水稻也能碳減排！一項田間地頭的低碳實(shí)驗：技術(shù)、成本、碳交易閉環(huán)如何構(gòu)建？

每經(jīng)記者 葉曉丹    每經(jīng)編輯 魏官紅    

九月的杭嘉湖平原，高溫仍未退場，但熱而不燥。嘉善縣西塘鎮(zhèn)竹小匯低碳智慧農(nóng)田的400畝水稻進(jìn)入了灌漿期，水稻在微風(fēng)中搖曳，滿眼青綠。

“灌漿前期的水位保持在5公分~8公分，中期3公分~5公分，后期1公分左右。”負(fù)責(zé)竹小匯低碳智慧農(nóng)田項目的浙農(nóng)集團(tuán)員工孫利利通過電話告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者。

和普通農(nóng)田不同的是，竹小匯低碳智慧農(nóng)田里的水稻排灌水，沒有依靠有經(jīng)驗的農(nóng)民，而是靠安裝在田埂間的一塊黑色盒子——水位感應(yīng)儀。

孫利利介紹，水位感應(yīng)儀可以智能控制田里的水位，感應(yīng)儀里面有芯片，可以實(shí)時感應(yīng)觀測水位高低，水少了就通過灌排系統(tǒng)自動加水，水多了自動排水。

這和人工灌排差別有多大？

“如果沒有這套系統(tǒng)，在高溫天氣，田里的水量我們會擔(dān)心不夠，然后會放很多，沒控制好，水就容易積在田里。一方面會造成水資源浪費(fèi)，另一方面，灌漿期結(jié)束后就要開始晾田，如果一直不能蒸發(fā)晾干，后期會引起水稻倒伏，不利于機(jī)器收割作業(yè)。”孫利利稱。

田埂間的水位傳感儀 圖片來源：每經(jīng)記者 葉曉丹 攝

步入10月下旬，400畝水稻進(jìn)入乳熟期，再往后，等田里水分曬干，根據(jù)天氣條件，在11月中旬前后，就可以正式作業(yè)收割了。

而孫利利口中提及的這套系統(tǒng)，并不只有水位感應(yīng)儀，還包括無人農(nóng)機(jī)、殺蟲燈、灌排系統(tǒng)以及稻田數(shù)字孿生系統(tǒng)和算法模型。

除了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)價值，這400畝試驗田還正在實(shí)踐農(nóng)業(yè)低碳減排以及探索后續(xù)實(shí)現(xiàn)碳減排交易的可行性。

這是從今年6月開始的一場農(nóng)業(yè)低碳減排實(shí)驗。

低碳稻畝均碳排放當(dāng)量減少超20%

為什么會選擇水稻進(jìn)行碳減排試驗？

中國水稻研究所稻作研究與發(fā)展中心副主任研究員王丹英表示，水稻作為中國主要糧食作物之一，是中國65％以上人口的主糧。中國的種植歷史悠久，種植區(qū)域廣泛。但水稻在種植過程中所產(chǎn)生的甲烷氣體CH₄，已成為中國水稻生產(chǎn)碳足跡的主要來源之一。

相關(guān)研究估算，水稻生產(chǎn)碳足跡組成中占比最大的部分為稻田CH₄排放，達(dá)85.05%，農(nóng)資投入導(dǎo)致的溫室氣體排放占14.95%，其中化肥投入占總碳足跡的10.25%。

據(jù)了解，竹小匯低碳智慧農(nóng)田示范方項目包括400畝核心及1500畝輻射農(nóng)田區(qū)域，由浙農(nóng)集團(tuán)運(yùn)營。通過引入阿里云的數(shù)字技術(shù)和中國水稻研究所的低碳稻作技術(shù)，構(gòu)建起一套智能種植系統(tǒng)，來大幅降低水稻種植過程中的碳排放和稻田退水中的氮磷含量。

阿里云方面介紹，該方案依托中國水稻研究所提出的水稻生長模型，并基于阿里云的云計算、IoT物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)，重點(diǎn)建設(shè)一個低碳稻田數(shù)字孿生平臺，聯(lián)動精準(zhǔn)灌排、無人農(nóng)機(jī)、綠色防控三大智能控制系統(tǒng)和水、氣、土三個在線自動檢測體系，由云+數(shù)字化系統(tǒng)來指導(dǎo)水稻種植工作，實(shí)現(xiàn)大幅度減碳。

2022年9月，中國水稻研究所聯(lián)合阿里云正式發(fā)布了低碳稻作技術(shù)，據(jù)中國水稻研究所專家測算，采用新方案后，西塘鎮(zhèn)竹小匯低碳智慧田減少灌溉用水30%-50%，稻田退水氮磷含量消減30%，甲烷排放較傳統(tǒng)模式減少30%以上，折合畝均碳排放當(dāng)量減少超20%。

低碳稻的技術(shù)架構(gòu) 圖片來源：阿里云供圖

技術(shù)、成本、碳交易閉環(huán)如何構(gòu)建？

阿里云方面向《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者介紹，低碳稻背后主要有三大技術(shù)突破。

一是數(shù)字測碳。在常規(guī)數(shù)字探水探土探氣基礎(chǔ)上，推出植株全生長周期模型測碳。如在水稻不同生長階段，可以精準(zhǔn)測出一塊稻田監(jiān)測方綜合碳吸收量和排放量，從而指導(dǎo)農(nóng)事作業(yè)各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

二是裝備控碳。通過無人機(jī)光譜分析和基地可視化大數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)最小5畝范圍區(qū)塊生長差異化辨別，從而達(dá)到最小單元精準(zhǔn)施肥，實(shí)現(xiàn)最大程度碳控制。

