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氢能：农业振兴新引擎
盛夏8月，在上海青浦氢科技农业示范园，一台台机器正在为稻米农田灌溉富氢水。经富氢水浸润的水稻，抗瘟疫、病虫少、产量高，不但重金属含量低，也更清香好吃。
中国是传统农业大国，如今“半夜呼儿趁晓耕，羸牛无力渐艰行”的场景只停留在诗句中，我国农业科技整体水平已迈入世界第一方阵，农业科技进步贡献率达62.4%，为从农业大国向农业强国转变提供了坚实的基础。这其中，氢科技赋能不但为农业绿色转型翻开新篇章，更为乡村振兴开辟了新路径。在上个月结束的2024上海铂金周上，上海长三角氢能科技研究院院长张焰峰强调，氢能不仅是工业领域的“未来能源”，更是农业振兴的“新引擎”。
神奇“氢肥”：粮果高产鱼儿肥
青浦在大片稻田中，即使在8月的灌溉期，也能明显看到有一部分水稻植株跟旁边的不同，富氢水灌溉让这部分水稻更加茂盛和高大。
张焰峰说，氢种植技术，作为氢生物学在农业应用中的璀璨明珠，已通过一系列科学研究与实地验证，充分展示了其提高农作物产量与质量的非凡能力。在青浦的实践基地，研究团队成功种植了大米、草莓、蓝莓等多种农作物，通过富氢水灌溉等方式，产量普遍提高10%-20%，部分试验田甚至达到了30%的增产率。
近年来，氢气生物学备受国内外关注，这门新兴学科主要研究领域包括氢气微生物学、氢气动物学和氢气植物学等。有研究表明，氢气是一种新的气体信号分子，可改善土壤中微生物的菌落结构，减缓土壤中有机质的降解，从而提高农作物产量和品质，在农学上具有“氢肥”的美誉。
张焰峰介绍，南京农业大学教授沈文飚早在2011年率先提出了氢农业的概念，并进行了相关理论和实践研究。自2019年起在上海市青浦区建立了农业项目合作基地，主要研究富氢水在蔬菜和水果栽培过程中的应用，并开始在水稻田里对多个水稻品种进行富氢水浇灌试验。据数据显示，采用富氢水灌溉的农作物，不但能提升产量，还有助于提升农作物的抗逆性，减少病虫害的发生，进一步降低了农药和化肥的使用量。“富氢水稻已经连年丰收，比如2022年75亩沪软1212增产20.3%，2023年继续增产11.9%。” 张焰峰说。
在太湖西山岛的氢农业新质生产力实验示范基地，首批种植的韭菜苗，正在通过核心纳米气肥种植技术打造“气水肥一体化技术系统”，将氢气融入纳米气雾水中，通过智能装备与控制系统的精密协作，为植物提供精准定制所需养分。通过H2、O2等多种气体融入纳米气雾水中而形成的气肥、水肥，作物可以实现产量高、周期短、口感好的目标，并达到无污染、无农药、无重金属残留的绿色标准。经测算，水利用系数可达0.95，肥料利用系数达98%，农药可以做到不使用，不同作物产量提高30%至200%不等。
据介绍，氢气体种植技术作为一种新兴农业种植技术，具有巨大经济效益和广泛应用场景。该技术同样适用于在盐碱、荒滩、戈壁等不宜栽培条件下，海岛、远洋、高寒等不能栽培条件下，开展绿色生态智慧栽培。
除了种植领域，氢在养殖方面同样展现出了巨大潜力。张焰峰介绍，2021年佛山市人民政府与中国农业科学院签订战略合作框架协议，合作共建佛山鲲鹏现代农业研究院，并专门组建氢农业研究中心，在顺德新天成农场开展包括富氢水养殖等研究，数据表明，氢气能够明显改善加州鲈、草鱼形体指标，降低肥满度和脏体比，增加胶原蛋白生成，提高草鱼肉质鲜嫩程度；提高抗氧化能力，减低炎症反应，缓解吊水应激。同时，氢气可以显著降低养殖水体氨氮含量，增加养殖水体微生物群落丰富度。降低细菌、蓝细菌丰度。鲲鹏农研院的数据，为水产养殖业的绿色转型提供了有力支撑。
张焰峰说：“在青浦的实践基地，我们通过四年的不懈努力，已初步建立起氢农业的国家标准体系，为氢农业的规范化、标准化发展奠定了坚实基础。”
氢能技术：赋能农业绿色生产
随着中国农业现代化的加速推进，传统农机对化石燃料的依赖、劳动力短缺及环境压力增大等问题日益凸显。氢能的引入，为解决这些问题提供了全新思路。据张焰峰介绍，氢能作为一种清洁、高效的能源形式，能够有效替代传统农机中的内燃机，减少碳排放，促进农业生产的绿色化。
以氢能燃料电池无人机为例，其长续航、低噪音、无污染的特点，正逐步成为农业植保、播种、施肥等作业的新宠。在青浦的实践基地，通过引入氢能无人机进行精准农业作业，不仅大幅提高了作业效率，还显著降低了对环境的负面影响。
在不久前举办的第十三届中国中部投资贸易博览会（中博会）上，5G+氢能源无人驾驶拖拉机格外引人关注。据介绍，这款氢能源拖拉机整车是以氢燃料电池供电为主，锂电池供电为辅的能量供给模式，除了满足传统燃油拖拉机的作业功能外，还具有无人驾驶、遥控操作两种运行模式，可通过“无人驾驶、远程操控”等形式，实时感知整车运行状态及周边作业环境，满足犁耕、旋耕、播种等作业需要。
