复合肥料行业绿色经济发展探究

何 耀

(上海化工研究院有限公司 上海 200062)

1 背景

1.1 绿色经济

绿色经济是指以市场为导向,以传统产业经济为基础,以经济与环境的和谐为目的而发展起来的一种新的经济形式,是产业经济为适应人类环保与健康需要而产生并表现出来的一种发展状态[1-2]。北京工商大学经济学院世界经济研究中心主任季铸教授将绿色经济定义为:以效率、和谐、持续为发展目标,以生态农业、循环工业和持续服务产业为基本内容的经济结构、增长方式和社会形态。绿色经济是一种全新的三位一体思想理论和发展体系,其中包括“效率、和谐、持续”三位一体的目标体系,“生态农业、循环工业、持续服务产业”三位一体的结构体系,“绿色经济、绿色新政、绿色社会”三位一体的发展体系[3]。

从绿色经济的基本概念可以知道,绿色经济不同于传统的产业经济,更注重经济与自然、生态、环境的关系[4]。现今我国经济已从高速发展阶段转向高质量、绿色发展阶段,在这大背景下,绿色经济受到普遍关注及认同。我国已出台了有关绿色经济发展的政策,来推动经济与生态的和谐、可持续发展。《中国制造2025》将“全面推行绿色制造”作为九大战略任务之一,并提出“制定绿色产品、绿色工厂、绿色园区、绿色企业标准体系,开展绿色评价”。2015年,中共中央、国务院印发《生态文明体制改革总体方案》,提出以“绿色发展、循环发展、低碳发展”为方向,建立统一的绿色产品标准、认证、标识等体系。

1.1.1 农业绿色经济

现今我国已经是世界上制造业第一大国,但同时我国也是农业大国,农业是我国的根本,农业产品是民众生活的基础来源。我国用占全球9%的耕地养活了近20%的世界人口,农业的稳定发展直接影响着社会的稳定,农业是保证民生的支柱性行业[5]。马斯洛需求层次理论将人类的需求分为生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求等5个层级(见图1),其中粮食就是人类最基本的生理需求,农业保证人类粮食的持续、有效供给。虽然随着我国经济的快速发展,人民的生活质量不断向好,根据国家统计局数据,我国第一产业的国内生产总值(GDP)占比已从1978年的27.7%降至2020年的7.7%,但这并不能磨灭农业在社会经济发展中的重要性[6-7]。农业作为人类社会活动的最初形式,是整个社会经济发展的基础。2022年1月4日,中央一号文件《中共中央 国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》中提出:“落实‘长牙齿’的耕地保护硬措施。实行耕地保护党政同责,严守18亿亩耕地红线”。

图1 马斯洛需求层次模型[7]

上述内容也说明了国家对农业绿色、安全、生态发展的重视。开展农业绿色经济的高质量发展,对于整个国家绿色经济发展是极为重要的。农业绿色经济的发展具有系统性、整体性等特点,离不开整个行业内各相关要素、环节的控制和管理,绿色生产资料等输入性产品的合理运用,与上下游相关行业的协作、适配。

1.1.2 农业绿色经济发展的相关政策

(1)2020年,农业农村部办公厅印发《2020年农业农村绿色发展工作要点》,提出了“扎实推进质量兴农、绿色兴农,不断强化绿色发展对乡村振兴的引领,制定2020年农业农村绿色发展工作要点”。

(2)2021年8月,农业农村部等6部门联合印发《“十四五”全国农业绿色发展规划》,提出“绿色是农业的底色,良好生态环境是最普惠的民生福祉、农村最大优势和宝贵财富,加快推进农业绿色发展意义重大”“推动农业绿色发展、低碳发展、循环发展……”。

(3)2022年1月,《中共中央 国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》中提出了推进农业农村绿色发展、建设国家农业绿色发展先行区、开展农业绿色发展情况评价等内容。

