一种自上而下的综合方法，用于确定欧洲经济区国家的食物链排放量

《Journal of Cleaner Production》：A comprehensive top-down method to determine food chain emissions in European Economic Area countries

　　欧盟食品供应链温室气体排放研究显示，农业和制造环节占主导（58%和25%），HFC在零售中占比达50%。Scope 1排放占84%，电强度差异导致Scope 2排放波动显著。方法通过整合NACE行业代码与多源数据，建立可扩展的评估框架。

　　### 研究背景与意义

全球气候变化已经成为21世纪最紧迫的环境问题之一，各国政府和国际组织正在努力减少温室气体（GHG）排放以实现气候目标。食品行业作为人类社会不可或缺的一部分，其在温室气体排放中的贡献不容忽视。根据研究，食品、饮料和烟草制造在欧盟（EU）的销售价值中占了18%，远高于其他任何单一行业。这意味着食品产业在全球温室气体排放中占据重要地位，尤其在农业生产、运输和零售等环节。

食品供应链的碳排放主要来源于农业、制造、零售、运输、仓储、服务和家庭消费等多个环节。其中，农业和渔业是食品供应链中最大的碳排放源，占食品链总排放量的58%。然而，这些排放大多来自甲烷（CH?）和氧化亚氮（N?O），而非二氧化碳（CO?）。此外，食品冷链（cold chain）由于其高能耗特性，往往使用具有高全球变暖潜能（GWP）的制冷剂，这进一步增加了食品行业的碳足迹。这些因素表明，食品行业的碳排放问题需要从多个层面进行系统分析和有效管理。

现有的全球温室气体排放数据库，如《全球大气研究排放数据库》（EDGAR）和联合国粮食及农业组织（FAOSTAT）的统计数据，虽然能够提供食品行业总体排放的宏观数据，但缺乏足够的细节，无法支持各国在能源来源和食品生产系统方面的具体比较。这种缺乏细节的问题限制了针对不同国家制定个性化减缓措施的能力。因此，本研究提出了一种新的方法，通过整合多个国家的排放数据和食品供应链活动，实现对食品行业碳排放的系统评估，为各国制定针对性的减排策略提供了科学依据。

### 研究方法与数据来源

本研究采用了一种自上而下的方法（top-down approach），基于各国的排放数据和食品供应链相关指标，如营业额、运输里程等，来估算食品行业的温室气体排放。这一方法的优势在于它能够提供相对详细的数据，而不仅仅是总体数据，从而更好地识别不同国家和行业之间的差异。

为了确保数据的全面性和准确性，研究团队整合了多个数据来源。其中包括欧盟统计局（Eurostat）提供的国家排放数据和家庭活动数据，以及联合国气候变化框架公约（UNFCCC）的数据集。此外，还利用了其他专门的数据库，如《物理能源流账户》（PEFA）和《家庭能源消费数据库》（FECiH），以获取与食品相关的直接和间接排放数据。

在计算食品行业碳排放时，研究团队将整个食品供应链划分为十个主要部分，包括农业、制造、零售、运输、仓储、服务和家庭消费等。每个部分的碳排放被划分为Scope 1和Scope 2。Scope 1是指直接排放，如化石燃料燃烧；Scope 2则是指间接排放，主要来自于购买的电力产生的排放。通过这种方法，研究团队能够对食品行业在不同国家和地区的排放情况进行比较，为政策制定者提供科学支持。

此外，研究还特别关注了制冷剂（如氢氟碳化物，HFCs）对食品行业碳排放的影响。制冷剂的使用在零售和家庭消费环节中占据了重要位置，特别是在食品冷链中。HFCs的全球变暖潜能非常高，因此其排放对整体碳足迹有显著影响。研究团队通过对比不同国家的HFC排放比例，发现零售环节的HFC排放占其总排放的50%，这表明制冷技术的改进对于减少食品行业的碳排放至关重要。

### 研究结果与分析

本研究选择了十个欧洲经济区（EEA）国家，包括奥地利、比利时、法国、德国、匈牙利、意大利、立陶宛、挪威、波兰和西班牙。这些国家代表了欧盟27国和挪威，覆盖了74%的人口和76%的GDP，具有良好的代表性。研究团队基于这些国家的排放数据，计算了食品行业的总排放量和人均排放量，并分析了不同国家在食品供应链中的碳排放特征。

