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碳达峰的机遇(碳达峰目标下开展农业碳交易的前景广阔)

本文是农业农村部农村经济研究中心金书秦研究员团队在《绿色金融》杂志发表的研究论文《碳达峰目标下开展农业碳交易的前景分析和政策建议》。该文章从国内农业碳排放发展趋势,并借鉴国外农业碳排放交易市场发展情况,论证了将我国农业碳排放纳入碳排放交易市场的必要性和可行性,并从顶层设计、基础研究、试点示范和协同发展等方面提出了一系列政策建议。在“双碳”目标下,包括沼气在内的生物质能行业将会发挥不可替代的作用,也应参与到碳交易中,不仅可以为实现“双碳”作出应有的贡献,还可以获得有利于可持续发展的经济收益。该篇是一篇值得阅读思考和学习借鉴的文章。

碳达峰目标下开展农业碳交易的前景分析和政策建议

摘要:农业是温室气体排放的重要来源之一,推进农业碳减排,并将农业减排纳入碳交易市场,不仅是“十四五”期间降低污染减排总成本、提升社会经济生态复合系统总体发展质量的可能途径,同时也是推进农业持续减排、推进“碳达峰”目标实现的重要推动力。建议在政策层面将农业纳入碳减排交易范围,推进农业碳排放核算的方法学研究,优先选择部分发达地区在部分行业开展试点,同时加大力度推动农业绿色发展,以绿色发展推进农业持续减排。

一、背景

农业是温室气体排放的一个重要来源,又是一个巨大的碳汇系统,农业在碳减排工作中大有可为。据联合国粮食与农业组织FAO)的统计,农业用地释放出的温室气体超过全球人为温室气体排放总量的30%,相当于每年产生150亿吨的二氧化碳;农业生态系统可以抵消掉80%因农业导致的全球温室气体排放量。根据我国生态环境部公布的数据,2014年全国温室气体净排放总量为111.86亿吨二氧化碳当量,其中农业排放占比为7.4%。近年来,中国坚持走绿色兴农之路,实施化肥、农药减量和作物秸秆、牲畜粪便资源化利用等行动,成效显著。2005年,农业万元GDP温室气体排放量为3.4 吨,2010年下降至2 吨,2014年进一步下降至1.4吨。相较2015年的最高值,2019年农业化肥施用量减少了619万吨(折纯),预计“十三五”期间化肥减量累计超过1000万吨。同时,畜禽粪便、秸秆综合利用率稳步提升。化学投入品的减量和废弃物的综合利用有力地推动了农业温室气体减排。我国承诺到2030年实现碳达峰,标志着我国对绿色发展提出了新的、更高的要求,农业要在这方面发挥更大作用,作出更大贡献。

党的十九届五中全会提出要“全面实行排污许可制,推进排污权、用能权、用水权、碳排放权市场化交易”。2021年3月生态环境部和农业农村部联合印发的《农业面源污染治理与监督指导实施方案》明确提出要探索开展“点源-面源”排污交易试点。这也从国家层面对于将农业减排纳入排污权交易试点提供了政策依据。从长远来看,将农业减排纳入排污权、排放权交易,并首先落实在碳交易市场,不仅是“十四五”期间降低污染减排总成本、提升社会经济生态复合系统总体发展质量的可能途径,同时也是推进农业持续减排、推进“碳达峰”目标实现的重要推动力。

二、中国农业碳排放现状

我国尚无连续的官方数据反映详细的农业碳排放情况,因此本文利用联合国粮农组织(FAO)数据库展示我国农业碳排放情况。从已有数据可以看出,自1961年有统计以来,中国农业碳排放总体呈上升趋势,经历了平稳增长、快速增长、趋于达峰三个阶段(见图1)。1961年农业碳排放总量为2.49亿吨二氧化碳当量(CO2eq),到2016年达到8.85亿吨后略有下降,2018年为8.7亿吨,如按此趋势,农业碳排放已经趋于达峰。但能源消耗的碳排放一直呈上升趋势,从1979年的3002.32万吨上升到2018年的2.37亿吨,增长了近7倍。截至2018年,能源消耗占比已经超过化肥,达到农业碳排放的27.18%,成为第一大排放源。随着未来中国农业机械化水平的进一步提高,预计农业能源消耗带来的碳排放还将进一步上升,这将成为影响中国农业整体碳达峰的最大不确定因素。