(4)2022年1月,国务院在《“十四五”节能减排综合工作方案》中提出“到2025年,农村生活污水治理率达到40%,秸秆综合利用率稳定在86%以上,主要农作物化肥、农药利用率均达到43%以上”。

(5)2022年2月,国务院在《“十四五”推进农业农村现代化规划》中提出“加强国家农业绿色发展先行区建设,探索不同生态类型、不同主导品种的农业绿色发展典型模式”。

从上述近年国家的相关发文可以直观地感受到农业绿色经济发展的重要性,而经济的发展不能以破坏环境为代价,绿色经济发展是合理、科学、可持续性的发展方向。

1.2 低碳发展

低碳发展是一种以低耗能、低污染、低排放为特征的可持续发展模式,是“低碳”与“发展”的有机结合,一方面要降低二氧化碳排放量,另一方面要实现经济社会发展[8-9]。绿色经济发展中不可避免地需要提及低碳发展的概念。碳排放作为绿色发展的关键绩效指标(KPI)之一,近年来受到国内各个行业的重视。2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出了我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和的“双碳”目标,为我国碳排放管理工作指出了明确的方向和时间节点。现今我国各行业相关绿色设计产品标准的编制过程中也已明确要求加入低碳属性指标要求,与国家“双碳”战略相结合。

1.2.1 碳排放现状

碳排放一般是指温室气体排放,1997年12月签订的《联合国气候变化框架公约》京都议定书将温室气体主要分为二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)等6种,其中二氧化碳比重最大,约占排放总量的90%。2015年通过的《巴黎协定》要求各方应以“国家自主贡献”的方式参与到全球应对气候变化的行动中来,争取21世纪下半叶实现温室气体净零排放。

随着我国经济迅速发展和生产活动快速扩张,二氧化碳排放量也呈上升的趋势。根据世界银行统计,2005年中国超过美国成为世界第一大碳排放国,而根据国际能源署(IEA)的数据(见表1),我国2005年二氧化碳总体排放量为5 407.5 Mt,到2019年增长到了9 809.2 Mt。2021年,我国二氧化碳排放量为11 900 Mt,占全球总量的33%。国际科学合作组织“全球碳计划”(GCP)发布的《2022年全球碳预算》报告指出,预计2022年全球碳排放量相较2021年增加1%,将达到约36 600 Mt;预计2022年我国的碳排放量将下降0.9%[10]。

表1 2005—2019年我国二氧化碳排放量

1.2.2 低碳绿色发展相关政策

(1)2021年2月,《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》中指出“认真落实党中央、国务院决策部署,坚定不移贯彻新发展理念,全方位全过程推行绿色规划、绿色设计、绿色投资、绿色建设、绿色生产、绿色流通、绿色生活、绿色消费,使发展建立在高效利用资源、严格保护生态环境、有效控制温室气体排放的基础上,统筹推进高质量发展和高水平保护,建立健全绿色低碳循环发展的经济体系,确保实现碳达峰、碳中和目标,推动我国绿色发展迈上新台阶”。

(2)2021年9月,《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中提出“实现碳达峰、碳中和,是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策,是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择,是构建人类命运共同体的庄严承诺”。

(3)2021年10月,国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》,指出“把碳达峰、碳中和纳入经济社会发展全局,坚持‘全国统筹、节约优先、双轮驱动、内外畅通、防范风险’的总方针,有力有序有效做好碳达峰工作,明确各地区、各领域、各行业的目标任务,加快实现生产生活方式绿色变革,推动经济社会发展建立在资源高效利用和绿色低碳发展的基础之上,确保如期实现2030年前碳达峰目标”。

(4)2022年5月,农业农村部、国家发展和改革委员会联合印发《农业农村减排固碳实施方案》,提出“落实把碳达峰碳中和纳入生态文明总体布局的决策部署,以保障粮食安全和重要农产品有效供给为前提,以全面推进乡村振兴、加快农业农村现代化为引领,以农业农村绿色低碳发展为关键……”。

