Archive for augusti, 2015

Svensk växtodling kan producera fullt och bli fossilfri och klimatpositiv med den kunskap vi har.

augusti 24, 2015

Om möjlig jordbruksutveckling.

Att en utveckling är möjlig betyder inte att den sker.

Jordbruket arbetar i och styrs av en kortsiktig ekonomi. Det ger betydande begränsningar. Men det skadar inte att diskutera de ”agronomiska” möjligheterna bortsett från denna begränsning. Det kan vara ett sätt att få en modifiering.

Men låt oss börja med de mål eller krav som finns.

Huvudmål för framtiden, fokus växtodling.

Högre produktion. Behoven ökar. Markresursen är nästan fullt utnyttjad. ”Peak farmland” är nog allvarligare är ”Peak Oil”. Visst får vi prioritera om både konsumtion och produktion, men kraven på produktion kommer vi inte ifrån. Kvalitetsfaktorer innefattas i detta.

Hållbar odlingsmark. Mullhalt, erosion, struktur.

Klimatfrågan: lägre utsläpp. Kan vändas till positivt. Rentav fossilfritt.

Utsläpp av kväve och fosfor.minimeras  Det innefattar effektivt fosforkretslopp.

I tillägg bör nämnas biodiversitet och ”kemikaliesäkerhet”.

Kommentar:

Energi är inte med ovan. Den frågan övertrumfas av klimatet. Kretslopp i allmänhet inte heller. Det ser jag faktiskt som underordnat klimat och utsläpp.

Vad vet vi eller tror oss veta?

Höga skördar

Höga skördar är i princip (i våra trakter) positiva för marken (mullhalt, struktur) och troligen indirekt för minskat fosforutflöde. Kvävet kan vara en riskfaktor och måste anpassas och helst kompletteras med ett skyddsnät i form av fånggröda.

Fånggröda, ”eftergröda”,

Fånggrödan ska fånga kväve på hösten. Det kan ibland innebära mycket svag utveckling på grund av kvävebrist, men den fyller ändå sin uppgift. Om man ser ”fånggrödan” som en produktionsgröda kan man kalla den Eftergröda.  Eftergrödan kommer efter huvudgrödan (t ex spannmål) och kan producera växtmassa under tre effektiva månader aug-okt. Med ett visst kvävetillskott kan det bli 3000-5000 kg torrsubstans. Det kan skördas (foder eller biogasråvara), det kan brukas ner (sen höst eller vår) som ”gröngödsling”.  Såväl fånggrödor som eftergrödor bidrar starkt till mullförsörjningen och kan ersätta halmnedbrukning. Halmen frigörs då för energiändamål. Vi kan därmed producera råvara för bioenergi utan att inkräkta på den normala produktionen. I själva verket stärks denna.

Att bevaka: P-utsläpp från övervintrande grödor.

Energiförhållanden.

En normal spannmålsväxtföljd med medelskörd på 6000 kg har normalt en energiinsats på 2500 kwh (diesel+gödsel+allmänt). Det kan skördas ca 3000 kg halm.  Dess praktiska energiinnehåll är ca 2,5 kwh/kg, totalt alltså 7500 kwh. I en välanpassad biogasproduktion ger denna halm 2500 kwh raffinerad biometan. Därmed kan insatsen av fossilenergi betalas tillbaka med likvärdig produkt.

Nettoförbrukningen av fossil energi är noll.  Fossilfritt?

Vi får också en nettobindning av växthusgaser, ett klimatpositivt system, åtminstone några decennier tills marken antagit ett nytt jämviktsläge..

Att bevaka: ammoniakavgång från biogödsel.

 

Reducerad bearbetning.

Under stark utveckling. Är positiv för mark, utsläpp, klimat.

 

Precisionsodling.

Under stark utveckling på olika fronter. En viktig trend som påverkar alla mål.

 

Utförligare diskussion av några frågor.

Kostnader.

Denna fråga ses ibland som en stor begränsning för utvecklingen, t ex av kretsloppsfosfor. Men man bör inte tillämpa kortsiktig konkurrensekonomi på framtidsutvecklingar.

För fosfor tillämpar vi nu i stort sett en ersättningsprincip. Vi tillför vad som förts bort. 6 ton vete innehåller 18 kg P, värt i dag ca 360 kr, 0,03 kr per kg vete. Prisintervallet för vete kan variera mellan 1,50 och 2 kr/kg. Spelar det någon avgörande roll för jordbruksekonomin om fosforpriset fördubblas? Knappast, men det betyder oerhört mycket för tillgången på reserver eller möjligheten att utveckla kretslopp.

