低碳循環(huán)視角下生態(tài)脆弱地區(qū)碳匯產(chǎn)品價值實現(xiàn)路徑

摘要：低碳循環(huán)發(fā)展的大背景下，三農(nóng)碳匯生態(tài)產(chǎn)品的價值實現(xiàn)可助推三農(nóng)低碳化發(fā)展并利農(nóng)惠農(nóng)。以生態(tài)脆弱區(qū)南疆四地州的戶用沼氣項目為研究對象，基于低碳循環(huán)的視角，利用小規(guī)模方法學(xué)AMS-Ⅲ.R和AMS-Ⅰ.C，綜合測算溫室氣體的雙重碳減排效益，估算其參與CERs項目后的經(jīng)濟(jì)效益，并進(jìn)行項目碳減排成本的核算，最后就地區(qū)實際給出建議。結(jié)果表明：2020年南疆四地州戶用沼氣工程的總碳減排量為32.46×104 t/a，其中第一重碳減排量為0.96×104 t/a，第二重碳減排量為31.50×104 t/a，平均每戶碳減排量為1.12 t/a；建池農(nóng)牧民參與CERs項目的碳減排經(jīng)濟(jì)總收益可達(dá)3 385萬元，參與CERs項目十年后的每戶凈現(xiàn)值為2 229.6元，內(nèi)部收益率可達(dá)30%，動態(tài)投資回收期為3.16年；單位碳減排增量成本（ICER）為9.01元/t CO2當(dāng)量，即1.42美元/t CO2當(dāng)量。因此，其戶用沼氣CERs項目開發(fā)具有可行性，且開發(fā)潛力較大，加入碳交易市場實現(xiàn)其作為三農(nóng)碳匯產(chǎn)品的價值對于地區(qū)生態(tài)恢復(fù)、減碳增收、鞏固脫貧攻堅成果也有推動作用。

關(guān)鍵詞：三農(nóng)碳匯產(chǎn)品；價值實現(xiàn)機制；生態(tài)脆弱地區(qū)；發(fā)展效益

中圖分類號：F303.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：20955553 （2024） 070282

09

Path of value realization of carbon sink products in ecologically fragile areas from the

perspective of low-carbon cycle： A case study of CERs project of household biogas

in the four prefectures of Southern Xinjiang

Sun Dehua1， 2， Liu Weizhong1， 2， 3

（1. School of Economics and Management， Xinjiang Agricultural University， Urumqi， 830052， China;

2. Center for Rural Development Research in Arid Areas， Urumqi， 830052， China;

3. Xinjiang Institute of Rural Revitalization， Urumqi， 830052， China）

Abstract：

Under the background of low-carbon cycle development， the value realization of carbon sink ecological products of agriculture， the countryside and farmers can promote the low-carbon development of agriculture， the countryside and farmers， and also benefit farmers. Taking the household biogas project in the four prefectures of southern Xinjiang in the ecologically fragile area as the research object， and based on the perspective of low-carbon cycle， the small-scale methodology AMS-Ⅲ.R and AMS-Ⅰ.C were adopted to comprehensively calculate the dual carbon emission reduction benefits of greenhouse gases， estimate the economic benefits after participating in the CERs project d， and calculate the carbon emission reduction costs of the project， and finally the actual suggestions aiming at the actual regional situation were put forward. The results showed that in 2020， the total carbon emission reduction of household biogas project in the four prefectures of southern Xinjiang was 32.46×104 t/a， of which the first carbon emission reduction was 0.96×104 t/a， the second carbon emission reduction was 31.50×104 t/a， and the average carbon emission reduction per household was 1.12 t/a， the total economic income of farmers and herders participating in the CERs project was 33.85 million yuan， and the net present value of each household after participating in the CERs project was 2 229.6 yuan， the internal rate of return could reach 30% and the dynamic payback period was 3.16 years， the incremental cost per unit of carbon reduction （ICER） was 9.01 yuan/ton CO2 equivalent， which was ＄1.42/ton CO2 equivalent. Therefore， the development of the household biogas CERs project is feasible and has great development potential， and participating the carbon trading market to realize the value as one type of carbon sink products of agriculture， the countryside and farmers will also promote regional ecological restoration， carbon reduction and income increase， and consolidate the achievements of poverty alleviation.

