碳中和背景下福州市畜禽粪污资源化利用的探讨

郑榕妍 福州市农业农村局 福州 350026

近年来， 由于人类活动和温室气体排放导致的全球气候变暖问题引起世界各国的高度重视。 在此背景下，减源增汇[1]，发展低碳经济成为当前我国的研究热点。 从碳排放源头上看，第二、第三产业占主导地位， 农业生产所产生的碳排放占我国总量的17%[1-2]。畜禽养殖作为农业生产的一个重要碳源，畜禽肠道发酵和畜禽粪便管理是养殖业温室气体产生的两大源头。我国畜禽养殖不断向规模化、集约化转变的同时，畜禽粪污也在大幅增多和集中[3]，低碳生产和生态环保成为产业可持续发展必须考虑的要素。 因此，对畜禽粪污进行有效的综合利用，促进畜牧业形成循环经济、低碳经济，对于助力实现我国碳中和具有重要意义。 国外，Johnson J M F 等[4]提出农业碳排放类型。 国内，白义鑫等[1]用Tapio 脱钩模型、GM（1.1）灰色预测对黔中喀斯特地区的农业生产进行碳排放研究；陈胜涛等[5]研究了江苏省畜禽养殖业区域温室气体排放的情况；班荣舶等[6]以时空差异为切入点对安顺市畜禽养殖碳排放进行研究；田云等[7]运用LMDI 模型剖析了全国七大区域农业碳效应的驱动机理。 张金鑫等[8]研究环境规制和农业技术创新方面对农业碳排放的影响。 本文构建碳排放公式，以福州市畜禽产业的碳排放量为切入点，结合福州市畜禽粪污资源化利用现状与方式， 分析福州市畜禽粪污资源化利用的不足， 提出一些对策措施，进一步促进福州市畜禽养殖产业可持续发展。

1 福州市畜禽养殖现状及碳排放情况

1.1 福州市畜禽养殖现状 福州市地处东南沿海、福建省东部，现辖6 区1 县级市5 县，其中涉及畜禽养殖的县 （市） 区9 个。 主要以生猪养殖为主，2019 年共有195 家畜禽规模养殖场， 其中生猪163 家，家禽29 家，牛羊3 家。 生猪规模养殖场主要分布在福清、闽侯、连江、闽清、永泰；蛋鸡规模养殖场主要分布在福清、连江、长乐；肉羊规模养殖场主要分布在福清。本文根据《福州统计年鉴》，整理出福州市2015-2019 年主要畜禽品种养殖出栏情况（见表1）。

1.2 福州市畜禽养殖碳排放情况 畜禽养殖碳排放主要有2 种途径， 一是养殖过程中家畜肠道发酵所排放的甲烷CH4； 二是畜禽粪便管理中所引发的甲烷CH4与氧化亚氮N2O 的排放。 本文以《福州统计年鉴》中福州市主要畜禽品种（猪、牛、羊和家禽）的养殖数量为依据， 对福州市主要畜禽品种的温室气体排放量进行分析。 福州市的年平均气温在19.4～20.2 ℃，畜禽温室气体排放系数及其排放公式参考IPCC 国家间温室气体排放指南（2006）及陈胜涛等[5]、班荣舶等[6]、田云[7]等的研究（见表2）。

计算畜禽碳排放量时， 如果同时采用畜禽存栏和出栏的数量，会导致重复计算。 因此，文中统一采用畜禽的出栏量作为基础数据。 根据IPCC 的《气候变化2014》 提出的CH4和N2O 的增温潜势分别为CO2的28 和265 倍。 本文在对温室气体排放量求和时，将CH4和N2O 统一置换成CO2，因此，构建畜禽温室气体排放公式如下：

Ei=∑Ni×Ki---（1），式（1）中Ei为畜禽各类温室气体排放量，Ni为畜禽品种的数量，Ki为胃肠发酵或粪便管理的温室气体排放系数，i 为畜禽的品种。

E 总排放＝（Ei肠道CH4+Ei粪便CH4）×28＋Ei粪便N2O×265 ---（2），式（2）中E 总排放为畜禽产业产生的CO2总排放量，Ei 肠道CH4为各类畜禽肠道CH4排放量，Ei 粪便CH4为各类畜禽粪便CH4排放量，Ei粪便N2O 为各类畜禽粪便N2O 排放量，i 为畜禽的品种。

