齊建國
(中國社會科學院數(shù)量經(jīng)濟與技術(shù)經(jīng)濟研究所,北京 100732)
在應(yīng)對氣候變化領(lǐng)域,二氧化碳被視為“壞物質(zhì)”,需要減少其產(chǎn)生和排放。多數(shù)科學家認為,人類在生產(chǎn)生活中排放過多溫室氣體(主要成分為CO2)是造成全球變暖的主要原因。因此,通過發(fā)展低碳經(jīng)濟,減排以CO2為主的溫室氣體,遏制全球變暖,是應(yīng)對全球氣候變化的最重要途徑。
可以大力發(fā)展這樣的產(chǎn)業(yè)體系,通過兩種方式把CO2作為資源為人類創(chuàng)造財富。一種方式是利用CO2和水的光合作用系統(tǒng)生產(chǎn)大量固化碳水化合物材料,替代基于化石能源物質(zhì)生產(chǎn)這些材料,將消耗化石能源產(chǎn)生的CO2以固體的形式再固定起來,用這些材料生產(chǎn)供人類消費利用產(chǎn)品;另一種方式是利用CO2和水的光合作用系統(tǒng)生產(chǎn)生物質(zhì)能源,替代化石能源消耗。這樣的產(chǎn)業(yè)體系可以使CO2通過與水的光合作用系統(tǒng)成為太陽能利用的載體,得到循環(huán)利用,為人類提供不竭能源而不增加大氣中CO2的濃度。
把這種在人類參與下利用太陽能,基于CO2和水的光合作用,在CO2循環(huán)利用的過程中創(chuàng)造財富的人造系統(tǒng)稱為碳循環(huán)和碳匯產(chǎn)業(yè)。同時,還可以通過對沒有人類參與,由大自然自身自動進行的CO2和水的光合作用所產(chǎn)生的碳匯物質(zhì)進行有效管理和利用,減少這些物質(zhì)在自然狀態(tài)下腐敗再轉(zhuǎn)化為CO2(如森林中的有機質(zhì)自然腐爛產(chǎn)生沼氣,CO,CO2等,并向空氣中釋放)形成碳源,降低CO2的無效循環(huán)。通過大力發(fā)展碳循環(huán)和碳匯產(chǎn)業(yè),可以有效發(fā)揮循環(huán)經(jīng)濟對應(yīng)對氣候變化的協(xié)同作用,促進經(jīng)濟發(fā)展的減碳化。
碳循環(huán)是在循環(huán)經(jīng)濟理論基礎(chǔ)上派生的一種應(yīng)對全球氣候變化的新策略。在物質(zhì)層面上,碳循環(huán)是自然界在發(fā)生各種化學、物理、地質(zhì)和生物反應(yīng)與變化過程中產(chǎn)生的碳存在形態(tài)變換和轉(zhuǎn)移。與低碳經(jīng)濟強調(diào)從源頭減少碳利用的做法不同,碳循環(huán)側(cè)重于通過低成本技術(shù)使碳在碳源與碳匯之間不斷循環(huán),在循環(huán)過程中創(chuàng)造財富,從而降低經(jīng)濟活動的碳排放強度。
碳源與碳匯是碳循環(huán)中的兩個重要概念。碳源是指碳排放的源頭(sources),是向大氣釋放CO2和CH4等導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體、氣溶膠或它們的前體的任何過程、活動和機制。碳匯是指碳的吸收與儲存(sinks and storage),是指從大氣中移走CO2和CH4等導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體、氣溶膠或它們初期形式的任何過程、活動和機制。如果碳源和碳匯能夠在循環(huán)中獲得平衡,則溫室氣體在大氣中的濃度就會穩(wěn)定,溫室效應(yīng)便停止上升。
碳匯產(chǎn)業(yè),是所有以增加碳匯為主要目標,將導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體、氣溶膠或它們的前體進行收集并以某種形式儲存利用的循環(huán)經(jīng)濟活動的總稱。它包括兩種形式:一是基于工業(yè)體系的碳捕集和儲藏技術(shù)等,利用工業(yè)化技術(shù)將導(dǎo)致溫室效應(yīng)的物質(zhì)捕集起來進行存儲或作為碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)(如利用CO2制造塑料)的原料加以利用,實現(xiàn)碳減排;二是基于生物過程的碳匯產(chǎn)業(yè),如林業(yè)碳匯、漁業(yè)碳匯、草原碳匯等經(jīng)濟活動,這些活動實現(xiàn)了碳的固定和儲存,并由此減少了大氣中的溫室氣體含量。森林碳匯是最重要的碳匯產(chǎn)業(yè),因為森林具有吸收二氧化碳的超強能力。
碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)是碳匯產(chǎn)業(yè)的延伸和擴展,是以減少溫室氣體排放和節(jié)約不可再生含碳資源為目標,將人類在生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的溫室氣體等作為資源實現(xiàn)碳元素循環(huán)利用的經(jīng)濟活動的總稱。遵循自然規(guī)律,通過制度創(chuàng)新,利用先進技術(shù)發(fā)展碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)可以形成復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)絡(luò),增加就業(yè),創(chuàng)造財富,將碳循環(huán)納入經(jīng)濟循環(huán)之中,在產(chǎn)生溫室氣體減排效益的同時產(chǎn)生經(jīng)濟效益,使碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)成為增加人類福祉的新業(yè)態(tài),使應(yīng)對氣候變化行動具有經(jīng)濟動力和可持續(xù)性。
根據(jù)我國的實際情況,“十二五”期間可以形成較大規(guī)模的碳循環(huán)和碳匯產(chǎn)業(yè),主要包括以下方面。
大力發(fā)展植樹造林產(chǎn)業(yè),大幅度增加碳匯。
大力發(fā)展基于林業(yè)資源和木材加工三剩物的綜合利用產(chǎn)業(yè),利用木材加工三剩物、薪炭林以及果樹枝葉等加工制造建筑材料,或利用其中蘊涵的能量。
大力發(fā)展秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè),發(fā)展秸稈制飼料、有機肥、造紙、纖維素提取等高附加價值產(chǎn)業(yè)。
大力開發(fā)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè),包括沼氣、煙化氣、固體碳等制造業(yè)。
大力發(fā)展基于農(nóng)林業(yè)的生物質(zhì)材料和保健品產(chǎn)業(yè)。
大力開發(fā)工業(yè)CO2回收與利用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)。
大力發(fā)展工農(nóng)業(yè)復(fù)合循環(huán)經(jīng)濟,構(gòu)建碳循環(huán)和碳匯產(chǎn)業(yè)體系。
“十一五”期間,我國通過大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,創(chuàng)造了許多成功的碳循環(huán)和碳匯產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式,節(jié)省了大量化石能源,減少了大量碳匯消耗,有效增加了碳匯,為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會,降低溫室氣體排放發(fā)揮了重要作用。
國家“十二五”規(guī)劃確定的應(yīng)對氣候變化的重要目標是:單位GDP CO2排放年均減少3.7個百分點,到2015年比2010年減少17%;碳生產(chǎn)力年均提高3.8個百分點,到2015年達到6 024元/t。碳循環(huán)和碳匯產(chǎn)業(yè)發(fā)展要為實現(xiàn)上述目標作出重要貢獻。
根據(jù)各方面對我國應(yīng)對氣候變化的研究和政府各部門擬采取的對策,“十二五”期間碳匯與碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標如下。
“十二五”期間,森林面積每年增加267萬hm2,森林蓄積量每年增加12 000萬m3,到2015年,森林面積比2010年增加1 333萬hm2,森林蓄積量比2010年增加6億 m3,新增碳匯 3億 t,吸收 CO211億 t,占“十二五”期間實現(xiàn)CO2排放強度下降目標需要完成的CO2減排量的近20%。
以大中型沼氣等生物質(zhì)能源為節(jié)點,大力發(fā)展基于工農(nóng)業(yè)復(fù)合循環(huán)經(jīng)濟的碳循環(huán)產(chǎn)業(yè),在2010年已建設(shè)大中型沼氣工程2.26萬處的基礎(chǔ)上,于2015年末達到4.52萬處。全部沼氣總產(chǎn)量從2010年約130億m3增加到200億m3,可替代約2 700萬t標煤,減排CO26 700萬t,5年累計生產(chǎn)甲烷氣848億m3,約相當于減排CO22.87億t;再加上其他生物質(zhì)能的利用,5年累計通過碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)生物質(zhì)能源減排CO2近3.2 億 t。
通過對全國24萬hm2耕地開展碳匯農(nóng)業(yè)管理實踐,利用有機肥部分替代化肥,減少化肥生產(chǎn)過程的碳排放,并通過有機肥施用、秸稈還田和免耕等措施改善土壤的碳匯性能,5年實現(xiàn)累計增加碳匯5 400萬t,相當于減排CO2近2億t。
到2015年,通過秸稈作為原材料綜合利用制板材節(jié)省木材消耗1 000萬t,節(jié)約碳匯470萬t,相當于吸收 CO21 723 萬 t。
