-kan landbruget lave både mad og energi samtidig? Claus Felby Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet Københavns Universitet

Transkript

1 Bæredygtighed og Bioenergi -kan landbruget lave både mad og energi samtidig? Claus Felby Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet Københavns Universitet

2 Planter kan alt! Planter er grundlaget for vores økosystem og fødevareproduktion Planter kan også erstatte olie til brændsler og kemikalier Vi bliver nødt til at forlade olien før den forlader os Vi bliver også nødt til at udvikle et mere bæredygtigt landbrug De næste 40 år skal der produceres ligeså meget mad som de foregående 10,000 år Skal vi løse klimaudfordringen er der behov for mindst at fordoble vores forbrug af biomasse til energi???

3 Planter er solfangere Land- og skovbrug omdanner solenergi, vand og CO 2 til biomasse CO 2 Vand 1 mill m 3 svensk træ =0, % af den globale årlige biomassetilvækst.

4 Hvor og hvor meget biomasse? Overalt hvor der er vand vokser der planter Den årlige produktion af biomasse kunne dække verdens energiforbrug 5 gange 10% af verdens energi dækkes af bioenergi 80% af biomassen er skov Planterne lagrer 3 gange mere CO 2 end atmosfæren 2 Carbon i atmosfæren ca. 720 Gton Carbon i landjordens biomasse ca Gton

5 Arealanvendelse a e P d kti f d Produktion af mad og energi fra planter kræver et areal!

6 Hvor meget areal skal der bruges til 9 milliarder? Idag dyrker vi afgrøder på et areal der svarer til Sydamerika

7 Hvor meget areal skal der bruges til 9 milliarder? Idag dyrker vi afgrøder på et areal der svarer til Sydamerika

8

9

10

11 Forbrug af areal til mennesker, husdyr og energi Økosystem Energi Mennesker Husdyr Husdyr Mennesker Energi Globalt Landbrugsareal 2008 (FAO 2008)

12 Houston we have a problem

13 Biomasse er lavet af sukker og lignin + pectin, fedt og protein To slags sukker polymerer: Ernæring: Fructose, stivelse, sukkrose Strukturelt: Cellulose, hemicellulose, Lignin er en aromatisk polymer Precursor for olie, kul og gas

14 En af løsningerne ligger lige for.. Stængler, blade, stammer og grene indeholder alt hvad vi skal bruge til at erstatte olie og lave mere mad Den strukturelle biomasse er bygget SOLIDT Mikroorganismer kan lave sukker om til fuels, kemikalier og protein Kemisk reforming og heterogen katalyse kan lave kemikalier og fuels Men det kræver at vi først skiller biomassen ad.

15 Hvede strå

16 Enzymer nedbryder cellulose til glucose Cellulose binding module (CBM) Flexible linker Catalytic module Cellulose chain Pictures from National Renewable Energy Laboratories (NREL) and Pixel Kitchen

17 Enzymer binder til bestemte strukturer i cellulose Polarized light Confocal Thygesen et al nd SIM symposium 2010

18 Der kan laves meget af græsser Sukker bliver til ethanol og kemikalier Sukker Lignin i bliver til diesel Protein bliver til foder Lignin

19

20 Er der nok biomasse?

21 Er der nok biomasse? I mere end 10,000 har vi forædlet vores afgrøder til at lave fødevarer og foder

22 Udfordringen er at producere mere med færre ressourcer og langt mindre miljøbelastning. (Arealet er den endeligt begrænsende ressource)

23 +10 mio tons Dansk biomasse -3 scenarier for et fremtidigt landbrug Kan der produceres 10 mio. t ekstra biomasse i Danmark? Forudsætninger: Ingen reduktion i fødevareproduktion Uændret eller reduceret udvaskning af næringsstoffer til vandmiljøet Uændret eller bedre biodiversitet Uændret eller øget andel af skov Undersøgelse lavet i samarbejde mellem Københavns og Århus Universitet

24 + 10 mio. tons dansk biomasse er muligt! -det kan også give store miljøfordele

25 Hvor effektiv kan vi bruge landbrugsjorden From: HJ Schnellnhuber. Climate Change: Global Risks, Challenges and Decisions", March 2009 in Copenhagen, Denmark

26 Hvor effektiv kan vi bruge landbrugsjorden From: HJ Schnellnhuber. Climate Change: Global Risks, Challenges and Decisions", March 2009 in Copenhagen, Denmark

27 Vi kan godt, men.. Bæredygtig bioenergi er muligt Løsningerne er i laboratoriet og en del er i større skala, men hvilke og hvordan skal vi implementere dem? Vi skal fra nanometer til kvadratkilometer! Vi skal have givet de studerende indsigt i hvordan vi får ændret de store ting -det hele er ikke kun molekylær biologi. Der er ingen nemme teknologiske fix til at få bæredygtig energi og mad.