碳汇渔业与渔业低碳技术展望

责任编辑李明爽 △球气候变暖和极端天气的频繁出现，再一次敲响 工了有关气候变化对人类影响的警钟。随着哥本哈 根世界气候大会的召__『1，低碳经济、低碳技术的发展再度引 起世界范围的广泛关注和高度重视，标志营以“低能耗、低 污染、低排放”为特征的低碳时代已经到来。作为最大的发 展中国家，我国由丁能源结构、产业结构、贸易结构及发展 阶段等客观因素的制约，面临着极大的温室气体减排压力， 这已是不争的事实。中国政府已向世界公布温室气体减排目 标到2020年中国单位GDP2氧化碳排放量要L2oo5年下 降40％～45％，非化石能源占一次能源消费比重将达到15％ 左右。同时将节能减排目标作为约束性指标纳入 国民经济 和社会发展第十二个五年规划 ，旗帜鲜明地提出走低碳经 济发展道路。在低碳经济时代，对于海洋与渔业大国的中国 汇渔韭冯溪 鬻 ◇张显良 中国水产科学研究院1 001 4 而言，积极发展低碳渔业大有可为，对渔业 ，至农业有效 应对全球气候变化具有重要意义。倡导和树立绿色、低碳及 循环发展的理念，以节能减排为重点，大力发展渔业低碳技 术，是加快转变渔业发展方式、实现现代渔业又好叉陕发展 的战略选择。 一 发展渔业低碳经济与技术的重要意义 一应对全球气候变化的迫切需要 随着全球环境和气候问题的曰益突出，发展低碳经济 已经成为各国政府应对当前气候变化的战略选择。低碳经 济发展模式是以低碳为方向，以节能减排为方式，以碳中 和技术为手段的绿色经济发展模式。低碳经济是以减少温 室气体排放为目标，构筑低能耗、低污染为基础的经济发 展体系，其核心是通过发展低碳技术来降低大气中二氧化 碳等温室气体的含量。针对全球气候变化，国际社会制定了 包括 联合圜气候变化国际公约1992、 京都议定书 1997、 岢奉哈根协议2009等在内的一系列国际公 约，将减缓全球气候变暖列为世界各国的共同责任。作为世 界上最大的碳排放国和发展中国家，我国由于能源结构、产 业结构、贸易结构、发展阶段等客观因素的存在，面临着极 大的温室气体减排压力。为彰显中国负责任大国的良好形 象，我国一直强调发展以低碳技术为核心的低碳经济，努力 l 中国水产201 1年第5期 降低单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放。早在2007年9 月，胡锦涛总书记在亚太经合组织领导人会议上就曾提出， 中国要发展低碳经济，推，一低碳能源技术，增加碳汇，促进 碳吸收技术。温家宝总理在十一届全国人大三次会议上作 政府工作报告中讲到，要努力建设以低碳排放为特征的产业 体系和消费模式，积极参与应对气候变化的国际合作，推动 全球应对气候变化取得新进展。为此，国家发改委在2008年 机构改革中设立了专门机构一一应对气候变化司，组织牵头 与气候变化相关的国家规划方案、政策建议、谈判管理等工 作。可见，大力发展低碳技术，推进节能减排，减少温室气 体的排放是我国有效应对全球气候变化的现实需求，也是 缓解我国在全球碳排放等问题上面临的国际J土力、确保在 新一轮国际竞争中掌握主动权的政治需要，天系国家宏观 发展。 二转变经济发展方式的必然选择 随着全球气候变暖和极端天气频现，发展低碳经济、促 进可持续发展已成为全球共识。2010年我国已成为世界第 二大经济体，要实现从经济大国迈向经济强国，需要加快转 变经济发展方式，低碳经济成为中国经济可持续发展的必然 选择。