从研究结果来看，食品行业的碳排放在不同国家之间存在显著差异。例如，立陶宛的人均食品排放量最高，达到2.44吨CO?e，而挪威和德国的人均食品排放量较低，分别约为10%和12%。这种差异主要与各国的能源结构、食品生产方式和消费模式有关。立陶宛的食品排放几乎完全依赖于化石燃料，而挪威和法国则由于其低碳电力供应（如水电和核电），导致食品行业的碳排放较低。

农业和渔业是食品行业碳排放的主要来源，占总排放量的58%。这一部分的碳排放主要来自于甲烷和氧化亚氮，而非二氧化碳。甲烷主要来自牲畜粪便管理和水稻种植，而氧化亚氮则与化肥的使用密切相关。这些数据表明，农业领域的碳排放治理应重点关注甲烷和氧化亚氮的减排，而不仅仅是二氧化碳。

制造环节的碳排放占食品行业总排放的25%，这主要是由于制造过程中的能源消耗和间接排放（如电力使用）。零售和批发环节的碳排放则主要来自于制冷剂的使用，其中HFC排放占零售环节总排放的50%。这表明，零售行业在碳排放治理中应优先考虑制冷技术的升级，如采用自然制冷剂（如R744）。

运输环节的碳排放在食品供应链中也占据重要位置。研究团队发现，陆地运输在食品运输中的贡献最大，占总运输排放的79%。然而，水路运输在某些国家（如法国和德国）的食品供应链中也占据重要比例，这表明运输方式的优化对于减少食品行业的碳排放至关重要。

家庭消费环节的碳排放主要来自于烹饪和制冷活动。其中，烹饪的碳排放主要依赖于家庭使用的能源类型，而制冷活动则与制冷剂的使用密切相关。研究团队发现，家庭制冷活动的HFC排放占食品行业总排放的66%，这表明家庭制冷设备的改进对于减少食品行业的碳排放具有重要意义。

### 研究发现与建议

本研究发现，食品行业的碳排放主要来源于农业和制造环节，这两部分合计占食品行业总排放的83%。因此，治理食品行业的碳排放应优先考虑农业和制造环节的优化。农业领域的治理应重点关注甲烷和氧化亚氮的减排，例如改进牲畜管理、减少化肥使用等。制造环节的治理则应关注能源效率的提升和可再生能源的使用。

在零售和批发环节，HFC排放占比较大，因此应推动制冷技术的升级，采用低全球变暖潜能的制冷剂。此外，水路运输在某些国家的食品供应链中占据重要地位，这表明应投资于低排放的水路运输技术，如使用可再生能源驱动的船舶。

运输环节的碳排放治理应考虑不同国家的实际情况。例如，立陶宛和波兰由于其较高的家庭碳排放，应优先考虑向电气化烹饪和制冷技术转型。而法国和德国由于其较高的水路运输碳排放，应投资于低排放的水路运输方式。

家庭消费环节的碳排放治理应关注烹饪和制冷活动。对于使用化石燃料进行烹饪的国家，如匈牙利、意大利和法国，应推动电气化烹饪设备的普及。而对于制冷活动依赖HFC的国家，如意大利，应推动自然制冷剂的使用，以减少制冷剂的碳足迹。

### 研究意义与未来展望

本研究的意义在于，它提供了一种新的方法，能够更准确地估算食品行业的碳排放，并为各国制定针对性的减排策略提供科学依据。现有的数据库虽然能够提供食品行业总体排放的数据，但缺乏足够的细节，无法支持各国在能源来源和食品生产系统方面的具体比较。因此，本研究的方法在一定程度上弥补了这一不足。

此外，本研究的方法具有一定的通用性，可以扩展到其他国家。通过采用代表性的数据集，其他国家也可以利用这一方法进行食品行业的碳排放评估。这对于全球范围内的碳排放治理具有重要意义，特别是在气候变化问题日益严峻的背景下。

未来的研究应进一步细化食品行业碳排放的来源，特别是在能源使用方面。通过比较不同国家的能源结构和食品生产方式，可以更好地识别减排潜力和优先领域。此外，研究还应关注食品行业的未来发展趋势，如技术进步、政策变化和消费者行为的变化，以预测未来的碳排放趋势并制定相应的应对措施。

综上所述，食品行业的碳排放治理需要从多个层面进行系统分析和优化。农业和制造环节是碳排放的主要来源，应优先考虑这些环节的减排措施。同时，零售、运输和家庭消费环节的碳排放治理也应得到重视，特别是制冷剂的使用和运输方式的优化。通过采用自上而下的方法，可以更准确地估算食品行业的碳排放，并为各国制定针对性的减排策略提供科学支持。