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全球气候变暖带来冰川消失、海平面上升等一系列危机人类生存的地球环境变化,大气中温室气体浓度的升高被认为是引起全球气候变暖的因素之一,而城市化的进程无疑加速了温室气体浓度的增长。温室气体(Green House Gas),即GHG,据IPCC(2006)最新报告指出,主要包括二氧化碳(CO2),甲烷(CH4),氧化亚氮(N2O),六氟化硫(SF6),氢氟碳化物(HFCs),全氟化碳(PFCs) 和臭氧(O3)等,水汽也是一种强烈的温室气体。
随着科学家对温室效应的发现以及全球对降低温室气体排放的越发重视,由政府间气候变化专门委员会(IPCC)于2006年碳排放计算指南,重新制定了用于上述温室气体转化为二氧化碳排放量的排放系数。该转化排放系数包括直接排放系数和间接排放系数。直接排放系数适用于CO2,而间接排放系数使用于CH4和N2O,通过GWP(Global Warming Potential)转化为等效的CO2排放量,即通常表示为CO2e。例如,CH4的GWP折算值为21,N2O的GWP折算值为310。这样,温室气体的排放量可以通过排放系数转化成CO2e,而世界各国由此推行的“低碳经济”也就有了一个可以具有量化的统一指标,即二氧化碳排放当量。
城市是低碳经济发展最主要的实施平台,城市快速路在城市路网体系中占主导地位,是大流量交通的重要快速运送载体,肩负着使城市交通出行更快更有效的服务性重担。城市快速路作为城市重要基础设施之一,在低碳化城市建设中扮演着极为重要的角色,是完成城市减排目标的实施主体。目前我国大中城市快速路网的建设正进行的如火如荼,许多省会城市都在“十二五”交通规划中提出要大力发展和完善城市快速路网建设,提出建设以快速路为主体、辅以部分准快速路的快速路网体系,以缓解城市地面道路巨大的交通压力。例如,杭州市计划在“十二五”期间完成建设的快速路总长达124.8公里(含已开工未完工项目),改造提升的准快速路总长29.1公里,合计153.9公里。 深圳市也提出到“十二五”末期,将完成14条共283.3公里的城市快速路建设,所产生的二氧化碳排放当量将达到200万吨之巨,具有广阔的节能减排空间。
市政基础设施建设是碳排放行业,城市快速路的建设实施更是需要消耗大量高能源高碳密度原材料产品,在后期运营阶段直接或间接造成的温室气体排放。本文就城市快速路系统建设实施阶段中建设材料开采和制备,材料运输至施工现场并实施摊铺建设等一系列方面的温室气体排放进行分析研究,并提出控制对策。
一、城市快速路建设过程温室气体排放途径
城市快速路建设是城市温室气体排放源之一。就建设周期而言,温室气体排放的来源主要有各类建设材料生产和制备所消耗的电能和燃油,建设材料在运输过程中消耗的燃油,在建设实施过程中涉及的施工设备的燃油和电能消耗以及在道路拆除过程中消耗的燃油和电能,具体排放途径见表1。
表1城市快速路建设中温室气体(GHG)排放的主要途径
建设周期主要阶段 用途 途径描述
1 建设材料生产和制备 原材料开采和加工 开采原材料消耗能源(如柴油,电力);回收材料的再生利用产生GHG
混合料组成材料生产 各种混合料的生产过程消耗电力等能源产生GHG
2 建设材料运输 材料初级加工厂/混合料制备厂/施工现场之间的运输 运输原材料至初级加工场所;运输初级加工材料至混合料加工厂;运输各种混合料至施工现场所消耗能源产生GHG
3 建设实施 路面摊铺建设 实施路面摊铺,碾压,成型等施工过程产生GHG
路面养护/维护 路面常规养护及病害处置措施;路面预养护过程产生GHG
