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      陜西論生態農業與生物質能源的互動機制

      發布時間: 2017-11-29 21:59   4454 次瀏覽

      摘要:黨的十八大把生態文明建設納入中國特色社會主義事業五位一體總體布局,標志著我們對中國特色社會主義規律的認識進一步深化。當前,我國城鄉環境、農業和能源都面臨嚴峻生態問題,根本出路在于遵循生態的自然規律進行農業產業革命和能源產業革命,其重要形式是發展高端生態農業,并與生物質能源擴大再生產形成循環產業鏈,立足農業,超越農業,反哺農業要廓清高端生態農業與生物質能源的內涵、特點,深化認識二者共生發展的可利用資源和它們的內在轉化機理,構建循環產業鏈渠道。為******二者之間的循環利用,必須構建系統的循環配套工程,實現三個轉變,創新資源配置手段,形成“政府主導,科技******,市場給力”的三元機制。

        一、發展高端生態農業的必然性與基本

        幾十年來,我國堅持以農業為基礎,加快實現農業現代化,以世界9%的耕地養活了22%的人口,新世紀以來,又取得了“十連增”的奇跡,這是非常寶貴的成***和經驗。但同時應該看到,由于受到西方新自由主義的影響和GDP政績觀的作祟,許多人腦子里輕視農業,習慣于走西方的道路,加劇了石化農業帶來的一系列嚴重的生態和經濟問題。在新自由主義那里卻出現了二律背反的邏輯:一方面認為按市場規律衡量農業效益低,對GDP貢獻率小,提出盡量壓縮農業乃至消滅農業、農村、農民的主張:另一方面認為解決農業問題又需要“市場化”,包括依賴進口糧食。這種觀點是根本站不住腳的,而且帶來了嚴重后果。對此,*********同志有一段精辟論述:“農業是社會效益大而比較效益低的產業,光靠市場調節不行?!薄坝捎谑袌鲆幝傻淖饔?,往往驅使生產要素從農業向非農業流動。工業的高速發展,不僅占用大量的經濟資源,而且加劇原材料的供需矛盾,拉動農用生產資料漲價,導致農業生產成本上升。因此,市場經濟越發展,工業化程度越高,越需要加強對農業的保護和扶持。這是歷史已經證明的客觀規律?!雹偎?,我們必須拋開市場原教旨主義觀點,按照生態規律深化認識農業經濟。列寧指出:“農業有許多絕不能消除的特點(如果把在實驗室制造蛋白質和食物這種過于遙遠和過于不******的可能性撇開不談的話)。由于這些特點,農業中的大機器生產永遠也不會具備工業中的大機器生產的全部特點?!雹谖覀儚膶嶋H出發應當剖析農業的五個“兩重性”。從生產特殊性上說,農業既是經濟再生產,又是自然再生產。在這一兩重性中,自然再生產是根基,生產的對象是有生命的植物、動物、微生物,生產的資源主要是土地,還需要大量的水分,并且受大自然的直接影響。這***是說它本身具有特殊的生態環境規律。農業作為一個“主角”至少參與三大生態循環:一是大自然特別是大氣的大循環,包括碳、氧、氮、水的循環。二是“大農業”中各產業之間的循環,包括種植業、養殖業、培育業(微生物)和采集業(海洋及山地等的******生物的******或采集)等,具體諸如農作物種植業、畜牧業、林業、漁業、微生物培育業等,在其系統內部***包含著由“生產者”(植物及部分微生物)一“消費者”(動物)一“分解者”(微生物)構成的較完整的開放性生態循環鏈,這是其它產業所不具備的。三是農作物種植業自身***包含著“無機一有機一無機”和“CO2-O2”等循環過程。農業是大自然的一部分,要遵循自然規律而存續和發展,同時又受它的制約。

        從對人類的功能上說,農業既是食物的重要來源,又是生態環境的一大子系統。按照自然的規定性,糧食中所含的以光合作用直接產物葡萄糖為始源的有機物,是維持人類生命的不可替代的能源和基礎構建材料,是支持人和畜禽生命的主要物質基礎。同時,它本身的生態功能又很大,容易被忽視。農業本身***是一個巨大的生態產業或“綠色產業”。例如,按中國年產出5億噸糧食同時還產出7.9億噸秸稈計算,可吸納(或少排出)CO218.384億噸(約等于目前中國每年排出CO2總量55億噸的1/3),放出氧氣12.804億噸。這種狀況主要發生在人居環境附近,對居民呼吸的空氣質量有著直接影響。今后隨著碳酸肥料技術的突破,農業將成為吸納和轉化CO2的一個主角。至于林業、畜牧業、微生物培育業等,也是如此。所以,農業是集經濟、生態、民生于一體,份量***重的“綠色經濟”,是整個生態系統的一個重要基礎。

