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对话 | 从碳中和开始,农业的可持续发展离我们还有多远?

信息发布者:15950997049w
2021-09-26 15:39:29

以下文章来源于曦曦博士 ,作者Xixi博士

曦曦博士.

美国动物营养博士 与你聊聊科学养鸡养猪那些事儿~ 这是一个干货满满的走心原创号 | 写你看得懂的科学。

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大家好呀~图片

碳中和、碳达峰、碳交易市场...这些词是不是今年听了好多!今年3月的两会提出,中国要在2030年达到碳达峰,2060年达到碳中和;今年7月,全国碳交易市场启动......这些国家政策看似离我们很远,但其实,对于畜牧行业的小伙伴来说,它与我们的日常工作是息息相关的,因为这是农业可持续发展的重要一环;而反过来,农业的可持续发展是不是仅仅只是碳中和而已呢?
今天的曦曦说 ,我邀请了来自德国的两位博士,Dr. Michael Binder 和 Dr. Stefan Eils,他们专注畜牧业的可持续发展研究很多年了。我很好奇,我们到底应当如何去思考行业的可持续发展?有哪些事儿是我们现在可以做的,有哪些是我们未来应该去努力的?
这期聊下来,收获非常多。可持续发展并不是虚头巴脑的概念,而是实实在在的我们必须承担的责任和为之努力的目标。强烈推荐~ 音频是我访的英文采访 + 中文翻译。Enjoy~ 😊
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图片引自「混知」
(🔗 碳交易市场来了,我少排二氧化碳也能赚钱?



 🎵 这里是音频 🎵

畜牧业可持续发展 | 英文音频:00:00/01:09:27
畜牧业可持续发展 | 中文音频:00:00/21:01


Q

您是如何进入行业的?

Michael 是一位生物化学工程博士。1997年,他在德国斯图加特大学获得了博士学位后,就加入了赢创,到现在已经24年了。在赢创,Michael先是在动物营养和添加剂版块做了多年的研发工作,而后便开始投身于「LCA研究」(Life cycle assessment,生命周期评估,指评估一项产品从生产、使用到废弃或回收再利用的整个过程所造成的总环境影响),专注于将可持续发展理念注入业务和产品开发。Michael现在是赢创动物营养全球可持续发展副总裁

Stefan也是科学家出身。他说,听过好些曦曦说的采访,发现很多嘉宾都出生和成长于农业这个圈子里,但对他而言,在加入赢创之前,可以说是与农业一点儿不沾边哈哈图片。不过,自己对生物和自然科学非常喜爱。他选择学习了有机化学专业,在德国汉诺威大学取得了博士学位。自从博士毕业后加入赢创,也是一干就是20多年(我发现采访过的赢创博士们全是这样的!)
一开始,他主要负责化学和生物制药方向的工作,而在过去这十年间,他慢慢地开始参与了很多动物营养产品的研发和可持续发展的战略工作。3个月前,他刚刚加入了Michael的团队,目前是公司的可持续发展总监
Xixi:想当年在我读博士的时候,我有幸作为全球选出的十位学生之一,参加了赢创组织的北美农业之旅。在三个星期的时间里,我们围绕美国参观了行业的上下游许多企业。那时候我们的一个任务就是采访所参观的企业负责人,他们的可持续发展方案是什么,具体是怎么做的。那应该是我第一次真切接触到可持续发展这个话题,与赢创的缘分也一晃有近十年了~

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想当年...像素真的不咋样 图片

Q

什么是碳中和?

What is carbon neutral?

Michael: 碳中和是一个非常复杂的话题。现在,不管是发达国家还是发展中国家,都给碳中和下了“最后期限”,比如德国的目标是2045年,中国的目标是2060年。可它到底是什么意思呢?