4 周期结束 拆除和回收利用 设施拆除和移置;路用材料的再生利用折减GHG
基于上述温室气体排放途径的分类方法,瑞典IVL环境研究所的Hakan Stripple等人建立了道路建设能耗与温室气体排放计算模型,并针对常规道路建设实施技术和施工工艺开展了一系列研究工作,总结了道路建设中典型材料和工艺的能耗与温室气体排放表,见表2。
表2快速路建设中典型材料和工艺的能耗与温室气体(GHG)排放表
材料或工艺 能耗(MJ/t) CO2e (kg/t) 数据来源
沥青混合料 4900 285 Eurobitume
乳化剂 3490 221 Eurobitume
水泥 4976 980 Athena & IVL
碎石 40 10 Colas
集料 30 2.5 Athena & IVL
钢材 25100 3540 Athena & IVL
水 10 0.3 IVL
燃油 36680 2765 IVL
热拌站 275 22 IVL
冷拌站 14 1 IVL
铣刨/回收 12 0.8 IVL
就地冷再生 15 1.13 IVL
热拌混合料摊铺 9 0.6 IVL
冷拌混合料摊铺 6 0.4 IVL
水泥混凝土摊铺 2.2 2 IVL
运输 /km 0.9 0.06 IVL
英国、美国、法国和瑞士等国也相继开发了针对道路工程全寿命周期内碳排放量的计算模型和软件,比较典型的有英国交通研究实验室(TRL)研发的asPECT计算模型,美国加州大学伯克利分校的Arpad Horvath教授联合加州路面研究中心合作开发的一款基于EXCEL的碳排放计算模型-PaLATE等,为国内外道路建设工程的低碳化实施提供了可靠的计算方法和量化依据。在工程实际应用方面,加拿大Pierre T. Dorchies等人采用表2所列的碳排放基础数据,对加拿大魁北克市一条城市快速路的建设过程中所采用的主要建设材料制备和实施技术等进行温室气体排放量的计算,具体结果见图1。
图1 主要建设材料制备和实施技术的温室气体排放
分析结果表明,在选取道路主要建设材料时,水泥混凝土制备时采用的水泥等粘结材料所产生的温室气体排放量远远超过热拌沥青混合料中所采用的沥青粘结料,因此我国大力采用和推广沥青路面,既可以提高路面行驶质量,又符合节能减排的发展趋势。
二、温室气体减排途径
城市快速路系统温室气体排放的最终目的是寻求温室气体排放的途径,建立低碳城市路建设策略。综合国外研究基础和国内道路建设现状,笔者认为低碳快速路系统构建关键是在规划理念,工艺选择和低碳实施技术的方案比选中引入“碳尺”概念,分析和探索建设期内的碳足迹,选择合理技术方案。并且,在建设材料开采、运输、拌和和实施摊铺建设中全方位采用低碳技术,削减“碳源”,增加“碳汇”,实现提高交通运输能力的同时降低能耗和碳排放量。
(一)树立低碳规划理念
城市快速路系统规划最为关键的问题是科学选择快速路类型,实际规划中应在综合考虑城市规模和整体路网布局、规划路线位置和走向、周边环境影响等因素的基础上,评估不同方案并统筹考虑社会、经济和环境效益。
(二)低碳快速路设计总体技术的应用
1.道路功能设计技术
注重采用符合生态保护、污染控制、地形维护等道路选线技术,降低道路工程对生态、环境以及资源的影响程度;应区别道路功能分级特点,合理安排机动车、非机动车与行人的通行权利,减少交通干扰,保障交通安全,提高交通效率。
快速路为城区大组团沟通和长距离交通服务,应保证机动车流连续且封闭式运营,避免沿线交通流对主线的干扰。快速路辅路为城市主、次干路网的组成部分,兼起快速路集散道路的功能。
2.路线设计技术
