【綠趨勢】日本2050年實現碳中和目標之綠色成長戰略(農業領域)

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農學報導

【綠趨勢】日本2050年實現碳中和目標之綠色成長戰略(農業領域)

刊登日：111/11/04

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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2022-11-04

日本政府自2020年宣布2050年實現碳中和目標後，加速能源和產業轉型，大膽投資開放式創新項目，並以經濟產業省為主要核心部會，與其他部會跨連結共同制定《實現碳中和目標之綠色成長戰略》，分別從產業面與能源政策兩個面向著手，訂定海上風力發電、農業、半導體與資通訊、資源再生循環等14項重點發展領域的行動方案和國家政策目標，作為各產業足以前瞻性挑戰之後盾，積極投入淨零碳排之推動。【延伸閱讀】- 2021年日本十大農業新技術

日本農業與碳中和(Carbon Neutral)
日本農業在因應全球氣候暖化上具有不同面向潛在優勢。例如木材的最佳化應用帶入「木的文化」趨勢潮流，以及具有龐大二氧化碳吸收源的森林、木材、農地、海洋等重要產業。再者，可妥善應用農村的土地、水、生質能等地方資源，轉化成再生資源，此外亦可藉由智慧農業先進技術降低CO2排放，以及適當施肥來減少NO2含量，削減溫室排放(GHG)等不可勝數。
然而，日本氣候暖化卻是全球平均值2倍以上，仍持續上升中，再加上，全國各地的豪大雨與颱風頻頻發生，全球暖化無疑已為日本農業帶來巨大的風險災害與不可逆的因素。近年來，全球更是將糧食安全與農業永續經營列入與地球環境共生共榮重要議題，因此，如何維持人們所需糧食供給和減少環境負荷，維持富裕地球環境資源直接衝擊日本農業。
對此，日本農林水產省為提升農業產值與環境永續共榮共生發展，以中長期視野，於2021年5月完成「綠色糧食戰略」政策方針的制定。從整體價值供應鏈的生產、加工與運輸、消費等不同階段，促進創新技術與生產系統的開發與落實於社會化之應用。以節省勞力、提升產值、地方資源應用最大化、碳中和、減少化學農藥與肥料使用、保護與生物多樣性的再生。
藉以建構產業基礎(經濟面)、提供國民豐富飲食生活和增進地方雇用與所得(社會面)，以及包括實現碳中和最重要的提供人們舒適安心生活的地球環境(環境面) ，以綜整經濟、社會、環境等面向諸多議題帶來助益。
而本戰略可作為不同於歐美氣候條件和生產結構，成為亞洲地區的新永續糧食系統之參酌內容，並將持續積極參與國際間討論與策劃。以下為農業領域的執行計畫：

一. 共同事項

現況與課題
日本農業面臨勞動力的下降與高齡化等因素，導致生產力的基礎脆弱化，地方資源衰退，首當其衝強化農業生產力問題。然而，若從維持地球環境的穩定性的觀點來看，農業生產不可或缺的土地、水、生物資源等正所謂「自然資本」的永續性也正面臨重大危機。
因此，在未來如何應用少人化（Flexible Manpower Line）和省人化（manpower saving）提升勞動力與人力資源妥善應用，以確保糧食穩定供給與農業永續發展，同時擴展最大限度使用資源循環與地方資源，來抵制化學農藥與肥料和化石燃料的使用，減少對環境的負擔，以及建構可因應災害和氣候變遷的強韌的糧食安全系統達碳中和、促進生物多樣性保全與再生等更是當務之急。
對此，2021年4月所舉行的「氣候高峰會」上，日本內閣提出2030年GHG削減46%目標宣言(與2013年度相比)，為充分表示政府實現決心與魄力，更將目標提高至50%，期盼全國共同致力於這項目標實現。此外，投入相關農業技術開發與推廣，並增進相關人士對於當前糧食系統所面臨問題的理解。除此，充分引導相關農業生產者、食品企業與消費者投入意願，若仍稍嫌不足部分，則藉以官民相互攜手，以創新模式，共同解決未來所面臨的課題。
而關於政策上的推動，持續推展將措施與執行階段性成果可視化，以增進消費者與相關業者成為相互支持的社會系統。最後，增進國民對於新技術導入可提升勞動安全性和勞動生產和增進所得等具體優勢的資訊推播。

