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近年来,气候不断变暖已导致全球性环境问题频生,而气候变暖的主要原因是温室气体增加;农业是全球温室气体的第二大重要排放源,因此发展低碳农业已成为当务之急。中国是世界农业大国,陕西是中国农业大省之一,发展低碳农业势在必行。低碳农业是低碳经济的重要组成部分。低碳农业应打造农业经济系统和生态系统耦合的基础,从依靠化石能源向依靠太阳能等方向转变,追求低耗、低排、低污和碳汇,使低碳生产、安全保障、气候调节、生态涵养、休闲体验和文化传承等多功能特性得到加强,实现向可持续经济发展方向转变。
陕西发展低碳农业优势
地理条件优越
陕西省位于我国西北部,连接着东部、中部和西部地区,地理位置得天独厚。陕西现有耕地480万公顷,占总面积的23.3%。陕西由关中平原、陕北黄土高原和陕南秦巴山地三部分构成。关中土地平坦肥沃,风调雨顺,加之灌溉设施较为完善,素有八百里粮仓之称。陕南秦巴山地原始森林和珍稀野生动物保护较为完好,适合发展绿色经济;陕北黄土高原沟壑纵横,土地贫瘠,水土流失严重,适合发展水土保持型生态农业。
科技支撑力量雄厚
近年来,随着以农业生物技术、工程技术、信息技术等为核心的高新技术广泛应用和推广,以杨凌示范区为引领的科技创新和示范推广功能明显增强,为现代农业发展提供了强劲的动力。西北农林科技大学是一所以产学研紧密结合为办学特色的985重c农业大学,其大量科技储备能够为陕西低碳农业提供支撑。
政府大力支持
自2006年初被国家确定为《中国应对气候变化国家方案》的试点省之一,陕西省即出台了《陕西应对气候变化方案》,提出了应对气候变化以及推广低碳发展的指导思想、基本原则、具体目标和实施方法。此后,陕西又相继出台了《陕西节约能源条例》《陕西建筑节能条例》、《陕西省循环经济促进条例》《陕西进一步加快新能源发展的若干意见》《陕西低碳试点工作实施方案》等相关政策法规,积极引导推动低碳经济稳步前行。
陕西低碳农业发展现状
陕西是较早接受低碳经济理念并积极发展低碳经济的省份之一。2006年初,陕西省就出台了《陕西应对气候变化方案》,并成立了应对气候变化领导小组,由常务副省长任组长。此后,陕西省相关政策措施不断出台,并把绿色经济、低碳经济、循环经济作为新的发展理念。在陕西省政府大力倡导和鼓励下,低碳经济得到发展并初见成效。截止2009年,全省已有70多个项目通过国家项目审核理事会审查,有20个项目已在联合国成功注册。2010年全省碳汇约 2123万吨。
“十二五”期间,陕西森林面积由1.28亿亩增加到1.33亿亩,荒漠化土地减少193万亩,林业总产值增加了739亿元。全省11个地级以上城市空气质量明显好转。渭河干流水质由2011年的重度污染变为2015年的轻度污染,主要污染物总量减排任务超额完成。
近年来,陕西加快了传统农业向现代农业的快速转变,农业综合生产能力明显增强,粮食生产连年超过1000万吨;苹果面积、产量稳居全国首位,猕猴桃面积、产量位居世界第一;以生猪、奶牛为重点的畜牧业保持快速增长态势,规模化、集约化养殖水平不断提升;设施蔬菜发展势头强劲,成为西北地区面积最大的省份;干杂果生产稳步扩大,花椒、核桃面积和产量分别居全国第一、第二位。农业产业布局与结构不断优化,初步形成了关中奶畜、秦川牛、强筋小麦、猕猴桃产业带,渭北苹果、设施蔬菜产业带,陕北名优杂粮、薯类、白绒山羊、红枣产业带,陕南瘦肉型猪、中药材、蚕茶特色产业带。
