Az élelmiszerek szénlábnyoma: a különbségeket a metán hatása magyarázza?

Szeretnénk megköszönni Dr. Joseph Poore-nak, hogy átadta az elemzés alapjául szolgáló adatokat, és Dr. Michelle Cain-nak a cikk korábbi tervezeteivel kapcsolatos visszajelzésekért.

Amint azt korábban bemutattam, nagy különbségek vannak a különféle ételek szénlábnyomában. Különösen a marha- és bárányhús sokkal nagyobb üvegházhatásúgáz-kibocsátással rendelkezik, mint a csirke, sertés vagy növényi alternatívák.

Ezek az adatok azt sugallják, hogy a diéta éghajlatra gyakorolt hatásának csökkentésére a leghatékonyabb módszer az, ha összességében kevesebb húst eszünk, különösen a vörös húst és a tejterméket (lásd: itt).

Mutatók az üvegházhatású gázok kibocsátásának számszerűsítésére

Ebben a bejegyzésben azt szeretném megvizsgálni, hogy ezek a következtetések függenek-e az adott mutatótól, amelyre támaszkodunk az üvegházhatású gázok (ÜHG) kibocsátásának számszerűsítéséhez. Lehet vitatni, hogy a vörös húsnak és a tejtermékeknek sokkal nagyobb a lábnyoma, mert károsanyag-kibocsátását a metán uralja - olyan üvegházhatású gáz, amely sokkal erősebb, de rövidebb az élettartama a légkörben, mint a szén-dioxid. A metánkibocsátás eddig jelentős mértékű felmelegedést okozott - a becslések a teljes érték körülbelül 23–40% -át teszik ki -. 1

A cikk végén található rovatban részletesebben tárgyalom az emissziós mutatókkal és a metán kezelésével kapcsolatos vitát. De itt röviden megfogalmazom:

Mivel sok különböző üvegházhatású gáz van, a kutatók gyakran összevonják őket egy közös mértékegységbe, amikor összehasonlításokat akarnak végezni. 2 Ennek leggyakoribb módja a „szén-dioxid-ekvivalensek” nevű mutatóra támaszkodni. Ezt a metrikát fogadta el az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület (IPCC); és a Párizsi Megállapodás hivatalos jelentési és célmeghatározási mutatójaként szolgál. 3

A „szén-dioxid-ekvivalensek” (CO2eq) összes üvegházhatású gáz hatását egyetlen mutatóba összesítik a „globális felmelegedési potenciál” felhasználásával. Pontosabban, a globális felmelegedési potenciál 100 éves időtartamon belül (GWP100) - ez az időkeret az éghajlat-politika közép- és hosszú távú időszakát jelenti.

A CO2eq kiszámításához meg kell szorozni az egyes üvegházhatásúgáz-kibocsátások mennyiségét a GWP100 értékkel - egy olyan értékkel, amelynek célja az egyes gázok által a CO2-hoz viszonyítva létrehozott felmelegedés mennyiségének megjelenítése. Például az IPCC a metán 28-as GWP100 értékét fogadja el azon az indokláson alapulva, hogy egy kilogramm metán kibocsátása 100-szoros felmelegedési hatásának 28-szorosa lesz, mint egy kilogramm CO2. 4

A metán rövid életű, a CO2 hosszú életű: ez megnehezíti az aggregációt

Ahhoz, hogy megértsük, miért kritizálják a 28-as konverziós tényezőt, tudnunk kell, hogy a különböző üvegházhatású gázok különböző ideig maradnak a légkörben. A metán a CO2-vel ellentétben rövid életű üvegházhatást okozó gáz. Rövid távon nagyon erősen befolyásolja a felmelegedést, de gyorsan bomlik. Ez ellentétben áll a CO2-vel, amely évszázadokig fennmaradhat a légkörben. A metán tehát rövid távon nagy hatással van a felmelegedésre, hosszú távon azonban csekély. Ez azt jelenti, hogy gyakran kavarodik a metán éghajlati hatásainak számszerűsítése.

A kutatók ezért új mérőszámokat és módszereket dolgoznak ki azzal a céllal, hogy a különböző gázok melegedési potenciálját jobban bemutassák.

