安徽省城乡居民食物消费能耗及碳排放分析

余广霞，王向前，武慧君，葛建华

(1.安徽理工大学经济管理学院，安徽 淮南 232001；2.安徽理工大学地球与环境学院，安徽 淮南 232001)

随着气候变化对人们生产生活的影响逐渐增强，大家对气候问题的关注也逐渐增加，根据相关研究发现：目前，环境大气中的温室气体的浓度已经远远超出了工业革命前温室气体的浓度值。目前温室气体中CO2的温室效应贡献量高达65%，由此可见，减少CO2排放量将对改善我们生存的环境具有非常重要的意义[1-3]。

众所周知，引起全球温室效应现象的原因是多方面的。其中，由食品消费和由食品消费带动的能源消耗对全球的碳循环过程有着显著影响[4]。通过对生活的观察我们可以发现，在一些与食品消费相关的活动中，人们的食品消费喜好由肉食逐渐向素食转变、农业方式也由传统农业向逐渐向有机农业转变，这些变化实际上都有利于减少食品消费对环境的影响程度。然而，在农业机械化的同时也会增加能源的使用量，对食物进行加工将会增加食品在加工以及运输等一系列过程中资源的消耗，实际上，间接物质、能源消耗等都将会对碳排放过程产生显著的作用[5]。食品消费周期涵盖了居民在食品消费过程中所涉及的食品生产、加工、运输及仓储、家庭消费等各个环节[6]。

除此之外，随着经济和社会的进步，城镇化在提高人民生活水平的同时，由于居民饮食行为和饮食结构将会发生变化，这会导致城乡居民的饮食行为和饮食结构存在一定的差异，将对碳排放产生影响[7-11]。文献[12]利用 CLA方法比较并分析研究了2003～2010年间江西省城镇居民和农村居民的生活方式对该地区的能源消费以及碳排放的影响，并相应的提出了一些降低江西省碳排放的相关政策和可行性建议。文献[13]则是利用投入产出模型对澳大利亚消费者日常行为对能源消费和温室气体排放量的影响进行了科学评估。文献[14]在1975～2000年间中国CO2排放数据的基础上，运用了 STIRPAT 模型，研究影响CO2排放的相关因素，通过研究发现经济增长对CO2排放的影响最大。

近年来，安徽省在城镇化过程中，农村居民逐渐向城市聚集，大量的农村人口转化为城市人口，这一变化过程进而引起了食品消费的直接碳排放和间接碳排放的变化，从而影响了二氧化碳排放总量的变化。本文通过分析安徽省城镇化进程中居民食品消费和碳排放的关系，从而对人们合理的饮食以及减少食品消费碳排放提供建议。

1 材料和方法

1.1 数据来源

本文所用食品消费的直接和间接碳排放核算能源数据主要来源于1990～2017年《安徽统计年鉴》，缺失部分通过《中国统计年鉴》补充。各排放因子数据来自于IPCC，农药和化肥等的碳排放系数取自美国橡树岭国家实验室的相关数据。

1.2 研究方法

基于安徽省1990～2017 年间的统计数据资料，采用标准煤折算法和碳排放系数法，从直接和间接两个方面来综合分析安徽省居民在城镇化过程中的食品结构变化与能源消耗和碳排放的关系。最后，结合能源及碳排放统计数据综合，分析各类影响因素。

1.3 碳排放计算方法

1)直接碳排放的计算

针对直接碳排放人均量进行计算选用的方法是综合碳折算系数法，主要计算公式有以下四个

cpi×pi+cfi×fi+cci×ci

上述式中，Ec是直接碳排放总量，它包括了食品直接碳排放以及饲料粮食碳排放两部分；eci为某食品i的直接碳排放量；Ri为食品i的综合碳折算系数，Qi为食品i的消费量，ri是食品i的直接碳折算系数，θi是动物性食品i的饲料粮食间接投入系数；cpi、cfi和cci三个参数，分别为食品i中的蛋白质、脂肪以及碳水化合物的含量；pi、fi和ci则分别代表食品i中蛋白质和脂肪以及碳水化合物的含碳量，这三者的计算可以依据不同食品中的蛋白质、脂肪和碳水化合物的化学组成进行相应折算从而获得。不同的食品之中的蛋白质、脂肪和碳水化合物的含量均来自于《食物成分表》。除此之外，不同食物的综合碳折算系数参考了文献[15]的相关计算。