如今碳排放已经成为影响生态环境和世界经济可持续发展的重要问题。近年来上述相关国家发文充分表明了我国对于碳排放管理的关切和重视,以及全力实现国家“双碳”战略目标的决心和信心,同时也彰显了我国作为世界大国的担当和风范。

2 复合肥料行业概况

2.1 复合肥料行业现状

复合肥料含有两种或两种以上大量元素,具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点,对于平衡施肥,提高肥料利用率,促进作物的高产、稳产有着十分重要的作用。复合肥料作为化肥领域的重要品种之一,根据国家统计局数据显示,近年来其每年的施用量均达到农用化肥总施用量的40%以上。复合肥料作为一种重要的化肥,根据生产过程可以将其视为一种化工产品,主要的应用领域为农业,其对于农业种植的作用是直接的,影响巨大。化肥常被冠以“粮食的粮食”,其对保障粮食生产、发展农业经济的作用是显而易见的[11]。根据国家统计局公布的数据显示,2022年我国粮食总产量686.53 Mt(13 730.6亿斤),粮食产量连续8年站稳650 Mt(1.3万亿斤)台阶,取得该成绩的背后是我国年产量超100 Mt的肥料生产企业的不懈努力。根据国家统计局的数据(见表2),2021年化肥施用量为51 913 kt(折纯),其中复合肥料施用量为22 940 kt(折纯),产值约1 450亿元。结合复合肥料行业的调研及统计结果,目前复合肥料行业规模以上企业超过850家,产能约为160 Mt,每年涉及碳排放总量约4 067 kt二氧化碳当量,综合能耗约1 356 kt标准煤。2022年复合肥料的施用量与2021年基本持平。

表2 2015—2021年农用化肥施用情况

化肥是我国农业生产过程中必不可少的生产资料之一,但过量、不科学的施肥会造成土壤酸化、盐渍化、板结,土壤肥力下降,土壤中原有微生物环境被破坏,甚至出现因施用的化肥浓度过高伤害植物根系、灼伤植物叶片等影响农业可持续性生产的情况。目前农业生产中存在追求作物产量、经济收益,忽视环境经济效益和整体经济效益的情况,对土壤的破坏很大,国家适时发现了问题的严重性及对未来农业发展的影响,多次出台了关于绿色农业发展和化肥减施增效的文件[12]。2015年2月,原农业部印发了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》和《到2020年农药使用量零增长行动方案》,提出通过技术路径和分区域治理的方式,推进农业发展方式的转变,有效控制化肥和农药使用量,保障农业生产安全、农产品质量安全和生态环境安全,促进农业可持续发展。2016年4月,原农业部印发的《推进水肥一体化实施方案(2016—2020年)》中提出大力发展节水农业,实施化肥使用量零增长行动,推广普及水肥一体化等农田节水技术,全面提升农田水分生产率和化肥利用率,是保障国家粮食安全、发展现代节水型农业、转变农业发展方式、促进农业可持续发展的必由之路。在国家的政策指引下,我国的化肥施用量逐年稳步下降。从表2可以看出,2015—2021年虽然我国耕地灌溉面积不断增加,而农用化肥施用量在逐年下降,复合肥料的施用量基本平稳。复合肥料施用量基本平稳的原因主要有3点:①复合肥料一次施用可以补充多种作物所需的养分,相较于单一养分的化肥,可以节省施肥成本和时间;②复合肥料的外观基本为圆形小颗粒,更适合各类施用场合和施肥方式,同时也能节省施肥时间;③在复合肥料的生产过程中往往会加入有助于作物生长及养分吸收的增效剂,或用新原料、新工艺开发出新型产品来提高肥料的利用率,以响应国家化肥减施增效的政策。所以从整体发展趋势上看,我国复合肥料行业还在不断发展和壮大。

