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 03 序言 09 主要经济体碳中和战略模式及减排目标 04 11 双碳目标下，中国绿色低碳转型路径 06 粮农体系下3大温室气体及9大温室气体排放源 18 中国实现双碳目标面临严峻挑战 08 粮农体系——直面气候变化挑战 19 参考文献 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。 3 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 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。 十亿吨CO2当量 (GtCO2e) 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 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》 4 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 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 5 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 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 6 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 图3：1990-2020年世界粮农体系三大温室气体排放量 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。 图4：2019年农业相关温室气体排放量（Gt CO2eq） 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. 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。 7 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 图5：粮农体系下三大温室气体排放与移除过程 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。 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。 产量大幅下降 农业成本大幅提高 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℃，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。 营养含量降低 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℃），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。 产业安全威胁加剧 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。 8 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 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。 粮食安全受威胁 《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。 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。 引领型 强调以碳中和引领新经济增长、生产生活方式变革