人類每年呼出20億噸二氧化碳，比1985年多出74%

每個人活著，就是將食物轉化為能量，並把殘留的碳以二氧化碳的形式呼出體外。根據首份以人們日常生活實測數據為基礎的全球估算，全人類加總起來，這套靜默的化學作用每年約產生20億噸二氧化碳。

這個總量在三十年間增加了將近四分之三，主要原因是人口大幅成長。若以噸數計算，人類呼吸所產生的碳排放，如今已超過某些工業國家的化石燃料排放總量；然而，背後的科學家強調，這並非導致地球暖化的元兇。

這項研究由巴斯大學運動、營養與新陳代謝中心的哈維爾·岡薩雷斯（Javier Gonzalez）主持，發表於《刺胳針行星健康》期刊。研究指出，1985年人類新陳代謝產生的二氧化碳為每年11.8億噸，2015年則增至20.5億噸。其中超過60%的增幅來自人口增長，其餘主要來自人類體重增加，因為體型越大，燃燒的能量就越多。

岡薩雷斯表示：「我們每個人都會透過將食物轉化為能量而產生二氧化碳，但在此之前，我們並不清楚全球總量到底有多少。我們發現，增加的主因是人變多了。」

若將2015年的總量平均分配給全球人口，每人每年約排放275公斤二氧化碳，若將嬰兒、兒童與老年人一併平均計算，每天約為0.75公斤。1985年時，這個數字約為240公斤。同一時期全球人口增加了約26億，因此全球總量的成長速度遠高於個人排放量。

如何測量數十億人的呼吸

沒有人能為全人類戴上氧氣面罩，因此研究團隊從最可靠的單一身體能量消耗測量方法著手：雙標水法。受試者飲用一種特殊的水，其中部分氫原子被重氫取代，部分氧原子被重氧取代。在接下來的一到三週內，透過尿液樣本可觀察每種標記物離開身體的速度。

關鍵在於兩者的差異。氫幾乎只以水的形式排出，而氧則同時以水與呼出的二氧化碳形式排出。兩種標記物消失速率的差距，就能顯示該人在工作、睡覺、進食與日常活動期間產生了多少二氧化碳。

研究人員從國際原子能總署的雙標水資料庫中，取得6,756名年齡從新生兒到101歲受試者的9,006筆測量數據。他們據此建立了一個模型，顯示二氧化碳排放量如何隨體重與性別而變化。接著，他們輸入聯合國的各國人口數據，以及世界衛生組織與非傳染性疾病風險因子合作組織的體重資料，逐年追蹤結果。

這種方法之所以重要，是因為過去的估算多依賴捷徑，例如平均熱量需求或將少數受試者關在密閉測量艙內。雙標水法能捕捉真實生活，包括走路去上班與輾轉難眠的夜晚，因此作者稱這是首份以大規模自由生活測量為基礎的估算。

噸數超過俄羅斯的化石燃料排放

要感受20億噸的規模，可以與化石燃料相比。根據「我們的數據世界」彙整的全球碳計畫資料，2015年全球燃燒煤炭、石油、天然氣以及生產水泥所排放的二氧化碳約為354億噸。人類新陳代謝所產生的量約占其中的6%。

若逐國比較，差異更加明顯。俄羅斯當年化石燃料與水泥排放約16億噸，日本約12億噸，兩者都低於人類呼吸所排放的二氧化碳。印度則約22億噸。這個比例在三十年間幾乎沒有變化：1985年，新陳代謝產生的二氧化碳同樣約占當時較小化石燃料總量的6%。

地理分布跟隨人口而非生理。亞洲貢獻了人類新陳代謝二氧化碳的大部分，原因很簡單：大多數人住在那裡。研究也發現，男女之間的差異在人口層級上已相互抵消。

為什麼你的呼吸不像燃煤電廠那樣加熱地球

你呼出的碳，不久前還在空氣中。小麥田或稻田透過光合作用從大氣中吸收碳，然後變成你盤中的麵包或米飯，你的細胞再將其釋放。這個循環在幾個月到幾年內完成。科學家稱之為快速碳循環。

