农业碳经济——农民增收的新路径,重构农业生产模式

文章来源:35斗碳交易网2022-04-21 10:16

农业是人类历史上最古老的产业形态。过去的8000年农业的价值在于为人类的生存和发展提供了最基本的物质保障,使得人类社会可以快速发展,并成为国家稳定的基石,这就是农业最基本的社会价值。春种秋收是农业的典型特征,几千年来农业的产业模式几乎没有改变过,农民通过农产品种植及交易获得收入,这也是人们最习以为常的农业经济价值本文+内-容-来-自;中^国_碳+排.放_交^易=网 t a n pa ifa ng .c om

随着工业社会的发展,第二产业以及第三产业蓬勃发展,然而传统农业则越来越走向没落。以农产品交易为特征的农业生产(尤其是农业种植)盈利难度越来越高,于是农业生产环节的从业者越来越少。这集中表现为一方面农业人口越来越少、越来越老;另一方面新技术和新产品向传统农业渗透,使得农业生产成本持续提高,这直接导致农业生产利润空间被压缩。当前模式继续下去,恐怕仅靠农业经济价值将很难再支撑农业生产的持续发展。

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我们一直试图寻找可能改变传统农业的潜在机会。通过持续的观察和探索,我们认为或许在不久的将来农业碳经济将有可能完全颠覆现有农业经济价值衡量标准,构建起一种全新的农业生产收益方式。在农业碳经济的体系下,农业生产的价值将不仅仅体现在单纯的农产品交易环节,农业(尤其是种植业)的生态价值也将成为重要的衡量指标,进而成为农业交易的新标的和新收益。

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这听上去貌似很玄幻。农业碳经济到底是怎么回事呢?

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一、农业碳经济缘起:应对全球气候变化 本文+内-容-来-自;中^国_碳+排.放_交^易=网 t a n pa ifa ng .c om

事实证明,全球气候变化与极端天气现象正在变得越来越严重。前不久的事件相信大家仍然记忆犹新:法国气象局通过观测,发现在2022年3月18日,南极的温度为零下11.5摄氏度,而往年这一时期南极的气温应该是零下50摄氏度以下。这也就意味着今年南极气温比往年高出了40度以上。无独有偶,北极的气温也出现了类似情况。根据美国气象局的观测,北极的气温也比往年同时期高出了30度以上。河南等省份出现了历史没有的大暴雨,沙漠出现了洪水,台风冰雹等恶劣天气出现的频次越来越高,森林火灾越来越频繁,这样的气候变化应当引起我们足够的重视。

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地球是我们目前唯一的家园,气候变化与地球上的所有生物都息息相关,其重大意义已经远远超出了国家和地区的范畴。为应对全球气候变化并制定统一行动路线,2015年12月12日《巴黎协定》在第21届联合国气候变化大会获得通过,并于2016年11月4日起正式实施,其长期目标是将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内,并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。

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然而,现实情况是我们距离1.5摄氏度的目标越来越近。根据哥白尼气候变化服务组织(The Copernicus Climate Change Service,C3S)的最新预测,除非采取全球一致行动减少温室气体排放,否则在2030-2050年,全球平均气温上升可能会达到1.5℃的上限。2022年3月联合国秘书长古特雷斯警告说,尽管气候行动承诺越来越多,但全球排放量仍处于历史最高水平,而且还在继续上升。最新的科学研究表明,气候破坏已经在每个地区造成了严重影响。

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科学数据证明,地球上的气候变化与空气中温室气体(CO2,CH4,N2O等)含量有着密不可分的直接联系。下图直观展示了1950年前后大气中CO2水平的显著变化。应对全球气候变化的唯一手段就是降低空气中温室气体的含量。

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图1 80万年前至今地球大气层中CO2水平变化曲线 图片来源:NASA Global Climate Change

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二、种植业:经济可负担的负碳排手段之一 本+文+内/容/来/自:中-国-碳-排-放(交—易^网-tan pai fang . com

为应对全球气候变化,世界各主要经济体纷纷制定碳减排目标。中国也不例外,明确制定30/60双碳目标。因此,寻找可持续、可负担的碳中和新路径成为必然趋势,这也将在很大程度上影响未来中国各个行业的发展趋势。