2)家庭间接碳排放的计算

居民用于家庭食品炊事和冷藏环节的间接碳排放的计算过程如下

Eci=∑(Ekci+Esci)Ekci=∑EGij×αjEsci=

[γ×popi×Ni/(100×ni)]×αe

上述式中，Eci表示家庭间接碳排放总量，Ekci为i地区的炊事用能的碳排放量，Esci为i地区的储藏用能的碳排放量，且i= 1 代表的区域为城镇，i= 2 代表的区域为农村；EGij为某i区域对能源j的消费量；αj为对应能源j的碳排放系数；γ为家庭电冰箱的平均年耗电量；popi为i地区的人口总数；Ni代表i地区每一百户家庭所拥有的电冰箱数量；ni为i地区每户人家的户平均规模；αe为电力的碳排放系数[16]。

3)食品生产、加工环节碳排放的计算

①食品土地生产环节碳排放量计算过程如下

上式中，ti依次代表着农药、化肥、农膜和农用柴油的消耗量(单位以“万吨”计)，ξi表示相应的碳排放系数，根据美国橡树岭国家实验室的数据，农药和化肥的相关参数分别为：农药4.934 1kg/kg、化肥0.895 6kg/kg，根据南京农业大学农业资源与生态环境研究所的相关数据，农膜的碳排放系数为5.18kg/kg，根据政府间气候变化专门委员会相关数据，柴油的碳排放系数为0.592 7kg/kg[17]。

②食品加工制造环节的碳排放量的计算过程如下

Em=∑EmiEmi=∑emj

上述式中，Em表示在食品的加工与制造过程碳排放的总量；Emi表示某生产环节i环节的碳排放量；emj表示某种生产能源j的碳排放量[18]。

4)居民食品消费碳排放总量的计算

居民食品消费碳排放总量计算过程如下

EALL=EC+EICEIC=Edc+Eec

上述式中，此处，EALL代表居民的食品消费碳排放总量；EC代表居民食品消费的直接碳排放总量；EIC代表与居民食品消费有着密切关系的间接碳排放量；Edc为食品生产和食品加工环节过程中的间接碳排放总量；Eec为家庭间接碳排放量。

2 结果与讨论

2.1 直接能源消耗及直接碳排放的影响

1)食品消费直接能源消耗

由图1可知，煤炭的消耗量总体上呈下降趋势，同时，液化石油气和天然气的使用逐年递增；2014年后，煤炭、液化石油气和天然气的消耗量趋于平稳。此外，煤炭的减小量明显高于液化石油气和天然气的增加量。这是由于国家对污染比较高的煤炭行业进行调控，使得民众对煤炭的使用热度逐年减少，并且更趋向于使用更加环保的能源。

图1 安徽省居民人均炊事能源变化

2)直接碳排放

由图2可知，在1990～2017年间安徽省居民的饮食结构变化较大。同时，居民饮食变化也相应导致碳排放量的变化。城镇和农村居民所购买的食物比例组成情况：两者的共同点是蔬菜和粮食都是主要食物组成；不同点在于城镇居民蔬菜和粮食在全部食品种类中所占的比例小于农村居民，城镇居民对于食油、猪牛羊肉、鲜蛋、水产品等其他食物的消费量比重高于农村居民。

