山西富碳農業吃掉工業碳排讓工業廢氣變為農業資源

　　9月2日，是山西省煤基重點科技攻關項目投標受理第2天，山西農業大學生命科學與工程學院教授常明昌，與他的團隊選擇的“標段”是“設施食用菌高效碳循環研究與示范”。

　　這是本次重大招標項目中的七個大項之一富碳農業的一個分項目，另外兩個分項目是設施蔬菜高效固碳和微藻燃油關鍵技術研究示范。山西把發展富碳農業列為創新驅動、低碳發展的一個新興產業領域，將從投入上、科研上以及產業化等各個環節加大力度。

　　讓工業廢氣變為農業的資源

　　山西是高碳能源產業結構，也是全國碳排放最高的省份。節能并降低碳排放、固碳并轉化利用是山西實現經濟轉型的重要措施。富碳農業可以將工業上過剩的二氧化碳用于農業生產。開展富碳技術研究、建立富碳農業技術基地、進行富碳農業技術集成示范，最終實現廣泛推廣應用，對于山西實現高碳資源低碳發展，黑色資源綠色發展，促進富碳農業新興產業發展意義重大。

　　發展富碳農業可以消耗CO2，緩和工業碳排放壓力，減輕大氣污染和水資源短缺等資源環境壓力。山西在“以煤為基，多元發展”的大背景下，大力發展富碳農業，不僅可以使工業廢氣變為農業的寶貴資源，實現CO2在工業和農林草業之間循環利用，而且可以減少溫室氣體排放，實現低碳工業與富碳農業的互補發展。

　　富碳農業工廠可以使山西450萬畝鹽堿地、沙荒地以及目前大量存在的溝、坡、坎、塘、廢礦井、土窯洞及采石、采礦、采砂、取土和磚瓦窯采區等困難立地等進行建設，從而促進農業產業結構調整，擴大種植面積，有效緩解耕地面積的不足。

　　設施農業是在封閉或半封閉狀態中進行，多數時間處于缺乏CO2的狀態，嚴重影響單產水平的提高，將工業產生的CO2施用到設施中，能夠高效利用，數倍提高蔬菜產量。我國菜農也意識到補充CO2大幅提高單產的效果，采用各種方法施用CO2，取得良好效果。

　　山西農大園藝學院教授溫祥珍說，實施富碳農業的效果是非常顯著的。據初步估算，僅富碳設施農業一項，CO2減排量就十分可觀：山西180萬畝溫室大棚，按照目前世界上比較先進的溫室施CO2 35kg/m2計，1年就可固定CO2420億公斤，這個數據相當于山西全省的碳減排任務。如果全省的設施蔬菜在目前基礎上增施CO22—3倍，可吸收CO21000—1500萬噸；另外，全省年產秸稈1900多萬噸，利用露天焚燒的400萬噸秸稈用于食用菌生產，可減排CO2 670萬噸；光伏食用菌大棚1萬畝每年發電可達3億度，節約標煤120萬噸,折合減排CO2 300萬噸，效益約2億元。增施CO2后，設施蔬菜產量可以大幅度增產，僅此一項全省可以增產增收上千億元。一減一增之間都是低碳發展的大軌跡。

　　常明昌說，山西食用菌年人均5.5公斤，遠低于全國年人均20.6公斤。如果僅把每年露天焚燒的約400萬噸秸稈用于食用菌基質，可生產200萬噸食用菌；其中20%用于精深加工，總產值就可達300億元。山西現代農業就有望形成“植物—動物—菌物”三足鼎立的“三維農業”格局。

　　“6＋1”架構突破技術瓶頸

　　山西發展富碳農業面臨的技術難題是：固碳、節能和減排三個方面的各項技術都有待突破，特別是CO2高效“氣體肥料”開發、富碳條件下設施生產消減CO2技術、光伏食用菌生產技術、富碳農業生產設施與環境調控裝備以及能源微藻高效轉化CO2生產清潔燃油的關鍵技術等方面急需突破。

　　針對發展富碳農業的技術瓶頸，山西制訂的富碳農業產業創新鏈部署設計了“6＋1”的架構，“6”是指食用菌、設施蔬菜富碳、微藻燃油高效固碳、土壤高效固碳、困難立地設施富碳和林果草高效固碳和6個產業創新鏈；“1”是指一個監測評估服務系統。

　　山西省發展富碳農業的措施是，要形成“一院二工廠N基地”：即建立山西省富碳農業研究院；建設一座現代化的富碳農業實驗示范工廠，建立一座“能源微藻轉化煤基燃氣CO2生產清潔燃油示范工廠”；在全省不同生態區建立N個富碳農業試驗示范基地。

　　研究院將重點圍繞節能、減排、固碳三個方面，研發一批關鍵技術和產品，孵化、培育一批科技型龍頭企業。富碳農業工廠將運用太陽能、風能、氣肥、溫控、新種子、無菌車間等技術條件，建設高效農業工廠，構建完整的富碳農業循環產業鏈。可以看到富碳農業新技術、新材料的應用成果，可以看到色彩斑斕、品種多樣的富碳農業果實、花卉和種子等。在全省不同生態區建立N個富碳農業示范基地。進行不同類型富碳農業試驗示范，包括工礦廢棄地、鹽堿沙荒地、溝坡坎地等困難立地及農林草復合生態系統。

　　60多個“后備”項目形成攻堅梯隊

　　除了本次招標的3個項目，山西已經優選出60多個富碳農業“后備”項目。這些項目將在今后分批次給予立項支持。

　　富碳農業設施和環境控制。開展不同立地環境日光節能溫室建造結構、材料、工藝、栽培設備、環境控制等關鍵工程技術研究，實現溫室建造結構動態宜地、取材就地節能、工藝優化簡潔、栽培設備高效、環境智能控制等的系列化、標準化。最優先研發日光溫室富碳化工程技術研究與示范，優先研發不同困難立地農業設施建造與環境控制研究與示范。

　　設施園藝作物高效固碳生產。重點研究適合山西不同設施中施用CO2的方式方法；不同蔬菜、花卉、果樹上施用濃度、措施、使用效果；施用CO2后對資源的利用效率，確立富碳生產的環境條件等，并將研究成果應用于生產中進行示范推廣。示范面積初步達到20萬畝，輻射面積80萬畝。

　　二氧化碳高效綜合利用。開展高效二氧化碳固態氣肥研制與開發、高效二氧化碳液態氣肥研制與開發、高效二氧化碳氣肥緩釋調控關鍵技術研究、二氧化碳對畜產品保鮮技術研究，實現二氧化碳的循環利用，提供適合溫室大棚使用的高效二氧化碳氣肥產品。

　　食用菌集約化高效生產與精深加工。開展深加工研究，扶持工廠化生產，帶動秸稈基質化利用。

　　能源微藻轉化CO2生產清潔燃油。開展工廠化微藻養殖、高效吸收CO2和生產清潔燃油的關鍵技術工藝和配套裝備研發，年產170萬噸微藻燃油及副產品，年產值達180億，形成具有市場競爭力的新型微藻燃油產品和產業。