馬子龍 ,雷曉玲 ,肖 洋 ,黃媛媛 ,曾國(guó)明 ,
(1.重慶科技學(xué)院,重慶 401331;2.重慶市科學(xué)技術(shù)研究院,重慶 401123)
我國(guó)在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布“雙碳”目標(biāo),力爭(zhēng)2030年前達(dá)到碳達(dá)峰,2060年前努力爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)碳中和。中國(guó)是全世界最大的畜牧業(yè)生產(chǎn)國(guó),畜牧行業(yè)排放的溫室氣體量遠(yuǎn)超其他行業(yè),是造成全球氣候變化的主要原因之一。現(xiàn)有研究一般從智能化發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、綠色技術(shù)創(chuàng)新、構(gòu)建低碳養(yǎng)殖機(jī)制等方面進(jìn)行分析,并獲得了一系列研究成果,對(duì)后續(xù)畜牧業(yè)綠色低碳發(fā)展提供了良好思路。本文在分析我國(guó)畜牧行業(yè)碳排放現(xiàn)狀與存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上,通過(guò)列舉生豬低碳養(yǎng)殖的典型案例,對(duì)現(xiàn)代畜牧業(yè)低碳發(fā)展路徑進(jìn)行探索,提出相應(yīng)的對(duì)策建議。
2020年9月22日, 國(guó)家主席習(xí)近平在聯(lián)合國(guó)大會(huì)宣布“雙碳”目標(biāo),力爭(zhēng)2030年前達(dá)到碳排放峰值,爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)以應(yīng)對(duì)全球氣候變暖和極端天氣事件頻繁發(fā)生的挑戰(zhàn)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)是為了應(yīng)對(duì)氣候變化、保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)、可持續(xù)發(fā)展,但我國(guó)面臨碳排放差異、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和環(huán)境治理等多重挑戰(zhàn)。這一目標(biāo)對(duì)我國(guó)未來(lái)發(fā)展具有內(nèi)在重要性,同時(shí)也是響應(yīng)國(guó)際氣候變化承諾的重要舉措。
碳達(dá)峰是指某個(gè)地區(qū)或行業(yè)年度CO2排放量達(dá)到歷史最高值,然后經(jīng)歷平臺(tái)期進(jìn)入持續(xù)下降的過(guò)程,是CO2排放量由增轉(zhuǎn)降的歷史拐點(diǎn)。碳中和是指在一定時(shí)間內(nèi)把由各種人類活動(dòng)直接或間接產(chǎn)生的CO2排放量,通過(guò)人類植樹(shù)造林、節(jié)能減排等形式來(lái)抵消掉,最終實(shí)現(xiàn)CO2零排放。碳達(dá)峰與碳中和一起,簡(jiǎn)稱“雙碳”,前者是后者的基礎(chǔ)和前提,達(dá)峰時(shí)間的早晚和峰值的高低直接影響碳中和實(shí)現(xiàn)的時(shí)長(zhǎng)和實(shí)現(xiàn)的難度;而后者是對(duì)前者的緊約束,要求達(dá)峰行動(dòng)方案必須要在實(shí)現(xiàn)碳中和的引領(lǐng)下制定。“雙碳”關(guān)系見(jiàn)圖1。
圖1 “雙碳”關(guān)系
“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)我國(guó)向綠色低碳發(fā)展邁進(jìn),促進(jìn)向可持續(xù)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變,推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展、保障能源可持續(xù)發(fā)展,樹(shù)立國(guó)際綠色發(fā)展典范,助力生態(tài)文明建設(shè)。這一目標(biāo)驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)型,提升產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平,減少化石能源依賴,促進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展。同時(shí),確保能源安全和提高能源供給可持續(xù)性,所以要把“雙碳”納入生態(tài)文明整體布局。
