BCG:通往农业碳中和之路VIP专享VIP免费

通往农业碳中和之路
科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型
20227
波士顿咨询公司与极飞科技联合研究
波士顿咨询公司(BCG)与商界以及社会领
袖携手并肩,帮助他们在应对最严峻挑战的同
,把握千载难逢的绝佳机遇。自1963年成立
伊始,BCG便成为商业战略的开拓者和引领者。
今,BCG致力于帮助客户启动和落实整体转
型,使所有利益相关方受益——赋能组织增长、
打造可持续的竞争优势、发挥积极的社会影响力。
BCG复合多样的国际化团队能够为客户提
供深厚的行业知识、职能专长和深刻洞察,激发
组织变革BCG基于最前沿的技术和构思,结
合企业数字化创新实践,为客户量身打造符合其
商业目标的解决方案BCG创立的独特合作模
式,与客户组织的各个层面紧密协作,帮助客户
实现卓越发展,打造更美好的明天。
广州极飞科技股份有限公司创立于 2007
年,以“提升农业生产效率”为使命,致力于用
机器人、人工智能和新能源技术为农业赋能
极飞科技以智慧农业为发展方向,不断将前沿技
术带入农业生产管理,以科技平民化、成果产业
化、产品普惠化的形式,搭建起农民与科技之间
的桥梁。
极飞科技的主营业务包括研发、制造并销售
农业无人机、农业无人车、农机自驾仪、农业物
联网设备等在内的智能农业装备和智慧农业管理
系统。通过构建完整的产品矩阵和数据闭环,极
飞科技为广大农业工作者提供精准、高效、灵活、
经济的无人化技术解决方案,以解决农业生产中
劳动力不足、管理粗放和环境污染等问题。
目录
02 | 应对气候变化,
农业需立即行动
10 | 解密农业碳排放
16 | 科技助力农业净零
转型
33 | 农业科技未来发展
的挑战和影响
36 | 关于作者
通往农业碳中和之路科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型2022年7月波士顿咨询公司与极飞科技联合研究波士顿咨询公司(BCG)与商界以及社会领袖携手并肩,帮助他们在应对最严峻挑战的同时,把握千载难逢的绝佳机遇。自1963年成立伊始,BCG便成为商业战略的开拓者和引领者。如今,BCG致力于帮助客户启动和落实整体转型,使所有利益相关方受益——赋能组织增长、打造可持续的竞争优势、发挥积极的社会影响力。BCG复合多样的国际化团队能够为客户提供深厚的行业知识、职能专长和深刻洞察,激发组织变革。BCG基于最前沿的技术和构思,结合企业数字化创新实践,为客户量身打造符合其商业目标的解决方案。BCG创立的独特合作模式,与客户组织的各个层面紧密协作,帮助客户实现卓越发展,打造更美好的明天。广州极飞科技股份有限公司创立于2007年,以“提升农业生产效率”为使命,致力于用机器人、人工智能和新能源技术为农业赋能。极飞科技以智慧农业为发展方向,不断将前沿技术带入农业生产管理,以科技平民化、成果产业化、产品普惠化的形式,搭建起农民与科技之间的桥梁。极飞科技的主营业务包括研发、制造并销售农业无人机、农业无人车、农机自驾仪、农业物联网设备等在内的智能农业装备和智慧农业管理系统。通过构建完整的产品矩阵和数据闭环,极飞科技为广大农业工作者提供精准、高效、灵活、经济的无人化技术解决方案,以解决农业生产中劳动力不足、管理粗放和环境污染等问题。目录02应对气候变化,农业需立即行动10解密农业碳排放16科技助力农业净零转型33农业科技未来发展的挑战和影响36关于作者应对气候变化,农业需立即行动波士顿咨询公司X极飞科技3迫在眉睫:农业减排刻不容缓气候变化并非人类可以用躲避或拖延来应对的未来威胁,而是需要立即采取果敢行动加以应对的危机。受不断增加的人类生活生产的影响,过去一百年来全球平均二氧化碳浓度迅速上升,并推动地球温度达到历史最高水平(参阅图1)。伴随着全球平均气温的上升,极端天气事件发生的频率、强度和破坏严重性也不断增加,同时对人类社会造成了数千亿美元的损失。据统计,在2017至2020年期间,共有约3,350次各种强度的极端天气事件被记录,造成了约8,850亿美元的损失(参阅图2)。1相比于能源、交通及工业品制造等行业,农业更容易受到气候变化的影响。气候变化对农业的负1数据由慕尼黑再保险旗下专业统计分析自然灾害影响的NatCatSERVICE数据库统计。2数据来自IPCC报告《Impactsof1.5globalwarmingonnaturalandhumansystems》第三章。3联合国粮农组织,国家温室气体排放数据库(CAITClimateDataExplorer)。面影响可分为直接和间接两种形式。温度的突然变化、降雨量变化、热浪和飓风等天气现象都将直接对全球农作物生产系统造成巨大压力,并进一步威胁人类的粮食安全。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的研究,全球平均气温每升高1℃都将造成主要农作物产量的大幅下降,例如小麦(下降6.0±2.9%)、稻米(下降3.2±3.7%)、玉米(下降7.4±4.5%)和大豆(下降3.1%)等。2还有一个经常被忽略的事实是,农作物的营养含量也会受到大气中二氧化碳浓度升高的负面影响。例如,研究显示,当二氧化碳浓度升高至568—590ppm的范围(相当于升温2.3—3.3℃),18种东南亚广泛种植的水稻中蛋白质、B族维生素及其他微量元素的含量均有显著下降,对超过6亿人的营养健康造成威胁。3气候变化造成的间接危害包括作物病虫害的传播,同样会对农业生产系统产生不利影响。图1由于人类活动的增加,全球二氧化碳浓度不断上升,目前地球平均温度已达历史最高水平来源:HadleyCenter--CO2andGreenhouseGasEmissions;HannahRitchieandMaxRoser;OurWorldinData(2019)。188019000.5192019401960198020002020-0.50.01.0回归平滑曲线年平均气温19201860184018201880196019001940450198020002020400250300350全球平均二氧化碳浓度(ppm)280ppm1820年水平415ppm目前水平2020年全球平均气温已达14.9℃,较1850—1900年平均气温高1.2℃近年来,大气层中的二氧化碳浓度水平不断上升,已达历史高位随着全球平均气温持续攀升,地球将变得更加暖和4通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型图2自然灾害发生的频率和强度不断上升,造成的经济损失总额也在增加来源:慕尼黑再保险旗下专业统计分析自然灾害影响的NatCatSERVICE数据库;BCG分析。1980—2020年间极端天气发生数量(次)26828738747550543255271698005001,00020152010199519901985198020002005202075691202249428223935021001002003004001985201019901980199520052000201520201980—2020间极端天气事件造成的损失(十亿美元)+3%在过去40年中,极端天气事件的发生频次处于稳步上升的趋势…………对人类社会造成的损失总额也不断上升然而农业活动与全球温室效应的联系却较少受到人类重视。农业既是全球变暖的主要受害者,也是温室气体的主要排放源之一。事实上,由于农业和林业活动以及土地利用的变化而产生的温室气体约占全球温室气体排放总量的17%。4如果考虑到食品生产价值链中储存、运输、包装、加工、销售和消费等环节产生的温室气体排放,则该比例会进一步上升至21%—37%。此外,农业生产活动也会对生态环境造成破坏,导致全球温室效应进一步恶化。有研究显示,全球80%的森林砍伐活动与农业生产相关。5另外,农业生产活动也可能导致土壤侵蚀和退化,从而破坏土壤本身的固碳能力,促使更多的碳被释放到空气当中(参阅图3)。4联合国粮农组织,国家温室气体排放数据库(CAITClimateDataExplorer)。5Kissinger、Herold和VeroniqueDeSy,研究文献《DriversofDeforestationandForestDegradation》。6世界银行数据,同时参考欧洲委员会EDGAR温室气体排放数据库及climatewatch数据库。7联合国政府间气候变化专门委员会,气候变化第三次评估报告。更加严峻的是,农业温室气体排放的构成严重偏向于非碳排放,即甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)。据统计,农业活动排放的甲烷占全球甲烷排放总量的45%,排放的氧化亚氮占全球排放总量的77%。6相较于二氧化碳,这些气体在推动全球温度上升方面效力更加强大。甲烷吸收热量的效率是二氧化碳的20倍,氧化亚氮吸热效率更是二氧化碳的300倍。7如果不积极进行干预,世界人口及粮食需求的增长将进一步推动农业温室气体排放量不断上升。根据联合国预测,到2050年世界人口将增长30%以上,达到97亿,随之而来的是对食物和资源需波士顿咨询公司X极飞科技5求的大幅上涨。8据联合国粮食及农业组织(FAO)的估计,到2050年世界每年需多生产约50%的粮食,才能养活不断增长的世界人口。