农业食品系统真的能达到“碳净零”吗?

发布者:bpadmin
发布时间:2021-08-23 12:52
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在全球范围内,到本世纪中叶实现“碳净零”已成为控制气候变化、避免最严重后果的战斗口号。超过120个国家,从加拿大、德国和英国等高度工业化国家,到缅甸、苏丹和图瓦卢等发展中经济体,已着眼于通过自然手段或新技术,将温室气体排放量减少至低于可捕获的量。



根据联合国的Race To Zero Campaign,逾2300家企业和163家全球最大的投资者皆承诺将净排放量削减至零。实现这一目标的重点一直是让能源行业降低碳密集度,但最近《环境研究通讯》上 的一项全球分析发现*,农业食品系统占全球碳排放量的三分之一,如果我们的粮食生产和消费方式不做出任何改变,那么所有的气候行动计划都将注定要失败。

好消息是,减少与食品相关的排放解决方案已经存在,从再生农业到蛋白质替代品,还有由可再生能源提供动力的农业食品供应链。新的想法也被提出,从回收食物垃圾的循环系统到利用了许多主要农作物的天然特性减少一氧化二氮(N₂O)的排放等等。

然而,坏消息是,要实现这一目标,许多行业将需要在多个层面进行转型,包括重新考虑每年给予农业行业的巨额资助。根据英国Overseas Development Institute的数据,这笔资金将超过6000亿美元。

这将是一场艰苦的战斗,但并非不可能。

研究“从废物到饲料再到食物”的循环系统的荷兰瓦格宁根大学副教授Hannah Van Zanten表示,我们需要的是“食品体系的彻底重新设计”,而不是“渐进式变化”。实现“碳净零”的基础需要整个价值链的创新。

支持者认为,这意味着要从农业生态学和再生农业开始,保护土壤,避免使用化学合成的肥料和杀虫剂。根据倡导食品和农业政策的英国非营利组织Sustain,这类技术减少了农业对化石燃料的需求,提高了土壤固碳的潜力。

根据联合国、美国国家航空航天局(NASA)、国际能源署(IEA)和其他机构的科学家最近发表在《环境研究通讯》上的这篇论文,2018年全球7145吨农场排放的温室气体中,合成化肥约占1000吨,成为仅次于牲畜的第二大排放源。

英国非营利组织Sustain表示,或许未来的农业补贴能帮助农民过渡到生态农业,并提供资金,将树木恢复及整合到农业系统当中。同样,美国的环保组织也希望美国农业部通过作物保险来保障农场作物歉收的风险,激励农民从事再生农业。

研究表明,使用再生农业实践的玉米、大豆和杏仁种植者从更高的产量和节省的植保投入中看到增加的收入,但最大的潜力来自于其固碳能力,以及相关的碳信用交易。尽管对于碳信用交易的收益争论仍在继续,但最近来自美国环保组织Environmental Entrepreneurs (E2)的一份报告称,如果美国种植者采用再生农业,他们可能会将相当于64座燃煤电厂一年的排放量封存到土壤中。

在美国,再生农业已成为解决气候变化问题的关键政治工具,包括碳封存激励措施在内的2018年农场法案在两党共同支持下在国会获得通过——这在美国近代政治史上颇为罕见。


高科技、低排放
然而,要让农业对降低排放产生重大影响,就需要解决牲畜饲养问题。根据上面提到的《环境研究通讯》论文,由牲畜打嗝、放屁和粪便造成的排放占农场碳排放的一半以上。这就是为什么新一代蛋白质替代品将在食品系统的“碳净零”中发挥关键作用。

Good Food Institute(GFI)的项目经理Emma Ignaszewski认为,蛋白质替代品可以同时解决几个问题,包括气候变化、抗生素耐药性和森林砍伐等,因为植物蛋白的碳足迹明显低于动物蛋白。假设只使用可再生能源的情况下,包括细胞培养肉在内的蛋白质替代品的碳足迹,会比传统饲养的鸡肉低17%,比猪肉低52%,比牛肉低92%。

在蛋白质替代品领域,很少有公司详细谈论“碳净零”,但是他们已经在做这样的事,并不断寻找商业化出路,更加成熟。例如,农业生物技术初创公司Equinom和Benson Hill等,正在开发蛋白质密度更高的作物品种。这意味着它们加工工序更少,而这往往需要大量的水和能源,才能将原料转化为最终产品。另外,基于精密发酵技术的蛋白质替代品同样令人感到兴奋,因为发酵可以适应所有类型的环境和经济条件,在不同社区推广时可能会有更少的限制。


恢复和减少
改变饮食结构也会阻止农田或牧场不断侵入自然生态系统领地。《环境研究通讯》的论文指出,在1990年至2018年期间,这是食品系统中最大的单一碳排放源。另外的佐证是根据非盈利性组织Initiative20x20,在拉丁美洲和加勒比地区,土地通途的改变是所有行业温室气体排放的最大单一来源。Initiative20x20计划到2030年保护和恢复5000万公顷土地,其负责拉美区域的研究协调员Rene Zamora-Cristales指出,在牛肉和咖啡、甘蔗等农作物的市场需求推动下,农业的快速扩张正在威胁该地区的森林覆盖。

