越南天然橡胶产业能源-水资源利用与温室气体排放的关联性研究及其可持续发展策略

本研究针对越南天然橡胶(NR)产业高能耗、高水耗及温室气体(GHG)排放问题，通过两年期实地调查六家代表性橡胶加工企业，系统评估了标准越南橡胶(SVR)和离心胶乳(CL)生产全周期的碳排放特征。研究发现SVR生产每吨排放589 kg CO2eq，主要源自电力消耗(80%)；CL生产排放133 kg CO2eq，氨使用是关键排放源。创新性发现废水调节池具有厌氧消化功能，可回收甲烷作为可再生能源。研究为东南亚橡胶产业提供了能源-水-废弃物协同管理的科学依据，对实现碳中和目标具有重要实践意义。

　　

在全球气候变化与碳中和背景下，天然橡胶产业作为东南亚支柱性农业工业，正面临严峻的可持续发展挑战。越南作为世界第三大橡胶生产国，其橡胶出口额超12亿美元，但生产过程中的能源消耗、水资源利用与温室气体排放问题长期缺乏系统研究。特别是标准越南橡胶(SVR)和离心胶乳(CL)这两种占全国产量90%的主要产品，其生产过程中电力消耗惊人，废水处理系统产生的甲烷排放被严重低估，而用于胶乳保存的氨水既推高成本又造成氮污染——这些因素共同制约着产业的绿色转型。

为破解这一难题，来自日本和越南的研究团队开展了为期两年的实地调查，选取占越南橡胶年产量90%的六家典型企业，采用多维度研究方法揭示了橡胶生产的真实碳足迹。研究发现每生产1吨SVR会排放589 kg CO₂eq，其中电力消耗贡献超80%，相当于CL产品排放量(133 kg CO₂eq)的4.5倍。更令人意外的是，传统认为简单的废水调节池实际发挥着厌氧反应器功能，每天产生可观的甲烷气体——这些被直接排放的甲烷若被回收，理论上可满足工厂50%的电力需求。相关成果发表在《Case Studies in Chemical and Environmental Engineering》，为发展中国家橡胶产业的低碳转型提供了关键技术路线图。

研究团队采用三种核心技术方法：基于IPCC 2006指南的温室气体排放核算体系，对电力、燃料、化学品等15类排放源进行分层问卷调查；通过便携式可燃气体检测仪(NC-1000)和气相色谱仪(GC-8A)现场检测调节池的CH₄和CO₂排放通量；结合16S rRNA基因测序解析废水处理系统的微生物群落结构。样本覆盖越南东南部和中部高地两大橡胶产区的六家工厂，在2022-2024年间进行多轮采样。

【电力、燃料与化学品：橡胶加工厂的能源消耗】
通过TN工厂的典型案例分析发现，生产1吨SVR需消耗716 kW·h电力、43 m³水和62 kg燃料，而CL仅需191 kW·h电力和10 m³水。横向对比显示，越南SVR的电力强度是马来西亚橡胶块产品的2.8倍，主因物理加工环节的切割、压制等工序耗能巨大。更值得关注的是，CL生产虽能耗较低，但每吨需消耗24±10 kg氨水，占化学品总成本的62.6%，这为后续废水处理埋下隐患。

【橡胶加工厂的水循环系统】
研究发现SVR工厂仅25%的水被回用于洗涤工序，而CL废水中的氨氮浓度高达24±15 mg/L，远超越南排放标准(9 mg/L)。通过追踪COD(化学需氧量)去除路径，发现调节池可去除65-87%的总COD(tCOD)，但可溶性COD(sCOD)需依赖后续好氧处理。特别值得注意的是，某工厂尝试的氨吹脱技术虽能将氨氮从93 mg/L降至46 mg/L，却因高能耗被迫停用，反映出现有技术路线在经济性上的局限性。

【橡胶加工厂的直接温室气体排放】
颠覆性发现来自对调节池功能的重新认知。这些5米深的开放池体通过表面橡胶层形成"生物盖"，内部富集甲烷杆菌(Methanobacteriota)等厌氧菌群(占微生物总量18.5%)，每天排放238 kg CO₂eq当量的甲烷。基因测序显示池底污泥中存在大量协同菌(Synergistetes)，这类可降解乳胶颗粒氨基酸的微生物，暗示调节池实际承担着厌氧消化功能。相较之下，好氧池则以硝化螺旋菌(Nitrospirota)等氨氧化菌群为主，构成完整的碳氮处理链条。

【常规与改进方案的总排放对比】
研究提出三阶段减排策略：对SVR生产，采用屋顶光伏可减少33-55 g CO₂eq/kW·h排放；对CL工艺，推荐膜生物反应器实现55-99%的氨氮回收；而对调节池甲烷，30%的回收率即可实现能源自给。数据表明，仅TB工厂的太阳能改造就覆盖了35.6%的用电需求，而理论计算显示调节池甲烷完全可满足SVR和CL的全部电力需求。

这项研究首次系统量化了越南橡胶产业的碳足迹分布，揭示出被长期忽视的调节池甲烷排放价值。其重要意义在于：技术层面，证实传统废水处理设施可作为可再生能源来源；政策层面，为东南亚国家制定橡胶行业减排路线提供数据支撑；产业层面，指明光伏+沼气协同的"负碳生产"可能路径。未来研究需扩展至橡胶种植和终端产品消费环节，以构建完整的生命周期评价体系。这些发现不仅适用于越南，对泰国、马来西亚等橡胶主产国的绿色转型同样具有借鉴价值。