9这无疑将对农业生产系统造成巨大压力(参阅图4)。如果仍然保持当前的生产模式,那么农业温室气体的排放将显著增加,对生态环境的伤害也将越发严重,比如导致生物多样性减少。因此,找到能够在提升生产效率的同时抑制温室气体排放增长的可持续农业生产方式对农业参与者来说至关重要。全球行动:各国加快净零转型步伐面对日益增长的气候变化威胁,国际社会也在8联合国“世界人口展望(WorldPopulationProspects2019)”数据库。9联合国粮农组织报告,《HowtoFeedtheWorldin2050》。联合国的主导下团结起来,携手推动全球净零转型。在此背景下建立了《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC),用于推动政府间关于气候变化的谈判与合作,促进对气候变化威胁的全球应对。自1995年以来,UNFCCC每年举办缔结方会议(COP)(也称为联合国气候变化大会),用于促进政府间就共同应对全球气候变化达成行动协议。于2015年12月第21届联合国气候变化大会(COP21)中达成的《巴黎协定》是全球净零转型之路上最重要的历程碑。《巴黎协定》作为具有法律约束力的国际条约,包括了所有签约国家对减排和共同努力适应气候变化的承诺,并呼吁各国逐步加强承诺。同时,该协定设立了三大长远目标:图3农业是地球温室气体排放的主要来源之一,直接和间接地影响了全球温室气体的排放来源:CAIT数据库;国际能源署;世界能源展望;GHG温室气体排放核算标准;BCG分析。1土地变化是指由于农业生产活动造成的土地性质发生变化,包括林地开荒等。2包括其他相关的建筑排放,比如家电使用、照明和空间制冷等。3逸散排放是指在生产过程中由挥发性气体等造成的排放,以及由于一些气体泄漏造成的排放等。森林砍伐•全球80%的森林砍伐活动与农业生产相关土壤侵蚀与退化•土地退化约占全球土地总面积的30%•每年可造成约10万平方公里的土地损失栖息地和生物多样性损失•到2050年,为满足对食物的需求,约50万平方公里的自然栖息地将被改造为农田土地变化1轻载化工品水泥交通工业品18%燃气煤炭17%其他重载6%17%农业生产空运航运燃油电力农业炼铁&炼钢铁路空间加热水加热烹饪建筑30%12%其他逸散排放3其他废物处理其他2全球约17%的温室气体排放直接由农业、林业活动和土地利用变化(仅限初级生产)造成农业活动也间接地从三方面推高温室气体排放2019年全球温室气体排放总量:~530亿吨二氧化碳当量(tCO2e)6通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型•将本世纪全球气温升幅限制在比工业化前水平高2℃以内,并寻求将气温升幅进一步限制在1.5℃以内的措施。•每五年审查一次各国对减排的贡献。•通过提供气候融资,帮助发展中国家适应气候变化并改用可再生能源。截止到2021年底,已有195个缔约方签署了《巴黎协定》,192个缔约方批准了《巴黎协定》。2021年11月,中美两国在第26届联合国气候变化大会(COP26)上发布了《中美关于在21世纪20年代强化气候行动的格拉斯哥联合宣言》,承诺加强应对气候变化合作,包括减少甲烷排放、逐步淘汰煤炭消费和保护森林。《联合宣言》中提到中国将在2026到2030年五年内开始逐步减少煤炭消费,并首次提出要制定强化甲烷国家行动计划。作为年度排放量最高的两大经济体,中美新的联合宣言向世界释放了两国加强气候行动与合作的积极信号。本次大会上,中美还与全球100多个国家一起签署联合声明,承诺在2030年中止并扭转森林砍伐与土地退化进程,以保护和恢复地球上的森林。同时,大会也敦促全球所有领导人共同努力实现可持续的土地利用,捍卫《巴黎协定》的1.5℃温控目标(参阅专题“各国迈向碳中和之路”)。当前各国/地区政府仍主要致力于能源、交通以及工业行业的温室气体减排举措。相较农业,这些行业排放量占比更大且温室气体的排放和抑制机制更为直接。因此,尽管农业减排被很多国家列为实现碳中和战略的关键抓手之一,目前尚未有主要排放国家发布专门针对农业减排的具体法律或政策指导文件。但随着气候变化的威胁日益紧迫,越来越多的国家开始给予农业减排更多关注。特别值得一提的是,很多领先国家在自身的碳中和战略中都强调了运用科技手段提高农业生产效率的同时减少温室气体排放的重要性。图4世界对粮食及各类资源的需求将进一步上升,农业亟需在减少环境影响的同时提升生产力来源:联合国经济和社会事物部“世界人口展望”;联合国粮农组织报告《GlobalAgricultureTowards2050》;新闻检索;BCG分析。注:由于数据四舍五入,加总后结果可能与总数不符。0.00.00.1世界总人口(十亿人)0.40.61.24.40.720150.40.70.71.74.90.820300.40.72.55.320509.77.38.5大洋洲北美洲非洲拉丁美洲欧洲亚洲+32%谷物产量至2050年谷物(用作食物和动物饲料)的年产量必须再增加近10亿吨肉类产量到2050年,肉类的年产量必须进一步提升74%才能满足需要水资源即使在利用效率提升的情况下,水资源需求量至2050年增长率仍将接近11%土地发展中国家(主要是在撒哈拉以南非洲和拉丁美洲)的可耕地将需要扩大约1.2亿公顷到2050年,全球人口将增加30%以上,人口总数达到97亿…………人口的快速增长将对世界的粮食及资源供应造成巨大压力波士顿咨询公司X极飞科技7英国:英国是最早提出农业温室气体减排目标和行动计划的国家之一。2019年,英国全国农民联盟(NFU)提出了到2040年在英格兰和威尔士的农业中实现净零排放的目标。NFU计划通过三大举措来实现这一目标。第一是提升农业生产效率,以更少的投入产出相同甚至更多的食物。第二是改善土壤管理方式和提升植被覆盖率,提升土壤固碳能力。第三是以可再生资源和生物能源代替化石燃料,减少碳排放。NFU特别强调了这三大举措的实现,离不开科技在整个农业价值链上各环节中的使用。日本:日本农林水产省宣布,日本将在2050年前实现农业的全行业零碳排放,主要通过两大途径。第一,利用生物技术减少农业生产活动中温室气体的排放,例如提高作物的硝化抑制作用。第二是推广氢能的使用,同时提高农业机械的电气化水平。中国:作为世界上最大的农业国家之一,中国多年来一直在探索降低农村地区温室气体排放的方法。例如,国家农业农村部在2007年与2011年分别发布了《关于加强农业和农村节能减排工作的意见》,着重于在农村推广节能农业机械的使用,加强清洁能源设施的建设以及推广科学的养殖和耕作技术。2021年10月颁布的《2030年前碳达峰行动方案》强调大力发展绿色低碳循环农业,提升土壤有机碳储量,合理控制化肥、农药和地膜的使用,加强农作物秸秆综合利用。同时,推进农村用能低碳转型,推广电动环保农业机械,加快生物质能、太阳能等可再生资源在农业生产生活中的应用,提升农村用能电气化水平。另外,当前中国正在制定包括农业在内的各重点行业专项碳中和转型详细行动计划,将逐步出台更多细节举措。美国:2020年2月,美国农业部公布了一项名为“农业创新决议”的计划,提出要通过激发农业生产中的创新,在2050年将农产品产量提高40%,同时减少农业生产中一半的“环境足迹”。美国在其净零转型长期战略中也明确表示,将持续投资农业技术并推动行业价值链各环节的创新。四大技术被确认为未来主要创新方向,包括基因工程、数字化与自动化、精准干预技术以及智慧农场管理系统。另外,美国还计划通过提供经济奖励等措施来鼓励大农场主采取环境友好的生产方式,比如轮牧方式。8通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型波士顿咨询公司X极飞科技8为了更快地推动全球碳中和目标的实现,共同缓解全球变暖的影响,各国/地区政府也相继出台了关于净零转型的法律或政策文件。国际能源和气候智库根据所处阶段,将各国/地区的气候行动分为四大类:1.已进行碳中和立法的国家;2.已提议碳中和立法的国家;3.已出台碳中和相关政策文件的国家;4.仍在进行气候问题讨论的国家。1已进行碳中和立法的国家:共13个,包括英国、新西兰、法国、加拿大、丹麦、瑞典、韩国和日本等。•英国:2008年,英国通过《2008年气候变化法案》,正式立法承诺到2050年碳排放量较1990年水平降低80%。2019年,英国对《2008年气候变化法案》进行修订,将英国2050年减排目标从“至少比1990年基线降低80%”改为实现“至少降低100%”(2050年目标修正法案)。•日本:2020年10月,日本时任首相菅义伟宣布将在2050前实现日本净零排放的目标。2021年4月,日本公布了新的2030年国内减排目各国迈向碳中和之路国际能源与气候智库“TheEnergyandClimateIntelligenceUnit”净零转型打分卡,不同分类中国家数量的统计结果截止于2021年11月。苏里南和不丹两个国家已宣布实现碳中和,这主要得益于两国较高的森林覆盖率和较低的能源需求,因此这两个国家并未被归入分类中。波士顿咨询公司X极飞科技9标,承诺到2030年碳排放水平较2013年降低46%,并有可能采取额外的措施以实现50%的减排。2021年6月,日本通过修订后的《全球变暖对策促进法》,将减排承诺编入法典。