因應措施
依據「綠色糧食戰略」所制訂項目，至2040年依序研發相關創新技術與生產系統，至2050年將依循上述技術與生產系統，推動「政策綠化措施」實際落實於社會化應用。除此並以上述措施作為後盾，政府將提供相關補助、融資、稅等優惠制度。其政策走向參照如下:

①. 2030年達成目標的政策補助對象大多針對巴黎協定與2020生物多樣性相關措施者，日後農林水產省的主要補助項目與提供補助對象將以2040年實現碳中和為主。
②. 擴增補助與友善環境支援項目，以及整併上述兩者成為「交叉遵守制度」(歐盟農業與環境交叉遵守Cross Compliance)之要件，並加以驗證該措施永續性。
③. 為強化創新技術研發與生產體系間實際應用，聽取專家與執行者建議，作為制度上改善與新制度訂定之檢討，屆時，作為提升農業生產永續經營之生產技術支援。
④. 推動企業環境永續經營之管理措施，例如原料採購之永續性、減少廢棄物，促進資源循環再利用等，並針對資訊公開與ESG投資等具體措施進一步檢討。
再者，藉由農業跨域結合，提供的新服務與新事業，以提升地方產業創新就業機會與所得。除此，藉由綠色創新基金和射月研究開發計畫，連橫各領域開創新技術研發，並促進J-Credit制度之應用(驗證溫室氣體排放量與清除量市場參與者可於該系統中進行交易,而買家可以將購得之J-Credit額度用於抵消碳)。
在國際間發展與國際合作方面，利用土壤管理技術，增進土壤碳素的「千分之四倡議」(4 per 1000 Initiative)，以國立研究開發法人為主的國際共同研究體制，促進兩國或多國間的國內外研究機關共同研究。並加入全球性農業GHG削減等研究網絡之合作策畫，透過國際組織合作或雙邊聯合信用制度(JCM)，以利於跟進ＧＨＧ的全球溫室氣體排放措施。除此，藉由專家派遣與人才培育的計畫、建構亞洲區域型糧食安全系統和支援系統建置的智慧農業體系的導入，以利於實現日本企業未來的擴展海外路線與進口原料的永續採購。

二. CO2的吸收與固定

現況與課題
根據2019年的調查，日本森林的CO2吸收量佔93%，成為地球暖化吸收源的主力。加上，從森林所生產的木材可長期儲存碳，其製造時相對耗費的能源較低，有利於成為取代化石燃料成為削減CO2排放的利器。
因此，為發揮森林與木材最大效益，建構「砍伐、應用、植樹」等循環利用模式，以擴大木材的使用，更重要是藉此創造生命力強盛的新活力森林。當面臨高樓的木造化與木質新素材等大量長期儲存木材之開發與應用所需，為不因再造林地建構對相關業者造成成本與勞力負擔，藉以新技術導入，節省勞力與低成本。
除此，由於近年來對於農地的碳儲存成效相當寄與厚望。因此，為增加土壤的肥沃度，積極提升農作物的CO2固碳能力，以及利用農作物廢棄殘渣與生物炭，以提升農地的碳儲存效果。特別是生物炭的部分，日本農林水產省特別在2019年IPCC指南修正版內容新增「農地生物炭與草地土壤的碳儲存之成效計算方法」。此外，依據2020年「聯合國氣候變遷綱要公約」(UNFCCCC)所提出的農業用木炭生產量報告，於日本制定J-credit制度中明訂生物炭應用於農地之方法論。由於日本擁有437萬ha的廣大農地，施放生物炭具有極高的固碳潛力，未來將持續透過研發與突破性技術藉此發揮最大效益。
另外，在有機農業方面，已通過施用堆肥有效達碳儲存，未來將持續推動農地提升碳匯的重要性。藍碳方面，由於海洋生態系的碳儲存具有相當大的吸收源潛力，2013年IPCC濕地指南已增加以海藻林為主內容，依照不同的藻林持續研發CO2吸收評價方法，以及藻林與灘塗的形成、再生與保護技術。

