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2025.11运营动人RMI关于落基山研究所(RMI)落基山研究所(Rocky Mountain Institute,RM0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/RM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CCBY-SA4.0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Stock。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CU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%。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“高投入一高产出一高污染”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RM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。化肥行业低碳发展系列研究报告一中国化肥减量增效十年之路本报告是RM!“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。云动化肥行业低碳发展系列研究报告一中国化肥减量增效十年之路目录一、从粮食安全到减量增效：化肥行业新命题131.1化肥行业的基础地位与发展现状.1.2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.二、化肥减量增效的国际视角…182.1发达国家与发展中国家化肥施用特征的差异2.2发达国家化肥减量增效的实践.2.3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…….223.1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4.1化肥行业绿色低碳转型发展机遇广阔4.2化肥行业转型发展仍需克服一系列挑战.34结语参考文献…36化肥行业低碳发展系列研究报告一中国化肥减量增效十年之路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“。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56。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(N,O)排放，使得农用地成为目前全球重要的N,0排放源之一，占人为N,0排放的1/3以上。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长，实现化肥的科学施用和效率提升已成为国际共识。从全球来看，发达国家和发展中国家在化肥施用和管理上的显著差异源于其不同的农业发展阶段、国情与政策目标。历史数据表明，发展中国家在施肥总量和单位面积施肥量上持续增长并已超过发达国家，而发达国家在达到用量峰值后已进入减量提质阶段。欧美及日本等发达国家与地区较早地开展了化肥减量工作，目标集中于环境保护、农产品质量和农业可持续发展。欧盟通过《硝酸盐指令》《农场到餐桌战略》等政策控制化肥使用；美国推广养分管理计划与最佳实践补贴；日本则在发展“环境保全型”农业的理念指引下支持环保型农户，实现减肥增效。发展中国家也采取了符合国情的化肥管理措施。中国、印度及部分中东欧国家已将化肥减量作为重点，通过构建政策体系、推广精准农业技术来应对过量施肥问题。同时，通过扩大产能、降低成本以保障化肥供应和使用，仍是许多发展中国家的政策重心，尤其是在非洲等地。本研究中的国家分类参考了联合国经济与社会事务飘世界经济形势与展望2025报告。