渔业中与节能减排关联度相对较高的领域有:捕捞作业对燃油的消耗,以及渔船主机以氮氧化物为主要形式的排放;养殖生产对电、煤、燃油的消耗,以及以氮、磷为主的富营养物质排放;水产品加工流通过程对能源的消耗,以及污水、废弃物质的排放;渔业投入品如装备、饲料等生产过程的能源消耗以及物质排放。因此,转变渔业生产方式、提高渔业生产工艺和装备水平、加强专项投入是提高渔业节能减排整体水平的关键。
我国渔业能耗分类及水平
渔业生产的能源消耗主要来自捕捞和养殖行业。依据2005年的统计数据,对渔业能耗的分类测算表明:我国渔船捕捞、养殖、水产品加工、渔船渔机制造和渔用饲料的能源消耗折合标准煤1935.2万吨(各部分比重如表1所示),其中捕捞、养殖和加工分别为71.4%、19.5%、7.7%。分析测算虽然仅仅是理论性估算,但数据分析也给我们描绘了渔业能耗的规模与结构:主要生产领域的能源消耗约占我国农业、林业、畜牧业、渔业、水利能源总消耗量(2005年为7971.53万吨标准煤,国家统计局数据)的1/4,其中捕捞业约占70%,养殖业约占20%。由此可见,捕捞和养殖业是渔业能源消耗的主要领域,是渔业行业推进渔业节能降耗科技进步的主要对象。水产品加工的能耗比重稍小,能源使用的主要方式是制冷用电。常规的水产品制冷加工装备如冷库、制冰机、冻结设备等属于食品行业的通用设备,其节能水平的提高可以借助该类装备总体的发展进程向前过渡。
渔业的能源利用效率亟待提高,捕捞业是重点。节能的定义是“采取技术上可行、经济上合理、环境和社会可接受的一切措施,来提高能源资源的利用效率”(世界能源委员会,1979年),是降低能源强度的努力。“能源效率”则定义为:减少提供同等能源服务的能源投入。产业部门能源效率经济指标为“单位产值能耗”。从2005年统计的渔业主要生产领域能源效率的数据中(如表2所示)可以看出:渔业主要生产领域的单位产值能耗是第一产业总体水平1.84倍,其中捕捞业高达8倍,主要是捕捞生产能源消耗大,受资源和装备限制,经济收益相对较低;养殖业的单位产值能耗略高,原因是养殖生产的主要模式是池塘养殖、网箱养殖和流水型设施养殖,以水、土地资源的占用为主,机械化程度相对较低;水产品加工的单位产值能耗低于第一产业的总体水平,这与加工过程以制冷为主、设备系统简单、产品升值较高有关。由此可见,加强渔业节能工作,提高渔业能源利用效率,降低单位产值能耗,重点是捕捞业,是捕捞装备的作业效率和现代化水平的提高。养殖的单位产值能耗也需要提高,除此之外,对水资源的利用效率更需要提升。
我国渔业污染排放类型及影响
以经济和生产规模及其对自然的影响看,渔业生产污染排放的主要生产领域是水产养殖和海洋捕捞业。养殖生产的污染主要是养殖过程中氮和磷的排放,捕捞生产的污染主要是柴油机燃烧的废气、废油排放和船上生活污水排放。
水产养殖的氮、磷排放是重要的面源污染,既影响环境,又危及自身。由于水产养殖过程中需要向水中投放大量的饲料、渔用药物等物质,除养殖对象的吸收以外,养殖水体中的残饵、排泄物、生物尸体、渔用营养物质和渔药大量增加,造成氮、磷和渔药以及其它有机物或无机物质超过了水体的自然净化能力,排放导致对水环境的污染。鱼类等养殖对象对投喂物质的吸收有限,研究表明,网箱养殖的银鲈只吸收了20%的氮和30%的磷;精养虾池中也只有10%的氮和7%的磷被收获,而其它氮和磷都以各种形式进入环境,排放到物质中。其中氮是磷的4.5倍~5倍,并在溶解氧等因子的作用下,以氨态氮、硝态氮、亚硝态、有机氮等状态对水质造成影响。养殖系统氮磷排放的载体是水和底泥,对鲤鱼的研究表明,在不考虑残饵的情况下,底泥中的氮和磷占排放量的10%和70%。此外,残饵对底泥的影响非常大,由于投喂的精准度差,养殖过程中有20%~30%的饲料未被摄食,实际存留在底泥中的氮和磷约占排放量的20%和80%。推算我国海水网箱养殖和池塘养殖的氮排放量,可达3.7万吨和45万吨,数据的量值相当大。值得注意的是,对水产养殖排放的监测通常只对水,因此,表观数值并不很大,如对杭嘉湖地区淡水水产养殖的排放水监测分析表明,四大家鱼养殖氨氮排放系数为2.63公斤/吨,全部养殖品种氨氮排放系数为2.5公斤/吨(以此推算淡水池塘养殖1410万吨产量排放水中的氨氮总量可达3.5万吨,其中不包括其它形态的氮)。由于池塘底泥对环境的影响是一个长时间累计、一次性外排的过程,很难实施监测,而养殖水体要有较好的氧环境,氮主要以硝态的形式存在,氨氮、亚硝酸盐、COD的含量要低,所以如果在恶劣的水域条件下,水体都通过浮游植物吸收(水华现象)并腐败转化为氨氮,其污染程度相当大(我国每年城镇生活污水排放氨氮总量为90多万吨,水产养殖的氮排放必须正视)。目前我国经济发达省份自然水域的污染情况十分严重,许多养殖主产区面常常临无水可取的窘境;水产养殖的氮磷排放加剧了水环境的恶化,又深受其影响;养殖水质的下降,导致药物的大量使用,造成水产品质量危机。
渔船柴油机工作过程中,氮氧化物的排放总量相当大。柴油机尾气的排放物质主要有氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、碳氧化物(COx)等,其中NOx和SOx对环境和人类的影响最大,是造成酸雨和臭氧层减少的主要影响因子。国际防污公约(MARPOL73/78)附则VI“防止船舶造成大气污染规则”对NOx和SOx的排放控制提出了每千瓦小时的排放量限值(g/kW・h)。如按此限值测算渔船主机的NOx和SOx排放量(渔机所,2007),我国海洋捕捞渔船年消耗柴油800多万吨,总功率1243.35万千瓦(中国渔业年鉴2007),保守(不考虑柴油机机型落后,性能老化的问题)测算全年NOx排放总量为42.55万吨(以13.3g/kW・h计),占全国氮排放总量的2%(1860万吨,2004),SOx的排放总量为19.2万吨(以6g/kW・h计),相当于全国火电厂二氧化硫排放量的2.3%(1281万吨,2003)。柴油机废气的排放对渔业生产没有直接的影响,而对环境的影响必须引起重视,需要采取措施控制尾气的排放,尤其是氮氧化物的排放。
渔船油污水和生活污水排放也不容忽视。由于渔船老化,设备落后,维护保养不到位,往往造成设备润滑油外泄严重,加上设备修理造成的污油等,形成的油污水一般不经处理直接排放,船员的生活污水也是如此处置。测算表明(渔机所,2007),20多万艘海洋捕捞渔船及170多万劳力,每年约有近2万吨以上的污油、350万吨以上的生活污水和50万吨以上的固态垃圾直接排入大海。污油排放量相当于一次海上泄油事故,船员生活废弃物排放相当于一个中小城市的规模。