Få uppfinningar har haft större inverkan på vårt dagliga liv, och speciellt på maten vi äter, än kylning.

Men det finns fortfarande platser i världen, som Afrika söder om Sahara, där en obruten kyld leveranskedja, eller "kallkedja, " som håller lättfördärvlig mat kall från gård till marknad är ännu inte verklighet.

Till forskare som studerar hur olika mänskliga aktiviteter påverkar produktionen av klimatförändrande växthusgaser, införandet av en kylkedja i en region erbjuder möjligheten att undersöka en understuderad kompromiss:

Kylning minskar matförluster avsevärt, men det är en energikrävande process som svarar för uppskattningsvis 1 procent av världens totala utsläpp av växthusgaser. I balans, uppväger de ökade utsläppen från kallkedjedrift de utsläpp som undviks på grund av minskad matförlust?

Två forskare från University of Michigan använde datormodeller för att simulera introduktionen av en integrerad, nedkyld matförsörjningskedja till Afrika söder om Sahara. De drog slutsatsen att utsläppen av växthusgaser kopplade till driften av en kylkedja i nordamerikansk stil skulle vara cirka 10 procent större än de utsläpp som undviks för matförluster.

"Vi tittade på om utsläppen av växthusgaser som är förknippade med att driva en kylförsörjningskedja kompenseras av förväntade minskningar av matförlust. Tyvärr, Dom är inte, " sa Shelie Miller från UM Center for Sustainable Systems, medförfattare till ett papper publicerat online 19 december i tidningen Miljövetenskap och teknik .

"Budskapet om de direkta effekterna av kylning är ganska tydligt. När du tittar strikt på själva tekniken, kallkedjan lägger till fler växthusgaser än den sparar, sa Miller, docent vid skolan för miljö och hållbarhet och chef för U-M-programmet i miljö. Första författare till uppsatsen är U-M doktorand Brent Heard.

I modelleringsstudien, Miller och Heard tittade på scenarier där både nordamerikanska och europeiska kylkedjor introduceras i matsystemet efter skörd i Afrika söder om Sahara, skapa ytterligare utsläpp genom användning av köldmedier och el samtidigt som matförlusten minskar.

De växthusgasutsläpp som krävs för att få ett kilo kyld mat till detaljhandeln uppskattades i sju livsmedelskategorier:spannmål, rötter och knölar, frukter, grönsaker, kött, fisk och skaldjur, och mjölk. Studien undersökte endast pre-konsumenten eller "uppströms" delen av livsmedelsförsörjningskedjan.

Heard och Miller tittade också på minskad matförstöring på grund av kylning och de "förkroppsligade utsläppen" kopplade till matförluster.

"Det tar mycket energi att odla broccoli eller att föda upp en kyckling. När du slösar bort den maten, du tappar all energi som gick åt till att producera den, " sa Miller. "Å andra sidan, om du behöver producera mindre mat eftersom mindre slösas bort på grund av kylning, då sparar du energi och genererar färre utsläpp."

Afrika söder om Sahara valdes som utgångspunkt för studien eftersom regionen kännetecknas av en brist på kylkedjans infrastruktur och har höga hastigheter av matförlust uppströms. USA hade uppskattningsvis 0,37 kubikmeter kyllager per capita 2014. Det kan jämföras med de senaste uppskattningarna på 0,015 kubikmeter per capita i stadsområden i Sydafrika; 0,0051 kubikmeter i stadsområden i Namibia; och 0,002 kubikmeter i stadsområden i Etiopien och Förenade republiken Tanzania.

Totalt, kylkedjan uppskattades tillföra fler utsläpp än den sparade genom att undvika matförluster. Att lägga till kylning till Afrika söder om Sahara skulle öka netto livsmedelsrelaterade utsläpp av växthusgaser med 10 procent för det grundläggande nordamerikanska scenariot och med 2 procent för det europeiska scenariot, trots att matförlusterna efter skörd minskade med 23 procent i båda scenarierna.

Utsläppsökningen var större i det nordamerikanska scenariot eftersom utsläppen av kalla kedjor där är större än de europeiska utsläppen för fem av sju livsmedel, enligt Heard och Miller.

Medan de direkta effekterna av kylning var okomplicerade, berättelsen blev mer komplex när Heard och Miller undersökte de indirekta effekterna av kallkedjeintroduktion.

"När en transformativ teknik som kylning först introduceras, det kommer sannolikt att finnas många indirekta effekter på livsmedelssystemet, från hur mat odlas och lagras till hur människor handlar och äter, sa Miller.

Potentiella förändringar i kosten var en av de indirekta effekterna som undersöktes av Miller och Heard.

Införandet av robusta kylförsörjningskedjor har kopplats till förändringar i kosten allteftersom nationer utvecklas. Kallkedjan tillåter leverans och konsumtion av lättfördärvliga livsmedelsprodukter på ett sätt som annars inte skulle vara möjligt - blåbär från Chile tillgängliga i amerikanska stormarknader i december, till exempel.

Kylning kan också föranleda kostomläggningar till mer utsläppsintensiva livsmedel, som kött. När Heard och Miller införlivade kostförändringar i sin modellstudie, de fann att introduktion av kalla kedjor i Afrika söder om Sahara kan öka utsläppen av växthusgaser med 10 procent under det nordamerikanska scenariot men skulle minska utsläppen med 15 procent under det europeiska scenariot.

Skillnaden mellan de två resultaten beror främst på nivån av köttkonsumtion i den nordamerikanska kosten, där köttkonsumtionen per capita är 37 procent större än i Europa.

"Dessa resultat indikerar vikten av att inkludera en tekniks påverkan på konsumenternas preferenser i en bedömning av dess miljöresultat, "Hörde sagt." Kylning kan leda till förskjutningar mot mer utsläppsintensiva livsmedel, skapa ett scenario med ökad miljöpåverkan."

UM-forskarna noterar att deras modelleringsstudie enbart fokuserade på utsläpp av växthusgaser och inte tog hänsyn till flera fördelar med kallkedjans introduktion, inklusive livsmedelssäkerhet, hälsoutfall och utvecklingsmål. Sådana faktorer bör inkluderas i en fullständig utvärdering av kylkedjan som teknik, de säger.

"Vår undersöknings resultat motiverar behovet av att främja antagandet av effektiva och miljövänliga kylalternativ i livsmedelskedjan, "Hört sagt. "När matsystem utvecklas över hela världen, Det är avgörande att vi bedömer teknikens miljöpåverkan så att vi kan identifiera förbättringsområden och främja hållbara resultat. "