十七届五中全会明确提出，“十二五”期间要坚持把建 设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方 式的重要着力点。积极促进以低碳技术为支撑的低碳经济发 展，成为我国转变发展方式、调整产业结构、提高资源能源 使用效率和保护生态环境的重要内容。在哥本哈根世界气候 大会上，我国承诺到2020年中国单位GDP二氧化碳排放将比 2005年下降40％～45％，非化石能源占一次能源消费比重将 达到15％左右，并将此作为约束性指标纳入国民经济和社 会发展第十二个五年规划。采取了包括中国应对气候变 化国家方案 、节能减排综合性工作方案、 中国应对气 候变化科技专项行动、国家低碳省区和低碳城市试点在内 的一系列应对政策和措施，彰显了中国走低碳发展道路的 决一 和信心。 三现代农渔业发展的重要内容 众所周知，地球表面70％以上被水覆盖，海洋与内陆 水体及其内部生态系统是地球上最大的碳库，拥有巨大的 固碳潜力。例如，整个海洋含有的碳总量达1J39万亿吨，占 全球碳总量的93％，约为大气的53倍。从目前的科技水平来 看，通过工业手段封存二氧化碳等温室气体，成本高、难度 大；而通过生物碳汇，不仅技术可行、成本低，而且可以产生 多种效益，在发展低碳经济中具有重要作用，尤其对我们发 展中国家而言意义重大。通常认为，森林和湿地植物的碳汇 功能较强，然而，对水生生物所具有的重要碳汇作用认识还 很不够。据研究报道，地球上超过一半55％的生物碳或是 绿色碳捕获是由海洋生物完成的。 在我国，由于渔业特殊的养殖生产结构，具有高生态 效益的特点，渔业碳汇在生物碳汇中占有重要的战略地位。 具体地讲，我国渔业生产以养为主，而且具有较强碳汇功能 的贝类、藻类、滤食性鱼类等品种的养殖占据很大比例，使 得渔业表现出很强的碳汇功能。作为渔业大国，大力发展渔 业低碳技术，提高渔业生态效率，促进生物固碳去碳，对推 进低碳经济发展具有重要的实际意义和显著的产业潜力。 发展碳汇渔业是一举多赢的事业，不仅可提升渔业产品质 量，为国民提供更多的优质蛋白，保障食物安全，还可提高农 渔业应对气候变化的能力，对于加快渔业经济发展方式 转变，促进渔业经济结构调整，推动现代渔业发展具有重要 作用，是中国从渔业大国走向渔业强国的重要支撑。从另一 方面来看，由于多种主客观因素，目前我国渔业仍是耗能大 户，排放也较为严重，发展低碳经济渔业领域义不容辞、大 有可为。因此，发展以低碳技术为引领的低碳渔业是加快推 进现代渔业建设的重要内容。 二．渔业低碳技术发展现状 一低碳渔业的相关定义 “低碳渔业”是低能耗、低污染、低排放的效益型、节 约型和安全型渔业，是以最少的投入获得最大产出的效益 型渔业，是采用各种措施将农业产前、产中、产后全过程可 能对经济、社会和生态不良影响降到最低程度的安全型渔 业。 “碳汇”是指从大气中移走二氧化碳和甲烷等导致温室 效应的气体、气溶胶或它们初期形式的任何过程、活动和机 决策参考 责任编辑李明爽 制。与“碳汇”相对应的“碳源”是指向大气释放二氧化碳和 甲烷等导致温室效应的气体、气溶胶或它们初期形式的任何 过程、活动和机制。 2010年，中国水产科学研究院名誉院长唐启升院士等 首倡提出了“碳汇渔业”新理念。由于渔业具有巨大的碳汇 功能，所以把能够充分发挥碳汇功能、具有直接或间接降低 大气二氧化碳等温室气体浓度的渔业生产活动泛称为“碳 汇渔业”。 