在我看来,碳中和其实有两种说法 --- 

第一种是「零排放」(zero emission) --- 如果我们能使人类活动造成的总碳排放量为零,那么我们就无需其他手段就能实现碳中和,但是这个难度是异常之大的。我和Stefan都是学生物化学出身的,我们很清楚,所有的代谢过程一定会伴随着排放,农业生产也是如此,不可能排放为零。

那么,我们希望做到的其实是「净零排放」(net zero emission),这是指碳的排放量和吸收量持平,能够中和,使得总的碳污染为0。所以这种情况下,我们需要从行业的整体价值链去下功夫,某个环节也许不得不有点排放,但另一个环节却可以吸收,这样,在整个行业、乃至整个国家的层面上,使得总的排放和吸收持平。

Q

畜牧业在碳中和里扮演什么样的角色?

What role does the animal production industry play in this?
Stefan: 我们动物养殖行业的确是碳排放的大户。在全球的碳排放总量中,大约25%来自于食物的生产(虽然这也包括了运输、包装等等环节,但主要来自于农业生产),而这其中,大约60%来自动物养殖。

一般来说,在养殖业中,家禽造成的碳排放最低,养猪的碳排放也是相对较低的,但是肉牛、奶牛、羊等反刍动物则会造成较多的碳排放。

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生产每公斤动物蛋白所产生的二氧化碳排放 --- 家禽是最低的,牛肉是最高的 (图片引自FAO)


尽管动物本身的活动和养殖的过程会产生碳排放,但其实这只是故事的一半,另一半碳排放来自于饲料生产 --- 按照FAO的数据,饲料生产占41%(看下图)。饲料原料需要种植,种植需要肥料和农药,种植和收割又需要使用农机,收割完了还有运输和加工......每个环节都会产生大量碳排放。

既然我们知道了饲料是碳排放的一大来源,那么我们能做的,就是优化饲料的生产和使用,提高效率,尽可能地减少浪费和污染。这也是我们整个行业目前迫切需要解决的难题。

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畜牧业的碳排放组成(图片引自FAO)

Q

除了碳排放之外,「养殖业的可持续发展」还包括什么呢?

Besides carbon emission, what are the other aspects of sustainable animal production?

Michael: 的确,大家天天都在讨论二氧化碳啊和甲烷啊,碳排放是大家最为关注的;但其实,从「LCA」的角度来看,养殖业对环境的影响不仅限于此,还有很多因素也非常重要,比如「氮」「磷」的排放

2009年,瑞典斯德哥尔摩大学的教授,Johan Rockström,同另外二十多位顶尖的环境科学家一起,在Nature上发表文章,第一次提出了「地球边界(Planetary boundaries) 这个重要概念,其中就提到了氮和磷的排放对地球来说已经非常危险。

(“地球边界”是什么呢?简单来说,就是有些环境污染和破坏一旦过了线,就不可逆了。而作者提出了9个地球界限,我们已经跨过3个变量的临界值了,还有好几个领域逼近临界值,一旦越界,后果不堪设想)

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2009年最先提出的「地球边界」的九个方面,当时有两个方面跨过了临界值(图片引自Rockström et al., 2009 ;🔗 doi.org/10.1038/461472a)


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2015年,这群科学家在Science上发表文章,重新评估地球的情况,认为有三个方面已经超过临界值,分别是:基因多样性、氮、和磷 

(引自Steffen et al., 2015;  🔗 10.1126/science.1259855)


Johan Rockström教授的TED演讲(部分)
这里有完整版和翻译稿:https://www.ted.com/talks/johan_rockstrom_let_the_environment_guide_our_development/transcript?source=googleplus&language=zh-cn


目前,我们针对「氮排放」的应对方式之一就是低蛋白日粮」 --- 在畜牧生产中,氮的来源主要是蛋白原料,而豆粕作为主要蛋白原料又非常依赖进口。动物粪便中的氮如果处理不当,会对区域内的土壤、空气和水资源造成污染。

还好,我们通过研究知道了,每减少饲料中1%的蛋白,就能减少排泄物中10%的氮排放,所以,使用低蛋白日粮既能减少对进口原料的依赖,又能保护当地环境。同时,过量粗蛋白会使动物需要更多水并排泄出更多氨氮;而每减少日粮中1%的氮,就能使动物少消耗3%的水。

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猪日粮中蛋白水平每降低1%,氮的排放可降低8-10% 
(引自Wang et al., 2018)


扩展阅读:

🔗 对话  |  最新进展:低蛋白日粮在欧洲的应用和研究 (家禽 & 猪)

🔗 回归根本 |「低蛋白日粮」的理论基础和解题思路,你真的清楚了吗?


