从绿色氨到低碳食品

农业实践 从绿色氨到低碳食品 一个消费者篮子样本显示，使用绿色肥料可以将农业最终产品的温室气体排放量减少约5％。 本文是Peter Aagaard，Jens Riis Andersen，Tomas Naucl é r，Pradeep Prabhala和Kristina Wedege的合作成果，代表了麦肯锡农业实践和麦肯锡可持续发展的观点。 减少温室气体排放量，相当于法国化石燃料排放量的1.5倍，或国际航运排放量的三分之二(2021年约700万吨二氧化碳)。5 农业是主要贡献者之一温室气体排放(GHG)和气候变化。农业负责约 全球排放量的24％，使农业排放成为脱碳工作的主要重点。除非得到解决，否则农业生产和土地利用的排放量可能会增长到 好消息是氨生产可以通过改用绿色氨几乎完全脱碳。为了了解这种对食品生产者和消费者的潜在影响，我们分析了可能在欧洲典型消费者篮子中的十种农业终端产品。我们发现改变生产方法从灰色 到2050年，15%到20%。1如果不大幅减少农业排放，将气候变化的影响限制在1.5 ° C将是困难的。 与其他部门相比，快速有效地减少温室气体排放对农业来说可能更具挑战性。2虽然其他部门有一套技术，通过这些技术，他们可以选择大幅减少排放， 绿色氨可以平均减少5%的碳排放，这是食品中可解决的排放量的很大一部分 产品。绿色氨是灰色氨的直接替代品，实现这些减少的技术现在已经可用。但是，要使这种转变具有财务吸引力，就需要从化肥生产商到消费品公司的食品行业价值链中的大多数参与者加强合作，调整购买模式，并重新思考定价和溢价分配。 这样的选择是 农业中可用的较少，大多数已知的杠杆可能会破坏现有的生产过程。然而，在本文中，我们专注于一种具有巨大潜力的脱碳杠杆：用绿色氨代替基于化石燃料的氨（所谓的灰色氨）用于肥料生产。肥料是氨的主要用途；全球约70％的氨用于其生产。 重要的是，向绿色氨和化肥过渡只是减少农业温室气体排放的一步。这将需要在农场以外和整个农业价值链中采取行动，使这一行业成为“全力以赴”的时刻，以实现一系列脱碳工作的并行转型和发展。6 来自化石燃料的氨生产是一个相当大的排放贡献者，因为传统的灰氨生产过程会产生二氧化碳作为副产品。在1.9和 产生的每t氨产生2.6公吨(t)的二氧化碳。32020年,全球氨产量约占4.5亿吨（Mt）的二氧化碳排放量-约占全球排放量的1.2％-约为37千兆吨（Gt）的二氧化碳 食品中绿色氨的潜在影响 农产品价值链及其相关的排放足迹是复杂的，特别是考虑到 相比之下，作物和牲畜饲养每年产生约5.3 GtCO2。4消除这些排放将大大有助于 生产是在价值链的起点，在这个例子中，它约占与产品相关的总排放量的6%。 包括全球约5.7亿个农场(世界上大多数农场都是小型和家庭经营的，但16%的农场面积超过2公顷，占世界农田的88%)。7农产品具有许多潜在的温室气体排放源，例如肥料和其他投入化学品生产，农场设备使用，牲畜饲料生产，肠发酵， 但是生产过程的改变可以使氨几乎不含二氧化碳。例如，可再生能源可以用于电解以产生绿色氢气。反过来，哈伯-博世工艺将氢气和氮气转化为氨（图表2）。 Transportation, industrial processing, and packaging. Exhibit 1shows the distribution of emissions along the value chain for apackage of potatoes. Ammonia 麦肯锡公司 附件2 由可再生能源供电的电解可以创造绿色氢气，绿色氨和肥料紧随其后。 麦肯锡公司 用绿色氨代替灰色氨对参与氨生产的化学工业具有重大影响。绿氢 在爱荷华州，绿色氢和绿色氨公司格林菲尔德氮公司正在开发一种耗资4亿美元的绿色氨厂，生产9.6万吨零碳肥料。10 在有利的政府政策和气候承诺的刺激下，全球正在宣布绿色氨项目。实际上，已经宣布了1000多个大于一兆瓦的氢项目，其中400多个用于大规模工业用途，包括氨生产。8 对于消费者和整个世界来说，绿色氨的影响可能是相当大的，尽管它是农业脱碳所必需的许多行动之一。我们估计，用于化肥生产的绿色氨可以脱碳3％至 一些化肥生产商开始尝试降低碳产量，目标是将范围1和2的温室气体排放量减少20％至50％，并转向无化石肥料。 与一系列消费者食品排放相关的排放的8％。这意味着对于图表3中所示的代表性消费者篮子，可以减少约0.6千克二氧化碳的排放，或平均减少5％，与其他杠杆相比，这是一个实质性的减少，以及可以解决的排放量。 最近的一个例子是化肥生产商Yara和瑞典农业合作社Lantm ä nnen，它们已经签署了世界上第一个生产绿色肥料的商业协议。9在丹麦，该国四大农业公司的行业联盟正在探索丹麦是否可以生产更可持续的肥料。在美国州 对于我们分析的大多数产品，绿色氨将减少有意义的排放份额，但为全部生产增加相对较低的成本份额 麦肯锡公司 （约315MtCO2，因为约70％的氨用于肥料施用）。首先，与其他杠杆相比，实施复杂性较低，因为可以在不改变耕作或生产实践的情况下实现减排（绿色氨肥在化学上与常规产品相同）。相比之下，我们最近在农场层面确定了28个其他杠杆，这些杠杆具有重大影响潜力，但在很大程度上需要改变流程和工作方式。11其次，化肥生产商相对较少，这使得 成本。值得注意的是，与灰氨相比，这种成本分析对绿色氨的未来成本高度敏感(对于成本的细分在我们的分析中考虑，请参见侧栏“走向绿色氨”)，对于灰色和然而，随着欧盟收紧政策，到2030年，绿色氨可能会变得越来越有吸引力，至少在欧洲和美国和碳信用要求和美国减少通货膨胀法案为绿色氢气生产提供了激励措施。 与试图鼓励数百万农民采取行动相比，更容易实现减排。最后，绿色氨相对于成本而言提供了相对较高的减排水平，并且成本预计将在未来几年内降低。 