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李景明:農業農村領域碳排放如何核算?
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李景明:農業農村領域碳排放如何核算?

  • 分類:行業新聞
  • 作者:中國沼氣學會
  • 來源:水網
  • 發布時間:2022-06-01 13:37

【概要描述】日前,財政部印發《財政支持做好碳達峰碳中和工作的意見》

李景明:農業農村領域碳排放如何核算?

【概要描述】日前,財政部印發《財政支持做好碳達峰碳中和工作的意見》

  • 分類:行業新聞
  • 作者:中國沼氣學會
  • 來源:水網
  • 發布時間:2022-06-01 13:37
詳情

日前,財政部印發《財政支持做好碳達峰碳中和工作的意見》。詳情如下:

  關于印發《財政支持做好碳達峰碳中和工作的意見》的通知

  財資環〔2022〕53號

  各省、自治區、直轄市、計劃單列市財政廳(局),新疆生產建設兵團財政局,財政部各地監管局:

  為貫徹落實黨中央、國務院關于推進碳達峰碳中和的重大決策部署,充分發揮財政職能作用,推動如期實現碳達峰碳中和目標,現將《財政支持做好碳達峰碳中和工作的意見》印發給你們,請遵照執行。

  

       附件:財政支持做好碳達峰碳中和工作的意見

  財 政 部

在實現“雙碳”目標的過程中,農業農村領域的碳排放到底是什么樣的狀況?它有哪些核算方法?近日,農業農村部農業生態與資源保護總站首任首席專家、中國沼氣學會秘書長、全國沼氣標準化技術委員會秘書長李景明進行了《農業農村“雙碳”及減排固碳實現途徑與技術路線》主題分享,主要包括如下幾個方面:碳達峰碳中和概念、農業農村排放核算、農業農村領域減排固碳途徑、農業農村減排固碳途徑、農業農村減排固碳重點及幾點思考及建議等內容,指出“雙碳”目標下農業農村領域減排固碳工作的重要性及他對碳達峰碳中和工作的思考,并指出“雙碳”目標下,除了二氧化碳,我們也應該關注甲烷問題。

  李景明秘書長指出,國際上總體對農業農村領域的核算方法分成了三大方法學,包括采用IPCC推薦的排放因子、采用IPCC推薦公式和本國特有參數核算排放因子、采用模型計算排放因子主要介紹了農業農村領域碳排放源與吸收匯,我國農業農村如何應對氣候變化、主要的溫室氣體排放源與溫室氣體吸收匯等內容并再此基礎上針對不同的排放源和吸收匯逐一介紹了農業農村領域碳排放的主要核算方法。

  一、農業農村領域的碳排放源來自多方面

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  農業農村領域碳排放主要包括農業生產過程當中產生的甲烷和氧化亞氮等溫室氣體排放,以及農機具運行和農村生活所消耗化石能源形成的直接二氧化碳排放。但由于各種原因,目前農業農村領域的溫室氣體排放暫不包括農業生產活動中所使用的化肥、農藥、飼料等外部投入品生產,以及農業生產所使用的電力等導致的間接碳排放。

  根據《2006 IPCC國家溫室氣體清單指南》,農業生產過程中的溫室氣體排放源主要包括10個方面,但中國政府提交給IPCC秘書處的國家溫室氣體清單報告中卻只包括稻田甲烷排放、農田施肥氧化亞氮排放、動物腸道甲烷排放、動物糞便管理甲烷和氧化亞氮排放、秸稈田間燃燒甲烷和氧化亞氮排放等五個方面(圖中左側黃色部分),而熱帶稀疏草原燃燒甲烷和氧化亞氮排放、有機土壤開墾氧化亞氮排放、土壤有機質分解氧化亞氮排放、石灰施用二氧化碳排放、尿素施用二氧化碳排放(即圖中右側綠色部分),由于目前排放源很小,加上很多數據難以獲得,排放因子還沒有辦法進行計算,因此到目前為止,中國政府提交給IPCC的溫室氣體清單里不包括這五個方面內容。

