蔣 璐,汪 瑞,劉蓓蓓,2*

食品消費(fèi)模式的碳足跡差異研究

蔣 璐1,汪 瑞1,劉蓓蓓1,2*

(1.南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院,污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210023；2.南京大學(xué)—約翰斯×霍普金斯大學(xué)中美文化研究中心,江蘇 南京 210093)

為研究食品消費(fèi)模式的碳足跡差異,基于生命周期評(píng)價(jià)方法,以水餃為例,評(píng)估了家庭手工、速凍零售、連鎖經(jīng)營(yíng)和個(gè)體經(jīng)營(yíng)四類(lèi)消費(fèi)模式在運(yùn)輸、加工、包裝、存儲(chǔ)與烹飪環(huán)節(jié)的碳足跡差異.結(jié)果表明,水餃不同消費(fèi)模式整體碳足跡由低到高分別為:家庭手工(1.85,kg CO2eq/kg,下同)、市內(nèi)連鎖(1.86)、省內(nèi)連鎖(1.89)、速凍零售(1.96)、個(gè)體經(jīng)營(yíng)(1.96)和鄰省連鎖(1.97).其中運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳足跡差異顯著(2.13%～7.80%),速凍零售模式最高,連鎖經(jīng)營(yíng)模式在中央廚房設(shè)置合理時(shí)展現(xiàn)出減排優(yōu)勢(shì).此外,討論了不同消費(fèi)模式的食物損失與浪費(fèi)環(huán)節(jié)碳足跡差異.研究指出,分片區(qū)設(shè)置中央廚房與配送中心、優(yōu)化運(yùn)輸路徑,減少全過(guò)程的食物損失與浪費(fèi)等,將是居民食品消費(fèi)系統(tǒng)碳減排的有效發(fā)力點(diǎn).

碳足跡；食物系統(tǒng)；生命周期評(píng)價(jià)；食物損失與浪費(fèi)

全球食物系統(tǒng)造成約三分之一的溫室氣體排放[1],僅食物系統(tǒng)的排放就可能阻礙《巴黎協(xié)定》將全球升溫限制在比工業(yè)化前水平高1.5°或2℃以?xún)?nèi)的目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[2],是溫室氣體減排戰(zhàn)略的關(guān)鍵點(diǎn).中國(guó)是全球食物系統(tǒng)碳排放量最大國(guó)家之一,2015年食物系統(tǒng)溫室氣體排放量達(dá)2.4Gt CO2eq[1],碳減排潛力巨大.如何在保障糧食安全的前提下推動(dòng)食物系統(tǒng)減排與可持續(xù)性轉(zhuǎn)型,是當(dāng)前食物系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)[3].

鑒于居民消費(fèi)能力的快速增長(zhǎng),食品消費(fèi)成為碳排放增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素,從消費(fèi)端減少食品碳排放對(duì)于實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)至關(guān)重要[4].現(xiàn)有食物系統(tǒng)消費(fèi)端的減排策略主要強(qiáng)調(diào)飲食結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的貢獻(xiàn)[5],然而食品消費(fèi)模式改善也為食物系統(tǒng)消費(fèi)端減排提供了潛在機(jī)遇.研究發(fā)現(xiàn),消費(fèi)選擇行為改變?nèi)邕x擇當(dāng)?shù)匦迈r食物[6]、購(gòu)買(mǎi)高效生產(chǎn)的食物以提高消費(fèi)效率[7]具有較好的減排效果.通過(guò)比較餐包和雜貨店食品的碳足跡,發(fā)現(xiàn)盡管餐包的包裝增加了溫室氣體排放,但由于其流水線生產(chǎn)、直接面向消費(fèi)者的供應(yīng)鏈模式和減少的食物浪費(fèi),單位溫室氣體排放量比雜貨店食品減少了33%[8].此外,減少供應(yīng)鏈上的食物浪費(fèi)是食物系統(tǒng)減排的重要戰(zhàn)略[2].研究發(fā)現(xiàn)超過(guò)55%的預(yù)期氣候變暖可以通過(guò)消費(fèi)模式改變以及消費(fèi)者和零售層面減少食物浪費(fèi)等行動(dòng)來(lái)避免[9].盡管已有研究討論了消費(fèi)模式關(guān)鍵環(huán)節(jié)改變的碳減排效益,但在針對(duì)食品在不同消費(fèi)模式的整體碳足跡定量研究方面尚不充分,尚無(wú)同類(lèi)食品不同消費(fèi)模式的橫向并列比較研究,難以為消費(fèi)層面碳減排策略制定提供系統(tǒng)性科學(xué)支撐.本研究將探究不同食品消費(fèi)模式在運(yùn)輸、加工、包裝、存儲(chǔ)與烹飪環(huán)節(jié)的碳足跡差異及其減排潛力.水餃作為歷史悠久、廣受歡迎的中國(guó)傳統(tǒng)美食,包含主食、蔬菜與肉類(lèi),營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)豐富,且可作為一份整體餐食,基本覆蓋常見(jiàn)的食品消費(fèi)模式,因此具有較好代表性.目前水餃的消費(fèi)模式主要有家庭手工、速凍零售、連鎖經(jīng)營(yíng)和個(gè)體經(jīng)營(yíng)四類(lèi).本研究將以“從搖籃到餐桌”的系統(tǒng)邊界進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià),探究水餃不同消費(fèi)模式的碳足跡差異,旨在從餐飲行業(yè)與消費(fèi)者的層面提出可能的減排方案.

