由于能源行业生产力提高和创新发展,温室种植中能源的使用效率也不断提高。但从绝对数值来看,温室园艺行业的能源消耗量依然惊人,释放的二氧化碳也成为导致全球变暖的因素之一。
节能仍然至关重要。与此同时,温室园艺也得益于气候变化。
临界点
21世纪以来,气候变化已经成为一个日益紧迫的问题。依据《巴黎协定》和最近的《布鲁塞尔协定》,人类将在2030年实现二氧化碳排放量比1990年减少55%,到2050年则实现碳排放平衡,两个协定中的措施原则上可以解决全球变暖的问题,但实践起来却很困难。
根据 KNMI 的说法,新内阁将不得不采取额外的措施来应对全球变暖。气象研究所认为,如果当前政策保持不变,全球升温1.5度的临界点将在九年内即可达到。当然令人恐惧的“临界点”也可能在十年或二十年后到来。无论哪种方式,预防全球气候危机都需要更多力量。
煤炭与可再生能源
一年来,政客们一直在谈论“疫情大流行后的绿色复苏”,但收效甚微。在2020年新冠疫情缓解之后,大气中的温室气体浓度再次上升(IEA(国际能源署)2021 年全球能源评论)。
IAE预计今年二氧化碳排放量将增加超过5%。虽然风能和太阳能的使用量正在增加,但燃煤
发电的增幅比其他所有可再生能源的总和高出60%,这个预测令人深省。另外,全球电力需求今年也将增长4.5%。
由于航班和运输活动的减少,石油消耗量将继续下降约3%,但天然气消耗量将增加3%以上。虽然天然气是一种较为清洁的燃料,但它依然会导致全球变暖。
备选能源
因此,告别化石燃料似乎还有很长的路要走。近年来,由于缺乏太阳能、风能和生物质能发电站来为整个荷兰提供持续的可再生电力,导致天然气发电站的发电量有所增加。
天然气燃烧产生的二氧化碳排放量只有煤炭的一半。与此同时,二氧化碳排放的价格急剧上涨,煤炭的吸引力再受打击。此外,内阁已经决定,到2030年将禁止煤炭发电;这使得启动天然气发电站和热电联产变得很有前景。但是,在没有阳光或没有风的时候,则需要备选的能源。而煤炭是不可能作为备选的,这意味着天然气变得越来越重要。生物质能和核能还处于讨论中,而氢能还在起步阶段。
虽然气候变化非常重要,但人类的消费行为并未因此发生显著改变。
2040年达到碳排放平衡
自 1990 年代以来,温室种植一直致力于在能源等各方面实现可持续发展。温室种植作为能源计划的项目之一取得了一定的成果,因此被广泛认可,并成为了科研机构、政府和工业之间合作的一个范例。温室节能项目计划中引进了节能温室、双层幕布、地热、余热、生物质能、太阳热能、水热能、具备地下蓄热和蓄冷的热泵以及LED照明等新的技术。截至目前,温室每公斤单产所需消耗的天然气量显著下降。
然而,温室中进行照明的时间却变得更长,更密集。因此从绝对值来看,温室园艺的总能耗仍然很高。热电联产的使用有效整合了低谷时段风能和太阳能,可以提供相对便宜的电力、热量和二氧化碳供种植者使用。到目前为止,在荷兰温室行业是唯一在2020 年实现了所有气候目标的产业。能否在2040年实现碳排放平衡?我们拭目以待。
公平的竞争环境
瓦赫宁恩大学与研究中心(WUR)的 Sjaak Bakker 说:“长期以来,我们一直在努力实现碳排放平衡。其实很简单:我们只需要安装风车或太阳能电池板,用它们发电,然后安装热泵供热,并配备二氧化碳收集系统。我们甚至可以去火星或北/南极。虽然耗资巨大,但这是可以实现的。”
WUR温室园艺学科组负责人强调:“技术层面是不成问题的。我曾经替斯文森计算过,如果要减少荷兰温室中使用的能源,所需要的额外成本其实并不高,每公斤西红柿不到0.02欧元。然而,这会造成一个问题,消费者最终会因为产业链上相关的利润而额外支付大约1欧元,这是大多数消费者不愿意的。
“我们依然面临减少二氧化碳排放的挑战。”
二氧化碳捕获和储存
Bakker说,“我们依然面临减少二氧化碳排放的挑战。在保证温室二氧化碳稳定供应的前提下,我认为减少消耗、提高效率和转向替代品都是可以选择的方案。”
二氧化碳捕获和储存 (CCS):“目前,我们使用的是工业中生产的二氧化碳,通常我们将其储存在地下,因为这对我们的排放目标很重要。储存二氧化碳是一个很好的策略,但在我看来,这不是首选。捕获二氧化碳需要大量空气并会耗费能源。但是,二氧化碳捕获和储存手段还会不断地创新发展。另外,来自电厂和化工企业多余的二氧化碳也可以作为备选。”