三是立體減碳。水陸空三線立體上陣，水即利用生態(tài)溝渠和尾水零排放來減碳，陸即薄露灌溉，通過水位動態(tài)監(jiān)測實(shí)現(xiàn)最節(jié)能灌溉，空即通過北斗自動巡航和區(qū)域小氣候環(huán)境預(yù)警實(shí)現(xiàn)最佳減碳指導(dǎo)。

中國水稻研究所專家和浙農(nóng)集團(tuán)項目負(fù)責(zé)人現(xiàn)場介紹水位傳感儀

圖片來源：每經(jīng)記者 葉曉丹 攝

孫利利透露，目前試驗低碳稻的核心400畝田，配置了約6臺無人農(nóng)機(jī)、40套灌排系統(tǒng)；如果低碳稻以后大面積推廣，軟件系統(tǒng)成本是固定的，只需要再增加硬件設(shè)備，可以攤薄低碳稻技術(shù)的邊際成本。

王丹英也算了一筆賬：“基本上十畝田配置一套灌排系統(tǒng)、殺蟲燈、水位感應(yīng)儀這些硬件設(shè)備，而十畝田硬件成本投入在1000元左右，預(yù)計使用期限可達(dá)5年-6年，均攤到每年的固定成本投入并不算高，相對而言，前期需要投入消耗的資金比較多。”

同時，王丹英表示，由于當(dāng)前農(nóng)業(yè)碳減排交易的鏈路還不成熟，低碳稻減排之后，國內(nèi)碳市場交易也暫時不是十分成熟，所以目前限制了這一技術(shù)的大規(guī)模使用。低碳稻獲得的收益，是一個長期緩慢的過程，短期內(nèi)“增產(chǎn)增收增效”并不十分顯著。因而目前低碳稻技術(shù)，主要向一些高標(biāo)準(zhǔn)稻田或者大型的農(nóng)業(yè)集團(tuán)進(jìn)行推廣。

但從國際碳交易市場的發(fā)展趨勢來看，農(nóng)業(yè)碳減排而后進(jìn)入碳交易實(shí)現(xiàn)商業(yè)閉環(huán)仍具備可行性。

“比如說，我們選的這一方田，利用低碳稻技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)碳減排，那么可以請一家國際認(rèn)可的碳交易認(rèn)證公司來查看、詢問農(nóng)戶是否確實(shí)采取了低碳技術(shù)，安裝檢測裝置，在水稻全生育期采集甲烷的含量，進(jìn)行跟蹤，與常規(guī)農(nóng)田進(jìn)行對比，從而論證低碳稻可以實(shí)現(xiàn)減排的額度。低碳減排的技術(shù)獲得論證后，通過技術(shù)減少的甲烷排放量，可以換算成對應(yīng)的減碳排放額度，然后在碳交易市場交易，一些碳排放量超標(biāo)的國際買家可以在市場購買。”據(jù)王丹英透露，安徽有一家低碳稻企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在碳市場進(jìn)行交易。

田間地頭的減碳市場，可及可期？

要進(jìn)入碳市場交易，需要達(dá)到一定規(guī)模的碳減排量。而通過低碳稻技術(shù)減排的額度，要實(shí)現(xiàn)化零為整，實(shí)際上需要這一技術(shù)能在較大規(guī)模的農(nóng)田里進(jìn)行運(yùn)用。如此，可以形成穩(wěn)定、可觀的碳減排量，打通低碳稻技術(shù)應(yīng)用的商業(yè)閉環(huán)。

低碳稻試驗田 圖片來源：阿里云供圖

當(dāng)下，農(nóng)業(yè)減碳也迎來了諸多利好政策。

2022年6月30日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)《農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳實(shí)施方案》（以下簡稱《方案》），為我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳，提供了系統(tǒng)性實(shí)施路徑。

《方案》提出，圍繞種植業(yè)節(jié)能減排、畜牧業(yè)減排降碳、漁業(yè)減排增匯、農(nóng)田固碳擴(kuò)容、農(nóng)機(jī)節(jié)能減排、可再生能源替代等六項任務(wù)，實(shí)施稻田甲烷減排、化肥減量增效、科技創(chuàng)新支撐、監(jiān)測體系建設(shè)等十大行動。

10月初，江西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳、江西省發(fā)改委印發(fā)《江西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳實(shí)施方案》，在重點(diǎn)任務(wù)中提出，將減排固碳貫穿于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程和農(nóng)村生活各方面，重點(diǎn)實(shí)施稻田甲烷減排行動、化肥減量增效行動、畜禽低碳減排行動等農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳“八大行動”。

為了發(fā)展農(nóng)業(yè)減排固碳，《江西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳實(shí)施方案》還提到了堅持政策激勵，充分發(fā)揮政府引導(dǎo)和政策激勵作用，加大金融對綠色低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的支持力度，在資金投入、稅收優(yōu)惠等方面重點(diǎn)向農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳領(lǐng)域傾斜。建立農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳監(jiān)測評價體系，探索農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域碳減排交易的有效路徑。

據(jù)中國水稻研究所專家測算，引入低碳稻作技術(shù)，1畝稻田甲烷排放降低6公斤左右，按照甲烷和二氧化碳當(dāng)量1：25的比例，能夠少排大概150公斤二氧化碳當(dāng)量的溫室氣體。若在長三角地區(qū)1.2億畝水稻田推廣開來，可減少約1800萬噸二氧化碳當(dāng)量的溫室氣體排放，碳減排效果突出。

在9月底的低碳稻技術(shù)發(fā)布會上，中國水稻研究所與阿里云宣布共同推動低碳稻作技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)大適用范圍，服務(wù)整個長三角地區(qū)乃至長江中下游地區(qū)，協(xié)助長三角一體化與低碳發(fā)展。