而“渔业碳汇”则是指通过渔业生产活动促进 水生生物吸收水体中的二氧化碳，并通过收获水生生物产 品，把这些碳移出水体的过程和机制，被称为“可移出的碳 汇”。这个过程和机制，实际上提高了水体吸收大气二氧化 碳的能力。 二渔业低碳技术的分类 低碳技术是一个非常大的概念，凡能促进能源和消费 过程中更加低碳化的技术都可以认为是低碳技术。目前主 要包括“碳减排”和“碳增汇”两个方面，前者是减少碳排 放或实现零排放的技术，后者是二氧化碳的捕捉及储存技 术。具体而言，低碳技术在渔业领域主要有 1．减碳方面 渔业减排技术可减少渔业生产排放的技术，如养殖 池塘节水减排技术、工厂化循环水养殖技术等。渔业降耗技 术通过降低渔业生产活动能耗，提高能源利用效率，实现 低碳目的的生产技术，如精准化养殖技术、不同营养级养殖 品种}昆养的生态养殖技术；而通过培育养殖优良品种生长 快、品质优、抗逆性强等、开发低鱼粉高效饲料等，也可以 减少饲料与其他投入品的投喂、缩短养殖周期、降低养殖 成本，从而提高养殖效率，降低渔业消耗。渔业节能技术 如渔船节能技术，渔用节能材料研发，养殖设施风能、太阳 能、地热利用技术等。绿色能源技术海洋中蕴藏着巨大的 可再生能源，包括生物质能。很多水生植物，如藻类、水葫 芦、水风信子等具有开发生物质能源的潜力，如利用廉价速 生海藻制造生物质燃油技术等。 2．汇碳方面 直接去碳技术许多处于较低营养能级的水生生物本 身即具有固碳作用，如能进行光合作用的海洋植物可以直接 吸收水中的二氧化碳。海洋中存在着数量巨大的海洋微生 物，其微生物泵的作用可将大气中的二氧化碳悬浮在海面以 下的水体中，从而直接减少大气中二氧化碳的含量。而一些 滤食性水产养殖品种如贝类，以及以浮游生物和贝类、藻类 为食的鱼类、头足类、甲壳类和棘皮动物等，也可通过营养 转移的过程实现碳汇，并通过收获而把这些碳移出水域。开 发藻类、贝类、植食性和杂食性等低营养级生物养殖品种， 适度、精准捕捞，可直接从水体中净移出相当量的碳。据研 究，我国大规模贝藻类养殖每年至少可以移出120万吨碳。 间接去碳技术通过自然渔业环境生态的修复如大水面渔 业生态修复技术、海洋牧场、增殖放流等，也可保护渔业 资源，养护水体碳汇能力，从而起到间接去碳的作用。 三我国渔业低碳技术发展现状及主要问题 中国水产201 1年第5期 9 1．捕捞业 一是船型及配置不合理，建造不规范，设备老旧，玻 璃钢船舶应用很少。船型和主要配置是不同作业方式渔船 综合性能优化的集中体现，由于渔船建造市场化放开和标 准化建设落后，以及渔船适航性、安全性和经济性等性能 未得到真正贯彻等原因，我国渔船船型及配置存在诸多问 题船型杂乱，性能优化度低，渔船任意建造，随意性很 大；主机配置、船机桨匹配差异大；渔船老化情况严重， 主副机、捕捞装备以及助渔仪器等系统配套设备也比 较陈旧，技术状态落后，设备维护保养也极不规范；木质 渔船仍是主体，玻璃钢渔船受成本、材料质量、制造工艺 和渔港条件制约，发展缓慢。二是捕捞装备整体上处于 落后状态，科技支撑不足，现代技术应用较少。