肉的碳足迹

要减少澳大利亚各个经济部门的温室气体排放,需要制定众多策略,但减少反刍动物蓄养数量作为一种有效策略不应忽略。对个人而言,除了响应经常提倡的二氧化碳减排倡议,你可以减少肉类摄入。即使每周减少一餐肉食摄入,您的温室气体排放足迹也会有显著改变。

本文作者:巴瑞·布鲁克(Barry Brook)教授是休伯特·威尔金斯爵士气候变化基金会主席、阿德莱德大学气候变化和可持续发展研究院主任,杰夫·罗素(Geoff Russell)是澳大利亚动物解放组织成员。

关于甲烷排放量的新闻报道经常配以牛放屁或打嗝的漫画,你会在报道中读到:1吨甲烷相当于21吨二氧化碳;同样1吨氧化亚氮(N2O)据说等于310吨二氧化碳。

这称为气体的暖化潜能值(GWP)。此方法便于计算,因为你可将所有不同种类的温室气体转化为同一换算单位,即二氧化碳当量(CO2-e),然后相加,这正是澳大利亚温室气体办公室所采用方法。

但这些气体暖化潜能值是如何计算的,又如何将不同气体在大气中衰减的变化率算入气体暖化潜能值?首先需要测算排放1吨气体后在大气中的剩余量,这是一个关于时间的函数。图1展示的是甲烷和二氧化碳的两条衰减曲线(图1),即气体随时间变化在大气中的剩余比率。甲烷在这一过程中自然分解为二氧化碳和水。

其次,每种气体对全球变暖的影响体现在衰减曲线下方的面积。这种影响体现于辐射平衡变化--即地球接收太阳热辐射量与反射热辐射量之差。“辐射平衡”单位是每平方米瞬时瓦特量(W/m2)。

目前,地球表面每平方米接收比反射的热辐射多约1.6W。听起来也许不多,但辐射平衡变化是由地球公转轨道的缓慢改变和自转时的摆动和倾斜造成的,其全球平均值约0.25W/m2。考虑到地球气候对辐射平衡的放大功能导致冰河期与温暖的间冰期(就像现在)交替出现,辐射平衡的全球平均值与实际数值间这种差异已足够大。恰巧,二氧化碳通常需要数百年才消失,其衰变曲线很长,但影响很小。

根据《京都议定书》我们使用第一个100年的衰减曲线来比较各种气体的排放。为计算某种气体的暖化潜能值(GWP),我们以100年为期,算出此种气体产生影响的平均值,再比较它和二氧化碳 在100年间产生影响的平均值,得出比率。

因此,两种气体的相对影响量关键取决于时间周期长短。如果你以20年为周期比较甲烷对二氧化碳的影响比率,则甲烷的影响相当于二氧化碳的72倍。1吨甲烷在10至15年内分解为二氧化碳和水,而1吨二氧化碳在大气中存留活跃更长时间。且这1吨二氧化碳的四分之一在500年内仍将影响气候变暖。

目前甲烷在大气中含量较低,但却是工业化前的2.5倍。相反,二氧化碳含量增加了37%。虽然由甲烷导致的全球变暖是二氧化碳的一半左右,但在一些国家,如澳大利亚,巴西和印度,由于其畜牧数量庞大,甲烷排放量大,导致大气结构变化。

现在和将来的温度控制

由于二氧化碳在大气中存留期长达数百年,迅速减少二氧化碳排放量绝对至关重要。每年新增4吨二氧化碳中有1吨可在500年后依然作用于全球变暖。

因此,若不迅速采取行动控制二氧化碳排放量,我们为减少甲烷采取的任何行动对地球未来气候不会有何实效。到2100年我们的后代将承受全球平均气温上升3-6摄氏度,格林兰岛和西部南极冰盖最终(也许迅速)全部融化(随之而来的是海平面上升12至14米),更频繁严重的干旱,更猛烈的洪灾和生物多样性丧失。厄尔尼诺现象可能持续发生,将导致热带季风气候遭破坏,影响亚洲几十亿人口赖以生存的条件。

但乐观看来,人类社会具有集体性和前瞻性,我们可作出必要的经济和技术选择,迅速减少二氧化碳排放量。一旦作出这样的决定,则甲烷和其它温室气体变得至关重要,为什么呢?

首先,甲烷是一种威力很强的温室气体,其在大气中保留的寿命较短,这样甲烷的减少会较快影响热辐射平衡。

首先,甲烷是一种威力很强的温室气体,在大气中存留时间较短。相对而言,甲烷的减少影响辐射平衡变化更快。其次,二氧化碳减排涉及众多经济部门,在技术操作层面复杂而昂贵,而甲烷减排通常简单得多。例如,澳大利亚1990年有1.7亿只羊,现在降到9200万。这一减少由市场力量驱动,并未事先计划,但它确实显示出甲烷减排可迅速实现。

