厌氧消化技术在区域食物垃圾循环体系中的温室气体减排潜力：基于日本2030-2050年的案例研究

《Bioresource Technology》：Greenhouse gas emissions from regional food waste circulation schemes utilizing anaerobic digestion for 2030–2050: a case study in Japan

本研究通过构建京都府多反应器厌氧消化（AD）区域循环系统模型，评估了2030-2050年不同情景下温室气体（GHG）排放、氮循环效率、作物产量及成本效益。结果表明：替代方案可实现GHG减排12–21%、氮保留率高达89%、成本降低13–16%，同时维持作物稳产，为绿色农业食品系统转型提供了可落地的政策路径。

　　

研究亮点

本研究通过构建包含不同规模厌氧消化（AD）反应器的区域系统模型，量化了京都府2030-2050年农业食品系统的温室气体（GHG）排放、氮循环效率、作物产量及经济成本。采用Tier 2级估算方法结合区域参数，设计了以简单肥料替代、产量最大化及GHG最小化为目标的多元情景。

情景下的施肥策略

在简单替代情景（Sa）中，优先就地施用本地生产的消化液；而在产量最大化情景（Sy）中，消化液集中施用于北部亚区域，因"越光"（koshihikari）水稻品种需氮量较低，可实现养分高效分配以提升产量。温室气体最小化情景（Sgd）则聚焦南部亚区域的无化肥消化液施用，通过减少南北运输距离及利用消化液替代合成肥料，显著降低碳排放。

结论

区域尺度的厌氧消化系统在2030-2050年间可降低温室气体排放12–21%，维持作物产量，并减少系统成本13–16%。这一效益主要源于沼气发电的替代减排效应，以及因焚烧设施规模缩减带来的投资节约。研究证实AD技术是协同实现气候韧性与循环型农业食品系统的可行路径。