，是2010年的50倍。目前，歐洲、美國、日本等發達國家生物質成型燃料產業發展已進入商品化階段，擁有成熟的技術、完整的標準體系和不斷增長的市場。我國的生物質成型燃料也逐步發展起來，現有生物質成型燃料生產廠近200家。2009年，黑龍江墾區生物質成型燃料加工廠11個，年加工能力5.5萬噸，平均規模年產5000噸水平。而按照國家秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法規定，年秸稈消耗量1萬噸以上的可再生能源項目，按照秸稈利用量每噸補助150元，每個萬噸規模的秸稈固化成型燃料加工廠十年內每年可以獲得補助150萬元。   2.秸稈直燃發電。秸稈發電是以稻殼、秸稈等“可再生能源”作為燃料進行發電，其灰渣進行綜合利用，形成“生物質—電—化工”循環經濟產業鏈，屬于國家發改委《產業結構調整指導目錄》中鼓勵項目，對于具有一定規模的秸稈發電企業，國家每度電約補貼0.25元，并且基本轉移支付給了農民。截止2008年底，發改委已審批170余項生物質發電項目，總裝機460萬千瓦；已投產50項，裝機110萬千瓦。2009年，黑龍江墾區秸稈直燃發電廠2個，總裝機容量5萬千瓦，年發電量3億千瓦時；稻殼發電廠8個，總裝機容量9200千瓦，年發電量4400萬千瓦時。按照已公布的《可再生能源中長期發展規劃》，到2020年，全國生物質發電裝機容量將達到3000萬千瓦。   3.沼氣利用。使用沼氣同樣可以減少對薪柴及化石燃料和電能的消耗，減少溫室氣體的排放。同時，沼渣可以代替常規化肥，減少因使用化肥而產生的氧化亞氮的排放。與小型戶用沼氣池相比較而言，大中型沼氣工程同時具備了污染治理、能源生產和綜合利用三大功能，既可以通過處理廢棄物凈化環境，獲得優質能源，又可以進行生物質資源的多層次綜合利用。如果以農墾規模化養殖牛糞350萬噸計算，按照較低水平的每千克干牛糞產生200升沼氣，則共計可產生7億立方米的沼氣。按1立方米沼氣折合0.7千克標準煤計算，相當于節約了49萬噸標準煤，即減少130萬噸左右二氧化碳排放。   4.生物質肥。畜禽糞便中的有機質含量非常豐富，通過堆肥化處理能轉化為有利于植物生產和土壤改良的有機肥。假定農墾規模化養殖畜禽糞便全部轉化為有機肥替代化肥，可以減少農業源總氮污染的2%和總磷污染的20%。與此同時，還可以帶來巨大的經濟利益。按照農業行業標準（NY884-2004），生物有機肥中有機質含量應大于或等于25%。按25%的含量計算，目前農墾規?；B殖畜禽糞便中的有機質含量相當于640萬噸的有機肥。按照市場上有機肥價格在500～1200元不等，取其平均值計算，可以產生約55億元的經濟價值。#p#分頁標題#e#   （三）低碳農業循環模式   循環經濟是實現農業低碳的一個重要途徑。農業循環經濟具有不同于其他行業的獨特屬性，即能夠通過能量的逐級傳遞和資源的循環利用，達到變環境負效益為資源正效益的節能減排效果。   1.農牧復合生態系統。農業種植與畜牧養殖有機結合的農牧復合生態體系，通過農業種養加過程的循環鏈條，實現循環經濟和農業低碳。一個較為復雜的農業循環經濟體系包括多個小的循環鏈條，相互交叉，形成網狀的循環產業網絡（如圖1所示）。這種生態低碳循環經濟模式在一些農墾地區已經得到很好的應用，如黑龍江、廣西、內蒙古等墾區。例如豬—果—沼循環生態種植養殖，將畜禽糞便經堆肥處理后制成有機肥，用于有機作物的種植，帶來較高的經濟效益。內蒙古海拉爾墾區已經建成規模較大的以干牛糞為原料的生物有機肥廠，并用于有機小麥的種植，加工有機面粉，形成有機農產品加工鏈條。農墾目前也涌現了一些比較成功的場區循環經濟典范。黑龍江墾區海林農場以沼氣工程為紐帶，將沼氣站每年產出的近3萬噸沼渣肥、沼液肥用來種植有機青貯、有機水稻及綠色蔬菜，青貯飼料用來飼喂奶牛，奶牛排出的糞便循環利用生產沼氣和有機肥，發展有機農業，形成了比較完整的循環經濟鏈。   