由于渔业 资源衰退、研究弱化等原因，我国渔船捕捞装备没有随着 船舶工程技术及电子技术的快速发展取得应有的进步，渔 船捕捞装备整体技术状态落后于发达国家30～40年海洋 捕捞系统装备机械化、自动化程度低，渔船作业人员配置 多，劳动强度大，作业效率低；多数渔船仍然采用机械式 起网机，其操作灵活性、传动效率以及安全性存在缺陷； 捕捞装备与渔具渔法的合理匹配性差；渔船捕捞设备系统 配套不完善，影响了渔船捕捞整体技术水平的提升；远洋 渔船，特别是大型远洋渔船捕捞装备主要依赖进口国外设 备，尤其使用二手设备比较普遍。 2．水产养殖业 一是水产生物种业发展严重滞后，肉食性品种成为 发展热点，低营养级品种品质提升技术不足。我国水产养 殖种类达100多种，每个种类养殖模式也不完全相同。部 分草食性鱼类、贝类、藻类和海珍品对养殖环境影响不 大，有些种类对环境改善有促进作用。但是因其品质控制 机理不清，品质提升技术欠缺，加之受国内供求关系和饮 食文化的影响，人们转而养殖“名特优”肉食性品种获取 高品质水产品，如此消耗了大量优质蛋白资源，直接导致 小杂鱼等低营养级品种资源的无序利用。二是生产模式落 后，精准化水平较低。池塘养殖是水产养殖的主要模式， 但是养殖环境调控能力差，生产管理凭经验操作，精准化 水平较低。饲料、水电、养殖机械与设备、药品、劳动力 等消耗不合理，成为阻碍水产养殖可持续发展的重要因 素。三是单位产品水资源利用率低，水质性缺水iEt趋严 重。水产养殖用水与工业和生活用水的冲突日益加重，水 质性缺水局面日趋加重，以池塘为代表的养殖模式每公斤 养殖产量用水量大，难以为继。虽然我国近年来发展了一 些水体处理技术，包括池塘水质改良技术、养殖用水前处 理技术、养殖废水处理技术等，但整体上还缺乏实用性， 集成程度不高，增加养殖成本，还不能从根本上解决我国 大规模水产养殖用水的难题。四是饲料利用率低，对环 境造成一定的污染。配合饲料覆盖面不够，鲜活饵料大 量使用，加剧海洋资源衰退，增加养殖排放。投喂方式 以经验为主，影响饲料利用率。养殖品种对饲料蛋白的利用 ≤t 中国水产201 1年第5期 率仅为30％左右，对氮、磷等营养物质的转化能力也非常低 20％--30％，其余大部分营养物质流失于自然水体，加剧 了自然水域的富营养化程度。 3．水产品加工业 一是产业规模限制了新技术应用。我国水产加工品 80％是大宗低档次的加工品，而且大部分加工品由于其技 术含量低而附加值不高。同时，加工品的品牌少、名优新 品种少、龙头企业少，加工质量控制技术落后，新技术应 用能力有限。另外，由于多种原因，多数加工企业没有采 用先进的工艺和污水处理设备，废水排放对周边环境造成 了一定的影响。二是水产品综合加工水平低。我国水产品 加工的产品中，冷冻制品占加工总量的60％以上，水产品 加工仍以粗加工为主，罐头、鱼糜制品、烤鳗、水产调味 品、水产药物及废弃物综合利用等精深加工的比例还比较 低。 三 渔业低碳技术研究方向及应用前景 一捕捞生产低碳技术 发展海洋渔业高效、低碳的捕捞生产技术，需要结 合现代船舶工业技术对渔船装备技术等进行深入的研究。 重点应开展以下几个方面的研究一是标准化船型技术。 主要研究渔船船型阻力特性、船机桨参数优化匹配、主机 余热制冷保鲜等节能技术与节能动力系统设备，构建节能 型标准化渔船，降低作业能耗。二是网机具配置技术。依 据金枪鱼围网与延绳钓、南极磷虾拖网、大型变水层拖 网、舷提网、鱿鱼钓等渔具渔法特点与技术要求，研究精 准化捕捞装备与技术，开展网形、网位、网速及智能鱼群 识别、渔获等信息监测等技术，实现网机具配置精准化， 提高作业效率。三是玻璃钢渔船建造技术。