中国规模化生猪养殖碳足迹评估方法与案例研究

摘要

中国生猪养殖量约占全球生猪饲养量的50％，但基于中国实际生产数据的规模化生猪养殖系统碳足迹研究较少。本研究基于生命周期评价方法原理，构建了规模化生猪养殖生产系统的碳足迹评估方法，探讨了饲料作物种植中不同分配方法对碳足迹的影响，并结合典型规模化猪场的实际生产数据，开展了规模化生猪养殖生产系统碳足迹核算和减排措施分析。主要研究结论如下
　　(1)建立了系统边界从饲料作物种植到养猪场大门的生猪养殖碳足迹评估方法。该评估方法包括饲料生产模块和生猪生产模块。饲料生产模块中农资生产、农机能耗、加工运输的排放均采用生产活动数据乘以相应排放因子的核算方法，含氮肥料施用的N2O排放采用IPCC(2006)计算方法;生猪养殖模块中肠道发酵、粪便管理的CH4和N2O排放均采用IPCC(2006)Tier2，并针对不同猪群分类核算。评估的温室气体种类有CO2、CH4和N2O，功能单位是每千克活重(1kg LW)。为保证评估结果更符合中国生猪养殖生产实际，核算过程中涉及的参数优先选择国家公开发布的权威数据，其次为IPCC(2006)推荐的缺省值以及文献数据。
　　(2)研究了主要饲料原料生产温室气体排放6种典型的分配方法（质量分配、能量分配、蛋白分配、混合分配（能量+蛋白）、经济分配和不分配）对猪场碳足迹的影响。不分配法无法反映饲料作物的多功能性，所以不建议选择该方法。当进行温室气体碳交易等与温室气体的经济价值有关的活动时，可以选择经济分配法。物理分配包括质量、能量、蛋白质、混合（能量+蛋白质）分配法，更适合来反映饲料作物种植中不同产出的变化。质量分配法作为所有分配方法的基础，推荐在饲料作物各产出的特性不可得或不易获得时使用质量分配法。华北地区猪场案例研究结果显示，不同分配方法下，每千克活猪的碳足迹为272～464kg CO2-eq。质量分配时总碳足迹最小，为272kg CO2-eq/kg LW，不分配时的总碳足迹最大，为464kg CO2-eq/kg LW。尽管分配方法对碳足迹的构成有一定影响，但在不同分配方法下，对整个生产链温室气体排放量贡献最大的环节均为饲料生产，占比46～66％，其次是粪便管理环节，贡献率为21～34％。
　　(3)在收集典型养猪场全年生产数据和全国典型饲料作物种植农资投入等大量数据的基础上，采用本研究建立的碳足迹评估方法，对典型养猪场生产全过程碳足迹进行了案例研究。案例研究猪场每公斤活猪的碳足迹为272kg CO2-eq，饲料生产、肠道发酵、粪便管理和养殖场能耗对碳足迹的贡献分别为46％、5％、34％和15％。过量施用含氮肥料和种养分离导致的饲料原料长距离运输是饲料生产对总碳足迹贡献最大的两个主要原因，饲料作物种植和饲料加工运输带来的排放分别占饲料生产环节总排放量的73％和27％。如果将氮肥施用量由209kg/ha（玉米）和216kg/ha（小麦）分别降至140kg/ha（玉米）和180kg/ha（小麦），可降低猪肉总碳足迹7％。将饲料原料的运输距离由目前的325～493km缩短到30km以内，并减少饲料原料运输空车运载率，猪肉碳足迹可减小11％。此外，改传统的舍内蓄粪池-氧化塘的粪便处理方法为舍内蓄粪池-厌氧发酵-氧化塘的粪便处理方式，可将案例中粪便管理过程的GHG排放量减少76％。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．2 碳足迹评估关键参数研究及结果比较

1．2．3 碳足迹构成与分析

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

2．1 引言

2．2 评估范围

2．2．2 时间范围

2．2．3 系统边界

2．3 功能单位

2．4 分配方法

2．4．1 分配原则

2．5．2 饲料生产温室气体排放

2．5．3 生猪生产温室气体排放

2．6 小结

第三章 饲料作物种植温室气体排放分配方法对碳足迹的影响

3．1 引言

3．2 研究方法与参数来源

3．2．2 参数来源

3．3 结果与讨论

3．3．1 不同分配方法的碳足迹

3．3．2 不同环节的贡献率

3．3．3 不同分配方法的选择

3．4 小结

第四章 中国规模化养猪碳足迹评估与减排技术分析——案例研究

4．2 研究方法与参数来源

4．3 结果与讨论

4．3．1 生猪养殖生产系统碳足迹

4．3．2 不同环节的温室气体排放贡献率

4．3．3 不同温室气体的贡献率

4．3．4 碳足迹减排关键点分析与技术选择

4．4 小结

第五章 全文结论

5．1 研究结论

5．2 创新点

5．3 建议与展望

参考文献

附录

致谢

作者简历