  在農業農村領域,農村生活以及農機漁機生產過程中所消耗的大量化石能源所產生的直接二氧化碳排放,并不算在農業農村領域,而是由能源領域進行統一匯總來計算的。同時,對于農村建筑過程當中所形成的碳排放,則是由住建部門進行匯總的。因此,我們現在更多關注的是在農業生產過程中產生的二氧化碳、甲烷和氧化亞氮等溫室氣體的排放。

  二、我國農業農村領域的溫室氣體排放不容忽視

1994年、2005年、2010年、2012年、2014年,中國政府先后向《聯合國氣候變化框架公約》秘書處提交了5次溫室氣體排放清單。從排放清單可以看出,農業領域總的排放量相對穩定,基本是在8億噸上下浮動。但是相對于全國的排放比例,全國的排放數逐年增高,且幅度較大。在農業相對比較平穩的狀況下,整個農業活動的碳排放所占的比例逐漸降低。在整個排放過程當中,農業生產里的甲烷和氧化亞氮排放占比仍然較大,分別占全國甲烷和氧化亞氮排放的41%和59%。

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  關于傳統化石燃料使用過程中的純二氧化碳的排放大概是這樣的:2015年農機漁機等生產用能消耗了約8680多萬噸的標煤,農業生活用能消耗將近2.5億噸標煤,折合溫室氣體是8.75億噸二氧化碳當量。把農村生活產生的二氧化碳排放與農業生產產生的溫室氣體排放相疊加,農業農村領域的整個碳排放總量約為17億噸二氧化碳當量,占全國總量的15%左右。也就是說,現在全國總的每年溫室氣體排放大概在120億噸二氧化碳當量上下。

  三、農業農村領域既有碳源也有碳匯

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  在農村農業領域,既有二氧化碳、甲烷、氧化亞氮的排放,他們可以稱之為碳排放源,但也有大量的碳匯基礎。所以統籌調整農業生產方式和結構,一方面可以減少碳排放源的數量,另一方面也可以大幅度增加農業生產過程的碳匯,逐步實現農業農村內部的碳中和,為全國的碳中和做出更大的貢獻。

  1、溫室氣體排放源

  甲烷

  在溫室氣體排放源中,甲烷的排放源包含了稻田的甲烷排放與家畜腸道甲烷排放。反芻動物甲烷排放與畜禽糞便在堆放過程中形成厭氧環境產生的甲烷排放量都是比較大的。

  氧化亞氮

  農業活動產生的氧化亞氮排放主要來自農田施肥和糞便堆放。由于氮素多以銨態氮形態存在肥料和糞便中,在施肥或堆肥過程中,銨態氮與微量氧氣通過硝化作用產生硝態氮,硝態氮通過擴散進入周圍厭氧區域發生反硝化作用,釋放氧化亞氮。它對溫室氣體的貢獻率相較于二氧化碳,是265倍,所以氧化亞氮的排放溫室氣體效應還是相當的大。

  二氧化碳

  在農業生產過程中,各類機械設備、種植養殖用能設施以及農村生活中的炊事、取暖、洗浴、照明等,都需要花費大量的化石能源。這些化石能源所排放的二氧化碳基本上是純的二氧化碳。化石能源都是由碳氫化合物組成的,燃燒時會釋放二氧化碳,使大氣環境中二氧化碳濃度增加。

  2、溫室氣體吸收匯

  農田碳匯

  在碳匯方面,農田土壤作為根茬、秸稈、畜牧糞便等農業廢棄物的消納地,可以把一些有機碳儲存在土壤當中發揮碳匯的功能。當然,如果耕地過度開墾使用,又會使土壤中大量的有機碳礦化分解為二氧化碳又排放到大氣當中,反而容易出現碳失衡的狀態。因此,對于過度的開墾或者說頻繁的深耕,我們應該盡可能避免。