因應措施
為實現2050年碳中和、淨零碳排，負碳排(Negative emissions)之路無可避免，故須以實現森林與木材、農地與海洋間的長期且大量的碳儲存。
在森林方面，透過適當疏伐人工林，選拔新優良樹種(成長材質形體較優秀可人工雜交的菁英樹種)，促進採伐後的再造林與培育成長力旺盛的年輕森林。以中長期的視野確保並強化森林的吸收量。對此，有效加速優秀林木的育種，以及擴大木苗生產，同時開發自動化林業機械，以及無人機和林業專用的木苗搬運機。此外，藉由優秀林木與大型樹種以降低雜草去除次數，降低造林低成本化與節省勞力，進而推展國民參與創造森林的植樹活動。屆時，利用優秀成長的菁英樹苗，目標至2030年可妥善運用30%以上的林業苗木，2050年使用率達90%以上。另外，關於木材應用，除了以建築物的木造化和住宿用的木質化為主外，一併開發支援高層建築物所適用的建築木材與工法的標準化等，期望2040年可建構高層木造技術，大幅利用改良木質素與纖維素奈米纖維CNF (Cellulose Nano Fiber)等新型植物素材，並持續開發木質新素材與應用，以實現木材長期碳儲存。
隨著地球暖化，可預料未來豪大雨的氣候災害的風險越發嚴重，適度疏伐與再造林、路網的整備應用與整治杉林等森林整備與維護將有助於國民安心樂居。
另外，農地碳儲存方面，藉由生物炭的高機能性，加上碳儲存和土壤改良成效，有助於開發新生物炭資材和生物炭應用的土壤殘留有機物分解技術。同時，開發可自動偵測土壤有機物含量和肥沃度，以及精密施用高精能性的生物炭的智慧農機，以利於同時增加碳的儲存量和土壤肥沃度。除此，建構生物數據基礎設施，以強化CO2的固化能力高的農作物。此外，開發稻穀瓦斯發電系統，以及建構地方生質能的高附加價值營農模組。
有機農業方面，建構2040年新世代有機農業技術，並持續擴大2050年有機市場，同時增進25%有機農業耕作面積比例(約100萬ha)。除此，應用系統化的實踐技術與節省勞力技術之開發，建構讓更多農民參與之次世代新技術體系，以強化區域內各領域人才加入「擴大生產者」的策畫與農業生產基礎之鏈結。
綜整上述，為促進有機農產品消費，強化地方型農業支援與地方之間的交流，藉此增進消費者與當地居民對有機農業的理解與支持，進而改善過去以農產品外表取勝的觀念，更重要是傳遞有機農業有利於友善環境的農業經營與促進高附加價值的農產品銷售之觀念。
另外，在藍碳方面，為達成「聯合國氣候變遷綱要公約」(UNFCCCC)所提出條約，目標預計至2023年度為止，建立海藻林的CO2吸收與儲存量的計測方法，進一步推動產官學的合作，共同投入藻林與灘塗的形成、再生與保護措施，以利於恢復沿岸的生物多樣性。此外，促進氫細菌的大規模培養創新技術，以作為新形態的CO2吸收來源。除此，持續推展海藻與氫細菌的商業化應用，增進碳額度補償(Carbon offset)可產生實質收益，讓CO2吸收達到自主性運作。

三. 溫室效應排氣之削減-能源調度與從生產、流通與消費階段

現況與課題
農山漁村擁有豐富的土地、水、生物等地方資源，一直以來期望能作為地方資源循環再利用。然而，由於能源密度低，應用範圍較分散，加上季節與時間變動較大等緣故，目前仍尚未充分被利用。加上，農業界園藝設施的加溫與光合作用，以及農業機械與漁船的動能皆大幅依賴化石燃料。
因此，為了有效擴大地方資源最大限度應用，擺脫對化石燃料的依賴，除了提高再生能源的產能、收集與利用，更進一步須加以降低成本與效能，以增進地方永續能源朝向地產地消型發展。
由於日本農業佔國內溫室氣體排放總體量比例約4%，這數據已佔高達24%成為全球溫室氣體排放佔主要來源。換算其排放量約有5,000萬噸，其中來自燃料燃燒所產生的二氧化碳約34%，以及46%來自於水田所產生的甲烷。
故此，日本農業正致力於發展水田所產生的甲烷之基礎抑制技術，以削減農業所產生的溫室氣體(甲烷與N20)排放，並加速技術盡速達到實際應用階段，成為亞洲區域中心標竿推展至全世界。
在食品產業方面，由於目前勞動生產率低於其他產業，因此須加速開發與應用從生產、流通到消費階段價值鏈達到節省人力與優化之智慧型技術。
在木材應用方面，由於木材在心理層面上給予人具有溫暖和安心作用，也能為環境帶來一定濕度、隔熱等調節作用，能為人們帶來生活舒適感。再加上，森林所吸收的碳可被長期性儲存，同時在製造過程中所產生能源耗費也較低，因此相當有利於取代化石燃料。藉由擴大木材的使用，有利於削減二氧化碳的排出之外，大幅促進高層樓的木造化與木質化等木材應用，開發與推廣木質能生物新素材。亦可逐步替代塑膠化石能源等利用。另外，從森林資源永續發展的觀點來看，可多加利用未使用木材、階層應用(Cascade；多階段的回收再利用)，以及熱效能高度應用等增進木質能源的利用。
在漁業方面，由於日本漁獲量長期有下降趨勢，為有效抑制這情況的惡化，須以數量管理為基礎，啟動建構新資源管理系統，以穩定提供人民水產供給量。

