ESG专题研究-浅析农业绿色低碳转型之路

气候变化对细分行业的影响及对策系列报告ESG专题研究:浅析农业绿色低碳转型之路 目录序言粮农体系——温室气体主要的排放源之一 粮农体系下3大温室气体及9大温室气体排放源粮农体系——直面气候变化挑战主要经济体碳中和战略模式及减排目标双碳目标下，中国绿色低碳转型路径中国实现双碳目标面临严峻挑战参考文献0309041106180819 序言全球气候变化深刻影响着人类生存和发展，是各国共同面临的重大挑战。粮农体系既是温室气体最主要的排放源之一，也是碳汇的重要来源，是实现双碳目标和减缓气候变化的重要部分。随着全球平均气温的上升，极端气候事件发生频率与强度增加，叠加新冠肺炎疫情、地缘政治冲突等全球性危机影响，严重冲击全球粮农体系，粮食安全危机亟待解决。气候变化对细分行业的影响及对策系列报告ESG专题研究 | 浅析农业绿色低碳转型之路3 粮农体系——温室气体主要的排放源之一1990至2021年间，全球温室气体排放总量呈现上升的趋势，其中包括土地利用、土地利用变化和林业排放（LULUCF）。1990年，全球共有380亿吨二氧化碳当量的温室气体的排放，2000年为420亿吨，2010年为510亿吨，2020年为540亿吨。2021年，除LULUCF以外的全球温室气体排放总量为528亿吨二氧化碳当量，相比之下，2019年为526亿吨。气候变化对细分行业的影响及对策系列报告ESG专题研究 | 浅析农业绿色低碳转型之路4图1：1990-2021年全球温室气体排放总量来源：联合国环境规划署（UNEP），《2022排放差距报告》化石燃料和工业CO2甲烷氧化亚氮氟化气体土地利用、土地利用变化和林业CO2十亿吨CO2当量(GtCO2e) 分部门来看，温室气体排放主要来源于五个经济部门：能源供应；工 业；农业、林 业和其他土地利用变化（AFOLU）；运输；建筑中的直接能源使用。《自然-食品》研究显示，世界粮农体系温室气体排放占全球人为温室气体排放量的三分之一以上，而其中约三分之二的排放量来自以土地为基础的部门，包括农业、土地利用和土地用途变更。粮农体系的温室气体排放是指农业生产活动、土地利用变化以及生产前后过程产生的排放。前两者为农业用地产生的排放，例如作物种植、牲畜养殖、森林砍伐，而后者是指供应链过程中的排放，包括零售、运输、消费、燃料生产、废弃物管理、工业加工和包装。2020年，世界粮农体系的温室气体排放量为160亿吨二氧化碳当量（CO2eq），自2000年以来增长了9%。其中，近50%（74亿吨CO2eq）的排放来自农业生产活动，是整个粮农体系温室气体排放的最大来源，土地利用变化占19.5%（31亿吨CO2eq），供应链活动占34.7%（56亿吨CO2eq）。图2：2020年世界粮农体系温室气体排放气候变化对细分行业的影响及对策系列报告ESG专题研究 | 浅析农业绿色低碳转型之路5 粮农体系下3大温室气体及9大温室气体排放源温室气体是指“大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气态成分”。1997年，《联合国气候变化框架公约》缔约方会议通过《京都议定书》，要求各缔约方控制六种人为排放的温室气体：二氧化碳 (CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮 (N2O)、氢氟碳化物 (HFCS)、全氟化碳 (PFCS)、六氟化硫(SF6)。2012年，多哈会议通过《京都议定书》修正案，规定了第七种温室气体三氟化氮（NF3）。2021年，中国生态环境部公布《碳排放权交易管理办法（试行）》，自2021年2月1日起施行，规定了上述7种需要减排的温室气体。粮农体系是二氧化碳 (CO2)、甲烷 (CH4) 、氧化亚氮(N2O)的主要排放源。1990年至2019年，世界粮农体系CO2从7.6Gt增加到8.4Gt（+11%），CH4排放量从171Mt增加到 195Mt（+14%），N2O排放量从6.8Mt增加到8.6Mt（+26%）。