Posts Tagged ‘kretslopp’

Jordbruket: ”Peak soil” värre än ”Peak oil”?

november 26, 2015

Odlingsmarken börjar bli knapp.
Hur hantera det i jordbruket? Mer människor och mindre jord. Vad behövs eller önskas?
1. Ökad produktion för att möta världssamhällets behov.
2. Hållbar markanvändning
3. Liten påverkan på miljön, inkl mångfald
4. Resurshushållning.
Var står vi och vilka möjligheter har vi? Till stor del är vi på rätt väg och låt oss gå in på en del detaljer. Det gäller svenskt jordbruk, och kanske nordeuropeiskt.
Jordbruket styrs av en marknadsekonomi, och i det stora hela av global konkurrens. Det blir fokus på pris och kostnader och det är en stor utmaning när man samtidigt ska värna miljö och långsiktighet. Denna huvudfråga borde ägnas större uppmärksamhet ekonomiskt och politiskt. Det skulle behövas ett WTO (World Trade Organisation) som inte bara värnar om ekonomi utan också miljö/hållbarhet.
Som tur är går flera mål att förena. Till en del hjälper samhället (EU, enskilda länder) till att med olika medel förena produktion och miljö. Men mer borde göras där. Vi har bara en planet och den börjar bli stressad. Vi har nått ”Peak soil” (marktillgången börjar minska) vilket är mer allvarligt än ”Peak oil”. Då behövs mer produktion på den mark vi har.
Men jordbruket är under dynamisk utveckling. Nya jordbruksmaskiner och brukningsmetoder är positiva för både produktion, mark och miljö. Dagens moderna växtodling ökar markens bördighet.
Fånggrödor håller marken skyddad under höst/vinter. Minskar utflöde av både kväve och fosfor.
Teknik med sensorer och GPS ger möjlighet anpassa åtgärder efter behov, också med hänsyn till variationer inom fält. Detta ökar starkt.
Vad gäller gödsling är huvudprincipen för fosfor att ersätta bortförseln. För kväve leder dagens styrsystem mot samma mål.
Bekämpning är en svår fråga. Jordbruket har minskat och vill gärna minska mer, men det har ekonomiska konsekvenser. Det pågår program på EUnivå om ”integrerad bekämpning”, men det borde stärkas med någon form av kompensation för att komma längre.
Resurshushållning. Betydande framsteg har nåtts dels genom teknik för anpassning av kväve och fosfor, och vidare genom mer energisnåla jordbearbetningssystem. En hel del diskussion riktas mot kvävegödsel som vid tillverkningen kräver energi och ger utsläpp av klimatgaser. Och visst krävs energi, men rätt använd ger den 6 ggr mer energi i utbyte som växtmassa (mer bunden solenergi). Och rätt använd ökar den kolbindning i mark (mull) med ungefär 1 kg kol per kg kväve. Det kompenserar faktiskt utsläppen vid tillverkningen. Och vidare: kvävegödsel sparar mark. Vi skulle behöva bortåt dubbelt så mycket mark för samma produktion utan kväve. Och den marken finns faktiskt inte.
Men vi behöver gå vidare:
Ett kretslopp av renad fosfor från reningsverken har börjat i praktiskt skala. Det är så ren fosfor att den används till fodermedel tills vidare. Den kretsloppsfrågan kan man nästan säga är löst.
För kväve: En bra växtodling kan producera bioenergi i skörderester (mest halm) som kan vidareförädlas till el eller biogas. Mängden kan täcka växtodlingens energiinsatser för drivmedel och kväve. Är inte ett sådant system både klimatpositivt och fossilfritt, egentligen?
På längre sikt kommer nog fossilfri kvävegödseltillverkning. Flera projekt är på gång.
GM, genmodifiering. Det är tragiskt att diskussionen hänger upp sig på tekniken. Det är som att förbjuda svetsning för att den kan användas för vapenproduktion. Flera av dagens tillämpningar av genteknik i jordbruket kan man vara kritisk mot, men det finns mycket intressant på gång t ex vad gäller resistens, torktålighet och produktkvalitet.