陕西低碳农业发展存在的问题
技术瓶颈
低碳农业发展需要新技术支撑,但由于我国科技创新不足,绿色能源技术、资源综合利用技术、农业生态保护技术、低碳农产品标准化生产和加工等技术水平低,导致低碳农业发展缓慢。要大力发展低碳农业就必须进行相关技术创新,而我国目前农业技术的研发比较滞后,从事农业科研人员相对较少,愿意到农村基层从事农业科研的人更少,导致农业科技成果数量少,转化率低,难以满足现代农业需要。
生产方式粗放
近年来,陕西农业机械化率不断提高,但农机装备结构不合理,大量设备陈旧能耗高。同时,由于户均耕地面积小,有些耕地甚至无法使用农业机械,导致农机使用效率降低。农户在进行农业生产时,仍然采用传统的耕作方式,生产方式粗放,种植作物单一,对耕地很少进行休整,加之生产中过多使用农药、化肥和农膜,导致土壤中有害残留累积,不仅降低了土壤的通气透水性能,还造成土壤酸化板结和荒漠化,养分流失,耕地质量退化严重。
农户低碳意识不强
由于农户受教育程度低,学习能力尤其是学习复杂技术的能力差。加之政府对低碳农业科普宣传力度不够,致使农户对于低碳生产方式、生活方式、技术以及管理方式等接受程度都较低,导致低碳农业推广举步维艰。大多数农户缺乏对低碳农业深入了解,有些甚至没有低碳农业概念,更别说在农业生产中加以运用了。由于农户低碳意识缺乏,导致其在生产生活中无形增加了碳排放量。如对农业秸秆的任意焚烧,不仅影响作物对土壤养分的充分吸收,还导致大气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物明显增多,破坏了生态环境,降低了生活质量。
资金投入不足
低碳农业发展需要大量资金进行硬件设施建设以及技术更新,而农户很难筹措到足够资金。尽管近年来我国支农财政不断增多,但侧重于促进农业生产和提高农民收入方面,对低碳农业扶持相对较少。陕西对于低碳科技项目主要集中在工业领域的节能减排和污染治理方面,对低碳农业主要集中在宣传和一些技术推广方面。由于农业技术推广系统不完善,加之农业科技人员缺乏必要的研究经费,导致一些低碳农业项目的发展受到限制,直接影响到低碳农业的普及。
陕西低碳农业发展的对策建议
进行低碳农业技术创新
农业低碳技术包括绿色能源技术、资源综合利用技术、农业生态保护技术等。陕西煤炭资源非常丰富,煤炭能源消耗约占全部消耗的70%以上,但煤炭属于高消耗、高排放、高污染的“三高”能源。要发展低碳农业,首先要用风能、太阳能来替代煤炭、石油等高碳能源。其次引导和鼓励农户使用有机肥,提高土壤中有机碳含量,并尽可能缩短有机粪肥暴露在田间的时间,以减少温室气体排放等。要引导农民因地制宜,针对不同的土壤采用不同的施肥方法,并研究精确化肥施用量,提高化肥利用率。再次,提高农业固碳能力。一是通过退耕还林还草、植树造林等方式,提高植被覆盖率,增强固碳能力;二是应降低耕作强度,通过免耕、少耕方式减少对土壤的扰动,增加土壤稳定性,保证土壤中有机碳的含量。最后要继续加大对农村职业教育的投入,针对具体的低碳生产技术开展全面的培训,吸纳社会大众的广泛参与。
增强农民低碳意识
低碳农业首先是一种理念。要发展低碳农业,就要让低碳生产和低碳生活成为农民的共识,进而转变为自觉行动。因此,必须加大低碳农业知识宣传、教育工作,要让农户清楚传统农业与低碳农业的区别及其利弊。其次对他们进行专业技术和管理培训,这需要政府免费为他们提供低碳技术培训,制定相关的课程,系统化地让他们认真学习相关知识,通过专业技术人员在培训室或者田间地头专业讲解和示范,手把手传授给他们有用的农业管理知识和专业技g,对积极性比较高、通过科学技术取得良好效益的给予奖励,以激发农民技术创新的热情。尤其重点培养具有先进意识的有一定素养的农民,作为先进典型榜样带动其他农民。低碳农业只要有一定的群众基础就可以蓬勃发展起来。
