碳減排背景下畜禽養殖糞肥還田綠色溢價測度與應用分析

董 璠，王麗娜，路 劍

（河北農業大學，河北 保定 071000）

1 引言

農業是僅次于工業的第二大碳源，減少農業領域的碳排放已成為行業發展共識。我國種植業碳排放約占農業總碳排放的30%，畜牧業占農業總碳排放的50%?；?、農藥等農業生產資料的投入和使用以及畜禽養殖過程中的糞便是碳排放的重要來源。我國每年產生的生豬糞污等畜禽養殖廢棄物約40多億噸，而畜禽養殖糞肥還田率僅有50%，不僅加劇了環境污染，還造成了資源浪費。長期施用化肥形成的路徑依賴效應以及畜禽養殖糞肥市場和施用主體間的信息不對稱，使得種植主體不愿意輕易大規模使用糞肥種植作物。幫助種植主體了解畜禽養殖糞肥的效益，有助于解決路徑依賴和信息不對稱問題。

探究還田成本對于明確畜禽養殖糞肥還田效益具有重要參考價值。種植主體是糞肥還田的主要參與者，畜禽養殖糞肥（以下簡稱“糞肥”）的成本是否優于化肥，糞肥施用效果是否能滿足種植主體預期，是種植主體決定是否選擇施用糞肥的關鍵因素。2022年中央一號文件明確提出“深入推進農業投入品減量增效。開展綠色種養循環農業試點，推進糞肥還田、有機肥替代化肥”。糞肥生產技術水平日趨成熟并逐漸替代化肥，成為保護環境，改善農業生態環境質量、提高農業可持續發展水平的重要抓手。準確測度糞肥還田成本對種植主體的肥料決策具有重要意義。

現有研究對于糞肥的成本測度和補貼情況進行了深入探討。糞肥受生產區域、養殖規模和畜禽品種的綜合影響，成本差異較大，人工成本占有機肥生產總成本的80%以上，但總體的銷售收益較為可觀。通過建立穩定的支持和交易體系有助于提高種植主體購買和使用糞肥的意愿。補貼標準是相關部門設計有機肥補貼政策中的關鍵，直接影響受補貼方的參與積極性和補貼方的承受能力。盡管政府部門出臺了相關補貼措施，但補貼措施只有充分考慮糞肥的空間施用差異和社會差異才能發揮應有的作用。在農業減碳背景下，僅測算糞肥還田經濟成本會使糞肥還田總成本核算出現偏差，影響糞肥還田實施主體的積極性。生態溢價通過將自然資源損耗與用戶成本津貼相結合，分析了環境友好型活動產生的額外經濟收益，但對生態產品的價值衡量較為寬泛，尚未將碳排放成本納入到生態溢價測度體系中。量化糞肥還田環境成本，將其納入成本核算中，有助于豐富碳減排背景下糞肥還田成本測度體系，進一步明確種植主體選擇糞肥還田的收益。如何兼顧糞肥還田的經濟成本和環境成本，目前尚未見相關研究對此進行深入剖析。

綠色溢價為低碳產品成本的測度提供了條件。綠色溢價由比爾蓋茨在《氣候經濟與人類未來》一書中首次提出，并被定義為“產生碳排放的產品與不產生碳排放的替代品之間的成本差異”，亦有學者認為綠色溢價是為綠色低碳產品支付更多的價格。中金公司將綠色溢價定義為：某項經濟活動的清潔（零碳排放）能源成本與化石能源成本之差，負值意味著化石能源的成本相對較高，經濟主體有動力向清潔能源轉換，從而減少碳排放。國內已有研究大都將綠色溢價視為綠色債券的衍生品。國外研究不僅關注綠色溢價在金融市場中的作用，還將綠色溢價應用于企業的綠色研發投資環節。建筑行業的綠色溢價以及消費者的綠色溢價支付意愿是國外學者關注較多的內容。但既有研究尚未考慮將綠色溢價引入到農業經濟領域中。比爾蓋茨將綠色溢價用于交通、電力、建筑以及農業等各行業領域中，測定各行業低碳成本，綠色溢價的應用范圍可見一斑。借鑒中金公司對綠色溢價的定義，本文將糞肥還田綠色溢價定義為種植主體施用糞肥與施用化肥的成本差。同時，參考比爾蓋茨對于綠色溢價的表述方法，將糞肥還田綠色溢價的測度模型進一步表示為糞肥與化肥施用成本差同化肥施用成本的比值。