因應措施
為實現2050年碳中和，在再生能源方面，將以農業健全發展搭配擴大國內再生能源為基礎，促進農業再生能源導入為目標。
對此，在技術開發上，為實現地產地消能源系統配置，結合各種不同類型的再生能源，以有效產官學共同合作，建構全年度能源供給穩定系統，以及有效穩定提供其他區域能源需求。此外，以地方自治體、地方企業與居民為主，促進各地區再生能源導入，促進地方新產業崛起，創造地方就業機會和活絡地方發展。
技術推廣方面，將導入推廣標誌，以促進農村活性化，增進再生能源可視化。此外，作為農村淨零碳排的後盾，全力支持農村活力與農村健全發展，以加速擴大地方再生能源的導入。此外，導入小水力發電、地產地消型的生物能源發電設施，生物液肥(生物發電的副產品之消化液)，以及推動營農型太陽能生物發電的地方資源循環。持續推動地產地消的愛生能源措施，以及改善此項能源系統的相關規範。
在園藝設施方面，開發高速加溫型熱泵，以及超高效率的產業廢熱(指熱機或電機運轉時所產生無法再利用的熱能)之蓄熱、移轉、放熱技術，利用上述低成本的新技術之現場實際驗證，實現RE100超精密環境控制技術，以實現2050年完全移轉至無化石燃料使用之設施。此外，促進林業機械與漁船和節能減碳的排水用機之應用，增進產官學合作開發農業機械與漁船、電化與水素等技術，以達2040年技術確立為目標。
推動畜牧永續生產方面，其採取措施如下 :①增進自給自足的飼料生產機制，改變對進口飼料的依賴；②改善飼料使用率高的家畜、開發削減GHG飼料，節能減碳與精密化的家畜飼養管理，減輕環境負荷；③與耕作農家合作，利用家畜排放物所製成堆肥，促進資源循環廣泛再利用；④藉由農業生產現場的努力與促進消費者的理解，並持續活用生產現場的知見與經驗，力圖加以推廣與定著，以解決生產現場問題。此外，應用微生物抑制削減農業產業的GHG的新技術開發，以及促進智慧技術開發、示範驗證與推廣。
在食品產業方面，開發創新先端技術，以實現2030年食品產業解決進口原料配置問題。例如：應用微生物糖化技術，將食品殘渣與食品加工殘渣轉化為能源或油脂等生產技術、應用冷凍解凍與調理技術與超長期保鮮技術，提升飲食質感生活(QQL；Quality of Life)、應用數位化冷鏈系統和植物性蛋白質的新食品製造技術等。除了生產階段的技術開發，並鏈結流通與消費階段的數據，建構智慧型食物價值鏈，藉以發揮產值與食品損失和削減溫室氣體排放等益處。
針對削減營業用食品損失方面，建立販售即期食品作為捐贈金，以及將部分的利益作為食品銀行支援金等措施。另外，為推廣食品銀行活動，建構食品提供端與接收端的線上媒合管理系統，增進製造商、批發商、零售商的商業整合模式，目標相較於2000年度，2030年減少一半以上的營業用食品損失量，至2050年可利用AI技術預測出供需量，以及新型態的包裝資材等技術，致力於食品損失量趨近於零。此外，隨著2030年食品製造業達自動化與提升三成以上的勞動生產值(以2018年為基準)之目標的推展，期盼至2050年利用AI技術，實現可因應多項品的完全無人食品製造生產線，讓富有多樣日本食品文化的食品製造業更加提升生產值。
飲料配送方面，目標2030年為止將縮減飲料批發業的配送成本佔總額總體銷售經費比例10%，促使成本合理化，更進一步至2050年高度應用AI、自動化機器人等新技術，節省配送現場的勞力與邁向自動化發展，促使經費成本大幅縮減，削減倉儲配送與保管所產生的二氧化碳排出。