完善低碳金融体系
发展低碳农业需要大量的资金投入,低碳农业在引入私人资本进入方面具有明显劣势,因而需要政府加大资金投入,以确保发展低碳农业有稳定的资金来源。 政府应该加大对低碳农业技术研发与转化应用的资金投入,特别是对发展大规模无公害农产品、绿色食品、有机食品的农业企业给予适量补贴和资金支持。政府应支持农村信用合作社扩宽农村农业金融领域,实现网点覆盖、功能服务完善,强化对农业尤其是低碳农业发展的支持力度。设立农业发展担保公司,主要针对农民及农村企业提供担保并提供一定的低风险的投资业务,破解农民贷款难的问题。在此基础上,完善相应的农村动产及不动产的抵押登记制度和资产评估制度,鼓励农民以自己的土地使用权、林权证、茶园证等进行相应的抵押登记,严格此类资产的评估制度,最大程度地保障农民资金需求的满足。完善低碳农业金融体系,鼓励和引导农民进行低碳农业的生产,引导农业向低碳、优质、高效方向发展。
进一步发挥政府主导作用
发展低碳农业,政府的主导作用至关重要。一是政府应制定碳交易的相关机制。建立碳排放交易准则、评估指标、碳信用计算方法、碳排放权取得、交易费用等方面的规范,并为企业提供咨询服务,鼓励企业参与碳排放交易;建立健全陕西碳排放交易同步配套的环境资源标准、排污权交易机制、生态补偿机制等。二是鼓励农户建立农业合作组织,推进农业的标准化生产、统一化经营。大力扶持龙头企业,增强龙头企业的辐射带动能力,提高农业产业化经营水平。政府要最大可能改善农业企业的生产条件,特别是针对低碳农业项目建设,要给予全面的支持:在财政上,给予资金支持和信贷支持;在政策上,采用减税、免税优惠政策。三是鼓励民间信贷向农业投资流动,缓解农户资金融通困难问题。
为了应对全球气候变暖,以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济模式受到国内外的广泛关注,加快发展低碳农业成为陕西农业经济的当务之急,对未来整个陕西经济的快速发展、全面建成小康社会具有重要的战略意义。我国把发展低碳经济已经纳入国家发展战略中,低碳农业的发展方向更加明确,所以陕西要抓住战略机遇,把发展低碳农业作为发展本省经济的重要内容,为实现高碳农业向低碳农业的转型奠定稳定、扎实的基础。
参考文献
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1胜华化工节能减排实践及其存在的问题
山东石大胜华化工集团股份有限公司(以下简称胜华化工)是以生物化工及基本有机化工产品的生产、销售为主的国家火炬计划重点高新技术企业。公司十分重视节能减排工作。在能源管理制度建设方面,制定了从能源采购、计量、统计、生产过程管理和定额考核等制度;在技术改革方面,公司根据自身工艺特点实施了多项节能技改项目并取得良好效果。在进行化工产品生产装置建设的同时,公司还花巨资建起了循环水装置、尾气回收装置及污水处理装置,以便更好地实现资源的循环利用和节能减排。2009年、2010年胜华化工实现销售收入分别为21亿元、32亿元,从这两年主要资源的消耗强度(见表1)来看,与2009年相比,2010年胜华化工电力及煤炭的资源消耗强度都有所下降,但水资源消耗强度增加。从主要污染物排放量来看,近几年来,石大胜华的COD排放达到平均4.1吨/年,氨氮排放为6.1吨/年,二氧化硫排放为155.9吨/年,氮氧化物排放为118.8吨/年,烟尘排放47.4吨/年,是东营市25家重点废水工业污染源之一,虽然各项指标在环境评价中基本上都达标,但公司的节能减排工作并未取得实质性突破,在低碳经济目标约束下,仍然存在很多亟需改进的地方。