碳匯與碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)的CO2減排總量約16.37億t,達到“十二五”期間實現(xiàn)排放強度下降目標需要完成的CO2減排量的近30%。
2000年以來,通過循環(huán)經(jīng)濟的廣泛實踐,我國已經(jīng)初步形成一批成功的碳循環(huán)與碳匯產(chǎn)業(yè)模式,取得了良好的碳循環(huán)與碳增匯效果?!笆濉逼陂g,應(yīng)大力推廣這些模式,并在實踐中不斷提升其技術(shù)水平和綜合效益。
杜仲是一種多年生大型喬木,是我國特有的名貴經(jīng)濟樹種,既是名貴中藥資源,也是除三葉橡膠之外世界上唯一具有巨大開發(fā)前景的優(yōu)質(zhì)天然橡膠資源。我國天然膠80%靠進口,是典型的戰(zhàn)略性資源。杜仲膠是產(chǎn)自杜仲樹的天然高分子材料,與三葉橡膠(天然膠)是同分異構(gòu)體,杜仲膠具有橡塑雙重特性,被譽為天然高分子合金,具有優(yōu)良的低溫可塑性、可黏結(jié)性、共混性、成膜性、透雷達波和極好的密封性能,可以廣泛用于制造軍事減震材料、醫(yī)學用材料、航空遙感、遙測雷達密封、制造汽車輪胎等領(lǐng)域。利用杜仲橡膠制造輪胎可以節(jié)油2.5%,壽命延長20%以上,對于節(jié)能減排和降低溫室氣體排放具有重要作用。經(jīng)過改性加工和生物制造,可以生產(chǎn)航空航天、電子信息、高端裝備、醫(yī)療用具等產(chǎn)業(yè)的高級材料,具有極高經(jīng)濟效益。
杜仲生物醫(yī)藥和杜仲生物保健品都是高技術(shù)、高附加值產(chǎn)品,對保障人民群眾身體健康具有重要基礎(chǔ)作用,具有廣泛的社會需求基礎(chǔ)。杜仲果實除含有豐富的杜仲膠外,還可以利用種仁提取杜仲油。杜仲油中對人體健康具有重要作用的高活性亞麻酸含量高達61.8%,為橄欖油、核桃油、茶油中α-亞麻酸含量的8~60倍,具有顯著降血脂、降血壓療效;另外,杜仲雄花氨基酸含量達21.88%,為松花粉的2倍以上;杜仲葉中藥功能飼料可使雞蛋內(nèi)膽固醇含量降低15%~24%。利用杜仲成分中的藥用和保健物質(zhì)開發(fā)杜仲生物醫(yī)藥和生物保健品的市場前景十分廣闊。
由于杜仲樹是高大喬木,樹干通直,樹冠優(yōu)美,根系發(fā)達,耐干旱,生長迅速,適合于脊薄土地生長,不僅是理想的庭院觀賞樹種和城市綠化樹種,還是山區(qū)優(yōu)良的水土保持樹種。大規(guī)模種植杜仲既可促進碳循環(huán),形成規(guī)模巨大的生物制造產(chǎn)業(yè)體系,解決數(shù)以十萬計的就業(yè),又具有很高的碳匯效益。據(jù)有關(guān)專家測算,每畝七年生杜仲林每年吸收CO2可達2.5 t。
草漿造紙背負了半個世紀高污染低效益的惡名。過去中國的草漿造紙多以年產(chǎn)制漿1萬t以下的小造紙廠為主,不僅產(chǎn)品質(zhì)量低,而且污染嚴重。在很多地區(qū),小造紙廠是水環(huán)境污染的主要元兇之一。但是,山東泉林紙業(yè)通過引進技術(shù)與自主創(chuàng)新相結(jié)合,開發(fā)了以草漿原色制漿新技術(shù)為核心的循環(huán)經(jīng)濟技術(shù)體系,并與發(fā)電廠耦合進行水資源循環(huán)利用、堿回收循環(huán)利用、黑液污泥回收制有機肥、原色紙開發(fā)、包裝物回收利用等為一體的低污染草漿清潔造紙循環(huán)經(jīng)濟模式。泉林紙業(yè)的污水COD排放達到87 mg/L,遠好于國家標準,每噸草漿原色紙可節(jié)約60 kg漂白劑等化學用品,節(jié)約木材4.5 t,節(jié)省碳匯2.25 t,降低成本800元。這一模式既利用了農(nóng)業(yè)秸稈等廢棄物,保護了環(huán)境,又替代了木漿造紙,節(jié)省了森林資源。節(jié)省碳匯,是一種典型的低碳造紙循環(huán)經(jīng)濟模式。
工農(nóng)復(fù)合碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)體系是基于規(guī)?;?、設(shè)施化、標準化、有機化、品牌化和循環(huán)化(簡稱“六化”農(nóng)業(yè)),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、有機飼料業(yè)、食品加工業(yè)、農(nóng)業(yè)廢棄物處理業(yè)、大型沼氣新能源、有機液態(tài)肥產(chǎn)業(yè)、林業(yè)、林產(chǎn)品加工制造、農(nóng)林產(chǎn)品加工廢棄物綜合再生利用產(chǎn)業(yè)、生物制造產(chǎn)業(yè)等深度耦合發(fā)展,實現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)利用,加速碳元素循環(huán)和高效形成碳匯的一種綜合性產(chǎn)業(yè)體系,是在傳統(tǒng)的三位一體或多位一體的種養(yǎng)循環(huán)模式基礎(chǔ)上,進一步通過制度創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新形成的區(qū)域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級模式。它可以通過物質(zhì)循環(huán)和能量梯級利用,實現(xiàn)小區(qū)域總體碳平衡或形成凈碳匯。