此外，為建構因應氣候變遷和生物多樣性保全之永續糧食系統，擴大民間投資，以及相關政策措施之檢討，促進各生產至消費階段的行動改變。除此，為擴展減緩環境負荷的永續生產之效益，改善與提升土壤二氧化碳的吸收可視化系統，並藉由「2030 AF永續發展聯盟計畫」(Sustainability Consortium For Agriculture,Foresty,Fisheries and Food)所創建從生產到消費的多樣主體整合平台，納入智慧農業和食農教育的視野，促進消費者對於永續農業的理解與增進消費者購買行動的改變。
藉此，站在消費者角度，不僅可穩定糧食供應量和市場的價格，同時可藉此推展日本型的國民健康營養均衡生活，提升國民整體對延壽生命等健康意識抬頭。
在化學農藥使用方面，為了提升產值和減緩環境負荷，應用智慧化的防治技術，從風險高的農藥轉換為低風險的農藥應用，加上建構與推廣減緩化學農藥依賴的綜合病蟲害防治體系，至2040年為止目標盡可能使用新開發農藥，減少新菸鹼類的農藥使用，至2050年為止目標降低一半化學農藥的使用量(以風險指數換算)。在化學肥料方面，至2050年為止，目標降低30%以進口原料和化學燃料為原料的化學肥料使用。而有關進口比例較高的肥料調度，從進口導向轉化為國內生產，藉此活化國內產業，並藉由友善環境生產，提升國產品評價，轉為擴大出口導向。藉由新技術的導入，勞動安全性與勞動生產值，形成國內永續產業基礎。在有機農業的推行上，同樣持續減緩化學農藥肥料的措施。
藉由上述措施，除了可因應消費者需求外，同時可為地方帶來自然永續循環生產，降低農業對環境所造成的負荷，同時可達生物多樣性與抑制全球暖化。
另外，在木材應用上，除可帶來碳儲存與減緩CO2排出等優勢外，同時亦可驗證與推廣木材的使用可調節身心之益處。除此，可透過木材教育等推廣活動所建構成設計、建築業者與企業之網絡，增進ESG投資與消費者理解。另外，持續開發建築用的木材和工法的標準化，促進木材應用於建築物與生活居家之應用。另外，使用替代塑膠的木質素與CNF纖維素奈米纖維(Cellulose Nano Fiber)等高機能素材，並持續開發新木質素素材。建構有效未使用木材的搬運收集系統，增進地方熱能與電熱供給使用的高效木質生物能源之應用，藉此提升木材生產流通效率，導入森林標準化雲端系統，整合自動化機械與雲端，應用ICT技術開發木材生產流通系統，並加以推廣。
藉由上述，讓木材活絡於地方資源應用，促進地方經濟循環，同時有利於地方內外與人之間互動，增進地方就業機會與所得，進而活絡地方區域性鏈結。
在漁獲量方面，利用科學的手法進行資源調查與評價，依據資源評價進而管理漁獲量，除此，依循「新水產資源管理路徑圖」進而推展最佳水產資源管理措施，企圖以2030年為止恢復至2010年水準達444萬噸漁獲量為目標。
此外，目標至2050年日本鰻魚與黑鮪魚的人工種苗比例達100%，並將原本全量養殖飼料轉換為配合飼料，盡可能不破獲天然資源，達永續養殖生產系統。藉此恢復周邊水產資源，增進水產資源量的永續應用，停止漁獲量持續減少的狀態，建構穩定供給系統，抑制價格的波動，進而維持國民享有豐富水產飲食生活。再者，藉由恢復水產資源，有計畫性地操作，避免不必要的競爭，提升漁船有效率航行，同時擺脫不必要化石燃料使用。