来源：FAO. 2022. Emissions totals. In: FAO. Rome. Cited February 2023. https://www.fao.org/faostat/en/#data/GT/visualize气候变化对细分行业的影响及对策系列报告ESG专题研究 | 浅析农业绿色低碳转型之路6图3：1990-2020年世界粮农体系三大温室气体排放量 来源：FAO, Emission Database FAOSTAT 2021; Boston Consulting Group & XAG, Net Zero: The Future of Agriculture How Technology Can Cut Emissions and Deliver Carbon-Neutral Agriculture, 2022.来源：IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Volume 4, Chapter 1.N2O牲畜粪便和化肥的施用是N2O最主要的排放源，产生约14%的农业温室气体排放。肥料的施用增加了土壤中氮元素的含量，导致微生物在硝化和反硝化过程中产生的N2O增多。气候变化对细分行业的影响及对策系列报告ESG专题研究 | 浅析农业绿色低碳转型之路7就单一气体而言，2019年粮农体系产生了全球21%的CO2排放，53%的CH4排放和78%的N2O排放。值得一提的是，CH4吸收热量的效率是CO2的20倍，N2O则是300倍, 二者在推动全球温度上升方面影响更加明显。CH4在农业生产活动中，大部分CH4排放来自畜牧业，约26%农业温室气体排放来自牲畜消化系统中的肠道发酵反应，在食草动物消化道细菌分解碳水化合物的过程中产生，例如，牛羊等反刍动物通过打嗝、放屁等方式排放大量CH4。水稻种植也是相对较大的CH4排放源，约占农业温室气体排放量的6%。水稻田的厌氧环境利于产甲烷菌的生长活动，其产生的甲烷通过水稻植株和气泡等途径排放到大气中。CO2在农业生产活动中，CO2的最大排放源来自有机土壤排水和耕作，约占农业温室气体排放量的8%。当出于种植目的而对这些地区进行排水时，土壤中的有机物被有氧分解，从而释放出CO2。此外，农业生产活动中的能源消耗，包括柴油、汽油、煤炭等化石能源的使用，抽水灌溉、排涝、机耕等电力消耗，都会导致CO2的直接或间接排放，约占农业温室气体排放量的5%。畜禽粪便、农作物残余等农业废弃物的处理也是3大温室气体的主要排放源，例如，粪便堆肥过程中会排放N2O和CH4，秸秆焚烧会产生CO2。这类温室气体的排放约占农业温室气体排放量的8%。除了农业生产活动中温室气体的直接排放之外，森林砍伐、耕地非农化等土地利用类型转变也会对生态环境和生物多样性造成破环，间接导致全球温室效应恶化。研究显示，全球80%的森林砍伐活动与农业生产相关。到2050年，约50万平方公里的自然栖息地将被改造为农田，以满足对粮食的需求。另外，不适当的农业活动会造成土壤肥力下降、土壤侵蚀、土地退化，从而削弱土壤固碳能力，间接增加温室气体的排放，而每年由于土地退化（约占全球土地总面积的30%）造成的土地损失约10万平方公里。图4：2019年农业相关温室气体排放量（Gt CO2eq）图5：粮农体系下三大温室气体排放与移除过程 粮农体系——直面气候变化挑战农业是全球温室气体的主要排放源之一，也是气候变化的主要受害者。与工业制造业、能源、交通及建筑等行业相比，农业更易受气候变化的影响。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）研究表明，全球平均气温每升高1°C，主要农作物产量将大幅下降：小麦下降6.0±2.9%，大米下降3.2±3.7%，玉米下降7.4±4.5%，大豆下降3.1%。此外，气候变化引发的夜间温度升高、暖冬提前发芽、洪涝干旱等极端天气，也会对农作物产量产生负面影响。