发展中国家”指联合国报告中时发展中经济体”(Statistical Annex Table C)和“转型经济体”(Statistical Annex Table B),“发达国家”指联合国报告中的“发达经济体”(Statistical Annex Table A)。化肥行业低碳发展系列研究报告一中国化肥减量增效十年之路rmi.org/7中国作为世界人口和化肥生产消费大国，其农业面临着粮食增产和环境保护的双重压力，其中“高投入一高产出一高污染”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。从上世纪70年代中期到2015年前，即“十二五”末期，我国的化肥行业经历了长达40年的高速发展期，从依赖进口到实现自给自足、出口国际市场。我国也已成为全球最大的氮肥和磷肥生产国，产量分别占全球的26%和30%;氮磷钾养分施用量均居全球第一。我国化肥减量增效是由节本增效、绿色发展、农产品质量提升、行业转型等多方面现实需求共同驱动的。节本增效是推动化肥减量的基本动因。长期以来我国单位耕地的化肥投入量远高于国际平均水平（图表ES1)。·为了有效减缓农业面源污染与土壤退化等环境问题，必须推动化肥减量，加速农业绿色发展。2010年我国种植业总氮和总磷排放分别占全国排放总量的比例高达34%和26%“。·市场对高质量农产品需求不断提升是推进化肥减量、实现农业价值链升级的重要外部动力。绿色有机农业也成为农业与食品消费领域的新兴增长点。供需失衡也是加速化肥行业供给侧结构性改革与减量化行动的关键动因。“十二五”期间，氮肥产能增速远高于消费增速，叠加能源价格大幅上涨、企业生产成本剧增，基础肥料市场逐渐沦为“红海”0图表ES1全球及主要国家单位耕地化肥投入量对比单位耕地化肥投入量(kg/ha)45040035030025020015010050019601965197019751980198519901995200020052010201520202025年份来源：联合国粮农组织、RM1分析注：根据联合国粮农组织数据库，“西欧”包含奥地利、比利时、法国、德国、卢森堡、荷兰和瑞士七个国家。化肥行业低碳发展系列研究报告一中国化肥减量增效十年之路自2015年启动“化肥使用量零增长行动”以来，中国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。2015年，中国启动的“化肥使用量零增长行动”成为探索化肥减量增效路径的里程碑事件，此后化肥用量从增长正式进入下降阶段。回望过去十年，我国逐步构建起以政策引导为核心、市场调控为抓手、技术支撑为基础的综合治理体系，在生产和施用两端发力，全面推动化肥减量增效（图表ES2)：一是政策引导设立约束性目标。在2015年中央1号文件对“加强农业生态治理”作出专门部署后，原农业部（现农业农村部)与工业和信息化部分别从施用和生产两端明确提出面向2020年的发展目标和重点行动，包括“力争到2020年，主要农作物化肥使用量实现零增长”“化解过剩产能、调整产品结构”等。二是充分发挥市场机制对化肥的生产和流通的调控作用。国家取消了对化肥生产环节原材料和能源价格以及流通环节税费的优惠政策，对化肥价格形成机制进行市场化改革；进一步构建和完善涵盖化肥产、供、储、销、施等各环节的市场调控政策体系，包括进出口调控、化肥储备、农业补贴改革等。三是在施用端多措并举实现化肥减量增效。我国明确了化肥减量的四条技术路径：精准施肥、调整化肥使用结构、改进施肥方式和有机肥替代化肥，通过技术推广、试点示范、农业社会化服务等途径促进先进技术落地，并在中央和地方的协同下因地制宜推进化肥减量工作。图表ES2中国化肥减量增效工作的综合体系生产流通环节施用环节化肥行业农业行业政策工业和信息化部农业农村部原农业部)《到2020年化肥使用量零增长行动方案》目标《关于推进化肥行业转型发展的指导意见》《到2025年化肥减量化行动方案》调整产品结构转型化解过剩产能推进精准施肥调整肥料结构路径技术装备升级农化服务拓展改进施肥方式化肥多元替代技术改造与转型升级专项农业技术推广与教育培训试点示范建设重点措施农业社会化服务体系建设有机肥产业培育化肥价格形成机制市场化改革农资补贴市场调控1进出口调控化肥储备制度粮食最低收购价政策环境准入与执法监管央地协同与分区施策来源：RMI分析化肥行业低碳发展系列研究报告一中国化肥减量增效十年之路十年来，我国化肥减量工作取得显著成效。