2024年8月12日,恰逢南京农业大学农业资源与生态环境研究所溧水基地挂牌4周年。南京市溧水区晶桥镇芝山村富硒生态园迎来了国际生物质炭产业代表团专程来到芝山观摩炭基农业。我所溧水基地与芝山村石燕农地股份合作社和芝山科技人才党支部合作,在井山综合楼举行了中外炭匠炭农”烧炭卖碳“南京行交流会。参会的国外代表来自澳大利亚碳能矿物公司(carbon-powered minerals”)、美国加州西托斯土地公司(Sitos.Earth) 、欧洲壳炭实业(husk ventures)和新加坡盛世绿炭公司等企业,包括分别来自荷兰、法国、美国、澳大利亚、越南、新加坡的8位国外商务人士,与来自香港树后生命公司、深圳绿水青山环境科技、山东环宇生物科技、浙江金锅锅炉、安徽昌信能源、南京年达炉业、江宁奥凯园林等16家生物质炭设备、生物质炭产品及生物质炭环境与农业服务的中方企业代表20多人汇聚芝山,就农林废弃物炭化、生物质炭产品开发及农业应用等相关市场发展进行了广泛、深入的热烈讨论。来自安徽淮北的2位农民、北大荒集团在苏相关企业的3位技术员专程赶来听会,本所溧水基地的3位研究生及芝山科技人才党支部党员列席了会议。
图1. 40多名中外炭匠炭农汇聚芝山研讨“烧炭卖碳“
晶桥镇农业服务中心朱文雨主任和芝山村李其军书记出席了会议,分别代表镇村对以Terri Sun女士为领队的国外企业家和境内外相关企业家等炭匠炭农莅临芝山观摩炭基农业表示热烈欢迎,并介绍了镇村生态循环绿色农业和炭基健康农业的发展情况。Terri Sun女士首先做了代表团南京行的主要目的和希望交流的议题介绍,并扼要地向中国同行介绍了近3年来国际生物质炭产业的快速发展情况,全球生物质炭总产量由2021年的10万吨(可能缺失中国资料),发展到2023年35万吨,预计2025年将达到270万吨,其中以工业化转窑大规模连续炭化为主要发展形式。这种发展的60%受碳交易所驱动。在生物质炭用户上,以农业应用为主(占70%,用于经济作物、粪污处理和土壤修复),其次是水过滤、植树和庭院景观美化(各占大约10%),少量用于水泥、沥青等建筑材料的掺混。但是,炭的产品形式及应用模式仍是产业发展的根本问题,所以专门来南京芝山观摩我所潘根兴教授团队的炭基农业技术发展及应用实践。美国加州的Ryan先生报告了他们结合酒用葡萄生产的木质废弃物生物质炭及其农业应用情况,他们特别是开发了生物质炭土地施用的配套设备(沟施拖拉机、翻抛机及喷撒机等),以满足生物质炭大规模土地施用。他们提出了对土地所有者和经营者的培训、生物质炭及其产品的标准化、使用量及其施用方式的开发以及经济性(炭基产品的效益)的改善等生物质炭市场发展的路径,并期盼和诚邀全球同行们的共赢合作。Noemi Martin女士代表壳炭实业介绍了他们在东南亚的柬埔寨和越南开发稻壳生物质炭产业的情况,关注炭基肥料产品的开发和应用产生的碳信用交易,正在发展壳炭标准化和碳计量的标准做法。新加坡Chloe Hung女士这次带来了绿炭碳信用市场开发的路线图,希望能通过国际碳信用市场开发,将生物质炭产业的固碳减排附加值变现,帮助炭产业利润最大化。
图2. 潘根兴教授与专程来芝山的国外生物质炭企业家及部分中国企业家合影。
我所毕业研究生龙国刚同志代表芝山合作社向中外企业家介绍了炭基生态农业实践,将生物质炭土壤改良、炭基肥料农田施用和植物营养调理剂叶面喷施配套技术用于生产炭基富硒大米、黄桃、梨子和茶叶等富硒健康农产品,通过加工和就地销售和生活消费拉动合作社一二三产协同发展的生态经济,炭污协同处理养殖业粪污就地生产加工炭基农用产品。自主生产、就地施用、闭合循环、提质增效的“芝山炭基农业“模式,受到与会者的强烈关注。我所程琨副教授介绍了炭基农业碳信用计量交易的高淳尝试,也引起了与会者的特别兴趣。应国外代表的要求,潘根兴教授介绍了农业废弃物生物质炭农用产品的配套开发,特别是一炭三肥的模式化产品及其大米、果蔬和茶叶健康农产品市场的组合应用,并提供了以粪污-炭协同的炭基有机肥为基础的四大生物质炭土壤应用产品类型(重金属污染钝化剂、盐碱土改良剂、障碍土壤改良剂、育秧基质)等实用产品剂型,连同炭基有机肥、炭基复合肥和炭基液体肥等新产品在会场展示。这些产品的应用实效以及土壤储碳和农田减排的潜在优势,为生物质炭农业应用的价值化和潜在碳信用的开发提供了技术途径依据,更引起了国外代表对生物质炭品质、用量以及剂型创新的深入探讨。同时,潘根兴教授还高度赞赏国外企业界在中文介绍中采用”生物质炭“的科学术语。