该法还要求日本各级政府制定可再生能源的使用目标和具体实施计划。2已提议碳中和立法的国家:爱尔兰、智利和斐济。•爱尔兰:2021年3月,爱尔兰联合政府批准了《2021年气候行动和低碳发展(修正案)法案》,该法案明确了爱尔兰2030年碳排放水平应较2018年降低51%,并在2050年之前实现净零排放。当前政府正在推动该法案作为优先立法通过议会。3已出台碳中和政策文件的国家:共53个,包括中国、美国、芬兰、印度、瑞士、挪威、巴西和印度尼西亚等。•中国:中国国家主席习近平在2020年9月的第75届联合国大会上宣布,中国将力争在2030年之前实现碳达峰,在2060年之前实现碳中和。“十四五”规划进一步响应习近平主席提出的目标,强调中国气候行动将完善能源消费总量和强度的双控制度,重点控制化石能源消费,同时推动清洁能源高效安全利用。中国国务院于2021年10月26日印发了《2030年前碳达峰行动方案》。根据行动方案,国家将加快煤炭消费替代升级,发展新能源,挖掘水电、核电潜力并加快建设风电和光伏发电基地,逐步降低化石燃料的消费比例。明确到2030年,非化石能源消费比重达到25%左右,单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上。该行动方案将作为中国碳中和转型的指导原则,并为制定不同行业的具体碳中和转型路线奠定了基础。•美国:美国总统拜登上任的第一天即宣布美国重新加入《巴黎协定》。2021年11月,美国政府发布了完善后的《温室气体净零排放长期转型战略》,重申该国将在2050年之前实现净零排放的目标。同时明确了美国2030年的温室气体排放量将较2005年水平下降50%—52%的目标。该战略同时提出了美国净零转型的五大支柱,包括电力脱碳、使用清洁能源、减少化石能源浪费、减少甲烷及其他非碳温室气体排放以及提升土壤和自然环境固碳效果。4仍在进行气候问题讨论的国家:超过90个国家当前已进入碳中和国家政策讨论的阶段,预计未来几年将有更多国家针对气候变化采取关键性举措。特别是来自非洲、中东等地区的国家将有望在碳中和领域迎头赶上,提出有关碳中和的法案或政策文件,从而使全球约75%的排放量被纳入严格的减排监管。解密农业碳排放波士顿咨询公司X极飞科技11由于其复杂的形成机制,了解并干预农业活动中的温室气体排放并非易事。相比于其他行业,跟踪、测量以及计算农业活动中的温室气体排放可能更具挑战性,主要由于两大原因。首先,与其他行业不同的是,农业生态系统中的各项活动不仅可能增加温室气体的排放,也有可能导致温室气体的“消除”。例如,当荒地与沙地被开发为耕地并种植了作物后,其土壤吸收和存储碳的能力将得到提升,这些土地将作为一个“池子”存储二氧化碳。其次,农业系统中的排放部分涉及到复杂的生物反应,同时还受到不同因素的影响。天气、地理位置、种植/养殖的品种、土地类型以及土壤管理方式等都会影响农业温室气体的排放。此外,部分地下的温室气体形成和排放是在一段相当长的时间内逐步发生的,这使得追踪和衡量农业领域的碳足迹更加困难。从何处来:主要农业温室气体排放源简而言之,农场内发生的任何一项活动都有可能产生温室气体排放,例如动物的粪便管理、土地耕作以及农业机械的运作等。农业生产活动中主要产生三种温室气体,二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)以及甲烷(CH4)。气候变化专门委员会(IPCC)在其《国家温室气体指南》报告中使用一张图生动地解释了农场内各类温室气体排放的主要来源(参阅图5)。由世界资源研究所(WRI)和世界可持续发展工商理事会(WBCSD)制定的温室气体排放核算标准(GHGProtocol)将农场内的温室气体排放源分为两大类:非机械类与机械类。非机械类排放通常通过复杂的生物反应过程发生,例如生物质的分解、发酵以及秸秆燃烧。典型的非机械类排放是通过动物肠道发酵和肥料硝化反应等活动排出的甲烷和氧化亚氮。机械类排放则主要来自于运转机械设备所需的化石燃料燃烧、化学原料以及电力的消耗。典型的机械类排放是农场上运行机械装置或设备,比如播种机、收割机和空调等,产生的温室气体。除常见的二氧化碳、甲烷和氧化亚氮外,机械类排放还可能包括其他温室气体,比如氢氟烃(HFC),但排放的温室气体种类主要取决于使用的能源或化学原料。图5农场内温室气体的主要排放和移除过程来源:气候变化专门委员会(IPCC),《国家温室气体指南》第四卷第一章。HWPCO2CO2CH4CH4CH4N2OCO2,CO,NMVOCN2O,NO枯枝落叶土壤碳土壤呼吸生物量火灾稻米氮固定肥料净初级生产量(CO2吸收)伐木施肥12通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型然而,对于不同农场而言,其主要的排放源以及温室气体排放量将会因为农场的类型、管理模式以及其他相关因素而存在很大差异。其他的影响因素可能包括农场面积、农场地形和水文、土壤微生物/有机质含量、农场种植作物品种、养殖的牲畜类型以及农业废物处理方式等。目前还没有一套统一的方法和标准能够精确衡量不同排放源在农业生态系统中对总排放量的贡献,对不同排放源的排放量级和占比尚存争议。但根据联合国粮农组织(FAO)的统计,农业活动产生的温室气体主要来自七大排放源(参阅图6)。在2019年由农业活动产生的72亿吨二氧化碳当量的温室气体排放中,约26%来自牲畜消化系统中的肠道发酵反应。碳水化合物在食草动物的消化道内被细菌分解,在分解的过程中产生甲烷(CH4)并向外排放。肠道发酵产生的甲烷排放量主要取决于牲畜的种类、年龄、体重大小以及饲料的成分和数量。其中反刍牲畜(例如奶牛和绵羊等)是主要排放源,但部分非反刍动物(例如猪和马)等也会释放一定的甲烷。肥料的施用是第二大排放源,贡献约14%的农业温室气体排放量。施肥包括使用牲畜的粪便(直接排泄在牧草上或制成有机肥撒入地里)以及向土壤中撒入人工合成的化学肥料(如尿素),均会产生氧化亚氮(N2O)的排放。施肥将导致土壤中的氮元素增加,土壤中的氮一部分与有机质相结合,另一部分将通过反硝化作用以N2和N2O的形式向环境释放。N2O的排放可能通过施肥直接发生,也可能通过挥发及淋溶等间接的方式发生。将有机土壤进行排水处理有助于提高植物生长条件,是农业种植和林业中常用的一种举措,然而该举措可能导致大量的二氧化碳(CO2)被释放。在不排水的有机土壤中,厌氧条件下有机质的投入量超过分解的损失量,从而帮助土壤固存更多的碳。而当排水后土壤厌氧条件改变,有机土壤中存储的碳将会稳定地分解并释放。CO2的排放亦受到排水深度、土壤肥力以及温度等多种因素的影响。图6农业活动产生的温室气体主要来自七大排放源,其中牧场动物肠道发酵及生产中施用的化肥是前两大排放源,贡献40%的排放量来源:联合国粮农署,农业与林业温室气体排放数据库(FAOSTAT2021);BCG分析。1种植森林对于温室气体排放的消除作用数据并未包括在内。2包括人工合成肥料的施用,施入土壤的粪肥以及留在牧场土地上及叶面上的粪肥。3主要指秸秆燃烧,比如农场里的秸秆焚烧以及热带草原野生秸秆发生的火灾。4焚烧土地包括发生在有机土壤上的火灾以及潮湿热带森林地区的火灾。2.821.530.830.670.530.390.440.742.95肠道发酵农场能源消耗有机土壤排水化肥施用2水稻种植农作物残余3粪便管理焚烧土地4森林砍伐26%14%8%6%5%4%4%7%27%占总排放量的比例全球80%的森林砍伐活动与农业生产相关农业活动土地使用变化2019年按来源划分农业相关温室气体排放量(十亿吨二氧化碳当量)1波士顿咨询公司X极飞科技13水稻种植也是一个相对较大的农业温室气体排放来源。当土壤淹水后,土壤中的氧气被土壤微生物、动物、植物根系所消耗,产甲烷菌开始生长、活动,它们以二氧化碳和乙酸等为原料,生成甲烷(CH4),并通过水稻植株和气泡等途径扩散排放到大气中。作为第五大排放源,农场上使用能源所产生的温室气体排放同样不容忽视。现代化农场需要燃烧大量化石燃料来为农场上运行的机械和设备提供动力,以及为农场供电。而燃烧包括煤炭和柴油等在内的化石燃料将会排放大量的热量及温室气体。除了以上提到的前五大农业排放源,处理畜禽粪便以及农作物的秸秆等农业废弃物也将产生大量的温室气体排放。在不同条件下储存及处理动物粪便(比如粪便堆肥),将导致CH4或者N2O的排放。而在丰收后焚烧农作物秸秆(用于杀灭秸秆上的害虫卵),不仅会产生大量的温室气体,更是长期困扰很多农村地区的大气污染来源。要减少农业碳排放,最有效的方法无疑是从每个排放源入手,借助科技的手段进行治理并减少排放。但值得注意的是,在当前的科技程度下,不同排放源的温室气体减排潜力差异很大。尽管动物肠道发酵是农业温室气体的最大排放源,但要减轻其影响并非易事。近期科学研究发现,可以通过向牧场动物的饲料中加入添加剂来大大减少动物肠道发酵产生的甲烷排放。主要的添加剂包括红海藻素以及3-硝基氧丙醇(3-NOP)。据美国国家环境保护局(EPA)估算,如果能在全国范围内所有牧场使用红海藻素添加剂,那么到2030年可以帮助减少最多60%的动物温室气体排放。10然而,距离红海藻素能够真正被大范围使用还有很多问题尚待解决,包括如何降低红海藻的种植、收获以及处理成本,让其能够作为经济的添加剂被农民接受以及牲畜长期食用该添加剂是否会导致高耐受性或其他副作用。