復合肥料行業綠色經濟發展探究

何 耀

(上海化工研究院有限公司 上海 200062)

1 背景

1.1 綠色經濟

綠色經濟是指以市場為導向,以傳統產業經濟為基礎,以經濟與環境的和諧為目的而發展起來的一種新的經濟形式,是產業經濟為適應人類環保與健康需要而產生并表現出來的一種發展狀態[1-2]。北京工商大學經濟學院世界經濟研究中心主任季鑄教授將綠色經濟定義為:以效率、和諧、持續為發展目標,以生態農業、循環工業和持續服務產業為基本內容的經濟結構、增長方式和社會形態。綠色經濟是一種全新的三位一體思想理論和發展體系,其中包括“效率、和諧、持續”三位一體的目標體系,“生態農業、循環工業、持續服務產業”三位一體的結構體系,“綠色經濟、綠色新政、綠色社會”三位一體的發展體系[3]。

從綠色經濟的基本概念可以知道,綠色經濟不同于傳統的產業經濟,更注重經濟與自然、生態、環境的關系[4]。現今我國經濟已從高速發展階段轉向高質量、綠色發展階段,在這大背景下,綠色經濟受到普遍關注及認同。我國已出臺了有關綠色經濟發展的政策,來推動經濟與生態的和諧、可持續發展。《中國制造2025》將“全面推行綠色制造”作為九大戰略任務之一,并提出“制定綠色產品、綠色工廠、綠色園區、綠色企業標準體系,開展綠色評價”。2015年,中共中央、國務院印發《生態文明體制改革總體方案》,提出以“綠色發展、循環發展、低碳發展”為方向,建立統一的綠色產品標準、認證、標識等體系。

1.1.1 農業綠色經濟

現今我國已經是世界上制造業第一大國,但同時我國也是農業大國,農業是我國的根本,農業產品是民眾生活的基礎來源。我國用占全球9%的耕地養活了近20%的世界人口,農業的穩定發展直接影響著社會的穩定,農業是保證民生的支柱性行業[5]。馬斯洛需求層次理論將人類的需求分為生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我實現需求等5個層級(見圖1),其中糧食就是人類最基本的生理需求,農業保證人類糧食的持續、有效供給。雖然隨著我國經濟的快速發展,人民的生活質量不斷向好,根據國家統計局數據,我國第一產業的國內生產總值(GDP)占比已從1978年的27.7%降至2020年的7.7%,但這并不能磨滅農業在社會經濟發展中的重要性[6-7]。農業作為人類社會活動的最初形式,是整個社會經濟發展的基礎。2022年1月4日,中央一號文件《中共中央 國務院關于做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的意見》中提出:“落實‘長牙齒’的耕地保護硬措施。實行耕地保護黨政同責,嚴守18億畝耕地紅線”。

圖1 馬斯洛需求層次模型[7]

上述內容也說明了國家對農業綠色、安全、生態發展的重視。開展農業綠色經濟的高質量發展,對于整個國家綠色經濟發展是極為重要的。農業綠色經濟的發展具有系統性、整體性等特點,離不開整個行業內各相關要素、環節的控制和管理,綠色生產資料等輸入性產品的合理運用,與上下游相關行業的協作、適配。

1.1.2 農業綠色經濟發展的相關政策

(1)2020年,農業農村部辦公廳印發《2020年農業農村綠色發展工作要點》,提出了“扎實推進質量興農、綠色興農,不斷強化綠色發展對鄉村振興的引領,制定2020年農業農村綠色發展工作要點”。

(2)2021年8月,農業農村部等6部門聯合印發《“十四五”全國農業綠色發展規劃》,提出“綠色是農業的底色,良好生態環境是最普惠的民生福祉、農村最大優勢和寶貴財富,加快推進農業綠色發展意義重大”“推動農業綠色發展、低碳發展、循環發展……”。

(3)2022年1月,《中共中央 國務院關于做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的意見》中提出了推進農業農村綠色發展、建設國家農業綠色發展先行區、開展農業綠色發展情況評價等內容。