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究邊界

以“從搖籃到餐桌”為系統(tǒng)邊界,核算家庭手工、速凍零售、連鎖經(jīng)營(yíng)以及個(gè)體經(jīng)營(yíng)四類(lèi)消費(fèi)模式的水餃在系統(tǒng)邊界內(nèi)的碳足跡,包括原料生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、加工、包裝及烹飪環(huán)節(jié),不考慮消費(fèi)者的食物浪費(fèi)、廚余垃圾與排泄(圖1).家庭手工模式中,原料從區(qū)域配送中心或批發(fā)市場(chǎng)運(yùn)輸至超市/菜市場(chǎng)存儲(chǔ)、零售,消費(fèi)者采購(gòu)后運(yùn)輸、存儲(chǔ)和烹飪.速凍零售模式中,原料從供應(yīng)市場(chǎng)運(yùn)輸至水餃加工廠進(jìn)行生產(chǎn)加工與包裝,并運(yùn)輸至超市零售,消費(fèi)者采購(gòu)后運(yùn)輸、存儲(chǔ)及烹飪.連鎖經(jīng)營(yíng)模式中,原料從供應(yīng)市場(chǎng)運(yùn)輸至中央廚房進(jìn)行集中生產(chǎn),而后運(yùn)輸至連鎖門(mén)店進(jìn)行存儲(chǔ)、烹飪和零售,最后消費(fèi)者前往門(mén)店用餐.該環(huán)節(jié)的確定參考了行業(yè)典型龍頭企業(yè)的運(yùn)作模式——經(jīng)中央廚房加工后將成品與半成品配送至門(mén)店.個(gè)體經(jīng)營(yíng)模式中,原料從區(qū)域配送中心或批發(fā)市場(chǎng)運(yùn)輸至超市或菜市場(chǎng)零售,個(gè)體經(jīng)營(yíng)者進(jìn)行運(yùn)輸、存儲(chǔ)、烹飪和零售,最后消費(fèi)者前往用餐.

功能單位為1kg 消費(fèi)者所獲得的白菜豬肉水餃.根據(jù)調(diào)研結(jié)果,設(shè)置水餃中面粉、白菜與豬肉的比例為4:3:3.由于調(diào)料相關(guān)數(shù)據(jù)的缺失,且考慮到調(diào)料在水餃中成分占比相對(duì)較少,本研究選擇忽略水餃中調(diào)料的碳足跡.白菜豬肉水餃廣受歡迎且營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)豐富,因此具有較好代表性.假設(shè)不同消費(fèi)模式水餃的原料在農(nóng)業(yè)投入環(huán)節(jié)相同.

圖1 不同水餃消費(fèi)模式的研究框架

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

不同消費(fèi)模式系統(tǒng)邊界內(nèi)各環(huán)節(jié)碳排放因子數(shù)據(jù)(表1)以及食物損失與浪費(fèi)數(shù)據(jù)(表2)均從文獻(xiàn)中獲得.鑒于中國(guó)在原料和餐飲烹飪方面的食物損失率數(shù)據(jù)的缺失,本文采用了部分國(guó)際數(shù)據(jù).考慮到全球范圍內(nèi)包括超市、批發(fā)市場(chǎng)和零售商在內(nèi)的零售階段食物損失率的區(qū)域異質(zhì)性很小[10],本文使用了美國(guó)的原料零售損失率.此外,通過(guò)對(duì)中國(guó)消費(fèi)損失率、英國(guó)餐飲烹飪損失率以及消費(fèi)損失率的比例換算,獲得了中國(guó)餐飲烹飪損失率,但這種方法引入了一定誤差.運(yùn)輸距離、機(jī)器功率、存儲(chǔ)時(shí)間等數(shù)據(jù)通過(guò)調(diào)研獲取,具體見(jiàn)1.3節(jié).