从排放来源看,能源消耗、化肥、动物肠道发酵、水稻种植是四个最主要的来源,2018年它们占据总排放量的76.9%。从排放物的成分来看,我国农业碳排放以甲烷氧化亚氮两类非二氧化碳温室气体为主,二氧化碳是第三种温室气体来源。2018年甲烷、氧化亚氮、二氧化碳的排放比例大致为3:4:3。农业排放的“非二氧化碳”占比较高,在全球也是如此。IPCC第四次评估报告显示,全球范围内温室气体排放中,农业排放甲烷占甲烷排放总量的50%,而氧化亚氮的这一数值为60%。

三、国内外农业碳交易市场发展现状

(一)国内现状

2014年12月,国家发改委出台《碳排放权交易管理暂行办法》,对配额管理、排放交易、核查与配额清缴、碳交易主管部门监督管理责任等问题进行了明确,奠定了碳交易体系的制度基础。截至2019年末,碳市场累计筹资逾780亿美元,资金用途主要用于支持能效提升、低碳交通、弱势群体等。作为重要的市场化减排工具,我国碳市场发展基础坚实、潜力巨大,但由于全国统一的碳市场刚刚起步,还需针对政策框架不完善、金融化程度不足、碳市场作用发挥不充分等突出问题提出有效解决方案。全国统一的碳排放权交易市场(火电行业)于2017年底正式建立,2021年1月1日首个履约周期正式启动。《碳排放权交易管理办法(试行)》已于2020年12月25日由生态环境部部务会议审议通过,自2021年2月1日起施行。据国家发改委测算,2021年我国碳交易市场成交量将达到2.5亿吨,年成交额可达60亿元,与“十三五”时期相比,“十四五”期间碳排放交易量预计会增加3~4倍,到2030年时预期累计交易额或超1000亿元。

目前,我国农业碳减排交易市场尚未形成,国家农业主管部门主要是参与和支持农业碳减排项目方法学的研究。目前被纳入碳排放交易范围的行业主要是火力发电、石化、钢铁、有色、水泥、热力、航空、建筑等工业企业,尚未将农业纳入交易的行业中。在地方层面,仅有湖北试点碳市场以精准扶贫的名义支持农业碳减排项目通过抵消机制进入市场交易,其实际用于履约抵消的农业碳减排量(CCER)约为107万吨,实现经济收益超过1600万元。而对农业自愿碳减排的方法学研究以及农业源排放的监测、统计和核查技术尚缺乏。农业碳减排市场的建立和交易机制设计不足,对农业碳减排和碳交易所带来的辐射效应、联动机制、增收机制等进行的研究较少。

(二)国际经验

2016年,美国农业部发布了气候智慧型农业执行路线图,用以帮助美国农民、农场主及林场主对气候变化作出响应,其效果主要依赖于自愿性的、基于集约型的资源保护措施、能源计划,保障减排温室气体、增强土壤碳储量,并扩展农业部门可再生能源的生产。为了明确农业系统对气候变化的响应与适应机制,美国建立了7个气候中心以及包含18个农业生态系统长期定位试验站在内的联网试验平台,为气候智慧型农业技术革新提供支撑。在农业废弃物资源化方面,美国实施了奶牛场沼气池研究与推广项目,通过建设沼气池将奶牛排泄物产生的甲烷等温室气体储存起来,并转化为能源进行利用。同时,美国政府允许农民通过芝加哥气候交易所拍卖自己的聚碳指标来获得收益。如全国农民联合会的碳信用计划是一个多州计划,该计划允许农民和土地所有者通过免耕作物生产和长期的草场种植方式,将碳储存在土壤中来赚取收入。农民联合会已获得芝加哥气候交易所的批准,可以累计碳信用额,将碳生产者地区纳入在交易所进行交易的信贷额度中,就像在交易其他农产品一样。碳交易政策的实施大大降低了农业中二氧化碳的排放,对减缓全球气候变化起到了积极作用。

2019年5月,德国农业部可持续发展和气候保护司提出了十项减缓气候变化的措施及相应措施的减排目标,可减少1至1.5亿吨二氧化碳排放。减排固碳十项措施包括:进一步发展生态农业,完善土地管理,年减排潜力为40万~120万吨二氧化碳当量;提高能源效率,年减排潜力为110万吨二氧化碳当量;可持续森林管理和木材有效利用,使碳储量达到0.7亿~1.27亿吨二氧化碳;减少土壤中氮盈余,降低氧化亚氮和氨的排放,年减少220万~350万吨二氧化碳当量;充分利用畜禽粪便和农业废弃物生产沼气,年减排200万~400万吨二氧化碳当量;实施畜牧业发展战略,减少反刍动物甲烷排放;实施减少食物浪费战略,避免温室气体排放300万~600万吨二氧化碳当量;通过改进轮作和减耕,提高土壤碳储量400万吨二氧化碳;实施欧盟统一农业政策,保护草地生态系统,停止对草地的开垦,增加土壤固碳100万~200万吨二氧化碳;实施对泥炭地的保护及减少对有机土壤利用的战略,减少土壤二氧化碳排放100万吨。

