从田间到碳市场：生物质炭如何助力农业碳汇交易
引言
农业减排固碳已成为实现碳达峰与碳中和目标不可或缺的一环。作为推动农业绿色转型的关键力量，发展新质生产力不仅是应对环境挑战的创新路径，更是促进农业可持续发展的必然选择。其中，生物质炭作为新质生产力的重要代表，正逐步崭露头角，成为绿色有机稻田减排固碳的关键技术之一。
2024年，全国首张生物质炭有机水稻碳票（编号0000001）在江苏省南京市高淳区正式签出，这不仅标志着我国农业碳汇交易迈出了实质性的一步，也预示着生物质炭技术在农业减排固碳领域的广阔应用前景。这一“第一拍”，不仅是对农业绿色转型的坚定支持，更是对未来可持续发展模式的一次积极探索。
生物质炭：田间的绿色宝藏
01 什么是生物质炭？
生物质炭，又称生物炭或黑炭，是一种富含碳元素的固体物质，主要通过高温热解（通常指在无氧或低氧环境下进行的高温处理）过程从生物质原料中制得。这些原料来源广泛且可再生，包括但不限于农作物秸秆、林木废弃物、畜禽粪便以及城市有机垃圾等。在热解过程中，生物质原料中的大部分碳被固定在生物质炭中，形成了一种稳定且难以分解的碳形态。
生物质炭的制作过程不仅实现了废弃物的资源化利用，还减少了焚烧等传统处理方式带来的环境污染。同时，其独特的物理和化学性质使得生物质炭在多个领域展现出广泛的应用潜力。
02 生物质炭的农业应用
在农业领域，生物质炭被誉为“土壤的黑金”，其在土壤改良、提高作物产量、减少化肥使用等方面发挥着重要作用。
土壤改良：生物质炭具有多孔性结构和高比表面积，能够吸附并保持土壤中的水分和养分，改善土壤结构，增强土壤的保水保肥能力。同时，它还能调节土壤酸碱度，为作物生长提供更为适宜的土壤环境。
提高作物产量：通过改善土壤条件，生物质炭促进了作物根系的生长和发育，提高了作物对养分的吸收利用率，从而增加了作物产量。此外，生物质炭还能抑制土壤中的有害微生物，减少作物病虫害的发生。
减少化肥使用：由于生物质炭能够吸附并保持土壤中的养分，减少了养分的流失和挥发，因此可以在一定程度上减少化肥的使用量。这不仅有助于降低农业生产成本，还有助于减少化肥过量使用对环境的污染。
固碳减排：生物质炭的制备过程本身就是一种固碳方式，将原本可能释放到大气中的碳固定在土壤中。同时，生物质炭在土壤中的长期稳定性也意味着它能够长期锁定碳元素，减少温室气体的排放。这对于应对全球气候变化具有重要意义。
从田间到碳市场的转变
农业碳汇，是指农业生产过程中通过特定措施吸收并固定大气中二氧化碳的过程或活动。这些措施包括但不限于改良土壤结构、增加植被覆盖、优化农业管理实践等，它们共同促进了土壤碳储量的增加，从而减少了大气中的温室气体浓度，不仅为减缓气候变化提供了自然解决方案，还促进了农业生产的可持续发展，实现了经济效益与生态效益的双赢。
01 生物质炭与碳汇交易
生物质炭作为一种富含稳定碳的固体物质，其在土壤中的长期储存能力使其成为农业碳汇的重要组成部分。为了将生物质炭纳入碳汇交易体系，首先需要对其进行科学计量和认证。这一过程通常涉及对生物质炭生产、应用及土壤碳储量变化的全面监测和评估，确保数据的准确性和可靠性。通过专业的第三方机构进行认证后，生物质炭便可以转化为可交易的碳汇产品。
碳市场作为连接碳减排项目与资金支持的桥梁，为生物质炭碳汇交易提供了广阔的平台。在碳市场上，生物质炭碳汇产品可以像其他商品一样进行买卖交易。买家通常是那些需要履行碳减排责任的企业或组织，他们通过购买生物质炭碳汇产品来抵消自身的碳排放量。而卖家则是那些实施了生物质炭生产与应用项目的农户或企业，他们通过出售碳汇产品获得经济回报，从而激励更多人参与到农业减排固碳的行动中来。
通过碳市场的交易机制，生物质炭的价值得到了最大化体现。它不仅为农业生产者提供了额外的收入来源，还促进了农业资源的合理利用和生态环境的保护。同时，碳市场的运作也推动了生物质炭技术的研发和推广，加速了其在农业减排固碳领域的广泛应用。
实践案例：生物质炭的碳汇之旅
2022—2023年，生态环境部南京环境科学研究所联合南京农业大学和南京国环有机产品认证中心组建攻关团队，坚持科技创新，在江苏省南京市高淳区东坝街道建设500亩有机水稻种植示范基地，开展施用生物质炭促进农田减排固碳研究。生物质炭在农业减排固碳方面成效显著，主要体现在以下三个方面：
