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地球的一半|减少牛肉碳足迹的潜力在哪里?

陈美安
2020-08-08 09:25
来源:澎湃新闻
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随着公众对日益严重的全球变暖问题的认知,采用环境友好的低碳饮食逐渐成为一种风潮。你可能听过牛肉是碳排放大户,于是吃起牛肉来都不那么大方了。这是真的吗?如何减少牛肉的碳足迹呢?

让我们先来了解一下食物碳足迹的主要构成及其对气候变化的影响。民以食为天,因此食物系统在全球碳排放所占比例也不小。相关研究表明,当前全球食物系统的碳足迹——从食物种植的土地利用、生产、加工、运输、包装到零售的环节中所产生的温室气体排放已经达到了137亿吨二氧化碳当量,约占全球温室气体排放的26%。下图是全球主要食物的碳足迹以及它们在每一个环节中的排放占比。其中,80%左右的排放是发生在农场内,包括土地利用变化和食物生产环节。

食物的碳足迹中主要环节排放占比。 数据估算参考文献:Poore, J., & Nemecek, T. (2018). Reducing food’s environmental impacts through producers and consumers. Science, 360(6392), 987–992.

不同食物产生的碳排放差距显著。例如蔬果的碳足迹要远低于肉类家禽的碳足迹,其中来自牛肉的排放则是高居首位。此外,同一种食物由于其从生产到零售过程中因为资源能源消耗不同而呈现明显排放差异,例如每千克牛肉的排放区间从50到150千克不等。

主要食物的碳足迹(整个食物系统)区间。

很显然,牛的一生大部分时间在农场内度过。跟其他食物一样,在农场内的碳足迹排放占比最大,这也得到了联合国粮农组织(FAO)研究的证实。与农场内的排放比起来,后农场环节的排放,例如运输和加工等占比较小。

另外,同一份研究还发现,不同地区每千克牛肉的排放并不相同,例如拉美和加勒比地区牛肉的平均碳足迹达到了72kg CO2e/kg CW(胴体重,即屠宰后的肉牛),  而北美地区的平均水平则在29 kg CO2e/kg CW左右。而这些差异的背后主要和牛群在农场中不同环节中的排放水平相关。

具体而言,牛肉(农场内的)碳足迹主要来自以下5个部分:

农场和土地利用变化:首先,肉牛牧场的来历很重要,如果是通过砍伐森林开拓牧场,会极大程度增加牛肉的碳足迹。毁林不仅破坏其固碳能力,释放大量温室气体,导致排放增加,同时影响了未来森林碳汇能力。例如拉美和加勒比地区的碳足迹中很大一部分是来自畜牧扩张。

肉牛饲养的植物饲料:肉牛在饲养过程中所使用的饲料,例如豆粕、玉米等的种植、加工以及运输等过程也将产生排放,包括种植过程中肥料使用产生的氧化亚氮(N2O),以及加工和运输中产生CO2排放等。此外,如果豆粕的原材料大豆是来自高毁林风险地区的话,还将进一步增加牛肉的碳足迹。

肉牛养殖的肠道发酵:肉牛肠道微生物在分解和发酵食物过程中产生并排出大量甲烷(CH4),在牛肉碳足迹中占比较大。 

肉牛养殖的粪便管理:肉牛的粪便在贮存和处理过程除了产生CH4以外,其中的含氮物质在硝化或反硝化反应过程中也会产生N2O排放,构成了牛肉生产中温室气体排放的另一部分。

其他能源消耗:养殖过程中农场的用电、日常运营、以及牛肉运输等涉及的耗能,对牛肉的碳足迹的影响相对较小。

全球不同地区牛肉碳足迹。

基于牛肉农场碳足迹的主要来源,我们可以找到降低其温室气体排放的方法,包括避免在毁林地带进行肉牛养殖,采用碳足迹较低的植物饲料,以及通过饲料搭配减少肠道发酵,对肉牛粪便进行管理和资源化利用等。