另外一个降低肠道发酵排放的方法就是大量减少人类对反刍类动物蛋白(比如牛肉和羊肉)的消耗,但这就要求人类的饮食结构发生巨大改变,难以被大多数人接受。同时,减少动物蛋白的摄入是否会对人类健康造成损害在科学上也仍然存在争议。10《温室气体净零排放长期转型战略》第五章。针对其他农业温室气体排放源的减排举措可能取得更加直接且高效的成果,例如用电动农业机械替换掉燃油机器,可以在当前维持生产水平的同时快速减少温室气体的排放。利用智能土壤监测工具减少肥料的投入也被认为是抑制N2O排放的一种有效方法。但这些举措往往容易被忽视,针对肠道发酵减排的举措目前虽是研究重点,可实际效果尚需大量科学测试验证,本报告后续章节将着重介绍相对成熟且更易实现的科技减排方式。如何计算:农业碳排放核查尽管各行各业中温室气体的形成和排放机制非常不同,但温室气体排放量的核算方法论基本一致。由世界资源研究所(WRI)和世界可持续发展工商理事会(WBCSD)建立的温室气体核算体系是行业标杆,为不同行业的企业测量和披露自身温室气体排放量提供了方法和标准。根据温室气体核算体系,企业测量温室气体排放时应该践行四个步骤:界定核算边界、明确温室气体种类、梳理排放活动并计算排放量(参阅图7)。第一步:设定温室气体排放核算边界。农业企业在核算温室气体排放前,需要先设定好两个核算边界:组织边界与业务运营边界。在设定组织边界时,企业可以选择根据业务中的股权比例来核算排放量,反映了公司的经济效益(股权比例法)。企业也可以选择只核算其拥有100%控制权的子公司的排放量(财务控制权法)或者选择不计算其仅享有权益但并不持有运营控制权的子公司的排放量(运营控制权法)。为了设定业务运营边界,要求企业识别与其运营相关的排放,将其分为直接排放与间接排放,并选定间接排放的核算与报告范围。温室气体核算体系将排放分为三个范围(参阅图8)。•范围一指企业拥有或控制的排放源产生的直接温室气体排放。农业企业典型的范围一排放包括农场机械燃油燃烧排放等。•范围二指消耗外购能源产生的间接温室气体排放,包括电力、热力、蒸汽或者冷气等。14通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型图7农业企业核算温室气体排放的四大关键步骤来源:温室气体核算体系(GHGprotocol);《北京市种植农产品企业温室气体排放核算指南》;资料检索;BCG分析。设定组织边界•股权比例法•财务控制权法•运营控制权法设定运营边界•范围一:直接温室气体排放•范围二:公司外购的电力和热力等能源而产生的排放•范围三:除范围一、二之外的所有其他由企业产生的温室气体排放企业可自主选择是否核算并报告范围三涉及的温室气体排放《京都协议》中列出的六种常见温室气体•二氧化碳•甲烷•氧化亚氮•氢氟碳化物•全氟化碳•六氟化硫企业还可以根据实际情况自行将其他温室气体纳入核算与报告的范围优先检查所在地政府是否已经出台了相关的核算规定与标准举例:《北京市种植农产品企业温室气体排放核算指南》收集排放活动数据•农场使用的燃料种类以及具体用量•购买的电力数据(千瓦时)•……排放因子•IPCC所规定的缺省值•国家/区域所提供的适用于该地区的排放因子(企业应当优先考虑适本地适用的排放因子)1234温室气体排放总量燃料燃烧产生的温室气体施肥引起的温室气体排放购入电力产生的温室气体排放秸秆处理产生的温室气体排放土壤有机碳库的变化界定核算边界明确温室气体种类梳理排放活动计算排放量图8温室气体核算体系设定了三大范围,有助于企业更好地核算与管理自身的排放来源:温室气体排放核算体系(GHGprotocol)。外购能源产生的间接温室气体排放•企业通过采购或者其他方式引入的由其他企业生产的能源,用于自身生产所产生的温室气体排放温室气体直接排放•由企业拥有或控制的排放源所产生的直接温室气体排放其他间接排放•除范围一和二之外,其他所有由于企业生产经营活动所导致的温室气体排放•核算与汇报可选范围,非强制•农业生产物资的生产•农产品的运输、加工和售卖•农业废弃物的运输•农场员工差旅等•外购电力•外购热力•外购蒸汽•外购冷气•农场机械燃油燃烧•水稻种植•动物肠道发酵•化肥施用和粪便管理非穷尽非穷尽范围一和范围二(一般要求企业进行核算与报告)范围一、二、三(企业可自主选择是否核算与披露范围三排放)范围二:间接排放范围三:间接排放范围一:直接排放定义实例核算与披露要求波士顿咨询公司X极飞科技15•范围三包括了其他所有的间接温室气体排放。范围三的排放是一家公司活动的结果,但并不是产生于该公司拥有或控制的排放源。企业可以自主决定哪些活动应该被纳入范围三的核算,因此范围三排放的核算标准对一些企业来说也可能存在争议。目前大部分国家/地区一般要求企业核算与披露属于范围一和范围二的温室气体排放量,是否核算和报告范围三的排放由企业自主决定,不做强制要求。但企业可以通过报告范围三排放彰显自身减少对环境负面影响的决心。第二步:明确核算的温室气体种类。温室气体核算体系建议企业核算《京都议定书》中规定的六种温室气体,即二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫。但该建议并非强制,企业需根据自身经营活动来确定哪些相关的温室气体应该被核算与报告。第三步:梳理具体排放活动。一旦确定了核算边界,企业需要梳理并明确范围内各项活动的排放源。政府会针对部分行业发布具体的温室气体核算指导和标准,明确概述哪些经营活动/排放源应当被纳入该行业企业的温室气体核查与报告。由于农业覆盖的业务广且差别大,针对农业企业目前还没有专门的核查与报告标准,可能导致即使业务相似的企业之间也会出现温室气体核查结果差异较大的情况。在中国,一些地方政府已经率先为本地农业相关企业提供了温室气体排查与核算标准。如北京市政府在2019年颁布了《种植农产品温室气体排放核算指南》(DB11/T1564-2018)。该指南列出了五种排放活动应该被纳入种植业企业的温室气体核算中,包括农场上化石燃料燃烧、土壤施肥、植物秸秆处理、购入电力以及土壤碳库变化。企业在进行温室气体核算前,应首先参考国家或地方版本的核算与报告标准,并按照要求将相关活动的排放纳入计算中。第四步:计算排放量。明确了排放活动后,企业可以开始通过三个步骤计算其具体的温室气体排放量:收集活动数据(AD)、选择排放因子(EF)以及将活动数据与排放因子相乘。•收集活动数据(AD):活动数据是指可以用于衡量排放活动类型、规模以及程度的数据。比如,对于燃烧化石燃料而言,活动是指燃烧的化石燃料种类(汽油或柴油)和使用量(吨或升)。•选择排放因子(EF):排放因子是将活动数据转化成排放量的系数。该系数会因不同的活动、国家/地区或环境条件而异。IPCC发布了排放因子的默认值,供企业在缺乏自己测算排放因子的条件时使用。一些地方政府和行业协会也会根据本地情况发布具体的排放因子。企业在选择排放因子时,应优先参考针对自身行业及地区所发布的专门的排放因子。•将活动数据与排放因子相乘:企业将活动数据与排放因子相乘即可得到相关活动的排放量。如果一些活动排放的是二氧化碳之外的温室气体,那么还需要将结果乘以一个全球变暖潜式值(GWP)的系数,将不同的温室气体排放量统一转换为相同的单位——二氧化碳当量(CO2e)。科技助力农业净零转型波士顿咨询公司X极飞科技17全景:科技变革中的智慧农业浪潮过去的五十年中,机械化水平的提升彻底改变了农业,极大地提升了农业生产的规模、速度与效率,土地与农户的产出也迅速提高。根据联合国粮农组织的统计,在1961到2011年间,全球农业的产出至少翻了三倍。11但同时,迅速增长的粮食需求及气候变化也向农业提出了新的挑战。为了实现又一次的生产力飞跃,农业需要拥抱更多创新,借助更复杂和先进的技术来进一步提升生产力。好消息是,我们发现农业正处在新科技革命的路口,这次科技革命将主要由大数据分析、万物互联以及自动化三种底层技术力量推动。•大数据分析:随着科技的不断发展和成熟,农场上可被采集到的数据数量和数据质量也在不断提高。预计到2050年,平均每个农场每天可被采集的数据点将会由2014年的19万个上升到410万个。12利用大数据分析技术对收集到的海量数据进行分析,可以帮助农户更全面地掌握农场的情况,如天气、土壤和种子的情况以及作物病虫害发生的概率等,并依此做出更明智的决策。11联合国粮农组织,《环境智慧型农业报告》,第六章。12根据农业数据智能分析平台服务提供商OnFarm的估计。•万物互联技术:万物互联技术可以帮助农户在农场上创建一张“网络”,允许“网络”中的不同对象互相联通并实时传送数据或接受指令。连接的对象可以包括人、动植物以及基础设施(如农机或建筑物)等。通过支持数据流动,该技术可以帮助实现远程感知和控制,为农户与农场设备的实时交互创造机会。•自动化技术:自动化技术允许机器或设备在人类较少的直接干预下,通过预设的目标和程序,借助系统进行运算和判断,自主进行信息处理以及过程控制等动作。自动化技术可帮助减少人工操作,在提高农业生产效率的同时减轻对环境的影响。有了这三项技术的支撑,如农业无人机与机器人、卫星图像工具、土壤传感器以及其他新兴农业技术解决方案正逐步改变传统农业的生产方式,进一步提升产量、提高效率并帮助建立可持续和高韧性的农业。今天,在整个农业价值链的各个环节上都能看到科技创新,从播种到收获,全流程帮助农户(参阅图9)。