2008年启动的新西兰碳排放交易体系(New Zealand Emissions Trading Scheme,NZ ETS)是国际上建立较早的碳市场之一。一般ETS参与方是能源、交通等重要的工业企业。农业作为新西兰的支柱产业,贡献了其GDP的20%,出口额的75%以上,为10%以上的人口提供了工作,但其同时也是温室气体的排放大户,新西兰农业2010年产生的温室气体占到全国总排放量的47.1%。2008年9月新西兰出台的《2002年应对气候变化法》修正法案中正式将农业纳入其碳排放交易体系。同时,为了避免由此导致的农产品价格提高,进而降低新西兰农业国际竞争力,给予了农业3年(2015-2018)过渡期,在过渡期内享有按2005年计算高达90%的免费排放配额,过渡期结束后逐年核减免费排放额度,从2031年开始农场主则需承担完全排放责任。虽然此举短期内势必提高农业生产成本,但从长期来看,将有利于天然有机农业的发展。事实上,在此之前,在新西兰实施的“无碳计划”中,取得无碳合格证书的农业企业,均获得了经济效益和减排效果的双丰收,从长远来看有利于新西兰农业绿色发展以及国际竞争力的提高。随着人民生活水平的提高和观念的更新,无化肥、无农药的天然农产品越来越受消费者的青睐,新西兰通过NZ ETS推动农业节能减排、发展有机农业,为其他国家和地区的绿色农业发展提供了示范效应。

四、农业纳入碳市场的必要性和可行性

(一)农业纳入碳市场有助于实现2030年碳达峰

一是有利于协同减排降碳。生态环境治理本身就是一项跨领域、跨区域、跨行业的活动。一定限度内工农业排放权的交易,既符合生态环境治理系统观的要求,也符合当前国内大循环为主、带动国际大循环的发展新格局。农业是温室气体排放的一个重要来源。根据生态环境部公布的数据,2014年我国温室气体净排放总量为111.86亿吨二氧化碳当量,其中农业排放占比为7.4%。近年来,中国坚持走绿色兴农之路,实施化肥、农药减量和作物秸秆、牲畜粪便资源化利用等措施,成效显著。2005年,农业万元GDP温室气体排放量为3.4 吨,2010年下降至2 吨,2014年进一步下降至1.4吨。相较2015年的最高值,2019年农业化肥施用量减少了619万吨(折纯),预计“十三五”期间化肥减量累计超过1000万吨。同时,畜禽粪便、秸秆综合利用率稳步提升。化学投入品的减量和废弃物的综合利用有力地推动了农业温室气体减排。农业纳入碳市场,将进一步推动农业领域协同减排降碳,助力2030年碳达峰目标的实现。

二是为经济社会发展腾挪空间。工业领域是我国碳排放的主要来源,其中有色金属、建材、石化、钢铁、化工和电力行业的碳排放量就占到工业碳总排放量的70%以上。虽然近年来在淘汰落后产能和节能减排政策的引导下,碳减排工作已有成效,但我国当前工业化发展现状决定了诸如钢铁、有色、化工、建材等原材料行业的碳排放总量的进一步减排仍将困难重重,因此工业源的边际碳减排成本未来必然会持续上涨,持续减排的压力巨大,而减排空间进一步缩小。加之目前国际贸易保护主义抬头,工业企业将面临国内国外多方面的压力,发展空间进一步缩小,需要寻求降低总生产成本、进而提高总体竞争力的途径。农业减排工作由于刚刚起步,边际减排成本较低,在最初甚至为零,例如减少少量的化肥并不影响产量,还节约了购买化肥的成本。可以估计,通过实施一定区域内污染物总量减排目标下的工、农业排污权交易,农业的持续减排将为工业发展甚至区域整体的经济发展带来巨大的成本节约空间。如果农业可以代替工业实现一部分减排量,同时又可以通过交易获益,则可以实现双赢,这无论对于工业企业还是农业主体来说都具有可持续的激励作用,对于环境的整体改善、工业的升级改造,以及推进农业绿色发展都有益处。