特別需要說(shuō)明的是連鎖經(jīng)營(yíng)模式運(yùn)輸距離數(shù)據(jù)采用基于Python爬蟲(chóng)的網(wǎng)絡(luò)信息爬取獲得,該模式主要采用中央廚房的配送模式,具有獨(dú)立的場(chǎng)所用于集中制作成品或半成品,并利用其成熟的物流系統(tǒng)將其配送至各門(mén)店,具有較高生產(chǎn)效率和資源利用效率,可有效節(jié)約勞動(dòng)力和生產(chǎn)空間[11],近年來(lái)在全世界成為食品行業(yè)的新趨勢(shì)[12].研究選取如意餛飩作為連鎖經(jīng)營(yíng)案例.如意餛飩作為中式快餐連鎖的龍頭企業(yè),中央廚房模式發(fā)展成熟,具有良好代表性.連鎖門(mén)店相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)源于高德地圖.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息爬取采集全國(guó)如意餛飩門(mén)店信息,數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)截至2022年6月,并對(duì)不符合要求的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩除,篩選后共計(jì)獲得1521條數(shù)據(jù).門(mén)店分布情況如圖2所示.

表1 生命周期內(nèi)各環(huán)節(jié)碳排放因子數(shù)據(jù)

表2 生命周期內(nèi)各環(huán)節(jié)食物損失與浪費(fèi)數(shù)據(jù)

為探究連鎖經(jīng)營(yíng)模式中中央廚房設(shè)置與運(yùn)輸距離差異的碳足跡影響,選取門(mén)店分布清晰、范圍廣的武漢中央廚房為研究對(duì)象,共包含378家門(mén)店.將門(mén)店劃分成三個(gè)片區(qū):武漢市內(nèi)門(mén)店166家、湖北省內(nèi)(除武漢市)門(mén)店69家以及鄰省(陜西、四川、重慶、湖南、江西與河南)門(mén)店143家,分別為市內(nèi)片區(qū)、省內(nèi)片區(qū)與鄰省片區(qū),門(mén)店分布情況如圖3所示.假設(shè)配送時(shí)配送車(chē)輛單次配送1家門(mén)店,考慮車(chē)輛回程.在ArcGIS中計(jì)算武漢中央廚房到各片區(qū)的平均距離.武漢中央廚房到市內(nèi)片區(qū)的平均距離為26.16km,到省內(nèi)片區(qū)的平均距離為158.88km,到鄰省片區(qū)的平均距離為517.75km.

圖2 如意餛飩門(mén)店分布情況

底圖審圖號(hào)GS(2019)1822號(hào),下同

圖3 武漢中央廚房配送門(mén)店分布情況

1.3 碳足跡核算方法

食品不同消費(fèi)模式碳足跡核算涉及生產(chǎn)、運(yùn)輸、加工、包裝、存儲(chǔ)與烹飪階段.生產(chǎn)階段碳足跡主要來(lái)源于制造排放、場(chǎng)地排放、機(jī)械排放、電力運(yùn)輸、腸道發(fā)酵以及糞便管理.運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳足跡主要包括生產(chǎn)商、供應(yīng)商、零售商與消費(fèi)者之間的配送過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放量,考慮運(yùn)輸所消耗的能源(汽油、柴油與電力)以及冷鏈運(yùn)輸中的制冷劑泄漏.加工環(huán)節(jié)碳足跡來(lái)源于負(fù)責(zé)原料加工(切菜、絞肉、和面、包制)的專(zhuān)業(yè)設(shè)備所消耗的電力.包裝環(huán)節(jié)碳足跡考慮食品所用包裝材料的潛在碳排放.存儲(chǔ)環(huán)節(jié)碳足跡考慮制冷設(shè)備所消耗的能源以及制冷劑泄漏.烹飪環(huán)節(jié)碳足跡考慮烹飪所消耗的能源與現(xiàn)場(chǎng)排放.