2021年國(guó)務(wù)院發(fā)布了2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案,主要目標(biāo)包括單位GDP 能耗降低13.5%、單位GDP 二氧化碳排放降低18%、減少主要污染物排放、提高森林覆蓋率至24.1%。到2030年,二氧化碳排放將下降65%、非化石能源占比將達(dá)25%左右、森林蓄積將增加60億立方米、風(fēng)電和太陽(yáng)能裝機(jī)容量將超過(guò)12 億千瓦。實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)面臨巨大挑戰(zhàn),包括控制能源需求增長(zhǎng)、降低碳排放強(qiáng)度、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
進(jìn)行能源革命是我國(guó)碳減排的措施之一,清潔化是能源生產(chǎn)碳減排方向,而電氣化是能源消費(fèi)碳減排方向,要加快推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),著力培養(yǎng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),優(yōu)化傳統(tǒng)高耗能產(chǎn)業(yè)格局,全面加速優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),同時(shí)要注重供給側(cè)改革,嚴(yán)禁新增鋼鐵產(chǎn)能且堅(jiān)決壓縮鋼鐵產(chǎn)量,推進(jìn)我國(guó)鋼鐵行業(yè)兼并重組。要增加森林面積和蓄積量,加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)修復(fù)來(lái)達(dá)到增加碳匯的目的,并且不能忽略研發(fā)推廣負(fù)排放技術(shù),在轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)思維的基礎(chǔ)上,遵循綠色低碳發(fā)展理念,建設(shè)零碳社會(huì)。推進(jìn)綠色金融也是碳減排的主要措施之一,碳金融把二氧化碳排放權(quán)作為一種商品,形成了二氧化碳排放權(quán)的交易,簡(jiǎn)稱碳交易。全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)的核心政策工具之一。
我國(guó)是全世界最大的畜牧業(yè)生產(chǎn)國(guó),農(nóng)業(yè)部門(mén)的人為碳排放源僅次于能源部門(mén),每年畜牧行業(yè)排放的溫室氣體量約占總排放量18%左右,遠(yuǎn)超交通和工業(yè)等其他各行業(yè),成為影響全球氣候的主要因素。我國(guó)畜牧業(yè)飼養(yǎng)模式正由低生產(chǎn)力的農(nóng)戶散養(yǎng)模式向高生產(chǎn)力的集約化養(yǎng)殖模式轉(zhuǎn)變,加劇了畜牧業(yè)與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾。全球每年約65% 的N2O 和9% 的CO2排放量來(lái)自于畜禽養(yǎng)殖行業(yè),同時(shí)貢獻(xiàn)了約占1/3 的CH4氣體排放量,其中CH4主要來(lái)自動(dòng)物瘤胃發(fā)酵和畜禽糞便處理,N2O 主要來(lái)自糞便還田利用。我國(guó)畜牧業(yè)碳排放存在區(qū)域差異,東部、中部地區(qū)和全國(guó)在1997—2017年之間畜牧業(yè)碳排放量呈下降趨勢(shì),而西部地區(qū)則呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。
我國(guó)畜牧業(yè)面臨科技化程度低、草地退化、環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等問(wèn)題??萍汲晒D(zhuǎn)化率在15%以上,最高不超過(guò)20%。目前西方發(fā)達(dá)國(guó)家這一領(lǐng)域的科技成果轉(zhuǎn)化率整體上已經(jīng)超過(guò)60%。其中美國(guó)、日本等科技大國(guó)甚至已經(jīng)超過(guò)75%,影響畜牧業(yè)的科技化發(fā)展。同時(shí),草地嚴(yán)重退化,內(nèi)蒙古有28.6%的土地呈沙化趨勢(shì),對(duì)畜牧業(yè)構(gòu)成嚴(yán)重問(wèn)題。環(huán)境污染和資源浪費(fèi)也日益加劇,缺乏統(tǒng)一管理制度,導(dǎo)致資源浪費(fèi)。
要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代畜牧業(yè)低碳發(fā)展首先要轉(zhuǎn)變認(rèn)知,從生態(tài)生產(chǎn)視角審視畜牧業(yè),加快從狹義畜牧業(yè)的認(rèn)知轉(zhuǎn)型到現(xiàn)代廣義畜牧業(yè),跳出思維局限,構(gòu)建“資源—環(huán)境—畜牧業(yè)”融會(huì)貫通的思維模式。轉(zhuǎn)變認(rèn)知不僅要做到正確審視畜牧業(yè),還要轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式和資源利用方式,迅速推動(dòng)傳統(tǒng)數(shù)量型畜牧業(yè)增長(zhǎng)方式向以科技進(jìn)步為主的內(nèi)涵式增長(zhǎng)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變,加快傳統(tǒng)耗糧耗草型畜牧業(yè)向環(huán)境友好型和資源節(jié)約型畜牧業(yè)的發(fā)展。