(4)2022年1月,國務院在《“十四五”節能減排綜合工作方案》中提出“到2025年,農村生活污水治理率達到40%,秸稈綜合利用率穩定在86%以上,主要農作物化肥、農藥利用率均達到43%以上”。

(5)2022年2月,國務院在《“十四五”推進農業農村現代化規劃》中提出“加強國家農業綠色發展先行區建設,探索不同生態類型、不同主導品種的農業綠色發展典型模式”。

從上述近年國家的相關發文可以直觀地感受到農業綠色經濟發展的重要性,而經濟的發展不能以破壞環境為代價,綠色經濟發展是合理、科學、可持續性的發展方向。

1.2 低碳發展

低碳發展是一種以低耗能、低污染、低排放為特征的可持續發展模式,是“低碳”與“發展”的有機結合,一方面要降低二氧化碳排放量,另一方面要實現經濟社會發展[8-9]。綠色經濟發展中不可避免地需要提及低碳發展的概念。碳排放作為綠色發展的關鍵績效指標(KPI)之一,近年來受到國內各個行業的重視。2020年9月22日,國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上提出了我國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和的“雙碳”目標,為我國碳排放管理工作指出了明確的方向和時間節點。現今我國各行業相關綠色設計產品標準的編制過程中也已明確要求加入低碳屬性指標要求,與國家“雙碳”戰略相結合。

1.2.1 碳排放現狀

碳排放一般是指溫室氣體排放,1997年12月簽訂的《聯合國氣候變化框架公約》京都議定書將溫室氣體主要分為二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)等6種,其中二氧化碳比重最大,約占排放總量的90%。2015年通過的《巴黎協定》要求各方應以“國家自主貢獻”的方式參與到全球應對氣候變化的行動中來,爭取21世紀下半葉實現溫室氣體凈零排放。

隨著我國經濟迅速發展和生產活動快速擴張,二氧化碳排放量也呈上升的趨勢。根據世界銀行統計,2005年中國超過美國成為世界第一大碳排放國,而根據國際能源署(IEA)的數據(見表1),我國2005年二氧化碳總體排放量為5 407.5 Mt,到2019年增長到了9 809.2 Mt。2021年,我國二氧化碳排放量為11 900 Mt,占全球總量的33%。國際科學合作組織“全球碳計劃”(GCP)發布的《2022年全球碳預算》報告指出,預計2022年全球碳排放量相較2021年增加1%,將達到約36 600 Mt;預計2022年我國的碳排放量將下降0.9%[10]。

表1 2005—2019年我國二氧化碳排放量

1.2.2 低碳綠色發展相關政策

(1)2021年2月,《國務院關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》中指出“認真落實黨中央、國務院決策部署,堅定不移貫徹新發展理念,全方位全過程推行綠色規劃、綠色設計、綠色投資、綠色建設、綠色生產、綠色流通、綠色生活、綠色消費,使發展建立在高效利用資源、嚴格保護生態環境、有效控制溫室氣體排放的基礎上,統籌推進高質量發展和高水平保護,建立健全綠色低碳循環發展的經濟體系,確保實現碳達峰、碳中和目標,推動我國綠色發展邁上新臺階”。

(2)2021年9月,《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中提出“實現碳達峰、碳中和,是以習近平同志為核心的黨中央統籌國內國際兩個大局作出的重大戰略決策,是著力解決資源環境約束突出問題、實現中華民族永續發展的必然選擇,是構建人類命運共同體的莊嚴承諾”。

(3)2021年10月,國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》,指出“把碳達峰、碳中和納入經濟社會發展全局,堅持‘全國統籌、節約優先、雙輪驅動、內外暢通、防范風險’的總方針,有力有序有效做好碳達峰工作,明確各地區、各領域、各行業的目標任務,加快實現生產生活方式綠色變革,推動經濟社會發展建立在資源高效利用和綠色低碳發展的基礎之上,確保如期實現2030年前碳達峰目標”。

(4)2022年5月,農業農村部、國家發展和改革委員會聯合印發《農業農村減排固碳實施方案》,提出“落實把碳達峰碳中和納入生態文明總體布局的決策部署,以保障糧食安全和重要農產品有效供給為前提,以全面推進鄉村振興、加快農業農村現代化為引領,以農業農村綠色低碳發展為關鍵……”。

