文／臺灣大學動物科學技術學系教授蘇忠楨
因應全球倡導「2050淨零排放」，以維護全球年均增溫低於1.5oC，我國各部門啟動相關因應機制，並召開社區層級、地方層級，乃至於國家層級之座談會。農委會也配合農業的淨零排放策略規劃相關之座談會。
在訂定農業淨零排放目標前，必須仔細考量在執行目標的同時，是否可以維護國家糧食安全，尤其是我國糧食自給率未達40%。如果貿然定訂嚴苛之淨零排放目標，將會嚴重影響國內農業產業發展，並產生農產品之生產成本增加、生產量及未來出口之競爭力下降等問題。依據2021年「中華民國國家溫室氣體清冊報告」統計數據顯示，我國農業部門之總溫室氣體排放量僅3,301千噸二氧化碳當量，約佔全國溫室氣體總排放量（287,060千噸二氧化碳當量）之1.15%，故應效法澳洲政府的調適策略，於2030年前先朝向「碳中和」之中程目標努力，等環境條件與技術成熟後再執行淨零排放目標。
在探討各國畜牧業淨零排放的策略前，首先需了解相關的名詞，包括：
- 碳中和（Carbon Neutral）：CO2總排出量可藉由造林、再生能源等技術，將CO2吸收或減量，使得CO2的總排出量等於總吸收量。
- 淨零碳排（Net Zero Carbon Emission）：CO2總排出量可藉由固碳或是減排技術，使得CO2的總排出量等於移除量。
- 淨零排放（Net Zero Emission）：造成全球暖化的溫室氣體不只CO2，故淨零排放即是希望溫室氣體（GHGs）的總排出量可藉由減排或是吸收技術，使GHGs的排放量接近零值。
- 負碳排（Negative Carbon Emission）：藉由碳捕捉與碳儲存等減排技術，使CO2的總排出量小於移除量。
英國畜牧淨零排放策略
- 淨零排放策略支柱（Pillars of Net Zero Emission）
- 支柱1：促進生產力與減少排放，提升農業生產效率與減少排放
(1)鼓勵集約式畜牧生產：「集約式畜牧生產」效率較一般「放牧式生產」高，更可以嚴格管控飼糧供應、獸醫藥資源及更有效率循環利用廢棄物（甲烷與糞便）。此外，也可以使用替代物（例如海藻）阻絕牛瘤胃內的甲烷產生，或是藉由遺傳育種方式，改善畜產動物的飼糧效率。
(2)推行精準施肥：全英國約84%氧化亞氮（N2O）排放量主要來自農業土壤，尤其是施用化學肥料與動物糞便的土壤。因此，必須實施精準施肥規範，精確計算耕地所需要之氮肥資訊，研發「自動農地土壤氮肥含量監測」技術。
(3)產製與利用生物炭（biochar）：將「生物炭」（即利用穀物材料焙燒而成的木炭顆粒）混入土壤中以增加土壤對於二氧化碳之吸收能力。
- 考量進口農產品的碳排問題：糧食生產是一個日益增加的國際商業活動，英國每年進口約佔所有糧食消費量50%糧食，其中包括45%動物性蛋白質。同時，英國也出口約25%的肉類與乳製品。因此，英國政府政策鼓勵農民降低碳排時，也必須將進口農產品貿易之碳排包括在內。
- 改變飲食習慣：過去10年來英國人逐漸改變飲食習慣，一方面減少攝取高碳排的紅肉（例如牛肉、羊肉等），同時也增加攝取低碳排的白肉（例如雞肉、豬肉等）。現階段，英國人已減少攝取超過15%的牛肉與羊肉量，雖然每人平均每天仍攝取約60g動物性蛋白質，但經估算，在英國採取增加攝取新鮮水果與蔬菜、減少動物性蛋白質攝取量後，每年可降低約36,000人之早年死亡數。
- 支柱2：農場土地的碳儲存
- 減少廚餘量：每年英國家庭產生之廚餘價值約為9億英鎊。食品產業發起自願性削減廚餘之承諾行動，主要訴求農場至餐桌之廚餘減量、溫室氣體減量及減緩水資源壓力等，亦即在2025年前削減20%廚餘（約將每人一年產生的廚餘量由165kg削減至125kg）。
- 造林：更有效率的使用所生產之糧食，讓更多周邊土地做為森林造林、保留復育及休閒活動用途。英國政府已經承諾在2025年以前，將規劃造林約70,000公頃的土地
- 支柱3：連結生物能源以達到碳捕捉、碳利用及碳儲存
- 推動生質甲烷／生物能源：在英國，大約40%的農場有生產再生能源，且政府協助他們有多樣化收入。後續他們預計投資農場的有機廢棄物（動物糞便、農業廢棄物等），透過厭氧消化程序（anaerobic digestion），將產生的「生質甲烷（biomethane）」取代化石燃料。
推行「生質能源結合碳捕捉與碳儲存（BECCS）」模式：栽種「生物能源作物（bioenergy crops）」用於電力生產，同時捕獲大氣中的CO2，並將CO2固定儲存，以達到「負碳排」效益。