三是有利于推进农业面源持续减排。“十三五”期间农业污染减排成果显著,2020年我国水稻、玉米、小麦三大粮食作物化肥和农药利用率均超过40%的目标。化肥和农药投入量已经分别实现连续三年和四年下降,提前实现零增长。2020年上半年全国农膜回收率已经达到80%,截至2019年底全国畜禽粪污综合利用率已超过70%。但需要注意到,农业源的污染大多需要从源头控制,无论是测土配方、精准施肥还是采用有机肥替代化肥,都需要增加额外的成本,但是减排的收益不明显,农业面源污染减排红利尚没有通过市场机制体现出来,也没有切实地体现在农民收入的增长上。因此农民对于农业减排的积极性普遍不高,单纯依靠政府补贴,难以让农民彻底改变长期以来的生产习惯,也缺乏主动改变生产行为以降低排放的持续动力。这种情况长期来看,不利于农业化学品投入和污染排放的持续减量化。农业农村部提出下一步要继续推进化肥农药减量化的目标,但若想在“十四五”期间以及更长时间内让农民持续“减肥”,就需要有更大的经济激励,如果通过和工业源进行交易可以获得收入,农民减排的积极性将大大提高。

(二)农业纳入交易具备理论可行性

排放权交易的最大优势在于其效率性。理论上在一个区域内实现总量减排,当涉及到有多个污染源的时候,污染源之间的减排量分配以总减排成本最小化为分配原则,即最优分配标准是不同污染源减排最后一个单位的边际减排成本相等。因此由边际减排成本较低的单位承担更多的减排量在理论上是可行的,也是必要的。同时,交易在满足相应的条件时才是可行的。具体包括以下三个条件。

首先,环境影响无差异。即同样一个当量的排放物由A污染源排出来和B污染源排出来对环境质量的影响是一样的。只有当被交易的许可或排放配额在何处使用(排放)对污染控制的目标都没有影响,或影响可以忽略,或者带来的影响远小于带来的效益时才可以交易。因此交易要在一定的地域范围进行,不能太大,也不能处在环境敏感区域。污染物可以分为均匀混合吸收性污染物、非均匀混合吸收性污染物、均匀混合积累性污染物。一般来说适宜采用排污权交易的污染物是前两种。农业会排放二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)三种温室气体,CO2主要来自能源消耗,CH4来自家畜反刍消化的肠道发酵、畜禽粪便和稻田等,N2O主要来源于化肥使用、秸秆还田和动物粪便等。二氧化碳或温室气体属于均匀混合吸收性污染物,排放相同污染物的所有污染源都能对污染受体产生相同的作用,因此无论是工业源还是农业源,其碳排放对环境的影响是无差异的。

其次,成本有差异。理论上在一个区域内实现总量减排,当涉及到有多个污染源的时候,只有当不同污染源的减排成本有差异时,才可能出现减排成本高的源向减排成本低的源购买减排配额的行为。2013年,联合国粮农业组织《通过畜牧业解决气候变化问题:排放与减排机遇全球评估》的报告显示,与畜牧业供应链相关的温室气体年排放量达到71亿吨二氧化碳当量,占人类温室气体总排放量的14.5%。该报告还表示,通过广泛推广资源化利用以及节能等技术,提高生产效率,畜牧业预期的温室气体减排可高达30%。养殖业作为我国农业的支柱产业,同时也是最重要的农业排放源。农业中养殖业以及化肥施用所排放的甲烷和二氧化氮分别占全国排放总量的50%和92%。我国长期以来对于农业源排放控制并没有严格的监管和排放标准,基本采取经济激励和劝说鼓励的方式,农业源也没有强制性减排的责任,因此总体上目前仍处于边际减排成本较低的阶段。这就使得工业源和农业源之间的排放交易具有了必要的条件,即二者存在较大的边际减排成本差异,从而使交易具有一定的经济驱动力。

第三,交易的排放物数量可监测可核查。要确保交易的减排配额实际发生,就必须保证每个污染源污染物排放量是确定可靠的,并且有可核查的记录,且其排放量与环境质量或减排目标之间的关系明确。随着排污许可制度的逐渐完善,工业排放量的可监测可核查有了明确的依据和载体。现有研究对于农业碳减排的途径和效果已有了一定的研究基础,并进行了一定程度的测算。工业源和农业源之间的排放权交易虽然尚缺乏实践层面的经验,但对于工业源和农业源排放交易制度及方式等已进行过探讨。