除了影响的大小外，还有令人信服的理由在肥料中转向绿色氨 到达绿色氨 先决条件生产绿色氨正在扩大绿色氢生产和相关设备。近年来，绿色氢引起了很多兴趣，因为它是 系统（ETS）。氨生产商将从2025年开始感受到变化，因为他们的碳排放配额是到2035年逐步淘汰。根据欧盟ETS，受监管的实体购买或获得排放配额，他们可以根据需要相互交易。在每年年底，受监管的实体必须交出足够的配额以覆盖其所有排放。排放的一个tCO2的ETS价格上升到超过 has been volatile in recent years. In our analysis,we offer a scenario in which green amina is moreexpensive to produce in the short term to middest.We then assess the carbon and production costimpact. 对于一系列所谓的难以减弱的部门，包括氨，唯一适用的杠杆之一。事实上，我们估计，在2050年，绿色氢可以贡献超过20%的年度全球减排。1 绿色氨和灰色氨之间的成本差距取决于天然气的价格-灰色氨成本的主要驱动因素-以及可再生能源的成本。天然气价格上涨将灰色氨的成本在2021年春季提高到每公吨（t）900欧元以上，从2015年的约270欧元提高到2020年的450欧元/吨。截至2023年5月，价格已降至约400欧元/吨。 2023年2月首次为100欧元，这表明在这十年中，对灰氨生产商的潜在成本影响可能约为每吨200欧元。 对于化肥生产商来说，从第三方采购绿色（或蓝色）氢气是一种选择。此外，一些生产商正在探索机会 来生产自己的绿色氢气。Yara就是后者的一个例子，2While other companies are negotiatingofftake agreements with stand - alone green - amineprojects. Location will likely be a key considerationfor companies pursuing both strategies, becauseproducing 在美国，《降低通货膨胀法案》可能会通过生产税收抵免为绿色氢生产提供补贴每公斤2欧元（kg）。由于生产1吨氨需要约180千克氢气，因此可以实现每吨绿色氨超过360欧元的潜在补贴效应-匹配或超过欧洲的ETS效应。 We aimed to compare green - amine costs to gray- amine costs by 2030 in Europe. We estimatedthe cost of gray amin at about €480 per tcomposed with an estimated green - amine costof about €740 per t in 2030, based ona range of assumptions about power prices andplant costs. Our estimates are illustrative, and theactual numbers will depend on a range ofassumptions and geography factors. 绿色氨需要来自太阳能和风能等可再生能源的大量能源。氢和因此，氨生产商正在考虑将他们的工厂靠近可再生能源装置。 成本是绿色氨的潜在生产者和购买者的首要考虑因素，灰色氨的价格也是如此， 在欧洲，欧盟排放交易变化的影响可能会缩小部分成本差距 1Bernd Heid，Alma Sator，Maurits Waardenburg和Markus Wilthaner，“关于氢在净零未来中的作用的五个图表”，麦肯锡，2022年10月25日。2“Yara和Linde Engineering同意在挪威建立一个24兆瓦的绿色氢气示范工厂。两家公司的目标是在挪威的化肥生产中实现二氧化碳的显着减少，” Yara，2022年1月28日。 使绿色氨肥料成为现实 因为需求超过供应。消费品公司正在致力于日益雄心勃勃的范围3（购买的商品和服务）减排目标，例如，领先的糖果品牌的目标是削减40％以上 市场对更可持续的材料的需求很明显。例如，再生塑料的价格溢价高达60％12 以经济的价格提供绿色电力。世界各地的政府和公司都在加快对可再生能源的承诺，但仍有巨大的差距需要弥补。 到2030年，消费者也表现出了为可持续产品付费的意愿。13 尽管绿色氨具有优势，但仍需要进行工作以实现其规模和步伐的潜力。先决条件包括以下内容： -未来的生产商面临着绿色氨未来价格的不确定性，这引发了人们对使项目在财务上健全需要多长时间的质疑。很明显，绿色氨的较高成本必须在整个价值链中吸收，直到它能够与灰色氨更具竞争力。农民无法独自承担较高的成本。正如我们在最近的一份报告中指出的那样，15一系列障碍阻碍了农民大规模采用脱碳解决方案。农民是可持续发展转型的关键，缺乏采用新方法和技术的激励措施。鼓励农民脱碳的措施可能包括绿色保费，补贴，回扣或其他激励机制。 —由于绿色氨工厂是资本支出密集型的，因此绿色氨的开发商可以从获得绿色融资的机会中受益。正如我们在最近的一篇文章中强调的那样，气候资本部署将需要利益相关者之间的共同努力-以及专门的财政和监管工具以及风险分担的金融机制，例如混合金融-但它也提供了巨大的机会。14对于绿色氨，很明显，该行业需要具有长期视野和风险偏好的投资者。 —绿色氨生产需要太阳能和风能等可再生能源的大规模产能扩张，以确保有足够的 附件4 消费者愿意为更具可持续性的产品付费，可以创造一个保持毛利率并使整个价值链受益的机会。 整个价值链中最终产品Premium部门的绿色溢价（白糖插图） 以绿色保费为例，一种思考方式是从消费