零碳未来协会推出 ClimateNow气候案例分析
汇聚青年跨学科洞见与思考
深度剖析气候领域前沿案例
贡献青年气候行动解决方案
可持续食物工作坊活动招募
什么?我的饮食选择与全球变暖息息相关?从碳排放、系统韧性到人类健康,构建更可持续的食物系统不仅是我们应对气候变化的重要途径,也是建设更绿色美好的人类社会的必经之路。其间奥秘,尽在可持续食物工作坊!
可持续食物工作坊是6-8人为一桌、持续约3h的科学“桌游”活动。期间,参与者与引导师一起,通过卡片连线、知识问答等游戏共同探讨可持续食物内涵,探索更加健康低碳的饮食方式。
零碳未来协会邀请GreenGeek的两位引导师在清华校内开展可持续食物拼图,参加活动的小伙伴还有机会品尝新素食植得吃品牌植物肉~
时间:10月18日 晚上18:30-21:30
地点:清华大学校内(具体地点群内通知)
时长:3h
引导师:
刘子菡
中国农业大学
GreenGeek青年主席
地平线计划第七期成员
郑云潇
北京大学
GreenGeek荣誉骨干
地平线计划第七期成员
活动语言:中文
总人数:12-15(参与者不限院校,对可持续食物感兴趣的朋友均欢迎报名)
活动报名问卷:
活动名额有限,想报名的小伙伴赶紧报名啦!
下文将介绍食物系统的碳排放与可持续食物系统建设实践。
食物系统与碳排放
你知道吗?生产一公斤牛肉的碳排放,与汽油车行驶125公里的排放大致相等;2015年全世界的总GHG(Greenhouse Gas,温室气体)排放中,食物系统这一来源就占了1/3[108亿吨~191亿吨二氧化碳当量(CO2eq),后文碳排放均以此单位计]。[1][2][3]
食物既将“碳”送至我们体内,为我们的生命提供物质和能量,也在生产、加工、消费等诸多过程,将大量的“碳”释放入环境。
2010 年,中国食物系统GHG排放高达16亿吨。其中,二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放量分别占全球人为源排放的26%、63%和59%。它们加剧了温室效应,参与导致了当今一大全球性问题——气候变化。[4][5]
01
食物系统的碳排放来源
/ Net-Zero Future
一、什么是食物系统?
食物系统是包括农业生产、食物加工、运输、销售和消费全过程的人类活动和生产关系的总和,既是重要的GHG排放源,也具有碳汇的功能。[6][7]
二、食物系统的碳排放来自哪里?
我们的食物系统在生产、加工、运输、消费等多个环节有着各种来源的碳排放,如果按照食物本身的空间位移来划分的话,大体可以分为三个阶段。
1.在土地、草原和海洋里——食物生产端碳排放
食物的生产端会排放大量CO2,但它们并不全部来自具体生产过程——在中国,土地利用、土地利用变化和林业和农业导致的能源消耗也是排放“大户”。
图1 2015年全球不同地区食物系统碳排放[8]
①生产过程碳排放
食物的生产过程包括我们熟悉的农作物的种植和牲畜的生长过程所直接涉及的一系列环节。在中国,其年均碳排达到8.21 亿吨。其中,动物肠胃发酵(如牛羊胃产生CH4)、水稻种植(如厌氧微生物产生CH4)、畜禽粪尿管理和化肥施用等是GHG(Greenhouse Gases,温室气体)排放的主要环节,占生产过程GHG排放的90%以上。
②土地利用及其变化、林业的碳排放
农业占据一定的土地面积,且其扩张可能导致森林砍伐等活动,而森林是重要的碳汇,因此这一过程也被核算为较大的碳排放。FAO遥感报告的数据显示,耕种用地扩张和牲畜饲养两原因相加占比接近90%,因此农业是毁森的主要原因。
图2 2000-2018世界去森林化直接原因占比[9]
③农业生产过程能源消耗导致的碳排放
在食物的生产过程中,许多环节会直接产生电力、柴油等能源的消耗——播种、灌溉、收割……2005−2015年,农林牧渔业化石能源和电力消耗造成的年均GHG排放量为1.09亿吨和0.85亿吨,分别占该环节排放的56%和44%。