Michelle Cain, Myles Allen és munkatársai az Oxfordi Egyetem Martin School-jában kutatási programot vezetnek az éghajlat-szennyező anyagokról, amely ezt a kihívást felvállalja. Dr. Michelle Cain, az egyik vezető kutató ezen a területen, a Carbon Brief cikkében tárgyalja az üvegházhatást okozó gáz mérőszámainak kihívásait és a metán rövidebb élettartamát kitevő GWP felhasználásának új módszerének szerepét (GWP *). itt.

A metán rövidebb élettartama azt jelenti, hogy a szokásos CO2-ekvivalencia nem tükrözi, hogyan befolyásolja a globális hőmérsékletet. Tehát az olyan élelmiszerek CO2eq lábnyomai, amelyek nagy arányban generálnak metánkibocsátást - főleg marha- és bárányhús - definíció szerint nem tükrözik rövid vagy hosszú távú hatásukat a hőmérsékletre.

Mekkorák a különbségek metánnal vagy anélkül?

A kérdés tehát az: Ezek a mérési kérdések számítanak-e a különféle élelmiszerek szénlábnyomának szempontjából? A nagy különbségek csak a metán miatt vannak?

A vizualizációban összehasonlítom a különböző élelmiszerek globális átlagos lábnyomát, metánkibocsátással együtt és anélkül. 6.

Az eredeti hozzászólásomhoz hasonlóan ezek az adatok is a globális élelmiszer-rendszerek eddigi legnagyobb metaanalíziséből származnak, Joseph Poore és Thomas Nemecek (2018), a Science folyóiratban. 7 A tanulmány az élelmiszerek környezeti hatásait vizsgálja 119 ország több mint 38 000 kereskedelmileg életképes gazdaságában.

Ez a diagram összehasonlítja a kibocsátást az élelmiszertermék kilogrammonként előállított CO2eq kilogrammban.

A piros sávok üvegházhatást okozó emissziókat mutatnak, amelyek a metán teljes eltávolítása esetén lennének; a szürke sáv a metán kibocsátását mutatja. A vörös és a szürke sáv együttvéve tehát az összes kibocsátás a metánt is beleértve.

Példaként: a nem tejelő marhahús állományok egy kilogramm marhahúsának globális átlagos kibocsátása 100 kilogramm CO2eq. A metán kibocsátásának 49% -a. Tehát, ha eltávolítjuk a metánt, a fennmaradó lábnyom 51 kgCO2eq (piros színnel látható).

Mint látjuk, a metán kibocsátás nagy a marhahús és a bárány esetében. Ugyanis a szarvasmarhát és a bárányt hívjuk „kérődzőknek”, az élelmiszerek emésztése során sok metánt termelnek. Ha eltávolítanánk a metánt, a kibocsátásuk a felére csökken. Sokat számít a tejtermelés szempontjából is, ésszerű mennyiséget a tenyésztett garnélák és a halak esetében.

Ez nem vonatkozik a növényi eredetű élelmiszerekre, a rizs kivételével. A hántolatlan rizst általában elárasztott területeken termesztik: ezekben a vizes talajokban található mikrobák metánt termelnek.

Ez azt jelenti, hogy a marhahús, a bárány és a tejtermékek különösen érzékenyek arra, hogy miként kezeljük a metánt az üvegházhatásúgáz-kibocsátás mutatóiban. Kevesen állítják, hogy teljesen meg kellene szüntetnünk a metánt, de amint kifejtettük, folyamatos vita folyik arról, hogyan lehet mérlegelni a metánkibocsátást - vajon a szürke sávnak zsugorodnia vagy növekednie kellene-e ezekben az összehasonlításokban.

Tehát igaz, hogy a vörös húsnak és a tejtermékeknek csak a metán miatt van nagy szénlábnyoma? Ahogy a piros sávok mutatják, nem az.

Bár a különbségek nagysága változik, a különböző élelmiszer-ipari termékek rangsora nem.

A különbségek még mindig nagyok. A marhahús átlagos lábnyoma a metán nélkül 36 kilogramm CO2eq/kilogramm. Ez még mindig csaknem négyszerese a csirke átlagos lábnyomának. Vagy 10–100-szorosa a legtöbb növényi eredetű ételnek.