- 溫室氣體減量（Mitigation of GHG Emission）
- 改善動物管理：改善動物健康與福祉，以提升畜牧生產系統效率。減少動物撲殺與廢棄物、精緻化動物飼料與配種，以提升營養使用效率。減少過多氮排泄。
- 改善飼料成份：改善生產實務操作，增加飼糧中副產物、食品廢棄物、替代性飼料源及新式飼料原料或添加劑（例如藻類、微生物蛋白質及昆蟲來源）之利用率。
- 改善糞便管理：改善動物糞便之使用、儲存及農地施用，以減少溫室氣體排放，同時利用動物糞便與農業食品廢棄物等資源進行厭氧消化，以產生生質能源。
- 改善土地管理：包括減少使用化學合成肥料、育種豆科植物、改善有機及礦物肥料管理、提供全額津貼、鼓勵使用有機肥料等方法。改善土壤健康（促進植物生長）與相關之管理操作（避免投入過多氮肥、過度放牧及壓實裸土），以減少過多氮肥進入生產系統，藉此提升土壤之碳留存與土壤肥力以增加穀物生產。
- 碳捕捉：利用農業廢棄物產製生物炭協助穩定土壤之有機質；利用「生質能源結合碳捕捉與碳儲存（BECCS）」模式，大幅減少溫室氣體排放量或達到負碳排目標。
澳洲紅肉產業與畜牧業碳中和目標、策略及成果
澳洲紅肉及畜牧產業表示要在2030年達成碳中和目標（CN30），即是在2030年前所有澳洲牛肉、綿羊及山羊生產，包括槽飼與肉類加工程序等，將沒有「淨溫室氣體（net GHGs）」釋放到大氣中。目前澳洲政府執行成果包括：2005年紅肉產業與畜牧業GHG排放減少56.7%；生產一公斤牛肉的用水量減少65%。
國內紅肉產業減碳策略
國內畜牧產業產值（163,866,763千元）約佔農業總產值之30%，依據農委會2020年底之統計資料顯示，國內總反芻動物在養頭數約為28.4萬頭。2019年數據顯示，國內牛肉與羊肉產量分別為7,186與1,852公噸；而牛肉與羊肉進口量分別為158,043與20,872公噸，佔總肉類進口量（549,315公噸）之32.6%。2019年數據也顯示，國人對於豬肉、牛肉、羊肉及禽肉之消費量分別為36.8、6.83、0.94及40.16公斤／人年。根據上述統計資料顯示，國人對於高碳排紅肉的需求不低，且多依賴進口。因此在維護糧食安全與個人健康因素前提下，建議國民改變個人飲食習慣，增加攝取低碳排的白肉（例如雞肉、豬肉等），逐漸減少食用紅肉（例如牛肉與羊肉等），可有助於減少畜牧業的溫室氣體排放量。同時依據農委會資料顯示，紅肉進口量遠大於國內產量，只要逐年減少紅肉進口量，國內畜牧業不會受到影響。
國內畜牧業產業減碳排之關鍵策略
- 提升農場能源效率
- 節約能源使用量、逐漸使用再生能源（沼氣、生物天然氣、風能抽水及太陽光電等）替代化石燃料。
- 使用高效率光照（例如LED照明）、通風、保溫及冷卻系統。
- 水簾環控畜舍、沼氣發電、沼氣燃燒保溫及沼氣燃燒製冷（吸收式製冷技術）等。
- 糞尿處理及排放減量
- 實施精準營養：提升飼料效率，減少糞便排放量。
- 實施精準施肥：針對不同作物與氮肥需求量，施用適量有機肥，以減少農地之N2O排放量。
- 糞尿集中收集處理：廢水經厭氧消化程序處理，生產再生能源並應用於發電或鍋爐等燃燒用途。沼液（經厭氧處理後的廢水）須經過活性污泥系統妥善處理才能排放；沼液澆灌農地只能是選項，並非唯一之去化處理方式。沼渣（經厭氧處理後污泥）則需要進行堆肥處理再應用於農地。
- 糞渣與濃縮污泥等固形物以堆肥程序處理（或是快速堆肥處理），減少甲烷排放量，其相對應之清潔發展機制（CDM）之減碳排方法學編號AMS-III.F。
- 推動智慧化與自動化廢水處理技術系統。藉由節省水、電等資源，提升廢水處理效率，以達到節能減碳之目的（目前台灣已經建置示範場域）（Su et al., 2020）。
- 畜禽腸道之排放減量
- 維護動物健康：提升生產效率，減少飼養頭數，達到減碳排之目的。
- 高生產效率品系選拔：選育高生長效率之畜禽品系，尤其是乳牛（例如選育天噸牛）以較少之飼養頭數，生產更多的生乳量。
- 提升飼料效率：使用飼料替代物或添加劑，且必須使用不會影響生產性能之飼料替代物（如海藻）或是添加劑（如生物炭）（Black et al., 2021）。不可以是對於瘤胃微生物具毒性之成份（如抗生素等），以減少瘤胃之甲烷排放量。
- 建立智慧化／精準化畜牧生產系統：省人工、省資源、減碳排、高效率及減少資源浪費等。
