大力发展循环经济促进碳循环和碳汇产业发展

齐建国

（中国社会科学院数量经济与技术经济研究所，北京 100732）

在应对气候变化领域，二氧化碳被视为“坏物质”，需要减少其产生和排放。多数科学家认为，人类在生产生活中排放过多温室气体（主要成分为CO2）是造成全球变暖的主要原因。因此，通过发展低碳经济，减排以CO2为主的温室气体，遏制全球变暖，是应对全球气候变化的最重要途径。

可以大力发展这样的产业体系，通过两种方式把CO2作为资源为人类创造财富。一种方式是利用CO2和水的光合作用系统生产大量固化碳水化合物材料，替代基于化石能源物质生产这些材料，将消耗化石能源产生的CO2以固体的形式再固定起来，用这些材料生产供人类消费利用产品；另一种方式是利用CO2和水的光合作用系统生产生物质能源，替代化石能源消耗。这样的产业体系可以使CO2通过与水的光合作用系统成为太阳能利用的载体，得到循环利用，为人类提供不竭能源而不增加大气中CO2的浓度。

把这种在人类参与下利用太阳能，基于CO2和水的光合作用，在CO2循环利用的过程中创造财富的人造系统称为碳循环和碳汇产业。同时，还可以通过对没有人类参与，由大自然自身自动进行的CO2和水的光合作用所产生的碳汇物质进行有效管理和利用，减少这些物质在自然状态下腐败再转化为CO2（如森林中的有机质自然腐烂产生沼气，CO，CO2等，并向空气中释放）形成碳源，降低CO2的无效循环。通过大力发展碳循环和碳汇产业，可以有效发挥循环经济对应对气候变化的协同作用，促进经济发展的减碳化。

1 碳循环与碳汇产业的科学内涵

碳循环是在循环经济理论基础上派生的一种应对全球气候变化的新策略。在物质层面上，碳循环是自然界在发生各种化学、物理、地质和生物反应与变化过程中产生的碳存在形态变换和转移。与低碳经济强调从源头减少碳利用的做法不同，碳循环侧重于通过低成本技术使碳在碳源与碳汇之间不断循环，在循环过程中创造财富，从而降低经济活动的碳排放强度。

碳源与碳汇是碳循环中的两个重要概念。碳源是指碳排放的源头（sources），是向大气释放CO2和CH4等导致温室效应的气体、气溶胶或它们的前体的任何过程、活动和机制。碳汇是指碳的吸收与储存（sinks and storage），是指从大气中移走CO2和CH4等导致温室效应的气体、气溶胶或它们初期形式的任何过程、活动和机制。如果碳源和碳汇能够在循环中获得平衡，则温室气体在大气中的浓度就会稳定，温室效应便停止上升。

碳汇产业，是所有以增加碳汇为主要目标，将导致温室效应的气体、气溶胶或它们的前体进行收集并以某种形式储存利用的循环经济活动的总称。它包括两种形式：一是基于工业体系的碳捕集和储藏技术等，利用工业化技术将导致温室效应的物质捕集起来进行存储或作为碳循环产业（如利用CO2制造塑料）的原料加以利用，实现碳减排；二是基于生物过程的碳汇产业，如林业碳汇、渔业碳汇、草原碳汇等经济活动，这些活动实现了碳的固定和储存，并由此减少了大气中的温室气体含量。森林碳汇是最重要的碳汇产业，因为森林具有吸收二氧化碳的超强能力。

碳循环产业是碳汇产业的延伸和扩展，是以减少温室气体排放和节约不可再生含碳资源为目标，将人类在生产生活中产生的温室气体等作为资源实现碳元素循环利用的经济活动的总称。遵循自然规律，通过制度创新，利用先进技术发展碳循环产业可以形成复杂的产业链网络，增加就业，创造财富，将碳循环纳入经济循环之中，在产生温室气体减排效益的同时产生经济效益，使碳循环产业成为增加人类福祉的新业态，使应对气候变化行动具有经济动力和可持续性。

