安徽省城鄉(xiāng)居民食物消費(fèi)能耗及碳排放分析

余廣霞，王向前，武慧君，葛建華

(1.安徽理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，安徽 淮南 232001；2.安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院，安徽 淮南 232001)

隨著氣候變化對人們生產(chǎn)生活的影響逐漸增強(qiáng)，大家對氣候問題的關(guān)注也逐漸增加，根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)：目前，環(huán)境大氣中的溫室氣體的濃度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了工業(yè)革命前溫室氣體的濃度值。目前溫室氣體中CO2的溫室效應(yīng)貢獻(xiàn)量高達(dá)65%，由此可見，減少CO2排放量將對改善我們生存的環(huán)境具有非常重要的意義[1-3]。

眾所周知，引起全球溫室效應(yīng)現(xiàn)象的原因是多方面的。其中，由食品消費(fèi)和由食品消費(fèi)帶動的能源消耗對全球的碳循環(huán)過程有著顯著影響[4]。通過對生活的觀察我們可以發(fā)現(xiàn)，在一些與食品消費(fèi)相關(guān)的活動中，人們的食品消費(fèi)喜好由肉食逐漸向素食轉(zhuǎn)變、農(nóng)業(yè)方式也由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向逐漸向有機(jī)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，這些變化實際上都有利于減少食品消費(fèi)對環(huán)境的影響程度。然而，在農(nóng)業(yè)機(jī)械化的同時也會增加能源的使用量，對食物進(jìn)行加工將會增加食品在加工以及運(yùn)輸?shù)纫幌盗羞^程中資源的消耗，實際上，間接物質(zhì)、能源消耗等都將會對碳排放過程產(chǎn)生顯著的作用[5]。食品消費(fèi)周期涵蓋了居民在食品消費(fèi)過程中所涉及的食品生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸及倉儲、家庭消費(fèi)等各個環(huán)節(jié)[6]。

除此之外，隨著經(jīng)濟(jì)和社會的進(jìn)步，城鎮(zhèn)化在提高人民生活水平的同時，由于居民飲食行為和飲食結(jié)構(gòu)將會發(fā)生變化，這會導(dǎo)致城鄉(xiāng)居民的飲食行為和飲食結(jié)構(gòu)存在一定的差異，將對碳排放產(chǎn)生影響[7-11]。文獻(xiàn)[12]利用 CLA方法比較并分析研究了2003～2010年間江西省城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民的生活方式對該地區(qū)的能源消費(fèi)以及碳排放的影響，并相應(yīng)的提出了一些降低江西省碳排放的相關(guān)政策和可行性建議。文獻(xiàn)[13]則是利用投入產(chǎn)出模型對澳大利亞消費(fèi)者日常行為對能源消費(fèi)和溫室氣體排放量的影響進(jìn)行了科學(xué)評估。文獻(xiàn)[14]在1975～2000年間中國CO2排放數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用了 STIRPAT 模型，研究影響CO2排放的相關(guān)因素，通過研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長對CO2排放的影響最大。

近年來，安徽省在城鎮(zhèn)化過程中，農(nóng)村居民逐漸向城市聚集，大量的農(nóng)村人口轉(zhuǎn)化為城市人口，這一變化過程進(jìn)而引起了食品消費(fèi)的直接碳排放和間接碳排放的變化，從而影響了二氧化碳排放總量的變化。本文通過分析安徽省城鎮(zhèn)化進(jìn)程中居民食品消費(fèi)和碳排放的關(guān)系，從而對人們合理的飲食以及減少食品消費(fèi)碳排放提供建議。

1 材料和方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文所用食品消費(fèi)的直接和間接碳排放核算能源數(shù)據(jù)主要來源于1990～2017年《安徽統(tǒng)計年鑒》，缺失部分通過《中國統(tǒng)計年鑒》補(bǔ)充。各排放因子數(shù)據(jù)來自于IPCC，農(nóng)藥和化肥等的碳排放系數(shù)取自美國橡樹嶺國家實驗室的相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法