图9农业科技空间广阔,在整个价值链的各个环节上都出现了不同的科技解决方案助力农户来源:世界银行;联合国粮农署;文献检索;BCG分析。部分示例,未穷尽作物基因改造技术农场区域数据与解决方案,比如:农场地形与区域分析、分区智能灌溉、区域图像识别与分析、播种密度地图、农作物营养状况地图、分区域农药喷洒等室内垂直农业科学预警系统,比如:安全预警(火灾、泥石流等)、病虫害预警、极端天气预警等生物质燃料科技作物种植规划,比如:轮作/轮牧管理、种子/植物数据库、多种植物混种管理等资源管理,比如:农业物资(农药、化肥以及地膜等)库存管理、种植工作人力/劳动力规划与分配系统等农药化肥自动喷洒:借助无人机或其他自动化农业机械精准喷洒农药化肥自动灌溉管理系统:智能灌溉系统,基于土壤情况分时提供灌溉服务土壤情况监测,比如:土壤肥力、水分含量、酸碱度以及空气含量实时监控并提出改善建议丰收管理,比如:收获时机管理、亩产预估、作物成熟情况跟踪农场机械车队管理,比如:设备库存管理、车队人工管理、行车路线规划与优化维修保养预警管理,比如:农舍、农具、车队和其他硬件的维修与保养提醒信息服务,比如:农产品市场新闻自动推送、农产品价格预警实时图像技术,比如:农场设备与物资监控与追踪、农场数字监控供应链管理,比如:农产品线上商城、农产品可追溯系统、农产品运输追踪系统自动收获机械,比如:收割路线图制定等、自助收割机器人规划与整地播种与种植播后管理与作物营养植物生长与保护丰收田间农活农场管理18通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型资本市场同样也注意到了各种农业科技商用的价值潜力(参阅图10)。过去五年间,针对农业科技初创企业的相关投资增长了两倍。另外,随着对可持续农业的需求不断上升,预计未来相关的投资额将以更快的速度增长。受到快速增长的市场潜力的吸引,越来越多的企业开始入局农业科技市场,开发自己的科技解决方案,未来市场竞争会日趋激烈。目前,市场上主要有三类玩家在相互竞争(参阅图11)。•传统农业巨头:传统农业行业巨头如大型农机公司、农药及化肥生产商等,他们目前优先通过将自己的传统优势产品进行数字化来满足农户的需求,比如推出自动化农机以及农机管理系统。这类企业的优势在于长期深耕农业市场,了解农民生产的需求,能更有针对性地推出智能产品和解决方案。但目前对于大部分传统农业巨头来说,创新仍然局限于对自身产品的数字化,创新程度待进一步提升。•农业科技企业:相比于传统农业巨头,农业科技企业通常为农户提供更前沿更创新的产品和解决方案。他们的优势在于扎实的科技实力,强大的研发队伍和创新精神帮助他们开发出更创新更先进的产品和解决方案。成功的农业科技企业往往先在某个特定的技术领域进行创新,具备高度专业化的特点,之后逐步将科技创新延伸到农业产业价值链的其他环节。•IT公司:传统IT公司也在探索农业科技市场,相比于其他两类玩家,IT公司可能在对于农业或者农户的了解上还有所欠缺。IT公司的优势在于他们积累的对消费者和数据的分析能力。因此,这些IT公司目前主要着重于利用自己的数据分析能力优势,构建智能农业综合解决方案平台/系统。通过对农场上不同信息的分析,帮助农户在生产和经营上做出更多明智的决定。但目前大部分智慧农业平台仍在试点中,完全成熟的产品或解决方案相对较少。智慧农业:四大举措助力农业净零转型尽管农业科技已逐步走入田间并受到越来越多的关注,但对于科技如何助力农业碳中和转型方图10市场前景乐观,针对农业科技初创公司的投资近年来稳步增长来源:《农业科技投资报告2021版》(AgFunderAnnualAgTechInvestmentReport2021);BCG分析。1包括农场直销客户的线上平台,价值链中游管理技术及其他。2包括农用物资、设备及大宗商品交易线上平台等。1.41.82.22.33.45.15.61.01.51.10.91.620160.36.82019201520132018201420170.42020农业生物科技农场管理软件2农业机器人和无人机新型农业系统农业商务平台生物能源和生物材料其他12013年—2020年农业科技初创公司投资额(十亿美元)•过去五年间,农业科技方面的投资增长超过两倍•目前针对农业机器人和无人机的投资规模相对较小,但受到疫情的影响,预计未来市场对这一技术的兴趣和需求会快速增长•随着对可持续农业的需求不断上升,预计未来对整体农业科技的投资额度将以更快的速度增长834单投资波士顿咨询公司X极飞科技19图11随着更多企业加入,农业科技市场的竞争将会日趋激烈,当前市场上的竞争玩家主要可以分为三类,各具优势来源:新闻检索;BCG分析。•基本上所有传统农业巨头都在探索将自己的产品进一步数字化,甚至专门成立单独的部门来推动•他们的优势在于对农业有透彻的了解以及多年积累的成熟农业产品和解决方案•但目前还是主要聚焦于已有产品的数字化,在科技创新以及产品丰富程度上尚待加强•广阔的市场空间和潜力吸引了许多新兴科技公司入局,也吸引了大量投资•这些企业科技力量较强且勇于创新,在技术的先进程度和专业度上更加领先•但除了少数已成立多年的领先龙头之外,大部分科技公司仍局限于价值链上某一环的创新,且产品和技术较为同质化•对数据分析和存储日益增长的需求也吸引了众多IT公司入局•相比于其他两类玩家,IT公司对于农业的了解程度较少,但他们在数据分析和洞察上更具优势,因此也更加着重于开发基于数据分析的智慧农业平台•但目前大部分智慧平台仍处于试点阶段,且农业领域目前还不是IT公司的业务重点。传统农业巨头农业科技企业IT公司面的研究却相对较少。同时,目前许多关于农业碳减排科技应用的研究尚局限于理论,缺乏来自实际农业生产中的案例实证。本报告中介绍的科技实践是基于大量农田实际生产经验,同时通过对在农场实地调研中收集的多维度数据进行计算和分析,来验证不同科技实践对于农业碳减排的效用。以下研究结果基于波士顿咨询公司(BCG)在碳中和领域长期积累的观察和见解,同时也结合了来自极飞科技搭建的融合了数字农业基础设施、智能农业设备和AI平台技术的规模化实践经验和数据,以及与当地农户访谈所获得的第一手资料。如前章描述,减少农业温室气体排放关键需从各大排放源入手,借助科技手段从源头上减少排放。目前,科技主要可以从四大方面帮助农业生产者降低温室气体排放,包括减少化石燃料消耗、减少农业化学品投入、推动秸秆科学还田、帮助优化农事决策(参阅图12)。1减少化石燃料消耗。现代集约化农业高度依赖使用化石燃料(如柴油)作为动力的农业机械进行作业,比如播种、耕地、农药喷洒及谷物干燥等。然而,化石燃料的燃烧会导致大量二氧化碳被释放到大气中。减少化石燃料的消耗主要有两种方法,一是将燃油农机替换为使用清洁能源的机器,二是提高燃油农机的能源使用效率。使用电动设备替换传统农业机械。减少化石燃料消耗最直接的办法就是将传统的燃油机器替换为使用清洁能源(如水电、风电或太阳能)等作为动力的机器。目前,在农场中使用通过电池供电的无人机和农业机器人被认为是通过替代化石燃料机械实现可持续农业的有效方法。与传统的燃油机器(例如拖拉机、联合收割机)相比,使用电力的农业无人机或机器人能够全自主精准作业且操作简单易用。在节省燃油消耗的同时,也减少了传统燃油农机和人工作业带来的碳足迹和经济成本。目前,无人机在农药与化肥喷洒环节已有较为成熟的运用,未来无人机器会应用于更多农业生产环节。提升机械作业精准度,提高能源使用效率。对于高度机械化的农场,借助自动化设备对传统农机进行改造,提升作业精准度,可实现在不20通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型影响生产力的同时减少能耗及温室气体排放。例如,传统的农机基本都需人工操作,其在田间的行驶轨迹完全依赖于驾驶员的经验和判断。而实际上,驾驶员很少能做到让农机按最优的路线行驶,导致农机在行驶中会出现大量不必要的倒车、绕弯以及路线反复等问题。对于大型农田,这样的不规则行驶不仅会导致大量的燃油浪费,也会对植被及土壤造成破坏。现在,农户可通过在传统柴油农机(如拖拉机和收割机)上装备自动导航及转向系统装置,将传统农机变为具有厘米级精度导航系统的自动驾驶机械。系统通过规划最佳路线及自动驾驶,帮助农机在各使用场景(如犁地和收割)中最大限度地避免重复路线,减少能源消耗。案例:无人机与机器人在农业中的应用无人机和机器人技术正在为农业带来高科技改造。随着技术的成熟,它们将逐渐取代传统农业机械,以实现更高的效率和更低的能源成本。目前已涌现出许多无人机产品。例如,来自瑞典的某农业无人机制造商,推出了以太阳能为动力的农药喷洒机器人。该机器人装备了多摄像头视觉系统以及自动驾驶控制系统,能够准确识别农田中的杂草并精准喷洒微量除草剂,减少环境污染。该机器人完全依靠太阳能运行,每次充电可使用8小时。无需人工操控,该机器还可以在夜间运行,进一步提升其工作效率,达到每24小时作业96公顷土地。国内某领先农业科技公司发布了具有高度灵活的模块化拓展设计的农业无人车,能够实现在作物喷洒、播撒、割草与运输等不同场景下功能的相互切换,替代燃油农机满足农户的不同农事需求。该农业无人车以电力驱动,同时装备极飞高精度导航与自动驾驶系统,根据地形自动规划作业路线,减少能源消耗。根据该公司社会责任报告,自2007年以来,其无人化农业设备已累计帮助农户节省近2.8亿升化石燃料消耗。