Ekologisk produktion är inte en lösning.
Dagens ekologiska odling håller inte i stor skala. Det ger ca halv produktion för våra stora grödor, och är ett stort markslöseri. Det är olyckligt om man tror att framtiden ligger där.
Med dagens regler har man hjälp av det vanliga jordbruket: gödsel, utsäde, foder, markbyten. Ekoodlingen står inte för sig själv, vilket man kan förledas tro av namnet.
.I Sverige är ca 5% av spannmålsproduktionen (i ton) ekologiskt producerad och ca 2% av potatisen för att ta ett par exempel. Trots all uppmärksamhet och extra stöd från samhället är det en ganska obetydlig del. Men om man räknar markåtgång eller ekonomi (kostnad) är det större på grund av större behov av både mark och pengar.
Positivt är att man inte använder kemisk bekämpning. Det vanliga jordbruket skulle behöva gå i den riktningen, och är på väg.
Det är inte fel att det finns alternativ till dagens huvudström. De som vill kan ju betala för det. Det finns nischer där det kan spela en bra roll genom att möjliggöra lönsamhet (t ex extensiv köttproduktion, grönsaker). Men om man i samhället börjar tro att den ekologiska produktionens dogmatiska regler är vägen framåt leds utvecklingen fel.
Vi behöver kombinera arbete för ekologi, miljö och produktion med kunskap, inte med dogmatik.

Fullständiga miljöberäkningar behövs..

oktober 31, 2013

Var på väg att kasta en tom ”smörlåda” i plaståtervinningspåsen. Men den måste väl diskas? Höll på att vrida på varmvattnet men hejdade mig. Hur ser helheten ut egentligen? Vi ska spara rävaror, i sista hand energi, genom återvinningen. Om jag diskar med varmvatten går det också åt energi. Ett överslag:

Lådan väger 20 gram. Plast ger ungefär 30 MJ per kg om det förbränns. Energivärdet blir ca 600 kJ.

Att värma vatten kostar ca 4 J per gram och grad. Att värma en liter 60 grader kostar då 1000 gram ggr 4 J ggr 60 grader = 240 000 J = 240 kJ.

Ytligt sett ser det rätt hyggligt ut: om jag använder mindre än 2 liter varmvatten blir det energimässigt positivt att återvinna efter diskning.

Men varmvattenberedaren är inte hundraprocentigt effektiv, kanske bara 50%. I så fall blir det energiförlust om jag förbrukar mer än en liter varmvatten.

Och verkningsgraden för att producera el brukar anges till någonting runt 30 %.  Med hänsyn till det   får jag inte använda mer än ett par deciliter varmvatten vid diskningen om jag inte ska förbruka hela  energivinsten av återvinningen bara genom att diska.

Men det är klart att plastmaterialet kan användas direkt till ny ”råvaruplast”. Då vinner man energieffektivitet i den produktionskedjan så återvinningen i sig kan gå med plus energimässigt. Men slöseri och obetänksamhet på hushållsnivå kan fördärva hela bilden.

Ett annat exempel, som faktiskt har engagerat mig aktivt i snart 2 år: Reningsverksslam till jordbruket. Det kan ses som ett gödselmedel som innehåller både kväve och fosfor och dessutom mullbildande organisk substans.  En bra kretsloppsprodukt kan synas. Värde i jordbruksproduktionen ca 120 kr per ton slam vilket betyder 600 kr per ton torrsubstans.

Men det ska transporteras och spridas och det kostar pengar och energi.

Kväve och fosfor är näringsämnen som ska hanteras med omsorg för att inte orsaka onödiga miljöproblem. Marknadsvärdet i gödselmedel är ca 10 kr för ett kg kväve och 20 kr för fosfor.

Men  – för att förhindra miljöskador är samhället berett att betala minst 50 kr per kg förhindrad kväveutlaknng. För fosfor är kostnaden faktiskt flera hundra till tusen kronor per kg förhindrad utlakning i olika program. Låt oss säga 200 kr för följande överslag.

Slammets kväve är svårt att hantera effektivt. Man lägger höga givor vid ett tillfälle och det går inte att anpassa till odlingens behov. Av de 50 kg kväve ett ton torrmassa i slam tillför blir det extra förluster, låt oss anta 5 kg kväve.