本文以種植主體的肥料施用情況為研究對象，運用參數法和經驗數據，擬建立基于肥料施用經濟成本和碳排放成本的綠色溢價計算模型，并以經驗數據詮釋模型應用，從而為量化肥料低碳化水平，豐富糞肥還田的成本測度內容，評判農業低碳化發展進程提供參考。

2 理論基礎

外部性理論認為，生產或消費對其他團體強征了不可補償的成本或給予了無需補償的收益時，不利于社會資源配置效率的提高，需要運用庇古稅或產權交易等方式將外部性內部化。外部性又可分為正外部性和負外部性。正外部性是指某一經濟主體的經濟活動導致其他經濟主體獲得額外的經濟利益，而受益者無須付出相關代價；負外部性指主體的經濟活動影響了其他團體并使之付出額外的成本費用，但后者又無法獲得相應補償。庇古稅主要借助政府激勵或政府規制， 促使外部性得到內部化；產權交易是在市場成本低于交易成本的前提下，發揮市場本身的作用使外部性內部化。

糞肥還田具有顯著的正外部性。滿足作物生長需求是種植主體選擇糞肥還田的主要目的，但糞肥還田同時促進了種養結合的循環發展，降低了畜禽養殖廢棄物對環境的損害成本，進而創造了正外部收益。隨著低碳農業深入發展，將生豬糞污等畜禽養殖廢棄物經無害化處理后還田可以增強土壤肥力，進而提升土壤的固碳能力，降低農業生產碳排放量。但由于糞肥還田減碳效果難以界定和計算，選擇糞肥還田的種植主體創造的生態效益并未得到有效補償，消費群體亦未為此付費。既有研究主張通過“誰污染、誰治理，誰受益，誰補償”的生態補償制度內部化環境效益，但受制度體系和市場環境制約，生態補償制度尚未完善。以碳排放權為核心的碳交易體系為衡量糞肥還田生態效益提供了條件，即以產權交易方式內部化經濟活動創造的額外收益。糞肥還田綠色溢價指種植主體施用糞肥與化肥的還田成本差。還田成本包括還田經濟成本和還田過程中的碳排放成本。在現有經濟成本測度的基礎上，通過引入碳排放系數和碳排放價格，可以測算施用化肥和糞肥的碳排放成本，最終得到糞肥還田的綠色溢價。正值表示當前糞肥還田成本相對較高，需進一步加大投入力度降低溢價；負值表明當前糞肥施用成本優于施用化肥，糞肥還田效益更佳。

3 糞肥還田綠色溢價測度模型構建

本文借鑒王晛的做法，做出如下假設：糞肥還田綠色溢價的測度僅包括肥料購買及施用環節的成本，不含糞肥生產環節等前端部分和施用效果評估等后續部分；各類土地種植主體嚴格遵守相關部門對土地用途管理制度做出的規定，經營的土地僅用于農業種植；農業種植符合自然生產條件和社會經濟發展需要，作物種植制度和結構不變；種植主體除肥料施用環節外，其他有關農業生產環節的技術水平不變；肥料施用只能選擇施用糞肥或施用化肥，二者互為替代。

綜上所述，糞肥還田的綠色溢價可用以下公式進行表示：

糞肥還田和施用化肥的成本分別包含經濟成本和碳排放成本：

經濟成本和碳排放成本測度是本節的重點內容。

3.1 經濟成本測度

《全國農產品成本收益資料匯編》（以下簡稱“匯編”）收錄了我國農業生產的主要投入指標，記錄了我國主要糧食作物和經濟作物的化肥投入情況，為經濟成本測算提供了主要依據。但匯編中未記錄作物的糞肥投入情況。為此，本文借鑒匯編中對化肥投入的指標，用以衡量糞肥的投入情況。

經濟成本主要包括肥料施用的直接費用及施用過程中產生的間接費用。直接施用成本包括肥料購買成本、施肥機械租賃費或田間施肥人工成本，以及分攤到施肥環節的燃料動力、工具材料、修理維護和技術服務費用；間接費用包括固定資產折舊、保險、管理、財務、銷售費用。