在產(chǎn)業(yè)構(gòu)成上,它要求由農(nóng)業(yè)種植業(yè)為養(yǎng)殖業(yè)提供有機飼料,種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)為農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)提供有機原料,并進一步對養(yǎng)殖業(yè)和食品加工業(yè)廢棄物進行資源化處理,大力發(fā)展大型沼氣新能源,沼渣沼液制成高效有機液態(tài)肥返回農(nóng)業(yè),發(fā)展有機種植業(yè),從而實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用和碳元素循環(huán)路徑的延長和凈碳匯。特別是,通過高附加值農(nóng)作物和林業(yè)品種的開發(fā),可以發(fā)展一系列生物制造高技術(shù)產(chǎn)品,形成較大產(chǎn)業(yè)規(guī)模,全面提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提供更多的就業(yè)機會。
在技術(shù)上,工農(nóng)復(fù)合碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)要求實現(xiàn)規(guī)?;透呙芏仍O(shè)施化種植養(yǎng)殖技術(shù)、食品加工廢棄物制有機飼料技術(shù)、養(yǎng)殖廢棄物資源化技術(shù)、大中型沼氣新能源技術(shù)、沼液制高效生物液體肥技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品深加工廢水循環(huán)利用技術(shù)等多種技術(shù)集成。
在效果上,它以技術(shù)和制度創(chuàng)新為基礎(chǔ),通過提高資源總體利用效率,實現(xiàn)企業(yè)效益最大化,通過延長碳循環(huán)路徑和能源梯級利用,實現(xiàn)綜合節(jié)能,節(jié)省碳匯,促進節(jié)能減排;以工農(nóng)業(yè)集成一體化發(fā)展為突破口,促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、農(nóng)村城鎮(zhèn)化和農(nóng)民股份化,提高新農(nóng)村建設(shè)水平,促進城鄉(xiāng)一體化。
為了完成“十二五”碳循環(huán)、碳匯與溫室氣體減排定量目標,必須從制度建設(shè)入手,為碳循環(huán)與碳匯產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的市場條件。
4.1.1 建立碳排放審計核算制度,科學管理二氧化碳排放強度約束性指標。
4.1.2 研究制定動態(tài)的碳循環(huán)與碳匯產(chǎn)業(yè)技術(shù)標準體系,加強基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)開發(fā),促進技術(shù)路線的優(yōu)化,增強技術(shù)支撐能力。
4.1.3 加強碳排放標識制度的研究,在成熟的產(chǎn)業(yè)積極推行產(chǎn)品的碳排放標識試點。
4.1.4 建立碳匯銀行制度,企業(yè)將增加的碳匯和節(jié)省的碳匯存入碳匯銀行,為碳交易和碳稅制度奠定基礎(chǔ)。
4.1.5 建立碳匯/碳循環(huán)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫、專家智庫,免費向社會提供相關(guān)信息,建立信息共享機制。
4.2.1 基于工農(nóng)業(yè)復(fù)合循環(huán)經(jīng)濟模式,大力發(fā)展以大中型沼氣等生物質(zhì)能源為節(jié)點的高效碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)體系。
4.2.2 大力發(fā)展高效益林業(yè)碳匯產(chǎn)業(yè),增加碳匯產(chǎn)業(yè)和碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)的資金流,提高林業(yè)碳匯產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益和可持續(xù)發(fā)展能力。
