乳制品行业是全球温室气体排放量上升的主要影响之一。国际农业和贸易政策研究所（IATP）2020年发布的Milking the Planet报告指出，2017年全球十三大乳制品公司产生了超过3.38亿吨的温室气体，超过全球两个最大的化石燃料排放企业——总部位于澳大利亚的矿业、石油和天然气巨头BHP（必和必拓）和总部位于美国的石油公司ConocoPhillips（康菲石油）。

 

乳制品行业的全产业链，从饲料的种植到奶牛的养殖，以及到牛奶的加工销售等环节，都会消耗能源，产生碳排放。奶牛养殖过程中碳排放源的主要相关环节包括：（1）饲料种植环节。种植过程中N（氮）肥施用带来的N2O（一氧化二氮）直接和间接排放；N肥中尿素分解产生的CO2（二氧化碳）排放，N、P（磷）、K（钾）肥生产带来的CO2排放；农膜和农药生产带来的CO2排放；农机具作业消耗柴油和灌溉耗电带来的CO2排放以及肥料等农资运输带来的CO2排放。（2）饲料加工环节。饲料原材料储运过程中带来的CO2和饲料配制加工过程中带来的CO2排放。（3）奶牛瘤胃和肠道发酵产生的CH4（甲烷）排放。（4）养殖粪便管理带来的CH4排放和N2O的直接和间接排放。（5）奶牛场内的能源消耗带来的CO2排放。

 

由于CH4和N2O对地球造成的长期温室效应分别为CO2的21倍和310倍，因而乳制品行业如何降碳是个重要的议题。

 

 

2020年8月，英国农民合作社（Arla）对1964家英国奶农场进行碳足迹调研，并对各排放环节的比例进行了研究，生鲜奶的碳排放主要来自农场的六个关键领域：奶牛消化占46%、奶牛饲料（生产地点和生产方式）占37%、粪便处理占9%、能源生产和使用占5%、泥炭土壤的排放占1%、其他领域占2%。

 

光明乳业表示，目前国内外对于“低碳”奶牛尚无统一标准，但在评估奶牛碳排放方面，划定评估系统边界非常重要。例如，评估边界可以设置为与奶牛碳排放直接相关的环节，包括瘤胃发酵、粪便发酵等，还可扩展到奶业相关产业链排放，如饲料等原料的生产排放、运输排放，也能进一步扩展到土地利用现状改变带来的间接影响，如退耕还林、退林还耕等。边界的划分范围都是合理、可接受的，但同边界下得到的结果之间才有可比性。目前，国内有关奶牛养殖的碳排放评估边界还需要进一步的政策明确。

 

根据新西兰农业科学院AgResearch分析的全球主要牛奶生产国的碳足迹数据，新西兰排放水平最低，每千克牛奶排放0.77千克二氧化碳当量，其次是乌拉圭（0.84千克二氧化碳当量）、葡萄牙（0.86千克二氧化碳当量）、丹麦（0.9千克二氧化碳当量）、瑞典（1千克二氧化碳当量），而中国是1.68千克二氧化碳当量，可见中国奶牛牧场的碳减排还存在相当大的空间。

 

针对目前国内外研究的进展，降低畜牧业碳排放的方法主要包括选种选育、日粮配制、饲养管理、瘤胃发酵调控、粪污处理和循环生态农业等。

 

 

光明乳业在分析奶牛养殖过程中排放的温室气体时认为，对于反刍动物来说，甲烷中的碳主要来源于饲料中的含碳化合物，而饲料中的含碳化合物是植物利用大气中的二氧化碳合成的，反刍动物产生的甲烷并不是大气中碳的新来源，而是循环利用碳。因此，不能简单地认为奶牛排放的气体是有害气体。

 

在奶牛养殖环节，光明乳业通过饲料加工、日粮调控、瘤胃调节、牛群管理等方式来减少排放。比如通过加工调制饲料，秸秆饲料的切短揉碎、蒸汽爆破或者氨化、碱化等来提高饲料的消化率，减少甲烷的排放；日粮调控技术的减排贡献度可达到70%以上。

 