“人们的说法是,恢复森林是好事,因为它能产生氧气并捕获碳,但市场并不重视这些东西。如果我带着这样的理由去找一家公司,他们会说,‘这听起来真不错,但没人付钱。’但如果我告诉他们,这可以缓解一些会影响他们收入的事情,这就成了一种投资。”

Initiative20x20现在致力于说服种植园主在他们的一些土地上恢复森林,因为这样可以减少季节性洪水造成的损失,而且固碳潜力也很大。根据联合国2015年的一份报告,在2012年排放46亿吨二氧化碳的地区,通过重新造林、恢复和避免砍伐了2.51亿公顷的森林,每年可以储存25亿吨二氧化碳当量。这相当于减少了超过一半的碳排放。

对于广大消费者来说,在生产、加工和运输食物过程中消耗的资源,正是为什么要重视食物浪费的主要原因。目前食物浪费近10亿吨,占可用食物的17%。在从农场到消费者家里的价值链的每个阶段,都有温室气体排放,更不用说当这些食物可能被扔进垃圾填埋场,并在大气中释放出新的气体的时候。

致力于减少美国食物浪费的非营利组织ReFED的数据,浪费的食物占到美国温室气体排放量的4%,约为2.7亿吨二氧化碳当量。对抗食物浪费的解决方案,包括避免生产过剩和调整份量大小等。如果在未来十年将食物浪费减半,每年可减少7500万吨排放。

农食系统的“碳净零”将要求我们“饮食”精简,确保产量不会超过实际销售或食用能力。


彻底重新设计
在过去的五年里,荷兰瓦格宁根大学副教授Hannah Van Zanten和团队一直在研究一种循环食物系统模型。他们正在重复利用或回收废物:不仅来自厨房,也来自工厂生产和加工,创造既能满足营养需求又能保持边界的饮食结构。

Hannah Van Zanten称这是“食物系统的彻底重新设计”,因为动物在模型中的作用主要是将人类不能或不想吃的食物;换句话说,将那些最终会被浪费掉的食物转化为蛋白质。现实是,我们人为种植了大量专供动物食用的谷物。 其团队已经为欧盟开发了三种“循环饮食”,包括蔬菜、豆类和坚果,但也有红肉和乳制品。这可以减少高达31%的温室气体排放和提高42%的土地利用率。

不足为奇的是,这些饮食中蔬菜、豆类和坚果含量较高,而肉类含量较低。然而,值得注意的是,饮食中牛肉、猪肉和乳制品的含量比一般预想的更多。这是因为家禽往往比其他牲畜吃得更挑剔,减少了喂养它们的食物的可能性。

通过这项研究,表明食物系统很复杂,你可以食用一定数量的动物性食物,但这是有限度的。据悉这项研究目前正在接受同行们的审阅。


无需“神奇解决方案”
World Resources Institute(WRI)花了18个月的时间研究丹麦农业和排放的细节,并在最近发布了一份关于如何让丹麦农业在2050年实现碳中和的报告。报告在没有把“半个世界变成素食者”的情况下,对丹麦畜牧业进行许多改进。该团队指出,农业科技可以减少80%的“超额”排放,重新造林和恢复沼泽地可以消除剩余的20%;与此同时,生产率也将提高45%。

报告建议的解决方案,包括轮作、利用草地,以及利用可抑制一氧化二氮的排放的作物;尤其是这些解决方案几乎适用于任何农业经济体,因为它们足够便宜或足够有利可图,可以被广泛采用。

报告还提出了一个关键的概念是“土地面积碳中性”,意思是减少扩大新的农业用地,同时提高现有农田的生产力。WRI指出,这是可能的,但需要技术支持、详细规划以及对农业研究和科技的投资。

农业食品系统的碳中性是否可行呢?答案是肯定的。不管是最尖端的科技,还是最普通的农业实践,都能帮助到农业食品系统的“碳净零”;而且,也不必将希望寄托在哪个“神奇的解决方案”上,其实根本在于农业食品行业是否想安于现状。对于“碳净零”的最关键一点是,我们基本上都需要竭尽所能。不仅上游生产部门要尽其所能,下游加工和消费行业也要尽其所能。


参考资料:
*Tubiello, F., C. Rosenzweig, G. Conchedda, K. Karl, J. Gütschow, X. Pan, G. Griffiths Obli-Laryea, S. Qiu, J. De Barrios, A. Flammini, E. Mencos Contreras, L. Souza, R. Quadrelli, H. Heiðarsdóttir, P. Benoit, M. Hayek, and D. Sandalow, 2021: Greenhouse gas emissions from food systems: Building the evidence base. Environ. Res. Lett.16, no. 6, 065007, doi:10.1088/1748-9326/ac018e.
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