一、低碳经济和低碳农业的基本内涵 （一）低碳经济 低碳经济这一新鲜词汇，是伴随能源危机和气候变化而生的新概念。一百多年来，随着人类在工业化进程中对化石能源的消耗与掠夺，已经给全球带来了严重的环境问题和气候恶化。大气中温室气体的明显增加，带来了海平面上升、生态自然系统脆弱、洪涝干旱及其他气象灾害加剧等一系列后果，影响到与人类密切相关的农业、水资源、健康及其他方面的许多问题。20世纪80年代以来，国际社会相继签署了《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》、《巴厘岛路线图》等一系列条约，设定了具体的减排指标，旨在通过限制温室气体排放，达到抑制全球变暖的趋向。关于“低碳经济”的概念，最早源于2003年英国能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》，而今在全球气候变化的背景下，低碳经济日益受到世界各国的关注。低碳经济实质上是通过技术与制度创新、产业转型和新能源开发等多种手段，尽可能减少煤炭石油等高碳能源消耗，以期减少温室气体排放，达到经济发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。在应对气候变化挑战所引发的社会、经济和政治利益驱动下，世界各国的能源、环境相关技术的开发与应用都发生了不同程度的倾斜，促使新能源、生态经济等多个领域的技术发展进程远高于预期。 （二）低碳农业 农业是温室气体重要排放源，也是最易遭受温室气体影响的部门。一方面，农业投入品，如种子、化肥、农药、农膜的生产过程及机械使用、农产品加工流通环节的能源消耗，产生二氧化碳排放；另一方面，农田耕作特别是水稻种植以及畜禽养殖过程也会产生一定的二氧化碳排放。据统计，我国农业化学品工业生产消耗的化石能源占我国化石能源消耗总量的45%。而全球农业用地释放的温室气体超过全球人为温室气体排放总量的30%，相当于150亿吨的二氧化碳，尽管其中的80%左右经由农业生态系统加以吸收。因此说，农业低碳是实现低碳经济的重要一环，具有十分重要的现实意义。农业低碳实际上是一种生态高值农业模式，通过能源高效利用、清洁能源开发，特别是农业废弃物的再利用，逐步使农业经济的发展与二氧化碳排放脱钩，实现农业生产的低能耗、低污染、低排放。农业低碳包括了减少碳排放和增加碳汇两方面的内容：一方面，通过农业生产与加工领域的节能减排和技术革新减少温室气体的排放；另一方面，通过森林、植被种植和土壤固碳增加碳汇。我国农业发展日益面临水资源短缺、耕地质量下降、化肥农药农膜污染加剧、自然灾害频发等多种因素的严峻挑战，在提高农业生产效率与产能、稳定粮食产量和保证农产品质量安全等诸多方面都对农业生产提出了更高的要求。综合考虑经济发展和生态建设，倡导农业节能减排和农业低碳，通过技术和制度创新，降低能源和资源消耗，尽可能减少温室气体排放，成为提高农业综合效益、转变发展方式、实现农业可持续发展的重要途径。 二、农垦低碳农业发展的现实意义与优势 （一）农垦现代农业建设应引入低碳经济的概念 作为我国农业农村经济的重要组成部分，农垦经济在保障粮食和主要农产品安全供给、支援国家经济建设、维护国家安全与稳定等方面作出了巨大贡献。在新的历史阶段，农垦从自身特点和实际出发，加强体制机制创新，优化产业结构，合理配置资源，现代农业建设取得明显成效。农垦系统也已建成了大型粮、棉、油、糖及种业种植基地和规模化标准化畜禽养殖小区，实现了以种植业和畜牧业为主导、种养加相结合和产供销农工商综合运营的产业化经营格局，现代大农业农机装备提高了农垦整体的综合机械化水平，绿色、无公害农产品生产基地和标准化作业提升了农产品总体的安全水平。伴随经济社会发展，人类面临的资源和环境约束逐渐增加，国际社会对环境保护、节能减排、低碳经济的呼声越来越高。实现能源高效利用和可再生能源的使用，追求绿色GDP发展，成为现代农业产业体系发展的一个方向。农垦现代农业的发展，已经走在了国家前列，农垦农业规模化、产业化、机械化和标准化生产，为农垦低碳农业的发展奠定了基础。