推广涂层尿素，走低碳施肥之路

推广涂层尿素，走低碳施肥之路

阎宗彪 乔  生

（1 中国科学院石家庄农业现代化研究所 石家庄 050021

2 石家庄中科涂层肥料研究所 石家庄 050021）

摘  要：尿素生产要消耗大量的煤、天然气、重油及电力，提高尿素利用率，就相当于节约了能源，减少了二氧化碳的排放。腐植酸涂层尿素技术平均提高氮素利用率6个百分点，相当于节约尿素1/6，既节本增效，又低碳环保，作为腐植酸低碳技术之一具有极大的推广应用价值。

关键词：涂层尿素 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，已经成为当今最流行的语言。人们更多的行为方式可以用碳排放来计算，“每节约1度电，就可以减排1 kg二氧化碳；少开一天车，减排8.17 kg二氧化碳；用手洗代替一次洗衣机洗衣，减排0.3 kg二氧化碳”。那么节约1 t肥料(尿素)，可以减排多少二氧化碳呢？下面我们就来看一下尿素的碳足迹。

近两年，我国年化肥用量达5000多万吨(折纯)，每千公顷耕地用量高达366.5 t，是世界平均水平的3.5倍。有资料显示，化肥生产年消耗的能源约1亿吨标准煤，占全国能源消耗的5%。同时，每年化肥运输物流量近1.7亿吨·公里，占全国铁路运量的11%。仅尿素一项，2009年全国尿素产量就有6300万吨(实物量)，见图1。

生产尿素的主要原料是氨，合成氨的主要原料是煤、天然气、重油。我国的能源储备特点是“缺油、少气、有煤”，所以我国现阶段生产合成氨的原料中煤占65%，天然气占28%，重油占7%[1]。根据国标《合成氨单位产品能源消耗限GB21344-2008》的规定能源消耗数据和尿素装置各种生产工艺的原材料及动力消耗的数据，可以初步推算出尿素生产的能耗。见表1和表2。

图1 1995-2010年8月国内尿素产量及表观消费量对比图
Fig.1 Comparison of urea production yield and apprent volume of urea consumption in August from 1995 to 2010

注：数据来源于中宇资讯。

表1 现有合成氨单位产品能源消耗限额限定值
Tab.1 The limit value of energy consumption existing ammonia unit product

注：kgce是能源消耗量，用标准煤表示，kgce/t的意思就是：千克标准煤/吨。

表2 400 t/d尿素装置各种生产工艺的原材料及动力消耗(以t尿素计)[2]
Tab.2 Raw material  and power consumption of all kinds of production process of urea-manufacturing devices  400 t/d

年产尿素6000万吨(实物量)，就要消耗6784.4万吨标煤(6000×65%×1.9×0.575＋6000×28%×2.2×0.575＋6000×7%×1.65× 0.575)，要消耗电76.5亿KWh(6000×127.5)，而且其实际综合耗电量可能还要高。可见，我国尿素生产是一个耗能大户。

中国氮肥工业协会副理事长王文善先生曾做过一个初步的测算，我国尿素产量中65%是以煤为主要原料的，同时，煤又是尿素生产的燃料，这样，每吨尿素原料和燃料用煤1.5吨至1.8吨，约占尿素生产成本的2/3。目前，我国化肥利用率仅为30%到40%，而发达国家则为50%到60%，欧盟国家的氮肥利用率更是高达70%到80%。如果氮肥利用率能够从现在的30%提高到70%，我国一年就可以节省氮肥2000万吨，折成尿素4000万吨，相当于节省6000万吨煤。

中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源中心(原中国科学院石家庄农业现代化研究所)阎宗彪研究员主持的新型肥料课题组，从1987年就开始了涂层尿素的研究与开发，发明了含腐植酸的专用涂层材料(涂液)。使用这种涂层材料涂布于尿素表面即可形成相当于尿素直径1/12～1/20的金黄色包膜，包膜仅为尿素重量0.2%～0.3%，涂层尿素含氮量基本不变。尿素涂层后，不仅具有显著的缓释、长效、高效的农化特点，而且改善了结块性状，不易吸潮，便于施用，减少对环境的污染。20多年来，在17个省份，17种作物，累计5000万亩的面积，进行了600多项田间肥效试验和100多项农化、机理研究试验，取的大量翔实的资料。示范试验证明，涂层尿素比普通尿素(小粒)氮素利用率平均提高6个百分点，涂层大颗粒尿素比普通尿素氮素利用率平均提高10个百分点，作物产量提高10%左右。

在农业应用中，一般尿素利用率为36%，按涂层尿素可以提高氮素利用率6个百分点(平均值)来计算，即可节约尿素1/6。以全国尿素实物量6000万吨计算，就可节约尿素1000万吨，相当于节约煤近1130万吨、节约电12.75亿kwh。根据BP中国碳排放计算器公式：节约1度电等于减排0.997 kg“二氧化碳”等于减排0.272 kg“碳”，节约1 kg标准煤等于减排2.49 3kg“二氧化碳”等于减排0.68 kg“碳”，计算得出，涂层尿素技术应用可以减排“二氧化碳”2944万吨(1130×2.493+ 127500×0.997/1000)。          （下转82页）（上接58页）根据《中国应对气候变化国家方案》，到2010年底，中国减少的二氧化碳排放量约5亿吨。那么，涂层尿素的应用即可完成减排任务的近6%。尿素缓控释的技术很多，已形成规模的产品也不少，但涂层尿素却是成本最低、工艺最简单、经济性最高的技术，涂层材料成本每吨仅为几十元，但可以减少近20%的施用量(即减少20%的用量,不减产),农户减少肥料成本约20元/亩，节本增效显著。2009年涂层尿素荣获“土肥60年”最具影响力的技术成果。2010年作为“富含腐植酸的劣质煤的梯级综合利用技术及其应用”的子课题入选国家科技进步二等奖(科技部已公示)。腐植酸在肥料增效方面潜能巨大，涂层尿素仅是腐植酸肥料领域的一个产品，更多腐植酸低碳产品已经或正在研发，腐植酸必将在低碳施肥之路上发挥越来越大的作用。

参考文献

[ 1 ]张福锁，张卫峰，马文奇，等.中国化肥产业技术与展望[M].北京：化学工业出版社，2007:38

[ 2 ]范可正，冯元琦，曾先坤，等.中国肥料手册.中国化工信息中心，2001