För fosfor sägs i en rapport att vid förrådsgödling räknar man med fyrdubblade förluster under några år. Normalförlust 0,3 kg ggr 4 ggr 5 år ger 6 kg utlakat fosfor, en ökning med 4,8. Nu spred vi 5 ton torrmassa så per ton slam blir det ca 200 kr

Med dessa siffror blir miljökostnaden för extra utlakning för kväve 250 kr och för fosfor 200 .

Totalvärdet efter dessa miljökostnader och transport/spridning blir negativt.

Och vidare finns då problemen med olika metaller och andra ämnen.

Det måste finnas bättre sätt för kretslopp.

Men framför allt: vi måste se på hela kedjan när det gäller olika processer i samhället. Annars kan vi  förvätta problem när vi tror vi löser dem och gör något bra.

 

 

 

 

 

FramtidsOdling och Vår Tid på Jorden

juni 16, 2013

Vår Tid på Jorden äe en bok av Rockström och Klum. En vacker bok. En bok som på ett bra sätt summerar vetandet i dag. Det känns mycket tillfredsställande att projektet FramtidsOdling som nyss startat har samma mål: att producera det vi behöver och samtidigt bevara vår miljö.

Så – i stort sett kan jag bara instämma i bokens mål och verkligen rekommendera den. Men när vi nu jobbar mot detta mål känns det viktigt att tänka efter.

Ett annat projekt jag är engagerad i är Lantbruksakdemiens arbete om kretslopp, särskilt slam till jordbruket. Att återföra till odlingsmarken slam som innehåller en del av den näring som befolkningen konsumerat måste väl vara en i högsta grad vällovlig åtgärd?

Men om det är så att det blir mindre utsläpp av miljöstörande kväve om vi bränner slammet och ersätter slammets effektiva kväveleverans med mineralgödsel – vad är då at föredra? Det syns mig självklart att en total miljöanalys bör styra utvecklingen,

Ser man i geologiaka tidsskalor är det uppenbart hur skört vårt samhälle egentligen är. Den seanste miljonen år har istider avlöst varrandea med ungefär 100 000 års mellanrum. När man ser den raden framför sig blir man verkligen ödmjuk. Varför skulle den raden stoppa? Verkligheten är att vi lever i en istidsperiod. Men vårt akuta problem är värmning och det är illa nog. Det påverkar mycket mer än vad man kanske tror.. Inte bara vädret sommrar och vintrar utan jordklotets vattentillhångar och livet i haven.

Vi har alla skäl att minska vår påverkan. Vi har alla skäl att utöka vårt kunnande så att när det behövs vi kan möta en ny istid med  verkningsfulla medel.

 

 

Kretslopp och konsekvenser

mars 9, 2013

Frågan har varit uppe förut i denna blogg, men frågan är värd att återkomma till.

Kungl Skogs- och Lantvruksakademien hade ett summerande seminarium i förra veckan. Om slam. Hur ska man bedöma?

30 års slamförsök visar bara fördelar för jordbruket, värde ca 700 kr per hektar och år för regelbunden slamspridning enligt dagens regler. Det finns en anrikning av vissa metaller i marken, men den är inte så stor att den märks i grödan, ännu.

Det är ett dåligt kväveutnyttjande i försöken och troliga förluster av ammoniak och nitrat. Men det skadar ju inte jordbruket, eller? Jag lyfte denna fråga, och menar att när samhället har miljöprogram för att minska kväveförluster från jordbruket bör man inte underlåta att ta hänsyn till detta vid en samhällelig värdering. Och då är en minsta kostnad 50 kr/kg N i minskad förlust. Att förlora 5 kg N skulle alltså vara en förlust för samhället av 250 kr. Det är möjligt att förlusterna är både mindre och större. I mitt räkneexempel använde jag 2 kg N och 100 kr.

Man bör kunna minska kväveförluster genom att sprida slammet mer odlingsanpassat och nedbruka snabbt. Men vårspridning och tidsanpassning kostar också, och vidare ökar bruknngsstörningar och risk för markpackning.