2.農產品加工循環產業鏈。農墾農產品加工業依托農墾優勢原料供應，業已成為農墾現代農業工業產業化鏈條的重要外延，憑借農墾自身優勢，構筑農產品加工循環經濟產業鏈條，可以成為促進農墾產業升級和結構轉變的有力手段。農墾系統蔗糖產業和天然橡膠產業的循環經濟發展現已取得一定的成效。蔗糖生產過程中產生的廢棄物蔗渣可以用于發電或制板，廢糖蜜可以制酒精，濾泥可以制有機肥；蔗渣發電之后剩余的殘灰、酒精廢液等，還可以進一步利用，包括利用酒精廢液制造沼氣，沼渣、殘灰及蔗葉可同濾泥一起制造有機肥之后還田。在整個蔗糖生產和廢棄物再利用過程中產生的污染物，通過環境無害化處理，最終實現污染物的低排放甚至零排放。農墾橡膠加工采用循環經濟模式，將經環保處理后的廢水再回抽到制膠車間，用于生產，節能、低耗、環境與經濟效益都十分明顯。黑龍江墾區部分農場在發展稻米加工業的同時，建立稻殼發電廠，依托水稻—大米、米糠—稻殼—發電、供暖—稻殼灰—白碳黑、活性炭、水稻專用復合肥這一產業鏈，初步建成水稻產業循環經濟圈。隨著農墾系統節能減排工作的進展，已經構建了一批以產業多樣化、生態化、高值化為特色的循環經濟發展模式，通過產業鏈接，提高經濟、環境與資源利用效率，也實現了節能減排和低碳經濟的目標。   四、未來農墾低碳農業發展趨向   2009年11月，國務院常務會議決定，到2020年，中國單位GDP碳強度（二氧化碳減排量）將比2005年減少40%～45%，無碳能源比重達到15%左右。按照這一目標設定，假定未來數年內農墾生產總值按照全國平均每年8%的速度增長，在40%減排標準下，到2020年，農墾碳排放將達到8877萬噸二氧化碳。為了達到這一目標，農墾系統碳強度從2011年開始每年需要降低約4.97%，2011～2015年，需減排1942萬噸二氧化碳，即減少730萬噸標準煤；2015～2020年，需減排2210萬噸二氧化碳，即減少831萬噸標準煤的能耗。2008年，農墾系統的能耗約為2600萬噸標準煤，以此計算，到2020年，需要降低32%左右的能源消耗。目前，農墾工業和農業的能源消耗比例初步估計在6.5:1，農墾工業的節能降耗是減排的重要方面。如果不考慮農墾工業和生活耗能，單從農業方面考慮，以1噸秸稈替代0.5噸標準煤計算，將目前秸稈量的20%用作能源化利用，就可減少400萬噸標準煤的化石能源使用，相當于減排1080萬噸二氧化碳。僅此一項，就可以滿足減排40%的標準。國家對節能減排工作投入極大的力度，并將其作為“十二五”期間的一項重要指標，與此同時，在發展新興能源方面國家也加大了投入。按照即將出臺的《新興能源發展規劃》，2011～2020年，國家累計直接投資5萬億元用于發展新興能源產業，其中可再生能源投入2～3萬億元。農墾如果能夠適時地利用這些政策和措施，憑借自身獨特優勢，在發展現代農業的同時，更加注重農業低碳和循環經濟發展，提高農業廢棄物資源化利用效率，對于農墾未來發展將起到良好的助推作用。   農墾低碳農業和循環經濟有賴于在現有農業廢棄物再利用技術、農業環保技術、污染防治技術、生態技術的集成應用研究的基礎上進一步開展創新研究。發展低碳農業和循環經濟在農墾系統目前尚處于探索和起步階段，尚未取得普遍意義的成功模式和經驗。各墾區要根據所在區域的地域氣候和地理特征，結合各自的農業廢棄物特點、農產品加工業發展重點，充分考量各種技術路徑的成熟程度，提出開展種植業廢棄物、養殖業廢棄物和農產品加工業廢棄物資源化利用的實施規模和具體方案步驟，形成有地域特色、有典型性、有復制可能性的農業低碳的項目布局，推進行業間的廢棄物循環利用，構建跨產業生態鏈，最終使農墾現代農業和農業產業化走上形成經濟效益的低碳發展之路。