        從其存在的經濟環境來說,既要逐步縮減農業在GDP中的比例,又要使其使用的資源得以擴大。人類現代化生活消費趨勢是食物所占比重日趨下降(恩格爾系數),在GDP中的比重也相應減少。但它所賴以生長發育的自然資源卻需要擴大,特別是耕地的數量和質量要求更高。在我國目前形成了土地“三少一差”的情況:人均耕地少、******耕地少、后備資源少、基礎條件差。目前土地的質量下降非常嚴重,而城鎮化、工業化卻又大量占用土地;加上土壤污染嚴重,不能實現科學的輪休制。這***是農業發展中的******制約因素,也是生態的潛在危機。

        從居民需求的趨勢上說。既要求增加農產品數量,又要求不斷提高它的質量。***我國的糧食安全來看,首先要求基本自給,但隨著人口增加、耕地減少,國際資本勢力滲入,我國的糧食自給率已由95%降到88%,油料已不能自給。這種趨勢可能還會日趨嚴峻。同時,居民不僅要求糧食和其他農產品數量的滿足,而且要求越來越高的質量******基本的食品安全。長期以來,我國耕地大量使用化肥、農藥,加上工業污染、水體污染。很難******農產品的質量。而數量和質量本身又是一對矛盾。往往產量越高,產品的質量***比較差。

        從農業經營的主要矛盾上說,既需要強化它的公益性,又需要克服它的弱質性??梢哉f,農產品的公益性與農業地位的弱質性之間的矛盾是農業經營的主要矛盾,人類既離不開農業,又難以從中獲得高效益?,F在,又有三條自然規律形成了倒逼機制:一條是生態運行的規律,要求農業優化生態環境:二是農業自身的生態規律。要求農業擺脫石化農業的消極影響:三是人類生活質量需求不斷提升、擴展的規律。要求食物數量和質量統一。而農業經濟出現了“三高一低”的倒逼機制,即高污染、高風險、高成本、低效益,進一步加劇了農業的脆弱性??梢赃@樣估計,目前農業的弱質性是矛盾的主要方面,它形成了一種倒逼機制,如果我們滿足于現狀,不改變農業的生產方式,在今后10年、20年內很可能發生農業危機。對這種形勢我們應該有清醒的估計。

        黨的十八大提出“努力走向社會主義生態文明新時代”。這一時代的到來很可能帶來農業高端生態化為主旋律的產業革命。追溯歷史,展望未來,人類農業經濟大體經歷了三個時代、兩次產業革命:一個時代是原始農業;******個時代是石化農業,對原始農業進行一次產業革命:第三個時代是高端生態農業時代,對石化農業又要進行一次產業革命。中國未來的農業現代化將是高科技支持的高端生態農業。什么是高端生態農業呢?除了具備農業的一般特征外,它還能夠彌補農業前兩個發展階段中的缺陷。高端生態農業是在******科技的******和支撐下,以生態全面優化為重要特征和前提條件。達到高產、******、高效、安全,從而取得生態、經濟、社會、健康四重效益的現代農業。它至少具有六大基本特征:生態全面高端優化、科技全要素創新集成、循環全程多層交叉、資源全部科學配置、裝備全方位成龍配套、模式全盤統分協同。實現高端農業***基本的途徑是依靠科學技術,發展循環經濟,重要的是通過農業支持畜牧業大發展,既能產出有機肥,又制造大量的生物質能源。這***是按照生態系統規律形成生物質能源和生態農業互相依賴、互相轉換的循環產業鏈。

        二、生物質能源擴大再生產與生態農業循環

        恩格斯在《自然辯證法》中專門研究了物質運動形式認為:“整個自然界被證明是在永恒的流動和循環中運動的?!雹圻@種螺旋式上升的循環運動在自然中普遍存在,而現在的科技******可以順應自然規律,人工開拓與聯結不同資源、能量、產業之間的循環過程,形成循環經濟,使之成為符合優化生態環境的一種生產方式。毛澤東曾提出農林牧互相依賴、互相轉化、發展有機農業的觀點,可謂循環農業的雛形?,F在進一步將生物質能源擴大再生產與高端生態農業聯結成循環產業鏈條,立足農業,超越農業,聯生工業,反哺農業,乃是人類生產方式一項突破性的創新,既延伸了農業產業鏈。優化生態環境,又反過來滋養生態農業,可獲取生態、經濟、社會、健康四大綜合效益。