在系統(tǒng)邊界內(nèi),食物損失與浪費(fèi)涵蓋運(yùn)輸損失、零售損失與加工損失.其中,運(yùn)輸損失包括原料在運(yùn)輸過(guò)程中的腐敗與溢出;零售損失涵蓋了未銷(xiāo)售部分和因超市/菜市場(chǎng)存儲(chǔ)不當(dāng)導(dǎo)致的原料腐敗,以及連鎖經(jīng)營(yíng)與個(gè)體經(jīng)營(yíng)模式中由于需求預(yù)估過(guò)高導(dǎo)致的原料浪費(fèi);加工損失指在對(duì)原料進(jìn)行加工時(shí)因切割、去皮、去骨等處理而產(chǎn)生的廢棄物.

各階段具體碳足跡核算方式如下:

(1)原料生產(chǎn)階段碳排放

原料生產(chǎn)階段的碳排放的計(jì)算公式如下:

式中:p為單位原料生產(chǎn)階段碳排放因子,kg CO2eq/kg;p為生產(chǎn)階段原料重量,kg.

(2)運(yùn)輸階段碳排放

原料運(yùn)輸階段的碳排放計(jì)算公式如下:

式中:t為運(yùn)輸車(chē)輛碳排放因子,kg CO2eq/(kg·km);t為運(yùn)輸階段原料重量,kg;t為運(yùn)輸距離,根據(jù)潘佳玲[27]的研究,供應(yīng)商到加工配送中心的平均距離為103.33km,加工配送中心到零售商的平均距離為80km;r為制冷劑泄露碳排放因子,kg CO2eq/km.豬肉、白菜、速凍水餃、中央廚房水餃?zhǔn)褂美洳剀?chē)運(yùn)輸,面粉使用常溫車(chē)運(yùn)輸.

消費(fèi)者、經(jīng)營(yíng)者出行碳排放計(jì)算公式如下:

式中:j為汽車(chē)排放因子,kg CO2eq/km;k為電瓶車(chē)排放因子,kg CO2eq/km;v為出行距離,原料采購(gòu)平均距離為1.36km[28],消費(fèi)者消費(fèi)出行距離為0.45km[29];j為汽車(chē)出行概率;k為電瓶車(chē)出行概率.消費(fèi)者原料采購(gòu)出行電瓶車(chē)占比為10%,汽車(chē)占比為20%,其余為步行或自行車(chē),不產(chǎn)生碳排放;經(jīng)營(yíng)者原料采購(gòu)出行電瓶車(chē)占比為10%,汽車(chē)占比為60%[30].

(3)加工階段碳排放

連鎖經(jīng)營(yíng)中央廚房的加工階段的碳排放計(jì)算公式如下:

式中:1為切菜機(jī)加工的白菜重量,kg;2為絞肉機(jī)加工的豬肉重量,kg;3為和面機(jī)加工的面粉重量,kg;1為切菜機(jī)生產(chǎn)能力,為200kg/h;2為絞肉機(jī)生產(chǎn)能力,為350kg/h;3為和面機(jī)生產(chǎn)能力,為112.5kg/h;1為切菜機(jī)功率,為0.75kW;2為絞肉機(jī)功率,為2.2kW;3為和面機(jī)功率,為2.2kW;e為全國(guó)電網(wǎng)排放因子,kg CO2eq/(kW×h).以上數(shù)據(jù)均通過(guò)調(diào)研相關(guān)機(jī)器說(shuō)明書(shū)獲得.

水餃加工廠的加工階段碳排放計(jì)算公式如下:

式中:4為水餃機(jī)加工的水餃重量,kg;4為水餃機(jī)生產(chǎn)能力,為400kg/h;4為水餃機(jī)功率,為1.75kW.以上數(shù)據(jù)均通過(guò)調(diào)研相關(guān)機(jī)器說(shuō)明書(shū)獲得.

基于功率和時(shí)間的基礎(chǔ)假設(shè)是計(jì)算耗電量的常見(jiàn)方法,然而在實(shí)際情況中存在一定偏差.不充分考慮設(shè)備功率變化和待機(jī)時(shí)間可能導(dǎo)致對(duì)耗電量的高估,例如設(shè)備在啟動(dòng)階段需要較高功率,而在正常運(yùn)行期間功率可能降低.另一方面,忽略輔助設(shè)備和周邊設(shè)備功率貢獻(xiàn)則會(huì)低估耗電量.

(4)包裝階段碳排放

速凍水餃的塑料包裝的碳排放計(jì)算公式如下:

式中:a為塑料包裝碳排放系數(shù),kg CO2eq/kg;a為塑料包裝重量,根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量,1kg速凍水餃的塑料包裝重量為0.06kg.

