山西富碳农业"吃掉"工业碳排 让工业废气变为农业资源
9月2日，是山西省煤基重点科技攻关项目投标受理第2天，山西农业大学生命科学与工程学院教授常明昌，与他的团队选择的“标段”是“设施食用菌高效碳循环研究与示范”。
这是本次重大招标项目中的七个大项之一富碳农业的一个分项目，另外两个分项目是设施蔬菜高效固碳和微藻燃油关键技术研究示范。山西把发展富碳农业列为创新驱动、低碳发展的一个新兴产业领域，将从投入上、科研上以及产业化等各个环节加大力度。
让工业废气变为农业的资源
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二氧化碳用于农业生产。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。
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。山西在“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。
富碳农业工厂可以使山西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。
设施农业是在封闭或半封闭状态中进行，多数时间处于缺乏CO2的状态，严重影响单产水平的提高，将工业产生的CO2施用到设施中，能够高效利用，数倍提高蔬菜产量。我国菜农也意识到补充CO2大幅提高单产的效果，采用各种方法施用CO2，取得良好效果。
山西农大园艺学院教授温祥珍说，实施富碳农业的效果是非常显著的。据初步估算，仅富碳设施农业一项，CO2减排量就十分可观：山西180万亩温室大棚，按照目前世界上比较先进的温室施CO2 35kg/m2计，1年就可固定CO2420亿公斤，这个数据相当于山西全省的碳减排任务。如果全省的设施蔬菜在目前基础上增施CO22—3倍，可吸收CO21000—1500万吨；另外，全省年产秸秆1900多万吨，利用露天焚烧的400万吨秸秆用于食用菌生产，可减排CO2 670万吨；光伏食用菌大棚1万亩每年发电可达3亿度，节约标煤120万吨,折合减排CO2 300万吨，效益约2亿元。增施CO2后，设施蔬菜产量可以大幅度增产，仅此一项全省可以增产增收上千亿元。一减一增之间都是低碳发展的大轨迹。
常明昌说，山西食用菌年人均5.5公斤，远低于全国年人均20.6公斤。如果仅把每年露天焚烧的约400万吨秸秆用于食用菌基质，可生产200万吨食用菌；其中20%用于精深加工，总产值就可达300亿元。山西现代农业就有望形成“植物—动物—菌物”三足鼎立的“三维农业”格局。
“6＋1”架构突破技术瓶颈
山西发展富碳农业面临的技术难题是：固碳、节能和减排三个方面的各项技术都有待突破，特别是CO2高效“气体肥料”开发、富碳条件下设施生产消减CO2技术、光伏食用菌生产技术、富碳农业生产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。
针对发展富碳农业的技术瓶颈，山西制订的富碳农业产业创新链部署设计了“6＋1”的架构，“6”是指食用菌、设施蔬菜富碳、微藻燃油高效固碳、土壤高效固碳、困难立地设施富碳和林果草高效固碳和6个产业创新链；“1”是指一个监测评估服务系统。
山西省发展富碳农业的措施是，要形成“一院二工厂N基地”：即建立山西省富碳农业研究院；建设一座现代化的富碳农业实验示范工厂，建立一座“能源微藻转化煤基燃气CO2生产清洁燃油示范工厂”；在全省不同生态区建立N个富碳农业试验示范基地。
研究院将重点围绕节能、减排、固碳三个方面，研发一批关键技术和产品，孵化、培育一批科技型龙头企业。富碳农业工厂将运用太阳能、风能、气肥、温控、新种子、无菌车间等技术条件，建设高效农业工厂，构建完整的富碳农业循环产业链。可以看到富碳农业新技术、新材料的应用成果，可以看到色彩斑斓、品种多样的富碳农业果实、花卉和种子等。在全省不同生态区建立N个富碳农业示范基地。进行不同类型富碳农业试验示范，包括工矿废弃地、盐碱沙荒地、沟坡坎地等困难立地及农林草复合生态系统。
60多个“后备”项目形成攻坚梯队
除了本次招标的3个项目，山西已经优选出60多个富碳农业“后备”项目。这些项目将在今后分批次给予立项支持。
富碳农业设施和环境控制。开展不同立地环境日光节能温室建造结构、材料、工艺、栽培设备、环境控制等关键工程技术研究，实现温室建造结构动态宜地、取材就地节能、工艺优化简洁、栽培设备高效、环境智能控制等的系列化、标准化。最优先研发日光温室富碳化工程技术研究与示范，优先研发不同困难立地农业设施建造与环境控制研究与示范。
设施园艺作物高效固碳生产。重点研究适合山西不同设施中施用CO2的方式方法；不同蔬菜、花卉、果树上施用浓度、措施、使用效果；施用CO2后对资源的利用效率，确立富碳生产的环境条件等，并将研究成果应用于生产中进行示范推广。示范面积初步达到20万亩，辐射面积80万亩。
二氧化碳高效综合利用。开展高效二氧化碳固态气肥研制与开发、高效二氧化碳液态气肥研制与开发、高效二氧化碳气肥缓释调控关键技术研究、二氧化碳对畜产品保鲜技术研究，实现二氧化碳的循环利用，提供适合温室大棚使用的高效二氧化碳气肥产品。
食用菌集约化高效生产与精深加工。开展深加工研究，扶持工厂化生产，带动秸秆基质化利用。
能源微藻转化CO2生产清洁燃油。开展工厂化微藻养殖、高效吸收CO2和生产清洁燃油的关键技术工艺和配套装备研发，年产170万吨微藻燃油及副产品，年产值达180亿，形成具有市场竞争力的新型微藻燃油产品和产业。
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