农食系统与碳中和：中国农业与食物温室气体排放路径分析
2023年09月26日
绿色创新发展研究院iGDP
农食系统与气候变化
农食系统是指为满足食物需求所展开的农业生产、食物加工、运输、零售到消费过程中各个环节组成的整体系统。农食系统各环节都会产生温室气体。
针对其排放活动，可以分为以下四个环节：
食物生产准备，用于食物生产所涉及的土地利用类型的改变。
农业生产，包括农业投入品生产，例如农膜、化肥及农药使用等，以及植物种植和畜禽养殖。
农场到餐桌，包括食物加工、包装、运输及零售。
食物消费，包括食物烹饪以及餐厨垃圾处理等。
数据显示，全球1/3的温室气体排放来自农食系统，2021到2017年年均排放达到160亿吨二氧化碳当量。
中国农食系统与气候变化
可持续农食系统在中国的长期战略中发挥重要作用。因为可持续农食系统包括农业生产、从农场到餐桌等很多活动，可与国家很多长期战略相结合。例如，乡村振兴、共同富裕、碳达峰和碳中和方案、循环经济、零废城市等。
事实上，我国已经发布的很多绿色低碳政策尽管并不是针对农食系统的温室气体减排，而出于对环境污染、大气污染或者水污染的治理，但可为农食系统减排带来协同效应。例如，农业生产环节，有针对减少农业污染、化肥农药零增长、畜禽粪污资源化利用等政策。农场到餐桌环节，有《绿色高效制冷方案》，它对于食品冷链运输有很好的减排效果。在食物浪费环节，有《反食物浪费法》。去年出台的《农业农村减排固碳实施方案》中也提到很多推动农食系统温室气体减排的措施和重点任务，包括稻田甲烷减排以及绿色节能等。
此外，现有农食系统下出现了很多良好的减排实践和减排技术。比如农业生产环节，有畜禽粪污产沼气，通过增加饲料的辅料促进动物肠道发酵的甲烷减排，以及通过调整灌溉模式或者种植选育合适的水稻品种促进稻田甲烷减排。
与此同时，伴随着经济发展，居民收入水平提高，一方面大众对食物的需求更加多元。另一方面居民对于动物类蛋白消费需求的增长，这些因素也将影响我国农食系统未来的排放。
农食系统减排路径分析
研究的范围和方法，包括划定排放源范围、温室气体范围，以及情景设置。
如上表所示，我们对农食系统排放的研究中，覆盖的主要排放源包括在农业生产、从农场到餐桌以及食物消费三个环节，包含的主要温室气体有二氧化碳、甲烷、以及含氟温室气体。
减排路径的情景分析包括三个情景设置。一是参考情景，基于我国经济发展和绿色低碳转型趋势，估算未来农食系统排放。二是强化减排情景，在参考情景的基础上，考虑延续和加强正在实施的低碳农业行动，以及其他尚未纳入的具有成本有效性的减排行动。三是深度减排情景，基于国内外已有的减排实践，在强化减排情景的基础上，采取低碳行动。强化减排情景和深度减排情景主要区别是深度减排情景下，不考虑成本有效性，而是更多考虑技术的可行性。
如上图所示，参考情景下，中国农食系统排放的现状。分气体来看，中国农食系统中51%左右的排放来源于二氧化碳，剩下将近一半来自于非二氧化碳温室气体。其中32%来自甲烷，17%来自氧化亚氮，其余来自含氟温室气体。分环节来看，温室气体排放最高比例来自于农业生产，占59%左右，之后依次是食物消费阶段的食物烹饪以及厨余垃圾处理，这部分温室气体排放在20%左右。
如上图所示，不同情景下我国农食系统温室气体排放情况。参考情景下，中国农食系统温室气体逐年上升至2065年左右，达到接近21亿吨左右。强化减排情景下，到2060年，我国农食系统温室气体排放可比参考情景下降36%左右，深度减排情景下，相比参考情景下降70%左右。
如上图所示，参考情景下，我国农食系统温室气体分行业分环节排放的基本情况。来自农业生产的排放呈上升趋势，从农场到餐桌的排放，包括运输、包装及加工等环节的排放，随着能效的提升略有下降。
如上图所示，参考情景下，我国农食系统分气体排放的情况。二氧化碳将在2030年达峰后缓慢下降，甲烷排放较多，并仍有增加空间。
如上图所示，强化减排情景和深度减排情景下，我国农食系统分阶段的减排潜力。农业生产的减排潜力较大，其次是食物烹饪。
如上图所示，强化减排情景和深度减排情景下，我国农食系统分气体减排的潜力也有不同。在深度减排情景下，甲烷和二氧化碳的减排潜力最大。
如上图所示，我们重点关注了深度减排情景下，不同减排行动的减排潜力。可见有37%的减排潜力来自于农业生产环节，具体减排措施包括稻田甲烷减排、动物肠道发酵甲烷减排以及氮肥减量。有63%的减排潜力来自于除农业生产之外的其他环节的减排行动，这意味着我们不仅需要关注农业生产带来的减排，其他环节的减排行动也非常重要。行为改变的减排潜力也比较大，但它涉及个人行为的改变，不易推动。
食物烹饪节能和电气化、畜禽粪污管理以及氮肥减量，是我们认为农食系统排名前三的重点减排行动。
农食系统减排对策建议
基于我们研究的初步分析，以下是对农食系统减排提出对策和建议。
1）制定综合性的农食系统碳中和战略。因为农食系统排放源涉及到工业、农业、能源、建筑以及废弃物等多个领域，综合性的农食系统行动方案，能够更好地协调行动，同时设定量化目标。
2）建立农食系统环境数据，以支持科学决策。通过梳理农食系统不同部门关于食物生产和消费的温室气体排放活动，为农食系统减排政策提供数据基础。此外，还可以结合生态食品和绿色食品体系，将碳信息纳入其中。
3）优化现有绿色低碳行动可以扩大减排效果，尤其是甲烷减排力度。测算发现，优化现有政策，将在2050年带来减排潜力达到60%，因此如果能够继续为绿色农业、循环经济和能源清洁利用提供技术和政策支持，将会带来更好的减排效果。
4）推动农食系统的能源低碳化。包括提高农机能效提升和中小型农机的电动化，以及食物运输轻型货运电动化等。
5）通过创新推动减排实践和技术的规模化应用。探索机制创新，比如社区支持农业以及再生农业，以及提供更多能力建设等。
陈美安，绿色创新发展研究院项目总监