3.2 碳排放成本測度

《IPCC溫室氣體排放指南》為測定各行業碳排放系數提供了基本準則。隨著碳交易的迅速發展，《畜禽糞便堆肥管理減排項目方法學（編號CMS-082-V01）》《保 護 性 耕 作減排增匯項目方法學（編號CMS-083-V01）》等農業領域的溫室氣體自愿減排方法學日益完善。上述內容及相關研究成果為測度碳排放成本提供了參考標準。

碳排放成本是綠色溢價的關鍵指標，這一點也是綠色溢價與基本經濟核算的主要區別。具體可表示為：

碳排放指肥料施用過程中釋放的二氧化碳，氧化亞氮以及甲烷等溫室氣體的排放，為方便計算，將二氧化碳以外的其他溫室氣體乘以相應的溫室氣體排放系數轉化為二氧化碳當量（Carbon dioxide Equivalent，簡 寫 為CE或CO2E），即碳排放量。肥料施用過程中的碳排放主要來自肥料中的氮、磷、鉀等化合物?；手械牡刂饕獊碜阅蛩?、碳銨，磷元素主要來自過磷酸鈣，鉀元素主要來自氯化鉀；國家有機肥施用標準（NY/T 525-2021）要求有機肥干物質中氮磷鉀元素的總和不低于4%、有機質含量不低于30%，并未對各元素配比做嚴格要求。如果采用機械施肥，還應考慮施肥過程中燃油消耗產生的溫室氣體排量。因此，施用肥料產生的碳排放總量可表示為：

圖1為畜禽養殖糞肥還田綠色溢價測度體系。

圖1 畜禽養殖糞肥還田綠色溢價測度體系

4 糞肥還田綠色溢價模型應用分析

2017年農業農村部制定《開展果菜茶有機肥替代化肥行動方案》，蔬菜、水果等種植產業成為開展糞肥還田行動的主力軍。同時，馬鈴薯和設施番茄的有機肥施用標準也得到進一步發展?；诖?，本節以2021年度匯編資料中的“2020年大中城市主要蔬菜品種中馬鈴薯和設施番茄的化肥投入情況”為例，結合淘寶網等有機肥料數據，運用構建的測度模型，計算糞肥還田的綠色溢價。囿于糞肥施用的具體數據，為方便計算，假定施用糞肥或化肥的土地肥力情況相同；經濟成本中除肥料購置成本外，其他直接施用成本和間接施用成本一致。如此，馬鈴薯（或設施番茄）種植主體實施糞肥還田的綠色溢價可表示為：

4.1 化肥投入情況測算

馬鈴薯和設施番茄的畝均化肥投入情況見表1。其中，氮肥、磷肥和鉀肥的排放系數分別按照尿素的排放系數2.116t CE/t N1，普鈣的排放系數0.195 t CE/t P2O5以及氯化鉀的排放系數0.618 t CE/t K2O進行計算，具體參見陳舜等的研究成果。碳排放成本參照吳賢榮的研究成果，定為67.71元/噸。復合肥二銨氮元素含量為18%，磷含量為46%，三元素復合肥中氮含量為15%，磷含量為12%，鉀含量為10%?；炫浞适┯脭盗坎蛔?.1 kg，故混配肥的碳排放量不再進行計算。

表1 馬鈴薯和設施番茄的畝均化肥投入情況

表2 馬鈴薯和設施番茄畝均施用化肥的碳排放量 噸 CE/畝

4.2 糞肥投入情況測算

馬鈴薯糞施用量參照李剛等研究成果，每公頃59 400 kg，即每畝馬鈴薯施用3 960 kg糞肥；設施番茄糞肥施用量參照宋雅欣等研究成果，每公頃105 000 kg，即每畝設施番茄施用7 000 kg糞肥。