在轉(zhuǎn)變認(rèn)知的基礎(chǔ)上同時(shí)要合理調(diào)整畜種結(jié)構(gòu),選擇有優(yōu)勢(shì)有潛力的畜種為主導(dǎo),逐步形成各方面均優(yōu)的畜種結(jié)構(gòu),最終向著現(xiàn)代規(guī)?;⒓s化、標(biāo)準(zhǔn)化的科學(xué)養(yǎng)殖方式發(fā)展,重點(diǎn)圍繞“糞便的儲(chǔ)存、無(wú)害化處理和循環(huán)利用”,兼顧低碳環(huán)保和因地制宜兩大理念。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代畜牧業(yè)的低碳發(fā)展離不開(kāi)科技的全面創(chuàng)新,科技創(chuàng)新要從管理、組織和技術(shù)三方面入手,管理創(chuàng)新方面要積極推動(dòng)畜牧業(yè)行政管理創(chuàng)新,組織創(chuàng)新方面要積極發(fā)展專業(yè)合作組織和協(xié)會(huì),技術(shù)創(chuàng)新方面將對(duì)于驅(qū)動(dòng)畜牧業(yè)碳達(dá)峰時(shí)間略提前于養(yǎng)殖規(guī)模達(dá)峰時(shí)間起到關(guān)鍵性作用。
浙江華騰牧業(yè)有限公司以綠色生態(tài)養(yǎng)殖和廢棄物循環(huán)利用為標(biāo)準(zhǔn),利用互聯(lián)網(wǎng)+養(yǎng)豬思維和技術(shù),建立現(xiàn)代生態(tài)智慧牧場(chǎng)。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、智能監(jiān)控、云計(jì)算、射頻識(shí)別(RFID)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)飼養(yǎng)管理,生產(chǎn)健康安全的“三無(wú)”品牌豬肉,創(chuàng)新了智慧養(yǎng)豬新模式。
4.1.1 環(huán)境實(shí)時(shí)感知與全自動(dòng)智能化飼喂系統(tǒng)
通過(guò)安裝環(huán)境感知設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)CO2、氨氮、溫度、濕度等各項(xiàng)環(huán)境信息,并將傳感器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)。結(jié)合季節(jié)、豬品種、生長(zhǎng)階段等特點(diǎn),制定豬舍環(huán)境信息采集及調(diào)控程序。利用濕簾、地暖、通風(fēng)、高壓微霧等設(shè)施和智能技術(shù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)環(huán)境調(diào)控。在各棚舍內(nèi)的自動(dòng)飼喂、飲水系統(tǒng)上安裝智能傳感和電磁控制設(shè)備,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化喂飼和智能給水控制功能。結(jié)合各種因素,建立數(shù)字模型,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化精細(xì)喂養(yǎng)。
4.1.2 射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和精準(zhǔn)專家系統(tǒng)
智能養(yǎng)豬系統(tǒng)整合了RFID 技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和精準(zhǔn)飼養(yǎng)專家系統(tǒng),以及豬肉質(zhì)量溯源系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)全生命周期信息跟蹤和溯源。每頭豬只植入RFID 芯片,聯(lián)合傳感與視頻監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)行為和生理數(shù)據(jù)。通過(guò)合作研究,建立疫病預(yù)警和管理模擬專家系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)采集環(huán)境參數(shù),提供異常報(bào)警、自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。最終,基于積累的數(shù)據(jù),建立豬肉質(zhì)量溯源系統(tǒng),推廣產(chǎn)品并提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)報(bào)告。