路线设计应符合道路交通专业规范的基本要求,且应采用以平(坡度小)、直(曲率大)、顺(适应地形)为控制要素的道路路线,尽可能降低车辆行驶能耗和尾气排放,并在土方平衡方面体现设计方案优势;路线的特殊设计除应满足特定功能指标的要求外,应充分体现低碳设计技术理念。
(1)平曲线设计应确保线形连续;
(2)纵断面设计应避免大纵坡,宜采用不超过3.0%坡度设计,特殊情况超过3.0%要求的,应进行能耗和碳排放量指标技术方案论证。
3.时空一体化分配的横断面设计技术
道路横断面设计宜采用集约布置、结构合建、机动车交通减少干扰、慢行交通保障通行、近、远期结合的时空一体化分配设计技术,充分发挥地面及其上、下部道路可通行空间的功能,在节约土地资源、降低建造和运行成本、倡导非机动化出行模式等方面体现道路工程建设的先进性。
快速路沿线根据需要设置辅路,在主城区建筑和道路网络密集时宜采用主线高架或地下的形式,地面层设置交通集散的道路。快速路主线为机动车专用,与辅路严格隔离。快速路辅路或地面道路等级为主干路或次干路,横断面设计满足主、次干路的要求。
4.以交通需求为导向的节点交叉设计技术
路网节点交叉设计应采用以满足近、远期预测交通量、符合交叉功能要求的关键设计技术,适应交通量变化的交叉型式有利于节约土地资源,适当的交叉口通行能力有利于车流快捷地通过交叉口,减少交叉口延误,减少尾气排放和降低燃油能耗。
(1)二条快速路相交应采用互通式枢纽立交形式。
(2)快速路和主干路相交应保证快速路主线连续通行,可采用一般互通式立交形式。
(三)选择功能与结构组合一体化的低碳道路建设技术
1.选择节碳工艺减少外加碳源
温拌沥青混合料技术通过降低沥青混合料拌和与摊铺温度,达到降低沥青混合料生产过程中的能耗与CO2气体及粉尘排放量的目的。由于温拌沥青混合料的拌和温度比普通热拌沥青混合料低30-50℃,因此可节约30%的能源消耗,减少20%的二氧化碳排放量。温拌沥青混合料可作为新建路面材料应用于长隧道路面施工、超薄层罩面和桥面铺装等。
2.鼓励多使用回收旧料和再生材料
废旧材料回收路用技术是指将诸如橡胶、塑料等固体废弃物通过一系列工艺加入到沥青中,经过搅拌制备成具有改性沥青特性的橡胶(塑料)沥青。橡胶(塑料)沥青可减轻“黑色污染”,作为低碳型沥青改性剂提高路用性能,减少传统高碳型SBS改性剂的使用量,并可使废旧材料循环利用,节约能源,减少二氧化碳排放。
沥青路面再生利用技术是将需要翻修或者废弃的旧沥青路面,经过翻挖、回收、破碎、筛分,再和新集料、新沥青适当配合,重新拌和成为具有良好路用性能的再生沥青混合料,用于铺筑路面面层或基层的整套工艺技术。提高沥青路面再生利用率至20%,能够节约相应数量的沥青和砂石材料,同时能有效降低处治废料的能耗,减少10%的二氧化碳排放。
3.选择高性能路面材料和长寿面路面结构,延长其使用寿命
高性能路面材料技术是指通过一系列改性工艺技术使路面材料的使用性能得到大幅度提高,如高模量沥青、高粘度沥青以及高弹性沥青等材料,可以有效提高路面在多种条件下的使用性能,减少路面病害,延长其使用寿命,从而降低路面后期的养护成本和频率,在全寿命周期内减少碳排放。长寿命路面结构又称永久型路面,通过采用全厚式沥青层或者深层高强沥青层的方法,可以基本消除传统普遍存在的结构性损坏,路面的损坏只发生在沥青路面的表层,因此只需要定期的表面铣刨、罩面修复,在使用年限内不需要进行大的结构性重建。使用长寿面路面结构,可以使道路建设在全寿命周期内节约5%的建设材料,降低能耗10%,减少10%的二氧化碳排放量。
三、结语