生物质炭能够有效实现稻田减排增汇。使用生物质炭的稻田土壤有机质含量平均增加4%；有机水稻基地的CH4排放降低16%，N2O排放降低23%，温室气体排放总量降低16%；土壤固碳量平均增加89%；温室气体净排放量平均减少51%。
高效综合利用生物炭技术实现农林碳封存。农林碳封存最好的方式就是高效综合利用生物炭技术。生物炭含有大量的碳元素，而且稳定性很好，在土壤中可以存在成百上千年。因此，把生物炭施入土壤本身就是碳封存的过程。生物炭技术将固碳减排、消减环境污染和废弃生物质资源循环再利用放在一起同时进行。
生物质炭能够有效降低病虫害发生。在有机示范稻田施用了生物质炭，同时实施秸秆离田利用，与周边继续实施秸秆还田的有机稻田相比，示范基地纹枯病发病率降低约20%，二化螟虫害发生率降低约15%。
生物质炭能够促进农业碳汇价值实现。在500亩有机稻田施用生物质炭，农田碳汇量达到130.67吨CO2当量，2024年在高淳区政府的支持下，完成了江苏省首笔农业碳汇交易。
农民受益
增加收入：通过参与生物质炭施用项目，农民不仅获得了水稻等农产品的销售收入，还通过碳汇交易获得了额外的碳汇收益。这大大提高了农民的经济收入，激发了他们参与农业减排固碳的积极性。
提高农业生产效率：生物质炭的施用改善了土壤质量，提高了农作物的产量和品质。农民在减少化肥和农药使用量的同时，获得了更高的农业产出，实现了农业生产的提质增效。
促进农业可持续发展：生物质炭的广泛应用有助于推动农业向绿色低碳方向转型。通过减少农业温室气体排放、提高土壤质量等措施，促进了农业生态系统的恢复和重建，为农业可持续发展奠定了基础。
江苏省南京市高淳区东坝街道的500亩有机水稻种植示范基地通过施用生物质炭促进农田减排固碳的研究取得了显著成效，不仅为农业绿色发展提供了有力支持，也让当地农民在增加收入、提高农业生产效率和促进农业可持续发展等方面受益匪浅。
发展蓝图：生物质炭的碳市场拓展
目前，农业碳汇交易在全国温室气体自愿减排交易市场还是空白点。发展新质生产力促进农业碳汇价值实现，是强化以经济手段保护生态环境的实践创新。
加强农业减排增汇政策扶持。当前，我国在工业能源领域实施了碳排放权交易制度，碳交易与农业的衔接不够，各级政府对保护性耕作、有机种植等有利于农田减排增汇的措施缺乏引导激励，一定程度上制约了农田减排增汇项目的开发和推广。建议加快构建农业减排固碳的政策扶持体系，建立正向激励和负面约束机制，提升农业碳减排量和农业碳汇的价值，探索建立体现农业碳汇价值的生态保护补偿机制。
完善农业减排增汇计量方法学研究。农业碳汇交易市场的建立与运营，首先需要完善相关的方法学。截至目前，尚未发布农业减排增汇有关的方法学。建议相关部门参照《温室气体自愿减排交易管理办法（试行）》，加快制定自愿减排农业碳汇项目开发操作流程，引导和鼓励高校及研究机构、企事业单位、行业协会等自主开发与编制农业碳汇项目方法学。通过试点实施，探索总结形成农业碳汇技术标准体系、计量监测体系和综合服务体系。
推进秸秆碳化的产业化。现阶段，国内生物质炭的制造企业较少，原料和成品的长距离运输导致了终端销售价格偏高，限制了生物质炭的推广应用。生物质炭的生产技术门槛低，原材料充足，基础投资可控。建议相关部门组织开展生物质炭的产业化研究，通过提高生物质炭产能、降低终端成本的方法，促进生物质炭在农田的规模化应用，同步解决秸秆处置难题、焚烧污染大气、直接还田带来的病虫害高发等问题。
创新农业固碳减排碳汇开发新场景。坚持农业绿色发展、数字发展及可持续发展，拓展减排固碳技术开发应用场景，大力发展资源节约型循环农业，倡导科学农兽药使用方式，促进节肥增效，实施农药减量行动，建设绿色碳汇型果茶园，增强作物固碳能力，持续推广畜禽健康低碳养殖。提升农业废弃物回收及资源化利用水平，提高农业废弃物处理中心效能，将农业废弃物发酵后作为有机肥料循环使用，促进农业增强“固碳释氧”能力。
结语
随着科技的持续进步和政策的积极引导，我们有充分的理由坚信，生物质炭作为一种创新的农业实践手段，将在农业减排固碳的广阔征途中扮演愈发关键的角色。它不仅能够有效减少农业活动中的温室气体排放，还能显著提升土壤质量，促进农作物生长，实现农业生产的提质增效。这种双赢甚至多赢的效益，将极大地推动我国乃至全球农业向更加绿色、低碳、可持续的方向迈进。
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