重慶市優(yōu)農(nóng)益家農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司成立于2004年,專注于綜合生豬養(yǎng)殖,采用低架網(wǎng)床、益生菌、異位發(fā)酵養(yǎng)殖模式,并生產(chǎn)綠色環(huán)保飼料。目前,該公司運(yùn)營(yíng)三個(gè)規(guī)?;B(yǎng)豬場(chǎng),總面積近3 萬(wàn)平方米,養(yǎng)殖母豬1 500 頭和生長(zhǎng)育肥豬20 000 頭。2020年進(jìn)行了改建項(xiàng)目,擴(kuò)建了畜牧站和種豬場(chǎng),進(jìn)一步提升養(yǎng)殖能力。
通過(guò)低架網(wǎng)床、益生菌、異位發(fā)酵以及生物發(fā)酵飼料的綜合應(yīng)用,構(gòu)建生態(tài)安全系統(tǒng)。低架網(wǎng)床結(jié)合益生菌和中藥發(fā)酵酵素,實(shí)現(xiàn)動(dòng)物健康與環(huán)境保護(hù)的統(tǒng)一,異位發(fā)酵處理排泄物,分離、堆肥和凈化,生產(chǎn)有機(jī)肥,實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)。采用生物發(fā)酵飼料,替代高污染飼料,提高飼料利用率,增強(qiáng)生豬免疫力,改善產(chǎn)品品質(zhì),同時(shí)引入中藥保健,取代抗生素,確保安全、高效、生態(tài)友好的養(yǎng)殖環(huán)境。
大牧人與武漢青村生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司合作,以“節(jié)能低碳、綠色環(huán)保”為核心,采用節(jié)能降本-熱交換系統(tǒng)和綠色環(huán)?!瘟鞔矎U氣處理系統(tǒng)。該項(xiàng)目符合武漢市政府的綠色生豬產(chǎn)業(yè)政策,大牧人作為設(shè)備EPC 供應(yīng)商,致力于幫助客戶建立符合新發(fā)展格局的行業(yè)標(biāo)桿示范豬場(chǎng),以應(yīng)對(duì)豬周期、降低成本,并響應(yīng)國(guó)家“碳中和”戰(zhàn)略。
實(shí)現(xiàn)節(jié)能降本和綠色環(huán)保的關(guān)鍵在于熱交換和廢氣處理系統(tǒng)。采用地溝熱交換系統(tǒng)有效回收豬舍廢氣中的熱能,用于供暖和其他需求,降低能源成本和碳排放。滴流床廢氣處理系統(tǒng)則通過(guò)液體吸收和化學(xué)反應(yīng),將有害氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì),實(shí)現(xiàn)廢氣的高效過(guò)濾和處理,確保環(huán)境綠色和生態(tài)友好。這兩個(gè)系統(tǒng)共同助力養(yǎng)殖業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和資源的高效利用。
中?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園生豬養(yǎng)殖場(chǎng)采用水泡糞模式,使用完全混合式厭氧消化器進(jìn)行糞污處理,且應(yīng)用糞肥還田技術(shù)。公司充分利用廢棄物液態(tài)酒糟養(yǎng)豬,成功研發(fā)液態(tài)飼料,引進(jìn)液態(tài)飼喂系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了規(guī)?;⒅腔刍i液態(tài)飼料飼喂,提高飼喂效率和效益超過(guò)傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式30%。
采用水泡糞模式、混合式厭氧消化器和糞肥還田技術(shù)實(shí)現(xiàn)豬場(chǎng)廢物資源化管理。通過(guò)漏縫地板將廢物導(dǎo)入糞池,水稀釋糞便和尿液,排污管道將廢物引入收集池,用于資源化利用。混合式厭氧消化器處理有機(jī)廢物產(chǎn)生沼氣,提純?yōu)樯锾烊粴獬鍪郏釉苯佑糜谵r(nóng)田施肥。利用地下管網(wǎng)輸送液態(tài)沼肥,與灌溉水混合,實(shí)現(xiàn)水肥一體化灌溉,提高農(nóng)田養(yǎng)分利用效率。
本文在基于對(duì)生豬養(yǎng)殖典型案例分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)的“雙碳”現(xiàn)狀和畜牧業(yè)碳排放現(xiàn)狀的背景下,對(duì)現(xiàn)代畜牧業(yè)低碳發(fā)展路徑進(jìn)行探索,得出如下結(jié)論。
(1)我國(guó)生豬產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展要采取補(bǔ)前段、強(qiáng)中段、延后段的全過(guò)程整體發(fā)展思路,將飼、養(yǎng)、排、用全過(guò)程和碳排放與資源化進(jìn)行有效銜接。根據(jù)地區(qū)特點(diǎn),選擇具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)潛力的生豬品種和產(chǎn)品作為主要發(fā)展方向,逐漸建立具備鮮明特色、適度規(guī)模、顯著優(yōu)勢(shì)和良好經(jīng)濟(jì)效益的生豬產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)集群和市場(chǎng)鏈。在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中要貫徹全過(guò)程概念、系統(tǒng)化思路、現(xiàn)代化措施、集約化發(fā)展的理念,遵循突出特色、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、因地制宜、先立后破、創(chuàng)新發(fā)展的原則。