Honnan származnak a szarvasmarha és a bárány nem metán kibocsátása? A legtöbb gyártó számára a legfontosabb kibocsátási források a földhasználat változásai; a tőzegtalajok átalakítása mezőgazdasággá; az állati takarmány termesztéséhez szükséges földterület; a legelő kezelése (ideértve a meszezést, a műtrágyázást és az öntözést); és a vágási hulladék kibocsátása.

Mi a helyzet azon termelők hatásával, akik nem átalakítják az állatállományt az átalakított földterületeken? Alacsony a lábnyomuk? Kapcsolódó cikkünkben részletesen megvizsgálom az egyes termékek ÜHG-kibocsátásának megoszlását, a legkisebbektől a legnagyobbakig. Ha kizárjuk a metánt, akkor ebben a 119 globális 38 000 gazdaságból álló globális adatkészlet abszolút legalacsonyabb marhahústermelőjének 6 kilogramm CO2eq/kilogramm volt a lábnyoma. A kibocsátás ebben az esetben trágyából származó dinitrogén-oxid eredménye volt; gépek és berendezések; tehenek szállítása vágásra; vágásból származó kibocsátások; és az élelmiszer-pazarlás (ami a friss hús esetében nagy lehet). 6 kilogramm CO2eq (a metán nélkül) természetesen jóval alacsonyabb a marhahús átlagánál, de mégis többszörösen magasabb, mint a legtöbb növényi étel.

A fehérjében gazdag ételek lábnyomainak összehasonlítása

Talán félrevezető az élelmiszerek tömeg szerinti összehasonlítása? Végül is egy kilogramm marhahúsnak nincs ugyanolyan tápértéke, mint egy kilogramm tofunak.

A másik vizualizációban ezért ezeket az összehasonlításokat 100 gramm fehérje szénlábnyomként mutatom be. A metán kibocsátása ismét szürke színnel jelenik meg; de ezúttal a metán nélküli kibocsátások kék színnel jelennek meg.

Az eredmények ismét hasonlóak: még akkor is, ha a metánt teljesen kizártuk, a bárány- vagy marhahús lábnyoma a tejelő állományokból ötször nagyobb, mint a tofu; tízszer magasabb, mint a bab; és több mint húszszor nagyobb, mint a borsó ugyanazon mennyiségű fehérje esetén.

A metánnak tulajdonított súly számít az élelmiszertermékek közötti szén-dioxid-lábnyom különbségek nagyságának szempontjából. Az általános következtetést azonban nem változtatja meg: a hús és a tejtermékek továbbra is a lista élén állnak, és az ételek közötti különbségek továbbra is nagyok.

További információk: az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának számszerűsítése?

Az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának számszerűsítésére használt standard mutató a „szén-dioxid-ekvivalens”. Ezt az ENSZ éghajlatváltozási keretegyezménye (UNFCCC) fogadta el; használják az üvegházhatást okozó gázok hivatalos jelentéseiben és célok kitűzésében országok és intézmények által; és ez a legszélesebb körben elfogadott mérőszám a tudományos szakirodalomban. Mint egyes kutatók kiemelték, az életciklus-értékelés gázzal lebontott adatainak hiánya fontos információk elvesztését eredményezheti, amelyek segíthetnek az éghajlat enyhítésére vonatkozó optimálisabb stratégiák kidolgozásában. 8.

Mik azok a szén-dioxid-ekvivalensek? A szén-dioxid (CO2) a legfontosabb üvegházhatású gáz, de nem az egyetlen - olyan gázok, mint a metán és a dinitrogén-oxid, szintén a globális felmelegedés mozgatórugói. A szén-dioxid-ekvivalensek (CO2eq) megpróbálják összesíteni a különböző üvegházhatású gázok összes melegedési hatását annak érdekében, hogy egyetlen mérőszámot kapjanak az üvegházhatást okozó gázok teljes kibocsátásáról. Két dolog teszi ezt bonyolultabbá: a gázok különböző „erősségűek” a melegedésben; és a gázok különböző ideig tartanak fenn a légkörben.