        所謂生物質能源,***是生態系統將太陽能轉化為生物有機質所蘊含的能量。它的原料主要來自農作物的廢棄物(秸稈)、人畜糞便、海洋生物(海藻)、其他農產品和生活廢物(生活垃圾及污水)??茖W家估算。地球接受的太陽能大約1—2%。轉化為初級生物質的能量,地球每年經光合作用產生的生物質有2200億噸,其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10倍,但目前的利用率不到3%。盡管許多學者估量的數值有些差異,但是生物質能源的潛在開發價值非常巨大,這是不容置疑的。生物質能源類型(用傳統方法直接燃燒的薪柴、秸稈等不視為生物質能源),按物理狀態可分為三大類:

        (1)固體:即壓型類燃料,經壓制成型,高效燃燒,其優點是工序相對簡單,缺點是只利用了C、H元素產生能量,卻把N、P、S等有用元素變成了有害氣體,這種方法不宜多提倡。

        (2)氣體:可燃部分主要是甲烷,按其純度又分為兩種,一是純度較低的生活、取暖用的“原態”沼氣,主要為戶用;二是經加工制成的甲烷在95%以上的“燃氣”,還可進一步制成“液化燃氣”,作為發電和車輛的動力,所發電能可通過分布式電源系統輸送到電網。

        (3)液體:包括以陳化糧、油類植物、地溝油、微藻類等為原料制成的“生物柴油”,乃至航空用“生物煤油”、乙醇等,用于工農業、運輸業的動力能源。

        截至2012年年底,我國的各類生物質能源年利用量為3000萬噸標準煤,其中一部分可加工為商業化燃氣供工業和交通運輸業使用,大大提高其經濟價值。經測算,如我國有效利用畜禽糞便、生活垃圾及農林廢棄物等,年可產相當于天然氣的生物質燃氣1500億立方米,約合4500億元產值④。國家能源局測算生物質能源潛力可達46000萬噸標準煤,占總能耗的1%以上實際上這一估算顯然偏低了,進一步開發,還將有巨大潛力,甚至有可能超過水電。其優點是:

        (1)原料******豐富。生物質能源生產力原料主要是農作物,美國是靠玉米,巴西是靠甘蔗,我國主要靠大量的農業廢棄物和垃圾,如農作物秸稈(約3.4億噸),農產品加工剩余物(約6000萬噸),林業木質剩余物(約3.5億噸),人、禽糞便(8.4億噸)城市生活垃圾(7500萬噸),有機廢水(4.35億噸),有機廢渣(9.5億噸)等,折合標準煤可達到4.6億噸(見表1)。而現在所利用的僅5%,其余95%尚未利用。此外,還有海洋及陸地水面養殖微藻及其它水生植物作為另一原料來源,可以構建“一能(生物質能)三源(農、污、海)”的生態/能源網絡,其資源相當豐富,可能大大超過了估算。

        (2)具有經濟安全性、便利性。生物質能源******立足于國內,不受種種國際因素的制約,對能源安全有著******作用;這種能源可以加工為各種形式,如固體、液體、氣體,以供發電、供熱、車船及航空動力、生活使用。據計算,生物燃氣(高純度沼氣)生產成本為進ElLNG(液化天然氣)******的60%左右。

        (3)優化生態和能源結構。開發生物質能源***必然發展綠色植物、光合微生物,這正是優化生態的主要內容:生物質能源可利用農業廢物、畜禽糞便、生活垃圾、城鄉廢水取得,這本身***是高效生物治污手段,而在其利用過程中,處理得當可以不排出氮、硫、磷和其它有害物質,并把它們轉化為******肥料或其它有用物質,只在生態碳平衡的限度內排出CO2,這將改變以往以礦物能源為主體的能源結構(我國煤炭占70%以上)。

        (4)促進陸地大農業、海洋農業的發展。沼氣生產可以C、H化物轉化為能源。把N、P、S等元素轉化為******有機肥料,供農業使用,減少乃至取代化肥,發展生態農業:在海洋、陸地水面中利用光合微生物制造生物質燃料。特別是生物燃油,同時改善生態環境,豐富了海洋農業和“水體農業”的內涵。