Stefan: 关于可持续,还有这三个方面是我们需要关注的---

1)土地资源(Land use)

饲料原料的生产需要土地,而人的口粮生产也需要土地,而土地资源这么有限,到底是种饲料还是种粮食呢 (food vs. feed)同时,环境变化导致「农业可耕地面积」正在以每年1000万公顷的速度减少,这就会导致人类破坏原生态雨林来获取耕地(比如,巴西正大肆开垦亚马逊雨林,来种植大豆)

就像Michael提到的,应用低蛋白日粮可以帮助减少蛋白原料的进口,促进本地的饲料原料的更多使用,这也是保护土地资源的一种途径。

2)生物多样性(Biodiversity)

生态环境的稳定是由千千万万植物、动物、微生物一起组成的。面对复杂的变化,越多样化的生态环境,就越能维持稳定。然而,饲料原料的生产过程伴随着除虫剂和除草剂的使用,会对生态环境造成一定影响;同时,过度捕获海洋鱼类,也会使海洋资源破坏,海洋生物多样性遭到毁灭性打击。

我们作为营养师,减少对某些原料的依赖,比如鱼粉和豆粕,可以在一定程度上起到保护生物多样性的作用。

3)抗生素耐药性(Antibiotic resistance)

动物养殖行业中,抗生素滥用的情况已存在很久,这给人类的公共健康带来了影响。一旦耐药性的危害大规模出现,抗生素不但在动物身上没了用,人生病也治不了了。

还好,很多国家都意识到了问题的严峻性,我知道中国在去年全面饲料禁抗,这就是非常好的举措!我相信这也会给饲料添加剂市场带来创新的动力,去开发一系列“替抗”产品,如有机酸、益生菌等。(Stefan: 在这方面,我司为中国市场提供了一系列产品和理念,希望在无抗养殖中帮助大家维护动物肠道健康~)

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畜牧业能为减少抗生素耐药性做些什么?

(图片来自世界卫生组织)


扩展阅读:

🔗 为什么「无抗养殖」是必然趋势?

🔗 鱼儿虾儿养殖的可持续发展


Q

在可持续发展的路上,有哪些是我们马上就能采取的行动呢?

Immediate actions towards sustainable agriculture?

Michael:短期内,我们最好的应对方式就是继续优化养殖技术、提高生产效率。如果我们能在育种、管理、营养等方面的不断优化,进一步提高生产效率,就能用同样的资源产出更多的回报了。

在赢创,我们每三五年会定期做「LCA评估」,看看有哪些地方还有优化的空间。最近这一次,我们分析了不同养殖板块 (猪、肉鸡、蛋鸡)、不同地理区域(欧洲、北美、南美、亚洲)、以及不同环境指标(温室气体、海洋酸化、水体富营养化、土地使用)--- 最后我们发现,无论哪个板块,都还有很大的进步空间;潜在的进步空间最高能达到21%。

比如,影响最直接的就是在日粮中减少南美进口豆粕的使用,我们前面提到过,南美豆粕的生产离不开雨林破坏、农药使用以及国际运输,造成大量的温室气体排放。这也是我们推崇「低蛋白日粮」的原因。

另外,动物粪便的储存和处理方法也对「氮排放」影响重大。

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巴西的玉米大豆出口物流示意图(图片引自farmdocdaily)


Stefan:目前反刍动物养殖的效率是相对最有提升空间的。从营养的角度,有一些产品可以帮助提高蛋白的整体利用率以及饲料转化率,比如晶体氨基酸,如反刍动物专用的蛋氨酸(虽然这在单胃动物中已经是常规原料了,但在反刍营养中还不是)。

