迄今为止，甲烷是美国乳制品行业排放的主要温室气体。温室气体是由所有工业——实际上是所有生物——产生的，它会吸收热量，使地球变暖。然而，它们的作用方式不同。

二氧化碳使地球变暖的速度很低，持续时间长，长达一个多世纪。与此同时，甲烷的温室效应更强烈，但持续的时间要短得多——大约10年。

历史上，我们通过假设所有气体在大气中存在20到100年来测量温室气体效应。然而，对于像甲烷这样的气体，不会在大气中停留那么长的时间，使用这些指标可能会歪曲乳制品行业对大气变暖的影响。

如何评估？

历史上的评估实践，采用一种被称为全球变暖潜能值100 （GWP100）来衡量温室气体的效应，该度量假设每种温室气体在大气中存在时间为100年。根据GWP100，温室气体造成的总变暖程度是通过一个公式来计算的，该公式将每个温室气体分子转化为二氧化碳当量(CO2e)，二氧化碳是其他气体的基准。通过使用GWP100单独测量温室气体，牧场产生的二氧化碳当量大约75%来自甲烷（图1）。

图1. 牧场温室气体排放情况

基于2021年GWP100中牧场不同来源排放量的百分比，总排放量为1.13亿吨二氧化碳当量（Place等，2022）

还有另一种方法——GWP20——将这一时间缩短为20年。然而，由于甲烷在大气中平均只停留12年，无论是GWP100还是GWP20都不能给出甲烷导致气候变暖的全貌，尤其是在甲烷排放量下降的情况下。

对于寿命至少为100年的气体，如二氧化碳和一氧化二氮，自你出生那天产生的几乎每一个分子都会使大气变暖，直到你死去的那一天。然而，甲烷就不是这样了。目前大气中所有的甲烷都是在上一代人的时间里产生的，只要你还能活几年，它就会在你死之前消失。

虽然所有的排放都需要减少，但甲烷的排放减少不仅会减少向大气中的排放，而且由于甲烷寿命短，历史排放也会减少。简而言之，它将给我们带来最大的回报。

美国乳制品行业产生的主要温室气体有甲烷、一氧化二氮和二氧化碳。甲烷排放主要来自两个来源：肠道发酵（或牛打嗝）和牲畜粪便管理，如图1所示。

当奶牛消耗饲料时，瘤胃内的微生物会分解饲料，产生二氧化碳和氢气。然后，这两种气体会被产甲烷菌的微生物结合在一起，这些微生物需要产生甲烷才能生存。然而，这些甲烷气体必须从牛的胃里排出，所以它会打嗝。奶牛每天可以呼出多达1磅（约500升）的甲烷，这表明甲烷的排放量是多么的轻松充足。

当粪便储存时，也会产生和排放甲烷。在发酵池里储存粪便会导致厌氧条件，这为甲烷的形成创造了完美的环境。根据牧场的粪便管理策略，粪便产生的甲烷与肠道发酵产生的甲烷一样多。

一氧化二氮，也被称为笑气，产量非常小，但一分子的效果相当于100多个二氧化碳分子。当空气中的氧与活性氮结合时，就产生这种化合物。像二氧化碳一样，它是一种长寿命的温室气体，可以在大气中悬浮大约100年。在奶牛场，大多数一氧化二氮是在粪便管理和使用肥料过程中形成的。

牧场产生的最后一种温室气体是二氧化碳，它源于奶牛场运营的其他方面。想想拖拉机操作、牧场运营所需的电力、种植和饲料运输等活动产生的排放。

甲烷排放量计算

我们需要找到减少美国乳制品行业造成的气候变暖的解决方案，这意味着要以减少甲烷为目标，因为牧场的温室气体足迹都是以这种气体的形式存在的。但首先，我们需要一个比GWP100和GWP20更精确的测量系统。

在过去的几年里，牛津大学的Myles Allen提出了一个新的气候计量指标，被称为全球变暖潜能*(GWP*)，能更好地解释寿命短期的温室气体，包括甲烷以及其他使地球变暖的氢氟碳化合物和颗粒物。

GWP*的计算公式为：二氧化碳变暖当量（CO2we）= 4.53（当前排放量）- 4.25（历史排放量）

二氧化碳变暖当量（CO2we）的单位与GWP100中的CO2e因子相似，用于评估温室气体对变暖的影响，取决于用于分析的时间框架，但对于较新的GWP*指标，历史排放量通常是指20年前的。

因此，如果你想单独计算2024年美国乳制品行业的CO2we排放量，你可以用当年的甲烷排放量减去2004年的排放量。由于2004年美国乳制品行业排放的大部分甲烷已不存在大气中，因此有必要对这些历史排放量进行折扣，以准确的了解美国乳制品目前对全球变暖的影响。

现在，甲烷并不是乳制品行业产生的唯一温室气体，还有其他气体，如二氧化碳和一氧化二氮，基于GWP100的计算公式，它们也可以包括在公式中。由于它们在大气中的停留时间大约100年，GWP100是一个相当准确的代表。换句话说，它们的CO2e与CO2we相当。

为了了解GWP*以及它是如何测量甲烷对气候变暖的影响的，想想一个湖泊，那里的水每年都通过降雨或融雪而增加。在我们的类比中，GWP100和GWP*计算甲烷的增加如图2。然而，正如每年向湖泊中添加的水一样，它也被用于灌溉作物，作为饮用水，或蒸发到大气中。

图2. GWP100和GWP*的区别

这是GWP100与GWP*区别的类比。根据我们的类比，GWP100只计算温室气体的年排放量，类似湖泊中增加的水量。相反，GWP*根据温室气体在大气中存在的年数来计算温室气体的年产量和去除率。

甲烷也是如此，就在它不断排放的同时，它也在被从大气中移除。如果只考虑水的增加而不考虑水的减少（想想甲烷），那么湖泊或大气中真正的变暖就不能准确地计算出来。

向前移动

目前我们计算甲烷排放的方法植根于GWP100系统。虽然GWP*的变化不会在一夜之间发生，也可能永远不会发生，但它应该与衡量一个行业温室气体排放的其他指标一起考虑。在过去的几十年里，甲烷排放量保持不变的州或国家，在GWP*系统中，甲烷造成的额外变暖将接近于零。然而，气候解决方案不仅仅需要满足于保持变暖不变，而是需要减少排放和抵消各种行业造成的历史变暖的问题。

另一方面，奶牛养殖行业欠发达的国家在GWP*系统下的情况可能比GWP100更糟。因为与20年前相比，目前产生的甲烷排放量正在增加。这就提出了温室气体排放核算公平性的问题，特别是有些国家因为变得富裕，对动物蛋白的需求增加，而试图发展乳制品行业的话。更不用说，在GWP*的计算中，必须考虑历史排放量的复杂性，一个县、一个州或一个国家很难找到跨越20年的准确的排放数据。

在我们寻求限制气候变暖的时候，有必要对排放进行准确的统计，这将有助于我们在短期内为遏制全球变暖做出明智而有针对性的决定。