Công nghệ mới giảm phát thải khí nhà kính từ phân đạm ở Trung Quốc
Tóm tắt
Phân đạm tổng hợp đóng vai trò then chốt trong việc tăng cường sản xuất lương thực và đảm bảo cho một nửa dân số thế giới có đủ thực phẩm. Tuy nhiên, việc sử dụng phân đạm quá mức trong nhiều thập kỷ qua ở nhiều nơi trên thế giới đã góp phần gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí; việc giảm thiểu phát tán và phát thải nitrogen quá mức đang trở thành thách thức môi trường trung tâm của thế kỷ 21. Trung Quốc là quốc gia sản xuất và tiêu thụ phân đạm lớn nhất thế giới nên luôn cần thiết tham gia vào các nỗ lực toàn cầu để giảm phát thải khí nhà kính liên quan đến nitrogen (N). Để đánh giá tác động của việc sử dụng phân đạm tại Trung Quốc, chúng tôi đã lượng hóa dấu chân carbon của chuỗi sản xuất và tiêu thụ phân đạm của Trung Quốc bằng cách sử dụng phân tích vòng đời. Mỗi tấn phân đạm được sản xuất và sử dụng thải ra 13,5 tấn CO2-tương đương (t CO2-eq), so với 9,7 t CO2-eq ở Châu Âu. Phát thải tại Trung Quốc đã tăng gấp ba lần từ năm 1980 [131 terrogram (Tg) của CO2-eq (Tg CO2-eq)] đến 2010 (452 Tg CO2-eq). Phát thải liên quan đến phân đạm đóng góp khoảng 7% tổng phát thải khí nhà kính từ toàn bộ nền kinh tế Trung Quốc và vượt lên nhiều lần so với mức tăng carbon trong đất từ việc sử dụng phân đạm. Chúng tôi đã xác định được tiềm năng giảm phát thải bằng cách so sánh các công nghệ và thực tiễn quản lý hiện tại ở Trung Quốc với các lựa chọn tiên tiến hơn trên toàn thế giới. Các cơ hội giảm thiểu bao gồm cải thiện thu hồi khí methane trong khai thác than, nâng cao hiệu quả năng lượng trong sản xuất phân đạm, và giảm thiểu việc sử dụng thừa đạm trong sản xuất cây trồng cấp đồng ruộng. Chúng tôi nhận thấy rằng việc sử dụng các công nghệ tiên tiến có thể cắt giảm phát thải liên quan đến phân đạm từ 20–63%, tương đương với 102–357 Tg CO2-eq hàng năm. Việc giảm này sẽ giảm tổng phát thải khí nhà kính của Trung Quốc từ 2–6%, điều này rất quan trọng trên quy mô toàn cầu.
Từ khóa
#phân đạm tổng hợp #phát thải khí nhà kính #Trung Quốc #giảm phát thải #phân tích vòng đời #công nghệ tiên tiếnTài liệu tham khảo
International Fertilizer Association (2012) IFA database. Available at http://www.fertilizer.org. Accessed April 1 2012.
F Brentrup, C Palliere, GHG emission and energy efficiency in European nitrogen fertilizer production and use. In Conference Proceedings 639 (International Fertilizer Society, York, UK), pp. pp 1–25 (2008).
Y Huang, Y Tang, An estimate of greenhouse gas (N2O and CO2) mitigation potential under various scenarios of nitrogen use efficiency in Chinese croplands. Glob Change Biol 16, 2958–2970 (2010).
; The Central People’s Government of the People’s Republic of China [National plan for coping with climate change]. Available at http://www.gov.cn/gongbao/content/2007/content_678918.htm. Accessed April 1 2012. Chinese. (2007).
; United Nations Framework Convention on Climate Change GHG total including LULUCF 1990-2009. Available at http://unfccc.int/ghg_data/ghg_data_unfccc/time_series_annex_i/items/3842.php. Accessed April 1 2012. (2012).
; National Bureau of Statistics of China China Statistical Yearbook (China Statistics Press, Beijing, 2011).
BR Yuan, ZR Nie, XH Di, TY Zuo, [Life cycle inventories of fossil fuels in China—Final life cycle inventories]. Modern Chemical Industry 26, 59–61, Chinese with English abstract. (2006).
GX Yao, JM Wang, [A glimpse of coalbed methane production overseas and reflections on accelerating coalbed methane development in China]. Sino-Global Energy 15, 25–33, Chinese with English abstract. (2010).
; US Environmental Protection Agency Identifying Opportunities for Methane Recovery at U.S. Coal Mines EPA Publ No. 430-K-04-003 (EPA Washington DC). Available at www.epa.gov/cmop/docs/profiles_2008_final.pdf. Accessed April 1 2012. (2009).
YG Zhou, [The development and prospect of coal-fired power generation energy-saving technologies in China]. Sino-Global Energy 16, 91–95, Chinese with English abstract. (2011).
; International Fertilizer Association Fertilizers climate change and enhancing agricultural productivity sustainably. Available at http://www.fertilizer.org. Accessed April 1 2012. (2009).
; International Fertilizer Association Food and Agriculture Organization of the United Nations Global estimates of gaseous emission of NH 3 NO and N 2 O from agriculture land. Available at http://www.fao.org. Accessed April 1 2012. (2001).
J Lammel Cost of the different options available to the farmers: Current situation and prospects. Proceedings of the IFA International Workshop on Enhanced-Efficiency Fertilizers Available at http://www.fertilizer.org. Accessed April 1 2012. (2005).
; United Nations Framework Convention on Climate Change Quantified economy-wide emissions targets for 2020. The Copenhagen Accord—Appendix 1. Available at http://unfccc.int/meetings/copenhagen_dec_2009/items/5264.php. Accessed April 1 2012. (2009).
P Heffer A Olegario Fertilizer subsidy situation in selected countries: 2008/09. Available at http://www.fertilizer.org. Accessed April 1 2012. (2010).
FS Zhang, XP Chen, Q Chen [Fertilizer Application Guideline for Main Crops of China] (Chinese Agricultural Univ Press, Beijing, Chinese. (2009).
; International Organization for Standardization Environmental Management-Life Cycle Assessment—Life Cycle Impact Assessment. (ISO14042) (ISO Geneva). (2000).
ZH Ma [Comparison of GHG emission factor of the main energy in China]. PhD dissertation (China Atomic Energy Science Academy Beijing). Chinese with English abstract. (2002).
KZ Fan, YQ Feng, XK Zen [China Fertilizer Manual] (China Chemical Industry Information Press, Beijing, Chinese. (2001).
; Intergovernmental Panel on Climate Change 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, eds HS Eggleston, et al. (Institute for Global Environmental Strategies, Hayama, Japan, 2006).