(5)存儲(chǔ)階段碳排放

超市/菜市場(chǎng)存儲(chǔ)白菜和豬肉階段的碳排放計(jì)算公式如下,面粉常溫保存:

式中:s為陳列柜碳排放系數(shù),kg CO2eq/(d·kg);m:超市/菜市場(chǎng)存儲(chǔ)原料重量(白菜與豬肉),kg;m為超市/菜市場(chǎng)平均存儲(chǔ)時(shí)間,為0.76d[8].

速凍零售、個(gè)體經(jīng)營(yíng)、家庭手工儲(chǔ)存階段的碳排放計(jì)算公式如下:

式中:s為水餃重量,kg;s為速凍水餃平均存儲(chǔ)時(shí)間,d.假設(shè)水餃店存儲(chǔ)原料平均時(shí)間為1d;超市存儲(chǔ)速凍水餃平均時(shí)間為10d;消費(fèi)者存儲(chǔ)原料平均時(shí)間為1d,存儲(chǔ)速凍水餃平均時(shí)間為10d.由于存儲(chǔ)環(huán)節(jié)碳排放在全生命周期內(nèi)占比很小,數(shù)據(jù)假設(shè)對(duì)結(jié)果的影響可忽略不計(jì).

(6)烹飪階段碳排放

烹飪階段的碳排放計(jì)算公式如下:

式中:5為加工單位質(zhì)量白菜碳排放因子,kg CO2eq/ kg;5為白菜重量,kg;6為加工單位質(zhì)量豬肉碳排放因子,kg CO2eq/kg;6為豬肉重量,kg;7為加工單位質(zhì)量面粉碳排放因子,kg CO2eq/kg;7為面粉重量,kg.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同消費(fèi)模式總體碳足跡差異

消費(fèi)者獲得1kg白菜豬肉水餃的碳足跡從低到高分別為:家庭手工、市內(nèi)連鎖、省內(nèi)連鎖、速凍零售、個(gè)體經(jīng)營(yíng)和鄰省連鎖(圖4).市內(nèi)連鎖碳足跡很低,表明中央廚房模式在運(yùn)輸距離適當(dāng)?shù)那闆r下具有良好的減排潛力.此外,速凍零售相比其他消費(fèi)模式運(yùn)輸距離較長(zhǎng)、所使用的塑料包裝材料較多,因此即使速凍零售產(chǎn)生的食物損失與浪費(fèi)最少,總體碳足跡仍然較大.

圖4 不同消費(fèi)模式的碳足跡差異

不同消費(fèi)模式的水餃各環(huán)節(jié)碳足跡占比具有明顯差異(圖5),盡管絕大部分的碳排放是從原料生產(chǎn)與烹飪階段產(chǎn)生.家庭手工運(yùn)輸(4.33%)與存儲(chǔ)(0.05%)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的二氧化碳占比很小.類(lèi)似的,個(gè)體經(jīng)營(yíng)模式的原料生產(chǎn)(56.34%)與烹飪(41.02%)環(huán)節(jié)產(chǎn)生了系統(tǒng)邊界內(nèi)絕大部分的碳排放.市內(nèi)連鎖、省內(nèi)連鎖和鄰省連鎖運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳足跡差異較大,分別為2.13%、3.73%和7.80%.與其他模式相比,速凍零售原料生產(chǎn)(50.86%)與烹飪(36.07%)環(huán)節(jié)的碳足跡占比較低,運(yùn)輸(6.89%)與包裝(5.17%)的環(huán)境影響不容忽視.此外,由于速凍零售的冷鏈環(huán)節(jié)更長(zhǎng)、存儲(chǔ)時(shí)間更久,存儲(chǔ)環(huán)節(jié)碳足跡顯著高于其他幾類(lèi)消費(fèi)模式.

圖5 不同消費(fèi)模式的各環(huán)節(jié)碳足跡占比

2.2 不同消費(fèi)模式運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳足跡差異分析

為清晰直觀地了解水餃的不同運(yùn)輸方式對(duì)環(huán)境造成的影響差異,假設(shè)系統(tǒng)邊界內(nèi)不發(fā)生食物損失與浪費(fèi),分別計(jì)算4種類(lèi)型水餃的碳足跡.結(jié)果表明,不同類(lèi)型水餃在運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳足跡的差異顯著,從低到高分別為市內(nèi)連鎖、個(gè)體經(jīng)營(yíng)、省內(nèi)連鎖、家庭手工、速凍零售以及鄰省連鎖(圖6).