基于安徽省1990～2017 年間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料，采用標(biāo)準(zhǔn)煤折算法和碳排放系數(shù)法，從直接和間接兩個方面來綜合分析安徽省居民在城鎮(zhèn)化過程中的食品結(jié)構(gòu)變化與能源消耗和碳排放的關(guān)系。最后，結(jié)合能源及碳排放統(tǒng)計數(shù)據(jù)綜合，分析各類影響因素。

1.3 碳排放計算方法

1)直接碳排放的計算

針對直接碳排放人均量進(jìn)行計算選用的方法是綜合碳折算系數(shù)法，主要計算公式有以下四個

cpi×pi+cfi×fi+cci×ci

上述式中，Ec是直接碳排放總量，它包括了食品直接碳排放以及飼料糧食碳排放兩部分；eci為某食品i的直接碳排放量；Ri為食品i的綜合碳折算系數(shù)，Qi為食品i的消費(fèi)量，ri是食品i的直接碳折算系數(shù)，θi是動物性食品i的飼料糧食間接投入系數(shù)；cpi、cfi和cci三個參數(shù)，分別為食品i中的蛋白質(zhì)、脂肪以及碳水化合物的含量；pi、fi和ci則分別代表食品i中蛋白質(zhì)和脂肪以及碳水化合物的含碳量，這三者的計算可以依據(jù)不同食品中的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的化學(xué)組成進(jìn)行相應(yīng)折算從而獲得。不同的食品之中的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的含量均來自于《食物成分表》。除此之外，不同食物的綜合碳折算系數(shù)參考了文獻(xiàn)[15]的相關(guān)計算。

2)家庭間接碳排放的計算

居民用于家庭食品炊事和冷藏環(huán)節(jié)的間接碳排放的計算過程如下

Eci=∑(Ekci+Esci)Ekci=∑EGij×αjEsci=

[γ×popi×Ni/(100×ni)]×αe

上述式中，Eci表示家庭間接碳排放總量，Ekci為i地區(qū)的炊事用能的碳排放量，Esci為i地區(qū)的儲藏用能的碳排放量，且i= 1 代表的區(qū)域為城鎮(zhèn)，i= 2 代表的區(qū)域為農(nóng)村；EGij為某i區(qū)域?qū)δ茉磈的消費(fèi)量；αj為對應(yīng)能源j的碳排放系數(shù)；γ為家庭電冰箱的平均年耗電量；popi為i地區(qū)的人口總數(shù)；Ni代表i地區(qū)每一百戶家庭所擁有的電冰箱數(shù)量；ni為i地區(qū)每戶人家的戶平均規(guī)模；αe為電力的碳排放系數(shù)[16]。

3)食品生產(chǎn)、加工環(huán)節(jié)碳排放的計算

①食品土地生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放量計算過程如下

上式中，ti依次代表著農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜和農(nóng)用柴油的消耗量(單位以“萬噸”計)，ξi表示相應(yīng)的碳排放系數(shù)，根據(jù)美國橡樹嶺國家實驗室的數(shù)據(jù)，農(nóng)藥和化肥的相關(guān)參數(shù)分別為：農(nóng)藥4.934 1kg/kg、化肥0.895 6kg/kg，根據(jù)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境研究所的相關(guān)數(shù)據(jù)，農(nóng)膜的碳排放系數(shù)為5.18kg/kg，根據(jù)政府間氣候變化專門委員會相關(guān)數(shù)據(jù)，柴油的碳排放系數(shù)為0.592 7kg/kg[17]。

②食品加工制造環(huán)節(jié)的碳排放量的計算過程如下

Em=∑EmiEmi=∑emj

上述式中，Em表示在食品的加工與制造過程碳排放的總量；Emi表示某生產(chǎn)環(huán)節(jié)i環(huán)節(jié)的碳排放量；emj表示某種生產(chǎn)能源j的碳排放量[18]。

4)居民食品消費(fèi)碳排放總量的計算

居民食品消費(fèi)碳排放總量計算過程如下

EALL=EC+EICEIC=Edc+Eec

上述式中，此處，EALL代表居民的食品消費(fèi)碳排放總量；EC代表居民食品消費(fèi)的直接碳排放總量；EIC代表與居民食品消費(fèi)有著密切關(guān)系的間接碳排放量；Edc為食品生產(chǎn)和食品加工環(huán)節(jié)過程中的間接碳排放總量；Eec為家庭間接碳排放量。