图12可以借助科技,推行四大举措助力减少农业温室气体的排放来源:极飞科技行业经验;文献检索;BCG专家访谈;BCG分析。•用电力驱动的农业无人机来替代传统燃油农机•对大型燃油农机进行节能化改造,如装备自驾仪,使其可自动驾驶与精准导航•借助AI技术,根据作物情况,精准投放农药化肥•使用智能滴灌系统,节水节电,提升施肥效率•加强病虫害管理,减少秸秆中虫卵和细菌含量,鼓励农户秸秆粉碎抛洒还田•通过农业智慧平台帮助农户更高效、更科学地做出农事决策,在实现产量最大化的同时,减少对农业环境的损害1234推动秸秆科学还田帮助优化农事决策减少化石燃油消耗减少农业化学品投入波士顿咨询公司X极飞科技212减少农业化学品投入。过度使用化肥及杀虫剂长久以来对于食品安全和环境保护都是一个巨大的威胁。对土壤施用氮肥会造成氧化亚氮的排放。过度施用农药不仅危害食品安全,也会损害土壤固碳能力,导致更多碳被排放到大气中。而科技可以帮助农户更科学地施用化肥与农药:借助AI技术精准施肥打药。通过使用遥感无人机采集农田作物数据并生成高清地图,并结合人工智能分析,农民可以更全面地掌握他们农田的信息,包括农田边界、作物密度与生长趋势以及害虫和杂草的发生情况。系统还可以基于作物需求精确计算施肥用量,相当于为农田开了一张量身定制的“处方”。农户可以根据这张“农田处方图”确定需要施肥或打药的区域,并制定合适的水肥管理措施。相比于传统施肥打药“雨露均沾”的模式,农户可借助“AI处方图”,精准定位作物异常(如苗株稀疏)区域,并根据信息判断异常情况发生的原因(如受害虫和杂草侵扰或土壤肥力低下)。然后向该区域派出喷洒无人机,无人机根据“AI处方图”信息,按照预设路线执行喷洒作业任务,能够有效防止出现漏喷或重喷的情况。同时,无人机还可以搭配离心雾化喷头,13耶鲁大学环境学院文章,《SoilasCarbonStorehouse:NewWeaponinClimateFight?》。将药液均匀雾化成微米级液滴,使其更好地附着在作物叶片的正反面,以更少的用量达到更好的作物保护效果,减少因施肥产生的温室气体排放。借助智能灌溉系统提升氮肥利用率。除了借助农业机器人,使用水肥一体化的智能灌溉系统也是一种能够准确输送养分的技术。与传统施肥直接将固体肥料撒在地上不同,智能灌溉系统将肥料与灌溉水结合起来,让液体肥料直接被作物根部吸收,达到更好的水资源与肥料利用效率。智能灌溉系统借助土壤监测设备,实时分析土壤的各种数据,包括土壤水分、空气含量以及土壤酸碱度信息,当土壤状态达到预设参数时,灌溉系统自动开启进行灌溉,当土壤状态达到条件后再自动关闭。借助智能灌溉系统,可降低肥料与水资源的投入,提升施肥效果,促进作物健康成长的同时减少温室气体排放。另外,减少农用化学品的使用也有助于提高土壤的碳储存能力。减少化学品的使用有助于保护菌根,菌根通常指土壤中某些真菌与植物根系的共生体,也是将碳吸收到土壤中的关键驱动因素。研究表明,与非菌根植物相比,具有菌根连接的植物可以从大气中吸收多达15%的碳并将其储存到土壤中。13案例:精准施肥与智能灌溉来自波兰的一家农业科技公司推出了智能平台,利用卫星数据帮助农民决定施肥量和方式。该平台使用卫星来将农田划成不同区域并监测区域内的作物状况。借助云计算和图像分析技术,该平台可根据卫星图像显示的情况,向农民建议不同区域的施肥/喷洒农药剂量。用户可在自己电脑或移动设备上轻松查看农田的信息,包括过去的施肥情况以及效果等,该平台还允许农民以行业标准格式导出这些信息,并传送给别的智能农业机械作为行动或决策参考。一家来自以色列的农业科技公司开发的智能灌溉施肥系统通过使用土壤传感器进行采样,实时监测根区上层土壤的化学和物理变化。采集到相关数据(如土壤张力值、土壤氧气含量及酸碱度等)之后,系统会借助模糊控制算法进行分析,并在达到预设条件时自动开始灌溉和施肥作业。该智能灌溉施肥系统还采用“超低”滴灌方式,有助于在水分和肥料直达根部的同时保持土壤中的高含氧量。根据该系统在不同国家和作物上使用效果显示,其在帮助农民提高作物产量的同时最多可减少50%的用水量和70%的肥料用量。22通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型3推动秸秆科学还田。促进农作物秸秆还田是控制农业温室气体排放的关键因素。过去由于缺乏相关技术和认知,农民通常在作物丰收后焚烧掉秸秆,造成大量温室气体排放和大气污染。同时,将秸秆焚烧而不是还田,也不利于土壤中有机质含量和肥力的增加,难以提升土壤的固碳能力以及来年产量。近年来,随着国内外秸秆禁燃令的逐步实施,秸秆粉碎抛撒还田的方式已逐步被大多数农户接受。然而,没有科学的处理方式,秸秆还田可能会导致新的问题。秸秆容易成为大量害虫虫卵或细菌滋生的温床,即使进行粉碎也很难清除。这些虫卵和病菌随秸秆埋入土壤中会很快生长,来年可能引发新一轮病虫灾害。在没有禁令的地区,农民仍然偏向于焚烧秸秆或低价出售给其他工厂用作生物质燃料或肥料。因此,利用科技帮助农民在早期就识别可能的病虫灾害并尽早采取控制措施对于提升秸秆还田质量和作物产量至关重要。数字技术可以帮助农户进行病虫灾害的智能侦测和预警。在空中,搭载多光谱相机的遥感无人机巡视农田,采集各区域的农田高清图像。在地面,利用由高分辨率相机组成的物联网监测系统,多角度拍摄田间照片并进行AI图像识别,一旦发现病虫害,系统将主动提示农户采取措施,比如派遣无人机进行针对性的农药喷洒。同时,监测系统还可以基于算法,通过周边农场的病虫害发生及扩散情况,进行灾害预警,提醒农户及早采取措施。4帮助优化农事决策。尽管技术可以帮助减少柴油燃料和农业化学品的使用,同时避免秸秆焚烧,但如果农户不能做出正确的生产决策,那么整体的温室气体减排效果仍将大打折扣。为了充分实现农业生产中的减排潜力,关键在于建立一个整合的智慧农业生态系统,帮助农户以更少的投入获得更高的产出。同时,还能够帮助改善农田生态环境,包括增加种植密度、提高植被覆盖率和改善生物多样性。过去,基本上所有的农事决策,例如种植什么作物、作物的密度、何时播种、灌溉、施肥和打药以及犁多少次地等,都由农民基于个人经验做出判断。即使政府给出指导意见,但农户案例:优化病虫害管理,促进秸秆还田加拿大一家精准害虫管理解决方案公司向农民提供智能病虫害防治系统。首先,借助在农田中布置的相机实时监控分析农田病虫害情况。当发现害虫数量达到预警状态时,实时向农户手机发送警报推送。其次,系统会基于农场每年发生病虫害的情形,结合灾害发生时的气候、温度及作物状态等相关情况进行建模,预测来年发生概率及可能强度。同时,当未来出现相似的气候与温度等相关条件时,系统还会自动提示农户进行预警。另外,该公司还利用信息素而不是杀虫剂来控制害虫数量并保护作物。据该公司介绍,生物信息素可以通过阻止害虫交配实现更环保更高效的防治效果。而通过减少化学品喷洒,农民可以在收获更健康作物的同时,提升土壤健康度,加强固碳能力。波士顿咨询公司X极飞科技23仍难以基于每块农田的情况制定针对性的方案。这种过于依赖人工经验、缺乏数据支撑的方式,除了造成能源浪费和过度施肥外,还可能导致土地利用效率低下、重复耕作甚至农田退化的情况,从而削弱土壤的固碳能力,间接增加农业温室气体的排放。如今,农民可在智慧农业平台的帮助下做出更明智的决策。相比于之前提到的针对单个农业生产环节的技术解决方案,智慧农业平台采取的是端到端的方式,整合了物联网传感器、机器人、无人机、人工智能和云计算等各项技术,在作物种植的整个生命周期中指导并服务农户。这种数字化平台构建了一个农业生态系统,集成了农业活动中使用的所有硬件设备和应用软件。传感器、无人机和卫星等设备相互连接,以监控、跟踪和收集农田作物数据,随后将收集的数据传输到平台。图像识别和深度学习等AI技术快速分析这些数据后,为农民提供数字化解决方案,做出最优农事业决策。简单来说,智慧农业平台旨在帮助农民在整个生产过程中实现对三大方面的全面监控。一是自然环境的全面监控,包括温度、湿度、光照、风力和降雨等;二是农田情况的全面监控,包括土壤厚度、温度、含水量、酸碱度、肥力和重金属含量等;三是作物情况的全面监控,包含作物发芽情况、密度、高度、健康程度及病虫灾害情况等。平台将这些信息实时传送给农户并基于数据分析给出行动建议及解决方案,帮助农户采取更科学的生产决策,使资源使用效率最优化,提高产量并抑制温室气体排放。比如,平台通过对土壤条件及天气状况的分析,帮助农户把握播种、灌溉和施肥的最佳时机。对作物密度以及生长情况(如发芽率、植株高度、叶面大小形态等)进行监测和分析,发现作物苗数偏离目标值时,就会提示农户及时在特定区域补苗,提高土地利用效率。另外,借助智慧农业平台,农户能随时了解土地退化情况,并采取相关的保护性耕作技术,通过植被恢复和减少土壤扰动等方式,降低土壤侵蚀,促进蓄水保墒,增强土壤固碳能力,助力减少农业的碳足迹。当前智慧农业平台已能提供一系列数字化解决方案,例如作物生长模拟、耕作模式优化、植保操作指导、异常田间情况侦测、粮食产量测算、极端天气和病虫害预警等。而随着技术的逐步成熟,应用场景将更加多样化。案例:智慧农业平台市场上可以观察到各类由不同企业推出的智慧农业平台,但大部分平台仍在试点中,技术尚未完全成熟。某智慧农业平台通过全面监测和分析土壤和作物状况向农户推荐适用的土地耕作建议。