碳中和背景下福州市畜禽糞污資源化利用的探討

鄭榕妍 福州市農業農村局 福州 350026

近年來， 由于人類活動和溫室氣體排放導致的全球氣候變暖問題引起世界各國的高度重視。 在此背景下，減源增匯[1]，發展低碳經濟成為當前我國的研究熱點。 從碳排放源頭上看，第二、第三產業占主導地位， 農業生產所產生的碳排放占我國總量的17%[1-2]。畜禽養殖作為農業生產的一個重要碳源，畜禽腸道發酵和畜禽糞便管理是養殖業溫室氣體產生的兩大源頭。我國畜禽養殖不斷向規模化、集約化轉變的同時，畜禽糞污也在大幅增多和集中[3]，低碳生產和生態環保成為產業可持續發展必須考慮的要素。 因此，對畜禽糞污進行有效的綜合利用，促進畜牧業形成循環經濟、低碳經濟，對于助力實現我國碳中和具有重要意義。 國外，Johnson J M F 等[4]提出農業碳排放類型。 國內，白義鑫等[1]用Tapio 脫鉤模型、GM（1.1）灰色預測對黔中喀斯特地區的農業生產進行碳排放研究；陳勝濤等[5]研究了江蘇省畜禽養殖業區域溫室氣體排放的情況；班榮舶等[6]以時空差異為切入點對安順市畜禽養殖碳排放進行研究；田云等[7]運用LMDI 模型剖析了全國七大區域農業碳效應的驅動機理。 張金鑫等[8]研究環境規制和農業技術創新方面對農業碳排放的影響。 本文構建碳排放公式，以福州市畜禽產業的碳排放量為切入點，結合福州市畜禽糞污資源化利用現狀與方式， 分析福州市畜禽糞污資源化利用的不足， 提出一些對策措施，進一步促進福州市畜禽養殖產業可持續發展。

1 福州市畜禽養殖現狀及碳排放情況

1.1 福州市畜禽養殖現狀 福州市地處東南沿海、福建省東部，現轄6 區1 縣級市5 縣，其中涉及畜禽養殖的縣 （市） 區9 個。 主要以生豬養殖為主，2019 年共有195 家畜禽規模養殖場， 其中生豬163 家，家禽29 家，牛羊3 家。 生豬規模養殖場主要分布在福清、閩侯、連江、閩清、永泰；蛋雞規模養殖場主要分布在福清、連江、長樂；肉羊規模養殖場主要分布在福清。本文根據《福州統計年鑒》，整理出福州市2015-2019 年主要畜禽品種養殖出欄情況（見表1）。

1.2 福州市畜禽養殖碳排放情況 畜禽養殖碳排放主要有2 種途徑， 一是養殖過程中家畜腸道發酵所排放的甲烷CH4； 二是畜禽糞便管理中所引發的甲烷CH4與氧化亞氮N2O 的排放。 本文以《福州統計年鑒》中福州市主要畜禽品種（豬、牛、羊和家禽）的養殖數量為依據， 對福州市主要畜禽品種的溫室氣體排放量進行分析。 福州市的年平均氣溫在19.4～20.2 ℃，畜禽溫室氣體排放系數及其排放公式參考IPCC 國家間溫室氣體排放指南（2006）及陳勝濤等[5]、班榮舶等[6]、田云[7]等的研究（見表2）。

計算畜禽碳排放量時， 如果同時采用畜禽存欄和出欄的數量，會導致重復計算。 因此，文中統一采用畜禽的出欄量作為基礎數據。 根據IPCC 的《氣候變化2014》 提出的CH4和N2O 的增溫潛勢分別為CO2的28 和265 倍。 本文在對溫室氣體排放量求和時，將CH4和N2O 統一置換成CO2，因此，構建畜禽溫室氣體排放公式如下：

Ei=∑Ni×Ki---（1），式（1）中Ei為畜禽各類溫室氣體排放量，Ni為畜禽品種的數量，Ki為胃腸發酵或糞便管理的溫室氣體排放系數，i 為畜禽的品種。

E 總排放＝（Ei腸道CH4+Ei糞便CH4）×28＋Ei糞便N2O×265 ---（2），式（2）中E 總排放為畜禽產業產生的CO2總排放量，Ei 腸道CH4為各類畜禽腸道CH4排放量，Ei 糞便CH4為各類畜禽糞便CH4排放量，Ei糞便N2O 為各類畜禽糞便N2O 排放量，i 為畜禽的品種。