避免毁林

由于全球对牛肉需求的增加,推动肉牛养殖的扩张,因此出现通过森林砍伐来满足肉牛生产对土地需求的问题。这一情况在有着丰富热带雨林资源且作为全球主要牛肉出口国之一的巴西较为突出。来自全球森林观察(Global Forest Watch)发布的2019年数据显示,全球热带雨林2019年损失带来超过20亿吨的二氧化碳排放,其中来自巴西的森林损失最高,占全球1/3左右。而由农业导致的森林砍伐的迅速增加则是主要原因之一。此前的相关研究也显示,来自巴西毁林地区的牛肉的碳足迹比非毁林地区的牛肉高出将近16到20倍左右。因此,减少牛肉碳足迹的第一步可以考虑如何避免来自毁林地区的牛肉。此外,养殖肉牛的饲料——特别是大豆是否来自高风险毁林地带,也会极大程度影响牛肉的碳足迹。

减少饲料环节排放

肉牛饲养过程中所需饲料以及饲料生产中使用的农药等都将导致温室气体排放。由于不同地区肉牛的饲养环境不同,采用的饲料也存在差异。例如巴西、澳大利亚等国牛肉多以草饲为主,而美国牛肉则以玉米为主的谷饲居多,中国由于土地面积的制约也多以谷饲为主,饲料包括玉米、豆粕和高粱等。对于谷饲牛肉,因其具体使用的谷物类型的生产种植过程中的排放不同,在这一环节下的碳足迹也不尽相同。例如,英国以谷饲为主的牛肉和巴西以草饲为主的牛肉在这一环节碳足迹的比值大致为5:1。此外,对于加入豆粕的谷饲牛肉,另一个额外的潜在排放风险来自大豆的产区。由于很多地区包括欧盟和中国的谷饲牛肉都采用了一定比例的原材料为大豆的豆粕,如果大豆的产区来自高风险的毁林地带,则将显著提高肉牛在饲料环节的碳足迹。 

调整饲料结构

肉牛生长中大约66%的温室气体排放是来自肠道发酵,如何减少这一环节的排放也一直是畜禽领域减排关注的焦点。目前的主要的研究集中在对饲料结构的改进以降低肠道发酵引起的甲烷排放。例如推广饲草料和添加辅料(日粮中添加谷物,干草或青贮饲料)等措施都将具有不小的减排潜力。而通过这一方式降低排放的牛肉也开始在商业中得到关注。近期,汉堡王在美国部分城市尝试推出了限量供应的“低甲烷排放Whopper”,其中的牛肉的低排放来自采用了通过添加柠檬草改善后的饲料。

在肠道发酵这一环节的排放中另一个值得关注的是草饲牛肉和谷饲牛肉对肉牛肠道发酵引起排放的影响。尽管谷饲牛肉由于饲料来源的生产种植过程中的排放使得其碳足迹在饲料环节可能高于草饲牛肉,但是谷饲牛肉在肠道发酵环节产生的甲烷排放普遍高于草饲牛肉,有时可以高达将近40%左右。

粪便资源化利用

牛肉在农场内的碳足迹中减排另一个途径是通过妥善的粪便管理来降低甲烷和氧化亚氮的排放。其中有效的处理方式包括粪便收集后处理成有机肥用于农田,或者经过厌氧发酵后产生沼气经提纯后可以制作成生物天然气,用于发电或者燃气。

消费者的参与

牛肉的减排之路中除了在肉牛农场阶段进行介入(包括对农场、饲料和粪便进行管理等)来实现减排以外,还可以从影响消费者选择的角度来推动牛肉前端生产中的排放管理。例如提供牛肉的碳标识来标注牛肉碳足迹信息,或者为没有毁林风险的牛肉进行认证等方式让消费者可以识别到所购买牛肉所带来的环境影响。当然,消费者还可以通过直接减少牛肉的食用来降低由此带来的排放。 

2019年10月16日,金字火腿股份有限公司在上海发布“人造肉”植物肉饼。 视觉中国 图

由于食物系统对气候变化的影响,如何减少来自食物,尤其是农场内食物生产中的温室气体排放正在成为大家日益关注的话题。以牛肉在农场阶段的碳足迹为例子来探寻了食物在生产过程可能产生的排放以及可能的减排路径。牛肉的高碳足迹一直被大家关注,多项研究也在倡导低碳膳食,包括减少牛肉的食用。在大家逐渐调整饮食结构的过程中,如何减少现阶段牛肉的碳足迹依然值得关注。此外,食物的碳足迹形成受很多因素的影响,同一种食物的碳足迹的区间会因为这些因素而不同。因此,在关注食物碳足迹的同时,食物的生产方式、产地以及运输方式等的影响都不能小觑。

(作者陈美安系绿色创新发展中心高级分析师)

    责任编辑:石毅
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