2017-11-01
192
How can the EU climate targets be met? A combined analysis
of technological and demand-side changes in food and agriculture
| Introduction Climate change mitigation efforts have mainly focused on carbon dioxide (CO2) emissions from fossil fuel use and deforestation, which is sensible since these account for over three quarters of total current greenhouse gas (GHG) emissions (Edenhofer et al., 2014, p. 6). However, if the global 2 _C target (UNFCCC, 2010) is to be met, focusing on fossil fuels and deforestation may not be enough, because methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) emissions from agriculture may become too large (Hedenus et al., 2014). In response to the global 2 _C target, the European Union (EU) has adopted targets for reducing its total GHG emissions by at least 80%, or possibly up to 95%, by 2050 relative to 1990 levels (European Commission, 2011). For Sweden, this corresponds to a total emission allowance per capita of 300–1300 kg CO2-eq per year (including all sectors, not only agriculture),1 given expected population change. For agricultural CH4 and N2O emissions, the EU roadmap allocates about 500 kg CO2-eq per capita per year for the 80% reduction level (European Commission, 2011). This is to be compared with current food-related emissions, which range from 1.4 to 2.7 metric tons CO2-eq per capita per year in Western Europe (Barker et al., 2007; Berners-Lee et al., 2012; Pradhan et al., 2013; Risku- Norja et al., 2009) depending on system boundaries and data sources. Hence, for the 80% reduction level, the implied necessary emission reduction for food and agriculture is roughly 65–80%. Options for reducing CH4 and N2O in food and agriculture may be grouped into four broad categories: (i) increase in agricultural productivity and efficiency (e.g. of nitrogen use); (ii) implementation of specific technology options (e.g., low-emitting manure storage); (iii) change of human diets towards less emission-intensive food; and (iv) reduction of food waste. In many regions of the world, there is great scope for increasing crop and livestock productivity and thereby reducing the amount of greenhouse gases emitted per unit of meat and dairy produced (Tilman et al., 2011; Valin et al., 2013; Wirsenius et al., 2010). However, in Sweden and most of the EU, agricultural productivity is already relatively high (cf. Grassini et al., 2013) and the remaining potential is unlikely to contribute substantially to reducing agricultural emissions. In contrast, specific technology options could offer substantial reductions, at least for some sources, such as manure management (Montes et al., 2013). However, many other, potentially significant, options, such as nitrification inhibitors that reduce N2O emissions from soils (Akiyama et al., 2010), and fat additives that reduce CH4 from ruminants (Grainger and Beauchemin, 2011), are still only at the experimental or pilot-scale level, and do not yet have any proven long-term records of sustained emission reductions. Hence, for these large sources – N2O from soils and CH4 from ruminants – specific mitigation technologies offer only relatively limited and uncertain reduction potentials (Smith et al., 2008). Diets greatly affect GHG emission levels, since vegetable protein sources generally give rise to lower emissions than protein sources of animal origin (Davis et al., 2010). Ruminant meat (beef and mutton) causes particularly high emissions, far higher than most other types of food. Consequently, dietary change holds a large theoretical mitigation potential, which has been shown in several studies (Berners-Lee et al., 2012; Risku-Norja et al., 2009; Saxe et al., 2012; Westhoek et al., 2014). However, apart from a few studies (e.g. Green et al., 2015; Wirsenius et al., 2011), such analyses have largely been based on purely hypothetical changes in diets, with little consideration of existing constraints, such as consumer preferences, which tend to be conservative, at least in the short term. | Введение Смягчение последствий изменения климата усилия были в основном сосредоточены на углекислый газ (со2) выбросы от использования ископаемого топлива и вырубка лесов, что является разумным, поскольку последние составляют более трех четвертей от общего объема выбросов парниковых газов (ПГ) (Edenhofer и соавт., 2014, стр. 6). Однако, если в глобальной 2 °C цель (РКИК ООН, 2010) должны быть выполнены, ориентируясь на ископаемого топлива и вырубка лесов может не хватить, потому что метана (СН4) и закиси азота (N2О) выбросы от сельского хозяйства может стать слишком большой (Hedenus и соавт., 2014). В ответ на глобальный 2 °C цель, Европейский Союз (ЕС) принял целей по сокращению общих выбросов парниковых газов по меньшей мере на 80%, или, возможно, до 95% к 2050 году относительно уровня 1990 года (Европейская