双碳背景下生猪产业发展挑战与路径探索

马子龙 ，雷晓玲 ，肖 洋 ，黄媛媛 ，曾国明 ，

（1.重庆科技学院，重庆 401331；2.重庆市科学技术研究院，重庆 401123）

0 引言

我国在联合国大会上宣布“双碳”目标，力争2030年前达到碳达峰，2060年前努力争取实现碳中和。中国是全世界最大的畜牧业生产国，畜牧行业排放的温室气体量远超其他行业，是造成全球气候变化的主要原因之一。现有研究一般从智能化发展、产业升级、绿色技术创新、构建低碳养殖机制等方面进行分析，并获得了一系列研究成果，对后续畜牧业绿色低碳发展提供了良好思路。本文在分析我国畜牧行业碳排放现状与存在问题的基础上，通过列举生猪低碳养殖的典型案例，对现代畜牧业低碳发展路径进行探索，提出相应的对策建议。

1 我国“双碳”现状及实施路径

1.1 “碳达峰 碳中和”提出背景

2020年9月22日， 国家主席习近平在联合国大会宣布“双碳”目标，力争2030年前达到碳排放峰值，争取2060年前实现碳中和，实现“双碳”目标以应对全球气候变暖和极端天气事件频繁发生的挑战。实现这一目标是为了应对气候变化、保护生态系统、可持续发展，但我国面临碳排放差异、能源结构转型和环境治理等多重挑战。这一目标对我国未来发展具有内在重要性，同时也是响应国际气候变化承诺的重要举措。

1.2 双碳的内涵

碳达峰是指某个地区或行业年度CO2排放量达到历史最高值，然后经历平台期进入持续下降的过程，是CO2排放量由增转降的历史拐点。碳中和是指在一定时间内把由各种人类活动直接或间接产生的CO2排放量，通过人类植树造林、节能减排等形式来抵消掉，最终实现CO2零排放。碳达峰与碳中和一起，简称“双碳”，前者是后者的基础和前提，达峰时间的早晚和峰值的高低直接影响碳中和实现的时长和实现的难度；而后者是对前者的紧约束，要求达峰行动方案必须要在实现碳中和的引领下制定。“双碳”关系见图1。

图1 “双碳”关系

“双碳”目标引领我国向绿色低碳发展迈进，促进向可持续发展模式转变，推动经济高质量发展、保障能源可持续发展，树立国际绿色发展典范，助力生态文明建设。这一目标驱动经济绿色转型，提升产业链现代化水平，减少化石能源依赖，促进创新驱动发展。同时，确保能源安全和提高能源供给可持续性，所以要把“双碳”纳入生态文明整体布局。

1.3 我国“双碳”现状与挑战

2021年国务院发布了2030年前碳达峰行动方案，主要目标包括单位GDP 能耗降低13.5%、单位GDP 二氧化碳排放降低18%、减少主要污染物排放、提高森林覆盖率至24.1%。到2030年，二氧化碳排放将下降65%、非化石能源占比将达25%左右、森林蓄积将增加60亿立方米、风电和太阳能装机容量将超过12 亿千瓦。实现双碳目标面临巨大挑战，包括控制能源需求增长、降低碳排放强度、调整产业结构。

1.4 我国“双碳”实施路径

进行能源革命是我国碳减排的措施之一，清洁化是能源生产碳减排方向，而电气化是能源消费碳减排方向，要加快推动产业转型升级，着力培养战略性新兴产业，优化传统高耗能产业格局，全面加速优化产业结构，同时要注重供给侧改革，严禁新增钢铁产能且坚决压缩钢铁产量，推进我国钢铁行业兼并重组。要增加森林面积和蓄积量，加强生态保护修复来达到增加碳汇的目的，并且不能忽略研发推广负排放技术，在转变传统思维的基础上，遵循绿色低碳发展理念，建设零碳社会。推进绿色金融也是碳减排的主要措施之一，碳金融把二氧化碳排放权作为一种商品，形成了二氧化碳排放权的交易，简称碳交易。全国碳排放权交易市场是实现碳达峰与碳中和目标的核心政策工具之一。

2 我国畜牧业碳排放现状与存在问题

2.1 我国畜牧业碳排放现状

我国是全世界最大的畜牧业生产国，农业部门的人为碳排放源仅次于能源部门，每年畜牧行业排放的温室气体量约占总排放量18%左右，远超交通和工业等其他各行业，成为影响全球气候的主要因素。我国畜牧业饲养模式正由低生产力的农户散养模式向高生产力的集约化养殖模式转变，加剧了畜牧业与环境保护之间的矛盾。全球每年约65% 的N2O 和9% 的CO2排放量来自于畜禽养殖行业，同时贡献了约占1/3 的CH4气体排放量，其中CH4主要来自动物瘤胃发酵和畜禽粪便处理，N2O 主要来自粪便还田利用。我国畜牧业碳排放存在区域差异，东部、中部地区和全国在1997—2017年之间畜牧业碳排放量呈下降趋势，而西部地区则呈现上升趋势。