另外,鱼虾是非常优质的蛋白质,水产养殖非常高效、排放也小,具有很大潜力。但目前,鱼粉、鱼油的供给已经成为水产业继续发展的限制性因素了。再这样下去,不仅鱼油供给不够,而且这些鱼油几乎全部产自海洋捕捞的野生小鱼,还导致了这些鱼种的过度捕捞,是非常不可持续的。因此,鱼粉和鱼油的替代产品也将是非常重要的工具。比如,晶体氨基酸可以帮助减少鱼粉的使用,而我们赢创和DSM联手一起开发的藻油omega-3,可以帮助替代鱼油。这些工具都是我们目前可以立马采用的有效方案。

猪和家禽上,我同意「低蛋白日粮」是短期内最好的方案之一;同时,任何能降低料肉比、提高生产效率的产品都能有所帮助(再举一个我司的例子吧 --- 胍基乙酸 图片

总而言之,我们的目标是 produce more with less ingredients. 

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通过取代鱼油,可以减少过度的海洋捕捞 (图片引自Evonik/DSM)



拓展阅读

🔗 对话 | 苏华维副教授:反刍动物营养101


Q

未来有潜力的新工具?

Tools in the pipeline?

Michael: 我们从2001年开始就关注可持续发展,一直在做 LCA,但是呢,对于大多数人来说,LCA的方法和数字很复杂,不容易理解。于是,我们把营养配方和环境指标融合在一起,开发了一个计算工具 (eco-calculator),叫做「AMINO Footprint」;2017年又升级为2.0版本,增加了更多指标。这个工具可以帮助大家评估在配方上的改变,尤其是低蛋白日粮的应用,会对环境和生态带来什么样的影响。

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AminoFootprint 界面 (图片引自Evonik)


在这之后,我们又向前了一步,把配方成本也融合进来,最近做了一个新工具:「LIFE」(Least impact feed evaluation)。这可以被当做一个配方软件来使用,在满足成本需求的前提下,生成符合动物营养需求的配方;同时,也能根据环境生态指标,给出针对可持续发展目标的建议。我们目前还在继续优化这个工具,希望明年可以推出,供大家使用。

另外,我们还有一个新的数字化工具,叫做「Porphyrio」(中文叫做“精准畜牧智能平台谱菲芮牧”),这是一个针对提高农场管理效率的工具,它可以收集实际生产数据,从经济角度和效率角度,来指引更加精确化的农场管理。

在我看来,这些工具不仅仅只是赢创的产品和服务,其实也是我们希望为全球动物养殖做一点贡献的真心。我们从2001年开始做的这些可持续发展项目,很多成为了行业标准,比如联合国粮农组织 (FAO) 对可持续农业生产的指导方针就采用了很多我们的研究成果图片

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Porphyrio 通过收集养殖过程中的所有数据,来帮助更高效地监测、管理、和优化家禽的养殖过程 (图片引自Evonik)


Q

科技将会如何影响畜牧业的可持续发展?

How will technology help us to achieve sustainable growth

Stefan:我认为科技与创新会继续引领我们的行业发展比如前面提到的,添加剂的使用能够直接提升整体生产效率,也能缓解我们对很多原料的依赖;而跳出动物养殖来看,很多在农业种植方面的新技术,也会间接影响动物饲料生产。
农业数字化(digitalization)是现在很火的概念,在高清摄像头、5G技术、大数据的时代,越来越多的数据能以越来越快的速度传递,让我们优化整个养殖产业链的上下游。优化带来的高效,就能最直接地带我们走向可持续发展。

另外,能源行业的创新也会帮助我们前进。我们要减少对化石燃料的依赖,农机设备也许以后可以更多地使用风能和太阳能这些可再生能源。


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「农业数字化」可以帮助我们达到可持续农业

(图片引自联合国 UN Global Impact; 完整报告在这里 🔗 https://breakthrough.unglobalcompact.org/site/assets/files/1332/hhw-16-0025-d_n_digital_agriculture.pdf