如今碳排放已經成為影響生態環境和世界經濟可持續發展的重要問題。近年來上述相關國家發文充分表明了我國對于碳排放管理的關切和重視,以及全力實現國家“雙碳”戰略目標的決心和信心,同時也彰顯了我國作為世界大國的擔當和風范。

2 復合肥料行業概況

2.1 復合肥料行業現狀

復合肥料含有兩種或兩種以上大量元素,具有養分含量高、副成分少且物理性狀好等優點,對于平衡施肥,提高肥料利用率,促進作物的高產、穩產有著十分重要的作用。復合肥料作為化肥領域的重要品種之一,根據國家統計局數據顯示,近年來其每年的施用量均達到農用化肥總施用量的40%以上。復合肥料作為一種重要的化肥,根據生產過程可以將其視為一種化工產品,主要的應用領域為農業,其對于農業種植的作用是直接的,影響巨大。化肥常被冠以“糧食的糧食”,其對保障糧食生產、發展農業經濟的作用是顯而易見的[11]。根據國家統計局公布的數據顯示,2022年我國糧食總產量686.53 Mt(13 730.6億斤),糧食產量連續8年站穩650 Mt(1.3萬億斤)臺階,取得該成績的背后是我國年產量超100 Mt的肥料生產企業的不懈努力。根據國家統計局的數據(見表2),2021年化肥施用量為51 913 kt(折純),其中復合肥料施用量為22 940 kt(折純),產值約1 450億元。結合復合肥料行業的調研及統計結果,目前復合肥料行業規模以上企業超過850家,產能約為160 Mt,每年涉及碳排放總量約4 067 kt二氧化碳當量,綜合能耗約1 356 kt標準煤。2022年復合肥料的施用量與2021年基本持平。

表2 2015—2021年農用化肥施用情況

化肥是我國農業生產過程中必不可少的生產資料之一,但過量、不科學的施肥會造成土壤酸化、鹽漬化、板結,土壤肥力下降,土壤中原有微生物環境被破壞,甚至出現因施用的化肥濃度過高傷害植物根系、灼傷植物葉片等影響農業可持續性生產的情況。目前農業生產中存在追求作物產量、經濟收益,忽視環境經濟效益和整體經濟效益的情況,對土壤的破壞很大,國家適時發現了問題的嚴重性及對未來農業發展的影響,多次出臺了關于綠色農業發展和化肥減施增效的文件[12]。2015年2月,原農業部印發了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》和《到2020年農藥使用量零增長行動方案》,提出通過技術路徑和分區域治理的方式,推進農業發展方式的轉變,有效控制化肥和農藥使用量,保障農業生產安全、農產品質量安全和生態環境安全,促進農業可持續發展。2016年4月,原農業部印發的《推進水肥一體化實施方案(2016—2020年)》中提出大力發展節水農業,實施化肥使用量零增長行動,推廣普及水肥一體化等農田節水技術,全面提升農田水分生產率和化肥利用率,是保障國家糧食安全、發展現代節水型農業、轉變農業發展方式、促進農業可持續發展的必由之路。在國家的政策指引下,我國的化肥施用量逐年穩步下降。從表2可以看出,2015—2021年雖然我國耕地灌溉面積不斷增加,而農用化肥施用量在逐年下降,復合肥料的施用量基本平穩。復合肥料施用量基本平穩的原因主要有3點:①復合肥料一次施用可以補充多種作物所需的養分,相較于單一養分的化肥,可以節省施肥成本和時間;②復合肥料的外觀基本為圓形小顆粒,更適合各類施用場合和施肥方式,同時也能節省施肥時間;③在復合肥料的生產過程中往往會加入有助于作物生長及養分吸收的增效劑,或用新原料、新工藝開發出新型產品來提高肥料的利用率,以響應國家化肥減施增效的政策。所以從整體發展趨勢上看,我國復合肥料行業還在不斷發展和壯大。