同时,生产中用到的化肥、农药和农膜等农资产品在其生产过程中也有巨大的碳排放,因此可以算作农业的“间接”碳排放。在中国,化肥、农药、农膜的年均碳排放分别为1.95 亿吨、0.39 亿吨 和 0.41 亿吨。
2.在奔波与变化中——加工、运输储存、烹饪的碳排放
食品在由产地奔赴餐桌的过程中,所产生的碳排放主要来自加工、运输、储存、烹饪等多个方面。而这些环节中,能源消耗是最重要的碳排放来源。
根据《中国农业食物系统能源碳排放趋势分析》[10],从供应端看,中国农业食物系统能源活动碳排放主要来自食品加工业,数值最高,占比最大,而且有增加趋势,这是因为食品在加工过程中会用到大量的能源。1997−2018年,食品加工业的能源碳排放从2.6亿吨增加到4.2亿吨,增长61.5%,年均增长2.3%。同期,随着我国货物运输总量从127.8亿t增长到515.0亿吨,增长了3.0倍,同时货物运输平均运距从300.2km增加到397.2km,使得同期与农业相关的运输仓储的能源活动碳排放量从701.1万t增长到2075.2万吨,增长2.0倍,年均增长5.3%。
从消费端看,在2018年,与农业相关的批发零售、运输仓储和餐饮业的碳排放量合计为7358万吨,占农业食物系统能源活动碳排放量的11.1%。
图3 1997—2018 年中国农业食物系统能源活动碳排放量 (a) 和结构 (b)
而根据《2023年中国餐饮行业ESG实践报告》[11]“能源消耗与环境保护”部分,商家主要产生的碳排放与食物烹饪方式与食材冷藏冷冻密切相关。
图4 不同类型餐饮商家的能源使用结构
调研显示,平均烹饪环节能耗占比约30%-40%,冷藏冷冻食材存储约10%-20%。而且,由于食物烹饪方式的不同,不同类型的餐饮商家在能源使用结构方面存在明显差异。近年来,多家餐饮企业通过设备改进、引进高科技产品以及选择碳足迹更低的原料来源等形式减少能源消耗,从而降低碳排放。
02
可持续食物系统建设实践
/ Net-Zero Future
我国政府与行业在可持续食物系统建设进行了许多探索与建设,其中节能冷链和低能耗烘干设备较有代表性。
2021年11月,中国—东盟建立对话关系30周年纪念峰会明确提出要加强在气候变化、生物多样性保护、可持续农村发展等领域合作。中方倡议发起《中国—东盟农业绿色发展行动计划》[12],提高各国农业发展的韧性和可持续性。其中明确提出, 打造绿色供应链,加快绿色流通体系建设,提高果蔬等优质特色农产品主产区的冷链物流建设水平,降低流通成本和资源消耗的目标。
节能冷链和低能耗烘干设备是食品加工行业中节能减排的重要组成部分。这些设备旨在通过提高能源使用效率和减少环境污染来实现可持续发展。
图5 中国-东盟农业绿色发展行动计划(2023-2027年)详细安排节选
一、节能冷链技术
食品冷链的节能减排可从多个环节入手,主要包括采用更清洁的制冷剂、优化配送路径、使用低碳环保能源及相变蓄冷技术。
首先,使用天然环保制冷剂(如碳氢化合物、氨、二氧化碳)是减少温室气体排放的关键。传统冷链园区中,由传统制冷剂使用导致的碳排放所占比例最大,为实现减碳战略,可以将原本暖化效应更强的载冷剂更换为CO2。在整个系统中,当CO2用作载冷剂时,其载冷侧为无油系统,同时更加环保经济。
其次,优化配送路径可以降低运输成本和二氧化碳排放。食品冷链中生鲜食品对环境温度敏感性强,极易腐败变质。目前,不少冷链物流企业配送环节中冷藏车行驶路线并不合理,徒增运输成本、食品质量损失、能源消耗以及二氧化碳排放。通过改进遗传算法和其他路径优化模型,物流企业可以平衡成本、产品新鲜度和碳排放,提升整体配送效率。
图6 一般食品冷链能耗与碳排放机理
此外,采用太阳能、电能和氢能等低碳环保能源也至关重要。太阳能在冷藏车和冷库中应用能显著减少温室气体排放,而电动冷藏车和液化天然气冷藏车也为降低排放提供了可行方案。压缩机组作为冷库制冷系统的核心部件,也是冷库能耗的主要来源。因此,可对目前的传统氟制冷形式进行迭代升级,通过“二次节流”,降低设备运行的能耗。通过物联网管理平台实时监控设备能耗,优化用电策略,与用电结构,提升可再生能源比例,逐步实现食品加工的低碳目标。
二、低能耗烘干技术