Keywords：

agricultural carbon sink products; value realization mechanism; ecologically fragile areas; development benefit

0 引言

IPCC最新發(fā)布的2021氣候變化評估報告再一次指出，升溫幅度達(dá)到1.5 ℃～2 ℃對全球環(huán)境具有不可逆轉(zhuǎn)的巨大影響，需迅速地開展大規(guī)模的減排行動。我國廣大農(nóng)村地區(qū)生態(tài)環(huán)境尤為脆弱，氣候變化會加劇當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的惡化，尤其是剛剛脫貧的生態(tài)脆弱地區(qū)所面臨的持續(xù)發(fā)展和保護(hù)生態(tài)的雙重挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻［1］。2022年中央一號文件提出“探索建立碳匯產(chǎn)品價值實現(xiàn)機制”，這是第一次在正式文件中提及減碳增匯及碳匯產(chǎn)品等相關(guān)字眼，鄉(xiāng)村振興低碳化發(fā)展、“三農(nóng)”低碳化發(fā)展等新理念也與“碳”建立起緊密關(guān)聯(lián)。清潔發(fā)展機制（CDM）作為《京都議定書》中引入的靈活履約機制之一，可充當(dāng)碳匯產(chǎn)品價值實現(xiàn)機制中的重要“橋梁”，農(nóng)林碳匯產(chǎn)品也被批準(zhǔn)成為項目并產(chǎn)出減排量，因此其進(jìn)入碳交易市場并持續(xù)獲益同樣需要依靠CCER或CERs項目［24］。

戶用沼氣是清潔發(fā)展機制下的直接減排方式，也是農(nóng)村地區(qū)實現(xiàn)低碳循環(huán)的有效手段。戶用沼氣的碳匯效應(yīng)表現(xiàn)在：通過建設(shè)沼氣池實現(xiàn)農(nóng)村畜禽糞便及污水的資源化處理，減少甲烷排放，同時利用沼氣替代燃煤與薪柴、沼肥替代化肥等，進(jìn)一步減少二氧化碳排放。我國農(nóng)村地區(qū)戶用沼氣分布廣、數(shù)量多，2020年底全國戶用沼氣池已達(dá)3 380萬口，除了具備碳匯效應(yīng)外，還兼具改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境及能源結(jié)構(gòu)、減少農(nóng)村面源污染風(fēng)險等重要功能。沼氣作為可再生清潔能源，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

宏觀上已有研究對戶用沼氣的村居環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及減排潛力均進(jìn)行了較為細(xì)致的測算［57］，但估算過程中存在未考慮沼氣燃燒的碳排放、忽略項目動物數(shù)量、公式中變量遺漏等問題；微觀上則開展了地區(qū)農(nóng)村沼氣項目參與碳交易的意愿調(diào)查研究［3， 8］。也有研究通過梳理國內(nèi)外涉農(nóng)的碳市場實踐，對于國內(nèi)低碳“三農(nóng)”進(jìn)入碳市場的機制和路徑進(jìn)行了詳細(xì)的論述［912］。但關(guān)于戶用沼氣開發(fā)成為CERs項目的碳減排成本核算缺乏充分的研究，生態(tài)脆弱區(qū)利用地區(qū)內(nèi)“三農(nóng)”碳匯產(chǎn)品實現(xiàn)“減排、增收”雙贏局面的可行性研究也尚不充分，生態(tài)脆弱區(qū)實現(xiàn)其“三農(nóng)”碳匯產(chǎn)品價值的市場實踐也很少。

作為典型生態(tài)脆弱區(qū)的南疆四地州發(fā)展沼氣項目有其特殊性和重要性，即沼氣大規(guī)模推廣應(yīng)用后增加農(nóng)牧民的燃能來源，減少對于周圍荒漠過渡帶的紅柳、梭梭樹等的砍挖，對于生態(tài)恢復(fù)和低碳可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。因此，本文基于現(xiàn)有研究成果，嘗試結(jié)合地區(qū)實際改進(jìn)已有模型的參數(shù)和變量選取，測算得到研究案例的碳減排量和減排增量成本等重要指標(biāo)，初步探索生態(tài)脆弱區(qū)戶用沼氣項目作為“三農(nóng)”碳匯產(chǎn)品的價值實現(xiàn)機制，以期為未來南疆生態(tài)脆弱區(qū)戶用沼氣項目進(jìn)入碳交易市場、生態(tài)恢復(fù)以及探索低碳化防返貧路徑提供相關(guān)的理論參考。

1 生態(tài)脆弱區(qū)開發(fā)戶用沼氣CERs項目的低碳循環(huán)機理分析

南疆四地州屬于典型的生態(tài)脆弱區(qū)。長期以來，農(nóng)戶通過砍挖村莊周邊的紅柳、梭梭等充當(dāng)薪柴以供取暖和炊事，而紅柳、梭梭樹等多年長成的龐大根系對于固沙具有重大作用，若是大量砍挖，塔克拉瑪干沙漠的流沙極大可能向周圍侵蝕，威脅周圍村莊安全，對生態(tài)也將造成嚴(yán)重破壞。在南疆四地州發(fā)展沼氣項目，一方面可以增加燃能來源，減少農(nóng)牧民對周邊植被的破壞、保護(hù)生態(tài)，另一方面則可減少糞便帶來的農(nóng)村面源污染風(fēng)險，改善農(nóng)村衛(wèi)生環(huán)境。然而，戶用沼氣項目的碳匯效應(yīng)一直未得到重視，其碳匯效應(yīng)表現(xiàn)在，通過建設(shè)沼氣池實現(xiàn)農(nóng)村畜禽糞便及污水等的資源化處理，減少甲烷排放，同時利用沼氣替代燃煤與薪柴、沼肥替代化肥等，進(jìn)一步減少二氧化碳排放。