2.2 復合肥料行業綠色經濟發展的相關問題分析

復合肥料作為工業產物和重要的農用消耗品,對農業的綠色經濟發展起到了直接的影響,同時其生產過程又隸屬于化學工業范疇,是整個化工行業綠色經濟發展的一部分。

目前,我國復合肥料行業綠色經濟發展主要存在以下幾個方面的問題。

(1)產能過剩

我國復合肥料的年消費量約為52 Mt,而產能卻高達160 Mt,大量企業的開工率不足50%,造成了產能的嚴重浪費,達不到規模經濟的效果,增大了生產成本。

(2)設備用能不當

部分復合肥料生產企業在生產過程中存在能源消耗過度、不當的情況,究其原因主要有工藝落后、設備老化、設備使用不當以及旺季時一味追求產量,導致裝置的設計產能與實際產量不匹配等。

(3)節能減排需進一步規范管理

復合肥料在生產過程中需消耗煤炭、油、氣、水、電等資源,同時也會產生大氣污染物、水體污染物、固體廢物、噪聲、碳排放等。我國復合肥料生產企業數量較多,分布范圍廣,企業間的能源和資源消耗、污染物排放水平差距較大,所以對復合肥料行業的能源和資源消耗、污染物排放仍需進一步規范管理。

(4)原料損耗過多

有些復合肥料生產企業的工藝較為落后,原料損耗較多,復合肥料產品的得率較低,有時甚至達不到90%。

(5)技術創新能力有待進一步提升

復合肥料作為農用化工產品,早在二十世紀八九十年代就已經在我國產品化了,經幾十年的技術沉淀,生產工藝包括團粒法、熔體法、料漿法、擠壓法等。從能耗、排放、資源高效使用等角度考慮,復合肥料生產技術仍需繼續創新和提升。

3 綠色經濟發展趨勢研究

3.1 進展

復合肥料作為農用化工產品,首先屬于化工行業的一部分,生產過程中的資源使用、能源消耗、污染物排放、碳排放等直接影響化工行業的綠色經濟發展;其次,產品本身的重金屬含量、有毒有害物質的限量等也關系到下游農業的綠色經濟發展。復合肥料行業的整體綠色經濟發展管理包含了宏觀部分(政府、行業)的把控以及微觀部分(各生產企業)的自控,兩部分的有效結合、推動,才能加快、保障行業綠色經濟的科學、有序發展。

(1)宏觀部分

我國十分重視綠色經濟發展,已出臺多項綠色發展的相關指導性文件。此外,為了實現科學、標準化的管理,復合肥料行業綠色經濟發展相關標準體系也在不斷出新和完善。2017年5月,我國發布了國家標準《綠色產品評價通則》(GB/T 33761—2017);2021年5月,發布了行業標準《綠色設計產品評價技術規范 復混肥料(復合肥料)》(HG/T 5680—2021);2018年5月,發布了國家標準《綠色工廠評價通則》(GB/T 36132—2018);復合肥料行業的綠色工廠標準正在編制中。同時,復合肥料低碳(綠色)產品的相關標準也已經完成立項公示,后期有待制訂和發布。這些標準從資源、能源、污染物排放等多個有利于綠色發展的方面對行業的生產、產品進行了規范和約束。

(2)微觀部分

在復合肥料行業中,有部分大型企業已開始關注自身的綠色經濟發展,開展資源、能源管理,降能減耗,減污減排,改進、優化生產工藝及設備,企業的社會責任意識也在不斷增強。但是絕大多數的企業對綠色經濟發展的意識還是欠缺的,究其原因主要是現在的環境管理成本較低,生產企業是以盈利為目的的,只要產出大于投入、邊界收益大于邊界成本即可生產。

所以,從復合肥料行業綠色經濟發展的進程來看,行業未來綠色經濟發展除了提升企業自身綠色發展意識,更重要的是需要政府、行業的宏觀監督管理,并開展標準化的整體管控。

3.2 趨勢分析

從目前我國復合肥料行業綠色經濟發展的現狀以及國家對綠色經濟發展的總體戰略出發,可以判斷我國后期會大力發展綠色經濟。對于復合肥料行業相關綠色經濟發展的趨勢,主要從能耗、生產原料損耗、碳排放量等指標進行分析。