由于我國尚未公布官方的糞肥施用數據，為獲取糞肥價格和養分情況，筆者以淘寶網為主，輔以有機肥產業網搜尋相關數據，先后以“糞肥有機肥”、“有機肥”等作為關鍵詞進行搜索，按照“銷量”進行排序，進一步選擇月銷量不低于9 000的商品進行篩選。結合“適用對象”為經濟作物（如大蒜、獼猴桃等蔬果類），最后通過瀏覽商品有機肥信息，并向賣家咨詢有機肥具體信息，根據信息詳細程度，確定以安徽富民生物有機肥有限公司在售的“綠皖田羊糞發酵有機肥（粉狀，40 kg/袋，零售價158元/袋）”作為糞肥的購置基準。綠皖田羊糞發酵有機肥的總養分質量分數為5.9%，氮元素含量1.8%，磷元素含量1.5%，鉀元素含量2.6%，有機質質量分數為53.8%，酸堿度為6.8%，經安徽經緯檢測技術有限公司檢驗后符合國家有機肥施用標準（NY/T 525-2021），報告編號為2021H0521069。

結合上述內容測算馬鈴薯和設施番茄的有機肥投入情況及碳排放情況，詳見表3和表4。馬鈴薯和設施番茄的畝均糞肥購置成本分別為15 642元和27 650元，后者的購置成本高出76.77%。馬鈴薯畝均施用糞肥產生0.226 040 76噸二氧化碳當量，其中氮元素和鉀元素占比最大，分別占馬鈴薯糞肥施用碳排放的66.73%和28.15%；設施番茄畝均施用糞肥產生0.399 567噸二氧糞碳當量，同樣是氮元素和鉀元素占比最大，分別占設施番茄糞肥施用碳排放的66.73%和28.15%。馬鈴薯的畝均糞肥碳排放量較設施番茄減少43.43%。

表3 馬鈴薯和設施番茄種植主體購置糞肥的成本

表4 馬鈴薯和設施番茄畝均施用糞肥的碳排放量 噸 CE/畝

4.3 溢價結果分析

總體來看，在固定運費、施用成本、其他直接及間接成本的情況下，種植主體選擇同款肥料，馬鈴薯和設施番茄糞肥還田的畝均綠色溢價分別為90.21%和51.41%，說明當前種植馬鈴薯和設施番茄種植主體選擇糞肥還田仍面臨較高的成本，馬鈴薯和設施番茄的碳減排資金和技術仍面臨較大投入，低碳投入技術有待進一步發展，如表5。

表5 馬鈴薯和設施番茄種植主體選擇糞肥還田的綠色溢價

具體來看，設施番茄的綠色溢價低于馬鈴薯的綠色溢價，說明設施番茄的糞肥還田成本要優于馬鈴薯的糞肥還田成本，設施番茄低碳化發展程度較高?？赡艿脑蚴牵阂环矫?，隨著居民生活水平和收入水平的提高，消費者在飲食上更注重營養和口感，設施番茄較馬鈴薯相比更能滿足消費者的需求，現有技術更傾向于優先滿足設施番茄的種植需求；另一方面，據《全國農產品成本收益資料匯編》統計，設施番茄的畝均凈利潤從2018年的7 112.84增長至2020年的8 060.65元，馬鈴薯的畝均凈利潤從2018年的453.16元增長至2020年的1 618.5元，種植主體選擇種植設施番茄更能獲得高利潤，吸引種植主體在設施番茄的低碳技術上投入更大力度。這一結論在某種程度上同李晗和陸遷的分析結果形成了交叉論證。

肥料的碳排放成本上，糞肥高于化肥、設施番茄高于馬鈴薯同時存在，除去前文所述設施番茄的收益較高和投入力度大，糞肥還田用量大是糞肥碳排放成本高于化肥碳排放成本的重要原因。馬鈴薯和設施番茄的畝均化肥（折純）施用量僅有31.42 kg、60.47 kg，而畝均施用糞肥的數量高達3 960 kg、7 000 kg。盡管設施番茄的化肥和糞肥施用均高于馬鈴薯，但設施番茄的綠色溢價水平反而更低，這是一個比較有趣的結果。

5 結論與建議

基于農業減碳視角，結合現有文獻資料和研究成果，運用參數法構建畜禽養殖糞肥還田綠色溢價的測度體系，同時利用經驗數據進行計算，有助于量化肥料低碳化發展水平，豐富糞肥還田成本測度內容，為評判農業低碳化發展進程提供參考。具體結論如下：