如圖1所示，若不使用沼氣，不僅含碳物質(zhì)的流動是單向的，且原有處理方式下的動物糞便會向大氣中釋放甲烷，農(nóng)牧民炊事、取暖使用的燃煤和薪柴等，在燃燒過程中也會向大氣中排放大量的二氧化碳（虛線箭頭處）。若使用沼氣，則可實現(xiàn)以戶用沼氣池為載體的低碳循環(huán)，即在土地上進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)得到的秸稈、棉稈等農(nóng)業(yè)廢棄物可投入沼氣池作為原料發(fā)酵，同時土地產(chǎn)出的農(nóng)作物還可生產(chǎn)飼料，飼料和農(nóng)作物殘余物可作為畜禽動物的食物來源，動物每日產(chǎn)生的排泄物亦可作為沼氣原料；在此過程中，飼料和殘渣等也可作為原料投入沼氣池。沼氣池產(chǎn)出的沼液和沼渣等可代替化肥作用于土地。在此過程中，物質(zhì)循環(huán)流動過程中溫室氣體向大氣中的排放量減少，由此便形成了低碳循環(huán)，見圖1中循環(huán)線①、循環(huán)線②和循環(huán)線③。

戶用沼氣作為實現(xiàn)低碳循環(huán)的有效手段，若是開發(fā)成為CERs項目，可充分發(fā)揮戶用沼氣作為“三農(nóng)”碳匯產(chǎn)品的碳減排效益以及經(jīng)濟(jì)、社會價值等。生態(tài)脆弱區(qū)的農(nóng)牧民獲得使用沼氣的碳匯收入后，便形成持續(xù)使用沼氣的動力機制，以戶用沼氣池作為載體的低碳循環(huán)得以長久實現(xiàn)、生態(tài)環(huán)境也得以有效恢復(fù)。借助CERs項目的技術(shù)支持和先進(jìn)管理理念，由此便可實現(xiàn)大規(guī)模的以農(nóng)戶為主體單元，以沼氣使用為重要媒介的低碳循環(huán)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，如在部分地區(qū)已經(jīng)推廣的“三位一體”（種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、沼氣）的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。

2 研究方法及數(shù)據(jù)來源

2.1 溫室氣體減排量核算

戶用沼氣的碳匯效應(yīng)主要體現(xiàn)為雙重碳減排量，第一重碳減排量為畜禽糞便進(jìn)沼池，甲烷變沼氣的溫室氣體減排量；第二重碳減排量為沼氣替代燃煤、薪柴等減少的溫室氣體排放量。

總碳減排量

ERy=ERy1+ERy2

（1）

式中：

ERy1——第一重減排量；

ERy2——第二重碳減排量。

2.1.1 第一重碳減排

1）" 畜禽排泄物產(chǎn)生的甲烷排放?；贗PCC在《國家溫室氣體清單指南》中的測算方法及公式［13］，由于南疆四地州家庭養(yǎng)殖動物多為牛、羊，參照第四卷第十章中的相關(guān)內(nèi)容，計算牛、羊的總甲烷排放量。

EF=（VS×365）×B0×DCH4×∑MCF100×MS

（2）

BECH4=GWPCH4×LN×EF

（3）

式中：

BECH4——

牛、羊排泄物的甲烷排放總量（以CO2當(dāng)量計），t/a；

EF——

單位動物排泄物產(chǎn)生的甲烷量，kg/a；

VS——

每天產(chǎn)生的揮發(fā)性固體，kg/d，分別計算得到VScattle與VSsheep；

B0——

牛、羊糞便在糞池發(fā)酵的最大產(chǎn)甲烷潛力，m3/kg，研究案例中家庭養(yǎng)殖的動物多為牛、羊，因此根據(jù)《低碳發(fā)展及省級溫室氣體清單編制》中的數(shù)據(jù)，取值0.13；

DCH4——

甲烷密度（20 ℃、100 kPa），取值0.000 67 t/m3；

MCF——

糞坑或糞池糞便管理方式下的甲烷轉(zhuǎn)化因子［13］；

MS——

各地州該類糞便管理系統(tǒng)的運行比例，%；

GWPCH4——

甲烷增溫潛勢，取統(tǒng)一默認(rèn)值21；

LN——項目動物飼養(yǎng)總量。

2）" 沼氣池泄漏的溫室氣體排放。采用CDM Executive Board （EB）批準(zhǔn)的小規(guī)模方法學(xué)AMS-Ⅲ.R，沼氣池泄漏的甲烷排放

