我国水产养殖与捕捞业“双碳”目标及实现路径 原创 李雪 等 中国农业科技导报 2022-12-09 摘 要 在碳达峰、碳中和大背景下，设定和践行具有行业特色的“双碳”目标，对推 动我国渔业绿色高质量发展和助力国家“双碳”战略具有现实意义。渔业以水产养殖 与捕捞业为主要产业形式，具有碳源碳汇双重属性。基于已有碳排放和碳汇核算方 法，探索中国水产养殖与捕捞业“ 双碳” 目标及实现路径，分析发现：① 2011— 2020 年，受产业规模扩大和“减船转产”政策双重影响，水产养殖与捕捞业的碳排 放量先增后降，当前饲料投喂碳排放为水产养殖与捕捞业的首要碳源；②受养殖业 快速发展的影响，水产养殖与捕捞业总碳汇波动上升，养殖碳汇超过捕捞碳汇；③ 水产养殖与捕捞业更偏碳源属性，超 3 000 万 t 碳未实现中和。综合中长期水产品 需求压力和产业绿色高质量发展形势，设定了符合水产养殖与捕捞行业特色的 “双 碳”目标，并提出重点环节减排、扩大渔业增汇的技术路径以及探索渔业碳汇交易机 制、强化政策支持引导的社会管理路径。期望助力我国水产养殖与捕捞业实现碳达 峰、碳中和目标，推动水产养殖与捕捞业由粗放、低效、高耗能向集约、高效、绿 色产业转型，从而为促进产业发展和民众富裕提供有益参考。 关键词 水产养殖与捕捞业；碳排放；碳汇；“双碳”目标；渔业 2020 年 9 月 22 日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性 辩 论 上 提 出 ， 中 国 将 提 高 国 家 自 主 贡 献 （ nationally determined contribution，NDC）力度，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值， 努力争取 2060 年前实现碳中和。当前，各行各业都在进行碳达峰、碳中 和（“双碳”）目标的研究与实践。渔业以水产养殖与捕捞为主要产业形式， 具有碳源和碳汇双重属性，既在水生生物生长代谢环节和人类生产作业过 程中排放碳，也通过水生生物吸收和利用水体中碳元素形成碳汇，并以捕 获水产品的方式从水体中移除水生生物汇集的碳，提高水域生态系统吸收 和存储碳的能力 [1 -2 ] 。探索水产养殖与捕捞业“双碳”目标及路径既是行业现 实需求，亦是主动作为。在国家“双碳”政策大背景下，大力推进水产养殖 与捕捞业的减排增汇具有重要的现实意义。本文基于碳排放和碳汇核算方 法，对水产养殖与捕捞业“双碳”进行深入研究，明晰其碳平衡现状，合理 设定符合行业特色的“双碳”目标，并提出可行路径，对推进水产养殖与捕 捞业由粗放、低效、高耗能向集约、高效、绿色产业转型升级，实现高质 量可持续发展、促进富民增收具有重要意义，可助力践行我国“双碳”战略。 1 水产养殖与捕捞业“双碳”简介 现有水产养殖与捕捞业“双碳”的研究大致可分为碳源和碳汇两类。碳 源方面，除水生生物本身生长代谢释放的碳外，机动渔船燃油、养殖设备 用电等能源消耗是水产养殖与捕捞业最主要的碳排放来源。化石燃料燃烧 产生的温室气体是海洋捕捞中的主要碳排放来源，优化管理可以改善其碳 足迹和捕捞成本 [3-5] ，通常可以参考我国公布的机动渔船油价补助用油量标 准等参数测算国内海洋捕捞业碳排放情况 殖业最主要的碳排放来源 [1 ,3 ] [5 -6 ] 。养殖设备耗用电力是水产养 ，人工投入等产生的碳排放在整个水产养殖业 的碳排放中占比较小 。