3.2.1 能耗

根據生產工藝、產品配方、原料物性的不同,生產單位復合肥料產品的能耗也存在差異。通過對大量復合肥料生產企業的實際調研,目前團粒法單位產品能耗(以標準煤計,下同)常規為17～50 kg/t,平均以28 kg/t計;熔體法常規為14～30 kg/t,平均以22 kg/t計;料漿法(不考慮料漿制備能耗)常規為20～70 kg/t,平均以36 kg/t計;擠壓法常規為6～40 kg/t,平均以18 kg/t計。在目前綠色發展的大背景下,復合肥料行業中生產能耗高、生產水平低的企業勢必會進行改造或被行業發展所淘汰,整個行業的單位產品能耗也會逐步下降。根據行業內大量企業的調研結果以及結合生產技術的發展趨勢、國家相關政策、標準的要求,預測至2030年,我國復合肥料行業各工藝對應的單位產品平均能耗變化見圖2,平均每年能耗下降1.5%以上。根據近年來復合肥料施用量、生產量基本穩定的實際情況,若2030年復合肥料總體產量與2022年基本一致,2030年總能耗預計比2022年減少10%以上,可節約標準煤預計不少于140 kt。

圖2 2022—2030年我國復合肥料單位產品能耗預測

3.2.2 生產原料損耗

復合肥料的核心就是所含的養分,通常指氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)的含量。復合肥料生產企業氮元素的損耗率一般為0.5%～5.0%,其中溶體法的損耗率較高,擠壓法的損耗率最低,平均以2.3%計;磷的損耗率一般為0.5%～2.0%,平均以1.2%計;鉀的損耗率一般為0.5%～1.8%,平均以1.1%計。隨著生產工藝、設備的改進以及原料管理能力的增強,預測至2030年,我國復合肥料行業氮的損耗率將低于2%,磷和鉀的損耗率將低于1%,見圖3。

圖3 2022—2030年我國復合肥料生產原料損耗率預測

3.2.3 碳排放量

隨著我國“雙碳”目標的制定,國內各行業對于碳排放的控制和管理極為重視。2021年7月16日,全國碳市場正式開市。根據我國發布的國家標準《溫室氣體排放核算與報告要求 第10部分:化工生產企業》(GB/T 32151.10—2015)中的溫室氣體核算方法,并結合復合肥料生產的實際情況,復合肥料產品生產過程中主要的碳排放來自燃料燃燒、電力及熱力購入。根據行業內大量復合肥料生產企業的自身實測、核算結果,團粒法單位產品碳排放量(以二氧化碳當量計,下同)常規為50～125 kg/t,平均以75 kg/t計;熔體法常規為40～90 kg/t,平均以66 kg/t計;料漿法(不考慮料漿制備的碳排放)常規為60～180 kg/t,平均以105 kg/t計;擠壓法常規為16～100 kg/t,平均以48 kg/t計。隨著我國相關政策的發布以及各類標準的制定和實施,預測至2030年,我國復合肥料行業各工藝對應的單位產品平均每年碳排放量將下降1.3%以上,見圖4。根據近年來復合肥料施用量、生產量基本穩定的實際情況,若2030年復合肥料總體產量與2022年基本一致,到2030年預計總碳排放量比2022年減少10%以上,二氧化碳排放當量減少400 kt以上。

圖4 2022—2030年我國復合肥料行業碳排放量預測

4 結語

踐行綠色經濟發展是復合肥料行業發展的必然趨勢,在國家加快高質量、綠色、可持續性發展的背景下,復合肥料行業的綠色經濟發展勢必會迎來高速發展階段。

區別于傳統經濟,與生態、環境和諧共處的綠色經濟更能夠促使人類持久地發展。同時,綠色經濟發展理念在注重環境、自然保護的同時,能夠使企業更注重能源、資源的合理、有效使用,減少浪費,提升生產水平和產品質量,不斷創新發展,從而促使整個行業高質量發展,助力我國“雙碳”目標的實現。