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中国农业碳中和发展的现状、挑战与未来展望

市场资讯 2025.09.05 09:32

(来源:中国节能协会碳中和专业委员会)

正文:4903字

预计阅读时长:13分钟

作者:

张军涛,中国节能协会副秘书长兼碳中和专业委员会秘书长

丁海晨,中国节能协会碳中和专业委员会政策研究部专员

刘玥亭,中国节能协会碳中和专业委员会创新发展部专员

中国的“双碳”承诺是推动农业向零碳模式转型的根本动力。农业作为温室气体的重要排放源之一,其减排固碳的潜力巨大。农业碳排放在我国双碳体系建设中也占据重要地位,1+N”总体纲领中更是提到要加快推进农业绿色发展,促进农业固碳增效,大力发展绿色低碳循环农业。当前,农业农村部发布了《关于加快农业绿色发展全面绿色转型的意见》纲领性文件旨在从根本上转变农业发展方式,强调资源利用效率、生态环境保护和全产业链的低碳转型。这些政策的核心思路是从过去依赖高投入、高消耗的生产模式,转向依靠科技创新和生态循环的可持续发展模式。

我国农业碳排放问题日益受到关注,根据2023年我国气候变化第三次两年更新报告(以下简称报告)显示,我国农业领域碳排放量达7.93亿吨CO₂当量。若采用全产业链视角,将食品生产、加工、储运等环节纳入考量,排放总量达到16.5亿吨CO₂当量,占全国碳排放总量的14%2019年数据)。

国务院副总理丁薛祥曾表示:中方将提交覆盖全经济范围、包含所有温室气体的2035年国家自主贡献目标。目前我国碳达峰目标主要针对二氧化碳排放源,而农业领域的主要排放结构具有其独特性,报告显示甲烷排放量占比达63.2%,氧化亚氮排放量占比为36.8%。在甲烷排放方面,反刍动物胃肠道发酵产生的排放占45.5%,粪便管理占14.5%;氧化亚氮排放主要来自粪便管理和化肥使用,占比达23%2023年出台的《甲烷排放控制行动方案》对农业生产、油气开采等领域的甲烷排放控制提出了明确要求。2025年,生态环境部发布第三批CCER方法学征求意见稿,其中包括《纯农林生物质并网发电、热电联产》方法学,旨在推动农林废弃物的能源化利用,减少露天焚烧和化石能源替代,这意味着我国农业碳管理和碳资产开发体系正在逐步完善。

农业碳中和的特点

农业碳中和与工业碳中和最终目标一致,碳管理的逻辑上基本包含MRV、减排技术力、抵消与清除、金融支持等,但在实施路径上存在显著差异。

MRV体系是两者最根本的差异。工业碳排放源于化石燃料燃烧和化学过程,排放源集中、易监测、核算标准成熟。而农业排放主要来自生物过程,具有分散性、非连续性和极大的时空变异性,精确测量极其困难,MRV体系构建是农业碳中和面临的最大挑战。

在减排路径上,工业减排主要通过能源替代能效提升工艺改造,技术路线相对清晰。农业减排则更复杂,需采取源头减排-过程控制-末端利用-碳汇抵消的组合策略。源头如低甲烷水稻品种、改进饲料配方;过程如精准施肥;末端如畜禽粪污资源化利用(沼气工程);此外,农业还独有巨大的土壤固碳生物质碳汇潜力。

在抵消机制上,工业可购买碳信用进行抵消。农业同样可作为抵消市场的供应方,如通过保护性耕作、秸秆还田等项目产生农业碳汇,但其方法学开发、额外性论证和长期监测还需要持续研究。

金融支持:两者均需绿色金融支持,但侧重点不同。工业减排青睐大规模、技术密集型项目的股权投资或贷款。农业则更需要普惠性金融,针对小农户提供低息贷款,或开发与碳汇收益挂钩的绿色保险、碳汇质押等创新金融工具,以降低其转型成本并共享收益。