2 結(jié)果與討論

2.1 直接能源消耗及直接碳排放的影響

1)食品消費(fèi)直接能源消耗

由圖1可知，煤炭的消耗量總體上呈下降趨勢，同時，液化石油氣和天然氣的使用逐年遞增；2014年后，煤炭、液化石油氣和天然氣的消耗量趨于平穩(wěn)。此外，煤炭的減小量明顯高于液化石油氣和天然氣的增加量。這是由于國家對污染比較高的煤炭行業(yè)進(jìn)行調(diào)控，使得民眾對煤炭的使用熱度逐年減少，并且更趨向于使用更加環(huán)保的能源。

圖1 安徽省居民人均炊事能源變化

2)直接碳排放

由圖2可知，在1990～2017年間安徽省居民的飲食結(jié)構(gòu)變化較大。同時，居民飲食變化也相應(yīng)導(dǎo)致碳排放量的變化。城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民所購買的食物比例組成情況：兩者的共同點(diǎn)是蔬菜和糧食都是主要食物組成；不同點(diǎn)在于城鎮(zhèn)居民蔬菜和糧食在全部食品種類中所占的比例小于農(nóng)村居民，城鎮(zhèn)居民對于食油、豬牛羊肉、鮮蛋、水產(chǎn)品等其他食物的消費(fèi)量比重高于農(nóng)村居民。

(a)每年農(nóng)村居民人均食物購買量變化圖

(b)每年城鎮(zhèn)居民人均食品購買量變化圖圖2 1990～2017年間安徽省居民飲食結(jié)構(gòu)

圖3 安徽省城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民直接碳排放量變化圖

此外，結(jié)合不同食物的綜合碳排放系數(shù)進(jìn)行直接碳排放量計算。從圖3中可知，安徽省農(nóng)村居民人均直接碳排放量普遍略高于城鎮(zhèn)居民，其中1990年、2000年、2010年和2016年城鎮(zhèn)居民人均直接碳排放量分別為109.24kg、118.88kg、 109.43kg、 118.13kg；同期農(nóng)村居民人均直接碳排放量分別為 123.64kg、 133.77kg、 106.31kg、 136.43kg。這四年的人均碳排放城鄉(xiāng)差異分別為14.4kg、14.89kg、-2.92kg、18.3kg。這與居民的飲食結(jié)構(gòu)有關(guān)。

進(jìn)一步分析各類食物直接碳排放占碳排放總量的比例。由圖4所示，農(nóng)村居民的日常飲食構(gòu)成中糧食的消費(fèi)占比最大，相應(yīng)的碳排放量比重也是最大；城鎮(zhèn)居民由各類食物消費(fèi)引起的碳排放比較均衡，蔬菜的消費(fèi)量雖然大，但由于其產(chǎn)生的碳排放量很小，所以這部分食物在城鎮(zhèn)居民飲食所產(chǎn)生的碳排放量所占比例也很小。而豬肉、蛋類、食油和酒類雖然日常消費(fèi)量遠(yuǎn)不及糧食和蔬菜，但這幾類食物的綜合碳排放系數(shù)較大，因而產(chǎn)生的碳排放量比較大。除此之外，在城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程中，農(nóng)村居民的飲食結(jié)構(gòu)在逐步向城鎮(zhèn)居民飲食結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，各類消費(fèi)食物所產(chǎn)生的碳排放量比例也逐漸城鎮(zhèn)趨同。

(a)城鎮(zhèn)居民各類食物直接碳排放比例變化圖 (b)農(nóng)村居民各類食物直接碳排放比例變化圖圖4 城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民各類食物直接碳排放

2.2 對間接能源消耗及間接碳排放的影響

1)食品消費(fèi)間接能源消耗

城鄉(xiāng)居民食品消費(fèi)對能源的間接消耗主要表現(xiàn)在食品儲藏耗能、食物生產(chǎn)的化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、柴油能源及不同的食品加工環(huán)節(jié)所消耗的能源量。

