石元春院士：農林碳中和工程乃國之重器，應作為重大專項列入國家長期計劃

 

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個碳中和場的碳狀況的主要計算參數是：1 t生物質年吸存0.5 t二氧化碳和產能0.5 t標煤；1 t標煤排放2.6 t二氧化碳；1 t生物質能的排放量是煤碳排放量的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，合計年增匯潛力為14.8億t二氧化碳。

 

能源灌草碳中和場，建成后按年公頃地上及地下部生物量產出10 t計，年生物量產出14.4億t，吸存二氧化碳7.2億t，轉化為替代能源折標煤7.2億t，減排二氧化碳4.4億t，合計年增匯潛力11.6億t二氧化碳。

 

喬木林碳中和場是長時段碳吸存，現總生物量155億t和年吸存二氧化碳11億t（《中國森林資源報告2019》），林業三剩物的替代減排已計算在農田碳中和場。

 

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

 

從事生物質生產的農業，五千年來只認淀粉性籽實和二性產品肉蛋奶，而生物量產出的另一半——纖維素與木質素，被視為廢棄物。

 

隨著科技進步，人們發現不僅淀粉，纖維素、半纖維素與木質素也可生產出綠色能源、材料與有機化工產品。

 

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利用，生產能源、材料和有機化工等綠色產品。

 

“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，是鄉村振興與農業農村現代化的得力抓手與引擎。

 

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近一半，所以現有技術與產品，在質量與經濟性上均不具競爭力。

 

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。

 

如現代生物肥料、生物飼料、生物農藥以及生物可降解地膜等農用生產資料；又如生物天然氣、生物氫燃料、生物氨燃料、生物碳電池燃料等綠色能源；又如高含氧量可降解塑料與工程塑料、生物基超微粉膜材/建材等生物基產品。

 

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。

 

以后的中國田園，不只是“鵝湖山下稻粱肥，豚柵雞塒半掩扉”，還有綠色能源、材料與有機化工工廠星羅棋布。

 

農民或在農田，或在車間；或在山莊，或在市鎮，過著現代桃花源式生活。

 

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。