畜牧业到底产生多少甲烷

每头奶牛每天排放的气体量对大多数人而言意义不大。最简单的感知方法就是把牲畜气体排放量与其它一些人们较熟知的气体排放量进行比较。

在澳大利亚,牛的畜养数量比总人口还多,每人平均蓄养五只绵羊。我们并非日夜不停地使用空调或者不停驾车,但牛羊通过其肠道发酵细菌作用却在不间断产生甲烷。澳大利亚牲畜每年生产300万吨(Mt)甲烷。使用100年周期气体暖化潜能值,这300万吨甲烷相当于6300万吨二氧化碳。作为比较,澳大利亚全部客运车辆的二氧化碳排放量约为4300万吨。根据政府间气候变化专业委员会第四次评估报告, 使用20年周期甲烷对二氧化碳的影响比率(即甲烷的影响相当于二氧化碳的72倍),则这300万吨甲烷要乘以72,相当于2.16亿吨二氧化碳。很明显,这300万吨甲烷在未来20年里足以影响全球暖化。这比澳大利亚所有燃煤发电站排放的二氧化碳造成全球暖化还要多得多!

因此减少甲烷排放量是迅速有效减少全球变暖足迹的独特机遇。通过迅速改变热辐射平衡,我们可为开发部署二氧化碳减排技术争取时间。这有点讽刺,因为当初以大规模燃气发电站取代燃煤发电站也是为争取时间。

减少甲烷排放使我们能够相对迅速地缩小热辐射不平衡,这是二氧化碳减排无法做到的。在澳大利亚,牲畜排放甲烷量约占全部甲烷排放量的60%。在美国,牲畜排放的甲烷比垃圾填埋、煤气泄漏和煤矿开采产生的甲烷量少。和全世界人均饲养牲畜比例最高的澳大利亚相比,美国平均每3人蓄养1头牛。此外,美国牧场蓄养的牛喂食谷物,比喂食草料的牛排放甲烷少得多。

饮食与驾车的比较

运用对比可证明,温室气体减排的方法可以实现。畜牧业温室气体排放量并不止于甲烷,澳大利亚温室办公室已经计算出生产1千克牛肉的100年周期温室气体强度,即生产每千克牛肉排放55.5千克二氧化碳当量。这是生产1千克铝排放量的2倍。

这55.5千克是用100年周期气体暖化潜能值计算得来的,是牲畜遭屠宰后每千克的二氧化碳排放数字。然而,每千克牛羊肉的二氧化碳实际排放量约80千克。以20年期计算,这一数字相当高(见表1)。

澳大利亚CSIRO完全健康饮食(CSIRO Total Wellbeing Diet)提供了对一个四口之家食物的温室气体排放量比较,其家庭用车是一辆2吨重的福特Territory。制造1吨重的汽车产生约17吨二氧化碳,行驶福特Territory每公里排放温室气体约300克。因此,如果此家庭每星期驾车200公里,则旅行排放量为60千克。此家庭可每周食用5.6千克牛肉,即人均每天食用200克牛羊肉。但如果保守计算,他们每周吃4千克牛肉,那么与牛肉相关的二氧化碳排放当量超过每周200千克。因此,该家庭在5年间肉类消费产生的二氧化碳排放量轻易超过制造及驾驶Territory产生的二氧化碳排放量。

表 1:一些常见食物(单位千克)的排放强度──二氧化碳排放当量(CO2-e)
食物 千克CO2-e/kg(20年) 千克CO2-e/kg(100年)
牛肉 111.1 55.5
羊肉及羊毛 96.3 32.7
猪肉 10.5 3.5
水稻 2.4 0.74
家禽 1.3 0.38
小麦 0.35 0.32
食品生产大量的甲烷,20年周期的二氧化碳排放量数字大大高于100年周期的二氧化碳排放量。资料来源:澳大利亚温室办公室

结论

大多数关于人们如何减少全球变暖足迹的信息和公共活动沿袭固有模式,将发电站和汽车当做仅有的温室气体排放源,而甲烷的危害很为被公众知晓,尽管它是排在二氧化碳后的第二大主要温室气体。全球范围内,牲畜肠道发酵(主要是反刍动物)是最大的人为甲烷来源。传统的牛羊肉生产排放甲烷约为稻米生长的2倍,而其卡路里仅为稻米10%。从这一意义上讲,牛肉的"碳强度"约为大米的20多倍。

像澳大利亚和巴西这样的国家,牲畜数量比人口还多。在中国传统主食是大米,但现在牲畜蓄养量急剧上升。庞大且不断增加的反刍动物总数对人类为减少地球热辐射不平衡的努力是一种严重威胁,所以对我们遏止全球变暖也是严重阻碍。

在澳大利亚,由于绵羊数量下降,甲烷释放大量减少,但由于对养牛数量增长没有限制,这一减少已抵消。此外,我们的主要科研机构所提倡的饮食和就餐方法将进一步鼓励反刍动物数量的增长。

要减少澳大利亚各个经济部门的温室气体排放,需要制定众多策略,但减少反刍动物蓄养数量作为一种有效策略不应忽略。对个人而言,除了响应经常提倡的二氧化碳减排倡议,你可以减少肉类摄入(表1)。即使每周减少一餐肉食摄入,您的温室气体排放足迹也会有显著改变。

科学杂志,2007年11/12月刊

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