根据我国的实际情况，“十二五”期间可以形成较大规模的碳循环和碳汇产业，主要包括以下方面。

大力发展植树造林产业，大幅度增加碳汇。

大力发展基于林业资源和木材加工三剩物的综合利用产业，利用木材加工三剩物、薪炭林以及果树枝叶等加工制造建筑材料，或利用其中蕴涵的能量。

大力发展秸秆综合利用产业，发展秸秆制饲料、有机肥、造纸、纤维素提取等高附加价值产业。

大力开发生物质能源产业，包括沼气、烟化气、固体碳等制造业。

大力发展基于农林业的生物质材料和保健品产业。

大力开发工业CO2回收与利用技术和产业。

大力发展工农业复合循环经济，构建碳循环和碳汇产业体系。

2 我国碳循环和碳汇产业发展现状与目标

“十一五”期间，我国通过大力发展循环经济，创造了许多成功的碳循环和碳汇产业发展模式，节省了大量化石能源，减少了大量碳汇消耗，有效增加了碳汇，为建设资源节约型、环境友好型社会，降低温室气体排放发挥了重要作用。

国家“十二五”规划确定的应对气候变化的重要目标是：单位GDP CO2排放年均减少3.7个百分点，到2015年比2010年减少17％；碳生产力年均提高3.8个百分点，到2015年达到6 024元/t。碳循环和碳汇产业发展要为实现上述目标作出重要贡献。

根据各方面对我国应对气候变化的研究和政府各部门拟采取的对策，“十二五”期间碳汇与碳循环产业发展的目标如下。

2.1 降低CO2排放强度

“十二五”期间，森林面积每年增加267万hm2，森林蓄积量每年增加12 000万m3，到2015年，森林面积比2010年增加1 333万hm2，森林蓄积量比2010年增加6亿 m3，新增碳汇 3亿 t，吸收 CO211亿 t，占“十二五”期间实现CO2排放强度下降目标需要完成的CO2减排量的近20％。

2.2 减排CO2

以大中型沼气等生物质能源为节点，大力发展基于工农业复合循环经济的碳循环产业，在2010年已建设大中型沼气工程2.26万处的基础上，于2015年末达到4.52万处。全部沼气总产量从2010年约130亿m3增加到200亿m3，可替代约2 700万t标煤，减排CO26 700万t，5年累计生产甲烷气848亿m3，约相当于减排CO22.87亿t；再加上其他生物质能的利用，5年累计通过碳循环产业生产生物质能源减排CO2近3.2 亿 t。

2.3 增加碳汇

通过对全国24万hm2耕地开展碳汇农业管理实践，利用有机肥部分替代化肥，减少化肥生产过程的碳排放，并通过有机肥施用、秸秆还田和免耕等措施改善土壤的碳汇性能，5年实现累计增加碳汇5 400万t，相当于减排CO2近2亿t。

2.4 节约碳汇

到2015年，通过秸秆作为原材料综合利用制板材节省木材消耗1 000万t，节约碳汇470万t，相当于吸收 CO21 723 万 t。

碳汇与碳循环产业的CO2减排总量约16.37亿t，达到“十二五”期间实现排放强度下降目标需要完成的CO2减排量的近30％。

3 大力推广碳循环与碳汇产业成功模式

2000年以来，通过循环经济的广泛实践，我国已经初步形成一批成功的碳循环与碳汇产业模式，取得了良好的碳循环与碳增汇效果。“十二五”期间，应大力推广这些模式，并在实践中不断提升其技术水平和综合效益。

3.1 加快发展增加碳汇的杜仲产业

杜仲是一种多年生大型乔木，是我国特有的名贵经济树种，既是名贵中药资源，也是除三叶橡胶之外世界上唯一具有巨大开发前景的优质天然橡胶资源。我国天然胶80％靠进口，是典型的战略性资源。杜仲胶是产自杜仲树的天然高分子材料，与三叶橡胶（天然胶）是同分异构体，杜仲胶具有橡塑双重特性，被誉为天然高分子合金，具有优良的低温可塑性、可黏结性、共混性、成膜性、透雷达波和极好的密封性能，可以广泛用于制造军事减震材料、医学用材料、航空遥感、遥测雷达密封、制造汽车轮胎等领域。利用杜仲橡胶制造轮胎可以节油2.5％，寿命延长20％以上，对于节能减排和降低温室气体排放具有重要作用。经过改性加工和生物制造，可以生产航空航天、电子信息、高端装备、医疗用具等产业的高级材料，具有极高经济效益。