开展城市快速路系统建设低碳技术研究,目的是在我国加快推进城镇化建设进程,基础设施投资和建设仍处于高速发展时,在快速路网规划、设计和建设工艺技术选择方面,不仅仅关注项目的社会效益和经济效益,而应在更好层次上关注低碳技术的研发。近期应特别关注城市快速路系统碳排放指标的研究,在方案选择上注重建设材料的选择和实施建设的全过程整体性考虑;注重分析不同材料的在建设时的碳密度,在道路运营过程中的回收利用和再生率;注重分析低碳建设指标;采用碳尺进行方案比选,推动和完善我国低碳城市快速路系统的建设和发展,使城市快速路系统的建设实现低消耗、低污染、低排放的目标。
参考文献
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二、循环经济是煤炭企业实现可持续发展的必然模式
(一)循环经济模式是煤炭企业健康发展的保障
煤炭企业循环经济是改变旧经济理论,在研究资本循环、劳力循环的基础上,更要研究资源循环,其目的除了创造社会财富以外,还要保护被破坏的最重要的社会财富,维系生态系统平衡,减少外排放,实现零污染。煤炭企业发展循环低碳经济,既可减少治污成本,又可成为新的经济增长点,获得的是双倍财富。在很大程度上,很多人会理所当然的认为煤炭企业就是产“碳”的企业,与环境污染息息相关。其实不然,煤炭污染和碳排放是工业应用中利用煤炭制造热能过程中释放的,煤炭企业本身煤消耗比较低,对外界环境污染相对比较少。尽管如此,煤炭企业也要发展循环低碳经济,从源头上开始节能减排。“再循环”是指废品的回收利用和废物的综合利用;“再利用”就是不断地利用可以利用的资源,减少资源浪费,维持被人类活动破坏的生态系统与自然和谐,也是创造财富。也就是说在企业生产过程中,充分利用人的主观能动性与创造性来通过预防减少废弃物的产生;尽可能多次使用物品;尽可能使废弃物资源化。对无法减少再循环再使用的废弃物作无害化处理,并不断治理和修复由于我们的生产而造成的污染与环境的破坏。从而使每一个生产过程产生的废物都得到循环往复的利用。具体讲,就是开发资源而不破坏资源,向规模化、集约化方向发展;依托资源而不依赖资源,通过结构调整、产业链接,让经济发展更健康;利用资源而不浪费资源,善于放大资源价值,想方设法吃干榨净。
(二)循环经济为煤炭企业提供新的机遇
在循环经济的发展模式下,煤炭企业将逐步摈弃传统的以生产、销售煤炭等基本产品为主的运营模式,将注意力转移至不断改进提高煤炭开采技术,加大回采率,以此来扩大产业范围、拉长煤炭产业链条,进而寻求新的、更具支撑力的收入增长点。为了低碳,企业可能要增加不少成本,但从长远看却为自身提供了链条延伸、产业培育的空间。对循环经济进一步优化、提升,是发展低碳经济的主要途径。煤炭企业是产能大户,也是耗能大户。但耗能越大,挖掘低碳经济的潜力也就越大。近年来,煤炭企业为主动适应煤炭工业集中化、产业主体相关多元化和安全生产自动化的发展趋势,充分发挥煤炭产业的比较优势,以核心技术研发创新为突破口,以煤炭深加工和资源综合利用为发展方向,努力拉长产业链,大力培育发展电解铝、煤气化等其他以提高煤炭产品的附加值;另外通过对采空区充填矸石,减少排放和污染,解决地表沉降,实现绿色开采;提高资源回收率,延长矿井服务年限。再者,考虑到煤炭污染和碳排放大量产生在社会制造热能的过程中,要提倡让社会吃“煤炭精粮”。比如支持煤矿建设洗煤厂,生产洁净煤;支持煤矿发展坑口电厂,将洗选后的劣质煤炭转化为电力等洁净二次能源;支持社会用户提高锅炉的煤炭燃烧效率;提高办矿门槛、限制小煤矿发展等等。在循环经济和可持续发展领域取得了显著的经济效益和社会效益,初步探索出了一条传统资源型生产企业依靠自主创新,不断优化产业结构,努力转变经济增长方式,实现科学发展、可持续发展的新路子。