PEly=

GWPCH4×DCH4×LFAD×B0×VS×

365×LN

（4）

式中：

PEly——

泄漏造成的甲烷排放量（以CO2當(dāng)量計），t/a；

LFAD——

泄漏因子，取默認(rèn)值0.10［13］。

因此，第一重碳減排量

ERy1=（BECH4-PEly）×D/365

（5）

式中：

D——

沼氣池產(chǎn)氣天數(shù)，據(jù)相關(guān)研究成果，南疆地區(qū)沼氣池的產(chǎn)氣天數(shù)在220～250天［14］，考慮到全球變暖的因素，故取值250。

2.1.2 第二重碳減排

1）" 沼氣替代燃煤的二氧化碳減排量。基于方法學(xué)AMS-I.C，計算建池后的二氧化碳減排量

HGCO2=HGCoal×EFRawcoal×ND

（6）

式中：

HGCoal——

建沼氣池后平均每戶的燃煤替代量，t；

HGCO2——

建沼氣池后CO2減排量；

EFRawcoal——

原煤的二氧化碳排放因子，取值2.28t/t［15］；

ND——2020年四地州總的沼氣池數(shù)量。

2）" 沼氣燃燒的碳排放。根據(jù)林而達(dá)等［16］的研究成果，計算沼氣燃燒過程中的溫室氣體排放，其計算如式（7）所示，其中2.09×10-5表示燃燒熱值，單位是TJ/m3，15.3表示天然氣碳排系數(shù)，單位是t/TJ。

FECO2=

（BECH4-PEly）/（DCH4×GWPCH4）×

2.09×10-5×15.3×44/12

（7）

式中：

FECO2——沼氣燃燒過程中的CO2釋放量，t/a。

因此，第二重碳減排量

ERy2=HGCO2-FECO2

（8）

2.2 項目碳減排成本核算

參照周捷［17］的研究以及《清潔發(fā)展機制在中國》［18］，戶用沼氣項目申請CERs項目存在減排增量成本，其計算如式（9）所示。

ICERT=（CcdmDCT-CbslDCT）+CTRN

（9）

式中：

ICERT——

CDM項目期限內(nèi)總增量成本的現(xiàn)值；

CcdmDCT——

CDM項目活動下總成本的現(xiàn)值之和；

CbslDCT——

基線（base line）情景下總成本的現(xiàn)值之和；

CTRN——

發(fā)生在CDM項目周期內(nèi)總交易成本的貼現(xiàn)值。

基線（base line）情景是指在沒有該CDM項目的情景下，建設(shè)其他項目來提供同樣服務(wù)而進(jìn)行假設(shè)的情景。

CcdmDCT=∑Nt=1CcdmDCi（1+r）i；

CbslDCT=∑Nt=1CbslDCi（1+r）i

（10）

式中：

CcdmDCi——

項目情景下第i年的直接成本；

CbslDCi——

基線情景下第i年的直接成本；

r——貼現(xiàn)率。

ICERT=∑Ni-1ICERi×ERi（1+r）t=ICER×ER

（3）

ICER-［（CcdmDCT-CbslDCT）+CTRN］/ER

（4）

式中：

ICERi——

第i年單位溫室氣體（GHG）減排的增量成本；

ERi——

CDM項目在第i年GHG的減排量；

ICER——

各年ICERi均值（CDM項目周期內(nèi)）；

ER——

總的GHG減排量的貼現(xiàn)值（CDM 項目周期內(nèi)）。

2.3 研究區(qū)與數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)為位于新疆南疆的四個地州，分別為阿克蘇地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州、喀什地區(qū)及和田地區(qū)，以下簡稱四地州。四地州地處新疆南部，臨塔克拉瑪干沙漠，生態(tài)脆弱，光照充足、風(fēng)沙大、干旱缺水，為典型的生態(tài)脆弱區(qū)。由于南疆地區(qū)燃煤到戶價格較高且質(zhì)量較差，采暖和炊事等除了燃煤仍需使用薪柴、秸稈等，這就意味著周圍植被的破壞和大氣的嚴(yán)重污染。雖2019年開始實行“煤改電”工程，燃煤薪柴等的大量使用得到控制，但使用電能加熱供暖設(shè)備，運行費用較高，長期使用并不十分可行。自2001年地區(qū)內(nèi)積極發(fā)展戶用沼氣項目，從“遍地開花”到近幾年的發(fā)展力度不足，2020年底南疆四地州農(nóng)村戶用沼氣的覆蓋率為16%左右，仍有很大的項目發(fā)展空間。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2020年南疆四地州農(nóng)村人口為771.7萬人，戶數(shù)為179.5戶。四地州少數(shù)民族占比90%以上，為少數(shù)民族聚居區(qū)。該地區(qū)農(nóng)牧民分散養(yǎng)殖家畜的比例較高，且多為牛、羊，有研究表明，牛羊糞的碳氮比高達(dá)25∶1，較高的碳氮比不僅適合沼氣發(fā)酵，且伴隨更長的持續(xù)產(chǎn)氣時間［19］，加上南疆較高的氣溫，2010—2020年四地州的平均氣溫在12.5 ℃～13.5 ℃，以上都為地區(qū)內(nèi)沼氣池的持續(xù)長時間產(chǎn)氣提供了有利條件。