由圖5可知，1990～2017年間，農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜和農(nóng)用柴油使用總量呈遞增趨勢，但是農(nóng)藥和化肥的施用量在2014年之后開始下降，農(nóng)膜的使用量也趨于平緩，2015年農(nóng)膜的使用量低于2014年。該變化也要得益于國家和地區(qū)的節(jié)能減排政策、農(nóng)業(yè)發(fā)展調(diào)控政策以及民眾環(huán)保意識的提高。

(a)農(nóng)藥使用總量變化圖

(b)化肥使用總量變化圖

(c)農(nóng)膜使用總量變化圖

(d) 農(nóng)用柴油使用總量變化圖圖5 1990～2017年間食品消費(fèi)間接能耗

從表1可知，農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)所消耗的能源隨時間而減少；食品制造業(yè)的能源消耗經(jīng)歷了先上升后下降；酒、飲料和精制茶制造業(yè)的能源消耗走勢也在隨時間而下降。與2000年相比，2016年這三個行業(yè)的能源消耗量都處理了下降，農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)下降了73.76%，食品制造業(yè)下降了61.54%，酒、飲料和精制茶制造業(yè)下降了31.34%。

表1 食品加工過程各行業(yè)能源消耗統(tǒng)計表 噸標(biāo)準(zhǔn)煤

2)間接碳排放

(a)城鎮(zhèn)居民家庭碳排放量變化

(b)農(nóng)村居民家庭碳排放量變化圖6 不同年份城鎮(zhèn)、農(nóng)村家庭碳排放

本文分別統(tǒng)計了1995、2000、2005、2010和2015年除食品加工和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)之外城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民的的碳排放變化情況。由圖6可知，城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民的家庭碳排放量呈上升趨勢，農(nóng)村地區(qū)碳排放量增長明顯，主要原因是食品儲存過程能耗的增加幅度較大，而炊事能源的消耗占有較大比重。到2016年末，安徽省農(nóng)村地區(qū)居民的家庭碳排放模式已經(jīng)明顯城鎮(zhèn)化。統(tǒng)計2016年包括食品加工環(huán)節(jié)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)在內(nèi)的碳排放總量比例分布情況，其中家庭消耗所產(chǎn)生的碳排放量取城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)的平均值，食品加工行業(yè)的碳排放量取2010至2016年的平均值，統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

表2 2016年末安徽省居民人均食品消費(fèi)碳排放統(tǒng)計表

居民在食品消費(fèi)的過程中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的碳排放量最大，約86.42%，其次是食品加工環(huán)節(jié)，約為13.54%，而家庭食品直接消耗以及食物儲存和炊事過程產(chǎn)生的碳排放量相對而言就很小，只占到0.04%。由此可見，在食品消費(fèi)過程中對碳排放量貢獻(xiàn)最大的不是所消費(fèi)的食品本身，而是在食品的生產(chǎn)及加工過程中附加性消耗的各類能源。

2.3 碳排放驅(qū)動因素分析

影響安徽省居民食物消費(fèi)碳排放的直接因素主要包括人口數(shù)、居民經(jīng)濟(jì)水平、交通情況；間接因素主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中消耗的農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜、農(nóng)用柴油，食品加工過程農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)、食品制造業(yè)、飲料和精制茶制造業(yè)的生產(chǎn)水平，食品儲存以及炊事過程。此外還受到食物交通運(yùn)輸、食品包裝、廣告宣傳、環(huán)保政策等因素的影響。

隨著，人口數(shù)目增多，居民經(jīng)濟(jì)水平提高、交通更加便利都會促進(jìn)食品碳排放總量增加，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程農(nóng)藥化肥、農(nóng)膜柴油的使用以及調(diào)整食品加工的生產(chǎn)用能、以清潔能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源將會減少碳排放，通過節(jié)能減排政策的合理實施可控制食品碳排放。

4 結(jié)論及建議

(1)主要結(jié)論

1) 安徽省城鎮(zhèn)居民飲食結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高于農(nóng)村居民。農(nóng)村居民的食物購買量變化幅度更大，居民對各類食物的購買比例每年的變化情況也比城鎮(zhèn)地區(qū)更顯著，城鎮(zhèn)化使得居民的飲食結(jié)構(gòu)朝著穩(wěn)定性的方向發(fā)展。