2.2 复合肥料行业绿色经济发展的相关问题分析

复合肥料作为工业产物和重要的农用消耗品,对农业的绿色经济发展起到了直接的影响,同时其生产过程又隶属于化学工业范畴,是整个化工行业绿色经济发展的一部分。

目前,我国复合肥料行业绿色经济发展主要存在以下几个方面的问题。

(1)产能过剩

我国复合肥料的年消费量约为52 Mt,而产能却高达160 Mt,大量企业的开工率不足50%,造成了产能的严重浪费,达不到规模经济的效果,增大了生产成本。

(2)设备用能不当

部分复合肥料生产企业在生产过程中存在能源消耗过度、不当的情况,究其原因主要有工艺落后、设备老化、设备使用不当以及旺季时一味追求产量,导致装置的设计产能与实际产量不匹配等。

(3)节能减排需进一步规范管理

复合肥料在生产过程中需消耗煤炭、油、气、水、电等资源,同时也会产生大气污染物、水体污染物、固体废物、噪声、碳排放等。我国复合肥料生产企业数量较多,分布范围广,企业间的能源和资源消耗、污染物排放水平差距较大,所以对复合肥料行业的能源和资源消耗、污染物排放仍需进一步规范管理。

(4)原料损耗过多

有些复合肥料生产企业的工艺较为落后,原料损耗较多,复合肥料产品的得率较低,有时甚至达不到90%。

(5)技术创新能力有待进一步提升

复合肥料作为农用化工产品,早在二十世纪八九十年代就已经在我国产品化了,经几十年的技术沉淀,生产工艺包括团粒法、熔体法、料浆法、挤压法等。从能耗、排放、资源高效使用等角度考虑,复合肥料生产技术仍需继续创新和提升。

3 绿色经济发展趋势研究

3.1 进展

复合肥料作为农用化工产品,首先属于化工行业的一部分,生产过程中的资源使用、能源消耗、污染物排放、碳排放等直接影响化工行业的绿色经济发展;其次,产品本身的重金属含量、有毒有害物质的限量等也关系到下游农业的绿色经济发展。复合肥料行业的整体绿色经济发展管理包含了宏观部分(政府、行业)的把控以及微观部分(各生产企业)的自控,两部分的有效结合、推动,才能加快、保障行业绿色经济的科学、有序发展。

(1)宏观部分

我国十分重视绿色经济发展,已出台多项绿色发展的相关指导性文件。此外,为了实现科学、标准化的管理,复合肥料行业绿色经济发展相关标准体系也在不断出新和完善。2017年5月,我国发布了国家标准《绿色产品评价通则》(GB/T 33761—2017);2021年5月,发布了行业标准《绿色设计产品评价技术规范 复混肥料(复合肥料)》(HG/T 5680—2021);2018年5月,发布了国家标准《绿色工厂评价通则》(GB/T 36132—2018);复合肥料行业的绿色工厂标准正在编制中。同时,复合肥料低碳(绿色)产品的相关标准也已经完成立项公示,后期有待制订和发布。这些标准从资源、能源、污染物排放等多个有利于绿色发展的方面对行业的生产、产品进行了规范和约束。

(2)微观部分

在复合肥料行业中,有部分大型企业已开始关注自身的绿色经济发展,开展资源、能源管理,降能减耗,减污减排,改进、优化生产工艺及设备,企业的社会责任意识也在不断增强。但是绝大多数的企业对绿色经济发展的意识还是欠缺的,究其原因主要是现在的环境管理成本较低,生产企业是以盈利为目的的,只要产出大于投入、边界收益大于边界成本即可生产。

所以,从复合肥料行业绿色经济发展的进程来看,行业未来绿色经济发展除了提升企业自身绿色发展意识,更重要的是需要政府、行业的宏观监督管理,并开展标准化的整体管控。

3.2 趋势分析

从目前我国复合肥料行业绿色经济发展的现状以及国家对绿色经济发展的总体战略出发,可以判断我国后期会大力发展绿色经济。对于复合肥料行业相关绿色经济发展的趋势,主要从能耗、生产原料损耗、碳排放量等指标进行分析。