4.2.3 大力發(fā)展農(nóng)業(yè)種植業(yè)碳匯、草業(yè)碳匯、漁業(yè)碳匯、濕地碳匯等產(chǎn)業(yè),在經(jīng)濟發(fā)展中增加碳匯。
4.2.4 強力發(fā)展碳匯節(jié)約型產(chǎn)業(yè),加大對草漿造紙、秸稈制建筑材料、森林工業(yè)三剩物制建材等替代木材資源等產(chǎn)業(yè)的支持力度,節(jié)省林業(yè)碳匯。
4.2.5 大力開發(fā)工業(yè)碳捕集技術(shù)和CO2利用新技術(shù),全力開發(fā)將CO2作為原料的新產(chǎn)業(yè)。
4.3.1 研究制定鼓勵和支持發(fā)展的低碳技術(shù)目錄,加大對低碳技術(shù)研究與開發(fā)的支持力度。
4.3.2 積極審慎探索碳稅與碳交易制度,盡快在易于核算管理的行業(yè)(冶金、水泥、電力行業(yè)等)進行試點示范。
4.3.3 加速建立和完善碳匯基金制度,為未來大規(guī)模開發(fā)低碳技術(shù),發(fā)展碳循環(huán)與碳匯產(chǎn)業(yè)提供條件。
4.3.4 將碳匯增加、碳匯物質(zhì)替代等一視同仁,納入碳匯管理體系內(nèi)予以扶持和發(fā)展。
4.3.5 大力扶持面向碳匯與碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)的服務(wù)業(yè),促進低碳技術(shù)、碳循環(huán)與碳匯產(chǎn)業(yè)技術(shù)的推廣和擴散。同時,積極宣傳,提高公眾應(yīng)對氣候變化的意識。
4.3.6 實施積極的應(yīng)對全球氣候變化的國際合作政策,主動向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移和擴散低碳與碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)技術(shù)。
4.4.1 設(shè)立基于工農(nóng)業(yè)復(fù)合循環(huán)經(jīng)濟模式的大中型沼氣建設(shè)工程。盡快改變單純以沼氣為目標的低效率發(fā)展沼氣的做法,將沼氣開發(fā)與工農(nóng)復(fù)合循環(huán)經(jīng)濟模式結(jié)合起來,建立基于先進技術(shù)的種植業(yè)、飼料工業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、大型沼氣、高效有機肥、農(nóng)產(chǎn)品加工、節(jié)水等跨行業(yè)工農(nóng)復(fù)合循環(huán)經(jīng)濟聯(lián)合體,解決沼氣池冬季低溫不產(chǎn)氣和效益低下的節(jié)點問題,提升沼氣的經(jīng)濟效益和碳循環(huán)效率。“十二五”期間集中力量,在全國示范1 0家基于高效工農(nóng)復(fù)合循環(huán)經(jīng)濟聯(lián)合體、規(guī)模達到2 00 0 0m3以上、年產(chǎn)沼氣量超過6 0 0萬m3的大型沼氣基地。
4.4.2 設(shè)立高效益林業(yè)碳匯產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)工程。改變單純以生態(tài)效益為目標的低效率造林模式,以碳匯和碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo),利用荒山荒地大力發(fā)展具有綜合利用效益的杜仲碳循環(huán)和碳匯產(chǎn)業(yè)林。以杜仲碳循環(huán)和碳匯產(chǎn)業(yè)林為基礎(chǔ)進行經(jīng)濟開發(fā),形成大規(guī)模的生物質(zhì)能、生物材料、生物保健品、食品、建材產(chǎn)業(yè)鏈,解決就業(yè)和促進造林的可持續(xù)性問題?!笆濉逼陂g,在有條件的地區(qū)選擇1 0個基于林、材、能、食等多產(chǎn)業(yè)配套發(fā)展的碳循環(huán)和碳匯產(chǎn)業(yè)林基地。示范基于林業(yè)的高效碳循環(huán)和碳匯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展,監(jiān)測基于林業(yè)的碳循環(huán)和碳匯產(chǎn)業(yè)資金流與碳匯效率。
4.2.3 CO2工業(yè)化再利用技術(shù)開發(fā)工程。碳捕集的難題在于目前C O2用途較少,用量小,大量捕集C O2得不到利用,還得花費高成本進行儲藏。如果能夠?qū) O2作為工業(yè)化生產(chǎn)的原材料進行大規(guī)模再利用,并使其具有經(jīng)濟效益,就可以使碳捕集成為原材料生產(chǎn)產(chǎn)業(yè),溫室氣體排放問題可以得到重大緩解。“十二五”期間,應(yīng)在深入進行技術(shù)評估的基礎(chǔ)上,選擇3~5個有前景的技術(shù)方向作為攻關(guān)課題進行研究與開發(fā),形成技術(shù)積累,為未來大規(guī)模應(yīng)用CO2進行技術(shù)儲備。