三、煤炭企业实现可持续发展的几点措施
(一)加强煤炭资源合理开发利用
煤炭企业最终经营的是资源,资源如何经营当今资源部门日益重视的重要课题。1.要建立煤炭资源综合利用开发制度,借鉴国外对煤炭资源综合利用的实践与政策,结合实际研究制定评价矿产资源综合利用水平的指标考核,明确煤炭资源产权关系,从经济、政策两个方面建立促进矿产资源合理开发利用的激励机制,提出矿产资源综合利用中长期发展规划及相关政策建设。2.回收利用二次矿产资源。通过强化管理促进技改并采用新工艺,把产生的矸石、粉煤灰等废弃物经过加工作为原料,可以生产水泥和墙体等建筑材料,既减少了排放废弃物,又增加了就业。3.在资源开采环节,坚持洁净生产,大力提高资源回收率,杜绝资源浪费现象的发生。
中图分类号:TQ565 文献标识码:A
火药是古老的发明,在枪、炮、火箭发射中是应用成熟的能源;还用机起飞火箭的推进剂;驱动涡轮,推动活塞,剪切螺栓和金属线,推动火箭叶轮,开动导弹中的燃料泵,飞机的弹射座椅等。现代火药能量密度高,主要原料均为地表可再生资源。典型的常规火药是由多种原料经过理化组合而成。单质的原料在生产,运输,储藏过程中都是安定、普通的化工原料,它不具有危险性。
一、火药原料发电系统的基本原理
用于配置火药的单质原料在生产,运输,储藏过程中是安定、普通的化工原料,它不具有危险性,一旦合成具备可燃条件,经外力点燃它自身就能反应,化学能通过燃烧迅速而有规律地释放出来,生成大量高压高温燃气,其体积能增加万倍。燃烧反应速度与环境压力成正比,单位能量巨大,可以发出火药力280000kg・cm/kg~ 1204000kg・cm/kg、爆热720kcai/kg~1041kcai/kg、比容 280L/kg~830L/kg。将化工、理化合成、能量转换、发电等设备组合集成为一条联合系统;将安全的原料,适当少量按需要智能化合成为火药,由管道随流水线输送至燃烧器立即燃烧转换为高压高温气体,再将高压高温气体转换为动力发电;由于可燃火药成品储藏量小,完全可以保障全系统安全。主要原料是自然界中取之不尽用之不竭的可再生资源;是对废弃物或是用处不大的资源开发利用,是变废为宝、节约资源、开辟农作物副产物新用途径,可以清洁地球表面。受自然环境的影响较大,用本文提出的火药原料作燃料可以作为发电的新模式。
二、火药发电系统的构成
(一)主要原料
1.硝酸。双加压法从空气中提取,矿物质加工过程中的副产物可以获得硝酸。
2.植物纤维、木碳。用农作物秸秆和快速再生植物、稻壳、稻草、麦秸、玉米秸秆、棉花秆、木屑、竹屑、老旧森林报废代谢植物。
3.硝化甘油。化工合成。
4.硝酸钾。化工合成。
(二)发电系统设备
1.系统组成
硝化纤维素驱水机,缸式塑化机提升机、柱塞式压伸机、风力输送喷射器、转筒筛选机、浸水池、筒柱浇铸机、转筒预烘机、盆式烘干机、钝感光泽机、斜面筛选机、转筒二次烘干吸湿机、混合器、火药发电系统,主要由两大主机设备(轨迹轮机系统、发电系统)与三大辅助系统(原料制备系统、无害处理循环系统、控制系统)组成。
其项目工作系统框图如图1所示。
主要设备与结构简介:
(1)原料仓1:钢结构封闭式料仓,计量称,计量后原料进入螺旋输料管道。
(2)原料仓2:钢结构封闭式料仓,计量称,计量后原料进入螺旋输料管道。
(3)原料仓3:钢结构封闭式料仓,计量称,计量后原料进入螺旋输料管道。
(4)原料仓4:钢结构封闭式料仓,计量称,计量后原料进入螺旋输料管道。
(5)硝化纤维素驱水机,缸式塑化机提升机、柱塞式压伸机、风力输送喷射器、转筒筛选机、浸水池、筒柱浇铸机、转筒预烘机、盆式烘干机、钝感光泽机、斜面筛选机、转筒二次烘干吸湿机、混合器、拌混设备:玻璃钢材料,对计量后按比例进入此设备的原料进行拌混。