(1)从管理制度建设来看,公司节能减排的管理体系还不够完善,节能减排的关注点主要落在工艺流程环节,没有从公司的高度推进日常经营管理环节以及生产辅助设备(如锅炉、换热器、电动机、压缩机、风机等)的节能减排,管理比较粗放,并且减排工作的责任落实不够到位。
(2)公司缺少一支既熟悉能源环保政策和相关知识、又熟悉各种产品工艺流程节能改进措施及效果评估的复合型人才队伍,同时也缺乏一支由应急队伍、应急专家库、应急处置技术、应急物资贮备库(信息库)、应急装备库、应急预案、应急演习、污染事故后评估、警示教育等要素构成的环境安全防控体系。
(3)从技术改革和科技创新方面来看,公司的节能减排技改措施大都只停留对现有工艺的优化和局部调整层面,同时,生产装置的总体规模仍然较小,缺乏具有创新性的节能环保新技术,在节能减排工作方面难以有突破性进展。
2国内外同行业节能减排成功经验
当前,国内同行在节能减排方面取得一些成功经验,值得胜华石化借鉴。其中较为典型的当属安庆石化。与石大胜华相比,安庆石化所制定的节能减排制度在执行过程中责任更加明确。为使节能减排与生产管理实现无缝对接,公司将节能办公室设在负责生产运行管理的生产部。节能办公室每年初为各装置量身定制节能减排目标,并将完成情况同月度经济责任制、达标专项奖、装置成本考核进行捆绑。各作业部则将装置能耗指标与班组成本核算工作直接进行挂钩,形成了贯穿于生产全过程的考核和管理体系。同时,围绕节能减排工作,安庆石化成立了降低炼油能耗等多个攻关小组,来解决节能减排的难点问题。除此以外,安庆石化在装置的联合操作尤其是热联合方面要更加突出。对装置运行状况进行分析诊断,优化装置运行参数,做好装置间负荷协调和热联合工作,最大限度地提高装置间的热联合水平,是安庆石化在节能工作中的一大突破。不但如此,2006年以来,安庆石化先后投资近2000万元,引进吸收先进节能技术,对炼油Ⅱ套循环水旁滤池、化肥Ⅰ套循环水旁滤池、炼油生产水系统管线、炼油生活水系统管线、炼油焦化无压回水管线进行更新改造,在节能减排方面取得了良好效果[2]。从国外同行来看,发达国家更加注重新技术在节能减排中的应用,如:改进燃料系统、提高加热炉效率、改进工艺、优化工艺流程、提高设备性能、加强能量管理、改进操作、进行热电(汽电)联产等[3]。Shell公司推出了碳及能源效率计划来优化和管理炼厂的能量系统,其下属的新加坡Bukom炼厂实施能量效率计划后,节能6.5%;其在美国的DeerPark炼厂实施能量效率计划后,节能5.0%,减少二氧化碳排放8.0×104t;Shell公司在美国的一家石化厂实施能量效率计划后节能3.5%[4]。除此以外,采用热电(或汽电)联产技术和气化联合循环一体化发电技术可以实现汽电联产,利用废热节能降耗,大幅提高能源利用效率。比利时的ExxonMobil公司是全球热电联产技术开发与应用最先进的企业,该公司2009年投产的安特卫普炼油厂投产热电联产装置后,二氧化碳排放量每年减少20×104t,相当于大约9×104辆汽车的二氧化碳排放量[5]。
3胜华化工节能减排对策建议