3.2.1 能耗

根据生产工艺、产品配方、原料物性的不同,生产单位复合肥料产品的能耗也存在差异。通过对大量复合肥料生产企业的实际调研,目前团粒法单位产品能耗(以标准煤计,下同)常规为17～50 kg/t,平均以28 kg/t计;熔体法常规为14～30 kg/t,平均以22 kg/t计;料浆法(不考虑料浆制备能耗)常规为20～70 kg/t,平均以36 kg/t计;挤压法常规为6～40 kg/t,平均以18 kg/t计。在目前绿色发展的大背景下,复合肥料行业中生产能耗高、生产水平低的企业势必会进行改造或被行业发展所淘汰,整个行业的单位产品能耗也会逐步下降。根据行业内大量企业的调研结果以及结合生产技术的发展趋势、国家相关政策、标准的要求,预测至2030年,我国复合肥料行业各工艺对应的单位产品平均能耗变化见图2,平均每年能耗下降1.5%以上。根据近年来复合肥料施用量、生产量基本稳定的实际情况,若2030年复合肥料总体产量与2022年基本一致,2030年总能耗预计比2022年减少10%以上,可节约标准煤预计不少于140 kt。

图2 2022—2030年我国复合肥料单位产品能耗预测

3.2.2 生产原料损耗

复合肥料的核心就是所含的养分,通常指氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)的含量。复合肥料生产企业氮元素的损耗率一般为0.5%～5.0%,其中溶体法的损耗率较高,挤压法的损耗率最低,平均以2.3%计;磷的损耗率一般为0.5%～2.0%,平均以1.2%计;钾的损耗率一般为0.5%～1.8%,平均以1.1%计。随着生产工艺、设备的改进以及原料管理能力的增强,预测至2030年,我国复合肥料行业氮的损耗率将低于2%,磷和钾的损耗率将低于1%,见图3。

图3 2022—2030年我国复合肥料生产原料损耗率预测

3.2.3 碳排放量

随着我国“双碳”目标的制定,国内各行业对于碳排放的控制和管理极为重视。2021年7月16日,全国碳市场正式开市。根据我国发布的国家标准《温室气体排放核算与报告要求 第10部分:化工生产企业》(GB/T 32151.10—2015)中的温室气体核算方法,并结合复合肥料生产的实际情况,复合肥料产品生产过程中主要的碳排放来自燃料燃烧、电力及热力购入。根据行业内大量复合肥料生产企业的自身实测、核算结果,团粒法单位产品碳排放量(以二氧化碳当量计,下同)常规为50～125 kg/t,平均以75 kg/t计;熔体法常规为40～90 kg/t,平均以66 kg/t计;料浆法(不考虑料浆制备的碳排放)常规为60～180 kg/t,平均以105 kg/t计;挤压法常规为16～100 kg/t,平均以48 kg/t计。随着我国相关政策的发布以及各类标准的制定和实施,预测至2030年,我国复合肥料行业各工艺对应的单位产品平均每年碳排放量将下降1.3%以上,见图4。根据近年来复合肥料施用量、生产量基本稳定的实际情况,若2030年复合肥料总体产量与2022年基本一致,到2030年预计总碳排放量比2022年减少10%以上,二氧化碳排放当量减少400 kt以上。

图4 2022—2030年我国复合肥料行业碳排放量预测

4 结语

践行绿色经济发展是复合肥料行业发展的必然趋势,在国家加快高质量、绿色、可持续性发展的背景下,复合肥料行业的绿色经济发展势必会迎来高速发展阶段。

区别于传统经济,与生态、环境和谐共处的绿色经济更能够促使人类持久地发展。同时,绿色经济发展理念在注重环境、自然保护的同时,能够使企业更注重能源、资源的合理、有效使用,减少浪费,提升生产水平和产品质量,不断创新发展,从而促使整个行业高质量发展,助力我国“双碳”目标的实现。