1）糞肥還田綠色溢價引入并測度碳排放成本，完善了目前僅依靠經濟指標計算還田成本的測度體系。畜禽養殖糞肥還田的綠色溢價是指種植主體施用糞肥與施用化肥的成本差，用糞肥與化肥施用成本差同化肥施用成本的比值表示綠色溢價更加直觀。綠色溢價包含兩方面內容，一是肥料經濟成本測度，主要包括肥料購置、人工施肥、機械租賃等直接成本以及固定損耗、財務、保險等間接成本。二是肥料碳排放成本測度，主要是肥料中氮、磷、鉀等主要元素的溫室氣體排放量與行業內碳排放單位成本的乘積。

2）運用經驗數據和互聯網大數據優勢，以肥料購置成本代替測度體系中的肥料經濟成本進行測算，克服了糞肥施用微觀數據難以獲取的現實阻礙，具有較強的可操作性。結合果菜茶有機肥替代化肥行動方案和自然科學研究成果，選擇以馬鈴薯和設施番茄的肥料投入等相關數據作為測算對象，發現種植主體選擇糞肥還田的畝均綠色溢價分別為90.21%和51.41%，馬鈴薯和設施番茄種植主體選擇糞肥還田仍存在較高成本，實現低碳發展仍有較長距離。同時，與凈利潤較低的蔬菜品種相比，凈利潤較高的蔬菜品種能夠獲得更為理想的綠色溢價水平。2020年馬鈴薯畝均施用化肥31.42公斤，畝均凈利潤為1 618.5元；設施番茄畝均施用化肥60.47公斤，畝均凈利潤為8 060.65元。后者雖然投入成本和肥料施用量處于較高水平，但高昂的利潤彌補了這一經濟損失，進而降低了綠色溢價。

基于此，本文提出以下對策建議：

1）統計部門可考慮將有機肥施用的微觀數據納入到年度統計規劃中。完善有機肥畝均購置成本以及不同區域、不同作物的有機肥畝均施用量等微觀數據，能夠獲得更為準確的綠色溢價結果。綠色溢價提供了一個包含碳價在內的綜合考量標準，結合日益完備的低碳農業數據，有助于為政府部門準確量化低碳農業發展水平，制定階段化減碳目標提供參考。

2）“雙管齊下”降低綠色溢價水平。降低糞肥還田的綠色溢價有兩種方式，一是增加化肥使用成本，二是降低糞肥還田成本。盲目提高化肥價格或對施用化肥的種植主體進行規制，亦或是強制種植主體選擇糞肥還田均不利于保障糧食安全，甚至會激化社會矛盾。應制定規劃，有序推進。一方面以加大糞肥還田技術和資金投入力度為主，采取適當手段規制化肥使用為輔，穩步降低糞肥還田綠色溢價，實現低碳發展目標；另一方面，設立階段性和階梯性補貼，按糞肥還田程度對種植主體予以不同規格的補貼。如對于兼用“化肥+糞肥（如以生豬糞污為原料制成的有機肥）”的種植主體，根據種植規模和作物品種，給予資金支持；對于全程選擇“糞肥還田”的種植主體，根據種植規模和作物品種，給予資金和技術支持等，以提高種植主體選擇糞肥還田的積極性。

3）鼓勵高利潤品種率先降低綠色溢價水平。高利潤品種的發展基礎較好，與低碳農業聯系更為密切，市場潛力更大?！堕_展果菜茶有機肥替代化肥行動方案》的出臺體現了政府部門的高瞻遠矚，說明在高利潤農產品領域降低綠色溢價具有可行性。繼果菜茶領域之后，可選擇經濟價值較高的糧食作物進一步推廣有機肥替代化肥，通過“滾雪球”的方式，推進各類農業產業部門分階段實現“碳達峰”目標。

受數據的可得性所限，本文在計算綠色溢價時，未能明確不同糞肥、不同種植規模以及不同施肥標準等情境下的綠色溢價變化情況，如生豬糞污的含水量遠高于禽類糞污的含水量，糞污有機質含量也存在顯著差異，進而影響綠色溢價水平。隨著測土配方技術的推廣和應用，綜合考量作物和土地的實際需求，將土壤碳匯納入到綠色溢價體系中，有待在后續研究過程中進一步完善。