市內(nèi)連鎖經(jīng)營(yíng)運(yùn)輸碳足跡最小,這意味著當(dāng)中央廚房設(shè)置合理時(shí),連鎖門(mén)店集中配送的模式具有一定優(yōu)越性.一般來(lái)說(shuō),連鎖門(mén)店的配送車(chē)輛載貨量高,且根據(jù)門(mén)店坐標(biāo)進(jìn)行配送路徑優(yōu)化,因此可提升配送效率并產(chǎn)生較少運(yùn)輸碳足跡.但配送路程的增加會(huì)減少這種優(yōu)勢(shì).

速凍零售的運(yùn)輸路程最長(zhǎng),因此其運(yùn)輸碳足跡最大.此外,配送距離越長(zhǎng),對(duì)存儲(chǔ)冷凍條件要求就更高,所需投入的資源的提高也將帶來(lái)更多的碳排放.此外,家庭手工水餃的運(yùn)輸距離最短,但碳排放并不低,這是由于相比水餃店的集中大規(guī)模采購(gòu),消費(fèi)者個(gè)體出行行為具有較高碳足跡.

圖6 水餃不同運(yùn)輸方式的碳足跡差異

2.3 不同消費(fèi)模式食物損失與浪費(fèi)環(huán)節(jié)碳足跡差異分析

不同消費(fèi)模式的水餃在食物損失與浪費(fèi)環(huán)節(jié)的碳足跡具有顯著差異,在總量的占比從低到高分別為速凍零售(6.07%)、家庭手工(9.69%)、連鎖經(jīng)營(yíng)(12.04%～13.61%)與個(gè)體經(jīng)營(yíng)(16.55%).

速凍零售模式在食物損失與浪費(fèi)方面表現(xiàn)最佳,因其直接與供應(yīng)商簽訂采購(gòu)協(xié)議避免了零售環(huán)節(jié)的損失,同時(shí)全覆蓋的冷鏈系統(tǒng)也進(jìn)一步減少了損失.

個(gè)體經(jīng)營(yíng)模式的食物損失與浪費(fèi)最為嚴(yán)重,其中除了運(yùn)輸和加工損失外,超市/菜市場(chǎng)的零售損失和備貨冗余導(dǎo)致的零售損失也是主要原因.由于商品過(guò)期、存儲(chǔ)條件不佳、庫(kù)存過(guò)多、質(zhì)量問(wèn)題以及不適當(dāng)?shù)膸?kù)存周轉(zhuǎn)等因素[31],超市/菜市場(chǎng)的零售階段不可避免地產(chǎn)生食物損失.此外,預(yù)測(cè)需求并據(jù)此進(jìn)行備貨可以有效減少零售損失,但許多餐館經(jīng)營(yíng)者由于負(fù)擔(dān)能力問(wèn)題和商業(yè)資源的缺乏而難以利用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新[32].

運(yùn)輸環(huán)節(jié)的食物損失對(duì)碳排的影響相對(duì)復(fù)雜,冷鏈可以通過(guò)延長(zhǎng)食品保質(zhì)期來(lái)減少食物損失帶來(lái)的碳排放,但是冷鏈自身的能源消耗與制冷劑泄漏也會(huì)產(chǎn)生碳排放[33],因此在使用冷鏈以減少食物損失的同時(shí),需對(duì)其產(chǎn)生的碳排放進(jìn)行系統(tǒng)權(quán)衡.研究表明,在當(dāng)前的食品需求水平下,減少食物損失所產(chǎn)生的碳排放超過(guò)了冷鏈擴(kuò)張過(guò)程中能源消耗增加所產(chǎn)生的碳排放.如果中國(guó)的肉類(lèi)、牛奶和水產(chǎn)品冷鏈實(shí)現(xiàn)全覆蓋,可使其碳足跡分別減少約51.93%、3.16%和84.17%[33].因此,大力推廣綠色、節(jié)能、低碳的冷鏈物流可以通過(guò)減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)的食物損失來(lái)達(dá)到減少碳排放的效果.