Q

不得不问 - 您对于人造肉的看法?图片

Opinions on cultured meat

Michael:作为一个学生物化学的人,我其实对于如何制造“假肉”很感兴趣哈哈。但是呢,目前来说,人造肉并不是一个更环保的产品,因为它的生产过程需要消耗太多能源,而且原料大多数都很昂贵,这会导致更高的环境污染。
当然,有很多人造肉企业现在声称它们比动物养殖业更加环保,那是因为它们都只拿自己和肉牛养殖来比较(前面提到了,牛肉生产的环境影响是猪肉和鸡肉的很多倍)如果要和鸡肉和猪肉来比,那还有很长一段路如果这些生产厂家将来能做到100%使用可再生能源,也许它们在未来能变得更环保。
总之,我认为未来人造肉一定会占据一定的市场,但是不可能完全替代天然的动物蛋白。

Stefan:现在人造肉成本还比较贵,所以并不适合所有人。不过,无论是因为出于动物福利还是宗教信仰的考虑一定会有一部分人选择支持人造肉,给这部分人多一个选择还是蛮好的

同时,饮食文化在很多国家的文化中都是非常重要的一部分,比如中国人说起美味的中餐都非常自豪,所以,人造肉要改变大家的饮食习惯、饮食文化还是会遇到很大阻力的。

从可持续发展的角度,我同意Michael,至少目前来看,人造肉并不比畜牧生产更环保。

Q

我们真的能到达“可持续农业”吗?需要多久可以做到?

When do you think we can really get there? Will we get there?

Stefan:我对可持续农业非常有信心。其实整个食品产业链对可持续发展都作出了承诺,很多国际大型食品企业都在寻求更加可持续的发展模式,科学家们也正投入大量时间和心血来研究新技术...大家都在努力!
我们能够在农业上大量使用可再生能源时,当我们能够减少碳、氮、磷的排放时,可持续农业的终线将会更加清晰。中国作为农业大国和科技大国(当然也是碳排放大国)会为全世界起到领导作用,虽然中国的目标是2060年实现碳中和,但我觉得你们能超前完成目标哦!图片

Michael:我认为未来3-5年会有一轮改变,虽然碳排放还无法消除,但企业和行业会开始进行一些补偿性的措施,来减少整体的碳排放;而在那之后,我预计我们的生产模式将会开始发生大的变化,同时,政府以及消费者也会开始适应一系列新的改变,比如新的消费模式、新的法律法规等。未来可期!


Q

总结

Summary


Stefan:当我们谈可持续发展的时候,记得这不仅仅关乎碳中和,还包含很多我们今天聊到的其它方面。幸运的是,「饲料和动物养殖」是我们能够到达可持续发展的很重要的一环,荣幸的是,这正是我的日常工作可以去为之做出贡献的。这些年来我们的产品、服务、工具和理念都是运用科学知识、数字化技术,来提高效率、力求零排放。往后走,更精确的动物营养和养殖管理是关键。


Michael:我觉得,整个动物营养行业的价值链需要更高的透明度 (to have maximum transparency along the value chain)。我们很清楚添加剂和饲料在养殖业的可持续发展的重要作用,所以,与客户透明地沟通产品的效果,与消费者透明地沟通我们在做的努力,可以让我们更快、更齐心协力地达到目标。


我在可持续发展这个领域工作已经好多年了,在最开始的时候,我常常感觉非常孤独(a lonely pioneer),但现在,从化学行业、到饲料行业、到养殖和食品行业,我看到越来越多的同行和企业开始有了可持续发展的思维,一起为之做出努力,我觉得非常欣慰。



Q

最喜欢的书?


Stefan:21 lessons for the 21st century 《今日简史》(作者:Yuval Noah Harari)(《人类简史》《未来简史》《今日简史》三部曲的最后一部,简述了21世纪人类面临的21大问题)


Michael: The Swarm 《群》(作者:Frank Schätzing)


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Q

是什么使成功的行业精英与众不同


Stefan & Michael 有远见,有超越自我的目标,为下一代人着想;以身作则(Have a vision/purpose, Look beyond their own schedule, Leave something for the next generation; Lead by example)



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