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中国2020年碳排放年近100亿吨,排放量居世界第一,碳减排压力巨大。根据测算,在2030年碳达峰目标的约束下,我国预计未来十年只能增加4.4亿吨的能源相关碳排,碳达峰需要将能源相关碳排控制在104.7亿吨,考虑到工业过程碳排和森林碳汇,实际达峰碳排量预计在104~110亿吨之间。在2060碳中和目标的约束下,我国在2030~2050年间需要将能源相关碳排从104.7亿吨迅速降至16.7亿吨,叠加工业过程碳排,此时实际碳排量预计在20亿吨左右。与已经实现碳中和的国家的实现时间相比较,往往碳中和需要70多年时间,而解决的碳中和的额度只有40亿吨左右。不难看出中国提出的碳中和目标时间更短,任务更重,难度更大。

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即使到2050年以后工业生产过程实现了深度脱碳,只要有人类的活动就无法达到绝对的零碳排放。负碳排技术(农林碳汇、碳封存技术)使得碳中和成为可能。随着技术水平的提升,负碳技术开始发力,将帮助我国实现12.1亿吨的负碳排。其中农林碳汇将为我国碳中和贡献7.0亿吨的减排量。对比多种技术路线,农林碳汇是目前最经济有效的负碳排手段。

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图2 碳中和路线:技术进步成为碳中和核心驱动力 图片来源:国泰君安《中国实现碳中和的五大减排路径》 内.容.来.自:中`国`碳#排*放*交*易^网 t a np ai f an g.com

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除了农林碳汇之外,也有研究者提出了CCUS等负碳排技术,即碳捕获、利用和封存。然而这些负碳技术面临的最大挑战是成本问题。包括经济成本,也包括“碳成本”。首先,在现有的技术条件下,每处理一吨二氧化碳,工厂要额外增加140~600元人民币的运行成本,每千瓦时的发电成本从0.26元提高到了0.5元,这已经高于当前光伏发电、风能发电的平均价格。此外,目前的碳捕捉技术在底层逻辑上存在矛盾,就是这项工作本身需要专业的设备和装置,而制造、运转这些设备和装置,又需要额外耗能。根据典型案例的实际运行情况来看,要完全捕捉二氧化碳,工厂每小时需要增加30%~50%的耗电量。如果不发展新能源,这些多消耗的电还是要靠烧化石能源。

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气候变化与传统农业的关系以及对传统农业的影响,35斗已经在其行业研究报告《农业食品大航海时代》中做了较为系统的阐述。一方面,除了燃煤火力发电以及化工(46%,国际统计,下同)、物流运输(18%)等是最大的碳排放产业,而传统农业生产方式尤其是养殖业(6.5%)也是温室气体的主要来源之一,因此农业碳减排是实现双碳目标不可缺少的环节。另一方面,在现有技术手段下,综合对比多种技术,农业(尤其是林业和种植业)最有可能成为经济可负担的负碳排手段。

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农林碳汇的原理是植物(比如森林、绿藻、农作物)通过光合作用,将太阳光能转化为生物能,这个过程中植物将水和空气中的CO2转化成植物体本身的有机物质并释放O2。自然条件下这个过程就可以正常发挥作用。这一基本原理,也正是农业碳经济最基础的理论支撑。 禸嫆@唻洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm

当下空气中的二氧化碳浓度在300-400ppm之间,而很多农作物可以在更高的二氧化碳中生存,获得更高的产量的同时提升农产品的口感。比如西红柿的碳饱和值就可以达到1200ppm,因此可以通过封闭空间内增加二氧化碳浓度,可实现农作物更强的固碳能力。相应的温室结构的蔬菜种植工厂便大量的出现,比如英国的LOW CARBON FARM,澳大利亚的SUNDROP FARM ,瑞士的climateworks,美国的appharvest等都在推动这种模式的建设。 本*文@内-容-来-自;中_国_碳^排-放*交-易^网 t an pa i fa ng . c om