2)安徽省農(nóng)村居民人均直接碳排放量普遍略高于城鎮(zhèn)居民，但由各種食物消費(fèi)引起的碳排放特點(diǎn)越來越趨同于城鎮(zhèn)居民。由食物消費(fèi)引起的間接碳排放量遠(yuǎn)大于直接碳排放。

(2)建議

根據(jù)本文研究結(jié)果，針對當(dāng)前安徽省居民食品消費(fèi)現(xiàn)狀，參考結(jié)合國內(nèi)外其他研究人員的各項研究分析，提出以下幾點(diǎn)建議。

1)加大低碳食品消費(fèi)宣傳力度

充分發(fā)揮各種新聞媒體的作用，加大食品消費(fèi)相關(guān)的宣傳教育，提高居民節(jié)能減排的意識，推廣居民食品消費(fèi)優(yōu)化模式。引導(dǎo)居民樹立低碳消費(fèi)意識，選擇綠色低碳的食品消費(fèi)模式。

2)對居民進(jìn)行科學(xué)的健康膳食指導(dǎo)

引導(dǎo)人們盡量購買當(dāng)季、當(dāng)?shù)厥称?，引?dǎo)人們減少對加工復(fù)雜的商品的消費(fèi)。向人們科普低碳健康的膳食結(jié)構(gòu)，合理進(jìn)行素食、肉食、蛋、奶、海鮮等的搭配，通過合理選擇食品消費(fèi)結(jié)構(gòu)，合理選擇動物性食品和植物性食品的消費(fèi)比例，在動物性食品消費(fèi)中增加擁有相對較低的碳排放強(qiáng)度的食品的消費(fèi)(如水產(chǎn)品)，減少高碳排放的動物性食品的消費(fèi)(肉及制品)，減少食品直接碳排放；同時少吃加工類食品、在植物性食品中合理搭配蔬菜、水果、全谷物等低飽和脂肪、高纖維的食品可促進(jìn)身體健康。

3)節(jié)約糧食，充分利用食品資源

開展“光盤行動”等低碳環(huán)保的飲食引導(dǎo)活動，節(jié)約糧食，減小食品浪費(fèi)；對餐余垃圾進(jìn)行回收，經(jīng)過處理可進(jìn)行堆肥還田或者生產(chǎn)飼料等資源化利用，延長食品的生命周期。

4)加快農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)能減排改革

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中要倡導(dǎo)低碳理念，完善管理體制，優(yōu)化政策環(huán)境；發(fā)展農(nóng)業(yè)減排技術(shù)，調(diào)整農(nóng)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)；減少農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜等的使用量，發(fā)展綠色能源，建設(shè)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)；嚴(yán)格保護(hù)耕地，統(tǒng)籌兼顧，優(yōu)化土地利用格局；發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)；積極開發(fā)研制低碳農(nóng)機(jī)并加以推廣。

5)加快食品加工環(huán)節(jié)節(jié)能減排改革

在食品加工生產(chǎn)過程中，進(jìn)行食品生產(chǎn)各行業(yè)的工藝改革，減少食品的復(fù)雜包裝，多使用可降解包裝。食品生產(chǎn)企業(yè)一方面應(yīng)推動食品生產(chǎn)節(jié)能減排技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，降低因生產(chǎn)單位食品消耗能源產(chǎn)生的碳排放強(qiáng)度，以此達(dá)到降低生產(chǎn)碳排放的目的，另一面應(yīng)加大企業(yè)管理創(chuàng)新，充分利用資源，推進(jìn)生產(chǎn)加工技術(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)步，降低生產(chǎn)成本，提升自身在低碳食品市場的競爭力。

6)政府管理監(jiān)督食品碳減排

政府應(yīng)積極響應(yīng)國家節(jié)能減排好號召，制定并實施更加完善的食品節(jié)能減排政策。學(xué)習(xí)國外減排經(jīng)驗，逐步推廣食品“碳標(biāo)簽”，完善法律法規(guī)建設(shè)加強(qiáng)對居民低碳消費(fèi)的引導(dǎo)，鼓勵低碳食品的生產(chǎn)流通，引導(dǎo)消費(fèi)市場選擇低碳食品。