中外炭匠炭农们围绕生物质炭产业发展,特别是农业应用的实效及潜在的附加值提升和产品增值增效的途径和方式进行了热烈的讨论。Terri Sun女士认为,生物质炭生产成本较高,炭产品进入市场难,碳交易获得的附加值可能是增效的最重要突破口。但是,这仍需要炭产品被农民接受、能为农产品带来增值,为农民增效增收,因此,产品的有效性(农业应用的实际效果)和形式是主要的因素。而芝山的实践为大家提供了很好的案例参考。炭产品的市场进入难题,特别是炭基肥实际上难以进入化肥市场,是商业壁垒问题,在中国尤为明显,全球也存在类似问题,这需要全社会在可持续发展框架内通过政策和经济干预来解决。例如,国外代表们对炭基尿素产品能够明显地贡献于减肥减氮非常赞赏,但是如果能通过强制性规定,化肥中必需包含一定比例的炭基肥以替代化肥尿素,这不但有利于生物质炭的大量应用,而且对于减排和减缓活性氮污染找到一种行之有效的解决方案。另外,生物质炭和炭基有机肥,都是质轻量大的大宗农田施用物料,运输成本过高,不利于长途运输,也是炭产品扩大市场的实际因素。因此,结合当地农业发展实情的功能性强而专门化的炭产品配套系列的开发和采用是促进生物质炭产业发展的未来需求。功能导向、就地循环,服务当地特色农业经济可能是实现生物质炭产业可持续发展的良好模式,芝山的经验值得借鉴。
图3.我所历年合作研发的炭基肥(彩色塑料袋包装的成品肥料)、在芝山使用的炭基大田土壤改良剂(不锈钢桶,依次为猪粪炭基有机肥、鸡粪炭基有机肥、重金属污染钝化剂、盐碱土改良剂、板紧瘦土壤改良剂和育秧基质)和炭基液体肥(左侧蓝色塑料桶)。
就生物质炭生产本身来说,成本和品质是一对矛盾,优质生物质炭往往要求原料的专门化、制炭工艺的标准化和炭性质的稳定化,但是产业的营收往往不能从销售炭产品中得到平衡。国外的做法和国内一些企业的经验,往往将综合效益放在首位,从而实际了冲淡了炭品质的追求。因此,多联产的生产系统和多功能的产品应用以及全链式协同发展成为产业的新模式,例如气炭能肥模式(能源生产和供应为主要收益的来源,而副产品炭再进行深度加工和升值,安徽昌信和高邮林源的模式如是),再如废弃物炭化生产生物质炭再与废弃物处理(例如粪污、废水处理,污染土壤治理)结合,形成多联产、多服务的综合系统,例如江苏碧诺的秸秆炭化-废弃物治理-土地开发的综合模式。当然,对于特定的原料,专门炭化制备的特定生物质炭,用于非农市场,例如果木、壳类生物质采用无氧炭化生产专用炭(替代能源)或者活性炭(替代煤炭源工业活性炭),甚至未来可能开发用于冶金的炭还原剂或锂电池石墨的炭原料,是生物质炭高值化的方向,山东环宇公司利用苹果果木生产的高品质炭就是一个特例。
生物质炭及炭产品农业应用带来的碳信用及其交易目前是全球的热点话题。国际上由碳标公司(Carbon Standard Institute, CSI)、Puro.Earth公司和全球碳汇注册(global C-sink Registry)等公司在进行生物质炭产业的碳计量和碳信用认证。不过,这些公司都要求生物质炭的产品性质和功能要符合认证标准,目前有国际生物质炭协会(IBI)标准、欧盟生物质炭认证标准(EBC)和世界生物质炭标准(WBC)。同时,上述认证公司都各自开发或者选用一种生物质炭碳信用计量方法学。也就是说,目前炭标准和碳信用认证话语权都在这些国际公司。国外一直试图在中国推行他们的炭标准。我们认为,一方面,某些炭标准(例如IBI)不一定都是针对农业应用而设置的,况且也有可能已经与当前产业的主流工艺过程或者主要应用方向不相契合。