综上,工业碳中和是硬技术的升级,而农业碳中和更是一场涉及亿万农户、融合生态学与工程学的系统性生态工程,需更精巧的政策设计和技术创新。

减排技术:从源头减少温室气体

在推动农业绿色低碳转型的进程中,从农业源头减排是重要环节。通过引入先进技术、优化资源利用和改善管理实践,不仅可以显著降低温室气体排放,还能提升生产效率和系统可持续性。目前主要减排路径包括精准农业技术的推广应用、废弃物的资源化循环利用,以及畜牧业管理的全面优化,这些措施共同构成了农业减排的核心支撑体系。

种植业减排方面,精准农业技术通过无人机、传感器和大数据的应用,实现了水、肥、药的精准施用,大幅减少了化肥使用量。精准施肥是减少农业温室气体排放,特别是氧化亚氮(NO)排放的关键技术。通过运用现代信息技术,根据作物需求、土壤状况和环境因素,精确调节肥料的施用量、时间和方式,从而在保障产量的同时,大幅减少因过量施肥造成的氮素损失和温室气体排放。废弃物资源化利用,将农业废弃物(如秸秆、畜禽粪便)通过堆肥、生产生物炭或沼气等方式进行资源化利用,不仅避免了焚烧或不当处置产生的排放,还能创造出有价值的土壤改良剂或能源产品。优化畜牧业管理,通过改进饲料配方、优化肠道发酵和改进粪污管理,可以显著减少畜牧业产生的甲烷(CH)和氧化亚氮排 。

增汇技术:增强农业碳汇能力

农林领域的增汇减排措施具体能为碳中和提供巨大大潜力。IPCC第六次评估报告指出,在20202050年间,农林及土地利用部门可为全球碳中和贡献20%–30%的减排量(减排成本100$/tCO2),相当于每年80亿至140亿吨二氧化碳当量。

土壤固碳是零碳农业的重要途径。通过增施有机肥、种植绿肥、秸秆还田、农林复合等方式,可以显著提升土壤有机质含量。此外,在农业区域内及周边开展植树造林、建设农田防护林网,可以增强碳汇能力。恢复湿地、草地,也有助于增强整个农业生态系统的固碳能力。

生物炭应用:生物炭是通过生物质在缺氧条件下热解产生的高度稳定的富碳物质。将其施入土壤,不仅能显著提升土壤有机碳含量,形成持久的碳库,被视为一种潜力巨大的“负排放技术”,还能改良土壤结构、保水保肥。研究表明,集成生物炭系统有望实现主要粮食作物的碳中和生产。

保护性耕作:以免耕、少耕和秸秆覆盖还田为核心的保护性耕作体系,通过最小化对土壤的扰动,有效减缓土壤有机碳的分解,是国际公认的提升农田固碳能力的重要措施。

覆盖作物与轮作:在主作物休耕期种植豆科、禾本科等覆盖作物,能够有效防止水土流失,其根系和生物量能持续输入有机质,增加土壤碳储量。科学的作物轮作同样有助于维持土壤健康和碳平衡。

可再生能源替代:实现能源低碳化

能源替代是实现零碳农业不可或缺的一环。通过用可再生能源替代农业生产、加工、仓储等环节的化石燃料,可以从源头减少碳排放。

“农光互补”模式:这是一种将光伏发电与农业种植相结合的创新模式。在农业大棚或农田上方架设光伏板,实现“板上发电、板下种植”,既产生了清洁电力,又为作物提供了适宜的生长环境。河北饶阳等地已通过利用光伏和风能,实现了温室蔬菜种植的零碳化运营。