全国化肥施用量连续九年保持下降，从2015年的6023万吨下降至2024年的4988万吨，下降17.2%。三大粮食作物（水稻、小麦、玉米)的化肥利用率从2015年的35%攀升至2024年的42.6%。根据RM1分析，通过化肥零增长和后续的减量化行动，与反事实情景相比，我国2015一2024年总计避免了约1.26亿吨的化肥施用量（图表S3)。图表ES3中国化肥零增长与减量化行动的成效化肥施用折纯量（万吨）8,000口避免施用量■实际施用量化肥使用量零增长行动开启7,000-二者之和是按2005-2015年平均增长6,000-率推算的反事实情景下的化肥用量-17.2%5,0004,0003,0002,0001,0000-200020052010201520202024年份来源：国家统计局、RMI分析农产品产量增长与化肥用量增长实现基本解耦。化肥减量化背景下，粮食等重要农产品供给能力持续提升，粮食安全得到保障。从2015年到2024年，粮食、油料、蔬菜和水果四类农产品的产量分别增长了7%、17%、30%和38%。化肥减量增效有力推动了我国农业高效绿色发展。肥料养分利用更加高效，2022年我国氮、磷和钾的养分利用率分别达到47%、57%和66%2，相比2015年分别提高了8、13和13个百分点。农业面源污染得到有效治理，农业源水污染物如总氮和总磷等排放量显著下降。有机肥替代化肥成效显著，循环农业蓬勃发展。截至2020年，全国有机肥施用面积较2015年增长约50%3；有机肥资源利用率也在过去十年中提升了近20个百分点14，农田有机质含量和土壤肥力大幅提升。化肥减量增效工作也有力推动了全产业链的转型发展，提升了行业竞争力与服务能力：生产端：化肥企业从“产能竞赛”逐步走上结构性转型之路，加速淘汰低效落后产能，提升产能利用率，同时优化产品结构，拓展产品在非农用领域的应用，并加快缓控释肥、水溶肥、微生物肥等新型肥料产品研发和应用。流通环节：化肥企业持续拓展农化服务能力，逐步改变传统以“生产一批发一零售”为主的分散式农资流通模式，为农户提供集生产、配销和技术服务于一体的综合解决方案。使用端：多种施肥技术和机具革新，结合超过1.7万个科学施肥社会化服务组织、2000多个智能配肥服务网点，建立起科学施肥技术指导与农技咨询服务体系。农化服务网络逐步覆盖全产业链，并提供涵盖智能化诊断、数字化配肥、机械化施用等集成配套技术的科学施肥服务。化肥行业低碳发展系列研究报告一中国化肥减量增效十年之路在绿色低碳转型的新趋势下，化肥行业未来发展机遇与挑战并存。唯有协同治理、持续创新与加强合作，方能实现更深层次的结构性变革。化肥行业绿色低碳转型发展机遇广阔。持续深入的化肥减量化行动将继续扩大生物肥、水溶肥、缓控释肥、土壤调理剂等新型肥料产品以及智能配肥、机械深施和水肥一体化等科学施肥技术创新与应用的市场需求。同时，氮肥产业在“双碳”目标背景下迎来深度转型机遇。传统化肥生产，特别是合成氨和氮肥生产的能耗与碳排放强度较高，原因在于目前合成氨生产仍高度依赖化石能源作为原料和燃料。随着应对气候变化的要求从政策宣示逐渐转入行动落实阶段，合成氨与氮肥行业需实现生产过程的绿色低碳转型。具体而言，关键转型策略包括节能增效、原料替代、燃料替代和末端减排（图表ES4)。从全球市场动向来看，基于低碳氨的氮肥市场逐渐升温。可再生能源发电、电解槽技术、生物质资源利用相关产业快速发展，为基于低碳氨的氮肥生产奠定了重要基础。绿电制氢技术将有望形成“绿电一绿氢一绿氨一低碳化肥”的新产业链，支持更多新增产能建设，同时可能驱动产能布局从靠近大型煤炭基地逐步转向可再生能源资源富集区域5。现存的以煤炭、天然气为基础的合成氨产能可通过煤与可再生能源耦合、生物质气化、生物天然气替代等技术路径实现降碳改造。在此背景下，我国出台《工业领域碳达峰实施方案》《合成氨行业节能降碳专项行动计划》等政策，鼓励引导合成氨行业进行节能降碳改造，采用基于低碳氢的生产工艺。同时，碳市场的进一步扩围将激励合成氨与氮肥行业的绿色低碳转型。