加快对玻璃钢 渔船建造技术的研究，制定扶持玻璃钢船舶发展的优惠政 策，限制木质船舶生产，促进中小型渔船玻璃钢化。四是 资源养护与增殖技术。开展人工渔礁、海洋牧场等资源养 护型渔业生产模式与技术的研究与实践，以及人工增殖放 流技术的研究，促进由掠夺性开发海洋资源的传统捕捞业 向资源节约型、环境友好型和可持续发展的现代捕捞业转 变。 二养殖生产低碳技术 一是养殖良种培育技术。优良品种是养殖业健康持 续发展的关键因素，培育优质、高产、抗病的水产养殖品 种，始终是水产遗传育种和生物技术研究的热点。海水养 殖优良种质创制技术的重点研究内容包括分子育种技术、 数量性状遗传评估技术等。二是池塘精准化养殖技术。我 国水产养殖的品种多，需要针对不同养殖种类在不同生长 发育阶段对各类营养元素的需求进行更为精准的营养研 究，以达到既能保证养殖生物的最快生长，又尽量降低流 失率，降低饲料系数，提高养殖经济效益，减少对养殖环境 的污染负荷。还需要开展池塘健康养殖系统模式研究，建立 养殖系统的物质、能量流动模型；开展池塘养殖设施规范化 技术研究，建立不同养殖条件下的池塘设施建设工艺技术 体系，最终构建池塘精准化养殖技术体系。三是资源保护型 生态养殖技术。多营养层次的综合养殖IMTA对养殖环 境进行调控是目前解决海湾及邻近浅海养殖可持续发展的 有效手段。IMTA是基于生态系统水平管理的养殖模式，目 前已发展为从整个生态系统的食物网角度，使投入到养殖 系统中过剩的营养物质即一种养殖生物的代谢废物成为 另一种养殖生物的营养来源，实现物质和能量在系统内部循 环，获得更充分的利用，进而减少养殖对环境的负面影响， 保证养殖业的健康、高效和可持续发展。基于此项技术，可 以开展规模化的海洋森林工程建设，包括浅海海藻草床建 设、深水大型藻类养殖等。四是病害控制与预防的健康养 殖技术。养殖模式相对单一、浅海养殖布局和种间搭配不 尽合理、外源污染物和养殖生产自身污染等因素的共同作 用，致使养殖环境状况恶化，导致养殖病害频发。亟待对 病害控制与预防的健康养殖技术进行深入研究，重点对实 施海湾环境调控技术，构建“基于生态系统渔业管理”的 海湾养殖病害高效生态防控技术体系，从生态系统稳定、 平衡的角度出发，进行水产养殖的模式规划和健康管理， 有效改善养殖生物的栖息环境，减少病害的发生。五是节 能降耗工厂化养殖技术。发展“数字化”技术，开展“精 准化”的工厂化养殖，通过建立“数字化”的养殖管理模 式，最终达到提高水资源利用效率，通过人工精准化调控 水体溶解氧、pH等水环境，提高单位水体的养殖生物承 载力，并通过饲料的营养标准与投喂策略研究，降低水产 养殖对环境的氮、磷排放负荷。研究养殖循环水处理净化 原理与技术装备，利用先进的水处理工艺，改善养殖环 境，减少病害发生，提高水产品质量，促进环境生态均 衡，实现精准、高效、健康的工厂化养殖。 三水产品加工低碳技术 一是高新技术研究与应用。加强对“高压技术”、 “栅栏技术”和“超细微粉末制备技术”等高新技术的研 究和应用，促进水产品加工技术的升级。二是加工机械系 统研究。以大宗水产品为主要研究对象，以提升水产品资 源利用率、生产效率、品质及安全性为目标，开展水产品 加工机械化、自动化和智能化的关键技术与装备的研发， 建立较完善的现代水产品加工装备技术体系，提高加工装 备的运行效率。三是水产品精深加工技术。