2.2 我国畜牧业发展存在的问题

我国畜牧业面临科技化程度低、草地退化、环境污染和资源浪费等问题。科技成果转化率在15%以上，最高不超过20%。目前西方发达国家这一领域的科技成果转化率整体上已经超过60%。其中美国、日本等科技大国甚至已经超过75%，影响畜牧业的科技化发展。同时，草地严重退化，内蒙古有28.6%的土地呈沙化趋势，对畜牧业构成严重问题。环境污染和资源浪费也日益加剧，缺乏统一管理制度，导致资源浪费。

3 现代畜牧业低碳发展路径探索

要实现现代畜牧业低碳发展首先要转变认知，从生态生产视角审视畜牧业，加快从狭义畜牧业的认知转型到现代广义畜牧业，跳出思维局限，构建“资源—环境—畜牧业”融会贯通的思维模式。转变认知不仅要做到正确审视畜牧业，还要转变增长方式和资源利用方式，迅速推动传统数量型畜牧业增长方式向以科技进步为主的内涵式增长方式进行转变，加快传统耗粮耗草型畜牧业向环境友好型和资源节约型畜牧业的发展。在转变认知的基础上同时要合理调整畜种结构，选择有优势有潜力的畜种为主导，逐步形成各方面均优的畜种结构，最终向着现代规模化、集约化、标准化的科学养殖方式发展，重点围绕“粪便的储存、无害化处理和循环利用”，兼顾低碳环保和因地制宜两大理念。实现现代畜牧业的低碳发展离不开科技的全面创新，科技创新要从管理、组织和技术三方面入手，管理创新方面要积极推动畜牧业行政管理创新，组织创新方面要积极发展专业合作组织和协会，技术创新方面将对于驱动畜牧业碳达峰时间略提前于养殖规模达峰时间起到关键性作用。

4 生猪低碳养殖典型案例介绍

4.1 “互联网+”绿色生态智慧养猪

浙江华腾牧业有限公司以绿色生态养殖和废弃物循环利用为标准，利用互联网+养猪思维和技术，建立现代生态智慧牧场。通过物联网、智能监控、云计算、射频识别（RFID）等技术，实现精准饲养管理，生产健康安全的“三无”品牌猪肉，创新了智慧养猪新模式。

4.1.1 环境实时感知与全自动智能化饲喂系统

通过安装环境感知设备，实时监测室内CO2、氨氮、温度、湿度等各项环境信息，并将传感器通过无线网络连接构成物联网。结合季节、猪品种、生长阶段等特点，制定猪舍环境信息采集及调控程序。利用湿帘、地暖、通风、高压微雾等设施和智能技术，实现自动环境调控。在各棚舍内的自动饲喂、饮水系统上安装智能传感和电磁控制设备，实现自动化喂饲和智能给水控制功能。结合各种因素，建立数字模型，实现自动智能化精细喂养。

4.1.2 射频识别（RFID）技术、物联网和精准专家系统

智能养猪系统整合了RFID 技术、物联网和精准饲养专家系统，以及猪肉质量溯源系统，实现全生命周期信息跟踪和溯源。每头猪只植入RFID 芯片，联合传感与视频监控系统，实时监测行为和生理数据。通过合作研究，建立疫病预警和管理模拟专家系统。物联网平台采集环境参数，提供异常报警、自动控制和远程监测。最终，基于积累的数据，建立猪肉质量溯源系统，推广产品并提供实时监测和检测报告。

4.2 “低架网床+益生菌+异位发酵”养猪模式

重庆市优农益家农业开发有限公司成立于2004年，专注于综合生猪养殖，采用低架网床、益生菌、异位发酵养殖模式，并生产绿色环保饲料。目前，该公司运营三个规模化养猪场，总面积近3 万平方米，养殖母猪1 500 头和生长育肥猪20 000 头。2020年进行了改建项目，扩建了畜牧站和种猪场，进一步提升养殖能力。

通过低架网床、益生菌、异位发酵以及生物发酵饲料的综合应用，构建生态安全系统。低架网床结合益生菌和中药发酵酵素，实现动物健康与环境保护的统一，异位发酵处理排泄物，分离、堆肥和净化，生产有机肥，实现资源循环。采用生物发酵饲料，替代高污染饲料，提高饲料利用率，增强生猪免疫力，改善产品品质，同时引入中药保健，取代抗生素，确保安全、高效、生态友好的养殖环境。