2.4 減排建議

2.4.1 減少食物損失與浪費(fèi)《中華人民共和國(guó)反食品浪費(fèi)法》于2021年4月29日起正式實(shí)施,表明減少食物浪費(fèi)、保障糧食安全的重要地位.食品消費(fèi)在生命周期各階段均伴隨著嚴(yán)重的食物損失和浪費(fèi),因此需在每個(gè)階段采取措施以減少這種損失和浪費(fèi),從而降低食品消費(fèi)碳足跡.以世界資源研究所發(fā)表的《減少糧食損失和浪費(fèi):制定全球行動(dòng)議程》報(bào)告為基礎(chǔ)[34],結(jié)合水餃全生命周期的食物損失與浪費(fèi)特征,可能的減排路徑如下:

(1)原料存儲(chǔ)條件改善,減少收獲后損失.提供清潔、涼爽、干燥的存儲(chǔ)條件;采用低成本的儲(chǔ)存和處理技術(shù),防止變質(zhì)并延長(zhǎng)貨架壽命[34].

(2)運(yùn)輸路徑優(yōu)化,冷鏈引入,減少運(yùn)輸損失.利用技術(shù)創(chuàng)新改善信息流動(dòng)優(yōu)化食品運(yùn)輸;引入節(jié)能、清潔、低碳的冷鏈.

(3)超市、菜市場(chǎng)庫(kù)存管理優(yōu)化.完善溫度管理、產(chǎn)品處理和庫(kù)存周轉(zhuǎn);優(yōu)化庫(kù)存管理系統(tǒng),并增加供應(yīng)商合同的靈活性.

(4)餐飲經(jīng)營(yíng)者合理預(yù)測(cè)消費(fèi)需求.根據(jù)歷史趨勢(shì)進(jìn)行庫(kù)存管理;減少生產(chǎn)過(guò)剩,并重新利用多余食物[34].

目前解決食物損失與浪費(fèi)問(wèn)題還存在一些障礙.許多政府機(jī)構(gòu)的職能與食物損失或浪費(fèi)密切相關(guān),但部門(mén)間協(xié)調(diào)仍需加強(qiáng)[23].

2.4.2 分片區(qū)設(shè)置中央廚房與配送中心、優(yōu)化運(yùn)輸路徑 不同運(yùn)輸方式的碳足跡差異顯著,減排潛力較大.原料運(yùn)輸與連鎖門(mén)店配送可以通過(guò)運(yùn)輸路徑優(yōu)化與配送中心選址優(yōu)化減少運(yùn)輸成本與碳排放.在條件允許的情況下,分片區(qū)設(shè)置中央廚房或配送中心、建立多層次的配送網(wǎng)絡(luò)[35],可以顯著減少配送路程與碳排放,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一.

然而在物流配送路徑優(yōu)化設(shè)計(jì)中,考慮碳足跡的路徑的總成本往往要高于不考慮碳足跡的情況[35-36],考慮碳排放需要付出一定的經(jīng)濟(jì)成本,因此需要政策進(jìn)行調(diào)控.政府應(yīng)加強(qiáng)企業(yè)監(jiān)管,提高企業(yè)的綠色物流意識(shí);考慮出臺(tái)一系列補(bǔ)貼政策,鼓勵(lì)企業(yè)主動(dòng)將碳排放因素考慮在配送路徑選擇中.

2.4.3 選擇環(huán)保的烹飪方法、燃料和炊具 液體或氣體燃料在大多數(shù)情況下比固體燃料更環(huán)保.此外,改進(jìn)炊具的性能、改進(jìn)預(yù)處理工藝和回收利用也可以增加烹飪環(huán)節(jié)的環(huán)境效益[37].

2.4.4 包裝的減量化、綠色化與循環(huán)利用 在保證食物質(zhì)量在運(yùn)輸和存儲(chǔ)的過(guò)程中不下降的情況下,建議減少包裝的使用量;使用綠色、環(huán)保、易降解的包裝材料;建立包裝盒回收機(jī)制等.

2.4.5 消費(fèi)者低碳生活 作為保護(hù)環(huán)境的主體,消費(fèi)者應(yīng)提高環(huán)境保護(hù)意識(shí),將低碳出行和節(jié)約糧食貫徹到日常生活中.此外,社會(huì)媒體應(yīng)加強(qiáng)反對(duì)食物浪費(fèi)的宣傳力度,促進(jìn)社會(huì)規(guī)范改變,使節(jié)約糧食成為一種社會(huì)公德.

3 結(jié)論

3.1 水餃不同消費(fèi)模式碳足跡從低到高分別為:家庭手工(1.85,kg CO2eq/kg,下同)、市內(nèi)連鎖(1.86)、省內(nèi)連鎖(1.89)、速凍零售(1.96)、個(gè)體經(jīng)營(yíng)(1.96)和鄰省連鎖(1.97).原料生產(chǎn)與烹飪環(huán)節(jié)產(chǎn)生大部分的碳排放,其次是運(yùn)輸環(huán)節(jié).食物損失與運(yùn)輸方式是造成碳足跡差異的兩個(gè)重要因素.

