为“北京中农瑞利源高科技发展公司、华南农业大学新肥料研究中心联合举办的《磷资源高效利用及低碳技术研讨会》（2010-01-23于北京石油宾馆）扩展稿。 1、我国CO2减排任务有多大？ 我国公布的CO2减排目标是单位GDP排放量2020年比2005年下降40％～45％，位于世界主要国家减排计划之首位。如何理解该减排计划？ 据国际能源署2006年的统计资料，2004年世界主要国家的CO2排放量。依次为：美国58亿t、中国47.7亿t、俄罗斯15.3亿t、日本12.1亿t、印度11亿t。而当年人均CO2排放量分别为19.37、3.66、10.63、9.52、1.02t。2007年6月31日我国外交部发言人秦刚在例行记者会上，认可了我国人均CO2排放量为3.66t。2005年我国人口13.04亿，可推断2005年我国CO2排放总量约为47.73亿t。 2005年我国GDP现价15.9878万亿人民币或2.244万亿美元。则万元人民币GDP CO2排放量为2.99t，或万元美元GDP CO2排放量21.27t。为达到2020年减排40％～45％的目标，则2020年万元人民币GDP CO2排放量应为1.6～1.8t，或万元美元GDP CO2排放量11.7～12.8t。 2007年12月17日世界银行修正了“中国2005年购买力评价GDP总量为5.333万亿美元”。按此计算2005年我国万元购买力平价GDP CO2排放量为8.95t，减排40％～45％，则为4.92～5.37t。据俄罗斯科学院世界经济和国际关系研究的预测，若2011～2020年中国经济平均以7.1％的速度增长，到2019年末，中国按购买力评价计算的国内总产值将比美国多出25％，达到26万亿美元。若按2005年我国万元购买力评价美元计的CO2排放量减排40%-45%计算为4.92-5.3t，则2020年我国CO2的排放总量将可达到128亿-140亿t，约为现在60亿t排放量的213%-233%，足见未来10年，我国若要保持经济高速增长，CO2减排始终是艰巨的任务。但达到2020年比2005年单位GDP CO2排放量下降40%-45%的目标是完全可能的。 据耶鲁大学和哥伦比亚大学联合研究的《2006年环境表现指数》，以每百万购买力评价GDP计算的CO2排放量，世界平均为363t，其中：法国56t，日本57t，德国80t、英国118t、美国171t、印度621t、中国731t、俄罗斯914t。与前述数据相比，2005年我国百万美元购买力评价GDP计算的CO2排放量为895t，而2006年则为731t。假若，通过各行各业的努力使百万美元购买力评价计的CO2排放量从731t减为世界平均的363t，我们就能完成2002年比2005年单位GDP减排50%的目的。若进一步减为美国171t的水平，就有可能使2020年我国CO2排放总量保持现有水平。也就是说，各行各业要使本行业单位GDP的CO2排放量，在现有基础上减少50%或75%，这是一个巨大的任务，但是可完成的任务！ 2、以低碳经济（Low Carbon Economy）为特征的低碳时代 清华大学化工系金庸院士与荷兰皇家科学院Jokob de swaan Arons合著的《资源·能源·环境·社会——循环经济科学工程原理》一书（化学工业出版社2009年4月北京第一版），详细介绍了低碳经济。 低碳经济是指以低能耗、低污染为基础的绿色生态经济。低碳经济一词首见于英国工贸部2003年发表的白皮书《我们未来的能源——创建低碳经济》，2005年英国首相布莱尔在达沃斯世界经济论坛上对世界各国发出相应的呼吁，呼吁建立以低碳经济相适应的生产方式、消费模式、开发在生产、使用和废弃全过程的低CO2排放的产品和工程技术，以及CO2的捕集，重复利用和地质埋藏的技术开发，同时建立鼓励低碳经济发展的国内国际政策、法律体系和市场机制。