对于低能耗烘干技术,市面上主流烘干技术以电热式冷凝为主,少部分产品采用热泵式烘干技术。空气能烘干技术是利用热泵原理,将空气中的热量吸收并转移到烘干房内,实现物料干燥。这种烘干技术同时更有利于温度、湿度的控制,同时避免了燃油的使用,减少了食物加工过程中的碳排放。[13]
图7 空气能烘干设备
三、企业行动
蒙牛乳业在碳管理方面取得了显著进展。公司在牧场开展了碳管理规划,设计出减碳路径,包括调整饲料成分及结构、管理及优化牛群结构、优化粪便管理和提升牧场能源利用效率。同时,蒙牛乳业也开展了绿色包装行动、生物多样性保护行动、责任供应链管理和绿色营销等项目。公司还建立了零碳工厂,并承诺将在2025年实现技术上100%环保包装材料的研发。
跨国食品公司如雀巢、达能等在中国市场推广了可持续食品和生产模式。他们通过采用绿色包装、生物多样性保护、责任供应链管理等措施。以雀巢为例,雀巢咖啡1+2率先将产品小条包装升级为100%可循环再生包装,在2021年于中国地区已有2020吨咖啡包装被转化为D4R材料,其旨在消除包装污染的行为也推动了国内的减排行动。
03
个人可持续食物建议
/ Net-Zero Future
那么,作为一个在校大学生,我们可以怎样让自己的饮食更加“可持续”呢?
1.减少食物浪费
世界农粮组织的数据显示,每年世界上生产的粮食中有三分之一被损失或浪费。它们不仅意味着从土地、运输、加工到餐桌各环节资源的浪费,也给食物系统增加了许多无谓的碳排放。食其所需、杜绝浪费,乃是可持续食物之基础。[14]
图8 世界食物损失与浪费
2.平衡饮食来源
外卖食品所用的包装与一次性餐具、外卖与外地食品的运输过程,都产生了不小的碳排放。我们在享受现代产业给予我们的便利与福祉时,也应当注意优化饮食来源以减少碳排放。在校时,可平衡外卖与食堂的选择,以脚步代替外卖的颠簸;在家时,可多选择支持本地农户、购买本地当季食品,顺四季之变、合减碳之道。
3.优化肉类摄取
随着经济社会发展和人民生活水平的提高,中国人对牛羊肉的需求逐渐增加。不过,牛羊肉产业的壮大却也带来了不小的环境风险——反刍动物产生的甲烷会造成比二氧化碳更严重的辐射强迫效应,过度放牧导致的毁林也破坏了森林这一重要碳汇。
图9 世界农产品排放强度
我们固然不必抛弃中华饮食传统而转向全面的素食,但也可以优化日常生活的肉类摄取,平衡素菜、鸡鸭鱼与牛羊肉的比例,荤素搭配养成更均衡、更低碳的饮食习惯。
结语
食物系统规模大、排放高,其可持续发展对于人类社会至关重要,却也向我们提出了多层次、多方面的挑战。唯有不断完善碳核算机制,从生产、加工、运输、消费等多环节全生命链条地探索建设可持续食物系统,才能实现绿色低碳发展,更好应对气候变化的挑战。
参考资料:
[1]FAO. 2022. FAOSTAT: Emissions intensities. In: FAO. Rome. Cited October 2022. https://www.fao.org/faostat/en/#data/EI https://doi.org/10.4060/cc2211en-fig68
[2]中汽数据有限公司.中国汽车低碳行动计划研究报告(2021)中国汽车低碳行动计划研究报告(2021)_企业可持续发展报告 (auto-cices.com)
[3]Global Carbon Project. Global budgets for carbon dioxide, methane and nitrous oxide[EB/OL]. [2022-01-09]. https://www. globalcarbonproject.org/index.htm
[4]Haiyan Zhang, Yue Xu, Michael L. Lahr,The greenhouse gas footprints of China's food production and consumption (1987–2017), Journal of Environmental Management,Volume301,2022,113934,ISSN 0301-4797,https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113934.