受全球变暖的影响，土壤有机质和氮的流失，杂草蔓延和病虫害流行加剧，这意味着需要投入更多的肥料、农药、除草剂满足作物生长需求；水资源短缺，土地荒漠化加剧，使灌溉成本提高，进行土壤改良和水土保持的费用加大，增加农业成本和投资；贮存和运输过程中热损、腐坏、污染概率增加，极端气候事件的频率和破坏性增强，这些因素都会加剧农业生产的不稳定性，提高农业生产成本。《2022年世界粮食安全和营养状况》报告指出，2021年全球受饥饿影响的人数已达8.28亿，较2020年增加约4600万，自新冠疫情暴发以来累计增加1.5亿。报告最新证据表明，全世界正在进一步偏离目标，无法保证到2030年消除饥饿、粮食不安全和一切形式营养不良。到2050年，世界人口预计将增长30%以上。届时，为满足对粮食和资源大幅上涨的需求，全球每年需多生产约50%的粮食，这无疑对土地耕作与粮食产量提出了巨大挑战。在地缘政治冲突、新冠疫情导致经济衰退等背景下，气候变化不仅影响了以农产品为经济支柱国家（多数为发展中国家）的国民收入，也波及了全球粮食供应链及粮食贸易。粮农体系遭破坏，粮食成本增加，粮食价格大涨，饮食健康风险和粮食安全危机亟待解决。大气CO2浓度水平上升会抑制植物将硝酸盐转化为蛋白质的能力，从而降低小麦等农作物营养含量；苜蓿和大豆植物中蛋白质和氮含量降低，也会导致畜禽所需饲料质量下降。研究显示，当二氧化碳浓度升高至568-590 ppm（相当于升温2.3-3.3°C），18种东南亚广泛种植的水稻中蛋白质、B族维生素及其他微量元素的含量均有显著下降，对超过6亿人的营养健康造成威胁。对养殖业而言，热应激会导致畜禽采食量下降、增重率降低、产奶量减少、繁殖性能降低、免疫力下降、疾病发生率增高等。对渔业而言，全球变暖导致海洋溶氧量下降、酸碱平衡遭破坏；两极冰川融化使大量淡水流入海洋，导致海水盐性稀释；水温升高，可能会使许多鱼类和贝类物种的栖息地发生变化......这些因素不仅对渔业产量造成损失，也威胁着海洋鱼类的生存环境。产量大幅下降农业成本大幅提高粮食安全受威胁营养含量降低产业安全威胁加剧气候变化对细分行业的影响及对策系列报告ESG专题研究 | 浅析农业绿色低碳转型之路8 主要经济体碳中和战略模式及减排目标鉴于全球主要经济体在政治体制、经济发展、产业基础、资源禀赋等方面上存在差异，其碳中和战略、目标、措施等也不尽相同，大致可划分为引领型、增长型、跟随型、摇摆型4类碳中和战略模式。•2015年，法国通过《绿色增长能源转型法》，2020年以法令形式正式通过《国家低碳战略》，设定2050年实现碳中和的目标。•2019年，德国通过《气候保护法》，首次以法律形式确定德国中长期温室气体减排目标，包括到2030年实现温室气体排放总量较1990年至少减少55%。2021年，《联邦气候保护法（修订案）》确立2045年实现碳中和。引领型强调以碳中和引领新经济增长、生产生活方式变革、能源供应、生态保护等，实现整个经济社会绿色发展转型。这类经济体（以欧盟及英、法、德等欧洲国家为主）具有雄厚的绿色政治基础和发达的经济条件，能承受一定的转型成本，并给予其系统性绿色发展转型战略设立法保障。例如：欧盟国家通过了《欧洲气候法》，自2021年7月29日起生效，将欧盟在2050年实现碳中和的承诺写入法律，并设定了减排中期目标，即到2030年其温室气体排放量至少比1990年的排放水平减少55%。2008年，英国通过《气候变化法案》，使其成为全球首个为温室气体减排设计出具有法律约束力措施体系的国家。新修订的《气候变化法案》于2019年生效，正式确立到2050年实现温室气体“净零排放”的目标。与1990年的排放水平相比，英国计划到2030年将温室气体排放量至少降低68%，到2035年实现减排78%的目标。气候变化对细分行业的影响及对策系列报告ESG专题研究 | 浅析农业绿色低碳转型之路9 主要以尚未形成系统完整脱碳计划的发展中国家为代表，如印度。尽管印度在2021年宣布到2070年实现碳中和的目标，但其经济处于相对快速的增长阶段，总体上仍不得不依赖传统的工业化道路，尚无法支撑全面的碳中和转型。这类经济体