英国的倡议得到社会的普遍支持，2008年的世界环境日主题为“转变传统观念，推行低碳经济”。低碳经济的观念正在融入生产、生活的各个方面，世界正在进入以低碳经济为特征的低碳时代，人们的生活方式也被纳入排CO2的范畴； 如果你用100度电，那么你就排放了78.5kg CO2 如果你自驾车消耗了100升汽油，你就排放了270kg CO2 如果你乘飞机旅行了2000公里，你就排放了278kg CO2 3、肥料生产中CO2排放量估算 肥料在CO2排放中发挥着双重作用。一方面肥料在生产、运输、施用过程中要消耗能量，从而产生CO2的排放；另一方面施肥促进了植物生长，增加了光合作用强度，又起着CO2减排的作用。北京大学一项研究表明：20世纪80～90年代，中国通过植树造林、作物轮作和扩大竹林面积，吸收了28%-37%的工业碳排放物。粮食生产对气候产生了降温作用，由于粮食生产反射的太阳光多于自然生长的植物。据英国布里斯托大学一个研究小组的估算，从事选择性植物种植的农民将可望获得23欧元/公顷的补贴。 我国化肥工业是以碳基原料为主，常将产品的能耗，折合为标准煤耗统计，标煤的热值为29.3MJ/kg或7000kcal/kg，各种能源折标煤的参考系数如表1。 表1 各种能源折标准煤参考系数
资料来源：中国磷肥工业协会《磷酸二铵产品能源限制标准》编制工作组，2009.11 不同燃料的单位发热量的CO2排放量如表2. 表2 不同燃料单位发热量的CO2排放量
使用天然气为原料生产的化肥，单位热值CO2排放量仅有煤为原料的42%。 由表1、2可估算不同原料。燃料、生产工艺所生产化肥的CO2排放量。 例如：2008年全国上报数据的257家氮肥企业（占全国合成氨总产量的75%）每吨合成氨平均入炉标准原料煤耗1221kg，燃料煤（折标煤）单耗117kg，天然气单耗909m3（标），电单耗1241kwh，综合能耗1447kg/t标煤。2008年全国生产合成氨4995.2万t，则全年耗标准煤7228万t，按标煤热值29.3MJ/kg，每MJ标煤排放CO20.117kg计，则每吨合成氨的CO2排放量约为5t，全国4995.2万t合成氨的CO2排放总量约为2.5亿t，但1t合成氨加工为农用尿素可固定1.23t CO2，加工合成碳铵可固定2.38t CO2。若4995.2万t合成氨有80%加工为尿素，15%加工为碳铵，则全国生产的尿素、碳铵可固定CO2约6700万t，则全国4995.2万t合成氨CO2净排放量约为1.8亿t，考虑到部分合成氨厂以天然气为原料，合成氨CO2净排放量将低于1.8亿t。 2008年我国生产磷肥1285万t P2O5，其中，高浓度磷复肥产量占73.8%。低浓度占26.2%。高浓度磷复肥中，生产磷酸一铵实物量802.1万t（368.3万t P2O5），磷酸二铵实物量815.8万t（372.3万t P2O5）,即我国2008年生产了磷铵类肥料约1620万t（740万tP2O5），共耗用2800万t富磷矿及2100万tH2SO4。 磷铵类产品的耗能计算比较复杂，由于磷铵的主要原料硫酸来源于燃烧硫磺或硫铁矿，而硫磺等同于燃料，燃烧可放出大量热量，但不产生温室气体（CO2、CH4、NO2、O3、含氯氟烃），硫酸分解磷矿也是放热反应。由中国硫酸工业协会、中国石油和化学工业协会负责起草的中华人民共和国国家标准《硫酸单位产品能源消耗限制》（报批稿），硫酸企业单位综合能耗限额值（无论是以硫磺、硫铁矿或冶炼烟为原料）均为负值。