комиссия, 2011). Для Швеции, это соответствует общий объем выбросов резерва на душу населения 300-1300 кг со2-экв. в год (включая все отрасли, не только сельского хозяйства),1 учетом ожидаемого изменения населения. Для сельскохозяйственных СН4 и N2o и выбросов, ЕС Дорожная карта выделяет около 500 кг со2-экв. в год на душу населения на 80% снижение уровня (Европейская комиссия, 2011). Это по сравнению с нынешними пищевыми продуктами выбросов, которые варьируются от 1,4 до 2,7 тонн со2-экв. в год на душу населения в Западной Европе (Баркер и соавт., 2007; Бернерс-Ли и соавт., 2012; Прадхан и соавт., 2013; риску-Norja и соавт., 2009) в зависимости от системы границ и источников данных. Таким образом, для 80% уровня снижения подразумеваемой необходимости сокращения выбросов для продовольствия и сельского хозяйства составляет примерно 65-80%. Варианты сокращения СН4 и N2o в области продовольствия и сельского хозяйства могут быть сгруппированы в четыре широкие категории: (I) повышение продуктивности сельского хозяйства и эффективности (например, азота использования); (II) внедрение конкретных технологий (например, с низким уровнем выбросов хранения навоза); (III) изменение рациона питания в сторону человека с меньшим объемом выбросов пищевых продуктов; и (IV) сокращение пищевых отходов. Во многих регионах мира имеются большие возможности для увеличения урожая и продуктивности животноводства и тем самым снижая количество парниковых газов, выбрасываемых в единицу мясного и молочного производства (Тильман и соавт., 2011; валин и соавт., 2013; Wirsenius и соавт., 2010). Тем не менее, в Швеции и большинстве стран ЕС, производительность труда в сельском хозяйстве уже относительно высок (см. Грассини с соавт., 2013), а остальные потенциал вряд ли сможет внести существенный вклад в сокращение выбросов. В отличие от конкретных вариантов технологии может предложить существенное сокращение, по крайней мере, для некоторых источников, таких как навоз и управления (Монтес и соавт., 2013). Однако многие другие, потенциально значимые параметры, такие как ингибиторы нитрификации, которые уменьшают Н2О эмиссии из почв (Акияма и соавт., 2010), и жировые добавки, которые уменьшают ч4 из жвачных (Грейнджер и Beauchemin, 2011), пока только в опытном или опытно-промышленном масштабе на уровне, и пока не имеют доказанной долгосрочной записей устойчивого сокращения выбросов. Следовательно, для этих крупных источников – Н2o из почв и ch4 из жвачных специальные мероприятия технологии обеспечивают лишь относительно ограниченные и неопределенные восстановительные потенциалы (Смит и соавт., 2008). Диеты очень сильно влияют на выбросы парниковых уровнях, поскольку растительный белок источники обычно приводят к снижению выбросов, чем источникам белка животного происхождения (Дэвис и соавт., 2010). Жвачных животных мясо (говядина и баранина) вызывает особенно высокий уровень, намного выше, чем большинство других видов продуктов питания. Следовательно, изменения рациона питания имеет большой теоретический потенциал смягчения последствий, которые, как было показано в ряде исследований (Бернерс-Ли и соавт., 2012; риску-Norja и соавт., 2009; Сакс и соавт., 2012; Вестхук и соавт., 2014). Однако, только несколько исследований (например, зеленый и соавт., 2015; Wirsenius и соавт., 2011), такой анализ во многом основывается на чисто гипотетических изменений в диеты, с небольшим учетом существующих ограничений, таких как потребительские предпочтения, которые, как правило, консервативны, по крайней мере в краткосрочной перспективе. |
| What Is Needed For More Effective Deburring? There are six issues that must be improved before industry takes maximum advantage of burr and edge finishing technology. § Specific targeted research that provides industry-usable models of process performance § Better promotion of existing capabilities § Detailed case histories of success and failures in edge finishing § Widespread software for minimizing and removing burrs § Hardware/equipment that has defined capabilities § Standards and definitions | Что необходимо для долее эффективного процесса снятия заусенцев? Есть шесть пунктов, которые должны быть улучшены прежде, чем промышленность сможет максимально использовать преимущества технологии заусенцев и финишной обработки кромок. Целенаправленное исследование, которое предоставит модели осуществления процессов, годные к употреблению в промышленности. Улучшение существующих возможностей. Подробный анализ случаев успеха и неудач в процессе финишной обработки кромок. Широкое распространенное программного обеспечения для сокращения и удаления заусенцев. Аппаратные средства/оборудование, с определенными возможностями Стандарты и определения. |