农作物的碳足迹是指的从种子到餐桌的全流程计算,节约用水以及节约用肥、少使用农药、使用更加环保的可循环的包装物而非塑料膜,更短距离的销售,减少损耗和次品率等都是减少碳排放的有效手段,通过构建合理的碳衡量指标体系,将种植、仓储、包装、加工、运输、销售等全程的碳排放进行计量,准确标记每一件农产品从种到销的全程碳足迹,为每一件农产品打上数字化碳标签,这就赋予了农产品进行碳交易的信用基础。更进一步讲,具备数字碳标签的农产品将不仅具备了社会价值和经济价值,它的生态价值也由此得到清晰地体现,真正体现了总书记所提出的青山绿水就是金山银山的经济逻辑,从而具备交易、抵押、贷款的经济属性。这部分工作浙江省湖州德清已经在推进。 本`文@内-容-来-自;中^国_碳0排0放^交-易=网 ta n pa i fa ng . co m

众所周知,农业碳标签的计量方法学是将农产品纳入碳交易体系最核心的障碍。传统农业模式下,农业生产过程天然的非标准属性导致农业碳标记复杂度高、成本高,比较难以实现。然而,现在这已不仅仅停留在理论层面。过去几年,水木九天的蔬菜工厂不断投入和尝试农业碳经济的全新模式,已经摸索出一套标准化的番茄碳足迹计量流程和相应的方法学,针对节水节肥等减碳和番茄作物固碳做了数据量化,并将过程进行数字化,从而使得水木番茄作为一个独特的负碳番茄出现在市场上。

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三、水木九天的蔬菜工厂是“碳币”生产车间

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据水木九天董事长王晓庆介绍,水木九天正在开发一套标准的水木番茄数字化碳足迹管控系统,将其蔬菜工厂中番茄生产的全过程进行拆分,对应到每一个环节的具体操作都折算成可计量的碳指标。比如,生产过程中能源的消耗量、投入品的消耗量、加工环节中使用的包材、销售环节中物流运输距离等都有明确的碳折算标准和相应的计算公式。

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通过对每个环节的碳积分的累加和扣减得到每一颗番茄生产到消费全过程的独一无二的数字化碳标签。水木九天的番茄定价也是和碳排放密切相关的,比如运输距离越远,其碳排放越高,即农产品的生态成本越高,因此其销售价格越高。不难理解,为保证蔬菜工厂中农产品的负碳效应,水木九天采用“工厂化生产+本地化销售”的低碳工厂化富碳模式,通过本地化农业结合农业碳交易形成全新模式的产业闭环。

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至此,我们可以理解水木九天的模式已经完全不同于传统农业生产方式。他们将农产品的生态价值纳入交易,从而构建全新的碳经济体系下的农业生产方式。预计未来碳指标的价格将会不断上涨,预计在2030年可能会达到300元,此时碳交易的收益将基本覆盖农产品的生产成本,并有盈余。类似特斯拉依靠碳信用模式获得巨大利润。 本`文@内-容-来-自;中^国_碳0排0放^交-易=网 ta n pa i fa ng . co m

我们知道目前我国碳排放权交易市场首先面向电力行业,结合国内碳交易现状,水木九天在河南辉县市孟庄镇的实验性项目,更是直接将水木番茄蔬菜工厂搬进了当地的电厂中。通过燃煤热力电厂所产生的余热和二氧化碳与蔬菜工厂结合,使得蔬菜工厂的能耗成本趋于零,而二氧化碳的介入使得产量得到60%的提升,品质进一步升高,这种合作也为我国工业反哺农业以及工业农业融合发展寻找了一条新的路径,也是我国乡村振兴发展中避免农业单打独斗的局面创造了一种全新的模式。 內/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網-tan p a i fang . com

图3 水木孟电碳中和示范项目示意图 图片来源:水木九天

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图4 水木孟电富碳工厂实景图 图片来源:水木九天

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据王晓庆介绍,水木九天目前正在试验的蔬菜工厂模式是典型的农业工业融合发展模式的尝试,该项目也是亚洲第一个建立在发电厂里的农业工厂,农业碳经济模式更可以被看作是典型的工业反哺农业的尝试。通过这些新的尝试,水木九天试图将农产品的生态价值作为交易标的,重新构建农业生产新方式。

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四、 国外经验:碳交易成为农民新的增收来源 本`文@内-容-来-自;中_国_碳排0放_交-易=网 t an pa ifa ng . c om

将农业生产纳入碳交易市场离我们并不远。事实上,欧美等国过去多年累积的经验已经可以为我们提供借鉴和参考。 內.容.來.自:中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com