太阳能灌溉与其他应用:利用太阳能为农田灌溉系统提供动力,是减少柴油和电网电力消耗的有效方式。

零碳农业面临的挑战与突破

部分关键技术尚不成熟,如低成本甲烷抑制剂等仍处于研发阶段。精准农业技术前期投入成本高,对小农户形成门槛。转型初期需要大量资金投入,包括设备更新、技术引进和人员培训等。环境效益难以在短期内直接转化为经济效益,投资回报周期长,影响了经营主体参与的积极性。其次,不同农业系统的碳足迹监测和核算方法尚未统一,要确保“零碳”声明的科学性和可信度,必须建立一套严格的监测、报告与核查(MRV)体系。尽管专门针对“零碳农业项目”的官方MRV程序性文件尚未完全出台,但参考中国碳市场(ETS)的实践,其基本流程已见雏形。项目主体需要按照规定的频率(如年度)收集并报告其排放与固碳数据报告需遵循统一的模板和指南。随后,由经过认证的、具备相应领域专业能力的第三方审计机构对数据的真实性、准确性和完整性进行独立核查,这是确保MRV体系公信力的关键环节。

虽然“零碳农业”作为一个综合性概念,其示范项目尚处于起步阶段,但从更广泛的试点中,我们可以窥见其发展路径和初步成效。目前中国在多个省市启动了零碳园区和零碳乡村试点,如北京大兴、江苏南京、浙江安吉等地。这些试点虽非纯粹的农业项目,但其在能源系统(光伏、储能、智慧微网)、建筑节能和循环经济方面的实践,为未来零碳农业社区的构建提供了宝贵经验。博鳌零碳示范区的“农光互补”项目即是农业与可再生能源融合的典型案例。其次一些低碳试点项目已经报告了可量化的减排成果。根据山东财经大学研究发现,目前我国试点省份的农业碳排放平均减少了9.4%。通威股份2023ESG报告中显示,在更广泛的减排项目中有企业通过节能改造在2023年实现了7.69万吨的二氧化碳减排,根据2023年中国天楹集团ESG显示,有垃圾焚烧发电项目预计年减排量超过18万吨二氧化碳当量。这些案例展示了通过技术和管理创新实现显著碳减排的潜力。这些说明了通过技术和管理创新实现显著碳减排的潜力。

金融支持与经济可行性分析

推动零碳农业从试点走向普及,离不开强有力的金融支持和清晰的商业模式。目前缺乏专门针对“零碳农业”的全国性、标准化的补贴计划,支持主要通过现有农业补贴渠道(如农机购置补贴向低碳设备倾斜)和地方性试点项目资金实现。所以绿色金融为创新开辟了一条道路,中国的金融机构正在积极探索支持“双碳”目标的绿色金融产品。中国人民银行通过碳减排支持工具(CERF),以低至1.75%的利率向金融机构提供资金,引导其向碳减排领域发放贷款。中国农业银行等大型银行已发放了大量碳减排贷款,尽管主要投向清洁能源等领域,但为未来支持农业项目奠定了基础。

零碳农业的经济可行性是决定其能否大规模推广的关键。生物炭、精准农业设备等技术需要较高的前期投入,这是当前面临的主要障碍之一。尽管缺乏针对整合性零碳农业系统的、已发布的详细成本效益分析报告或实施路线图,但理论上,长期效益是显著的。节约化肥、农药等投入品成本,通过碳交易或碳标签获得额外收入,以及提升农产品品牌价值。未来的研究和试点亟需对这些经济账进行更精细的核算。

总结

中国零碳农业的转型之路,既承载着实现双碳目标的战略使命,也面临着技术、经济与机制层面的多重挑战。当前,政策体系持续完善,技术创新不断突破,试点项目已初步展现减排潜力。未来,须进一步加强科技研发与模式推广,推动MRV体系标准化,引导绿色金融精准支持,激发经营主体内生动力,构建低碳导向的农产品市场机制。唯有通过政策、技术、市场和金融协同发力,方能将零碳农业从愿景转为广泛现实,真正实现农业高质量发展与减排固碳的深度融合。

中国节能协会碳中和专业委员会秘书处

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零碳项目部部长:汪 琼13810350121

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