(6)计量传感控制系统:计算机编程控制计量称控制原料配比。
(7)燃烧冲击轮机:包括燃烧机和燃冲轮机。
(8)气力除尘、过滤除渣系统。
(9)冷却水循环。
(10)消声设备:排气消声设备。
(11)脱硝脱硫分离设备:废气冷却系统气体过滤。
(12)系统:冷却系统循环泵冷却水循环系统。
(13)发电机设备、输涞缟璞浮
2.主机设备设计构造
(1)轨迹轮机系统
轨迹轮机系统,包括燃烧机和冲击轮机。其中,燃烧机的一端与综合拌混机连接,另一端与冲击轮机连接,冲击轮机的另一端与发电输电系统相连接。将配置好的燃料按比例由电脑按各传感系统发出指令,进行综合匹配,生产出的所有成品立即循环送入燃烧机,燃机将不同数量、密度连续阶段性送往所设计指定的燃烧腔内在电火花、激光或撞击以及回火的作用下,迅速燃烧,所形成的高温高压气体和冲击波,对轨迹叶轮机进行冲击,在连续脉冲喷射力的作用下,轨迹叶片轮机输出旋转动力,带动发电机系统,对外输出电能,所述冲击轮机上有系统和冷却循环系统。
(2)发电机系统
采用成熟的发电及输变电系统。包括发电机和输变电设备。其中,发电机一端与冲击轮机连接,另一端与输变电设备连接;除尘过滤系统包括并联的气力除灰系统和过滤除尘器;脱硫脱硝设备的一端与排气冷却系统连接,另一端与气体除尘过滤系统连接;控制系统包括与计量循环系统连接的信号传感器、中央处理器和执行机构;发电机与输变电设备之间设置一个冷却装置。
3.3个辅助系统设计构造
(1)原料制备,调节系统。原料制备系统,包括多个并排布置的原料储存仓,每一原料储存仓分别与综合拌混机连通;计量调节系统,与综合拌混机连接。
(2)无害处理循环系统。包括依次连接的排气冷却系统、消声系统、除尘过滤系统。
(3)控制系统,与所述原料储存仓以及计量调节系统连接;控制系统包括与计量循环系统连接的信号传感器、中央处理器和执行机构。
三、火药发电的实现
1.火药原料制备、混合料合成、工艺与设备;
2.火药原料发电系统发电流程;
3.工作原理
硝基新能源在一定的空间与可控燃烧过程能够高效地转换为有效功,推动轮机旋转带动发电机组,向外输出电能。
硝化反应自身能实现无氧燃烧,反应过程放热、高速释放的气体、联合冲击波能对冲击轮机进行冲击推动。冲击能量分别作用在各齿拉仑切面上和容积通道中,在含有压力的容积里,由于速度和加速度差,容积中的能量压力在调节器的作用下再次缓慢地对各齿状拉仑切面进行冲击,转换输出动能。
结语
采用该系统进行火药原料发电,实现了原料的实时配置和生产,原料实时配置前,不存在爆炸危险,让它短时间数量适当才成为可燃烧的火药,并立即燃烧转换为有效功率,其安全性和稳定性得到保障。根据需要调整火药燃烧产生的威力,做到安全控制,功能转化率达75%~86%。主要原料是自然界中取之不尽用之不竭的可再生资源;是对废弃物或是用处不大的资源开发利用;相对于用煤发电输出相同电量,二氧化碳排放量可以减少81%。二氧化硫排放量减少85%,氮氧化物排放量减少86%,PM2.5的排放量减少90%,VOC(挥发性有机化合物)的排放量减小91%。
目前,本系统已申请发明专利,专利名称:用火药进行发电的系统及方法,申请号201510434893.5,公开号CN105089783A进入实质审查阶段,制作了小功率样机。
综合评价,本技术切实可行,可成为新的发电模式,于实践中推广。
参考文献
