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为解决美国大麻产业温室气体排放缺乏量化数据、政策制定缺乏依据等问题,研究人员开展大麻产业生命周期碳排放分析研究。结果显示该产业年排放约 44 Mt CO2 e,室内种植是主要排放源。研究为制定减排政策提供依据,意义重大。
在全球致力于应对气候变化、追求可持续发展的当下,大麻产业却在不知不觉中成为温室气体排放的 “隐藏大户”。美国大麻产业近年来发展迅猛,越来越多的人开始尝试大麻,其产品销售额也在不断攀升。然而,在这繁荣的背后,大麻种植带来的环境问题却逐渐浮出水面。室内种植大麻需要大量的能源来维持适宜的生长环境,比如人工照明、温度调节、通风等,这使得大麻成为了能源和碳密集型作物。与此同时,由于缺乏对大麻产业温室气体排放的全面量化,政策制定者在制定相关政策时缺乏准确依据,难以平衡产业发展与环境保护的关系。在这样的背景下,来自美国 Energy Associates、加利福尼亚大学伯克利分校能源与资源小组的研究人员 Evan Mills 开展了一项关于美国大麻产业碳排放的研究,相关成果发表在《One Earth》上,为深入了解大麻产业的环境影响以及制定合理的政策提供了重要依据。
研究人员主要采用生命周期评估(Life Cycle Assessment)方法,对大麻种植、农业投入、运输、零售和废物处理等活动的 “从摇篮到坟墓” 的温室气体排放进行估算。研究数据来源广泛,涵盖大量测量的设施级实地数据、模型结果,以及对 325 个站点或试验的能源使用估计和 15 项建模研究。
一、研究结果
- 不断增长的碳足迹:美国大麻产业 2023 年的温室气体总排放量达到约 44 Mt CO2 e / 年,占全国经济各部门总排放量的 1%,对应每年 110 亿美元的能源支出。种植过程中的能源使用是主要排放源(占总排放量的 63%),其次是种植投入制造过程中的排放(20%)、运输(17%)等。植物工厂和室内家庭种植的产品与 62% 的行业排放相关,温室种植占 29%,露天种植占 9%。非法运营产生的排放占总排放量的 55%,但由于其露天种植比例较大,低于其在花卉生产中的市场份额。与 13 年前相比,大麻的能源需求和排放大幅上升,尽管电网清洁使单位电力排放有所降低,但收获量和室内种植量的增加抵消了这一减排效果。
- 巨大的减排潜力与增加风险并存:市场演变和政策选择对未来排放轨迹影响重大。需求增长、行业结构变化、合法生产者转向非法市场以及衍生产品加工能源增加等因素会推动排放上升;而制造商减少室内种植、提高运输效率、改善废物管理以及采用太阳能和关键节能技术等则有助于减排。例如,50% 的销售采用送货服务会使排放增加 4%,减少行业车辆排放的四分之三可降低整体排放 13%,25% 的露天种植转为室内种植会使排放增加 10%,采用现场太阳能满足种植用电需求可实现 29% 的减排,全面电气化并采用关键节能技术可减排 10%,两者结合可减排 49%。此外,品种选择对排放影响很大,不同品种可导致排放增加 32% 或减少 16%。
- 技术细节:能源使用和温室气体排放通过种植面积或成品 “花” 的重量进行标准化,不同种植方法的排放强度差异显著。实地测量数据和模型分析各有优势,实地数据可验证模型准确性,但目前大麻实地研究缺乏标准化,质量参差不齐。研究还发现能源投入与产量并非成比例关系,当地气候和运营变量对能源效率策略效果影响较大。例如,夏威夷室内种植大麻因气候炎热需大量除湿和空调,且电网依赖石油导致电力排放因子高,使其成为模型中碳足迹最高的地区之一。
- 不确定性和敏感性分析:系统边界外的一些过程若纳入计算,排放会更高,但部分过程因缺乏数据难以深入评估和扩大到国家层面。例如,超临界 CO2 萃取过程可能使每千克排放增加 11%-31%。种植过程中,单位种植面积的植物产量、每小时换气率和补充二氧化碳水平是影响设施特定排放的主要建模不确定性因素。此外,非法市场大麻生产情况难以准确评估,且目前的排放强度估计未考虑生产过剩问题,而实际上生产过剩在许多地区普遍存在。不过,敏感性分析表明,大多数政策干预措施的潜在减排幅度较大,研究结果较为可靠。
二、研究结论与讨论
研究表明,美国大麻产业的温室气体排放规模庞大,室内种植是主要排放源,对环境和个人消费者的碳足迹产生了重大影响。虽然大麻合法化在一定程度上有助于减少排放,但作用有限。要实现大幅减排,关键在于推动产业向露天种植转变。露天种植不仅成本更低,还能减少能源使用和废弃物产生。然而,目前消费者偏好室内种植的大麻产品,且缺乏相关信息,阻碍了基于环境因素的消费决策。同时,室内农业行业对节能措施的采用缓慢,可再生能源在满足大麻种植需求方面面临诸多限制,且室内大麻种植对电网不友好,给电力基础设施带来压力。因此,需要制定合理的政策,引导产业向可持续的露天种植模式发展,同时加强消费者教育,提高公众对大麻产业环境影响的认识。此外,还需进一步开展科学研究,填补数据空白,完善生命周期评估体系,以实现大麻产业与环境的协调发展。
综上所述,该研究全面揭示了美国大麻产业的碳排放现状、影响因素和潜在减排途径,为政策制定者、产业从业者和研究人员提供了宝贵的信息,对推动大麻产业的可持续发展具有重要意义。未来,应在政策制定、市场引导和科学研究等多方面共同努力,解决大麻产业发展与环境保护之间的矛盾,实现绿色、可持续的发展目标。