根据表1-表2 和公式 （1）（2）， 得到2015-2019 年福州市畜禽养殖CO2排放当量（见图1）。

图1 福州市畜禽养殖CO2 排放当量

从图中可以看出，2015-2019 年福州市猪产业的CO2排放当量最大，这与生猪养殖是福州市主要畜禽养殖产业的情况相符。牛、羊和家禽产业的CO2排放当量远远低于生猪， 并且从2015 年到2019 年一直都很稳定。 猪产业的CO2当量自2016 年起呈断崖式下跌，原因是自2016 年起根据“生态先行，扶大限小”的原则，全市对不符合生态环境保护要求的生猪养殖场进行拆除， 全市只保留存栏1 000 头以上规模生猪养殖场163 家， 并且全部通过标准化养殖场升级改造。 而且对生猪总量也进行了控制，"十三五"期间全市生猪年出栏量控制在200 万头以内。所以2015-2019 年生猪的CO2当量一直在减少，但这种减少不可能无限降低， 为了保证人民的“菜篮子”， 福州市生猪的养殖数量会保持一定的规模，其温室气体的排放也将维持在一定的水平。

想要将畜禽养殖产生的CO2当量降低，通过畜禽粪污资源化利用是一个很好的途径。 通过生产有机肥和沼肥这些生物肥料， 可以有效降低化肥的使用量。 产生的沼气，作为一种清洁能源，可以有效减少化石燃料的使用。

2 福州市畜禽粪污资源化利用现状及存在问题

2.1 畜禽粪污资源化利用现状 目前，福州市9 个畜禽养殖县（市）区都在开展畜禽粪污资源化利用项目。 其中，福清、闽侯列入国家级畜禽粪污资源化利用建设项目试点县，连江列入省级试点县。福清采用政府和社会资本合作（PPP）模式运作，建设内容包括渔溪和东瀚两个畜禽粪污集中处理站， 是目前国内规模最大、设备最先进、运行模式独特的国家级整县推进项目。

2019 年福州市畜禽粪污资源化利用率达94.73%，规模畜禽养殖场设施装备配套率达100%。福州市处理粪污的方式以能源化利用和肥料化利用为主。 肥料化利用是基础，能源化利用是补充。 肥料化利用有沼肥、有机肥还田等方式。能源化利用方式是沼气用于生活用气和沼气发电。 沼肥和有机肥还田利用，可以提高土壤有机质含量，解决耕地基础地力下降问题， 提高土地的固碳能力。 与化石燃料相比，沼气作为一种清洁的可再生能源，甲烷燃烧形成二氧化碳后温室效应还会下降25 倍[9]。

2.2 存在问题

2.2.1 肥料化利用方面 随着规模养殖加快发展，养殖业与种植业分离， 客观上隔绝了粪便直接还田[10]。 有机肥特别是液态有机肥既脏又臭，相比化肥，所需劳动强度大、施用成本高、见效慢，使得农民使用有机肥的积极性不高。

2.2.2 能源化利用方面 专业化企业市场运营仍面临不少制约因素。比如农村人口分布比较分散，集中供气所铺设的沼气管网投资大，安全风险高，养殖企业不愿意发展。 还有每天不断产生的粪污与农作物季节性施肥所造成的供求不平衡问题。

3 对策与措施

3.1 政府大力扶持 加大宣传力度，提高农民对耕地质量的认识，引导农民改变施肥习惯。优化调整养殖布局，以地定肥，以肥定沼，以沼定养，从而实现养殖业布局合理化、生产规模化、养殖绿色化。 鼓励引导养殖企业或第三方专业化集中处理粪污， 充分挖掘粪污资源价值，大力发展商品有机肥，通过出售有机肥、沼肥和沼气等商品，将种植农户与养殖企业联系起来，形成种养一体化生态循环发展模式。

3.2 推进PPP 模式 PPP 模式即采用政府和社会资本合作模式，支持第三方（社会资本）进入农业废弃物资源化利用建设。针对养殖业粪污处理难问题，构建畜禽粪污集中收集处理模式， 通过畜禽粪污集中处理中心提供粪便收运、沼液配送、生产有机肥等专业化服务，形成“生态养殖+沼肥配送+高效种植”的农业循环经济模式[11]。目前已有福清（PPP）模式正在建设探索之中。

3.3 探索畜禽养殖业的碳交易 2021 年7 月16 日，全国碳排放权交易市场开启。 目前我国碳排放权交易市场还处于起步阶段， 可以在福州探索如何将畜禽养殖产业纳入碳排放权交易市场， 促进福州市农业碳中和账户体系形成。

4 小 结

总之， 福州市畜禽养殖业产生的温室气体排放量已趋于稳定，想要减少福州市畜禽产业的碳排放，要依托于畜禽粪污资源化的利用， 通过生物肥料替代化肥和沼气代替化石燃料， 将养殖业的碳排放抵消，最终实现福州市畜禽产业的可持续发展。