根據表1-表2 和公式 （1）（2）， 得到2015-2019 年福州市畜禽養殖CO2排放當量（見圖1）。

圖1 福州市畜禽養殖CO2 排放當量

從圖中可以看出，2015-2019 年福州市豬產業的CO2排放當量最大，這與生豬養殖是福州市主要畜禽養殖產業的情況相符。牛、羊和家禽產業的CO2排放當量遠遠低于生豬， 并且從2015 年到2019 年一直都很穩定。 豬產業的CO2當量自2016 年起呈斷崖式下跌，原因是自2016 年起根據“生態先行，扶大限小”的原則，全市對不符合生態環境保護要求的生豬養殖場進行拆除， 全市只保留存欄1 000 頭以上規模生豬養殖場163 家， 并且全部通過標準化養殖場升級改造。 而且對生豬總量也進行了控制，"十三五"期間全市生豬年出欄量控制在200 萬頭以內。所以2015-2019 年生豬的CO2當量一直在減少，但這種減少不可能無限降低， 為了保證人民的“菜籃子”， 福州市生豬的養殖數量會保持一定的規模，其溫室氣體的排放也將維持在一定的水平。

想要將畜禽養殖產生的CO2當量降低，通過畜禽糞污資源化利用是一個很好的途徑。 通過生產有機肥和沼肥這些生物肥料， 可以有效降低化肥的使用量。 產生的沼氣，作為一種清潔能源，可以有效減少化石燃料的使用。

2 福州市畜禽糞污資源化利用現狀及存在問題

2.1 畜禽糞污資源化利用現狀 目前，福州市9 個畜禽養殖縣（市）區都在開展畜禽糞污資源化利用項目。 其中，福清、閩侯列入國家級畜禽糞污資源化利用建設項目試點縣，連江列入省級試點縣。福清采用政府和社會資本合作（PPP）模式運作，建設內容包括漁溪和東瀚兩個畜禽糞污集中處理站， 是目前國內規模最大、設備最先進、運行模式獨特的國家級整縣推進項目。

2019 年福州市畜禽糞污資源化利用率達94.73%，規模畜禽養殖場設施裝備配套率達100%。福州市處理糞污的方式以能源化利用和肥料化利用為主。 肥料化利用是基礎，能源化利用是補充。 肥料化利用有沼肥、有機肥還田等方式。能源化利用方式是沼氣用于生活用氣和沼氣發電。 沼肥和有機肥還田利用，可以提高土壤有機質含量，解決耕地基礎地力下降問題， 提高土地的固碳能力。 與化石燃料相比，沼氣作為一種清潔的可再生能源，甲烷燃燒形成二氧化碳后溫室效應還會下降25 倍[9]。

2.2 存在問題

2.2.1 肥料化利用方面 隨著規模養殖加快發展，養殖業與種植業分離， 客觀上隔絕了糞便直接還田[10]。 有機肥特別是液態有機肥既臟又臭，相比化肥，所需勞動強度大、施用成本高、見效慢，使得農民使用有機肥的積極性不高。

2.2.2 能源化利用方面 專業化企業市場運營仍面臨不少制約因素。比如農村人口分布比較分散，集中供氣所鋪設的沼氣管網投資大，安全風險高，養殖企業不愿意發展。 還有每天不斷產生的糞污與農作物季節性施肥所造成的供求不平衡問題。

3 對策與措施

3.1 政府大力扶持 加大宣傳力度，提高農民對耕地質量的認識，引導農民改變施肥習慣。優化調整養殖布局，以地定肥，以肥定沼，以沼定養，從而實現養殖業布局合理化、生產規模化、養殖綠色化。 鼓勵引導養殖企業或第三方專業化集中處理糞污， 充分挖掘糞污資源價值，大力發展商品有機肥，通過出售有機肥、沼肥和沼氣等商品，將種植農戶與養殖企業聯系起來，形成種養一體化生態循環發展模式。

3.2 推進PPP 模式 PPP 模式即采用政府和社會資本合作模式，支持第三方（社會資本）進入農業廢棄物資源化利用建設。針對養殖業糞污處理難問題，構建畜禽糞污集中收集處理模式， 通過畜禽糞污集中處理中心提供糞便收運、沼液配送、生產有機肥等專業化服務，形成“生態養殖+沼肥配送+高效種植”的農業循環經濟模式[11]。目前已有福清（PPP）模式正在建設探索之中。

3.3 探索畜禽養殖業的碳交易 2021 年7 月16 日，全國碳排放權交易市場開啟。 目前我國碳排放權交易市場還處于起步階段， 可以在福州探索如何將畜禽養殖產業納入碳排放權交易市場， 促進福州市農業碳中和賬戶體系形成。

4 小 結

總之， 福州市畜禽養殖業產生的溫室氣體排放量已趨于穩定，想要減少福州市畜禽產業的碳排放，要依托于畜禽糞污資源化的利用， 通過生物肥料替代化肥和沼氣代替化石燃料， 將養殖業的碳排放抵消，最終實現福州市畜禽產業的可持續發展。