(a)每年农村居民人均食物购买量变化图

(b)每年城镇居民人均食品购买量变化图图2 1990～2017年间安徽省居民饮食结构

图3 安徽省城镇、农村居民直接碳排放量变化图

此外，结合不同食物的综合碳排放系数进行直接碳排放量计算。从图3中可知，安徽省农村居民人均直接碳排放量普遍略高于城镇居民，其中1990年、2000年、2010年和2016年城镇居民人均直接碳排放量分别为109.24kg、118.88kg、 109.43kg、 118.13kg；同期农村居民人均直接碳排放量分别为 123.64kg、 133.77kg、 106.31kg、 136.43kg。这四年的人均碳排放城乡差异分别为14.4kg、14.89kg、-2.92kg、18.3kg。这与居民的饮食结构有关。

进一步分析各类食物直接碳排放占碳排放总量的比例。由图4所示，农村居民的日常饮食构成中粮食的消费占比最大，相应的碳排放量比重也是最大；城镇居民由各类食物消费引起的碳排放比较均衡，蔬菜的消费量虽然大，但由于其产生的碳排放量很小，所以这部分食物在城镇居民饮食所产生的碳排放量所占比例也很小。而猪肉、蛋类、食油和酒类虽然日常消费量远不及粮食和蔬菜，但这几类食物的综合碳排放系数较大，因而产生的碳排放量比较大。除此之外，在城镇化发展进程中，农村居民的饮食结构在逐步向城镇居民饮食结构转变，各类消费食物所产生的碳排放量比例也逐渐城镇趋同。

(a)城镇居民各类食物直接碳排放比例变化图 (b)农村居民各类食物直接碳排放比例变化图图4 城镇、农村居民各类食物直接碳排放

2.2 对间接能源消耗及间接碳排放的影响

1)食品消费间接能源消耗

城乡居民食品消费对能源的间接消耗主要表现在食品储藏耗能、食物生产的化肥、农药、农膜、柴油能源及不同的食品加工环节所消耗的能源量。

由图5可知，1990～2017年间，农药、化肥、农膜和农用柴油使用总量呈递增趋势，但是农药和化肥的施用量在2014年之后开始下降，农膜的使用量也趋于平缓，2015年农膜的使用量低于2014年。该变化也要得益于国家和地区的节能减排政策、农业发展调控政策以及民众环保意识的提高。

(a)农药使用总量变化图

(b)化肥使用总量变化图

(c)农膜使用总量变化图

(d) 农用柴油使用总量变化图图5 1990～2017年间食品消费间接能耗

从表1可知，农副产品加工业所消耗的能源随时间而减少；食品制造业的能源消耗经历了先上升后下降；酒、饮料和精制茶制造业的能源消耗走势也在随时间而下降。与2000年相比，2016年这三个行业的能源消耗量都处理了下降，农副产品加工业下降了73.76%，食品制造业下降了61.54%，酒、饮料和精制茶制造业下降了31.34%。

表1 食品加工过程各行业能源消耗统计表 吨标准煤

2)间接碳排放

(a)城镇居民家庭碳排放量变化

(b)农村居民家庭碳排放量变化图6 不同年份城镇、农村家庭碳排放

本文分别统计了1995、2000、2005、2010和2015年除食品加工和农业生产环节之外城镇和农村居民的的碳排放变化情况。由图6可知，城镇和农村居民的家庭碳排放量呈上升趋势，农村地区碳排放量增长明显，主要原因是食品储存过程能耗的增加幅度较大，而炊事能源的消耗占有较大比重。到2016年末，安徽省农村地区居民的家庭碳排放模式已经明显城镇化。统计2016年包括食品加工环节和农业生产环节在内的碳排放总量比例分布情况，其中家庭消耗所产生的碳排放量取城镇和农村地区的平均值，食品加工行业的碳排放量取2010至2016年的平均值，统计结果如表2所示。

表2 2016年末安徽省居民人均食品消费碳排放统计表

居民在食品消费的过程中，农业生产环节所产生的碳排放量最大，约86.42%，其次是食品加工环节，约为13.54%，而家庭食品直接消耗以及食物储存和炊事过程产生的碳排放量相对而言就很小，只占到0.04%。由此可见，在食品消费过程中对碳排放量贡献最大的不是所消费的食品本身，而是在食品的生产及加工过程中附加性消耗的各类能源。