该平台目前主要为农户提供两种解决方案,即“田间侦察”和“田间管理”。“田间管理”根据对卫星数据、天气数据和田间条件的分析,向农民提供包括作物种植密度调整、最优施肥时机以及分区域变量打药方案等建议。“田间侦察”服务允许农民在巡视农田时通过拍照进行植物疾病识别和治疗建议。该技术还可在病虫害风险,如害虫群接近目标农田之前提醒农民,尽早采取措施。24通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型未来已来:探秘智慧农场的低碳生态目前,许多关于农业科技应用的研究尚止于纸面,缺乏来自实际农业生产中的案例实证。但好消息是,为了验证农业科技应用于大规模种植场景的可行性,部分农业科技企业开始建立智慧农场,利用包括无人机、人工智能以及物联网等技术手段,试点以最少的人力投入成本,管理大规模高标准农田。作为全球领先的农业科技公司,极飞科技2021年启动了“超级棉田”项目。这是中国国内首个大规模无人化棉田种植试验,由两个“90后”年轻人借助农业科技管理200公顷的棉田(约3,000亩,面积约等于280个足球场)。经过半年多的管理,农场用棉花的丰收证明,科技不仅能帮助农业生产者以更少的资源投入获得高效的产出,还能显著降低农业生产过程中的碳排放,推动农业向低碳模式转型(参阅图13)。极飞科技将一整套智慧农业生态系统引入了“超级棉田”,结合农业硬件生产设备(如无人机和土壤监测仪)与软件应用(如图像识别与数据分析),让两位零种植经验的年轻管理者在棉花“耕种管收”全生命周期中实时了解棉花生长的情况,做出科学决策,并借助无人设备开展自动化、高精度的作业,实现了降本增效的目标。传统模式下,相同大小的棉田至少需要30名工人才能完成农田巡查、水阀控制、棉花打顶、农药喷洒和收割等任务。相比之下,“超级棉田”在产出优质棉花的同时节省了近60%的人力成本。在4月播种期三次特大风灾的影响下,每公顷平均产量仍然达到3,810公斤。另外,“超级棉田”还从三大排放源入手实现固碳减排,相比于同样大小的传统农场,一年可减少22%的温室气体排放(参阅图14,详情可见专题“‘超级棉田’如何利用科技进行温室气体减排”)。智慧农业科技的成功落地除了带来经济效益之外,还能成功吸引大批年轻人回归农村创业。将低碳、可持续发展等新理念、新技术和新模式带回家乡,助力国家减排目标并让农村从价值低洼地成长为新的经济增长点。图13“超级棉田”成绩一览来源:极飞科技内部数据;BCG分析。1若不计入受灾害区域,超级棉田的亩产可达约4,500公斤/公顷。2vs303,810公斤/公顷~60%节省人力成本~22%减少温室气体排放成功实现仅靠2人,高质量管理原本需要30人的200公顷(3,000亩)的棉田2021年在农场遭受3次风灾的困难条件下,仍然实现3,810公斤/公顷1的籽棉产量相比于以传统方式耕作面积相同的农场,人工成本可节省近60%相比于相同面积的传统农场,“超级棉田”可借助科技从三大排放源一年减少22%的温室气体排放波士顿咨询公司X极飞科技25图14相比于传统农场,极飞“超级棉田”可借助科技减少约22%的温室气体排放来源:极飞科技内部数据;新闻检索;BCG专家访谈;BCG分析。1传统棉花农田活动数据是根据专家、农业学者和农场主基于过往种植经验和当地情况,对相同大小的农场的能源、化肥、电力使用和农作物秸秆产量的平均数值进行估算。•消耗的柴油用量•排放因子•施用化肥产生的直接排放•通过溶淋和挥发等产生的间接排放•农场总用电量•排放因子•棉花秸秆粉碎还田产生的总量•排放因子354291419292排放总量按排放源分温室气体排放(吨二氧化碳当量)秸秆处理燃料燃烧购入电力化肥施用45329197120106秸秆处理燃料燃烧排放总量按排放源分温室气体排放(吨二氧化碳当量)化肥施用购入电力柴油燃烧产生的CO2排放施用氮肥产生的N2O排放购入电力产生的CO2排放秸秆还田产生的N2O排放+++×××计算公式:温室气体排放总量=极飞智慧农场温室气体排放情况相同生产条件下传统农场1的排放情况26通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型使用智能农机减少化石能源消耗在传统棉花生产过程中,柴油农机普遍运用于播种、覆膜、打药、采收及秸秆还田等多项农事活动,消耗大量化石燃料的同时,排放过量温室气体。在深耕等农事环节,一台拖拉机一天的油耗量最高可达一吨。在“超级棉田”,农田管理者选择用清洁能源驱动的农业无人机代替燃油农机,执行作物植保、田间除草以及脱叶剂喷洒等任务。此外,通过安装农机自动驾驶仪,管理者可以让精准导航系统辅助传统农机进行全自主作业,实现更科学的农机调度。在犁地、播种和采收等农事活动中自动规划最高效的作业路径,能够减少因行驶误差导致的额外油耗。基于这两项举措,“超级棉田”能比普通农场减少近30%的燃油消耗。“超级棉田”如何利用科技进行温室气体减排波士顿咨询公司X极飞科技27在人工驾驶的情况下,传统农机作业非常容易因为操作误差导致大量柴油消耗普通农机安装自动驾驶仪后,能根据自动规划的最优路线,保持直线行驶,避免因绕路造成多余油耗28通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型智能灌溉系统精准控制化肥投入,提高农药及水资源利用率,节约用电传统的水肥一体化系统主要利用水泵,通过遍布田间的管道将水肥输送到棉田各个角落,并通过及时开闭分布在棉田中的出水桩阀门控制灌溉量。传统模式下的农场,在生产季节需要几十名工人完成阀门的开闭,常规出水桩的流量精度有限,难以保证大范围内的精准供水与均匀流量,容易导致过量施肥或供肥不足。在缺乏精准数据记录与用量追溯的情况下,农户为了确保水肥的用量,常常采用长时间开启水泵大水漫灌的灌溉方式,造成大量电力和水资源浪费。为解决这个问题,“超级棉田”管理者对农田的灌溉系统进行了智能化改造,为全部出水桩换上可远程控制开闭的智能电动阀,并将灌溉系统接入极飞物联网,使用工业级电子水表精准监控用水量。从此,农场管理员可以在移动设备上实时监测水肥浇灌情况,实现远程管理,还可以通过极飞智慧农业系统实时了解不同地块的肥料投入情况,配合更新后的肥料储存装置与自动施肥设备,定时定量地将氮、磷、钾肥施放到棉田中。相比传统农场,“超级棉田”可减少约90万吨用水,降低23%的化肥用量,同时有效节省用电。另外,基于遥感无人机拍摄的棉田高清数字地图,结合AI图像识别与分析技术,系统可根据不同地区内的作物密度以及生长情况生成“处方图”,精准计算不同农田区域内需要的农药用量,并指导农业无人机对相应区域进行精确喷洒,节省36%的农药用量,节约成本超过13万元。将水泵、智能电动阀、精准自动施肥机接入农业物联网,远程控制灌溉系统运作,配合智慧农业平台,实现智能水肥一体化波士顿咨询公司X极飞科技29通过AI对高清农田图像进行分析,生成“处方图”,为不同区域内的作物提供植保方案,并指导农业无人机执行定制化喷洒任务加强病虫害防治,推动秸秆科学还田由于在当地已经实行了秸秆焚烧禁令,因此极飞的超级棉田及普通棉田在丰收后都采用了粉碎还田的方式处理棉花秸秆。虽然由于生物质腐败分解,秸秆还田仍然可能释放少量温室气体,但其排放量仍大大低于直接燃烧秸秆。然而,如前文所述,未经过科学还田的农作物秸秆中常常附有大量虫卵和病菌,埋入地下的这些秸秆可能成为病菌和害虫越冬的温床,在来年引发新一轮的病虫害。为准确识别棉秆覆盖区域的病虫害分布情况,“超级棉田”管理员采用配备多光谱相机的无人机,对不同区域地块进行全面考察。同时,安装在田间的物联网系统通过高清摄像头拍摄作物图像,让农场管理人员能够实时通过移动设备获取信息,及早诊断、发现病虫害情况并采取行动。另外,管理者可借助无人机在害虫更活跃的夜晚时间进行作业,精确喷洒农药直击害虫,相比传统打药方式更加有效。智慧农业系统助力精准农事决策在完成播种后的一个月之内,“超级棉田”遭受了三次大风灾害,滴灌带、地膜等基础设施和刚破土的幼苗都遭到了严重破坏,若不及时采取干预措施,农场将面临巨大的减产损失。借助农场的智慧农业系统,管理员根据不同区域的受灾程度,分别实施了针对性的灾后复产方案。对于受灾程度较轻的区域,农场管理人员派出遥感无人机拍摄高清棉田图像,随后将数据传输到极飞智慧农业系统进行分析。AI技术能够识别出不同区域的作物受损程度,并指出哪些地块需要补苗,以保证棉花的最佳种植密度和土地的高效使用。对于受灾严重且无法补苗的区域,智慧农业系统让管理人员无需亲自下地,就能准确了解灾后尚存的幼苗数量和分布情况,并完成棉花长势、病虫害等农情分析,最终通过后期精准高效的水肥管理弥补产量的先天缺陷。30通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型智慧农业系统详细记录不同生产阶段所涉及的地块、种肥农资耗材、农业设备使用情况等,帮助管理人员精准决策平台收集多维数据,实时监控作物生长的关键指标,同时可预设条件。当指标达到确定值后,指导智能农业机械执行全自主的农事作业“超级棉田”的例子详细展示了管理人员在面临气候变化风险的时候,如何借助数字化平台科学决策,及时采取适当的措施优化产出并恢复受损植被。事实上,智慧农业平台通过整合数字基础设施、智能农业装备及物联网与人工智能等技术,在棉田“耕种管收”不同阶段帮助管理员实时全面了解农场整体情况和作物生长细节,实现精细化的农事生产规划与执行。