A nem CO2-gázok szén-dioxid-ekvivalensekké történő átalakításához megszorozzuk tömegüket (például a kibocsátott metán kilogrammjait) a globális felmelegedési potenciáljukkal (GWP). A GWP méri a gáz melegítő hatásait a CO2-hez képest; alapvetően az üvegházhatású gáz kiválasztott időhorizonton átlagolt „erejét” méri. Ennek szokásos módja az, hogy a GWP-t 100 éves időtartam alatt értékelik (GWP100). A GWP100 az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület (IPCC) által a készletirányelvekben elfogadott számviteli mérőszám, bár ötödik értékelő jelentésük (AR5) nem kifejezetten javasolta annak használatát. A jelentés 8. fejezete mind a GWP-t, mind a globális hőmérséklet-változás potenciált (GTP) különböző metrikák példaként írta le, amelyek a feltett kérdés függvényében hasznosak voltak.

Az AR5-ből származó metán GWP100 értéke 28 (vagy 34, ha az éghajlati visszacsatolási folyamatokat is figyelembe vesszük). 9 Ez azt jelenti, hogy egy kilogramm metán kibocsátása a felmelegedés 28-szorosát eredményezi, mint egy kilogramm CO2 a következő 100 év átlagában. De ez nem számol azzal, hogy a metán rövid életű üvegházhatást okozó gáz. Nagyon melegítő hatása van, amikor először kibocsátják, de ez a melegítő hatás a következő évtizedekben csökken. Ha ugyanannyi CO2-t bocsát ki, az évszázadokig fennmaradhat.

Ennek a GWP100 mutatónak a használata tehát félrevezetheti a rövid élettartamú gázok, például a metán mindkét irányú hatását. 10 Alábecsüli a rövid távú felmelegedést: a metán felmelegedő hatása, amikor először bocsátja ki, és a következő években sokkal magasabb, mint a GWP100 által megadott „28” érték. Néhány ember ezért azt állítja, hogy olyan értéket kellene használnunk, amely a globális felmelegedési potenciált képviseli 20 év alatt (GWP20), mivel ez jobban jelzi a rövid távú felmelegedést. Az IPCC a metán 84-es GWP20-értékét jelenti (86, ha visszacsatolásokat is tartalmaznak). Mások szerint a GWP100 túlbecsüli a metán hosszú távú hatásait; a ma kibocsátott metán nem lesz egy évszázad múlva sem. Ezeket a különbségeket tükrözi a GTP különböző időhorizontokban bekövetkezett nagy változásai. A metán GTP100 értéke 4, míg a GTP20 67.

Ez megnehezíti ezeknek a melegedési hatásoknak az összeegyeztetését egyetlen mutatóba. És a metrikus választásunk hatással lehet az üvegházhatást okozó gázok csökkentésének stratégiáinak fontossági sorrendbe állítására: először erős, de rövid élettartamú gázokat, például metánt célozzunk meg? Ez rövid távon lassíthatja a felmelegedést - ésszerű érv, ha aggódunk a hőmérséklet okozta billenési pontok közeledése miatt. Vagy inkább a tartós CO2-kibocsátásra koncentrálunk, amely a hosszú távú hőmérsékleti hatások elsődleges mozgatórugója lesz?

Egyes kutatók olyan új módszereket fejlesztettek ki, amelyek célja a különböző gázok tényleges hőmérsékleti reakciójának pontosabb ábrázolása. Myles Allen, Michelle Cain és munkatársai az Oxfordi Egyetem Martin School-jában kutatási programot vezetnek az éghajlat-szennyező anyagokról, amelyek közvetlenül ezt a kihívást vizsgálják.

A rövid életű üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának új módját - GWP * - javasolták, amelynek célja, hogy reprezentatívabb legyen a felmelegedés hatására. 11., 12. Dr. Michelle Cain, az egyik vezető kutató ezen a területen, az üvegházhatást okozó gáz mérőszámainak kihívásaival és egy új GWP * mutató szerepével foglalkozik a Carbon Brief cikkében itt.

A GWP * a CO2-melegedéssel egyenértékű kibocsátások kiszámítására szolgál, ami azt tükrözi, hogy (a) a növekvő metán-kibocsátás azonnal megemelné a globális hőmérsékletet, (b) a gyorsan csökkenő metán-kibocsátás azonnal csökkentené a globális hőmérsékletet, és (c) a metán fokozatos csökkenése kibocsátás stabilizálná a metánnak tulajdonított globális hőmérsékletet. A b) és c) forgatókönyvek nagyon eltérnek a CO2-től, mivel a gyorsan vagy fokozatosan csökkenő CO2-kibocsátás további globális hőmérséklet-növekedéshez vezet (csak a hőmérséklet-növekedés üteme lassul).

