石家庄新闻网 时间:2025-10-21 07:04:14 来源:中国环境
在新一轮国家自主贡献(NDC)目标中,中国郑重承诺,到2035年实现全经济范围内温室气体净排放量较峰值水平降低7%至10%。
根据首次履行双年透明度报告义务的官方文件《中华人民共和国气候变化第一次双年透明度报告》(以下简称《报告》)中披露的2020—2021年国家温室气体清单,全经济范围内温室气体作为气候和环境管理的重要领域,其范畴广泛且复杂,不仅限于传统认知中的二氧化碳(CO2),还涵盖了甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)等六种温室气体。
科学界普遍认为,非二氧化碳温室气体对实现《巴黎协定》温升控制目标具有决定性意义。其中,氧化亚氮因其极强的增温潜势和长效作用,正成为气候变化治理的新焦点。
氧化亚氮:全球气候治理的关键一环
据了解,氧化亚氮(N₂O)作为第三大温室气体,其百年尺度全球增温潜势是二氧化碳的273倍,对全球气候系统的威胁不容小觑。
IPCC第六次评估报告数据揭示了问题的严峻性,全球气候变暖主要由二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体引起,其中,氧化亚氮排放使全球温度增加0.1度,甲烷则导致增温0.5度。这一数据凸显了氧化亚氮在全球升温中的显著作用。
国家应对气候变化战略研究和国际合作中心首席科学家徐华清徐华清从全局角度分析指出:“非二温室气体排放占全球人为温室气体排放比重的四分之一,是25%。从中国的排放情况来看,中国的非二温室气体排放总体占了整个温室气体排放的21%。”这一比例意味着,如果忽视非二氧化碳气体的管控,中国的碳中和目标将难以圆满实现。
农业领域作为氧化亚氮排放的主要来源,其管控尤为重要。原商务部副部长、第十四届全国政协常委钱克明从农业全局视角指出:“农业大约贡献了约15%的全球人为温室气体排放。其中,氧化亚氮源于化肥施用与土壤的氮循环。”他进一步强调减排与增产的辩证关系,“传统农业的高投入、高排放、高污染的模式,虽然短期内支撑了产量的增长,但长期侵蚀了生态基础。减排与增产要相辅相成,减少温室气体排放的同时,我们要优化养分的循环,提升土壤有机质含量,可以增强农业系统的稳定性,为持续增产提供保障。”
特别需要关注的是,氧化亚氮不仅直接导致全球变暖,还会破坏臭氧层,造成多重环境危害。徐华清用具体数据揭示了农业领域的关键作用:“从甲烷和氧化亚氮排放来看,农业领域的排放占了中国甲烷和氧化亚氮排放的一小半。”这些数据充分说明,有效管控农业领域的氧化亚氮排放,已成为实现中国新一轮NDC目标不可或缺的环节。
排放现状:氮肥生命周期中的氧化亚氮排放
根据《报告》的权威数据,2021年,中国氧化亚氮排放总量为210.2万吨,呈现出明显的行业分布特征。其中,农业活动排放94.9万吨,占比45.1%,成为最大排放源。
根据美国环保协会联合中国农业大学与国家玉米小麦改良中心共同发布的《中国氮肥生产与消费的氧化亚氮减排研究》(以下简称《研究报告》),农业源氧化亚氮排放具有明确的分布特征,其中,农用地排放约71.8万吨,占比75.7%,动物粪便管理排放22.7万吨,占比23.9%。农用地排放主要来自氮肥施用,这与中国的氮肥使用现状密切相关。中国的氮肥产量和消费量均居全球首位,目前,中国的氮肥使用主要以尿素为主,占比60%左右。
《研究报告》显示,中国氮肥生产具有显著的“煤基”特征。数据显示,全球约72%的合成氨(氮肥是尿素和硝酸铵等氮肥的主要原料)生产以天然气为原料,而我国以煤炭为原料的比例高达79.59%。这种能源结构导致中国氮肥生产的碳排放强度普遍较高。
另外,硝酸是氮肥工业的重要中间物质,可用于合成硝酸铵等硝基化肥。中国作为全球硝酸生产大国,2020年产量达1320万吨,年排放氧化亚氮约10万吨,温室效应相当于3000万吨二氧化碳排放。我国主要采用双加压法生产硝酸,在未应用减排技术的情况下,每生产一吨的氧化亚氮排放量为7千克—9千克,而欧洲采用减排技术后,每吨硝酸的氧化亚氮排放量可降至1.85千克。
我国内多位研究者的研究数据显示,中国氮肥行业温室气体排放量占全国排放总量的3.5%,其中氧化亚氮排放量占全国排放总量的33%。这一比例充分说明氮肥行业在氧化亚氮减排中的重要地位。