总体上,对于碳排放的交易来讲,理论上符合以上三个条件。从历史数据来看,近年来农业目前也已经形成了一定的碳减排量,未来预计还有相当的减排空间。因此将农业碳排放纳入碳市场,无论从理论层面还是实际层面来看,都具有一定的可行性。

五、农业纳入碳市场的政策建议

(一)在政策层面将农业纳入碳减排交易范围

现有政策中关于将农业纳入碳减排交易体系的表述尚不明确,甚至存在冲突。如2014年《国务院办公厅关于进一步推进排污权有偿使用和交易试点工作的指导意见》第九条明确规定“工业污染源不得与农业污染源进行排污权交易。”而2021年3月发布的《农业面源污染治理与监督指导实施方案》明确提出要探索开展“点源-面源”排污交易试点。但2021年2月1日起正式施行的《碳排放权交易管理办法(试行)》并未将农业纳入交易的主体范围。建议对于现有政策进行修订,在《碳排放权交易管理办法》正式稿中将农业排放纳入交易范围,或者允许在一定范围开展农业碳排放交易试点。

(二)加快推进基础技术研究

工业源排放的监测在实施规范的排污许可证制度后,数据的可核查性会有一定保证。农业源污染由于具有分散性和不确定性,我国目前也尚未对其建立起有效的监测网络,因此农业源排放量的核定本身即是技术上的一个难点。加之不同的环境基础、生态条件、生产方式等在不同地区差异性较大,由此给农业固碳减碳的核算带来很大困难。因此应一方面进一步加强农业源排放量和减排核算的科学性,尽快启动农业碳排放核算的方法学研究,形成一套包含管理部门、生产主体、碳交易主体的核算方法体系,为农业进入碳市场奠定方法基础,并出台相关核算和监督技术规范。在具体核查机制上,可以考虑委托第三方专业机构或中介组织,对农户生产行为的调整、养殖户畜禽粪便资源化利用进行监督和记录。另一方面,可以授权研究机构进行项目研究,就具体的农业碳排放市场交易模式进行系统研究。基于研究成果,建议进一步在农村产权交易体系中设立“农业碳交易中心”,在全国层面设立“国家农业碳汇基金”,形成全国统一的农业碳交易价格和市场。

(三)选择部分发达地区作为第一批试点

“十四五”期间,中央可以建立试点专项。在试点区域选择上,可以在农业绿色发展基础较好、营商环境优良、改革创新意识强的地方,如浙江、福建等地,以县为单位,选择村集体经济组织、专业大户、合作社、农垦、社会化服务组织等规模较大、组织程度较高、市场意识强的主体,率先开展试点。具体操作时每个试点作为独立的案例,交易的方式和对象可有所不同。

在试点行业选择上,规模化畜禽养殖业是农业领域的最大排放源,也是我国环境污染的重要来源。“十四五”期间建议将规模化畜禽养殖业作为首批试行农业碳排放权交易的行业。养殖企业可以通过畜禽粪便的资源化利用达到减排的目的,并通过交易获取收益。种植业中涉及化肥施用导致的污染排放可以作为第二批交易计划的主体。种植业采用测土配方、科学施肥以及施用有机肥等方式经过核算减少的污染物排放量可以进入交易系统。

(四)以绿色发展推进农业减排、减碳目标协同实现

我国多次在国家重要政策文件中强调推进农业绿色发展。农业绿色发展不仅是一个目标,更是新时期农业实现现代化的必要路径和手段。农业温室气体排放的碳源,主要来自化肥施用、大田种植、大牲畜养殖等。降低氮肥使用比重和农用能源强度、适当调整畜牧业比重能起到降低农业碳排放强度的效果。固碳的途径主要靠耕地、森林、草原的保护和合理利用。因此,农业绿色发展的目标、路径和农业减排、固碳减碳的路径是完全一致的。近年来国家大力推进农业绿色发展,在投入品减量、废弃物利用等方面取得了较大成就。如“十三五”期间国家开展了化肥零增长行动计划,累计减少化肥施用量超过1200多万吨。如果按照2015年的排放强度计算,仅化肥减量这一项带来的减排量就超过4200万吨二氧化碳当量。可以预见,未来继续加大力度推动农业绿色发展,坚持绿色兴农,不仅有利于农业污染的持续减排,也必然会成为助力碳达峰目标实现的重要推动力。

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