提高加工品的 附加值以及废弃物的综合利用技术水平，从废弃物中提取 水解蛋白、蛋白胨、甲壳素、鱼油、河豚毒素、水产调味 品等，实现“零废弃”加工。其他如藻类等水产品天然产 物提取技术，研发高附加值的功能食品。 四，发展渔业低碳技术的政策建议 201 1年1 1月，中国水产科学研究院在北京承办了高层 次的“碳汇渔业与渔业低碳技术”工程科技论坛，积极倡 导推进发展碳汇渔业，抢占蓝色低碳经济的技术高地。会 上，院士和专家们从丰富和发展碳汇渔业理论体系、技术 方法和应用前景，到推进渔业低碳经济的发展等各方面提 出了建设性的意见，引起了强烈反响。 决策参考 就我国渔业发展现状来看，发展低碳经济是势在必行 的经济愿景，是一个需要长期不断实践创新提高的过程。 在把握渔业经济增长机遇和发展低碳经济、转变渔业经济 发展方式的过程中，要遵循经济社会发展与生态环境保护 的一般规律，借鉴吸收发展低碳经济的成功经验，立足于 我国的基本国情和国家利益，走出一条协调长远利益与眼 前利益，兼顾技术创新与制度创新，政府、企业和个人三 方积极互动的低碳经济发展之路。 一建立并逐步完善适应渔业低碳经济发展的政策 法规。在充分考虑我国国情的基础上，结合我国建设资源 节约型、环境友好型社会和节能减排的工作需求，在确保 渔业经济稳定发展的前提下，有针对性地制定、实施国家 低碳经济发展战略，并从法律层面确定应对气候环境变化 的举措。在相关法规修订过程中，增加应对气候变化的有 关条款，逐步制定、完善应对气候变化的法律体系。 二加强低碳创新技术发展模式研究，合理规划我 国渔业低碳技术发展路线图。低碳技术发展的路线图是当 前国内外研究机构关注的热点之一，但目前的研究大多较 为宏观，更加细致的信息研究甚少，而这一切对于提高研 发主体的创新效率非常重要。在未来，除了战略层面的技 术发展路线图外，为研发主体服务的技术路线图是一个值 得关注的方向。因此，我国要发展低碳渔业经济，研究规 划适于渔业低碳经济发展的低碳技术发展路线图尤为迫 切。 三加大力度支持渔业低碳技术自主创新研究，大 力开展低碳技术推广应用。 “十一五”期间，中国每年为 减排技术的应用投入的成本接近GDP的1％。应该看到， 渔业的低碳技术在节能减排中占有重要的地位。加快发展 低碳渔业，急需设立渔业发展低碳技术的专项基金，进一步 加大科研投入力度，为研究提供充裕的资金支持，充分调动 渔业低碳技术研究的积极性。以科研院所作为技术支撑，以 企业作为渔业低碳技术的创新主体，搭建技术创新平台，推 动产学研联合，加强基础和共性技术研究。2011年1月，我国 首个碳汇渔业实验室在中国水产科学研究院黄海水产研究 所宣布成立，实验室下设獐子岛虾夷扇贝碳汇实验室和桑 沟湾贝藻碳汇实验室。此外，应尺．陕建立我国渔业碳汇计量 和监测体系，科学评价渔业碳汇及其开发潜力，探索水域生 态环境和水生生物减排增汇战略及策略。 四积极谋求国际合作，不断探索适合我国渔业低 碳经济发展之路。众所周知，发达国家的技术总体要比发 展中国家先进，而未来世界能源需求和排放增长的大部分 又来自发展中国家。因此，必须寻求通过制度化的手段来 推进发达国家向发展中国家的技术转让，以期实现全球低 碳经济的可持续发展。我国要不断探索建立与欧美等发达 国家的对话合作机制，加大先进技术的引进力度，加强与 这些国家的技术合作，发挥各自优势，加快技术创新，加 快关键核心技术的推广应用。 作者系中国水产科学研究院院长 中国水产201 1年第5期 11