[5]CRIPPA M, SOLAZZO E, GUIZZARDI D, et al. Food systems are responsible for a third of global anthropogenic GHG emissions[J]. Nature Food,2021,2(3):198−209
[6]NGUYEN H. Sustainable food systems: concept and framework[M/OL]. Rome: FAO, 2018. [2022-01-09]. https://www.fao.org/policy-support/tools-and-publications/resourcesdetails/en/c/1160811/
[7]金欣鹏,柏兆海,马林.中国食物系统温室气体排放与吸收研究进展[J].中国生态农业学报(中英文),2023,31(02):177-193.
[8]Crippa, M., Solazzo, E., Guizzardi, D. et al. Food systems are responsible for a third of global anthropogenic GHG emissions. Nat Food 2, 198–209 (2021). https://doi.org/10.1038/s43016-021-00225-9
[9]FAO. 2022. FRA 2020 Remote Sensing Survey. FAO Forestry Paper No. 186. Rome. https://doi. org/10.4060/cb9970en
[10]张向阳,张玉梅,冯晓龙,等.中国农业食物系统能源碳排放趋势分析[J].中国生态农业学报(中英文),2022,30(04):535-542.
[11]世界中餐业联合会.2023年中国餐饮行业ESG实践报告.[R/OL](2024-01-15)[2024-6-2] https://www.wfcci.cn/#/html/search/detail?id=1343
[12]《中国-东盟农业绿色发展行动计划(2023-2027)》(2023-09-06).P020230907365131592864.pdf (mfa.gov.cn)
[13]王想, 邹金桂, 李由, 孙韵, 张小栓. 食品冷链能效评估与碳排放核算研究综述[J]. 智慧农业(中英文), 2023, 5(1): 1-21. doi:10.12133/j.smartag.SA202301007
WANG Xiang, ZOU Jingui, LI You, SUN Yun, ZHANG Xiaoshuan. Review on Energy Efficiency Assessment and Carbon Emission Accounting of Food Cold Chain[J]. Smart Agriculture, 2023, 5(1): 1-21. doi:10.12133/j.smartag.SA202301007
[14]United Nations Environment Programme (2024). Food Waste Index Report 2024. Think Eat Save: Tracking Progress to Halve Global Food Waste. https://wedocs.unep.org/20.500.11822/45230.
案例撰写 |张婧怡 万睿琳 吴瑞桐 姜天成 张笑语
排版 |姜天成
审核 |零碳未来核心工作组
零碳未来
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