具体核算方法上，徐皓等 从养殖设备视角出发， [7 ] [1] 指出增氧及换水设备是主要用电设备，利用其充分调研得到的一整套养殖 设备参数对我国水产养殖业碳排放进行了基础核算；刘晃等 从企业视角 [8 ] 出发，调查了 157 家养殖企业的用电数据，运用美国橡树岭国家实验室 （Oak Ridge National Laboratory，ORNL）提出的能源折算公式对 我国水产养殖碳排放量进行测算；金书秦和陈洁 根据《农产品成本收益 [7 ] 调查资料汇编》数据（截止到 2007 年，已停止更新）核算了我国水产养 殖业直接能耗和排碳量；李晨等 以投入产出表为依据核算了水产养殖与 [9 ] 捕捞业的碳排放。碳汇是指任何天然和人工系统从空气中清除二氧化碳的 过程、活动、机制 。唐启升院士 在我国首先提出了碳汇渔业的概念， [10 ] [2] 具体指通过渔业生产活动促进水生生物吸收水体中的碳，并通过收获把这 些碳移出水体的过程和机制，也被称为“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碳的能力，贝类、藻类及其他渔业生物群体均 具有碳汇功能 。与此相对应，能够充分发挥碳汇功能、具有直接或间接 [11 ] 降低大气碳浓度的生产活动泛称为“碳汇渔业”，这也意味着渔业碳汇主要 通过水产养殖与捕捞业实现。各类水产品在水域生态系统中的生长代谢活 动是所在水体碳循环的重要组成部分，而贝类、藻类、鱼类等水产品的碳 汇作用也已经得到了国内外学者的一致认可 [12-17 ] 。水产养殖与捕捞业碳汇 研究的重点难点在于明晰数百上千种水产品的碳汇能力。营养级法和碳元 素法是当前主要的碳汇核算方法 。营养级法即利用水域生态系统的营养 [18 ] 级关系，考虑被捕获/移出的水产品摄食的水生动物及植物的量，估算最 终被移出水产品的碳汇能力 [19-21 ] 。碳元素法即利用不同水产品产量与其碳 元素含量系数相乘计算不同水产品的碳汇量。岳冬冬等 、张继红等 给 [22 ] [16] 出了扇贝、牡蛎等贝类产品及海带、紫菜等藻类产品的碳汇含量、干湿转 换系数等重要参数。陈少莲 、解绶启等 给出了鲢鱼、鳙鱼、草鱼等 10 [23 ] [24] 余种典型水产品的碳含量参数，通过水产品产量与其碳含量相乘的方法测 算了我国淡水渔业的碳汇情况，并成为其后淡水渔业碳汇相关研究的重要 参考方法 。部分学者综合考虑了碳排放及碳汇状况，特别是海洋渔业， [25 ] 即海水养殖与捕捞业的碳汇赤字明显，尽管近年来赤字有所收窄 ，但碳 [22 ] 减排任务仍然艰巨、不容乐观 。综上所述，相关研究对水产养殖与捕捞 [26 ] 业的碳属性给出了有效论断，对碳排放、碳汇的核算进行了有益尝试，但 鲜少有研究考虑由饲料投喂产生的水生生物的代谢碳，且综合考量水产养 殖与捕捞业碳排放、碳汇的研究较少，更是缺乏“双碳”相关研究，我国水 产养殖与捕捞业碳达峰、碳中和现状不明确。 2 水产养殖与捕捞业双碳核算情况 综合考虑水产养殖与捕捞业现实，从碳源、碳汇主要环节入手，设置 碳核算框架，分析核算参数，基于核算结果分析我国水产养殖和捕捞业的 双碳情况。 2.1 水产养殖与捕捞业碳核算框架 碳源核算方面，确定水产养殖与捕捞业的碳源主体为饲料投喂、养殖 设备用电、机动渔船用油 3 部分，以它们碳排放量总计作为水产养殖与捕 捞业碳排放总量。