图表ES4氮肥产业低碳转型的四大策略转型机遇技术路径口先进用能设备和工艺装置个节能增效通过先进技术部署，提高氮肥生产过程的口余热余压高效利用能源利用效率口数字化、智能化工厂建设使用低碳零碳原料生产低碳氢，并进一步原料替代合成氨与氮肥生物质制氢口含碳废弃物制氢、工业副产氢燃料替代使用低碳零碳电力和燃料，为生产过程提▣绿电替代与电气化供电力和热能☑生物质供热削减氮肥生产的剩余排放▣碳捕集、利用与封存(CCUS)来源：RMI分析化肥行业低碳发展系列研究报告一中国化肥减量增效十年之路rmi.org/11化肥行业的绿色低碳转型发展并非一蹴而就，仍需克服一系列挑战。在供给侧，一些新型肥料以及基于低碳氨路线生产的肥料产品，在生产成本和价格上与传统肥料相比仍不具备显著的市场竞争力。部分新产品、新机具仍待出台标准。此外，我国现存的合成氨产能面临一定的转型压力，尤其对于平均运行年份较短的生产设施而言6。在需求侧，化肥低碳转型带来的额外成本和产品溢价的消化路径仍不清晰，小农户对于存在溢价的农资产品接受度较低。此外，如何通过技术推广、技能培训等方式，调动各类规模经营主体特别是小农户科学施肥仍是重要课题。展望未来，推动农业投入品的绿色低碳转型，在不断深化国家和地区转型实践的基础上，还需要进一步强化能源体系、工业领域与农业系统的协同治理，持续推进市场机制的创新与优化，以及推动实现更加紧密的国际知识共享与技术合作交流，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。化肥行业低碳发展系列研究报告一中国化肥减量增效十年之路1、从粮食安全到减量增效：化肥行业新命题1.1化肥行业的基础地位与发展现状化肥是“粮食的粮食”，能够为农作物提供生长所必需的营养元素。作为现代农业发展的基石，化肥通过直接提供高浓度氮、磷、钾等矿质养分，快速弥补自然环境中有效养分的不足，从而能够突破自然条件下作物的产量瓶颈。作为工业产品，化肥也让农民从传统农业的有机肥收集、堆沤等劳动中解放出来，更加高效地为作物提供养分，提升了劳动生产效率。化肥起源于欧洲，是工业革命的产物。化肥行业发展的里程碑事件是20世纪初合成氨的哈伯一博施工艺的出现，这奠定了氮肥大规模生产的基础。二战结束后，随着人口快速增长，化肥有力支撑了粮食等重要农产品产量增长。化肥产业链涵盖原材料供应、生产、分销以及终端应用各个环节（图表1）。氮肥生产其核心在于先制取合成气，随后通过哈伯一博施法反应生成合成氨，并进一步加工为尿素等氮肥产品。磷肥生产则以磷矿石为原料，通过与硫酸反应生成磷酸，再进一步加工成各种磷肥；钾肥则需要固体钾矿或含钾卤水作为钾的来源。氮磷钾单质肥还可以用于进一步生产复合肥料。下游分销和销售环节中，化肥批发商、零售商以及农资服务站等是链接化肥生产企业与用户，特别是传统小农户的桥梁。近年来，互联网电商平台也成为新的化肥分销渠道，化肥生产企业也开始直接为农户提供产品配送与技术指导服务。化肥的终端应用则包括粮食作物和经济作物种植、林业和园艺活动等。值得注意的是，化肥中的氮肥属于典型的能源密集型和排放密集型产品。在生产端，有研究表明氮肥产量约占每年全球化工产品产量的三分之一”。氮肥生产的主要前体一合成氨，高度依赖煤炭和天然气化石能源投入，而全球70%的氨用于氮肥生产。国际能源署(EA)数据显示，合成氨生产消耗的能源占每年全球约20%的工业天然气需求量(1700亿立方米/年)和5%的煤炭需求量(7500万吨/年)，约占最终能源消耗总量的2%(8.6EJ)7。上述特征导致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；从总量来看，全球氮肥行业排放（有机和无机氮肥产品约占5%全球排放）与钢铁（工业排放最大来源，7%的全球排放）、水泥(6%全球排放1)和塑料(4%全球排放2)处于同一数量级。而在施用端，氮肥在田间施用后，未被植物吸收和存留在士壤中的氮元素会通过多种途径损失，进而通过反硝化等过程导致大量的氧化亚氮(N,O)排放到大气中，使得农用地成为目前全球重要的N,0排放源之一，占人为N,0排放的1/3以上8。而N,0是全球第三大温室气体，其百年尺度全球增温潜势是二氧化碳(C0,)的265倍。采用《IPCC第五次评估报告》中100年时间尺度下的全球增温潜势。