Metallerna är en långsiktig fråga. 30 år – ökning i mark men inget som märks i gröda. 30 år till? 30 år till igen??Vårt system har svårt att hantera så långsiktiga frågor. Påminner om en gammal historia om en gumma som lastar grenar till en börda att ta hem. ”Orkar jag den – så orkar jag denna också”. Och så höll hon på. Men till slut blev bördan för tung, så hon fick lasta av. ”Orkade jag inte den så orkar jag inte denna heller”. Till slut var det inget kvar. Så gick hon hem.

Förhoppningsvis finns snart bra metoder att extrahera ren fosfor ur slam, och likaså olika ämnen ,både nyttiga och skadliga. De skadliga för deponeras säkert.

Vad gäller metaller kan vi inte lasta av.

Sustainable Intensification, Uthållig intensifiering

december 27, 2012

Den 27 jan. Hemma igen efter julhelg hos son-familjen i Trondheim. Fina dagar fyllda med – ja – mycket barnbarn. Härliga personer på 6 och 8 år.

Dags att summera året – eller kanske mer. Några huvudpunkter.

Uthållig intensifiering. En nödlösning namngiven av en Royal Commission i England? För vad ska vi göra när mer produktion behövs (eftersom konsumtionen bara ökar), när markresursen börjar ta slut, när vattenresursen blir allt knappare, när såväl klimat som vatten och biodiversitet är hotade?  Kvar finns att öka produktionen på den mark som odlas men på ett miljöriktigt sätt.  Eller är det mer än en nödlösning, det kanske är framtiden.  I alla fall säkert en del av framtiden. En annan del är bättre hushållning och kanske ändrat konsumtionsmönster.

Detta, och vad det kan innebära i bl a svenskt jordbruk, kan vi kalla FramtidsOdling. Förhoppningsvis hörs mer om detta nästa år.

Kretslopp. Det har varit intensivt i min sfär snart 2 år och kommer att utmynna i ett slutseminarium vid Lantbruksakademien  den 27 febr. Kretslopp behövs för framtiden men är inget självändamål. De ska vara gynnsamma, åtminstoner på lång sikt. Det är svåra avvägningar och det finns ingen absolut sanning. Men kanske man åtmnstone kan hitta ett system för att bedöma alternativ.

Korv, biochar (biokol) och kretslopp.

december 19, 2012

Fick lust till en korv. Eld i kaminen, då grillar jag där. Om jag lägger den i en stanniolform sköter det sig själv. Men det blev mer fart än vad jag hade räknat med och när jag tittade till det brann hela korven. Kolsvart. Jag fick släcka.

Men faktiskt, man kunde skala av kolet och sen var den riktigt fin. Fast lite mindre. Bränn men ha det kvar.

Jag kom att tänka på biochar, biokol. Man gör en sorts delförbränning (fel ord, jag vet: pyrolys) av biomassa, en del brännbara gaser tas tillvara och så blir det en rest, biokol. Ger man det till marken stannar kolet där under lång tid. Den koldioxid som varit grunden till biomassan undandras då för kolet stannar i marken. På så vis kan man lagra kol i marken och minska klimatgaser.

Men jag har en undring: man står där med säg ett kilo biokol. Man skulle kunna bränna det i en energianläggning och då borde man kunna spara uttag av ett kilo fossilt kol och då sparar man utsläpp. Man kan lägga det på marken och då sparar man också utsläpp. Är det stor skillnad? Somliga säger det, också forskare och professorer men jag är inte helt övertygad.

Biokol i marken ska göra stor nytta. Det har stor yta (fast inte så stor som leror), det håller vatten och ger bättre struktur (men hur mycket ska man lägga?). Och det innehåller näring men det talar man inte så mycket om. Men den fosfor och kalium som fanns i biomassan bör finnas i biokolet.

Undermedel gör mig skeptisk, kanske för skeptisk.

Man kanske skulle göra biokol av t ex slam. Då skulle man få en kombinationsprodukt med fosfor och kalium till jordbruket. Metallerna finns kvar förstås, tyvärr.

Ett stort miljöproblem är alla organiska ämnen (mediciner, hormoner, den palett av kemiska ämnen vi har i vårt samhälle) som passerar reningsverken och går ut till vattendragen.

Det har gjorts lovande försök att rena bort åtminstone en del av dem med aktivt kol. Aktivt kol låter dyrt. Kanske biokol är aktivt?