杜仲生物医药和杜仲生物保健品都是高技术、高附加值产品，对保障人民群众身体健康具有重要基础作用，具有广泛的社会需求基础。杜仲果实除含有丰富的杜仲胶外，还可以利用种仁提取杜仲油。杜仲油中对人体健康具有重要作用的高活性亚麻酸含量高达61.8％，为橄榄油、核桃油、茶油中α-亚麻酸含量的8～60倍，具有显著降血脂、降血压疗效；另外，杜仲雄花氨基酸含量达21.88％，为松花粉的2倍以上；杜仲叶中药功能饲料可使鸡蛋内胆固醇含量降低15％～24％。利用杜仲成分中的药用和保健物质开发杜仲生物医药和生物保健品的市场前景十分广阔。

由于杜仲树是高大乔木，树干通直，树冠优美，根系发达，耐干旱，生长迅速，适合于脊薄土地生长，不仅是理想的庭院观赏树种和城市绿化树种，还是山区优良的水土保持树种。大规模种植杜仲既可促进碳循环，形成规模巨大的生物制造产业体系，解决数以十万计的就业，又具有很高的碳汇效益。据有关专家测算，每亩七年生杜仲林每年吸收CO2可达2.5 t。

3.2 大力发展节约碳汇的草浆造纸产业模式

草浆造纸背负了半个世纪高污染低效益的恶名。过去中国的草浆造纸多以年产制浆1万t以下的小造纸厂为主，不仅产品质量低，而且污染严重。在很多地区，小造纸厂是水环境污染的主要元凶之一。但是，山东泉林纸业通过引进技术与自主创新相结合，开发了以草浆原色制浆新技术为核心的循环经济技术体系，并与发电厂耦合进行水资源循环利用、碱回收循环利用、黑液污泥回收制有机肥、原色纸开发、包装物回收利用等为一体的低污染草浆清洁造纸循环经济模式。泉林纸业的污水COD排放达到87 mg/L，远好于国家标准，每吨草浆原色纸可节约60 kg漂白剂等化学用品，节约木材4.5 t，节省碳汇2.25 t，降低成本800元。这一模式既利用了农业秸秆等废弃物，保护了环境，又替代了木浆造纸，节省了森林资源。节省碳汇，是一种典型的低碳造纸循环经济模式。

3.3 大力发展工农复合碳循环产业体系

工农复合碳循环产业体系是基于规模化、设施化、标准化、有机化、品牌化和循环化（简称“六化”农业），实现农业种植业、养殖业、有机饲料业、食品加工业、农业废弃物处理业、大型沼气新能源、有机液态肥产业、林业、林产品加工制造、农林产品加工废弃物综合再生利用产业、生物制造产业等深度耦合发展，实现物质循环利用，加速碳元素循环和高效形成碳汇的一种综合性产业体系，是在传统的三位一体或多位一体的种养循环模式基础上，进一步通过制度创新和技术创新形成的区域农业产业升级模式。它可以通过物质循环和能量梯级利用，实现小区域总体碳平衡或形成净碳汇。

在产业构成上，它要求由农业种植业为养殖业提供有机饲料，种植业和养殖业为农产品加工业提供有机原料，并进一步对养殖业和食品加工业废弃物进行资源化处理，大力发展大型沼气新能源，沼渣沼液制成高效有机液态肥返回农业，发展有机种植业，从而实现物质的循环利用和碳元素循环路径的延长和净碳汇。特别是，通过高附加值农作物和林业品种的开发，可以发展一系列生物制造高技术产品，形成较大产业规模，全面提升农业产业结构，提供更多的就业机会。

在技术上，工农复合碳循环产业要求实现规模化和高密度设施化种植养殖技术、食品加工废弃物制有机饲料技术、养殖废弃物资源化技术、大中型沼气新能源技术、沼液制高效生物液体肥技术、农产品深加工废水循环利用技术等多种技术集成。

在效果上，它以技术和制度创新为基础，通过提高资源总体利用效率，实现企业效益最大化，通过延长碳循环路径和能源梯级利用，实现综合节能，节省碳汇，促进节能减排；以工农业集成一体化发展为突破口，促进农业产业化、农村城镇化和农民股份化，提高新农村建设水平，促进城乡一体化。