2020年底各地州戶用沼氣池數(shù)量來自新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳農(nóng)村能源工作站；2020年氣溫數(shù)據(jù)采用國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心位于新疆南疆四地州氣象站點的常規(guī)逐日觀測數(shù)據(jù)集，利用ArcGIS軟件處理得到各縣市氣溫的平均數(shù)據(jù)；戶用沼氣項目動物數(shù)量來自《新疆調(diào)查年鑒》中扶貧開發(fā)工作隊對南疆四地州農(nóng)牧民戶均年末畜禽存欄狀況的調(diào)查成果。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 四地州戶用沼氣的碳減排效益

戶用沼氣工程作為典型的“三農(nóng)”碳匯產(chǎn)品，其碳匯效應(yīng)主要為其產(chǎn)生的碳減排效益。2020年南疆四地州戶用沼氣項目碳減排量的估算結(jié)果：總碳減排量為32.46×104 t/a，其中第一重碳減排量為0.96×104 t/a，第二重碳減排量為31.5×104 t/a。平均每口沼氣池碳減排量為1.12 t/a，其中第一重碳減排量為0.03 t/a，而沼氣替代燃煤等的第二重碳減排量為1.09 t/a，后者為前者的36倍，說明戶用沼氣的第二重碳減排效益更佳，成為戶用沼氣碳匯效應(yīng)的主要方面。若四地州的戶用沼氣池達(dá)到50%的覆蓋率，則總的碳減排量可達(dá)1.01×106 t/a，湖北恩施州的戶用沼氣項目作為唯一成功獲得United Nations（UN）簽發(fā)的農(nóng)村沼氣類CDM項目，其戶用沼氣覆蓋率10年前就達(dá)到60%。

南疆四地州生態(tài)脆弱區(qū)的農(nóng)牧民在參與沼氣項目前，基本上使用燃煤、薪柴等作為燃料，而薪柴、樹根等主要靠砍挖荒漠過渡帶中防風(fēng)固沙的林木植被，嚴(yán)重破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡。而近幾年實行的“煤改電”工程利用電能加熱供暖設(shè)備的費用不低，100 m2的房屋每個月大概需要500元供暖電費。作為可再生清潔能源的沼氣不可能伴隨著“煤改電”工程的推進(jìn)就失去其推廣的必要性。建設(shè)農(nóng)村沼氣工程并使用沼氣，不僅實現(xiàn)了畜禽糞便、生活污水等有機廢棄物的無害化、資源化利用，減少糞便帶來的面源污染風(fēng)險，而且減少溫室氣體排放，保護(hù)了脆弱的生態(tài)環(huán)境，體現(xiàn)出其巨大的環(huán)境效益。

3.2 參與CERS項目后的經(jīng)濟(jì)效益

戶用沼氣工程作為典型的“三農(nóng)”碳匯產(chǎn)品，除了其獨特的碳匯效應(yīng)，還有作為碳匯產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價值。參與CERs項目后，除了農(nóng)戶使用沼氣而減少的煤炭費用，還將增加戶用沼氣作為碳匯產(chǎn)品實現(xiàn)碳減排的經(jīng)濟(jì)價值，發(fā)揮其作為“三農(nóng)”碳匯產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價值更加符合低碳循環(huán)大背景下的碳減排思路，為碳匯產(chǎn)品價值實現(xiàn)機制的建立也可提供實踐參考。

由于農(nóng)村戶用沼氣實際運行過程中可能出現(xiàn)偶爾不產(chǎn)氣或產(chǎn)氣少的情況，2010年劉德江等［14］對南疆沼氣國債項目建設(shè)跟蹤評估的調(diào)研結(jié)果顯示，南疆地區(qū)的沼氣池產(chǎn)氣天數(shù)在220～250天左右，每年沼氣池產(chǎn)氣量在230～300 m3，但考慮全球變暖因素，十年后南疆地區(qū)的平均每口沼氣產(chǎn)量取300 m3/a。

