推廣涂層尿素，走低碳施肥之路

閻宗彪 喬  生

（1 中國(guó)科學(xué)院石家莊農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究所 石家莊 050021

2 石家莊中科涂層肥料研究所 石家莊 050021）

摘  要：尿素生產(chǎn)要消耗大量的煤、天然氣、重油及電力，提高尿素利用率，就相當(dāng)于節(jié)約了能源，減少了二氧化碳的排放。腐植酸涂層尿素技術(shù)平均提高氮素利用率6個(gè)百分點(diǎn)，相當(dāng)于節(jié)約尿素1/6，既節(jié)本增效，又低碳環(huán)保，作為腐植酸低碳技術(shù)之一具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：涂層尿素 低碳施肥

Promoting Coated Urea, Taking the Road of Low-carbon Fertilization

Yan Zongbiao, Qiao Sheng

( 1 Institute of Shijiazhuang Agricultural Modernization research, Chinese Academy of Science, Shijiazhuang, 050021

2 Institute of Shijiazhuang Zhongke Coating Fertilizer Reasearch, Shijiazhuang, 050021)

Abstract: The production of urea consumes a lot of coal, natural gas, fuel oil and electricity. Improving the utilization of urea is equivalent to saving energy and reducing carbon dioxide emissions. Coated urea technology improves utilization of nitrogen by 6 percentage points on average that is equivalent to saving urea 1/6. It is not only efficiency of the section but also low-carbon environment. As one of humic acid low-carbon technologies, coated urea technology has great application value.

Key words:coated urea; low-carbon fertilization

低碳，已經(jīng)成為當(dāng)今最流行的語(yǔ)言。人們更多的行為方式可以用碳排放來(lái)計(jì)算，“每節(jié)約1度電，就可以減排1 kg二氧化碳；少開(kāi)一天車(chē)，減排8.17 kg二氧化碳；用手洗代替一次洗衣機(jī)洗衣，減排0.3 kg二氧化碳”。那么節(jié)約1 t肥料(尿素)，可以減排多少二氧化碳呢？下面我們就來(lái)看一下尿素的碳足跡。

近兩年，我國(guó)年化肥用量達(dá)5000多萬(wàn)噸(折純)，每千公頃耕地用量高達(dá)366.5 t，是世界平均水平的3.5倍。有資料顯示，化肥生產(chǎn)年消耗的能源約1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國(guó)能源消耗的5%。同時(shí)，每年化肥運(yùn)輸物流量近1.7億噸·公里，占全國(guó)鐵路運(yùn)量的11%。僅尿素一項(xiàng)，2009年全國(guó)尿素產(chǎn)量就有6300萬(wàn)噸(實(shí)物量)，見(jiàn)圖1。

生產(chǎn)尿素的主要原料是氨，合成氨的主要原料是煤、天然氣、重油。我國(guó)的能源儲(chǔ)備特點(diǎn)是“缺油、少氣、有煤”，所以我國(guó)現(xiàn)階段生產(chǎn)合成氨的原料中煤占65%，天然氣占28%，重油占7%[1]。根據(jù)國(guó)標(biāo)《合成氨單位產(chǎn)品能源消耗限GB21344-2008》的規(guī)定能源消耗數(shù)據(jù)和尿素裝置各種生產(chǎn)工藝的原材料及動(dòng)力消耗的數(shù)據(jù)，可以初步推算出尿素生產(chǎn)的能耗。見(jiàn)表1和表2。

圖1 1995-2010年8月國(guó)內(nèi)尿素產(chǎn)量及表觀消費(fèi)量對(duì)比圖
Fig.1 Comparison of urea production yield and apprent volume of urea consumption in August from 1995 to 2010

注：數(shù)據(jù)來(lái)源于中宇資訊。

表1 現(xiàn)有合成氨單位產(chǎn)品能源消耗限額限定值
Tab.1 The limit value of energy consumption existing ammonia unit product

注：kgce是能源消耗量，用標(biāo)準(zhǔn)煤表示，kgce/t的意思就是：千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸。

表2 400 t/d尿素裝置各種生產(chǎn)工藝的原材料及動(dòng)力消耗(以t尿素計(jì))[2]
Tab.2 Raw material  and power consumption of all kinds of production process of urea-manufacturing devices  400 t/d

年產(chǎn)尿素6000萬(wàn)噸(實(shí)物量)，就要消耗6784.4萬(wàn)噸標(biāo)煤(6000×65%×1.9×0.575＋6000×28%×2.2×0.575＋6000×7%×1.65× 0.575)，要消耗電76.5億KWh(6000×127.5)，而且其實(shí)際綜合耗電量可能還要高?？梢?jiàn)，我國(guó)尿素生產(chǎn)是一個(gè)耗能大戶。