| Leadership for Making the Needed Improvements? Leadership to improve deburring technology and application requires three things. 1. It requires a program, a plan that starts with a concept of how the data will be used once it is obtained and we have emphasized already, that for deburring, that requires minimal funding. 2. In addition to a plan it requires adherence to the program – a commitment to deliver exactly what the funding proposals said would be delivered. A number of funded grants have not delivered what they said they would. 3. It requires some form of public integration, in some sense a public relations program so that once the data is available it will be used. It needs a program advertising the results not only in the originating country, but around the world. The end result of a program to advance deburring has to be an electronic output that helps the user select the correct details, which define the impact on the burr, the final edge condition, and the impact on the part – i.e. changes to part dimensions, surface finishing, final edge radius, residual stresses, color, texture, metallurgy, corrosion, etc. | Руководство необходимыми усовершенствованиями Руководство усовершенствованием Лидерство, чтобы улучшить технологии снятия заусенцев и ее применением требует трех вещей. 1. Требуется программа, план, который начинается с концепции того, как будут использоваться полученные данные, и как мы уже подчеркнули, необходимо, чтобы процесс снятия заусенцы требовал минимального финансирования. 2. Кроме плана требуется приверженность программе – обязательства по финансированию должны точно исполняться. Ряд финансируемых грантов не предоставили обещанных фондов. 3. Требуется некоторая форма общественной интеграции, своего рода программа связей с общественностью с тем, чтобы, имеющиеся данные были доступны, и использовались. Необходима рекламная программа, чтобы результаты были известны не только в стране, производящей исследования, но и во всем мире. Конечным результатом программы по модернизации технологий снятия заусенцев должна быть электронная продукция, которая поможет пользователю выбрать правильные детали. Программа должна определять воздействие на заусенец, конечное состояние кромок, воздействие на деталь – то есть изменения в параметрах детали, на прецизионно поверхности, заключительном радиусе кромки, остаточной напряжение, цвет, структуру, металлургию, коррозию, и т.д. |
| Software Commercial software to help with burr technology is nonexistant. The CODEF program and its ability to define where burrs will be, is one of the few modern appropriate processes, but is limited to members of their consortia. It is representative of the kinds of information that is needed in electronic formats. We need much more, however. The Tipton Manufacturing model is a software program, but we do not, however, have access to that today. The simple calculations in the book The Economics of Burrs and Deburring provide economic models for 27 deburring processes, but the user has to know the operational details of a process to determine costs. | Программное обеспечение Коммерческое программное обеспечение, по технологиям заусенец не существует. Программа CODEF и ее способность определить, где будет находится заусенец, будут являются одним из немногих подходящих современных, но она ограничены членами их консорциумов. Программа представлена в виде информации, которая необходима в электронных форматах. Нам нужно намного больше, как бы то ни было. Модель Tipton Manufacturing – компьютерная программа, но у нас, однако, нет доступа к ней сегодня. Простые вычисления в книге «Экономика заусенец и их снятия» представляет экономические модели для 27 процессов снятия заусенцев, но пользователь должен знать, что эксплуатационные подробности о процессе, чтобы определить затраты. |
| Hardware/Equipment that has Defined Capabilities Sales brochures for deburring equipment typically do not offer useful quantitative information for making decisions. The goal here is to get equipment makers to produce data for their equipment capabilities that allow potential buyers to assess likelihood of success for their needs in the matter of a few hours. There is also no independent source of deburring equipment evaluation which publicly documents its assessments. There is no such source for evaluating deburring related equipment. | Аппаратные средства /Оборудование, имеющие определенные возможности Проспекты, прилагающиеся к оборудованию при продажах как правило не предлагают полезной количественной информации для принятия решений. Цель здесь состоит в том, чтобы заставить производителей предоставлять данные о возможностях своего оборудования, которые позволят потенциальным покупателям в течении нескольких часов оценивать вероятность успеха при их потребностях. Нет также никакого независимого источника оценки оборудования, который бы публично документировал эти оценки. Нет такого источника для оценки сопутствующего оборудование для снятия заусенцев. |