Då kan man tänka sig en fin kombination: biokol tillsättes i reningsverket, det absorberar skadliga ämnen och hamnar i slammet. Slammet bränns, kolet hjälper till och ger energi, alla organiska ämnen försvinner, askan extraheras och man får rent fosforgödselmedel. Särskilt bra blir det om biokolet gjorts av slam vid ett annat reningsverk där man inte kan bränna slam. Biokol lär kunna göras mera småskaligt, man får en mer transportabel produkt och tar hand om fosforn från det verket också.

Om någon nappar på tanken, vänligen referera till denna blogg.

International Fertiliser Society: Meeting Challenges through Innovation

december 9, 2012

Conference Cambridge Dec 2012.

Vad är utmaningarna?

De växande världsbehoven. Knapphet på mark och vatten. Ekologiska gränser slår i taket.

Vi måste producera mer med mindre ekologisk påverkan. Hållbar intensifiering.(Läser i dagens tidning att efterfrågan på ekologisk mat har mattats. ”Men med mera klimatdiskussion bör den öka igen”.  Det visar hur svårt det är med information. Att producera mindre per areal ger mera utsläpp totalt. Ekologisk produktion är ingen klimatfrälsare, ofta tvärtom. Men det bör kanske tilläggas att den konventionella odlingen på många håll skulle avsevärt förbättras).

Vad finns då för innovationer?

Högre och säkrare skördar.  I England finns ett stort projekt Wheat 20-20 (20 ton/ha år 2020). En fördubbling. En kombination av förädling och odlingsutveckling.

Bättre anpassning av insatser och minskade utsläpp. Möjligheter till effektivare fosforgödsling, bl a radmyllning som är ganska vanligt i Sverige. Kanske bladgödsling som komplement både för fosfor, kalium och magnesium.

Fång/mellangrödor. De minskar inte bara kväveutlakning, de ger också bättre mullhushållning och liv i marken. De har också en växtföljdseffekt, som en avbrottsgröda.

Ett stort problem som ägnades stor uppmärksamhet: Stallgödsel.  Egentligen borde djuren omfördelas och kombineras med växtodlingen. Men vi har ju en ekonomisk verklighet som hindrar detta. Två andra fronter bearbetas intensivt: bättre metoder för effektiv stallgödselanvändning på gården samt tekniska metoder att göra handelsvaror av stallgödsel så den kan flyttas från gården (separering, behandling). Men problemet är inte lättlöst.

Stallgödselkväve har i bästa fall en långsiktig agronomisk effekt av 55% (injektering av flytgödsel) jämfört med mineralgödsel, normalt är det åtskilligt lägre. Så förlusterna till miljön är stora.

 

En jättestor fråga som något framskymtade i olika sammanhang:  Agronomiskt kan vi göra mycket för att minska förluster och få större miljövänlighet.  Men jordbruket styrs av en ekonomisk verklighet som hindrar detta.

Kretsloppsmotiv. Fosfor är viktigast.

november 24, 2012

All näring vi äter, grundämnena fosfor, kväve mm, omsätts i våra kroppar och hamnar så småningom i toalett avfall. Köksavfallet går en annan väg som man nu är på väg att ta hand om. Det kan bli biogas och sedan biogödsel som går till jordbruket igen.

Men det är värre med det andra avfallet. Dels finns där smittämnen, hormoner, medicinrester och olika kemikalier. Och så metaller t ex kadmium och kvicksilver.

Reningsverken gör ju slam, som delvis går ut på åkrar, men är det rätt med de föroreningar som finns?  Det finns teknik på gång som medger att man bränner slammet. Då hamnar all fosforn i askan och i nästa steg kan man göra rena säkra och effektiva fosforgödselmedel. Men då förlorar man kvävet, som också markerna behöver. Ar det rätt?

Kan vi bygga helt andra system som samlar upp antingen urinen eller hela toalettavfallet, hygieniserar och sedan kör ut en sopppa som innehåller det mesta fosforn men dessuton mycket kväve och kalium till åkern. Då får vi ut mer näring men samtidigt också föroreningar. Är det rätt?

För att välja här får man ha en grund.  Följande känns ganska solid.

