山西富碳农业产业创新链

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1、山西省富碳农业产业创新链前言山西是高碳能源产业结构，也是全国碳排放最高的省份。节能并降低碳排放、固碳并转化利用是山西实现经济转型的重要措施。富碳农业可以将工业上过剩的CO2用于农业生产。开展富碳技术研究、建立富碳农业技术基地、进行富碳农业技术集成示范，最终实现广泛推广应用，对于山西实现高碳资源低碳发展，黑色资源绿色发展，促进富碳农业新兴产业发展意义重大。“富碳农业”是一种创新的理念和模式，从狭义理解，富碳农业指将人类活动特别是工业生产中产生的CO2捕集后，以高于大气中CO2含量几倍的浓度，释放在密闭的人造气候小区域中，利用相关科学技术，创造一个高

2、效率的光合作用环境，从而极大提高农林作物的产量。从广义理解，富碳农业是基于农业的碳汇功能，指通过各种农业措施高效固定人类活动特别是工业生产中产生的CO2，从而达到减排目的。因此，富碳农业体现在固碳、减排、节能三个方面，在目前工业领域大规模捕集和封存CO2技术尚不成熟、利用途径有限的情况下，利用绿色植物光合作用是目前最经济有效的减碳途径。今年3月15日，李小鹏省长在《人民日报》刊载的文章“富碳农业—为二氧化碳找出路”上作了批示，对此，张复明副省长批示：“请科技厅商农业厅、林业厅，结合低碳创新行动计划，提出我省发展富碳农业的具体意见，并对富碳农业科技

3、项目给予立项支持。”根据省领导的批示精神，科技厅组织专门人员编写了“山西省富碳农业产业创新链”。11山西省富碳农业产业创新链一、产业发展现状和技术瓶颈（一）富碳农业的五大独特作用1.应对气候变化。绿色植物在光合作用过程中，可以主动大量吸收利用并固定CO2形成碳水化合物，不需要付出额外的成本，就可降低大气中CO2的浓度，是目前最经济有效的减碳途径。一亩森林，每天可吸收CO267kg，l980-2005年中国造林活动累计净吸收约30亿吨的CO2。因此，发展富碳农业可以有效控制CO2在大气中的排放，从而有效地缓解气候变化。2.缓解能源危机。富碳农业工厂

4、可以利用太阳能、风能等再生能源，以分布式电站的形式就地生产、就地使用。富碳农业工厂可以使用地热和太阳能光热相结合的方法进行控温，使用太阳能直接光照、人造光源和太阳光导相结合的方法提供植物生长所需要的光能。此外，还可以利用能源微藻高效转化CO2生产清洁燃油，从而有效缓解能源危机。3.补充粮食短缺。当温室大棚内CO2的浓度大于大气中的2～3倍时，大部分蔬菜产量可以提高1倍。CO2浓度充足可使蔬菜提早上市，减少农药用量，改善作物品质。按照IPCC对全球的减排目标，中国如果承担3.6亿吨CO211的年减排量，通过富碳农业工厂转换为农林产品，则可增产7.2

5、亿吨农林干物质，其中2.5亿吨可以作为食物，是2011年全国粮食总产量的43%。这对于有效保障粮食安全意义重大。4．利用困难立地。富碳农业工厂可以使用我省450万亩盐碱地、沙荒地以及目前大量存在的沟、坡、坎、塘、废矿井、土窑洞及采石、采矿、采砂、取土和砖瓦窑采区等困难立地等进行建设，从而促进农业产业结构调整，扩大种植面积，有效缓解耕地面积的不足。5.实现循环发展。发展富碳农业可以消耗CO2，缓和工业碳排放压力，减轻大气污染和水资源短缺等资源环境压力。我省在“以煤为基，多元发展”的大背景下，大力发展富碳农业，不仅可以使工业废气变为农业的宝贵资源，实

6、现CO2在工业和农林草业之间循环利用，而且可以减少温室气体排放，实现低碳工业与富碳农业的互补发展。（二）发展现状与技术难题在设施农业利用CO2方面，荷兰温室补充CO2大幅提高单产，是我国产量的8～10倍；在光伏食用菌方面，湖北辽宁山东启动了光伏食用菌示范工程和食用菌大棚20兆瓦光伏发电示范项目，我省尚未开展；在微藻固定CO2方面，全球基于微藻燃油的生物能源公司约80多家，处于研发中试阶段；在国内，中科院和中石油已开展研发；在我省山西农业大学也启动小试研发，以期建立具有市场竞争力的微藻燃油产业。11在农业碳汇方面，澳大利亚研究了农业生物碳生产应对气

7、候变化的问题；美国研究了玉米种植带的碳减排能力和土地固碳潜力；台湾提出农业土壤碳汇和森林碳汇是未来节能减排的重点方向，包括在农业和森林中增加CO2，提高产量和种植量；在国内，中科院已启动碳汇工程研究，山西农大参与其中。山西发展富碳农业面临的技术难题是：富碳因子作用机理、富碳因素高效耦合，富碳环境构建及调控技术体系等方面各项技术都有待突破，特别是CO2商品化技术开发、富碳条件下设施消减CO2技术、光伏材料富碳条件下的高效利用技术、富碳农业设施与环境调控装备以及能源微藻高效转化CO2生产清洁燃油的关键技术等方面急需突破。二、技术需求及攻关路径（一）产

8、业链富碳农业产业的关联产业包括研发，农业工厂的设计建造和材料，光伏发电、光导和热导设备和材料，碳的供应，生态农业种子、肥料和农药，农业工