3.2 運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳足跡具有顯著差異,從低到高分別為市內(nèi)連鎖(0.04)、個(gè)體經(jīng)營(yíng)(0.05)、省內(nèi)連鎖(0.07)、家庭手工(0.08)、速凍零售(0.10)以及鄰省連鎖(0.15).結(jié)果表明,當(dāng)中央廚房設(shè)置合理時(shí),連鎖門(mén)店集中配送的模式具有一定優(yōu)越性.

3.3 因食物損失與浪費(fèi)而產(chǎn)生的碳足跡占比從低到高分別為速凍零售(6.07%)、家庭手工(9.69%)、水餃連鎖(12.04%～13.61%)、個(gè)體經(jīng)營(yíng)(16.55%).各環(huán)節(jié)食物損失與浪費(fèi)減排潛力較大.

3.4 運(yùn)輸路徑優(yōu)化、配送中心選址優(yōu)化、分片區(qū)設(shè)置中央廚房或配送中心、建立多層次的配送網(wǎng)絡(luò)可有效減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳足跡.政府應(yīng)推廣綠色、節(jié)能、低碳的冷鏈物流,考慮出臺(tái)補(bǔ)貼政策,鼓勵(lì)企業(yè)主動(dòng)將碳排放因素考慮在配送路徑選擇中.減少食物損失與浪費(fèi)具有較好減排潛力:改善原料存儲(chǔ)條件,減少原料損失;優(yōu)化運(yùn)輸路徑,引入冷鏈,減少運(yùn)輸損失;優(yōu)化超市、菜市場(chǎng)庫(kù)存管理;餐飲經(jīng)營(yíng)時(shí)合理預(yù)測(cè)訂單需求;進(jìn)行有效的食物回收.此外,需推動(dòng)包裝減量化、綠色化與循環(huán)使用,推廣環(huán)保烹飪方法、燃料和炊具,以及鼓勵(lì)消費(fèi)者低碳生活.

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Differences in carbon footprint of food consumption patterns.

JIANG Lu1, WANG Rui1, LIU Bei-bei1,2*

(1.State Key Laboratory of Pollution Control & Resource Reuse, School of Environment, Nanjing University, Nanjing 210023, China；2.The Johns Hopkins University-Nanjing University Center for Chinese and American Studies, Nanjing 210093, China)., 2023,43(12)：6755～6762

To analyze the carbon footprints of different food consumption patterns, taking dumplings as study objects, a life cycle assessment (LCA) from “cradle to table” was used to evaluate the carbon footprint of four consumption patterns, namely, home-made, frozen retail, chain-store operation and individual operation. The carbon footprints of transportation, storage, processing, packaging, distribution sectors were estimated. Results showed that, the carbon footprints of different dumplings’ consumption patterns increase in sequence from homemade(1.85, kg CO2eq/kg, the same below), chain-store operation (intra-city) (1.86), chain-store operation (cross-city) (1.89), frozen retail (1.96), individual operation (1.96), to chain-store operation (cross-province) (1.97). The carbon footprint of transportation sector varied widely (2.13%～7.80%), with the frozen retail pattern reaching the highest, while the chain-store operation pattern being the lowest when central kitchens for centralized distribution were reasonably well established. The study also explored the discrepancy in the carbon footprints of food waste and loss across different consumption patterns. It is suggested that establishing regional central kitchens and distribution centres, optimizing transportation routes, and reducing food loss and waste throughout the entire process will be key points to reduce carbon emissions in the residential food consumption system.

carbon footprint；food systems；life cycle assessment (LCA)；food loss and waste

X24

A

1000-6923(2023)12-6755-08

蔣 璐,汪 瑞,劉蓓蓓.食品消費(fèi)模式的碳足跡差異研究 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2023,43(12):6755-6762.

Jiang L, Wang R, Liu B B.Differences in carbon footprint of food consumption patterns [J]. China Environmental Science, 2023,43(12):6755-6762.

2023-04-28

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(72174085);江蘇自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(BK20221448)

* 責(zé)任作者, 教授, Lbeibei@nju.edu.cn

蔣 璐(2000-),女,江蘇常州人,南京大學(xué)碩士研究生,主要從事農(nóng)食系統(tǒng)的可持續(xù)管理研究.發(fā)表論文1篇.1056912735@qq.com.