另一方面,农业应用炭产品的专门化和功能化开发尚未完善,统一规范农业生物质炭生产和应用的标准化的时机尚未成熟,至少在中国不能急于推出农业废弃物炭化和生物质炭农业应用产品的标准化。代表们还对如何厘分土壤固碳和农田减排的碳信用,如何在废弃物收集处理端、生物质炭生产端和生物质炭用户端分享这些碳信用交易的收益,产生了非常热烈的交流。例如在高淳案例中,炭基农业的土壤固碳和农田减排的碳信用没有进行厘分,短期碳信用和长期碳信用的计量仍需完善,碳信用在炭生产者和炭应用者间的分配也没有考虑。毕竟,在生态农业中,秸秆资源-秸秆炭化-炭农业应用可能是不同的实施者,炭农业应用得到的碳交易营收需要考虑炭源头的利益。另外,是否应该考虑将前期投入(例如对监测系统的投入)包括在碳交易公司的收益分成机制内。不过,中国目前尚未开放农业生物质炭产业的自主减排碳交易,如果能有国际公司能将国内生物质炭基农业的碳信用通过合适的计量认证而在国际碳信用市场得到交易,无疑对国内炭产业是一个巨大利好。在本次会上,新加坡盛世绿炭公司有意向对芝山富硒生态园炭基农业尝试做个碳交易案例探索。
会后,中外企业家在我所刘晓雨老师、卞荣军老师和芝山村龙国刚等陪同下,参观了我所中挪合作炭基水稻固碳减排与土壤健康试验田,观摩了炭基水稻田间生产情况以及炭基果园和炭基林下黄花菜等,参观了芝山村健康农产品展示销售厅,品尝了以炭基健康食品为主的乡土美食,并十分高兴地品饮了芝山茅台—炭基大米加工的“芝酒“。 晚上,国外企业家和部分参会中国企业家入住林下休闲木屋,领略了芝山村的静美乡野情趣,几个美国和澳大利亚朋友还在西山水库旁畅饮啤酒,度过了一个难忘的夜晚。
图4. 中外炭农在芝山富硒生态园田头
附:中外炭匠炭农 “烧炭卖碳”芝山行(2024)代表名录
姓名 |
国家/地区 |
企业名称 |
职务 |
Terri Sun |
澳大利亚 |
CPMTP (carbon powered minerals) |
CEO |
Paul Kerr |
澳大利亚 |
工程师 |
Mayo Ryan |
美国加州 |
https://www.sitos.earth |
CEO |
Jessica Bronner |
美国 |
工程师 |
Ingrid van Ginkel |
荷兰 |
壳炭实业 (husk ventures) |
总经理 |
Noemi Martin |
法国 |
工程师 |
Loi Pham |
越南 |
CEO |
Chloe Hung |
新加坡 |
Greenchar Climate solutions |
CEO |
陈向阳 |
深圳 |
深圳市绿水青山 |
总经理 |
陈雨农 |
南京 |
苏美源有限公司 |
总经理 |
哈 云 |
滁州 |
安徽昌信新能源 |
CEO |
蒋子厚 |
无锡 |
江苏碧诺环保 |
CEO |
康 健 |
中国 |
盛世绿炭 |
CTO |
李 茹 |
南京 |
南京勤丰秸秆 |
总经理 |
凌展腾 |
香港 |
树后生命 |
CEO |
龙国刚 |
南京 |
南京石燕生态 |
工程师 |
吕后明 |
金华 |
浙江金锅锅炉 |
董事长 |
孙可军 |
常州 |
鼎祥机械科技有限公司 |
董事长 |
盛卫东 |
高邮 |
林源生物质能源科技 |
董事长 |
陶斯年 |
南京 |
南京年达炉业科技 |
董事长 |
王 军 |
安徽淮北 |
淮北市烈山区盛景庄园 |
经理 |
叶永田 |
安徽淮北 |
淮北市烈山区盛景庄园 |
董事长 |
殷晓军 |
常州 |
常州市华源干燥设备 |
总经理 |
赵庭军 |
南京 |
南京奥凯园林 |
董事长 |
章国宾 |
山东栖霞 |
栖霞市泰宇生物 |
董事长 |
朱文雨 |
溧水区 |
晶桥镇政府 |
农服主任 |
李其军 |
溧水区 |
芝山村、石燕合作社 |
书记 |
卞荣军 |
南京 |
南京农业大学 |
副教授 |
程琨 |
南京 |
南京农业大学 |
副教授 |
刘晓雨 |
南京 |
南京农业大学 |
副教授 |
潘根兴 |
南京 |
南京农业大学 |
教授 |
另,北大荒集团在苏企业代表3人,中国燃气控股在宁企业1人自发前来听会.