结合国内外同行节能减排的成功经验以及胜华化工的实际情况,建议胜华化工节能减排从以下几个方面进行。
3.1树立基于低碳经济目标的节能减排理念,完善节能减排管理体系,为节能减排工作提供组织文化环境目前石大胜华虽然制定了节能管理办法和节能目标责任评价及考核办法,由于在公司层面只局限于生产环节节能降耗目标的实现,且没有一套健全的管理体系,导致节能减排工作的实施存在短视化、片面化等问题。因此,有必要在低碳经济环境下,基于“十二五”规划提出的低碳减排目标,建立健全节能减排管理体系及目标考核制度,为节能减排工作提供组织保障[6]。建议公司成立节能减排领导小组、节水领导小组和低碳环保委员会[7],并将这些管理小组的职责与生产经营的实施与考核挂钩,形成了贯穿于生产全过程和经营全环节的考核管理体系,在每年初制定节水和低碳环保目标,然后逐级贯彻执行。除此之外,公司还应尽量扩大能耗考核范围、加大能耗考核在考核体系中的权重[8]、广泛开展多种形式的节能竞赛活动,加大宣传力度,强化全面节能减排理念,营造节能减排实践的文化环境。
3.2加强复合型人才培养,建设一支节能减排的专业队伍目前,胜华石化公司内部熟悉节能减排和发展循环经济的人才严重缺乏。以企业内部原有的环保专业人员组成的节能减排队伍远远不能满足企业关于节能减排、发展循环经济的目标和定位。不仅如此,现有的节能减排工作多停留在统计和简单分析的层面上,缺乏深层次的建议和措施。缺少既有理论知识,又有专业技能,且具有宏观战略思维的复合型人才,已成为制约公司节能减排和发展循环经济的主要瓶颈之一。培养节能减排专业人才的首要任务是要从胜华石化的实际需求出发,切实开展能源管理师、能源统计、重点耗能岗位及环境监测与治理等管理人员的培训工作,建设一支了解能源环保政策、掌握管理知识、熟悉生产工艺、精通节能和环保技术的企业节能减排人才队伍,促使胜华石化节能减排工作的进一步深化。
3.3加大技术改进和科技创新,为节能减排工作提供技术支持
(1)通过技术改进,实现装置大型化和炼化一体化,从而优化炼油结构,达到规模经济炼油结构的优化包括产品调和比例的优化以及落后工艺技术的改进等。研究发现,在炼油厂相同规模的情况下,采用两套装置比单套装置的投资约增加24%,能耗约增加19%;采用3套装置比单套装置的投资约增加55%,能耗约增加29%[9]。中国石油下属大连石化分公司的350万t/a重油催化装置的能耗是50kg(标油)/t。该公司的另外2套催化裂化装置,尽管所加工原料、工艺和能量回收措施与之相同,但是由于加工量偏低,装置的能耗比前者高约40%。由此可见,通过装置大型化实现包括胜华石化在内的众多石化企业的节能是非常必要的。事实上,装置大型化不仅仅指装置规模的大型化,还包括根据工艺特点将多套装置进行集成设计,以促进能量的逐级利用、热联合及低温余热的利用。以催化蒸馏为例,通过将减压蒸馏、加氢脱硫、渣油热转化等多套装置组合设计,不仅大幅度减少设备数量,节省投资约30%,而且还能显著降低运行成本,燃油消耗节省约15%[10]。炼化一体化则是指将胜华石化的炼油厂和化工厂联合在一起,这样做可以实现原料的互供,提高原料的综合利用水平,而且通过资源的优化配置还易形成大规模、集约化、短流程、高灵活的结构组合优势,因此炼化一体化不仅可以帮助实现公司的节能减排目标,而且能大幅度提升公司的经济效益[11]。不但如此,炼化一体化还可以优化原料配制。