  漁業碳匯

  漁業碳匯主要說的是我們在生產一些貝類產品的時候,可以吸收水體和空氣中的二氧化碳,形成顆粒的有機碳,變成碳酸鈣的貝殼。在生產貝殼過程當中,可以將之從水體中撈走,再讓水體生產新的貝類,吸收更多水體和空氣中的二氧化碳。在這一過程中,我們也稱之為可移出的一種碳匯。

 四、農業農村領域碳排放核算方法較為復雜

  在整個農業農村領域,碳排放的核算方法比較復雜,既有一些現成的公式和排放因子可以直接應用,也有一些是需要通過常年累計的監測,總結出其共性和規律,通過數學模型的方式來實現。此外,根據不同的地域,不同的氣候,不同的作物生長季,其碳排放情況也是不一樣的。

  目前,聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)通過的方法包括1996年、2000年、2006年、2013年版《IPCC國家溫室氣體清單指南》。我國提交的2014年第二次更新報告中農業溫室氣體清單,主要以2000年、2006年版《指南》進行核算。該《指南》提供了3個層級的排放核算方法,方法選擇主要根據排放源的重要性和數據的可獲得性確定,方法層級越高,越符合實際情況。

  農業農村領域碳排放的核算方法也采用了國際上通用的三大方法學。

  方法1:采用IPCC推薦的排放因子;

  該方法主要用于排放量占比較小的非關鍵排放源(同一類型排放量按照降序排列,其總和不足總排放量5%的排放源)。比如秸稈田間焚燒會產生少量的甲烷和氧化亞氮,采用該方法核算。如果締約方對本國關鍵排放源沒有核算排放因子,也可采用該方法。

  方法2:采用IPCC推薦公式和本國特有參數核算排放因子。

  《公約》要求各締約方對本國排放量占比較大的關鍵排放源(同一類別排放量按照降序排列,其總和達到總排放量95%的排放源),進行排放因子測算,以便更符合本國實際情況,也能有效檢驗本國的減排貢獻。該方法比方法1復雜,但較為科學、精準。我國農用地氧化亞氮排放、動物腸道甲烷排放、糞便管理甲烷和氧化亞氮排放等,基本采用該方法核算。

  方法3:采用模型計算排放因子。

  該方法主要用于時空差異較大或精準度要求較高的關鍵排放源,需要輸入高分辨率的數據。該方法可以核算較小尺度的溫室氣體排放。我國稻田甲烷排放和農田土壤碳匯,受氣候條件、土壤類型、農藝措施等影響較大,采用該方法核算。

  結合中國的實際情況,我國曾發布了國家和省級的排放因子。目前在計算碳排放時,主要以方法2的方式進行計算。另外,對于一些比較特殊,時空差異較大,且要求精準度較高的關鍵性排放源,就需要用一些特定模型和數據庫的方式來計算。方法3要求長期穩定的監測手段和統計的方法,相對來講也更加科學和復雜。

  具體的核算方法相對復雜,這里只簡單給大家做個介紹。

  稻田甲烷排放

  稻田甲烷的排放按照方法3,采用中國稻田甲烷模型(CH4MOD)進行核算。該模型由中國科學院大氣物理研究所開發,是IPCC推薦用來計算稻田甲烷排放方法之一。要求對于不同地區的氣候、土壤和栽培的早稻、晚稻等,要進行不同的模型數據分析,可以計算出不同類型、不同地區稻田甲烷的排放因子。根據該模型核算,2014年我國稻田甲烷排放量為1.87億噸二氧化碳當量,占整個農業溫室氣體排放量的22.6%。現在,據說我們正準備向IPCC提交第5次國家排放清單,過程當中有可能會有新的一些變化。