- 畜牧產業之碳中和
- 利用沼氣發電：將畜牧沼氣進行「脫硫程序（desulfurization）」，提供燃氣發電機使用，以取代一般石化燃料發電。其相對應之清潔發展機制（CDM）之減碳排方法學編號AMS-I.D。
- 將沼氣作為燃料：沼氣進行「脫硫程序」後，亦可提供鍋爐或是其他燃燒器具使用。
- 將沼氣作為生物天然氣：沼氣經過「脫硫程序」，再進行「提純程序（upgrading）」，將畜牧沼氣中所含之甲烷（石化天然氣主要成份）提升到98%以上，可以注入家戶天然氣管路系統、汽車燃料使用，更可以逐年取代火力發電廠所使用之燃煤或石化天然氣，協助國內能源順利轉型（Su and Chung., 2021; Su and Hong., 2020）。但是生物天然氣之供應、運輸及商業販售等行為，仍須相關法規配套才能施行。
畜牧產業之碳盤查方法學
- 跨政府間氣候變遷專門委員會方法學（IPCC）：「中華民國國家溫室氣體清冊報告」就是依照此方法學進行國內各部門（包括農業部門）之溫室氣體排放量統計估算。其中，國內畜牧業僅估算「腸內發酵」之甲烷排放，以及「糞便管理」之甲烷與氧化亞氮排放量。
- 生命週期評估（LCA）方法學：評估產品生產過程與產品服務程序對於環境的衝擊，包括：碳足跡、優養化、酸化及光化學煙霧等指標。目前世界上之碳盤查，主要便是使用此方法學（即ISO 14067碳足跡查證）進行碳排之盤查。
- 清潔發展機制（CDM）方法學：為京都議定書規範之碳交易機制，也是現階段各國進行碳權交易、自願性減碳及國內產業間之碳抵減時最常用之方法學。可以鼓勵畜牧業者進行碳抵減或碳交易。
參考資料：
1. 資料來源：Achieving net zero - meeting the climate change challenge
2. 資料來源：Net zero: farming and the countryside
3. 資料來源：Net Zero Carbon & UK Livestock, Centre for Innovation Excellence in Livestock
4. 資料來源：CN30 overview
5. 資料來源：行政院農業委員會《農業統計年報（109年）》。
6. 資料來源：行政院環境保護署《我國國家溫室氣體排放清冊報告（2021年版）》。
7. 資料來源：United Nations《CDM METHODOLOGY. BOOKLET》。
8. 資料來源：Black, J. L., Davison, T. M., & Box, I. (2021). Methane Emissions from Ruminants in Australia: Mitigation Potential and Applicability of Mitigation Strategies. Animals, 11(4), 951.
9. 資料來源：Su, J. J., & Chung, H. C. (2021). Study of livestock biogas upgrading using a pilot-scale photocatalytic desulphurizer followed by a hollow fibre carbon dioxide adsorption module. The Journal of Agricultural Science, 159(1-2), 3-10.
10. 資料來源：Su, J. J., Ding, S. T., & Chung, H. C. (2020). Establishing a smart farm-scale piggery wastewater treatment system with the Internet of Things (IoT) applications. Water, 12(6), 1654.
11. 資料來源：Su, J. J., & Hong, Y. Y. (2020). Removal of hydrogen sulfide using a photocatalytic livestock biogas desulfurizer. Renewable Energy, 149, 181-188.
資料來源: 台灣科技媒體中心