例如炼油厂的石脑油和加氢裂化尾油可直供化工厂的蒸汽裂解装置,裂解汽油可直接用作商品汽油的调和组分;裂解汽油和催化重整汽油可同时作为芳烃抽提的原料以生产苯、甲苯、二甲苯等基本化工原料;催化裂化干气与苯烷基化生产乙苯,进而脱氢生产苯乙烯;焦化气体、催化裂化气体和加氢裂化气体等炼厂气经过简单处理后可作为蒸汽裂解的原料;蒸汽裂解装置副产的氢气可作为炼油厂加氢装置的廉价氢源等。第三,炼化一体化还可以简化水、电、汽、风、氮、氢等公用工程,节省装置投资和运行费用,减少库存和储运费用以及中间产品的营销费用,并且能够根据市场需求灵活调整产品结构。
(2)研发新型节能环保型催化剂与助剂,依靠科技创新促进企业节能减排具有创新性的节能减排新技术包括新的分离技术,如超临界分离、膜法分离、变压吸附分离、磁性分离、微波分离、络合分离、抽提蒸馏以及膜法蒸馏技术等;新的反应技术,如反应蒸馏、超临界反应技术等;新型换热器与分离器;新的热能回收、热电联产技术等。从现实条件出发,建议胜华石化首先采用新型节能环保型催化剂与助剂、将热反应改为催化反应等新技术提升节能减排水平。胜华石化的生产过程涉及大量催化反应,需要使用大量的催化剂。催化剂对胜华石化的日常生产乃至节能减排都起着至关重要的作用。因此,提高催化剂效率对企业的节能减排起着非常重要的作用。轻质油收率体现了石油资源的有效利用水平,与能耗直接相关,因此提高轻质油收率也就意味着能耗的降低。目前胜华石化的轻质油收率为74%,而国外先进炼化企业轻质油收率在80%以上。由于胜华石化的加工量相对较大,轻质油收率即使提高一个百分点,对整个企业节能降耗都有着非常重大的意义。因此,建议企业在炼油过程中采用一些效率更高的新型催化剂和助剂,提高轻质油的收率,同时能够降低能耗,减少污染排放。其次,炼化过程中的热反应普遍要求在较高的温度下进行,这样就增加了能源的消耗,增加了生产成本。利用催化反应来替代热反应,通过改变反应机理与途径,可以使反应在更低的温度下进行,进而实现节能降耗。在炼化工艺技术发展的历史进程中,在热反应过程中引入催化剂而开发的催化反应很多都取得了成功,并促使炼化工艺取得了革命性的进步。比如由热裂化演变为催化裂化、由热重整演变为催化重整、以及由热叠合演变为催化叠合等,催化剂都发挥了决定性的作用[12]。催化剂的引入不仅降低反应温度和能耗,而且还具有拓宽原料范围、改善产品分布等作用。此外,催化剂的引入可拓宽原料的范围。催化裂解的原料既可以是石脑油、轻柴油等传统蒸汽裂解的原料,也可以是廉价的瓦斯油或重油。这就使原料的来源更加广泛,对于轻烃资源相对匮乏的胜利石化而言具有重要意义。
3.4大力发展循环经济和清洁生产炼化行业是资源消费高、污染性强的产业,因此将其废弃物回收再利用,高效发展循环经济模式和清洁生产,是胜华石化的必由之路。胜华石化公司有很多方面都可以实现废物利用、发展循环经济。例如,生产中产生的火炬气和烟道气可以用来发电或作燃料,这样就可以节省燃煤的用量;加大污水处理设备的投入,将生产过程中产生的污水净化后循环使用,这样就可以大量节省新鲜水的用量;反应中产生的氢可以作为加氢精制的原料;改造炼厂的照明系统,利用炼厂废气进行发电。可见大力发展循环经济不仅可以达到节能减排的目的,而且可以给企业节省大量成本,增加企业的经济效益。在节能减排大环境下,环保法律法规日益完善和严格,人们的环保意识也日益增强。胜华石化不仅要为消费者提供清洁的产品,而且自身的生产过程也要实现清洁化。尽可能避免使用有毒、有害、有碍人体健康的酸碱等辅助原材料和催化材料,尽可能回收“三废”中的有用资源,尽可能减少污染排放。