伴随农垦现代农业在新的历史阶段的发展定位，农垦在“四化”的前提下，引入循环经济和低碳农业的概念，顺应经济发展和节能减排的大趋势，有助于农垦农业在更深领域、更高层次、更广阔范围转变发展方式，实现产业升级与优化，更好地发挥农垦在现代农业建设中的引领示范作用，为探讨低碳经济背景下发展现代农业提供参考范本。 （二）农垦先行优势 农垦先行，发展循环经济和低碳农业具备以下优势： 1.资源和规模优势。农垦农业生产提供了丰富的有机废弃物资源。农垦系统农业资源丰富，拥有大型的粮、棉、油、糖生产基地，标准化和规模化畜禽养殖场（小区）数量众多，在生物质综合利用方面具有广阔的开发潜力和发展空间。据统计，2008年，农垦农作物秸秆资源总量达到3924万吨，占全国农业系统秸秆总量的7%；畜禽粪便资源总量接近2600万吨，规模化养殖场畜禽粪便有机质含量相当于640多万吨有机肥。与广大农村传统的小规模种植和饲养方式相比，农垦具有规模化、标准化生产的基础，依托现有的农业产业布局，可以聚集发展低碳农业和循环经济的适度原材料供应，形成规模化经营和集聚效应。 2.产业化优势。产业化为农垦低碳农业和循环经济产业链的发展提供了良好载体。农垦本身具有完整的生产、加工、贸易、服务、消费产业链，通过产业链内的拉动力和产业链条外部的推动力，以及市场在配置资源上发挥的内在传导机制，使得种植、养殖、加工等环节的农业物质产生循环运行，保证产业链条上各利益主体有足够的盈利空间。通过废弃物交换、循环利用，达到网状的相互依存、密切联系、协同作用的农业产业化网络。 3.组织化优势。我国农户数量众多，具有极大的分散性，各项动力在农户层面发挥的不够充分，导致其发展农业循环经济意识不强，能力不够。在某些情况下，由于农户与生产主体的价格博弈，甚或导致循环产业链条的断裂或运行成本的提高。相比较而言，农垦企业在生产要素的掌控方面拥有较强的实力，充分保证了农业资源废弃物的有效供给。通过有效的组织方式，农业产业集群可以在更大范围调动各种资源，实现资源的循环利用，确保农业低碳目标的实现。#p#分页标题#e# 4.技术优势。节能减排与发展低碳农业目前还没有普世性的成功经验，必须诱导孵化一批科技含量高、经济高效、环境和谐、社会适用的产业技术，特别是实现物质良性循环、能量多级传递利用的结构技术以及可再生能源开发技术等。农垦企业具有规模化生产、技术基础扎实、生产体系完备等优势，新技术、新成果在农垦系统可以得到较为迅速的应用，可以成为发展低碳农业和循环经济的重要力量。 三、农垦现代农业低碳发展的路径选择 （一）生产过程的集约与高效 生产过程的低碳，实际是生产资料的集约与高效利用，通过降低农业生产物资的消耗，避免对化学物质和化石能源的过量消耗。包括推广节肥、节药、节水、节农膜技术，提高化肥、农药的利用效率，推广保护性耕作、测土配方施肥、综合病虫害防治技术，推广农业机械节能，推广畜禽养殖模式节能等，在实现农业生产高效的同时达到资源的节约和环境保护的双重效果。 1.节水灌溉。目前，我国农田水的利用效率为每立方米水生产粮食约1公斤，仅为发达国家的一半。进行土地平整和条田建设，是改进地面灌溉技术的基本条件。一般而言，平整度较好的土地比较差的土地平均节水10%～20%；根据作物生产周期、需求饱和度适时适量供水，也是一种有效节水方式；而大力推广喷灌、滴灌技术，能够减少水的使用达30%～70%。 2.保护性耕作。采取免耕技术可以减少农业机械的使用，在保存土壤碳含量的同时也减少了化石燃料的燃烧，相应减少二氧化碳的排放。同时，耕作中化肥的使用也相应减少，从而减少了氧化亚氮的排放。最近的调查结果显示，尽管免耕地会带来杂草问题，但据此能够避免的碳排放量约为879公斤/公顷/年。 3.测土配方施肥。根据全国测土配方施肥田间试验和示范的结果显示，科学的施肥和养分管理技术可以减少氮肥用量10%～30%，部分地区甚或达到50%。由此可见，科学施肥至少有10%～30%的减排潜力，减排量可达1400～5500万吨二氧化碳。 4.农机节能。通过农机装备的升级换代，以及农业作业和管理水平的提高，可以有效降低农业机械单位作业面积的能耗。内蒙古海拉尔垦区目前农机单位作业面积综合能耗为64.2瓦/亩（全国是456.7瓦/亩。全国农垦是219.5瓦/亩，美国仅为33.3瓦/亩），亩动力消耗已接近发达国家水平，符合国际低消耗、低排放现代农业建设的要求。 （二）农业废弃物的资源化利用 包括农作物秸秆和畜禽粪便的综合利用，通过农业有机废弃物的能源化与资源化利用达到减排效果。通过农作物秸秆粉碎还田，增加农田土壤有机质含量，补充和平衡土壤养分，起到节本增效、提高耕地基础地力效果；秸秆资源化利用，如秸秆发电、秸秆成型燃料替代传统化石燃料燃烧，减少二氧化碳排放；畜禽粪便既可通过厌氧发酵处理产生沼气，替代传统燃料供生产生活使用，解决能源短缺的问题，又可以经过好氧发酵无害化处理制备有机肥，减少化肥的施用。 1.秸秆固化成型燃料。1吨秸秆可以替代0.5吨左右的标准煤，以秸秆固化成型燃料、秸秆发电等形式替代传统化石燃料燃烧，减排二氧化碳效果十分明显，同时也减少了二氧化硫和氮氧化物的污染物排放。按照国家可再生能源发展中长期规划，到2020年，生物质固化成型燃料的年利用量将达到5000万吨，是2010年的50倍。目前，欧洲、美国、日本等发达国家生物质成型燃料产业发展已进入商品化阶段，拥有成熟的技术、完整的标准体系和不断增长的市场。我国的生物质成型燃料也逐步发展起来，现有生物质成型燃料生产厂近200家。2009年，黑龙江垦区生物质成型燃料加工厂11个，年加工能力5.5万吨，平均规模年产5000吨水平。而按照国家秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法规定，年秸秆消耗量1万吨以上的可再生能源项目，按照秸秆利用量每吨补助150元，每个万吨规模的秸秆固化成型燃料加工厂十年内每年可以获得补助150万元。 2.秸秆直燃发电。秸秆发电是以稻壳、秸秆等“可再生能源”作为燃料进行发电，其灰渣进行综合利用，形成“生物质—电—化工”循环经济产业链，属于国家发改委《产业结构调整指导目录》中鼓励项目，对于具有一定规模的秸秆发电企业，国家每度电约补贴0.25元，并且基本转移支付给了农民。截止2008年底，发改委已审批170余项生物质发电项目，总装机460万千瓦；已投产50项，装机110万千瓦。2009年，黑龙江垦区秸秆直燃发电厂2个，总装机容量5万千瓦，年发电量3亿千瓦时；稻壳发电厂8个，总装机容量9200千瓦，年发电量4400万千瓦时。按照已公布的《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，全国生物质发电装机容量将达到3000万千瓦。 3.沼气利用。使用沼气同样可以减少对薪柴及化石燃料和电能的消耗，减少温室气体的排放。同时，沼渣可以代替常规化肥，减少因使用化肥而产生的氧化亚氮的排放。与小型户用沼气池相比较而言，大中型沼气工程同时具备了污染治理、能源生产和综合利用三大功能，既可以通过处理废弃物净化环境，获得优质能源，又可以进行生物质资源的多层次综合利用。如果以农垦规模化养殖牛粪350万吨计算，按照较低水平的每千克干牛粪产生200升沼气，则共计可产生7亿立方米的沼气。按1立方米沼气折合0.7千克标准煤计算，相当于节约了49万吨标准煤，即减少130万吨左右二氧化碳排放。 4.生物质肥。畜禽粪便中的有机质含量非常丰富，通过堆肥化处理能转化为有利于植物生产和土壤改良的有机肥。假定农垦规模化养殖畜禽粪便全部转化为有机肥替代化肥，可以减少农业源总氮污染的2%和总磷污染的20%。与此同时，还可以带来巨大的经济利益。按照农业行业标准（NY884-2004），生物有机肥中有机质含量应大于或等于25%。按25%的含量计算，目前农垦规模化养殖畜禽粪便中的有机质含量相当于640万吨的有机肥。按照市场上有机肥价格在500～1200元不等，取其平均值计算，可以产生约55亿元的经济价值。#p#分页标题#e# （三）低碳农业循环模式 循环经济是实现农业低碳的一个重要途径。农业循环经济具有不同于其他行业的独特属性，即能够通过能量的逐级传递和资源的循环利用，达到变环境负效益为资源正效益的节能减排效果。 1.农牧复合生态系统。农业种植与畜牧养殖有机结合的农牧复合生态体系，通过农业种养加过程的循环链条，实现循环经济和农业低碳。一个较为复杂的农业循环经济体系包括多个小的循环链条，相互交叉，形成网状的循环产业网络（如图1所示）。这种生态低碳循环经济模式在一些农垦地区已经得到很好的应用，如黑龙江、广西、内蒙古等垦区。