荷蘭科學家研究認為,到2050年,用替代性蛋白質取代50%的動物產品,可以騰出足夠的農業用地生產可再生能源(其能量相當于今天的燃煤發電),同時從大氣中去除大量二氧化碳。
相關研究近日發表于環境科學期刊《一個地球》,其基礎是一種被稱為“生物能源與碳捕獲和儲存”(BECCS)的二氧化碳去除方法,該方法是一種溫室氣體減排技術,結合碳捕獲和儲存和生物量的使用,能夠創造負碳排放。
大多數關于BECCS的研究都認為,種植生物質所需的土地將威脅到糧食安全,或者導致自然植被區被侵占,這對生物多樣性有負面影響。但這項新研究有另一個想法:將BECCS與飲食轉變結合起來。
“動物源食品對資源的利用效率低下,因為動物消耗的食物比它們提供的要多,而喂養動物需要大量的土地和水。我們表明,蛋白質轉化可以為BECCS釋放大量資源,以實現巨大的能源和碳去除潛力?!比R頓大學環境科學家、論文通訊作者Oscar Rueda說。
為了測試飲食變化如何促進碳去除,研究人員估算了如果人類用植物蛋白或其他替代蛋白取代10%到100%的動物蛋白,將釋放多少土地。然后,他們估計了利用這些土地進行BECCS生物質生產的潛力,同時保持足夠的土地和水可用來維持生態系統并滿足全球糧食和水需求。
“我們的研究結果表明,替代動物產品可以通過BECCS幫助釋放巨大的能源和負排放潛力,同時避免農業擴張,并確保人類和生態系統的供水。即使是適度采用替代蛋白質,也可以騰出大片農田?!盧ueda說。
模型表明,即使減少30%的動物產品消費,也會使大量的碳排放和可再生能源生產成為可能。如果30%的動物產品被替代蛋白質取代,將釋放足夠的面積,每年產生15.8到29.1EJelec,每年消除3.5 ~7.2Gt的二氧化碳。目前,燃煤發電每年產生35EJelec,并導致10Gt二氧化碳排放。
該團隊還分析了全球生物質生產和二氧化碳儲存潛力。他們發現,大多數國家都有在其境內利用BECCS封存二氧化碳的地質潛力。研究人員特別指出,美國、歐洲和中國因其巨大的封存潛力而脫穎而出。
他們還證明,在空閑的農業用地上種植BECCS生物質作物比自然植被在碳清除方面更有效。如果100%的動物產品被替代品所取代,在大約60年中,在這些地區種植BECCS,可以比在相同地區的自然植被多去除700Gt二氧化碳。研究人員說,在這段時間之后,這些地區需要恢復到自然植被,研究人員指出,BECCS不能取代自然。
Rueda說:“一方面,BECCS可以利用一小部分空閑土地來減緩氣候變化,同時生產可再生能源。另一方面,在許多地區,特別是那些可能接近自然狀態的地區,保持自然植被可能更可取?!?/span>
研究人員表示,蛋白質替代是可行的,但目前還不確定這種轉變是什么樣子,以及是由傳統植物蛋白質還是基于實驗室的替代品主導?!笆袌鲅芯勘砻?,來自植物、微生物和組織培養等來源的替代蛋白質,到2030年可以取代10%~30%的動物產品,到2050年可以取代30%~70%。進一步的新型替代蛋白質研究將有助分析相關影響?!盧ueda說。
由于不同的替代蛋白質會有不同的碳足跡,因此需要進一步研究來檢驗這些不同的情況。人們還需要研究社會政治因素如何影響飲食轉變和BECCS的采用等。