  農用地氧化亞氮排放

  農用地氧化亞氮排放按照方法2核算。我們國家采用的是國家和生殖級的排放因子來進行,利用IPCC提供的計算公式來進行計算。按照這個方法,2014年我國的農用地氧化亞氮排放量2.88億噸二氧化碳當量,占農業溫室氣體排放量的34.7%。大家可以看到,農用地由于肥料的施用以及土地本身的排放,它的排放量要比稻田甲烷高。我們知道,稻田甲烷是22%多,現在氧化亞氮是34.7%。

  動物腸道甲烷排放

  比較大的排放源是動物腸道,也就是我們說的反芻動物甲烷的排放。動物腸道甲烷排放量由不同類型動物年末存欄量乘以相應腸道甲烷排放因子獲得。動物腸道甲烷排放計算中,牛、羊、豬等關鍵排放源采用方法2核算,馬、驢、騾等非關鍵排放源采用方法1核算。全世界基本上采用的方法都是統一的,也就是用IPCC所推薦的排放因子。2014年我國動物腸道甲烷排放清單核算了肉牛、奶牛、山羊和綿羊等12種動物甲烷排放,排放甲烷量達到了2.07億噸二氧化碳當量,占農業溫室氣體排放量的24.9%,比稻田甲烷多,但比土壤的氧化亞氮要少一些。

  糞便管理甲烷和氧化亞氮排放

  在糞便管理過程中,甲烷和氧化亞氮的排放核算方法實際上跟反芻動物的相類似,由不同氣候區域、不同類型動物年末存欄量乘以相應糞便管理方式的排放因子獲得,都采用的是方法2和方法1進行核算。據核算,2014年我國動物糞便管理甲烷排放量為6625萬噸二氧化碳當量,氧化亞氮排放量為7223萬噸二氧化碳當量,占全國農業溫室氣體排放量的8.7%。

  秸稈田間焚燒溫室氣體排放

  秸稈田間焚燒時,由于燃燒不充分會產生少量的甲烷和氧化亞氮。考慮到我國禁止秸稈露天焚燒,其溫室氣體排放量很小,采用方法1核算。秸稈田間焚燒甲烷和氧化亞氮排放量由秸稈焚

  燒量乘以《指南》推薦的排放因子進行核算。

  據核算,2014年我們國家向IPCC提供的排放清單里,全國秸稈田間焚燒甲烷和氧化亞氮排放量為0.09億噸二氧化碳當量,占全國農業溫室氣體排放量的1.1%。

  相信在國家對秸稈田間禁燒的高壓政策下,未來我國秸稈田間焚燒的排放量應該是趨于零的。

  農田土壤碳匯

  農田土壤的碳匯采用的是方法3,根據自己所構建的Agro-C模型進行計算。該模型是由中科院大氣物理研究所開發出來的,通過模擬秸稈、根系和有機肥等進入土壤以及通過分解作用離開土壤的過程,計算農田土壤碳庫的變化。據核算,2014年我國農田土壤碳匯量為0.47億噸二氧化碳當量。

  農機漁機作業和可再生能源替代

  除了農業生產過程當中的甲烷、氧化亞氮排放,還有很多的純二氧化碳排放。因為沒有納入到農業活動當中進行核算,所以我們采用能源替代的方式來進行的計算,把它作為一種減排措施進行計算。所以像農機漁機耗油的機械排放或者說替代,是由國家發改委能源所采取方法1進行的核算。在這種核算下,我們國家農機漁機等能源消耗,二氧化碳排放量是1.38億噸,這是納入到了國家能源部門進行的核算。

  在農業農村領域還有大量的可再生能源的資源,包括農業生產過程中產生的廢棄物資源。雖然他們不屬于排放清單的核算范圍,但它是減排的一種措施,具有可替代化石能源的功能,因此是以核算減排量的方式進行計算的。據專家估計,2015年我們國家的生物質成型燃料、沼氣、生物天然氣、秸稈熱解氣等再生能源替代化石燃料的減排量大概約為0.52億噸二氧化碳當量。雖然現在總量不太高,但我堅信其潛力還是很大的。

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