För kväve har vi praktiska exempel från skatterna, som inte påverkat särskilt mycket. Vad gör ett fördubblat kvävepris? 6 ton vete innehåller 120 kg kväve, värt 1200 kr. 0,20 kr per kg. Det känns mer än för fosforn, men är inte helt avgörande. Om man får ett utbyte av 25 kg skörd per kg N får man 40-50 kr för satsade 20 vid ett fördubblat kvävepris. Det är fortfarande god utdelning men man får en större försiktighet, en viss men inte avgörande skördeminskning.

För perspektiv: Bensinen i USA kostar dubbelt mot i Sverige. Självklart ser amerikanen en katastrof om man skulle fördubbla priset.  Har vi en sådan katastrof?

 

Kväve, ammoniak.

Kväve är en motor i produktionen, det märker inte minst ekologiskt jordbruk som gör allt för att få in tillåtet kväve i systemet.

Kväve kan sägas vara virtuell mark. Mineralgödselkväve beräknas stå för hälften av den globala växtproduktionen.

Kvävetillverkningen använder i dag 2% av världens energiförbrukning och ger betydande växthusgasutsläpp. Dock kan man säga att rätt kväveanvändning inte är en konsumtion, det är en investering som avkastar 6 ggr mer i fångad solenergi. Så för att spara energi är just kvävetillverkningen det sista man skulle ge sig på. Vidare är det så att rätt anpassad kvävegödsling ökar mullhalten och därmed binder kol. I svenska försök kan det kvantifieras till ett kg kol per kg kväve. Det neutraliserar utsläppen vid tillverkningen. Detta brukar dock inte komma in i miljöanalyser.

Detta är en tankekedja. En annan:

Om det är så att vi av klimatskäl ska stänga ner användningen av fossil energi, vad händer då med kvävet och jordbruket?

För att tillverka ammoniak behövs bara energi, vatten och luft. Att det är naturgas i dag beror på att det är effektivt och billigt. Jag har själv sett en ammoniakfabrik som drevs med el (Glomfjord, Norge på 1980-talet). Energin kom från Svartisens jökelälv.  Det finns många jökelälvar i världen.

Ett svar gavs tidigare här: vi gödslar en vetegröda och använder halmen för att ge energi för bl a det kväve som användes.  Det medger full normal produktion av 6 ton kärnskörd och ett uthålligt läge med fånggrödor och reducerad bearbetning. Utan kvävegödsel skulle vi fått 3-4 ton vete. Det är en rätt försiktig räkning, förbättringsmöjligheter finns.

Det finns också andra möjligheter till fossilfri kvävegödsel. Eldrift, som gick på 1980-talet går fortfarande. Dyrare? Kanske det. Men inte värre än att det fungerar. Och kvävegödsel ska inte vara alltför billig.

Mycket sker på solenergifronten. Allt effektivare och billigare solceller. Med dagens siffror får jag det till att solenergi i Sverige skulle kunna ge el motsvarande kanske 5 kg N per kvadratmeter som ammoniak per år. Om en 100-hektars gård har en yta solpaneler motsvarande gårdsplanen kan man leverera el som motsvarar energin för kvävegödseln. Och vad kan man inte göra i sydligare nejder? Och utvecklingen fortgår.

Det finns också utvecklingar av ny ammoniakteknologi. Minst 2 olika alternativ som siktar på mer energieffektiva och enkla metoder som kan göras mer småskaliga.

Som en kontrast till dessa tekniska utsvävningar måste nämnas att biologisk kvävefixering kommer att spela större roll.

En sammanfattning om fossilfri kväveförsörjning.

1.

Kompensationsprincip. Nödvändig i ett övergångsskede.

Fossilproducerat kväve används, men kompenseras av biometan eller el från jordbruket. Principen används ju för el och kolutsläppskvoter. Kräver systemuppbyggnad för biogas eller lokala energiverk. Restprodukter i kretslopp.

Inkräktar inte på normal jordbruksproduktion, vilken snarare främjas, liksom flera miljömål. Ger koluppbyggnad i marken.

2.

Ammoniakfabriker baserade på biogas eller el från olika icke fossila energikällor..

Möjligt, men en trög tung industriomställning internationellt

3.

En ny lokal ammoniakindustri byggd på nya principer kan växa fram.

 

 

 

 

Utveckling, några olika aspekter från aktuella böcker

augusti 16, 2015

The big Ratchet (How humanity thrives in the face of natural crisis). För fattare Ruth de Fries, professor of sustainable development, Columbia University.

Ratchet (låt oss översätta med framsteg) – Hatchet (bakslag) – Pivot (omställning), detta tretal karakteriserar mänsklighetens utveckling.

Jordbruk – befolkningsökning, städer, kultur – försörjningsproblem och tillbakagång.