中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)王文善先生曾做過(guò)一個(gè)初步的測(cè)算，我國(guó)尿素產(chǎn)量中65%是以煤為主要原料的，同時(shí)，煤又是尿素生產(chǎn)的燃料，這樣，每噸尿素原料和燃料用煤1.5噸至1.8噸，約占尿素生產(chǎn)成本的2/3。目前，我國(guó)化肥利用率僅為30%到40%，而發(fā)達(dá)國(guó)家則為50%到60%，歐盟國(guó)家的氮肥利用率更是高達(dá)70%到80%。如果氮肥利用率能夠從現(xiàn)在的30%提高到70%，我國(guó)一年就可以節(jié)省氮肥2000萬(wàn)噸，折成尿素4000萬(wàn)噸，相當(dāng)于節(jié)省6000萬(wàn)噸煤。

中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源中心(原中國(guó)科學(xué)院石家莊農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究所)閻宗彪研究員主持的新型肥料課題組，從1987年就開(kāi)始了涂層尿素的研究與開(kāi)發(fā)，發(fā)明了含腐植酸的專(zhuān)用涂層材料(涂液)。使用這種涂層材料涂布于尿素表面即可形成相當(dāng)于尿素直徑1/12～1/20的金黃色包膜，包膜僅為尿素重量0.2%～0.3%，涂層尿素含氮量基本不變。尿素涂層后，不僅具有顯著的緩釋、長(zhǎng)效、高效的農(nóng)化特點(diǎn)，而且改善了結(jié)塊性狀，不易吸潮，便于施用，減少對(duì)環(huán)境的污染。20多年來(lái)，在17個(gè)省份，17種作物，累計(jì)5000萬(wàn)畝的面積，進(jìn)行了600多項(xiàng)田間肥效試驗(yàn)和100多項(xiàng)農(nóng)化、機(jī)理研究試驗(yàn)，取的大量翔實(shí)的資料。示范試驗(yàn)證明，涂層尿素比普通尿素(小粒)氮素利用率平均提高6個(gè)百分點(diǎn)，涂層大顆粒尿素比普通尿素氮素利用率平均提高10個(gè)百分點(diǎn)，作物產(chǎn)量提高10%左右。

在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，一般尿素利用率為36%，按涂層尿素可以提高氮素利用率6個(gè)百分點(diǎn)(平均值)來(lái)計(jì)算，即可節(jié)約尿素1/6。以全國(guó)尿素實(shí)物量6000萬(wàn)噸計(jì)算，就可節(jié)約尿素1000萬(wàn)噸，相當(dāng)于節(jié)約煤近1130萬(wàn)噸、節(jié)約電12.75億kwh。根據(jù)BP中國(guó)碳排放計(jì)算器公式：節(jié)約1度電等于減排0.997 kg“二氧化碳”等于減排0.272 kg“碳”，節(jié)約1 kg標(biāo)準(zhǔn)煤等于減排2.49 3kg“二氧化碳”等于減排0.68 kg“碳”，計(jì)算得出，涂層尿素技術(shù)應(yīng)用可以減排“二氧化碳”2944萬(wàn)噸(1130×2.493+ 127500×0.997/1000)。          （下轉(zhuǎn)82頁(yè)）（上接58頁(yè)）根據(jù)《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》，到2010年底，中國(guó)減少的二氧化碳排放量約5億噸。那么，涂層尿素的應(yīng)用即可完成減排任務(wù)的近6%。尿素緩控釋的技術(shù)很多，已形成規(guī)模的產(chǎn)品也不少，但涂層尿素卻是成本最低、工藝最簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性最高的技術(shù)，涂層材料成本每噸僅為幾十元，但可以減少近20%的施用量(即減少20%的用量,不減產(chǎn)),農(nóng)戶減少肥料成本約20元/畝，節(jié)本增效顯著。2009年涂層尿素榮獲“土肥60年”最具影響力的技術(shù)成果。2010年作為“富含腐植酸的劣質(zhì)煤的梯級(jí)綜合利用技術(shù)及其應(yīng)用”的子課題入選國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)(科技部已公示)。腐植酸在肥料增效方面潛能巨大，涂層尿素僅是腐植酸肥料領(lǐng)域的一個(gè)產(chǎn)品，更多腐植酸低碳產(chǎn)品已經(jīng)或正在研發(fā)，腐植酸必將在低碳施肥之路上發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

參考文獻(xiàn)

[ 1 ]張福鎖，張衛(wèi)峰，馬文奇，等.中國(guó)化肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)與展望[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007:38

[ 2 ]范可正，馮元琦，曾先坤，等.中國(guó)肥料手冊(cè).中國(guó)化工信息中心，2001