化肥行业低碳发展系列研究报告 —— 中国化肥减量增效十年之路

化肥行业低碳发展系列研究报告. 中国化肥减量增效十年之路 关于落基山研究所（RMI） 落基山研究所 (Rocky Mountain Institute, RMl) 成立于1982年，是一家立足市场、独立运作的专业智库，致力于通过经济可行的市场化解决方案推动全球能源转型，构建繁荣、韧性、清洁的低碳未来。落基山研究所与企业、政策制定者、科研机构、创业者及跨领域伙伴广泛协作，推动战略性投资，以扩大清洁能源解决方案的规模化部署、减少能源浪费、并提升可负担清洁能源的可及性，在保障能源安全和经济效益的同时，携手共创可持续的美好愿景。目前，落基山研究所的研究和实践已覆盖全球50余个国家和地区。 作者与鸣谢 作者 郝一涵、李君、李婷、谢璨阳作者按姓名拼音顺序排列。除非另有说明，所有作者均来自落基山研究所。 其他作者 吴海铭 联系方式李君，jun.li@rmi.org 引用建议 落基山研究所，中国化肥减量增效十年之路，2025，https://rmi.org.cn/insights/fertilizer-reduction-report/ RMI 重视合作，旨在通过分享知识和见解来加速能源转型。因此，我们允许感兴趣的各方通过知识共享CC BY-SA 4.0 许可参考、分享和引用我们的工作。https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ 除特别注明，本报告中所有图片均来自iStock。 鸣谢 本报告特别鸣谢以下专家对报告撰写提供的洞见与建议（姓名按姓氏首字母顺序排列）： 马涛涛中化化肥特种肥料事业部副总经理苏建英中国氮肥工业协会产业发展部主任万亚男中国农业大学资源与环境学院副教授 本报告作者感谢CRU大宗商品研究所、肥料技术推广相关机构的专家在本报告撰写过程中给予的宝贵指导与建议。本报告所述内容不代表以上专家及其所在机构观点。 前言 化肥是工业革命的产物，是当今农业生产过程中重要的化学投入品，已经成为现代农业的标志物。化肥的出现，打破了传统农业依赖于地力自然恢复的瓶颈，让人类能够高效地为作物生长补充必要的营养元素，成为保障粮食安全的重要手段。然而，由化肥的不合理施用而产生的一系列环境影响，如水体富营养化、土壤退化、非二氧化碳温室气体排放等，给农业可持续发展带来挑战。 当前，全球农业生产仍面临增产压力。人口持续快速增长凸显全球特别是南方国家确保粮食安全的重大挑战。2024 年，全球人口已突破 81 亿，据联合国预测，到 2050 年世界人口将突破 96 亿，其中中等收入和低收入国家人口占比预计将上升至 87%1。尽管过去数十年全球农产品产量实现跨越式提升，2023 年全球仍有 9% 的人口处于饥饿状态，其中大部分集中在亚洲、非洲等南方国家集中的区域2。 面对资源环境硬约束和粮食需求的刚性增长，实现化肥的科学施用和效率提升，是同时应对粮食增产和减缓化肥带来环境问题的国际共识，而中国的化肥行业转型极具代表性。作为世界人口和化肥生产消费大国，中国农业面临着粮食增产和环境保护的双重压力，其中“高投入—高产出—高污染”的化肥过量施用问题在小农生产中尤为突出。中国的化肥转型不仅关乎本国粮食安全和农业现代化，对全球农业可持续转型也具有重要意义。 中国化肥的产量和用量均于 2015 年达到峰值，当年启动的“化肥使用量零增长行动”成为中国探索化肥减量增效路径的里程碑事件。回望过去十年，中国通过顶层设计辅以央地协同，结合科技创新与市场机制，多措并举，逐步走出了一条在保障粮食安全的前提下有效降低化肥使用强度、提升化肥利用效率的农业系统性转型之路。从成效来看，全国农用化肥施用量连续九年下降，从 2015 年的 6023 万吨下降至 2024 年的 4988 万吨，降幅达17.2%；全国三大粮食作物（水稻、小麦、玉米）的化肥利用率从 2015 年的 35% 连年攀升至 2024 年的 42.6%。化肥施用方式更加科学、精准，一批新技术、新产品、新机具得以落地应用，养分结构更加合理，有机肥资源得到进一步利用。与此同时，粮食及重要农产品供给能力持续提升，从 2015 年起我国粮食总产量达到并连续九年保持 1.3 万亿斤及以上，2024 年全年粮食产量首次突破 1.4 万亿斤，粮食安全得到进一步保障。据 RMI 估算，截至 2024 年，化肥使用量零增长和减量化行动累计避免了约 1.26 亿吨化肥施用量。 从国际视角看，化肥行业的转型不仅涉及工业、农业生产技术进步，更是平衡粮食安全、环境保护和农民收益的综合治理实践。在国内，化肥行业的转型并非“孤案”，而是嵌入于中国推动供给侧结构性改革、实施制造强国战略、追求经济高质量发展的时代进程中，同时也反映了随着居民购买力提升，对农产品和食品质量提出更高要求的消费升级趋势。在此背景下，诸多行业都经历了深刻转型，而化肥行业正是其中一个颇具代表性的缩影。 与此同时，随着中国“碳达峰、碳中和”目标的落实，全经济领域迈入绿色低碳发展新阶段，各个行业转型之路也需要不断探索新思路、新办法。从温室气体排放的角度来看，氮肥是化肥行业温室气体排放的主要来源，是降碳减排的重点领域。氮肥生产的能耗与碳排放强度较高，氮肥不合理的田间施用则涉及氧化亚氮等非二氧化碳温室气体的大量排放。我国“双碳”工作“1+N”政策体系已为中国化肥行业转型明确了方向。2022 年 5 月，农业农村部、国家发展改革委下发《农业农村减排固碳实施方案》，其中对于化肥的施用环节提出重点任务，即“提高氮肥利用效率，降低氧化亚氮排放”。2022 年 7 月，工业和信息化部、国家发改委、生态环境部印发《工业领域碳达峰实施方案》，鼓励可再生能源制氢，优化煤化工与合成氨原料结构，降低工业领域碳排放。未来，如何实现化肥行业从生产、运输再到施用环节的全生命周期绿色低碳转型，并且平衡好粮食安全、环境污染治理等多重目标，将成为全球农业和化工行业可持续发展的系统性课题。 