论文标题：Your personal choices in transportation and food are important for lowering carbon emissions

期刊：Frontiers of Environmental Science & Engineering

作者：Bruce Logan, Fang Zhang, Wulin Yang, Le Shi

发表时间：27 Feb 2024

DOI：10.1007/s11783-024-1830-5

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温室气体的过量排放加剧了全球气候变化，因此，减少温室气体排放被视为限制气候变化的一个主要手段，这一议题在当前全球范围内受到了极大关注。设定国家碳中和目标路线图、建立碳中和目标监督体系等政策推动了全球碳中和发展。然而，能源使用和碳排放的信息通常仅限于地区和国家层面，这些庞大且复杂的数据与人们的日常生活缺乏直接联系，因此难以激发个人的足够关注。

Bruce Logan院士创新性地将能源使用和碳排放的情况与食物的消耗联系起来，以每人每日平均能量需求（1D = 2000 kcal/cap-d）和化石燃料活动产生的CO₂排放与食物氧化产生的CO₂排放的比值（1 C =（1 kg/cap-d）/（0.9 kg/cap-d））量化个人和国家的能源使用和碳排放量，这样做避免了大量数字和不同单位混合使用的困扰。如中国在2022年平均能源使用量和碳排放量分别为37.1 D和22.5 C，这意味着，中国人平均每人的能源使用量是其日常摄入食物所需能量的37.1倍，化石燃料碳排放量是其通过食物摄入产生的CO₂的22.5倍。相比之下，美国的数据为95.9 D和43.9 C，这显著展示了不同国家人民在能源使用量和碳排放量上的巨大差异（图1）。此外，Bruce院士指出，在计算一个国家的平均碳排放时，不仅应该考虑国内化石燃料的使用情况，还要将国际贸易中商品生产过程的碳排放纳入考虑，国家碳排放量的计算方法应包含进口商品的“虚拟碳”概念。

图1 CO₂排放量的两种表达方式

为了实现全球碳排放量的显著降低，每个人都需要努力减少对化石燃料的依赖。然而，很多人认为个人的影响微乎其微。个人碳排放主要来自家庭能源、交通和食物，每个人在考虑能源使用和碳排放时所做的决策对于能源利用的重大改变至关重要。以食物为例，我们不能仅考虑食物本身的碳排放，而是要关注生产、加工和运输食物的全过程碳排放量（图2）。举例来说，85克牛肉的碳排放量为6.6 C，而113克鸡肉的碳排放量仅为0.87 C。然而，牛肉运输产生的碳排放仅占总排放量的0.7%，而鸡肉运输占5.5%。因此，关注食物的C值能够帮助个人做出更低碳的食物选择。

图2 基于单位C的不同食物的碳排放区别

同样地，交通方式的选择对个人碳排放的影响很大。在中国，一名驾驶汽车（燃油效率为14 km/L，平均驾驶11700 km）的人会消耗9.2 D的能量并排放5.9 C的碳，将占人均碳排放量的27%；而在美国，由于更高的年行驶里程和较低的平均车辆燃油效率，这个数值增加到了21 D和14 C，这相当于人均碳排放量的约29%。一般来说，转向使用电动汽车并利用太阳能光伏板为其充电可以减少这5.9 C的排放。然而，由于中国煤炭发电比例较高，转向使用电网电力可能无法显著降低二氧化碳排放。总而言之，关注交通方式的C值能够帮助个人做出更低碳的交通方式选择。

传统的碳排放计算往往只考虑了国内的化石燃料排放，而没有考虑到国际贸易中涉及的碳排放。因此，将进出口商品的虚拟碳纳入考虑范围，可以更准确地评估一个国家或地区的总碳排放。以中国为例，中国生产大量商品并出口到世界各地。然而，这些商品在被其他国家使用时，没有直接计算在使用该产品的国家制造该产品所排放的二氧化碳。因此，在评估中国的总碳排放时，需要考虑到出口商品所带来的虚拟碳。中国2014年出口商品的碳排放达到了1369 Mt二氧化碳，相当于3.0个C，占当年中国总化石燃料排放的15%。因此，如果考虑这部分出口商品的虚拟碳，中国2014年的实际碳排放量应为20.3 C减去3.0 C，即17.3 C。相反地，许多进口商品较多的欧美国家的实际碳排放量也会因进口商品的虚拟碳而大幅增加。

Bruce Logan院士的研究提供了一个新视角，通过将复杂的数据与个人新陈代谢联系起来，这一方法不仅使问题更加易于理解，也强调了个人行为在减缓全球气候变化中的重要性，为个人、地区乃至国家层面上的碳减排行动提供了科学与实践的指导依据。此外，对于虚拟碳排放的研究不仅揭示了国际贸易在全球碳循环中的角色，也为政策制定者在考虑减排策略时提供了重要的视角。在全球共同努力对抗气候变化的当下，个人选择、国家目标值定和国际合作是实现显著减排的关键。

文稿 | 张芳，清华大学

编校 | 高岳

作者简介

Dr. Bruce E. Logan is Director of the Institute of Energy and the Environment, an Evan Pugh University Professor in Engineering, and the Stan and Flora Kappe Professor of Environmental Engineering in the Department of Civil and Environmental Engineering at Penn State University. His current research efforts are in bioelectrochemical systems, renewable energy production, the development of an energy sustainable water infrastructure, and education on energy, carbon emissions, and climate. Dr. Logan has mentored over 140 graduate students and post docs and hosted over 40 international visitors to his laboratory. He is the author or co-author of several books and over 550 refereed publications (>115,000 citations, h-index=164; Google scholar). Logan is a member of the US National Academy of Engineering (NAE), an international member of the Chinese Academy of Engineering (CAE), and a fellow of the American Association for the Advancement of Science (AAAS), the International Water Association (IWA), the Water Environment Federation (WEF), and the Association of Environmental Engineering & Science Professors (AEESP). Logan is a guest professor at several universities including Tsinghua University, Harbin Institute of Technology (HIT), and Dalian University of Technology, with ties to several other universities in Saudi Arabia, the UK, and Belgium. He received his Ph.D. in 1986 from the University of California, Berkeley, was on the faculty of the University of Arizona for 11 years, and joined Penn State in 1997.

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本文内容来自FESE期刊2024年第18卷第6期发表的Perspectives文章“Your personal choices in transportation and food are important for lowering carbon emissions”。通讯作者为宾州州立大学Bruce Logan院士。

引用格式：Bruce Logan, Fang Zhang, Wulin Yang, Le Shi. Your personal choices in transportation and food are important for lowering carbon emissions. Front. Environ. Sci. Eng., 2024, 18(6): 70 https://doi.org/10.1007/s11783-024-1830-5

本文来自 Special issue - Towards a pollution-free planet

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Frontiers of Environmental Science & Engineering是由高等教育出版社、中国工程院和清华大学共同主办的环境领域综合学术期刊，聚焦环境领域前沿问题与研究成果，重点关注开创性、跨学科的研究，致力于打造具有国际影响力的高水平学术交流平台，是中国工程院院刊系列期刊、中国科技期刊卓越行动计划重点期刊。

主编：曲久辉院士，John Crittenden院士

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