        (5)具有巨大的社會效益。發展規?;镔|能源產業可以創造一定的***業崗位,增加從業人員收入;這項事業的發展,可以促進生態文明建設,提高國民的生態意識、素養和行為規范。這對我國格外重要,不僅能夠治理大氣污染而且能夠減少能源進口、擴大國內***業。

        正因為生物質能源如此重要,世界上許多國家已看到這一潛在價值和發展趨勢。紛紛******于生物質能源的開發,并已取得可觀的效果。據石元春院士介紹,瑞典是一個******代表,2007年其能源消費結構中的石油份額由1970年的77%下降到2008年的32%;生物質能源的工業用途達1230億千瓦時,分別是天然氣(100億千瓦時)和煤炭(270億千瓦時)的12.3倍和4.5倍。其生物質供熱發電1030億千瓦時,占全國能源消費總量的16.8%,占供熱能源消費總量的71.6%。我國重視包括生物質能源在內的可再生能源的開發,早在2005年***頒布了

        《中華人民共和國可再生能源法》,正在醞釀進一步修改;先后制訂了《能源發展“十二五”規劃》、《可再生能源發展“十二五”規劃》、《生物質能發展“十二五”規劃》;國務院印發的《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》中也把發展生物質能產業作為重要任務,目前已取得顯著成效,如生物質燃氣產業初具基礎,規?;镔|燃氣工程已超過8萬處,年沼氣總產量約150億立方,折合3100萬噸標煤,二氧化碳減排6100萬噸,年產有機肥(沼渣沼液)4億多噸。

        目前。我國生產生物質能源和發展生態農業之間的循環鏈條主要有以下四種方式:(1)采取循環方式將農林水來源的生物質材料直接粉碎,投入沼氣池轉化為沼氣,沼渣、沼液作為肥料,即“農林一沼一農”型。(2)以畜禽糞尿等廢物制取沼氣,沼渣、沼液作為肥料,即“農一畜一沼—農”型這種方式的優點是通過飼養業經動物過腹還田,變成肥料和沼氣,***使得畜牧業直接將兩頭聯接起來,是滋養有機農業好的方式。(3)以人糞尿、生活污水污物制取沼氣,沼渣、沼液作為肥料,即“農一生活一農”型。(4)混合型,即以上三種類型的混合使用??梢哉f,通過發展生物質產業,既能構建多重生態循環鏈、經濟循環網、工農聯體、城鄉聯體的新型經濟模式,又能促進社會和諧、文明素質提高,推進經濟根本轉型,這對于發展高端生態農業尤為重要,是一個新的經濟增長點。

        三、構建“二生”互動工程與“三元”配置機制

        高端生態農業與生物質能源擴大再生產可以構成循環大農業和新能源產業,能夠優化環境,改善我國能源結構,這是***新的生產方式之一。然而,在實踐中卻進展緩慢,有的地方經常出現夭折,在全國推廣也比較困難。這里的關鍵問題在哪里呢?

        在于缺少中間環節。從科學理論創新到技術創新,再到推廣應用,特別是產業化,需要一個“轉化鏈”,其中***重要的環節是技術工程化與產品商業化?,F在看來需要******解決兩大難題。

        1、構建“二生”循環經濟規?;涮坠こ?

        生態農業與生物質能源互相轉化,我們做了多年的實驗,但是仍未足夠重視,許多問題長期得不到解決現在要使它大規模發展,必須實現三個轉變:(1)從小規模戶辦到大規模場辦轉變。比如生產沼氣,以前主要是戶辦為主,但不能持久,往往是“一年好。二年差,三年養青蛙”。由于現在農民主要不指望農業。而搞沼氣費工費時,種地很少用有機肥,所以沼氣不被重視?,F在看來必須由戶辦為主轉化為規模經濟,要適當集中??梢圆扇〈笾行∪N類型,而以中型為主,并且要有專業隊伍。解決分散收集難的問題。從實際情況看,秸稈、農業殘屑、畜禽糞尿確實有能量密度低、收集困難的問題,特別是農作上的搶收搶種常常有時間急迫性:林業、海洋和陸地水面的生物質能源受著運輸和操作的限制,更難以收集:城鄉生活垃圾、污水缺乏轉換生物質能源的前端處理系統:群眾和相關業者也確實存在接受方面的某些認識障礙。這些客觀困難或問題對推廣和實施也有很大影響。這些問題靠分散的一家一戶是解決不了的,必須下決心實現規?;?。(2)從單純搞沼氣或發展畜牧業向農一牧一沼一肥產業鏈轉變。過去搞沼氣只是為了處理農戶的糞便,搞養殖業包括大型牧場為出售肉蛋奶魚,不重視沼氣生產,這樣***不能形成產業鏈。經驗證明,必須把養殖業、垃圾污水處理同發展沼氣乃至用沼氣發電連接起來,使之真正地循環利用。原料來自農業,肥料返還農業,生產的沼氣通向社會,并能廣泛使用。(3)從簡單規?;瘷C械化向現代全面裝備配套轉變。