目前,超级棉田的管理人员可借助该平台进行科学的农事日历生产规划和农资管理、全生命周期监控田地和农作物关键指标、指导智能农业设备按预设路线精准执行农事任务。智慧农业系统在辅助农场管理人员精准决策的同时,也能间接抑制农业温室气体排放。例如,通过帮助管理人员确定最佳植物种植密度,可以避免对土壤肥力的过度破坏,减少土壤侵蚀,保护土壤固碳能力。波士顿咨询公司X极飞科技31图“超级棉田”分排放源的温室气体减排效果(1/2)来源:极飞科技内部数据;BCG专家访谈;BCG分析。1提升土壤固碳能力帮助减排的效果需长期观测,未纳入本次计算。120传统棉田197柴油燃烧产生的排放(吨二氧化碳当量)141“超级棉田”传统棉田92“超级棉田”+31%施用化肥产生的排放(吨二氧化碳当量)•用电力驱动农业无人机或无人车代替传统的燃油农业机械(如拖拉机)进行田间作业,如打药、施肥和收获前的脱叶剂喷洒•通过安装自驾仪,将人工驾驶的大型柴油机械改造成自动驾驶机械,可以沿着农场最短的直线行驶,避免不必要绕路,倒车以及刹车等情况,节省能源•结合智能滴灌系统与智慧农业平台,针对不同地块的情况,实行针对性的高精度灌水施肥,有效避免肥料过度使用•通过AI对高清农田图像进行分析,基于不同区域内的作物长势给出打药建议,并通过无人机在不同区域精准打药,有利于提升土壤固碳能力,间接助力温室气体减排1-28%-23%减排效果及关键减排举措32通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型图“超级棉田”分排放源的温室气体减排效果(2/2)来源:极飞科技内部数据;BCG专家访谈;BCG分析。29传统棉田106外购电力产生的排放(吨二氧化碳当量)92“超级棉田”传统棉田29“超级棉田”+31%秸秆还田产生的排放(吨二氧化碳当量)•使用智能滴灌系统远程开启与关闭不同区域的水阀控制水流,避免过去大水漫灌的模式,无需保持水泵长期开启,大幅节省用电用水•农场使用较多的电力农业机械可能会抵消一部分减排潜力,但部分设备已实现借助太阳能供电,未来还可通过优化机械性能及电池技术,进一步帮助节能减排•利用配备多光谱相机的无人机进行农田“巡逻”;借助AI技术分析照片,监测农田中病虫害发生情况,并及早采取行动•未来“超级棉田”还可依靠智慧农业平台,最优化种植生产决策,提升棉花草谷比,实现以更少的秸秆实现相同的籽棉产量,进一步减少秸秆还田产生的排放-13%0%当地已实行秸秆焚烧禁令,所有农田均已秸秆还田,科技可以帮助避免病虫害爆发,提升作物草谷比减排效果及关键减排举措农业科技未来发展的挑战和影响34通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型道阻且长:农业科技未来发展面临三大挑战作为世界上最古老的产业之一,农业已经来到了一个历史的关键转折点。面对不断上升的全球气温和快速增长的粮食需求,农业必须迅速进行科技转型。无人机、传感器和大数据分析等尖端科技的应用将极大改变未来农业的生产方式,助其变得更有效率,同时对环境更加友好。然而,虽然农业科技的未来充满希望,但要加速其发展和应用的速度,仍需要解决三大挑战:1农业科技应用条件较差农业生产标准化程度低:第一个挑战来自农业生产本身的特点,标准化程度低且差异较大。即使在同一国家内,由于地理位置、天气、水土条件等因素的不同,种植的作物种类也有很大差异,导致对科技产生不同的技术需求。农业科技解决方案标准化与规模化的空间有限,企业可能需要投入大量的成本与精力,针对不同农业系统和作物来开发所需的技术解决方案。基础设施不足:基础设施,特别是高速互联网网络,是实现农业科技价值必不可少的条件。尽管如此,世界上大部分地区,特别是发展中国家的农村地区都面临着基础设施条件不足的问题。对于部分偏远地区的农民而言,拥有道路和电力等设施来运输和驱动科技设备和装置都仍是一种奢望。另外,全球大多数农场仍在运行2G或3G网络,无法满足实现物联网技术所需的实时数据传输需求。2农民积极性待提高农业科技企业面临的另一个挑战是如何鼓励农民在日常生产中主动采用技术。目前,农民对农业科技的热情不高,主要原因有三:•认知不足:当前对于农业科技的宣传和曝光度不足;许多农民对于目前市场上有哪些科技解决方案以及这些解决方案可以如何帮助到他们基本没有了解。•吸引度较低:对于收入水平较低的农民而言,当前的一些科技产品或解决方案可能过于昂贵而无法负担;同时,对于农田规模较小的农民而言,使用科技所带来的增益价值并不大,难以推动他们主动进行转变。•不易使用:一些农业科技产品过于复杂繁琐,导致农民难以使用,尤其是缺乏技术背景的农民。3政策环境尚待改善与快速发展的农业技术相比,政府的法规和指导似乎略微滞后与保守。在一些国家,出于对食品安全、隐私保护以及就业机会保护的担忧,推广农业科技的应用仍然充满争议。总体而言,目前的政策环境不足以快速平稳推动农业的科技转型,部分政策限制了农业科技的快速发展。例如,使用无人机向农场喷洒农药在印度部分地区之前被宣布为非法。在美国,美国联邦航空管理局(FAA)制定了高度限制,将商用无人机限制在离地面500英尺以内。另外,中国、日本等国家已经出台了商用无人机最大载重量的规定。这些政策限制了无人机的航程与载重,影响其实用性,并进一步降低了农民的使用积极性。砥砺前行:市场各主要参与者的应对之策政府、农业科技企业及农业企业(包括农场和农户)对于促进农业科技的应用,加快农业科技的发展以应对气候变化和提高生产力都至关重要。当前农业科技面临的挑战单靠一方无法解决,需要行成合力。政府对于农业科技发展的推动至关重要。为了尽快实现碳中和目标,政府应该从三方面入手,为农业科技的发展营造健康的环境。•提升认知度:加大宣传力度,提高农民和消费者对可持续农业概念和农业科技的认知度。此外,在农村地区牵头为农民组织宣传活动或培训,介绍对他们有利的科技产品和解决方案,推动农业科技的应用。•加强基础设施建设:持续投资基础设施建设,以农民负担得起的价格提供必要的基础设施,比如低延迟和高带宽的互联网连接。波士顿咨询公司X极飞科技35•提供一个友好的政策环境:在政策制定上更加敏捷、灵活和具有前瞻性。不断跟踪和监测农业科技市场的发展并提供政策支持,引导和促进农业科技健康发展。坚持对选定的关键技术或产品给予补贴,提升农民使用积极性。同时打击违法行为,保护知识产权,营造健康的农业科技商业环境。农业科技企业处于连接农民需求、技术与资本的中心位置。为了克服行业当前面临的挑战,需要坚持以客户为中心,推动三大举措。•坚持以客户为中心的研发方向:从客户实际需求出发开发产品或技术解决方案,同时不断优化产品,提升用户友好度,让即使没有技术背景的客户也能快速上手。•加强客户教育:与政府合作,主动向客户及潜在客户提供培训,在普及农业科技知识的同时加强品牌宣传。主动为客户提供定期的售后培训,帮助客户实现使用农业科技的利益最大化,以此来提高客户满意度。•制定合适的市场战略:市场战略包括重新审视自己的渠道,明确如何才能最有效地触及潜在农村客户,同时尝试更适合农民需求的创新定价方案,比如通过向农民提供分期付款、低息贷款或者以租赁的方式推销产品。或者,为部分产品或技术提供担保,农民仅需在该产品或技术达到提前约定的效果时才进行付费等。从过去到现在,农业已走过漫长的发展之路,但未来还有更多的机遇尚待探索。借助科技实现高效与可持续的农业生产,将是人类应对气候挑战的关键抓手之一。农业的科技转型需要各市场参与者做出巨大的努力,同时需要稳定和大量的资本及精力投入。那些能够抓住时机,快速拥抱转型的国家或企业必将在未来科技驱动的农业新时代中占据先机,蓬勃发展。36通往农业碳中和之路:科技如何助力农业减少温室气体排放,实现净零转型关于作者阮芳是波士顿咨询公司(BCG)董事总经理,全球合伙人,BCG组织与人才专项亚太区及中国区负责人,中国企业领导力学院负责人,BCG亨德森智库中国区联席负责人。唐卓俊是波士顿咨询公司(BCG)董事经理。龚槚钦是极飞科技联合创始人,高级副总裁。佟巍是极飞科技品牌与国际事务高级总监。致谢本报告由波士顿咨询公司(BCG)与极飞科技共同完成,特别感谢BCG文宸、极飞科技周颖琳、秦楚天、宁静明、许若、凌磊、艾海鹏和许曦彤对本报告的贡献。更多联系如果您希望与我们作进一步探讨,请致信GCMKT@bcg.com。AddCo-Sponsorlogohere如需获得有关BCG的详细资料,请发送邮件至:GCMKT@bcg.com如欲了解更多BCG的精彩洞察,请关注我们的官方微信帐号,名称:BCG波士顿咨询;ID:BCG_Greater_China;二维码:©波士顿咨询公司2022年版权所有7/22BCG官微BCG报告集锦BCG微信视频号bcg.com

1、当您付费下载文档后,您只拥有了使用权限,并不意味着购买了版权,文档只能用于自身使用,不得用于其他商业用途(如 [转卖]进行直接盈利或[编辑后售卖]进行间接盈利)。
2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。
3、如文档内容存在违规,或者侵犯商业秘密、侵犯著作权等,请点击“违规举报”。

碎片内容

碳中和
已认证
内容提供者

碳中和

确认删除?
回到顶部
微信客服
  • 管理员微信
QQ客服
  • QQ客服点击这里给我发消息
客服邮箱