碳循环的平衡
目前,园艺产业使用热电联产技术可以免除征收排放税,但如果政策发生改变,我们该如何应对?Bakker告诉我们:“在荷兰,政府可以提高当地对二氧化碳排放的征税,但问题会转移到其它地区,那里的排放速度可能变成我们的两倍。当前政策是以牺牲荷兰的生产为代价的,这会导致我们失去领先地位,贸易和供应链也将受其影响。”
针对后续政府政策的制定,Bakker 说:“我仍然认为热电联产是发电、供热和二氧化碳的绝妙方式。如果有可能,种植者可以将其与蓄热和热泵等相结合。然后政府通过税收优惠和适当的政策来支持这一点,让种植者自己来选择是否以碳排放平衡的方式进行生产。”
幕布发展的40年
幕布对于温室园艺的可持续发展有多大的帮助? Bakker(WUR 温室园艺)说:“幕布对种植者的能源消耗有相当大的影响,尤其是在冬季和晚上热量散失较多的时期。种植者可以灵活使用幕布,在正确使用的情况下不会产生不良影响,就算使用双层幕布也不会造成光照过度损失。此外,种植者可以定期更换新幕布,从而从创新中受益。幕布的功能越来越丰富,种植者也可以根据需求定制幕布:选择适用于多种作物的幕布材料,还可以根据作物适宜的特定波长选择对应的幕布。
Bakker说:“现在双层幕布已成为荷兰种植行业的标准,这在40年前是无法想象的。此外,新一代种植对碳排放的降低也做出了贡献;幕布使用知识的发展、温室气候的控制以及各种政策的制定。幕布的安装、悬挂和驱动也发生了很大变化,大大减少了光照的损失,目前的技术将两层幕布安装在同一托压幕线间,可以更精准的控制气候。此外,幕布的使用寿命也大大增加了。幕布已经成为每个现代温室的不可或缺的组成部分。
全自动种植
Prins对荷兰关于气候解决方案的会议感到非常遗憾,他说:“政府仍然认为:集中大规模的供气,升级硬件设施是当前的必须措施。但实际上,我们已经有中心化的分布式供气,有人从中盈利。我认为正确的方式应该是:去中心化的、减小规模、升级软件。
在荷兰,围绕加强电网以及其巨额投资的讨论不断增加。很多人都给中央电网留言:你们疯了吗!我们根本不愿意,我们宁愿提供给邻居。”
高科技温室或者植物工厂?
气候变化会推动高科技温室或植物工厂的发展吗?ABN AMRO 的 Jan de Ruyter 说,“这取决于您在哪个地方生产,全球不同地区的气候变化往往不同。我们经历了几年的比较热的气候,在西班牙气候情况更糟。
温室园艺的优势在于种植者可以将气候控制在一定范围内,自动化种植的种植工厂将气候调控做到极致。大量投资者都很看好温室产业的发展。”
可持续性和融资
可持续性会在园艺公司的融资中发挥作用吗?
De Ruyter:“回顾过去,我们会发现在一些政策的支持下,例如,SDE 和 GroenLabel 温室等税收计划,许多可持续的投资正在不断增加。实际上要做到符合 GroenLabel 的要求并不容易,以目前的技术要求,只有较少的温室属于绿色融资。这种情况其实很尴尬,因为温室项目一直是绿色金融中最大的项目之一,并极大地促进了可持续性发展。”
灾难还是“契机”?
如果政客们没有勇气或意愿来遏制或处罚选民的反可持续发展行为怎么办?举一个激进的例子,每个地球人每年的二氧化碳排放权该如何界定,在儿童、旅行或吃肉上不做限制?据《卫报》报道,占人口总数1%的精英群体产生的二氧化碳排放量是占人口总数50%的贫穷人群的两倍,这些人群不想为他们的不环保行为买单又该如何?如果未来十年或二十年所有气候措施的最终效果仍然达不到要求,我们将何去何从?如果另一场流行病袭来,引起更大的物资、社会和经济灾难怎么办?这些问题虽然尖锐但都很重要。
当然,也有积极的一面:由于气候变化,全球对覆盖作物的需求增加。冠状病毒进一步激发了人们对粮食安全、健康、营养和环保的兴趣,人们比以往任何时候都更加关注环境、自然保护和生物多样性。园艺在国际上处于发展良好的状态,部分要归功于博物学家David Attenborough。那么气候变化和流行病对园艺发展有促进作用吗?
Prins:“是的,有很大的促进!我认为园艺产业正在进入一个新时代,我们现在所处的利基市场就是明天的全球市场。” 园艺产业会成为主流吗?“会的,但是成为主流是一个巨大的挑战,还需要园艺产业不断创新,保持领先。”