Växtföljder med baljväxter- ytterligare befolkningsökning – nya försörjningsproblem.

Mineralgödsel – bättre tryggad försörjning – miljöproblem

Bättre teknik och kunskap – mer harmoniskt jordbruk – nya utmaningar om miljö och försörjning.

Boken behandlar livets utveckling på jorden och innehåller mycket sammanfattande kunskap. Tonen är optimistisk. Vi har alltid hittat utvägar när kriser uppstått.

Förresten har De Fries i en aktuell artikel i Science riktat uppmärksamhet på ett nytt problem: Mineralämnen i kosten. En del nya sorter har lägre halt av järn och zink än gamla. Kosten riskerar bli mineralfattigare. En ny faktor för växtförädlare att ta hänsyn till.

 

Omställningens tid. Björn Forsberg.

En bok med helt annan ton. Vi har passerat Peak Oil, allting kommer att gå nedåt men vi vägrar att anpassa oss. Faktiskt behandlas flera problem som jag också har diskuterat: kortsiktigheten i samhället och ekonomin, en evig tillväxt fungerar inte, men ändå blir boken jobbig. Det finns så många positiva ansatser som kunde tas upp, men författaren hamnar i små udda saker som permakultur, biokol, stadsodling. Visst kan detta vara av betydelse som komplement och kanske yttersta räddningsplankor om samhället kollapsar men innan dess finns mycket att göra.

Min egen bok: Mat – klimat – miljö från 2010.  Det finns som PDF .Är fortfarande aktuell,

En väv av möjligheter – i dag.

augusti 13, 2015

En lista på några stycken som gäller försörjning och miljö.

Att öka produktionen med 50% inom några få decennier – är det möjligt? Det finns två sätt: att öka skördarna och/eller ta fler skördar per år. Hos oss har vi en outnyttjad potential augusti – oktober. Det finns möjliga grödor, inte minst energigrödor. Det är fråga om att bygga system så det blir en marknad. Det finns flera systemfördelar att utveckla.

Jordbruket kan bli fossilfritt. Ekologisk jordbruk kan bli fossilfritt på en låg produktionsnivå, men vårt vanliga jordbruk kan bli det på en hög produktionsnivå. Visserligen behövs kvävegödsel och drivmedel men man kan kompensera det med att producera motsvarande mängd högvärdig energi samtidigt som man har full vanlig jordbruksproduktion.

Man kan då också bli inte bara klimatneutral utan klimatpositiv.

Med optimerade odlingssystem finns möjligheter att minska bekämpning.

Inom några decennier har vi nog fossilfri ammoniaktillverkning.

Med rätt teknik är det kanske inte fel att bränna stallgödsel för energi. Det möjliggör bättre tillvaratagande och fördelning av fosfor. Vi minskar kväveutlakning och ammoniakavgång, men mister en kväveresurs. Det får vägas samman. Ska nog samutvecklas med stallsystem och gödselhantering.

—————-

Att bevaka:

Ammoniakförluster från biogödsel.

Kol och mull långsiktigt. Under några decennier kan vi bygga in kol i många jordar, men i längden går vi mot en jämvikt.

Mångfalden

Sen är klart – vi kan klara detta 50% mål, men sen?

 

För inte så länge sedan: Gösta Ehrensvärd – En väv av möjligheter

augusti 5, 2015

1972- en generation drygt. Mina barn var några få år. Miljö- och resursfrågor hade börjat diskuteras. Jordens befolkning var ungefär hälften mot nu, 3,8 miljarder. Kalla kriget men också månfärder. Boken diskuterar sakligt mänsklighetens möjligheter att utvecklas och leva drägligt på denna jord. Hur är det med resurser och energiflöden?

Citat: ”..med utnyttjande av tekniskt vetande och vettig planering 4 miljarder invånare skulle nätt och jämnt skulle kunna leva för all framtid på en standard som motsvarar dagens (1973)  för toppskiktet i industriländerna. 2 miljarder vore att föredra ur säkerhetssynpunkt. De skulle ha god standard och god prognos för överlevnad upp till minst en miljon år..”

Och nu är vi över 7 miljarder och enligt nya prognoser uppemot 10 miljarder om 50 år.

Vad nytt har kommit till sedan 1972? Då hade man kärnkraften som en viktig energikälla. Det har vi egentligen inte nu, men motståndet tycks mig inte riktigt rationellt. Det finns nog tekniker som kommer runt dagens betänkligheter. Och då hade man inte klimatfrågan. Så våra resurser har snarare minskat än ökat.

Detta säger en del om de utmaningar vi står inför.

(Gösta Ehrensvärd var professor i biokemi i Lund)