化肥行业低碳发展系列研究报告一中国化肥减量增效十年之路rmi.图表1化肥产业链示意上游中游下游终端应用原材料供应化肥生产分配和销售能源资源投入化肥产品煤炭氮气批发商/粮食作物天然气氢气合成氨氮肥零售商种植化肥生产经济作物磷矿石磷酸磷肥复合肥企业电商平台用户种植固体钾矿钾肥林业/园艺含钾卤水农资服务帖活动来源：RMI分析全球化肥的生产与各国的化工工业发展水平、磷钾等资源禀赋密切相关，化肥的消费则与农业产业发展和人口密切相关。如图表2所示，在生产端，2023年氮肥、磷肥和钾肥产量前五位的国家，其产量之和占全球总产量的比例分别达到66%、73%和81%。而从消费端来看，2023年化肥施用量排名前五位的国家施用量在全球的占比达到62%；各国的消费结构也存在较大差异，例如中国、印度和美国最大的施用品种是氮肥，但巴西以钾肥施用为主。我国化肥生产和消费目前均居世界前列。化肥行业于20世纪初在我国萌芽，30年代大连和南京相继建立了氮肥工厂。建国后，在人口众多、温饱问题尚未解决的背景下，我国极其重视化肥工业发展，自50年代起通过技术引进和本土生产，大力发展大中型化肥厂，同时小型土化肥厂在各地迅猛发展，到60年代大多数省的县级行政单位均建有氮肥厂。改革开放后，我国化肥工业持续高速发展，80年代起以尿素为主的氮肥企业继续快速发展，同时磷肥和复合肥使用更加广泛，化肥产品种类不断丰富。经过多年努力，我国化肥产业得到长足发展，已形成涵盖尿素、磷酸二铵、氯化钾、NPK复合肥等全品类产品的完整产业体系。尿素、磷铵等主要化肥产品从大量依赖进口，到自给有余、出口国际市场。根据联合国粮农组织(FAO)数据，截至2023年，我国已成为全球最大的氮肥和磷肥生产国，产量分别占全球的26%和30%；钾肥国内保障能力也不断增强。氮、磷、钾养分施用量均位居全球第一（图表2）9。化肥行业低碳发展系列研究报告一中国化肥减量增效十年之路图表22023年分国家化肥生产和消费占比■中国■印度■美国■俄罗斯口印度尼西亚■加拿大■白俄罗斯■以色列■德国■摩洛哥■巴西■其他国家生产端：199%269%27%30%49%32%氮肥全球总产量磷肥全球总产量5%钾肥全球总产量1.2亿吨4500万吨6%4300万吨10%149%129%18%3%10%12%11%21%消费端：22%239%24%33%41%氮肥全球总用量磷肥全球总用量钾肥全球总用量1.1亿吨4100万吨3800万吨18%209%5%229%9%5%6%10%11%11%3%3%来源：FAO9注：化肥施用总量是氮肥、磷肥和钾肥养分量之和，其中氮肥以总氮计，磷肥以P,O,计，钾肥以K,0计。以下同。1.2化肥对人口增长和粮食安全的贡献化肥施用为保障全球粮食安全和农产品有效供给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贡献十分显著，美国和英国的平均贡献率在40%一60%3，而我国化肥施用对粮食增产的贡献大体也在40%以上4。有研究显示，如果发展严格以环境保护为导向的、不使用化肥和其他投入品的农业，粮食生产能力将仅为当前的1/3。随着化肥施用量的增加，全球粮食产量也在持续增长。图表3展示了全球和分地区农用化肥施用量与主要粮食作物总产量的变化趋势，2023年全球的农用化肥施用量是1970年的2.76倍，而三大粮食作物的总产量也大幅增长到1970年的3.18倍。值得注意的是，2020年后，全球主要粮食产量增长与农用化肥施用增长初步实现解耦，2023年施用量相较2020年下降了5.5%，但粮食产量上升了5.6%。分国家和地区来看，这一趋势依旧普遍存在，2023年，中国、美国、印度、巴西和西欧的农用化肥施用量相比2020年下降了5.3%一24.2%不等，而主要粮食作物产量增长了4.1%-23.5%。化肥有力保障了粮食安全，对全球人口增长和经济社会发展做出了重要贡献。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（图表4）。换言之，若没有化肥产业的蓬勃发展，凭借耕地自身肥力和农业技术条件，全球仅能供养一半的人口。化肥行业低碳发展系列研究报告一中国化肥减量增效十年之路