积极探索:已建立起较为完善的氮肥减量增效政策体系
氮肥利用效率是评估作物对施入土壤氮素吸收比例的关键指标。当前全球氮肥平均利用率约为42%,其中以美国为代表的发达国家氮肥利用率普遍达到60%以上,而中国平均氮肥利用率通常在28%-41%之间,低于全球平均水平及发达国家水平。
尽管氮肥对中国粮食安全贡献显著,但其过量施用导致土壤大面积酸化,20世纪80年代以来主要农田土壤 pH 值平均下降0.5个单位,其中60%-90%归因于氮肥(Guo et al,2010)。此外,农业源氮、磷已成为导致水体富营养化的主要成因,2010年第一次污染源普查显示其对水体中总氮、总磷的贡献率分别达 57.2%和 67.4%
在气候影响方面,研究表明氮肥生产及施用产生的温室气体净排放量在2010年达到4.52亿吨二氧化碳当量。这些数据共同描绘出氮肥全生命周期环境影响的完整图景,凸显了氧化亚氮综合治理的紧迫性和必要性。
据了解,中国已建立起较为完善的氮肥减量政策体系。“中国在2015年实施了化肥零增长行动,2015年到现在中国氮肥的用量下降了1000万吨,从最高峰的3500万吨左右降低到了现在的2500万吨。这1000万吨的下降带来了排放的减量超1.5亿吨。” 中国农业大学资源与环境学院教授张卫峰介绍说。
2021年“双碳”目标确立后,农业农村部和国家发展改革委发布《农业农村减排固碳实施方案》,将化肥减量增效列为重点行动。随后,农业农村部进一步发布《到2025年化肥减量化行动方案》,提出通过“精、调、改、替、管”五条技术路径,力争2025年全国三大粮食作物化肥利用率达到43%。
近年来,我国不少地区积极探索化肥减量增效创新举措。吉林省梨树县通过科技小院技术集成,粮食产量从每公顷9吨增长到12吨,氮肥用量从每公顷300公斤以上降低到250公斤;河北曲周在过去的15年间,小麦加玉米的年产量从每公顷15吨突破到22吨,氮肥用量从每公顷580公斤下降至400公斤左右。张卫峰教授总结道:“这些地方实现了作物大量的增效,农户能够在减‘肥’的过程中增产,实现自主的减‘肥’和减排。”
挑战与破局:全产业链协同为新一轮NDC目标实现提供保障
在全球低碳转型的背景下,控制氧化亚氮排放已从可选课题转变为必答课题。从农田到工厂,从政策到技术,中国正在探索一条兼顾粮食安全与气候责任的减排之路。这条道路虽充满挑战,但也蕴藏着农业与工业绿色转型的重大机遇。只有通过全产业链的协同努力,才能实现氧化亚氮的有效管控,为中国新一轮NDC目标的实现提供坚实保障。
事实上,氮肥行业产业链由原材料供应、生产加工及下游应用三大环节构成。上游以天然气、煤炭、合成氨等基础原料为主;中游通过煤气化、合成氨转化及尿素合成等工艺,形成铵态氮肥、硝态氮肥、酰胺态氮肥等多种主要产品形态;下游应用覆盖农业种植、林业培育、园艺管理、畜牧养殖及工业生产等多个领域。
减少氧化亚氮排放,需要从整个产业链入手,协调政府部门、生产企业、农业经营主体、科研院所、行业协会、金融机构、社会组织、化肥经销商等多方利益相关主体,形成协同发展的产业生态。
基于现状,多位专家提出要从多个层面推进氧化亚氮减排。
一是优化能源结构与生产工艺。逐步降低氮肥生产对煤炭的依赖,推动可再生能源在氮肥生产中的应用。重点推进硝酸生产中的氧化亚氮减排技术应用。
二是完善政策体系与市场机制。我国碳市场目前已经纳入电力、水泥、钢铁等行业,下一步需要加快将化肥等化工行业纳入全国碳市场,建立健全氧化亚氮排放的专项控制方案。
三是提升氮肥利用效率。继续推广测土配方施肥、水肥一体化技术和新型肥料。针对蔬菜等高氮肥施用作物,重点推进减量增效。加强区域差异化施肥指导,特别是在西北等高强度地区实施精准施肥。
四是加强科技创新与国际合作。加大绿氨等零碳氮肥生产技术的研发投入,推动人工智能、生物技术在农业减排中的应用。借鉴欧洲等地的先进经验,加强氧化亚氮减排领域的国际合作。
美国环保协会气候智慧型农业副主任孙芳博士乐观地指出:“中国正在面临包括能源转型在内的全面转型,绿色经济、技术推动等都可以成为化工行业的低碳转型的推手。”氧化亚氮减排工作应把握机会,加快布局和产业升级改造,凝聚政府、企业和社会合力,进而实现环境效益与经济效益双赢,为全球气候治理做出贡献。
编辑: 贾聪 责任编辑:尚燕华