收入方面：（1）直接收入：根據(jù)沼氣（含甲烷量50%～70%）與原煤的相應(yīng)熱力學(xué)指標(biāo)值（熱值和熱效率）進(jìn)行換算，估計1 m3 沼氣可替代約1.6～1.7 kg原煤，取值1.6 kg。長期以來南疆地區(qū)冬季煤炭難買且價格較高，民用燃煤價格按1100元/t計，則每口沼氣池每年可節(jié)省燃煤費用528元。以當(dāng)前戶用沼氣項目申請參與CDM項目，按照國際CERs項目中13.6歐元/t的交易價格計算，僅南疆四地州的碳減排經(jīng)濟(jì)收益便可達(dá)3498萬元，平均每戶碳匯收入可達(dá)每年105元。（2）間接收入：建池農(nóng)戶的間接經(jīng)濟(jì)收入主要來自沼液沼肥的綜合高效利用，可以減少化肥農(nóng)藥量、實現(xiàn)農(nóng)作物增產(chǎn)和品質(zhì)提升。按平均每戶化肥農(nóng)藥的成本1 000元，沼肥沼液代替化肥施用可節(jié)省原來成本的10%左右，每年沼肥收益100元；施沼肥后農(nóng)作物產(chǎn)量增加，平均每戶種植農(nóng)作物收入為2000元，按產(chǎn)值增加5%計算，以每年100元收入列支［5］。支出方面，（1）建池費用：南疆三地州的中央補貼為每戶每口3000元，其余地區(qū)為2000元，四地州平均每戶補助2750元，目前南疆地區(qū)每口沼氣池建設(shè)大概需要4200～4300元，因此南疆四地州的平均農(nóng)戶自籌金額在1500元左右。（2）維護(hù)管理費：沼氣池投入使用后，每年還需對沼氣池進(jìn)行日常的管理維護(hù)及更換配套裝置，平均費用每年約150元；沼氣池的運行還需定期的填料與出料，考慮到已建設(shè)的戶用沼氣池大部分為“三結(jié)合”池，人畜糞便每天可自流入沼氣池，平時秸稈等的填料和小出料可由農(nóng)戶自己完成，一年兩到三次的大出料需要專業(yè)人員操作，按每次70～200元，每年勞動成本計200元。每戶建池農(nóng)民參與CERs項目后的經(jīng)濟(jì)收益情況見表1。

由表1可知，沼氣池持續(xù)使用十年，可得四地州建池農(nóng)牧民參與CERs項目的凈現(xiàn)值為2229.6元，內(nèi)部收益率為30%，明顯高于基期收益率10%；動態(tài)投資回收期為3.16年，期限較短。

3.3 戶用沼氣項目參與CERs項目的社會價值

南疆四地州的家庭分散養(yǎng)殖比例較高，其農(nóng)業(yè)發(fā)展水平近幾年也在快速提高，地區(qū)內(nèi)的棉花、瓜果產(chǎn)業(yè)在全疆占據(jù)重要地位，與此同時，農(nóng)業(yè)廢棄物的處理也成為農(nóng)村生態(tài)環(huán)境治理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此探索農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的方式和技術(shù)十分重要。2022年中央一號文件也指出：加強村莊有機廢棄物綜合處置利用設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)就地利用處理。而畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物均是沼氣項目的原材料，且戶用沼氣池系統(tǒng)是克服能源匱乏，減輕環(huán)境負(fù)荷和實現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的一個重要選擇［20］，沼氣作為一種可再生清潔能源，其利用潛力巨大。

戶用沼氣項目作為“三農(nóng)”碳匯產(chǎn)品，其社會價值實現(xiàn)主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一方面，發(fā)展農(nóng)村沼氣有利于改善四地州的農(nóng)村居民人居衛(wèi)生環(huán)境，進(jìn)而減少疾病傳播、提高農(nóng)民生活水平及質(zhì)量、改善居民健康水平；政府每年為了減少室內(nèi)空氣污染帶來的健康風(fēng)險而進(jìn)行爐灶改造和行為干預(yù)的成本為64.5～428.4元，而使用戶用沼氣可節(jié)省部分健康成本，并減少建設(shè)公共基礎(chǔ)設(shè)施以供應(yīng)清潔燃料的成本［21］。另一方面，四地州的戶用沼氣項目積極申請加入CERs項目，項目用戶可獲得相關(guān)的資金技術(shù)支持和先進(jìn)的管理理念，對于促進(jìn)南疆四地州農(nóng)村貧困地區(qū)緩解能源短缺、促進(jìn)農(nóng)民增收、實現(xiàn)農(nóng)民就地實現(xiàn)非農(nóng)就業(yè)具有突出作用，產(chǎn)生了良好的社會發(fā)展效益。在低碳循環(huán)發(fā)展的大背景以及國家和各級政府的資金支持下，農(nóng)村戶用沼氣項目發(fā)展基礎(chǔ)好，CERs項目發(fā)展?jié)摿σ草^大。

3.4 CERs項目的開發(fā)成本核算

由表2、表3可知，參與CDM項目總直接成本的現(xiàn)值之和為5 117元；基線情景下總直接成本的現(xiàn)值之和為5 041元。

由于CDM項目的交易成本具有較大的不確定性，且目前并沒有戶用沼氣CDM項目的開發(fā)成本核算指標(biāo)的參考數(shù)值，因此參考《清潔發(fā)展機制在中國》［18］中CDM項目的交易成本，對項目的交易成本作簡單估計，共計410萬元，見表4。其中，由恩施州的戶用沼氣CDM項目（Hubei Eco-Farming Biogas Project Phase I）的項目設(shè)計文件（PDD）可知，設(shè)置每年一次的監(jiān)測期對戶用沼氣5個關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行核查。根據(jù)PDD，也擬定了研究案例的項目記入期和監(jiān)測期。因此，項目碳減排增量成本（ICER）為9.01元/t CO2當(dāng)量，即1.42美元/t CO2當(dāng)量。