        “二生”的轉化必須有一個系統的連接工程,如果農業、畜牧業、沼氣發電各搞各的。那***形不成循環鏈條。要實現規?;仨殞嵤┕こ袒?,需要三個配套:一是生物質生產能源基地與生態農業之間的回路配套,一條路是農業為畜牧業(如飼料)向生物質能源生產基地輸送原料:再一條路是由沼氣生產基地向農田返回沼液、沼渣代替農藥和化肥,可以考慮采取管道形式回歸農田;二是多種能源生產和應用配套,可以設計生產沼氣的基地,同時配以太陽能、風能的生產器具,使之同步;要考慮輸電線路,將沼氣等生態能源的發電通過分布式電路輸送到大電網,開拓用戶。許多地方把沼氣進一步提升,變為車用氣,可以直接作為汽車的燃料,這需要一定的商業化模式:經營體制配套,實現規?;洜I,不僅靠農戶辦不到,***是靠中型規模的家庭農場、牧場、林場也很難辦到。比較理想的形式是由一定規模的企業牽頭,形成統分結合的綜合體,通盤考慮農牧沼電汽(車用)等統一經營。經營體下面可以分設若干“分體”。建立一定的專業隊伍。如果我們把這一個配套工程發展起來,形成分散到各地的能源生產基地,那***可以擴大***業空間(至少安排幾千萬人***業),大大改變農村衛生面目,而且使城鄉連接起來,形成城鄉生態連體結構。

        2、改善宏觀調控,創新資源配置機制

        國內外的實踐證明,單靠原有的宏觀調控資源配置機制很難實現“二生”的有效循環和廣泛的商業化應用,比如單靠市場化調節,主要是追逐利潤大化,但其生產難度大、成本高、銷售難,很多人不愿意經營,更不可能去反哺農業。美國市場化的生物質能源生產主要原料是玉米,不僅耗費掉大批糧食,而且不考慮發展生態農業,反過來又固化了石化農業。這種辦法雖能賺錢,但綜合成本是劃不來的,所以各國都未效仿。再如,單靠政府支持,如我國的戶辦沼氣,因其效率低又費事?;ㄥX很多,難以持久推廣,這方面的教訓很多??渴袌?、政府“兩只手”行不行?有些效果,但有許多技術問題難以突破,且許多風險難以預測。比較好的機制是兩只手再加上科技元素。構成“政府主導,科技******,市場發力”的三元配置機制。因為只有科技******才能使政府的決策科學化,避免盲目性,也可使市場、政府都能收效,既降低成本,又方便應用,特別是避免農產品那樣的“過山車”式的市場風險。打個比方說,居民房屋中調節空氣,單靠外來風不穩定,需要用門窗調節,現在有了空調,使得空調、門窗和外面的氣流相協調,形成統一科學的配置機制。具體說,在循環過程中,宏觀上必須通過信息技術和生物技術等預測未來的市場及其風險、自然災害及其化解措施;在生產過程中,科技可以鷦決一系列難題,合理設計,降低成本,打開市場;在消費中,引導居民科學消費,******食品安全,處理好生活垃圾,避免各種食物污染和不健康的消費方式。為此,需要克服部門分割現象,建立通盤管理的部門

        從實踐經驗看,上面所說的實施“二生”互動循環工程化和啟動“三元”調節機制的創新,都不是一蹴而***的事,要有一個謀劃試點、推廣的過程,建立“二生”循環工程可以先選條件好的地區試點,建立示范園區,再逐步推廣,分期實施,爭取在短期內形成一定的氣候。再經過一些改進和推廣使之形成一大產業鏈,然后全面開展農業產業革命和能源產業革命。這對于我國優化生態環境和產業結構、能源結構都有重大而深遠的意義。

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