其测算方法如下：饲料投喂碳排放核算方面，由于缺乏 水生物自身代谢碳排放及残饵氧化反应等数据，以水产饲料中碳元素完全 氧化的排碳量为依据进行估算，等于水产饲料各营养成分的碳含量系数和 二氧化碳折算系数积的加总；养殖设备用电碳排放核算方面，考虑到用电 环节主要为池塘和工厂化养殖增氧、换气、换水等，重点测算海水、淡水 的池塘及工厂化养殖方式的耗电总量，并以电力碳排放系数进行折算；机 动渔船用油碳排放，依据捕捞及养殖渔船主机功率及一般耗油情况测算渔 船用油量，并依据所用油碳排放系数折算得到机动渔船用油环节的碳排放 量。碳汇核算方面，参考唐启升 有关碳汇的概念和岳冬冬等 、解绶启 [2 ] [22] 等 关于渔业碳汇测算的研究，以水产品的碳移出量为表征，即以每年捕 [24 ] 获水产品的产量、碳含量系数及碳元素和二氧化碳分子式折算系数的乘积 作为水产养殖与捕捞业碳汇总量。净碳排放量为水产养殖与捕捞业碳排放 总量与碳汇总量的差，根据碳中和含义，当该行业净碳排放量≤0，则认 为其实现了碳中和。 2.2 核算参数及数据 碳排放、碳汇测算所用基础数据主要来源于相应年份的《中国渔业统 计年鉴》《全国饲料工业统计主要数据表》等，其他核算参数说明如下。 ①水产饲料营养成分参数。水产饲料的营养成分大致分为蛋白质、脂肪、 糖类和其他 4 类，其中蛋白质、脂肪、糖类是主要的含碳成分，质量分数 如表 1 所示。蛋白质的基础组成元素通常包含 50.60%~54.50%的碳元 素，此处取平均值为 52.55% ；脂肪通常包含 76.50%的碳元素，碳水 [27] 化合物中通常包含 40.00%~44.00%的碳元素，多数碳水化合物含 40.00%碳元素 。 [28] 表 1 水产饲料主要营养成分的质量分 数 ［ 27-28 ］ Table 1 main nutrients in aquatic feed ［ 27-28］ Mass fraction of ② 机动渔船用油参数。根据我国渔船主机总功率数据及《国内机动渔 船油价补助用油量测算参考标准》中的渔船补助用油系数（表 2），确定 我国机动渔船耗油总量，并根据渔船主要用油种类，柴油的碳排放系数 3.095 9 kg CO ·kg ，测算机动渔船环节的碳排放量。 2 -1 表 2 我 国 国 内 机 动 渔 船 油 价 用 油 量 参 数 Table 2 Domestic motor fishing vessel oil price parameters in China ( t·kWh -1 ) ③ 养殖设备用电参数。参考徐皓等 的研究，设定海水、淡水的池塘 [1 ] 和工厂化养殖主要设备能耗系数（表 3）；参考 2019 年度减排项目中国 区域电网基准线排放因子核算用电碳排放量。 表 3 水 产 养 殖 设 备 主 要 能 耗 参 数 ［ 1 ］ Table 3 Main energy consumption parameters of aquaculture equipment ［ 1］ ④ 碳汇测算参数。淡水产品碳含量系数参照解绶启等 设定的淡水鱼 [24 ] 类、甲壳类、贝类的碳汇参数（表 4）；海水产品方面，参考岳冬冬等 [22] 研究确定海水贝类、藻类碳汇参数（表 5~6）。由于缺乏产量较小的淡 水藻类的碳汇系数参数，参照各海水藻类碳汇系数平均值进行计算。由于 缺乏海水鱼类、甲壳类的相关研究，选取生活习性较为相近、可食部营养 成分相近的淡水鱼（鳜鱼）、淡水甲壳类为参照设定海水鱼类、甲壳类的 碳汇系数。 表 4 淡 水 水 产 品 碳 汇 系 数 ［ 24 ］ Table 4 freshwater aquatic products ［ 24］ Carbon sink coeffi cient of 表 5 海 水 贝 类 碳 汇 系 数 测 算 参 数 ［ 22