3.5 四地州CDM項目的可行性分析

有關(guān)研究詳細(xì)論述了戶用沼氣項目申請注冊CDM項目的可行性及在CDM機制下注冊必須滿足的三個要求［22］，即項目開發(fā)能夠帶來真正的、長期的可被計算的溫室氣體減排量；項目能夠促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展；項目必須能夠證明“額外性”。此外，國內(nèi)已有成功簽發(fā)戶用沼氣CDM項目的市場實踐案例（Hubei Eco-Farming Biogas Project Phase I）。

經(jīng)過本次研究結(jié)果的分析，四地州生態(tài)脆弱區(qū)的戶用沼氣項目也同樣具備在清潔發(fā)展機制下注冊的條件，具體原因如下：（1）經(jīng)過研究案例的描述和碳減排量的測算，四地州戶用沼氣項目開發(fā)CERs項目能夠帶來真正的、長期的并可被測算的溫室氣體減排量；（2）通過項目的碳減排效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益分析，四地州戶用沼氣開發(fā)CERs項目可以促進(jìn)地區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；（3）南疆四地州作為國家已認(rèn)證的14個連片貧困地區(qū)之一，雖2020年已全部實現(xiàn)脫貧，但目前四地州農(nóng)牧民的人均可支配收入仍不足10 000元，滿足“沒有CERs碳匯收入，該項目就失去可行性并且不會繼續(xù)下去”的額外性。因此，四地州戶用沼氣CERs項目具有可行性。

3.6 討論

研究結(jié)果表明，第二重碳減排效益遠(yuǎn)高于第一重碳減排，每口沼氣池的第二重碳減排是第一重碳減排的36倍，遠(yuǎn)高于徐琬瑩等［23］的4.9倍，主要是由于研究區(qū)主要分散養(yǎng)殖動物種類、數(shù)量以及不同地理位置導(dǎo)致的產(chǎn)沼氣天數(shù)等的差異，造成第一重碳減排量的差異。有關(guān)學(xué)者對于南疆戶用沼氣項目的跟蹤調(diào)查顯示，南疆四地州部分建池農(nóng)牧民會使用沼液沼渣代替化肥進(jìn)行施肥，在此資源化利用過程中也會減少碳排放，沼肥替代化肥的碳減排核算還有待深究。此外，在估算CDM項目碳減排增量成本時，總的交易成本作簡單估計為410萬元，低于周捷［17］估計的810萬元，原因是隨著市場實踐的豐富，經(jīng)過批準(zhǔn)的方法學(xué)也將增多，交易成本會不斷減少。文中在計算排泄率時，分別計算牛、羊各自的排泄率。盡管南疆四地州地區(qū)羊的飼養(yǎng)數(shù)量是牛的近10倍，但牛的每日排泄量是羊的7～8倍，因此要分開計算得到VScattle和VSsheep。

如果不及時注意對沼氣池的維護(hù)或沼氣的處理，小規(guī)模沼氣池的普及也可能會造成大量的甲烷排放［24， 25］。在實際沼氣項目運行過程中，由于沼氣池的裂縫以及沼氣產(chǎn)量大于需求等，可能造成沼氣的“逃逸性”排放，這一部分“逃逸性”排放量目前并沒有統(tǒng)一的計算方式，只能不斷提升沼氣池及配套設(shè)置的設(shè)計、功能以及維護(hù)管理的水平來盡可能減少這部分排放量。

4 結(jié)論與對策建議

4.1 結(jié)論

首先梳理以戶用沼氣池為載體的低碳循環(huán)機理；其次，基于小規(guī)模方法學(xué)測算南疆四地州2020年戶用沼氣項目的雙重碳減排量，并進(jìn)行碳減排、經(jīng)濟(jì)、社會效益的分析；最后利用減排增量成本的方法，核算四地州CERs項目的開發(fā)成本。

1）" 戶用沼氣池作為實現(xiàn)低碳循環(huán)的載體，通過減少物質(zhì)循環(huán)流動過程中溫室氣體向大氣中的排放量，形成“土地—沼氣池—土地”的循環(huán)，進(jìn)而實現(xiàn)低碳循環(huán)。生態(tài)脆弱區(qū)的戶用沼氣開發(fā)成為CERs項目后，參與項目的農(nóng)牧民獲得碳收入，助推沼氣使用動力機制的形成，低碳循環(huán)過程得以長久實現(xiàn)，也有助于地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)以及生態(tài)農(nóng)業(yè)模式的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

2）" 2020年南疆四地州戶用沼氣工程的總碳減排量為32.46×104 t/a，其中第一重碳減排量為0.96×104 t/a，第二重碳減排量為31.50×104 t/a，參與CERs項目的碳減排經(jīng)濟(jì)總收益可達(dá)3 385萬元，建池農(nóng)牧民參與CERs項目十年后的每戶凈現(xiàn)值為2 229.6元，內(nèi)部收益率可達(dá)30%，動態(tài)投資回收期為3.16年。

