中國新一輪NDC瞄準全經(jīng)濟范圍溫室氣體，氧化亞氮控排迫在眉睫

在新一輪國家自主貢獻（NDC）目標中，中國鄭重承諾，到2035年實現(xiàn)全經(jīng)濟范圍內(nèi)溫室氣體凈排放量較峰值水平降低7%至10%。

 

根據(jù)首次履行雙年透明度報告義務(wù)的官方文件《中華人民共和國氣候變化第一次雙年透明度報告》（以下簡稱《報告》）中披露的2020—2021年國家溫室氣體清單，全經(jīng)濟范圍內(nèi)溫室氣體作為氣候和環(huán)境管理的重要領(lǐng)域，其范疇廣泛且復雜，不僅限于傳統(tǒng)認知中的二氧化碳（CO2），還涵蓋了甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）等六種溫室氣體。

 

科學界普遍認為，非二氧化碳溫室氣體對實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》溫升控制目標具有決定性意義。其中，氧化亞氮因其極強的增溫潛勢和長效作用，正成為氣候變化治理的新焦點。

 

氧化亞氮：全球氣候治理的關(guān)鍵一環(huán)

 

據(jù)了解，氧化亞氮（N?O）作為第三大溫室氣體，其百年尺度全球增溫潛勢是二氧化碳的273倍，對全球氣候系統(tǒng)的威脅不容小覷。

 

IPCC第六次評估報告數(shù)據(jù)揭示了問題的嚴峻性，全球氣候變暖主要由二氧化碳、甲烷和氧化亞氮等溫室氣體引起，其中，氧化亞氮排放使全球溫度增加0.1度，甲烷則導致增溫0.5度。這一數(shù)據(jù)凸顯了氧化亞氮在全球升溫中的顯著作用。

 

國家應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心首席科學家徐華清從全局角度分析指出：“非二氧化碳溫室氣體排放占全球人為溫室氣體排放比重的四分之一。”這一比例意味著，如果忽視非二氧化碳溫室氣體的管控，中國的碳中和目標將難以圓滿實現(xiàn)。

 

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域作為氧化亞氮排放的主要來源，其管控尤為重要。原商務(wù)部副部長、第十四屆全國政協(xié)常委錢克明從農(nóng)業(yè)全局視角指出：“農(nóng)業(yè)大約貢獻了約15%的全球人為溫室氣體排放。其中，氧化亞氮源于化肥施用與土壤的氮循環(huán)。”他進一步強調(diào)減排與增產(chǎn)的辯證關(guān)系，“傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的高投入、高排放、高污染的模式，雖然短期內(nèi)支撐了產(chǎn)量的增長，但長期侵蝕了生態(tài)基礎(chǔ)。減排與增產(chǎn)要相輔相成，減少溫室氣體排放的同時，我們要優(yōu)化養(yǎng)分的循環(huán)，提升土壤有機質(zhì)含量，可以增強農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，為持續(xù)增產(chǎn)提供保障。”

 

特別需要關(guān)注的是，氧化亞氮不僅直接導致全球變暖，還會破壞臭氧層，造成多重環(huán)境危害。徐華清用具體數(shù)據(jù)揭示了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵作用：“從甲烷和氧化亞氮排放來看，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的排放占了中國甲烷和氧化亞氮排放的一小半。”這些數(shù)據(jù)充分說明，有效管控農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的氧化亞氮排放，已成為實現(xiàn)中國新一輪NDC目標不可或缺的環(huán)節(jié)。

 

排放現(xiàn)狀：氮肥生命周期中的氧化亞氮排放

 

根據(jù)《報告》的權(quán)威數(shù)據(jù)，2021年，中國氧化亞氮排放總量為210.2萬噸，呈現(xiàn)出明顯的行業(yè)分布特征。其中，農(nóng)業(yè)活動排放94.9萬噸，占比45.1%，成為最大排放源。

 