本报告是 RMI“化肥行业低碳发展系列研究报告”的首份研究成果，旨在系统回顾和梳理全球化肥行业的发展历程和现状，并对中国十年来实施化肥减量增效的政策、行动和成效进行总结。在此基础上，本报告聚焦全球应对气候变化和能源转型背景，对未来化肥行业进一步转型发展的机遇与挑战做出总体展望。我们也将在后续的研究中就化肥行业的低碳转型之路继续提出不同侧重的具体思路与建议。转型与改革仍在继续，新时代为其注入了新的内涵。过去十年只是一个开端，“温故而知新”，总结经验旨在更好地前行，为中国农业与工业下一步的转型夯实基础。同时，“他山之石，可以攻玉”。本报告也希望帮助国际社会理解中国农业绿色发展的路径和逻辑，为其他发展中国家提供借鉴，共同促进全球农食系统向更可持续、更公平、更具韧性的方向迈进。 目录 执行摘要.................................................................................................. 7 1.1 化肥行业的基础地位与发展现状................................................................................ 131.2 化肥对人口增长和粮食安全的贡献............................................................................. 151.3 化肥的不合理施用带来的挑战.................................................................................... 17 二、化肥减量增效的国际视角.................................................................... 18 2.1 发达国家与发展中国家化肥施用特征的差异................................................................ 182.2 发达国家化肥减量增效的实践.................................................................................... 202.3 发展中国家化肥施用的差异化管理措施...................................................................... 21 三、我国化肥减量增效的经验与成效........................................................... 22 3.1 我国化肥减量增效的现实驱动.................................................................................... 223.2 政策、市场、技术协同成为推动化肥减量增效的重要抓手............................................ 243.3 化肥减量增效取得显著成效....................................................................................... 28 四、未来化肥行业转型的机遇和挑战........................................................... 31 4.1 化肥行业绿色低碳转型发展机遇广阔.......................................................................... 314.2 化肥行业转型发展仍需克服一系列挑战...................................................................... 34 结语....................................................................................................... 35 执行摘要 化肥是当今农业生产过程中重要的化学投入品，对粮食安全和人口增长做出不可替代的贡献。 化肥的出现，打破了传统农业依赖于地力自然恢复的瓶颈，让人类能够高效地为作物生长补充必要的营养元素。化肥施用为保障全球粮食安全做出了不可替代的贡献。学界普遍认为化肥施用对作物单产的平均贡献率达到 40% 以上3, 4。据相关研究估算，2015 年全球的 73.8 亿人口中，35.4 亿（约 48%）是由氮肥施用增加的食物产量所供养5, 6。 然而，化肥的生产和不合理施用产生一系列环境影响，给农业与化工行业可持续发展带来挑战。 在生产端，化肥中的氮肥属于典型的能源密集型和排放密集型产品。氮肥的生产高度依赖煤炭和天然气化石能源投入，使得氮肥成为工业领域单位排放最密集的产品之一，碳排放强度超过粗钢和水泥7。 在施用端，化肥的不合理施用导致水体富营养化、土壤退化与污染、温室气体排放等环境影响。过量施肥既会导致氮磷元素大量流失至地表水和地下水，造成水环境污染，也会导致土壤板结、土壤酸化、次生盐渍化等问题。此外，氮肥田间施用后会通过反硝化等过程产生大量氧化亚氮（N2O）排放，使得农用地成为目前全球重要的 N2O 排放源之一，占人为 N2O 排放的 1/3 以上8。 如何实现化肥行业从生产到施用的全生命周期绿色低碳转型，并且平衡好粮食安全、环境污染治理等多重目标，将成为全球农业和化工行业可持续发展的系统性课题。 面对资源环境硬约束和粮食需求的刚性增