美国:2021年6月24日,美国参议院通过了《2021年发展中的气候解决方案法案》。该法案旨在降低农场主、牧场主和私人森林土地所有者自愿进入环境信贷市场的门槛。

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欧盟:2021年4月27日,欧盟委员会发布了一份关于如何在欧盟建立和实施碳农业的技术手册,旨在帮助私人主体和政府机构启动碳农业举措。 內/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網-tan p a i fang . com

欧盟:2021年12月15日,欧盟委员会通过了《可持续碳循环》条约(Sustainable Carbon Cycles),条约中强调了当前面临的关键“挑战”,并提出了应对这些挑战的短期到中期行动方案。其中一项重要内容就是碳农业。

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农业领域的额创新和投资界开始关注到越来越多跨国公司和农业创新公司开始进入到农业碳交易领域。35斗之前曾经报道和汇总了不少农业碳交易的典型案例。

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表1 值得关注农业碳资源管理创新公司 数据来源:Cruchbase、烯牛数据、35斗整理

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五、农业碳经济:未来可期‍

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2021年7月16日,全国碳排放权交易市场开市,据上海环境能源交易所数据,截至10月22日,累计成交金额8.63亿元。在“双碳”目标下,我国未来在碳交易方面将有更大的发展空间和机遇。

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根据壳牌的分析,为确保中国于2060 年前实现净零排放,在2030 年之前的十年内,碳价格将缓慢上涨至300元人民币,在随后的几十年,其将加速上涨,最终于2060年达到每吨1300元人民币。 本`文@内-容-来-自;中^国_碳0排0放^交-易=网 ta n pa i fa ng . co m

图5 我国未来碳价预测 图片来源:水木九天

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传统农业既是对气候变化反应最为敏感和脆弱的领域,又是全球温室气体重要的排放源之一。农业生产的绿色低碳转型,将助力中国实现“碳达峰、碳中和”目标。另一方面,将农业生产纳入到碳交易体系中,是对农业生产生态价值的认可,将帮助乡村实现可持续发展,帮助农民增产增收,是实施乡村振兴战略的必然路径。

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事实上“绿水青山就是金山银山”正在从概念走向现实。如何量化“金山银山”的生态价值呢?我们注意到经济衡量的“指挥棒”已经悄然从GDP向GEP转变。2021年,由中国科学院生态环境研究中心提供科技支撑的我国第一个GEP核算制度体系《深圳市GEP核算“1+3”制度体系》,由当地生态环境局、发改委、统计局联合发布。2021年,GEP概念正式被联合国统计署采纳为生态系统核算指标之一和SDG2050(全球可持续发展目标2050)的指标之一。关于这个话题,后续我们将单独成文,详细拆解这一转变将对农业生产方式产生哪些深刻影响。

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我们有理由相信未来农业生产和农产品的价值衡量体系将有可能被重塑。回归到几千年来农业生产的本质,长久以来被忽视的农业生态价值将焕发新生。未来或许农产品将进入零元时代,因为有碳指标的连接,农业生产方式得以重构,未来就在眼前,未来就在当下!

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特别鸣谢,水木九天董事长王晓庆对本文的选题及撰文帮助。

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参考资料: 夲呅內傛莱源亍:ф啯碳*排*放^鲛*易-網 τā ńpāīfāńɡ.cōm

1.NASA Global Climate Change (https://climate.nasa.gov/evidence/) 内-容-来-自;中_国_碳_0排放¥交-易=网 t an pa i fa ng . c om

2. 林伯强,《2060年中国“碳中和”目标的路径、机遇与挑战》 本+文`内.容.来.自:中`国`碳`排*放*交*易^网 t a np ai fan g.com

3. 国泰君安,《中国实现碳中和的五大减排路径》 本/文-内/容/来/自:中-国-碳-排-放-网-tan pai fang . com

4. 易碳家,《碳中和产业报告》实现路径:“减少碳排放”和“增加碳吸收”谁是主力? 本+文+内.容.来.自:中`国`碳`排*放*交*易^网 t a np ai fan g.com

5. 35斗,《农业食品大航海时代》 本*文@内-容-来-自;中_国_碳^排-放*交-易^网 t an pa i fa ng . c om

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