4.3 全过程无污染的绿色生猪养殖

大牧人与武汉青村生态农业有限公司合作，以“节能低碳、绿色环保”为核心，采用节能降本-热交换系统和绿色环保—滴流床废气处理系统。该项目符合武汉市政府的绿色生猪产业政策，大牧人作为设备EPC 供应商，致力于帮助客户建立符合新发展格局的行业标杆示范猪场，以应对猪周期、降低成本，并响应国家“碳中和”战略。

实现节能降本和绿色环保的关键在于热交换和废气处理系统。采用地沟热交换系统有效回收猪舍废气中的热能，用于供暖和其他需求，降低能源成本和碳排放。滴流床废气处理系统则通过液体吸收和化学反应，将有害气体转化为无害物质，实现废气的高效过滤和处理，确保环境绿色和生态友好。这两个系统共同助力养殖业实现可持续发展和资源的高效利用。

4.4 规模化、智慧化绿色生猪养殖

中裕现代农业产业园生猪养殖场采用水泡粪模式，使用完全混合式厌氧消化器进行粪污处理，且应用粪肥还田技术。公司充分利用废弃物液态酒糟养猪，成功研发液态饲料，引进液态饲喂系统，实现了规模化、智慧化生猪液态饲料饲喂，提高饲喂效率和效益超过传统养殖方式30%。

采用水泡粪模式、混合式厌氧消化器和粪肥还田技术实现猪场废物资源化管理。通过漏缝地板将废物导入粪池，水稀释粪便和尿液，排污管道将废物引入收集池，用于资源化利用。混合式厌氧消化器处理有机废物产生沼气，提纯为生物天然气出售，沼渣直接用于农田施肥。利用地下管网输送液态沼肥，与灌溉水混合，实现水肥一体化灌溉，提高农田养分利用效率。

5 生猪产业低碳发展结论和建议

本文在基于对生猪养殖典型案例分析的基础上，结合我国的“双碳”现状和畜牧业碳排放现状的背景下，对现代畜牧业低碳发展路径进行探索，得出如下结论。

（1）我国生猪产业低碳发展要采取补前段、强中段、延后段的全过程整体发展思路，将饲、养、排、用全过程和碳排放与资源化进行有效衔接。根据地区特点，选择具备竞争优势和市场潜力的生猪品种和产品作为主要发展方向，逐渐建立具备鲜明特色、适度规模、显著优势和良好经济效益的生猪产业生产集群和市场链。在这个发展过程中要贯彻全过程概念、系统化思路、现代化措施、集约化发展的理念，遵循突出特色、强强联合、优势互补、因地制宜、先立后破、创新发展的原则。

（2）物联网在现代畜牧业中的应用有效降低了成本，它覆盖了从养殖到消费的质量和安全基础，全面涵盖了整个养殖系统，使畜牧业成为一种节能、科学管理、高效益和环保的产业。因此，物联网技术在畜牧业中的广泛应用已成为一种必然选择，也是畜牧业发展的客观规律。

（3）一方面，需要升级畜牧业的产业规模，采取措施推动适度规模化生产，提高生产能力，积极发展现代物流和电商销售等新业态，以增强不同产业部门之间的融合发展能力。另一方面，必须提高产业水平，特别是解决食品安全问题。这包括培育知名品牌，完善产业链，提升畜禽疫病防控和畜产品质量水平，从而提高整个行业的综合发展水平。此外，产业结构需要进一步升级，特别关注加工和流通环节，以完善流通和服务业，延长产业价值链。

基于以上结论，提出下列建议：（1）强化技术支撑。建立生猪产业全过程低碳技术支撑体系，委托技术支撑服务团队进行精细化设计、指导，保障建设项目的低碳目标可达性。（2）打造样板示范。打造生猪低碳养殖典型示范，发挥样板项目的示范效应，设立低碳养猪评优制度，明确奖项申报条件及奖励标准，提高社会各方参与低碳养猪的积极性。（3）开展培训工作。组织各单位对低碳养猪的理念、技术要点和实现路径等进行全面系统的培训，同时对难点及重点问题进行技术培训和答疑。（4）闭合监管体系。明确区域生猪低碳养殖规划目标和发展要求，将生猪低碳养殖纳入各环节进行管控，形成日趋完善的全过程闭合管理。（5）实施考核制度。制订奖补办法，明确奖补范围、标准和方式，规范组织实施，调动各类资本实施低碳养猪的积极性。（6）建设智慧平台。采用先进的智慧化技术对低碳养猪完成效果及区域分布进行科学的效果评估，将各区域低碳养猪信息管理系统融入城市建设综合信息平台。

建立生猪养殖智慧健康系统，从源头开始深化生猪产业规划和布局，多元化举措同时助力生猪养殖，在生猪养殖过程中注重科学饲养，建立生态长效监测机制，同时要优化猪场疫病防控工作，打造全过程、智慧化、集约化的绿色低碳生猪养殖产业。