我国与农业经济发展方式转变密切相关的国情特点是:(1)我国人均耕地、草场、林地面积分别是1.3、4.95、2.18亩,只分别相当于世界平均数的40%、52%和25%;(2)我国的粮食单产与国际先进水平相比差距较大。水稻单产是国际先进水平的85%,小麦和大豆大体上是55%,而玉米和薯类还不及50%。但是单位耕地面积使用的化肥、农药、农膜等都超过经济发达国家。其中化肥施用量每公顷400公斤,远远超过发达国家每公顷225公斤的安全上限。农药使用量每年120万吨。农膜使用面积过亿亩,每年残留近35万吨;(3)目前我国的农业科技进步贡献率为52%,而发达国家是80%以上。我国农业科技成果转化率仅为30—40%,而发达国家比我们高出一倍;(4)我国的水土流失面积占国土总面积的1/3,沙化土地面积174平方公里,占国土总面积的18.2%,而且还有进一步加剧的趋势;(5)目前我国平均每立方米水实现国内生产总值仅为世界平均水平的1/5,农业灌溉用水有效利用系数为0.4—0.5,而发达国家为0.7—0.8。万元GDP用水量高达399立方米,而发达国家仅55立方米。一般工业用水重复利用率在60%左右,发达国家已达85%;(6)我国农产品的优良品种覆盖率,虽然农作物达到了95%以上,但是水产品和畜产品却比较低。如水产养殖良种覆盖率只有50%,远低于经济发达国家80%的水平,猪和肉羊的良种覆盖率都是40%左右;(7)经济发达国家农民的平均受教育年限是12年左右,而我国只有7.83年,相差4年多;(8)我国的农业劳动生产率比较低。中国每个农民所能供养的人口只有4—5人,而美国、德国、以色列分别是170、140、90人,人多地少的日本是20人,发展中国家的巴西也达到10人;(9)经济发达国家的农产品加工转化率为80%以上,而我国只有30—40%;(10)经济发达国家的森林覆盖率一般在30%以上并且分布均衡(其中,日本67%,韩国64%,挪威60%左右,瑞典54%,巴西50-60%,加拿大44%,德国30%,美国33%.法国27%,印度23%),而我国是20.36%。借鉴经济发达国家的有益经验,结合我国的特殊国情,低碳经济背景下农业发展方式转变,既要牢固树立低碳经济的理念,同时还要建立低碳经济的生产结构,选择低碳经济的能源结构、技术结构、消费结构,进行科技创新,提高劳动者的素质,真正把农业经济发展方式的转变建立在科学发展和低碳、高效的基础上。
1.树立低碳发展理念。要树立正确的发展观和政绩观,干部的考核、升迁去留既要看GDP,又不能唯GDP。经济增长方式与经济发展方式既有联系,又有重大的区别。现在提出的经济发展方式转变不仅包含了生产指标、总量指标,而且广泛涵盖了经济、社会、文化、资源、环境、质量、效益、民生等各个方面,是一种全面的发展、科学的发展和持续的发展。我们所追求的GDP应该是绿色GDP,是经济、社会、人口、资源、环境相互协调的GDP。过度消耗资源,以牺牲环境为代价,走先污染后治理的老路,不符合中国的国情。首先,中国的农业必须发展。我国拥有13亿多人口,粮食的安全是头等大事,吃饭问题是最大的民生。没有农业的发展就没有整个国民经济的发展,没有农民的富裕就没有全国人民的富裕,没有农村的小康就没有整个社会的小康。其次,发展的路径必须是建立在科学发展基础之上,要努力探索一条低投入、低能耗、低排放、低污染、高效益的农业现代化发展道路。最后,要基于低碳发展的理念,制定农业发展战略和规划,采取行之有效的政策措施来促进农业发展方式的根本转变。