4 促进碳循环和碳汇产业发展的对策建议

为了完成“十二五”碳循环、碳汇与温室气体减排定量目标，必须从制度建设入手，为碳循环与碳汇产业发展创造良好的市场条件。

4.1 建立科学的温室气体管理制度

4.1.1 建立碳排放审计核算制度，科学管理二氧化碳排放强度约束性指标。

4.1.2 研究制定动态的碳循环与碳汇产业技术标准体系，加强基础研究和关键技术开发，促进技术路线的优化，增强技术支撑能力。

4.1.3 加强碳排放标识制度的研究，在成熟的产业积极推行产品的碳排放标识试点。

4.1.4 建立碳汇银行制度，企业将增加的碳汇和节省的碳汇存入碳汇银行，为碳交易和碳税制度奠定基础。

4.1.5 建立碳汇/碳循环技术与产业数据库、专家智库，免费向社会提供相关信息，建立信息共享机制。

4.2 大力培育、示范推广碳汇和碳循环产业成功模式

4.2.1 基于工农业复合循环经济模式，大力发展以大中型沼气等生物质能源为节点的高效碳循环产业体系。

4.2.2 大力发展高效益林业碳汇产业，增加碳汇产业和碳循环产业的资金流，提高林业碳汇产业的经济效益和可持续发展能力。

4.2.3 大力发展农业种植业碳汇、草业碳汇、渔业碳汇、湿地碳汇等产业，在经济发展中增加碳汇。

4.2.4 强力发展碳汇节约型产业，加大对草浆造纸、秸秆制建筑材料、森林工业三剩物制建材等替代木材资源等产业的支持力度，节省林业碳汇。

4.2.5 大力开发工业碳捕集技术和CO2利用新技术，全力开发将CO2作为原料的新产业。

4.3 建立和完善碳汇和碳循环产业的激励与扶持政策体系

4.3.1 研究制定鼓励和支持发展的低碳技术目录，加大对低碳技术研究与开发的支持力度。

4.3.2 积极审慎探索碳税与碳交易制度，尽快在易于核算管理的行业（冶金、水泥、电力行业等）进行试点示范。

4.3.3 加速建立和完善碳汇基金制度，为未来大规模开发低碳技术，发展碳循环与碳汇产业提供条件。

4.3.4 将碳汇增加、碳汇物质替代等一视同仁，纳入碳汇管理体系内予以扶持和发展。

4.3.5 大力扶持面向碳汇与碳循环产业的服务业，促进低碳技术、碳循环与碳汇产业技术的推广和扩散。同时，积极宣传，提高公众应对气候变化的意识。

4.3.6 实施积极的应对全球气候变化的国际合作政策，主动向发展中国家转移和扩散低碳与碳循环产业技术。

4.4 促进碳循环和碳汇产业重大工程建设

4.4.1 设立基于工农业复合循环经济模式的大中型沼气建设工程。尽快改变单纯以沼气为目标的低效率发展沼气的做法，将沼气开发与工农复合循环经济模式结合起来，建立基于先进技术的种植业、饲料工业、养殖业、大型沼气、高效有机肥、农产品加工、节水等跨行业工农复合循环经济联合体，解决沼气池冬季低温不产气和效益低下的节点问题，提升沼气的经济效益和碳循环效率。“十二五”期间集中力量，在全国示范1 0家基于高效工农复合循环经济联合体、规模达到2 00 0 0m3以上、年产沼气量超过6 0 0万m3的大型沼气基地。

4.4.2 设立高效益林业碳汇产业体系建设工程。改变单纯以生态效益为目标的低效率造林模式，以碳汇和碳循环产业为主导，利用荒山荒地大力发展具有综合利用效益的杜仲碳循环和碳汇产业林。以杜仲碳循环和碳汇产业林为基础进行经济开发，形成大规模的生物质能、生物材料、生物保健品、食品、建材产业链，解决就业和促进造林的可持续性问题。“十二五”期间，在有条件的地区选择1 0个基于林、材、能、食等多产业配套发展的碳循环和碳汇产业林基地。示范基于林业的高效碳循环和碳汇产业的可持续性发展，监测基于林业的碳循环和碳汇产业资金流与碳汇效率。

4.2.3 CO2工业化再利用技术开发工程。碳捕集的难题在于目前C O2用途较少，用量小，大量捕集C O2得不到利用，还得花费高成本进行储藏。如果能够将C O2作为工业化生产的原材料进行大规模再利用，并使其具有经济效益，就可以使碳捕集成为原材料生产产业，温室气体排放问题可以得到重大缓解。“十二五”期间，应在深入进行技术评估的基础上，选择3～5个有前景的技术方向作为攻关课题进行研究与开发，形成技术积累，为未来大规模应用CO2进行技术储备。