(2)物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代畜牧業(yè)中的應(yīng)用有效降低了成本,它覆蓋了從養(yǎng)殖到消費(fèi)的質(zhì)量和安全基礎(chǔ),全面涵蓋了整個(gè)養(yǎng)殖系統(tǒng),使畜牧業(yè)成為一種節(jié)能、科學(xué)管理、高效益和環(huán)保的產(chǎn)業(yè)。因此,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜牧業(yè)中的廣泛應(yīng)用已成為一種必然選擇,也是畜牧業(yè)發(fā)展的客觀規(guī)律。
(3)一方面,需要升級(jí)畜牧業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,采取措施推動(dòng)適度規(guī)?;a(chǎn),提高生產(chǎn)能力,積極發(fā)展現(xiàn)代物流和電商銷售等新業(yè)態(tài),以增強(qiáng)不同產(chǎn)業(yè)部門(mén)之間的融合發(fā)展能力。另一方面,必須提高產(chǎn)業(yè)水平,特別是解決食品安全問(wèn)題。這包括培育知名品牌,完善產(chǎn)業(yè)鏈,提升畜禽疫病防控和畜產(chǎn)品質(zhì)量水平,從而提高整個(gè)行業(yè)的綜合發(fā)展水平。此外,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步升級(jí),特別關(guān)注加工和流通環(huán)節(jié),以完善流通和服務(wù)業(yè),延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈。
基于以上結(jié)論,提出下列建議:(1)強(qiáng)化技術(shù)支撐。建立生豬產(chǎn)業(yè)全過(guò)程低碳技術(shù)支撐體系,委托技術(shù)支撐服務(wù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)、指導(dǎo),保障建設(shè)項(xiàng)目的低碳目標(biāo)可達(dá)性。(2)打造樣板示范。打造生豬低碳養(yǎng)殖典型示范,發(fā)揮樣板項(xiàng)目的示范效應(yīng),設(shè)立低碳養(yǎng)豬評(píng)優(yōu)制度,明確獎(jiǎng)項(xiàng)申報(bào)條件及獎(jiǎng)勵(lì)標(biāo)準(zhǔn),提高社會(huì)各方參與低碳養(yǎng)豬的積極性。(3)開(kāi)展培訓(xùn)工作。組織各單位對(duì)低碳養(yǎng)豬的理念、技術(shù)要點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)路徑等進(jìn)行全面系統(tǒng)的培訓(xùn),同時(shí)對(duì)難點(diǎn)及重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和答疑。(4)閉合監(jiān)管體系。明確區(qū)域生豬低碳養(yǎng)殖規(guī)劃目標(biāo)和發(fā)展要求,將生豬低碳養(yǎng)殖納入各環(huán)節(jié)進(jìn)行管控,形成日趨完善的全過(guò)程閉合管理。(5)實(shí)施考核制度。制訂獎(jiǎng)補(bǔ)辦法,明確獎(jiǎng)補(bǔ)范圍、標(biāo)準(zhǔn)和方式,規(guī)范組織實(shí)施,調(diào)動(dòng)各類資本實(shí)施低碳養(yǎng)豬的積極性。(6)建設(shè)智慧平臺(tái)。采用先進(jìn)的智慧化技術(shù)對(duì)低碳養(yǎng)豬完成效果及區(qū)域分布進(jìn)行科學(xué)的效果評(píng)估,將各區(qū)域低碳養(yǎng)豬信息管理系統(tǒng)融入城市建設(shè)綜合信息平臺(tái)。
建立生豬養(yǎng)殖智慧健康系統(tǒng),從源頭開(kāi)始深化生豬產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和布局,多元化舉措同時(shí)助力生豬養(yǎng)殖,在生豬養(yǎng)殖過(guò)程中注重科學(xué)飼養(yǎng),建立生態(tài)長(zhǎng)效監(jiān)測(cè)機(jī)制,同時(shí)要優(yōu)化豬場(chǎng)疫病防控工作,打造全過(guò)程、智慧化、集約化的綠色低碳生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)。