2.建立低碳生产结构。生产结构取决于资源结构,它受一个国家和地区资源结构的制约,并且一经形成在一定时期具有相对稳定性。但是,生产结构也不是完全被动的,它也在一定程度上影响到资源的配置与利用。我国在不同的历史阶段,多次对农业生产结构进行了战略性调整,这其中既有成功的喜悦、也有失败的教训。我们今天需要从低碳的视角重新对农业生产结构的战略调整进行审视。(1)种养结合,建立合理的用地结构。豆科作物由于能够固氮,对培肥地力具有重要作用。但是由于各种原因,近年来我国东北等主产区大豆种植面积逐年缩小,总产量也出现了萎缩,进口大豆数量逐年增加,这种状况需要加以改变。一方面,要不断改良大豆品种,发展高油大豆和优质大豆,提高国内大豆的品质;另一方面,国家要建立国内大豆的价格支持与保护政策,调动农民进行大豆生产的积极性。同时,要支持和鼓励大豆加工企业利用国产大豆进行加工,保证他们能够取得合理的盈利。(2)科学核定单位面积草场的载畜量,建立合理的畜群结构。我国单位草场的载畜量过大,超载过牧现象由来已久,造成草原沙化、退化、荒漠化加剧,严重影响了草原畜牧业的可持续发展。而牛、马、羊、骆驼等大牲畜恰恰又是食草量大、碳排放比较高的动物。我们应该通过科学合理核定单位草场载畜量,推行轮区放牧、围栏放牧、改放养为舍养、建设草库伦等办法,使草原得以休养生息,草原生态得以改善,增强草原畜牧业的可持续发展能力。由于我国目前拥有巨量的外汇储备,应该多进口一些畜产品,以改善国内市场的供应。在内地农区应通过建立饲养小区、发展畜牧合作社、牲畜代养等模式,改变家家户户“小而全”的饲养方式,以降低饲养成本和碳排放。(3)统筹规划农村工业布局,建立合理的农村工业结构。要通过建立农村工业小区,集中处理工业废气、废水、废渣,改变“处处建厂、村村冒烟”的传统落后格局。特别是在城市经济结构调整的过程中,要坚决避免把那些污染严重、高耗能、高排放的落后产能转移到农村去。农村工业从一开始就应该讲求低能耗、低污染、低排放、高效益,决不能重蹈先污染后治理的覆辙。要改招商引资为招商选资,宁可少一点GDP也决不能将城市或经济发达地区的污染大户转移到农村,确保广大农村青山常在、绿水长流、空气清新、生活宜居。
3.建立低碳能源结构。由于煤炭、石油、天然气等不可再生资源越来越少,在农村能源的开发利用中,要千方百计地利用风能、太阳能、生物能(沼气)、地热能、潮汐能等可再生能源。南方地区要利用区位优势,更多地利用水力进行发电。在保证安全的前提下,可适当开发利用核能,仍不失为一种清洁、高效的补充能源。要通过技术创新,降低太阳能、风能的发电成本,或通过国家补贴的方式使其尽快“进网”,用以补充能源的短缺和不足。要鼓励和支持新能源汽车、电动车、混合燃料汽车、生物能源汽车的发展,改善农村的交通和能源状况。目前东北和西北一些地区农村,在农民生活用能中仍然采用直接燃烧农作物秸秆、柴草的做法,其热能转化率极低(一般只有15—20%),不仅造成农村能源的巨大浪费,也是畜牧业饲料资源的极大浪费,要引导农民逐步改变这种落后的能源利用方式。辽宁省在农村能源的开发利用中,实施“四位一体”农村沼气工程值得其他地区很好借鉴。所谓“四位一体”模式,是在同一块土地上,实现产气、积肥、种植、养殖有机结合,能量多级利用的新能源使用方式。据调查,辽宁省平均每栋“四位一体”年产沼气300立方米,提供沼肥16立方米,年出栏生猪5至15头,冬季生产蔬菜1500公斤。年户均纯收入5000元左右,部分效益好的在万元以上。截至目前,辽宁省已经有上百万的农家告别烟熏火燎的生活传统,而是使用可再生清洁能源烧水、做饭、照明。此项目每年将开发节约能源278.2万吨标准煤,保护山林植被81.2万公顷。同时新能源的使用还给农户带来巨大的经济效益,每年可向市场提供优质反季水果、蔬菜5.7亿公斤,出栏猪383万头,产沼气1.2亿立方米,提供优质沼肥612.8万立方米,可增加农民纯收入近20亿元。