日粮组成和营养素优化配置技术最为有效。根据奶牛DHI测定，分析奶牛产奶量、乳脂肪、乳蛋白、乳尿素氮等指标，研究构建碳足迹评估模型。由于不同的动物甲烷排放量不同，通过选择性育种的方式有可能可以培育出甲烷排放量较低的品种。系统可以通过人工智能算法，基于牛奶产量、饲料摄入量等数据来提供有关育种决策的建议。

 

根据自然禀赋，各乳业公司在奶牛养殖环节的解决方案亦有不同。新西兰恒天然牧场的奶牛，吃的约96%的食物是新鲜的黑麦草和苜蓿草。奶牛平均一年约350天自由游走在牧场上，全年沐浴阳光的时间累积达2000小时。为此，新西兰恒天然集团发布《草饲白皮书》，提出草饲放牧的乳业系统对环境更友好。

 

AgResearch首席科学家、气候变化影响及应对科学研究项目负责人Dr. David Pacheco称，草饲放牧乳品生产的温室气体排放量远远低于圈养动物系统。

 

粪污处理怎么做？

 

粪便收贮过程中碳氮损失严重，环境风险大。奶牛粪便收集和贮存过程中温室气体和氨挥发严重，约占整个粪污管理过程中碳氮排放的50%以上，不仅造成资源浪费，而且对大气、土壤和水体等诸多环境都有直接或间接影响，并且疫病防控风险加大。

 

光明乳业的实践是，优化粪便管理的流程，通过刮粪和管道运输的方式，减少粪便运输带来的额外排放。同时，采用低碳排的沼气处理方式，生产生物有机肥、发酵牛床、沼气能源、生态还田，将种植和养殖业紧密衔接，推动“种养一体化”，有效消纳处理后的粪污，变废为宝，实现循环利用生态圈。

 

2006年，飞鹤打造了“第一个万头牧场”。随着东北农业和畜牧业的快速发展，仅每年的畜禽粪污产量就高达几亿吨。以往飞鹤采用氧化塘、堆粪、粪便还田等方式对奶牛的粪便废弃物进行处理，但是因为量太大，难以达到环保要求。2016年，飞鹤引入产业集群合作伙伴，建成了中国高寒地区规模最大的“规模化生物天然气与有机肥循环综合利用项目”（以下简称“全产业链生态循环项目”）。项目突破风干秸秆发酵的技术难题，实现以畜禽粪污和玉米秸秆为原料，通过高浓度厌氧发酵，制取生物天然气和有机肥。

 

酿酒、做馒头面包、酸奶都是依靠微生物的厌氧发酵作用。但是在高寒地区，做大规模、可持续的应用还存在一些技术难关，飞鹤与中国科学院青岛能源所等合作企业共同突破技术难关，在发酵工艺、机器设备等方面取得了多项突破。

 

飞鹤项目使用了高浓度厌氧发酵工艺。首先，相比于直接进罐的水冲粪工艺，项目采用清粪工艺（即粪便和尿液进行分流处理，养分损失少，还可减少和降低环境污染）使发酵浓度更高。其次，通过关键设备的创新开发及科学的流体力学模拟与优化，最终集成开发出高浓度厌氧发酵整体反应器技术，提升物料发酵浓度。提高发酵浓度后，酵罐里密度增大，容积产气率提升，随之而来的便是运营效益的提升，同时热耗能减少50%~75%。

 

目前飞鹤在齐齐哈尔的克东、甘南、克山已有三个项目投产，每个项目可年处理玉米秸秆4万吨、牛粪污10万吨，解决约10万亩农田玉米秸秆的离田回收和万头奶牛场粪污的无害化处理。而且，每个项目年产生物天然气700万方，每年大概生产5万吨有机肥，还田后能让1.4万亩黑土地的有机质含量增加1%，而且能增加黑土层的厚度和松软度。

 

 

随着现代智能信息化的发展，智慧奶业已逐步形成。在奶牛饲养的各个环节，自动监测技术都得到了广泛的应用。例如，饲料成分的近红外快检技术、日粮制作自动监控和自动饲喂技术、奶牛体况评分3D技术、奶牛面部识别技术、奶牛健康预警技术、机器人挤奶技术以及乳成分红外分析和体细胞计数技术等。