“在农业机械的升级换代上，氢能燃料电池的引入更是具有里程碑式的意义。以上海捷氢科技为代表的企业正在积极开发氢能农机产品，这些产品不仅具有高效、环保的特点，还能够显著提升农业生产效率和质量。” 张焰峰说，氢能农机与智能化设备的结合将更加紧密，为农业生产的智能化、精准化提供有力支持。
在谈及氢能对农业的影响时，不得不提到当前农业面临的“小田化大田”的变革趋势。“随着农村劳动力的老龄化和城市化进程的加速，传统的小农经济模式已经难以为继。而氢能等新能源技术的应用则为这一变革提供了重要的支撑。” 张焰峰指出，通过引入智能化、无人化的农机设备和分布式供能系统，农民可以更加高效、便捷地进行农业生产和管理，从而解决劳动力短缺的问题并提升农业生产效益。
氢能的应用不仅仅局限于农机动力的替代。在农业生产的各个环节中，氢能都展现出了巨大的潜力。张焰峰举例说，在房屋供能方面，氢能分布式供能系统能够为农村别墅提供稳定、可靠的电力供应，满足农民日益增长的生活需求。同时，氢能燃料电池发电机作为备电设备，也为农村电力网络的稳定性和可靠性提供了有力保障。
此外，氢能在农业领域的另一个重要应用是生物质制氢。“生物质资源作为农村丰富的可再生资源，通过特定的转化技术可以产生氢气。” 张焰峰表示，这种方式不仅实现了废弃物的资源化利用，还减少了环境污染，为农业的可持续发展注入了新的活力。“在乡村振兴的进程中，氢能的引入无疑为农民致富提供了新的途径。与光伏等新能源类似，氢能同样具有带动地方经济发展的潜力。” 张焰峰观察到，在西部光伏产业的发展中，我们已经看到了新能源如何促进当地生态环境的改善和农牧业的发展。他表示，在氢能产业的推动下，农村地区的交通、住房、农业生产等各个领域都将迎来新的变革。
氢科技强农：亟需标准化和品牌化
根据国际能源署（IEA）的预测，未来十年，全球氢能农业市场规模将以每年超过15%的速度增长，成为农业绿色转型的重要推动力。中国、美国、日本和欧洲等主要农业国家和地区，都在加快氢能农业项目的布局，为氢能技术的推广应用提供了广阔的市场空间。
在中国，氢能农业的市场潜力尤为显著。据中国氢能联盟预测，到2030年，中国氢能农业市场规模将达到500亿元人民币，主要涵盖氢能农业机械、温室系统和绿色氨肥等领域。这一增长不仅得益于技术的进步，还受到政府政策的大力支持。
今年3月，国家发改委等部门启动了“千乡万村驭风行动”。这个行动不仅有助于推动农村能源结构的优化和绿色低碳发展，还能够通过创新的风电投资建设模式和收益分配机制，为乡村振兴和农村现代化建设提供新的动力和支持张焰峰提议，大规模风电的接入电网存在难度，可将这些风能资源引导至农业领域，发挥其独特的实用价值。这不仅能够促进农业生产的绿色转型，还能为农村地区带来额外的能源收益。
随着全球对节能降碳的日益重视，上海等地启动的节能降碳与零碳农业项目，也为氢技术在农业领域的推广提供了有力支持。张焰峰提醒，农业并非传统意义上的“碳汇”行业，实际上它也是碳排放的重要来源之一。因此，实现农业的节能降碳目标，需要我们采取更加积极的措施和技术创新。“氢农业的标准化与品牌化建设非常重要，” 张焰峰说，目前，富氢水灌溉技术已让众多农户受益，但要实现更广泛的市场认可和品牌效应，就必须建立完善的标准化体系。“我们正在进行这一关键步骤，旨在通过标准化提升氢农业产品的品质和市场竞争力。”
同时，张焰峰注意到农村在氢能源基础设施建设方面存在巨大潜力。与城市相比，农村建设氢站具有更加分散、安全的优势。因此，许多城市在产业咨询服务的推动下，开始着手在农村地区布局氢能源设施。同时，上海作为全球绿氢交易定价中心的地位已经确立，“在氢金融方面，我们认识到氢作为能源，其金融属性应与减碳紧密挂钩。基于此理念，我们已成功构建了首个氢交易定价体系，并计划在本月内挂出新的牌子，逐步推进氢金融交易的实际操作。”另外，张焰峰表示，在标准体系建设方面，已提交了首个氢水稻标准的草案，标志着我们在氢农业标准化道路上迈出了坚实的一步。
氢农业作为绿色转型与乡村振兴的新引擎，正以其独特的优势和潜力引领着农业发展的新潮流。作为长三角乡村振兴联盟的发起者之一，张焰峰深刻感受到氢能等新能源在推动农业转型和乡村振兴中的重要作用。随着技术的不断进步和政策的持续支持，氢农业有望迎来更加广阔的发展空间。通过加强科研创新、完善产业链布局、推动标准化建设等措施，氢农业将为农业绿色转型和乡村振兴贡献更多智慧和力量。
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