根據(jù)美國環(huán)保協(xié)會聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)大學與國家玉米小麥改良中心共同發(fā)布的《中國氮肥生產(chǎn)與消費的氧化亞氮減排研究》（以下簡稱《研究報告》），農(nóng)業(yè)源氧化亞氮排放具有明確的分布特征，其中，農(nóng)用地排放約71.8萬噸，占比75.7%，動物糞便管理排放22.7萬噸，占比23.9%。農(nóng)用地排放主要來自氮肥施用，這與中國的氮肥使用現(xiàn)狀密切相關(guān)。中國的氮肥產(chǎn)量和消費量均居全球首位，目前，中國的氮肥使用主要以尿素為主，占比60%左右。

 

《研究報告》顯示，中國氮肥生產(chǎn)具有顯著的“煤基”特征。數(shù)據(jù)顯示，全球約72%的合成氨（氮肥是尿素和硝酸銨等氮肥的主要原料）生產(chǎn)以天然氣為原料，而我國以煤炭為原料的比例高達79.59%。這種能源結(jié)構(gòu)導致中國氮肥生產(chǎn)的碳排放強度普遍較高。

 

另外，硝酸是氮肥工業(yè)的重要中間物質(zhì)，可用于合成硝酸銨等硝基化肥。中國作為全球硝酸生產(chǎn)大國，2020年產(chǎn)量達1320萬噸，年排放氧化亞氮約10萬噸，溫室效應(yīng)相當于3000萬噸二氧化碳排放。我國主要采用雙加壓法生產(chǎn)硝酸，在未應(yīng)用減排技術(shù)的情況下，每生產(chǎn)一噸的氧化亞氮排放量為7千克—9千克，而歐洲采用減排技術(shù)后，每噸硝酸的氧化亞氮排放量可降至1.85千克。

 

我國內(nèi)多位研究者的研究數(shù)據(jù)顯示，中國氮肥行業(yè)溫室氣體排放量占全國排放總量的3.5%，其中氧化亞氮排放量占全國排放總量的33%。這一比例充分說明氮肥行業(yè)在氧化亞氮減排中的重要地位。

 

積極探索：已建立起較為完善的氮肥減量增效政策體系

 

氮肥利用效率是評估作物對施入土壤氮素吸收比例的關(guān)鍵指標。當前全球氮肥平均利用率約為42%，其中以美國為代表的發(fā)達國家氮肥利用率普遍達到60%以上，而中國平均氮肥利用率通常在28%-41%之間，低于全球平均水平及發(fā)達國家水平。

 

盡管氮肥對中國糧食安全貢獻顯著，但其過量施用導致土壤大面積酸化，20世紀80年代以來主要農(nóng)田土壤 pH 值平均下降0.5個單位，其中60%-90%歸因于氮肥(Guo et al,2010)。此外，農(nóng)業(yè)源氮、磷已成為導致水體富營養(yǎng)化的主要成因，2010年第一次污染源普查顯示其對水體中總氮、總磷的貢獻率分別達 57.2%和 67.4%

 

在氣候影響方面，研究表明氮肥生產(chǎn)及施用產(chǎn)生的溫室氣體凈排放量在2010年達到4.52億噸二氧化碳當量。這些數(shù)據(jù)共同描繪出氮肥全生命周期環(huán)境影響的完整圖景，凸顯了氧化亞氮綜合治理的緊迫性和必要性。

 

據(jù)了解，中國已建立起較為完善的氮肥減量政策體系。“中國在2015年實施了化肥零增長行動，2015年到現(xiàn)在中國氮肥的用量下降了1000萬噸，從最高峰的3500萬噸左右降低到了現(xiàn)在的2500萬噸。這1000萬噸的下降帶來了排放的減量超1.5億噸。” 中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院教授張衛(wèi)峰介紹說。

 

2021年“雙碳”目標確立后，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和國家發(fā)展改革委發(fā)布《農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳實施方案》，將化肥減量增效列為重點行動。隨后，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部進一步發(fā)布《到2025年化肥減量化行動方案》，提出通過“精、調(diào)、改、替、管”五條技術(shù)路徑，力爭2025年全國三大糧食作物化肥利用率達到43%。

 