 

这些自动化监测技术会形成大量的数据，经转化为决策者提供有效信息，形成“奶业大脑”数据的集成，包括作物、加工、基因、饲料、管理、挤奶、气候和市场等，通过将其收集、传输、转化、分析以及增值，从而形成循环运转的“奶业大脑”生态系统。根据收集的智能化数据，运用人工智能进行模型模拟，分析各个阶段的碳排放情况，从而为牧场管理者提供决策支持工具，帮助牧场更好地管理碳排放。

 

光明牧场现在应用的智能数字化工具有（1）饲喂管理：牧场的智慧精准饲喂系统、自动分群门、牛群管理软件；（2）健康方向：牧场使用乳房炎电子监测系统、奶牛躺卧监测系统、体温监测芯片；（3）繁殖方向：发情揭发监测；（4）环境方向：自动温感风扇、自动感应喷淋、自动恒温饮水槽和自动清粪装置等智能化设备；（5）挤奶方向：挤奶设备的控制和监控。这些数字化设施设备的使用，大大提高了牧场管理的准确性和预见性，为牧场节能节电等低碳生产产生了重要作用。

 

飞鹤推行的精准施肥项目亦是借助智能决策支持平台,利用无人机开展农田养分精准监测，研究不同水肥条件下各生育期典型的作物图谱变化特征及其规律，以及施肥管理对作物生长与农业面源污染的影响机制，建立智能施肥决策支持平台。通过开展水肥控制实验及相关技术应用示范，确定精准施肥量，可以降低化学肥料对黑土地的损害，起到减缓黑土地退化的作用。

 

 

国家统计局发布的数据显示，2021年中国居民年人均奶类消费量为13千克，其中城镇居民17.3千克，相当于每天摄入35克~47克，只能达到《中国居民膳食指南》推荐量的12%~15%。

 

康美包亚太区董事长兼总经理范立冬说，中国乳制品的人均消费水平还有很大的发展空间。从牧场到餐桌，乳制品的包装能否更加低碳环保，在全产业的技术链条中是重要一环。

 

1853年成立的康美包在中国服务伊利、蒙牛、光明、汇源、可口可乐等企业。包装回收是包装企业的角力点。铝纸复合包装因回收难度大、污染严重一度饱受诟病。2021年，康美包首创性地推出了低碳环保的无铝箔、无菌复合纸基包装——康美绿芯包装。该包装使用全新阻隔层替代铝箔，在保护内容物的同时，也减少了包材复合结构中采用的原材料种类，提升了回收效率。

范立冬说：“原来的包装大约有六层材料，主要层是纸，约占70%。少一种需要在回收阶段分离的材料，自然能减轻回收后分离的困难。”

 

独立的生命周期评估显示，对长保期食品、超高温灭菌奶、非碳酸软饮料来说，无菌纸盒包装的环保性能明显优于其他包装类型，如玻璃瓶、HDPE或PET瓶、无菌袋或金属罐头。

 

无菌纸盒包装整个生命周期中的碳足迹要比其他类型包装低28%~70%，而且纸盒包装所使用的化石资源更少，消耗比例要低 38%~77%。纸盒包装的环保性能是因其主要原料来自可回收的木材，并且本身重量轻，设计上节省空间，使得它们在制造、灌装和运输中非常高效。

 

近十年，低温液态食品以7%的市场年增长率快速发展，很多乳企纷纷加速布局，基础设施建设日趋完善。常温无菌产品保质期六个月，低温产品在冷链环境中保存7~15天。康美包收购乳品和饮料包装行业的系统供应商唯绿亚洲后，加强了在低温液态食品包装领域的竞争力。

 

唯绿亚洲的低温液态食品包装均采用可再生资源，产品回收后可以再生利用，大部分不含铝箔，这为回收再利用创造了条件。未来，康美包计划将无菌罐装、无菌包装方面的技术嫁接到唯绿亚洲的低温产品上。

 

一杯牛奶的碳足迹便是未来生态环保的创新之源，在“双碳”的目标之下，乳制品行业的未来是高产、高效和高质地实现可持续、可循环的发展理念。