Fosforn är speciell. Det är ett helt livsnödvändigt element som inte kan ersättas av något.

1. Fosfor finns i mineralfyndigheter och dessa är begränsade Vi ser att vi har reserver för 10-20 generationer, men sen?

2. Fosforn har stor verkan i naturen, både på marker och vatten. Vi gödslar med fosfor för att det ska växa bra på åkern, men i våra hav och naturmarker vill vi inte ha störningar. Vi bör inte anrika fosfor i våra marker och vårt samhälle. På sikt den  kan ha verkan (övergödning)  och vi blir aldrig av med den,

Det är två viktiga skäl till att hålla nere uttagen från mineraldepåerna och ta vara på så mycket vi kan som kretslopp.

Men då missar vi kvävet, och det tycker en del är fel.

Men för kväve är förutsättningarna helt annorlunda än för fosfor.

1. Vi har outtömliga reserver. Det mesta av lufthavet är kväve. Men det kostar energi att få det användbart. Det går att använda alla energislag, från olja och gas (dagens läge till bioenergi eller el från vattenkraft och solceller.

2. Kvävet stannar inte i biosfären. En viktig process omvandlar t ex nitratkväve till luftkväve. Det blir ingen oönskad ackumulering.

3. Däremot är aktivt kväve (ammonium, nitrat, kväveoxider) en stor miljöfråga. Beräkningar visar att vi redan med dagens utsläpp har överskridit klotets gränser.

För kväve är det viktigt att få fram det alternativ som ger lägst utsläpp av aktivt kväve.  Mycket tyder på att det inte är kretsloppskväve (t ex slam ) . En miljöanalys bör styra utvecklingen.

Min sammanfattning så långt är att på de stora avloppsverkan är det fördelaktigt att bränna slam och utvinna ren och effektiv fosfor.

Sedan behövs som komplement andra mer lokala metoder som gärna tar vara på kväve cch andra näringsämnen.

Kretslopp i Science

september 10, 2012

Working with waste.

Ett tema i Science 10 aug.

9 artiklar plus Editorial och 40 sidor är ingen dålig satsning. Men det är värt att notera att våra heta frågor som fosfor, metaller och organiska ämnen knappast nämns alls. Och inte kretslopp heller.  Det sägs i förbigående ett par gånger ”a rest product used as fertilizer”.

Nya toalettlösningar har ett avsnitt, och fokus ligger mest på att spara vatten. Arno Rosmarin citeras faktiskt i en mening och också han talar om vatten.

En review behandlar biomass waste, en jättestor resurs för energi eller kemikalier. Jag letade med förväntan efter slutändan, aska eller slam eller vad det nu blir. Icke nämnt.

En reningsanläggning på frontlinjen: Ett stort framsteg är en reaktor som ger metan. Och vidare:     ” the remainder being processed into a high quality pathogenfree material that can be used like compost in landscaping.”

Det är klart att en satsning som denna inte kan bli heltäckande. Men ändå det är anmärkningsvärt med detta fosforfria och markfria perspektiv.

Plaskar vi i en ankdamm? Nej, jag tror snarare vi är på en frontlinje.

Kretslopp

maj 17, 2012

Kretslopp – vad är det?

Kretslopp måste väl vara bra – det säger själva ordet. Kretsloppssamhälle – det måste vara vår framtid. Och jag måste instämma.

Men att t ex  lägga stallgödsel tidigt på hösten, det är inte bra. Det blir både stora kväveförluster och stor risk för fosforförluster. Det  är en kretsloppsåtgärd, men en dålig sådan och det hela är nu strängt reglerat.

Vi måste definiera ”kretslopp” till att gälla sådant som gör nytta utan att vålla skada eller miljöproblem.

Slam till jordbruket är delvis ett kretslopp men också något som ger ökade förluster till miljön av kväve och större risk  för fosforförluster. Är det bra eller dåligt?

Det bästa vore att ta det bästa och viktigaste i slammet, fosforn, göra ett effektivare kretslopp av den och slippa ifrån dagens ganska ineffektiva slamspridning. Då slipper vi också ifrån de problem som diskuteras mest: metaller och olika biologiska agens, alltifrån bakteriere till antibiotika och kemiska ämnen från samhället.