近年來，我國不少地區(qū)積極探索化肥減量增效創(chuàng)新舉措。吉林省梨樹縣通過科技小院技術(shù)集成，糧食產(chǎn)量從每公頃9噸增長到12噸，氮肥用量從每公頃300公斤以上降低到250公斤；河北曲周在過去的15年間，小麥加玉米的年產(chǎn)量從每公頃15噸突破到22噸，氮肥用量從每公頃580公斤下降至400公斤左右。張衛(wèi)峰教授總結(jié)道：“這些地方實現(xiàn)了作物大量的增效，農(nóng)戶能夠在減‘肥’的過程中增產(chǎn)，實現(xiàn)自主的減‘肥’和減排。”

 

挑戰(zhàn)與破局：全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同為新一輪NDC目標實現(xiàn)提供保障

 

在全球低碳轉(zhuǎn)型的背景下，控制氧化亞氮排放已從可選課題轉(zhuǎn)變?yōu)楸卮鹫n題。從農(nóng)田到工廠，從政策到技術(shù)，中國正在探索一條兼顧糧食安全與氣候責任的減排之路。這條道路雖充滿挑戰(zhàn)，但也蘊藏著農(nóng)業(yè)與工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重大機遇。只有通過全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同努力，才能實現(xiàn)氧化亞氮的有效管控，為中國新一輪NDC目標的實現(xiàn)提供堅實保障。

 

事實上，氮肥行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈由原材料供應(yīng)、生產(chǎn)加工及下游應(yīng)用三大環(huán)節(jié)構(gòu)成。上游以天然氣、煤炭、合成氨等基礎(chǔ)原料為主；中游通過煤氣化、合成氨轉(zhuǎn)化及尿素合成等工藝，形成銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、酰胺態(tài)氮肥等多種主要產(chǎn)品形態(tài)；下游應(yīng)用覆蓋農(nóng)業(yè)種植、林業(yè)培育、園藝管理、畜牧養(yǎng)殖及工業(yè)生產(chǎn)等多個領(lǐng)域。

 

減少氧化亞氮排放，需要從整個產(chǎn)業(yè)鏈入手，協(xié)調(diào)政府部門、生產(chǎn)企業(yè)、農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體、科研院所、行業(yè)協(xié)會、金融機構(gòu)、社會組織、化肥經(jīng)銷商等多方利益相關(guān)主體，形成協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

 

基于現(xiàn)狀，多位專家提出要從多個層面推進氧化亞氮減排。

 

一是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝。逐步降低氮肥生產(chǎn)對煤炭的依賴，推動可再生能源在氮肥生產(chǎn)中的應(yīng)用。重點推進硝酸生產(chǎn)中的氧化亞氮減排技術(shù)應(yīng)用。

 

二是完善政策體系與市場機制。我國碳市場目前已經(jīng)納入電力、水泥、鋼鐵等行業(yè)，下一步需要加快將化肥等化工行業(yè)納入全國碳市場，建立健全氧化亞氮排放的專項控制方案。

 

三是提升氮肥利用效率。繼續(xù)推廣測土配方施肥、水肥一體化技術(shù)和新型肥料。針對蔬菜等高氮肥施用作物，重點推進減量增效。加強區(qū)域差異化施肥指導，特別是在西北等高強度地區(qū)實施精準施肥。

 

四是加強科技創(chuàng)新與國際合作。加大綠氨等零碳氮肥生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)投入，推動人工智能、生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)減排中的應(yīng)用。借鑒歐洲等地的先進經(jīng)驗，加強氧化亞氮減排領(lǐng)域的國際合作。

 

美國環(huán)保協(xié)會氣候智慧型農(nóng)業(yè)副主任孫芳博士樂觀地指出：“中國正在面臨包括能源轉(zhuǎn)型在內(nèi)的全面轉(zhuǎn)型，綠色經(jīng)濟、技術(shù)推動等都可以成為化工行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型的推手。”氧化亞氮減排工作應(yīng)把握機會，加快布局和產(chǎn)業(yè)升級改造，凝聚政府、企業(yè)和社會合力，進而實現(xiàn)環(huán)境效益與經(jīng)濟效益雙贏，為全球氣候治理做出貢獻。