例如猪—果—沼循环生态种植养殖，将畜禽粪便经堆肥处理后制成有机肥，用于有机作物的种植，带来较高的经济效益。内蒙古海拉尔垦区已经建成规模较大的以干牛粪为原料的生物有机肥厂，并用于有机小麦的种植，加工有机面粉，形成有机农产品加工链条。农垦目前也涌现了一些比较成功的场区循环经济典范。黑龙江垦区海林农场以沼气工程为纽带，将沼气站每年产出的近3万吨沼渣肥、沼液肥用来种植有机青贮、有机水稻及绿色蔬菜，青贮饲料用来饲喂奶牛，奶牛排出的粪便循环利用生产沼气和有机肥，发展有机农业，形成了比较完整的循环经济链。 2.农产品加工循环产业链。农垦农产品加工业依托农垦优势原料供应，业已成为农垦现代农业工业产业化链条的重要外延，凭借农垦自身优势，构筑农产品加工循环经济产业链条，可以成为促进农垦产业升级和结构转变的有力手段。农垦系统蔗糖产业和天然橡胶产业的循环经济发展现已取得一定的成效。蔗糖生产过程中产生的废弃物蔗渣可以用于发电或制板，废糖蜜可以制酒精，滤泥可以制有机肥；蔗渣发电之后剩余的残灰、酒精废液等，还可以进一步利用，包括利用酒精废液制造沼气，沼渣、残灰及蔗叶可同滤泥一起制造有机肥之后还田。在整个蔗糖生产和废弃物再利用过程中产生的污染物，通过环境无害化处理，最终实现污染物的低排放甚至零排放。农垦橡胶加工采用循环经济模式，将经环保处理后的废水再回抽到制胶车间，用于生产，节能、低耗、环境与经济效益都十分明显。黑龙江垦区部分农场在发展稻米加工业的同时，建立稻壳发电厂，依托水稻—大米、米糠—稻壳—发电、供暖—稻壳灰—白碳黑、活性炭、水稻专用复合肥这一产业链，初步建成水稻产业循环经济圈。随着农垦系统节能减排工作的进展，已经构建了一批以产业多样化、生态化、高值化为特色的循环经济发展模式，通过产业链接，提高经济、环境与资源利用效率，也实现了节能减排和低碳经济的目标。 四、未来农垦低碳农业发展趋向 2009年11月，国务院常务会议决定，到2020年，中国单位GDP碳强度（二氧化碳减排量）将比2005年减少40%～45%，无碳能源比重达到15%左右。按照这一目标设定，假定未来数年内农垦生产总值按照全国平均每年8%的速度增长，在40%减排标准下，到2020年，农垦碳排放将达到8877万吨二氧化碳。为了达到这一目标，农垦系统碳强度从2011年开始每年需要降低约4.97%，2011～2015年，需减排1942万吨二氧化碳，即减少730万吨标准煤；2015～2020年，需减排2210万吨二氧化碳，即减少831万吨标准煤的能耗。2008年，农垦系统的能耗约为2600万吨标准煤，以此计算，到2020年，需要降低32%左右的能源消耗。目前，农垦工业和农业的能源消耗比例初步估计在6.5:1，农垦工业的节能降耗是减排的重要方面。如果不考虑农垦工业和生活耗能，单从农业方面考虑，以1吨秸秆替代0.5吨标准煤计算，将目前秸秆量的20%用作能源化利用，就可减少400万吨标准煤的化石能源使用，相当于减排1080万吨二氧化碳。仅此一项，就可以满足减排40%的标准。国家对节能减排工作投入极大的力度，并将其作为“十二五”期间的一项重要指标，与此同时，在发展新兴能源方面国家也加大了投入。按照即将出台的《新兴能源发展规划》，2011～2020年，国家累计直接投资5万亿元用于发展新兴能源产业，其中可再生能源投入2～3万亿元。农垦如果能够适时地利用这些政策和措施，凭借自身独特优势，在发展现代农业的同时，更加注重农业低碳和循环经济发展，提高农业废弃物资源化利用效率，对于农垦未来发展将起到良好的助推作用。 农垦低碳农业和循环经济有赖于在现有农业废弃物再利用技术、农业环保技术、污染防治技术、生态技术的集成应用研究的基础上进一步开展创新研究。发展低碳农业和循环经济在农垦系统目前尚处于探索和起步阶段，尚未取得普遍意义的成功模式和经验。各垦区要根据所在区域的地域气候和地理特征，结合各自的农业废弃物特点、农产品加工业发展重点，充分考量各种技术路径的成熟程度，提出开展种植业废弃物、养殖业废弃物和农产品加工业废弃物资源化利用的实施规模和具体方案步骤，形成有地域特色、有典型性、有复制可能性的农业低碳的项目布局，推进行业间的废弃物循环利用，构建跨产业生态链，最终使农垦现代农业和农业产业化走上形成经济效益的低碳发展之路。