Ezt egy Oxford Martin School tájékoztató jegyzete tovább kutatja itt, valamint John Lynch, Michelle Cain, Raymond Pierrehumbert és Myles Allen kutatók nemrég megjelent publikációja (2020). 13.

Végjegyzetek

Etminan és mtsai. (2016) a metánkoncentráció 1750 és 2011 közötti változásának sugárzási kényszerét 0,62 watt/négyzetméterre becsülte. A teljes sugárterhelést ebben az időszakban becsültük 2,75 watt/négyzetméterre. A metán ezért felelős a felmelegedés 23% -áért [0,62/2,75 * 100].

Erre a 23% -ra utal a metán globális költségvetése is. Ugyanakkor azt is elismeri, hogy annak teljes hatása valószínűleg nagyobb lesz, ha visszacsatolási folyamatokat is bevetünk más erőkre: a CH4 hozzájárul az ózon, a sztratoszférikus vízgőz és a CO2 termeléséhez, és ami a legfontosabb befolyásolja saját életét. " Az IPCC AR5 jelentése szerint a metánból 1750-től 2011-ig erőltetett sugárzás 0,97 Wm 2 - a teljes 2,29 Wm 2 erő 40% -a .

Myhre, G., D. Shindell, F.-M. Bréon, W. Collins, J. Fuglestvedt, J. Huang, D. Koch, J.-F. Lamarque, D. Lee, B. Mendoza, T. Nakajima, A. Robock, G. Stephens, T. Takemura és H. Zhang, 2013: Antropogén és természetes sugárzási kényszer. In: Klímaváltozás 2013: A fizikai tudomány alapja. Az I. munkacsoport hozzájárulása az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület ötödik értékelő jelentéséhez [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex és P.M. Midgley (szerk.)]. Cambridge University Press, Cambridge, Egyesült Királyság és New York, NY, USA.

A szén-dioxidot, a metánt és a dinitrogén-oxidot leggyakrabban az üvegházhatású gázokról tárgyalják, de ebben a listában szerepelnek klór-fluorozott szénhidrogének, fluorozott szénhidrogének, perfluor-szénhidrogének, kén-hexafluorid, ózon és vízgőz is.

IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Az I. munkacsoport hozzájárulása az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület ötödik értékelő jelentéséhez [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex és P.M. Midgley (szerk.)]. Cambridge University Press, Cambridge, Egyesült Királyság és New York, NY, USA, 1535 pp.

Ez a metán GWP100 értéke 34, ha az éghajlatváltozással kapcsolatos visszajelzéseket is tartalmazzák.

Az üvegházhatást okozó gázok többségéhez „élettartamra” vonatkozó becslés tartozik - ez azt méri, hogy ennek a légkörbe kibocsátott gáznak az „impulzusa” mennyi idő alatt bomlik el eredeti értékének körülbelül egyharmadáig (0,368 (= 1/e)). A CO2 olyan gáz, amelyhez nehéz egyetlen élettartam értéket rendelni: ez azért van, mert sok, összetett biogeokémiai folyamat és ciklus létezik, amelyek eltávolíthatják a CO2-t a légkörből. A legtöbb becslés 100 és 300 év közé esik, de ez évtizedektől évezredekig terjedhet.

Az adatok az egyes élelmiszerek globális átlagos kibocsátását mutatják. Ez egészen eltérhet a medián lábnyomtól - amelyet bemutatunk itt - amikor jelentős az eltérés az adatokban. Az élelmiszer-lábnyomra vonatkozó adatok torzulhatnak, ha a hatásokat kevés nagy hatású gyártó uralja.

Balcombe, P., Speirs, J. F., Brandon, N. P. és Hawkes, A. D. (2018). Metánkibocsátás: a megfelelő éghajlati mutató és időhorizont kiválasztása. Környezettudomány: Folyamatok és hatások, 20 (10), 1323-1339.

Munkánkat szabadon felhasználhatja újra

Az itt megtaláltakat felhasználhatja saját kutatásához vagy írásához. Az összes listát licenceljük a Creative Commons BY alatt.