3）" 在貼現(xiàn)率為5%的情景下，單位碳減排增量成本（ICER）為9.01元/t CO2當(dāng)量，即1.42美元/t CO2當(dāng)量，此價格在CERs市場上比較具有競爭力。經(jīng)過本次研究的初步論證，四地州戶用沼氣CERs項目開發(fā)具有可行性。

4.2 對策建議

目前南疆四地州的戶用沼氣存在政府重視不足、農(nóng)牧民建池用池積極性不高以及棄置沼池另作他用等問題，為實現(xiàn)未來南疆四地州生態(tài)脆弱區(qū)的可持續(xù)發(fā)展以及地區(qū)內(nèi)“減碳、增收”的雙贏局面，提出以下對策意見。

1）" 各級政府層面。首先政府重視并加大四地州地區(qū)農(nóng)村沼氣及CERs項目的宣傳力度，采取多種形式普及與沼氣安全使用、管理、“三沼”高效利用、CDM機制等方面知識，如利用抖音、快手等平臺短視頻的形式；各個項目區(qū)的能源工作站成立專門的調(diào)查小組，對各個建設(shè)環(huán)節(jié)做好組織管理工作，并積極推進(jìn)南疆四地州棄置沼氣池再規(guī)劃工作。其次要增加沼氣項目建設(shè)和運行資金來源，中央和地方財政配套應(yīng)將補助范圍覆蓋到“三改”工程，側(cè)重于扶持四地州貧困地區(qū)的農(nóng)戶；對于符合建池條件的農(nóng)牧民開啟申請小額貸款的“綠色通道”，同時拓展四地州擬建沼氣池或修繕棄置沼氣池的農(nóng)牧民通過申請CERs項目以獲得額外減排資金的思路，如為已獲得CERs的項目提供資產(chǎn)質(zhì)押貸款的資金支持，為正在申請的CERs“三農(nóng)”項目提供系統(tǒng)性的金融服務(wù)，增加建池、用池積極性。

2）" 管理服務(wù)建設(shè)方面?！叭纸?，七分管”，相關(guān)研究表明，沼氣產(chǎn)氣少和維護(hù)服務(wù)差是建池農(nóng)戶棄置戶用沼氣的主要原因［26］。一方面要改進(jìn)農(nóng)村戶用沼氣的設(shè)計和性能，同時加大投資建設(shè)，增加項目區(qū)的沼氣服務(wù)部門和網(wǎng)點的數(shù)量，不僅可使建池戶得到足夠的沼氣安全使用指導(dǎo)和培訓(xùn)，又可快速便捷地找到維修人員進(jìn)行故障修理。另一方面，就四地州貧困地區(qū)的實際沼氣推廣情況，由于語言、民族習(xí)俗等因素，有必要培養(yǎng)一批當(dāng)?shù)氐膶I(yè)沼氣生產(chǎn)人員和技術(shù)人員，可申請委派專業(yè)人才或CERs項目支持的技術(shù)人才對其進(jìn)行培訓(xùn)并幫助他們考取相關(guān)的資格證書，持證上崗。不僅完善了沼氣的后期維護(hù)和管理服務(wù)，使得沼氣得以持續(xù)正常使用，而且為本地就業(yè)難的少數(shù)民族群眾創(chuàng)造了一批工作崗位，農(nóng)民就地實現(xiàn)非農(nóng)就業(yè)并獲得收入。

3）" 碳交易市場建設(shè)方面。首先，自治區(qū)應(yīng)繼續(xù)拓寬碳減排思路，將CDM機制拓展到“三農(nóng)”領(lǐng)域，增加CCER、CERs項目申請種類。2016年底新疆首批180家企業(yè)納入全國碳排放權(quán)交易市場，隨著全國碳交易市場的建立，地區(qū)內(nèi)相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)應(yīng)更積極參與全國碳交易市場，主動履行碳減排義務(wù)，為地區(qū)內(nèi)“三農(nóng)”碳匯產(chǎn)品價值實現(xiàn)充當(dāng)“橋梁”作用。其次，加快多層次循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)模式的推廣和沼氣集供工程的建設(shè)，這是未來沼氣發(fā)展的必然趨勢，以在低碳循環(huán)的大背景下更便捷、高效地參與CERs項目。最后，發(fā)揮碳交易中的抵消機制驅(qū)動并助推“三農(nóng)”低碳化發(fā)展的功能，盡快重啟CERs項目申請備案并完善抵消機制規(guī)則，優(yōu)先使用農(nóng)林類CCER項目，以盡快實現(xiàn)“三農(nóng)”碳匯產(chǎn)品的價值；加快建立低碳交易的信息共享平臺；碳市場也要繼續(xù)加大對于控排企業(yè)的管控力度，增加市場對碳匯的需求量。

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