煤炭、石油與天然氣所含的碳，是植物數百萬年前封存的。燃燒這些燃料會將早已脫離地質循環的碳重新加入大氣，這也是大氣二氧化碳持續攀升的原因。岡薩雷斯說：「重要的是，我們呼出的二氧化碳與燃燒化石燃料不同。我們並非說呼吸正在驅動氣候變遷。」

養活80億人口的確會留下巨大的化石足跡，從化肥廠到拖拉機、冷凍卡車與砍伐的森林。這些排放被歸類在農業、土地利用與能源等其他項目中。這項新數據僅涵蓋最後一個環節：身體將食物轉化為動能與熱能。

那麼，為什麼要計算它？因為研究碳循環的科學家，以及測量城市街道上空二氧化碳濃度的城市網絡，需要每一項流動都達到平衡。在人口稠密的城市中，數百萬居民的呼吸正是感測器所捕捉到的一部分。巴斯團隊強調，這項研究是為了更完善的碳會計，而不是要叫大家少運動或改變飲食。

這項估算未解決的問題

這是一項模型研究，其基礎有其限制。6,756名受試者參與的是為其他目的而進行的研究，因此並非人類的隨機樣本，且女性與男性比例約為二比一。模型根據體重與性別預測每個人的排放量，這意味著不同族群的身體活動量差異被納入平均值，而非逐國測量。

數據序列也止於2015年。目前全球人口約82億，若按相同的人均排放率計算，今日總量約為22.5億噸，但這只是簡單的算術，並非研究報告的數字。其他氣體也不在該研究範圍內。有些人的腸道微生物會產生甲烷，部分經由呼吸排出；早期的艙體實驗發現，約三分之一的受試者是甲烷產生者。

該研究也未釐清我們食物中的碳有多少是來自化石能源（例如合成肥料）。這個問題屬於農業碳會計的範疇，而飲食對氣候的真正影響也在這裡。

關於人類呼出二氧化碳量的常見問題

一個人每天呼出多少二氧化碳？

根據該研究2015年全球總量除以當年世界人口，所有年齡平均約為0.75公斤。活躍的成年人會高於平均值，幼童則遠低於此。一年下來，平均約為275公斤。

呼吸會導致氣候變遷嗎？

不會像化石燃料那樣。我們呼出的碳來自食物，而這些食物背後的植物不久前才從大氣中吸收碳，因此呼吸只是將原本就在循環中的碳歸還。食物的氣候成本來自於種植、加工與運輸方式，這些是分開計算的。

科學家如何測量身體產生的二氧化碳？

實驗室外最可靠的方法是雙標水法。受試者飲用含有重氫與重氧的水，並在一到三週內收集尿液樣本，觀察每種標記物離開身體的速度。兩種速率之差即顯示產生了多少二氧化碳。

為什麼1985年以來人類二氧化碳排放量增加這麼多？

主要原因是人口從1985年的約49億增至2015年的75億。人口增長解釋了超過60%的增加量，其餘大部分來自平均體重上升。

下一步

該研究於2026年10月26日線上發表，並在11月初獲得廣泛關注。作者認為，人類新陳代謝是快速碳循環中數量上重要的一環，應納入碳系統模型。聯合國預測全球人口將在2080年代中期達到約103億的高峰，作者預期新陳代謝產生的二氧化碳也將隨之成長。每一個未來的人類都會呼出食物從天空借來的碳，而讓碳帳保持誠實的工作只會越來越重要。

參考文獻：Gonzalez et al., “Accounting for global carbon dioxide production from human metabolism between 1985 and 2015: a modelling study,” The Lancet Planetary Health, 2026. DOI: 10.1016/j.lanplh.2026.101546

標籤: 氣候, The Lancet Planetary Health, University of Bath, 二氧化碳, 人口增長, 新陳代謝