2.3 碳排放驱动因素分析

影响安徽省居民食物消费碳排放的直接因素主要包括人口数、居民经济水平、交通情况；间接因素主要包括农业生产过程中消耗的农药、化肥、农膜、农用柴油，食品加工过程农副产品加工业、食品制造业、饮料和精制茶制造业的生产水平，食品储存以及炊事过程。此外还受到食物交通运输、食品包装、广告宣传、环保政策等因素的影响。

随着，人口数目增多，居民经济水平提高、交通更加便利都会促进食品碳排放总量增加，减少农业生产过程农药化肥、农膜柴油的使用以及调整食品加工的生产用能、以清洁能源代替传统能源将会减少碳排放，通过节能减排政策的合理实施可控制食品碳排放。

4 结论及建议

(1)主要结论

1) 安徽省城镇居民饮食结构稳定性高于农村居民。农村居民的食物购买量变化幅度更大，居民对各类食物的购买比例每年的变化情况也比城镇地区更显著，城镇化使得居民的饮食结构朝着稳定性的方向发展。

2)安徽省农村居民人均直接碳排放量普遍略高于城镇居民，但由各种食物消费引起的碳排放特点越来越趋同于城镇居民。由食物消费引起的间接碳排放量远大于直接碳排放。

(2)建议

根据本文研究结果，针对当前安徽省居民食品消费现状，参考结合国内外其他研究人员的各项研究分析，提出以下几点建议。

1)加大低碳食品消费宣传力度

充分发挥各种新闻媒体的作用，加大食品消费相关的宣传教育，提高居民节能减排的意识，推广居民食品消费优化模式。引导居民树立低碳消费意识，选择绿色低碳的食品消费模式。

2)对居民进行科学的健康膳食指导

引导人们尽量购买当季、当地食品，引导人们减少对加工复杂的商品的消费。向人们科普低碳健康的膳食结构，合理进行素食、肉食、蛋、奶、海鲜等的搭配，通过合理选择食品消费结构，合理选择动物性食品和植物性食品的消费比例，在动物性食品消费中增加拥有相对较低的碳排放强度的食品的消费(如水产品)，减少高碳排放的动物性食品的消费(肉及制品)，减少食品直接碳排放；同时少吃加工类食品、在植物性食品中合理搭配蔬菜、水果、全谷物等低饱和脂肪、高纤维的食品可促进身体健康。

3)节约粮食，充分利用食品资源

开展“光盘行动”等低碳环保的饮食引导活动，节约粮食，减小食品浪费；对餐余垃圾进行回收，经过处理可进行堆肥还田或者生产饲料等资源化利用，延长食品的生命周期。

4)加快农业生产节能减排改革

在农业生产中要倡导低碳理念，完善管理体制，优化政策环境；发展农业减排技术，调整农业发展结构；减少农药、化肥、农膜等的使用量，发展绿色能源，建设农业循环经济；严格保护耕地，统筹兼顾，优化土地利用格局；发展精准农业；积极开发研制低碳农机并加以推广。

5)加快食品加工环节节能减排改革

在食品加工生产过程中，进行食品生产各行业的工艺改革，减少食品的复杂包装，多使用可降解包装。食品生产企业一方面应推动食品生产节能减排技术的开发和应用，降低因生产单位食品消耗能源产生的碳排放强度，以此达到降低生产碳排放的目的，另一面应加大企业管理创新，充分利用资源，推进生产加工技术结构进步，降低生产成本，提升自身在低碳食品市场的竞争力。

6)政府管理监督食品碳减排

政府应积极响应国家节能减排好号召，制定并实施更加完善的食品节能减排政策。学习国外减排经验，逐步推广食品“碳标签”，完善法律法规建设加强对居民低碳消费的引导，鼓励低碳食品的生产流通，引导消费市场选择低碳食品。