即每生产1t硫酸相当于节约40~110kg标煤；另一方面，我国富磷矿即将用完，而转向中低品位磷矿选矿，选矿将耗用电能，干燥用煤，又将增加CO2排放。 磷铵类肥料的CO2排放量，因生产方法不同产品综合能耗相差较大。若按现有生产水平每生产1t实物硫酸一铵耗标煤120kg，生产1t实物磷酸二铵耗标煤60kg计算，则2008年生产802.1万t磷酸一铵，815.8万t磷酸二铵，总计耗标煤约145万t，排放CO2总量约500万t。若考虑生产磷铵类肥料耗用了2100万tH2SO4，全国平均硫酸的综合能耗按-50kg标煤计算，可提供相当于105万t标煤的热值，则2008年生产磷铵类肥料的CO2排放总量不到150万t，若计算获得2800万t富矿的选矿能耗及排放CO2的量，则CO2排放量远高于此值。 2008年我国生产钾肥268万tK2O，但生产钾肥所排放的CO2量比生产氮肥、磷肥少得多。 我国化肥生产的减排任务主要是氮肥工业，其次为磷肥生产。 4、低碳时代的肥料 要使本行业单位GDP的排放量，在现有基础上减少50%或75%，不突破传统观念是很难达到的，因为现有产品的能耗值，即使合成氨能耗降至理论能耗（生产1t液氨的理论能耗21.21GJ，折标煤726kg），全部加工为碳铵，也很难达到减排3/4的目的。应该另辟新径，构建我国肥料新体系，下列途径可供肥料行业参考。例如： 我国要求2010年所有城市都要建污水处理设施，并要求城市污水处理率不低于70%，则全国污水处理量将达360亿~600亿M3，干污泥产生量将达720万~1200万t，城市干污泥约含有7%~10%的N+P2O5+K2O，并含有30%~50%的有机质，城市污泥由于含有较多重金属及寄生虫卵等生活污染物，用于大田作物存在施用量的限制，但可用于植树造林。 胡锦涛主席在2007年亚太经合组织（APEC）会议上明确表示，到2010年中国森林覆盖率将由2005年的18.2%提高到20%。从2000年~2005年我国每年增加森林面积达400万公顷，一棵树生长40年，平均每年可吸收CO2约0.5kg，通过植树可吸纳大气中CO2，据统计，我国从1980年至2005年的造林工程累计吸收CO2多达30.6亿t。因此，通过干污泥制肥用于植树将是肥料减排的良好途径之一。 在磷肥行业，基于高品位磷矿即将用完。低耗能的中、低品位磷矿直接利用将是磷肥行业减排新的途径，这次由中国磷肥工业协会、中国化学矿山协会联合主办，农资导报承办的《磷资源高效利用及低碳技术研讨会》将介绍的华南农业大学开发的“应用中低品位磷矿研究无酸促释磷肥”及北京中农瑞利源高科技发展公司介绍的“生物酶活化磷肥的研究与应用”，均属于节能，CO2低排放磷肥。 清华大学材料系粉体工程研究室盖国胜教授开发的中低品位磷矿养分微晶活化技术、生物后化技术以及北京海依飞（Hi—effi）科技公司与郑州乐喜施磷复肥技术研究推广中心联合开发的利用非水溶性营养源进行灌溉施肥新技术也属于节能，CO2低排放肥料。 为从低碳经济出发，构建我国肥料新体系，我们可以做的工作有： ① 对现有肥料生产、运输、施用的排碳量，农作物吸碳量进行计算，以评价其“碳行为”，确定其在低碳经济中的地位。 ② 开发廉价的用于森林、竹林、湿地植被快速生长的新型肥料，提高植物的吸碳能力。 ③ 开展新一轮土壤诊断，确立以减肥、有机肥替代化肥为中心的养分平衡，以最少量的化肥，应用可能多的有机肥代替目前过量施化肥，达到减排的目的。 ④ 开展新型灌溉施肥（Fertigation）肥料及施肥方法的示范推广，为节水农业、产业化农业提供低排放肥源。 ⑤ 开展合理生产、施用肥料的宏观决策支持系统研究。
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