Udfordringer og potentiale i jordbruget under hensyn til miljø og klimaændringerne

Transkript

1 AARHUS UNIVERSITET Udfordringer og potentiale i jordbruget under hensyn til miljø og klimaændringerne Indlæg ved NJF seminar Kringler Maura Norge, den 18 oktober 2010 af Institutleder Erik Steen Kristensen, Aarhus Universitet

2 Spørgsmål som vil blive besvaret 1. Hvad er de globale udfordringer for jordbruget? 2. Hvad er udfordringerne og potentialet for produktionen af bioenergi? 3. Hvilke afgrøder og dyrknings systemer giver stor produktion og løser en del af miljøproblemerne? 4. Hvilke nye udviklings muligheder er der for jordbruget? 5. Hvilke tiltag er nødvendige? AARHUS UNIVERSITET

3 Globale udfordringer for jordbruget Verdens befolkning stiger fra i dag 6 milliarder til 9-10 milliarder Stigende efterspørgsel på fødevarer og biomasse til energi. Mindre produktivitet sfa. klimaforanderinger og mere ekstremt klima. Stigende pres på biodiversitet og de naturlige økosystemer sfa. stingende forbrug af vand og tab af næringsstoffer fra jordbruget. Stigende pres på den dyrkbare jord sfa. nedbrydning og inddragelse af jordarealer til bebyggelse og byer. AARHUS UNIVERSITET

4 Øget pres på den dyrkbare jord Erosion (sfa. vind eller vand) Lavt indhold af kulstof (humus) Trykningsskader Forurening Forsaltning Ørkendannelse Mange af disse problemer vil blive forstærket af klimaforandringerne AARHUS UNIVERSITET

5 Øget pres på ferskvands ressourcerne 14% af jordbrugsarealet bliver kunstvandet 40% af jordbrugsproduktionen stammer fra vandede arealer 80% of ferskvandet bliver brugt til vanding Stigende problemer med udtørring eller forurening af floder eller søer Mange af disse problemer Water consumption for irrigation vil blive forstærket af klimaforandringerne

6 Øget pres på de naturlige økosystemer: Kvælstof deponering tidligere, nu og i fremtiden =20-50 kg N/ha

7 Eks. fra Danmark: Mål for vandplaner 2015: At reducere udledningen af kvælstof med 1/3 i alt tons At reducere udledningen af fosfor med 210 tons Kilde:Miljøstyrelsen jan kg N/ha i rodzonen kg N/ha i rodzonen

8 Betydning af klimaforandringer: Ændringer i nedbør i Europa i slutningen af dette århundrede Winter Summer AARHUS UNIVERSITET PRUDENCE

9 Betydningen af stigende efterspørgsel rgsel på prisen på hvede Kilde: Rosegrant 2008, International Food Policy Research Institute

10 Vedvarende energi udgør i dag 13 %, biomasse 11 % af den globale energiforsyning Flydende brændstof til transport er en stor udfordring AARHUS UNIVERSITET

11 Trend i produktionen af biobrændstoffer AARHUS UNIVERSITET Fischer et al. (2009)

12 Bioethanol fra korn- og sukkerafgrøder har ringe energieffektivitet Netto energiproduktion Benz in Sukkerrør B r a s ilie n Majs USA Hvede Europa Sukkerroer Bioethanol fra Europa celluloseaffald AARHUS UNIVERSITET Første generation Anden generation Kilde: IMF-rapport. World Economic Outlook, kap. 1, side 49 (2007)

13 Tilbagebetalingstid i år ved bioenergi fra forskellige økosystemer Energiafgrøder fra olie- korn- og sukkerafgrøder øger mængden af drivhusgasser J.Fargione et al., Science 319, (2008)

14 Teknologier til biobrændstof Biorafinaderier Halm, gyllefibre, træ, græsmarksafgrøder El og Varme

15 Bio-rafinaderier er en helt ny mulighed for at udnytte cellulose AARHUS UNIVERSITET

16 Areal til rådighed for bioenergi fra flerårige afgrøder (Fisher et al 2009) Total areal: million ha, halvdelen for bioenergi

17 Spørgsmål som vil blive besvaret 1. Hvad er de globale udfordringer for jordbruget? 2. Hvad er udfordringerne og potentialet for produktionen af bioenergi? 3. Hvilke afgrøder og dyrknings systemer giver stor produktion og løser en del af miljøproblemerne? 4. Hvilke nye udviklings muligheder er der for jordbruget? 5. Hvilke tiltag er nødvendige? AARHUS UNIVERSITET

18 Afgrøder til bioenergi Stor betydning af valg af dyrkningssystem og afgrøde Udbytte Nitrat- Kulstofindhold Pesticidforbrug Natur (tørstof t/ha) udvaskning i jord Hvede helsæd Majs helsæd 12 0 (-) (+) 0 Pil (+) Øko kløvergræs (+) Skovrejsning Ekstensivt græs Effekter på miljø og natur er vurderet i forhold til et fortsat kornrigt sædskifte AARHUS UNIVERSITET

19 Potentielt udbytte for flerårige afgrøder til 2. G. biomasse AARHUS UNIVERSITET

20 Marginale naturarealer kan også Bruges til 2. G. biomasse Lysåben natur: Markant behov for pleje for at undgå tilgroning af op til ha.

21 Potentielt udbytte i kornrige sædskifter Dagens udbytte af hvede: 9 t TS/ha Dagens udbytte af majs: 12 t TS/ha Potentielt udbytte af vinterrug + majs: 18 t TS/ha Efter- og mellemafgrøder (2-4 t TS/ha) AARHUS UNIVERSITET

22 Jordens kvalitet og indhold af kulstof Er tilførsel af biochar en løsning? Biohar: Forgasning af halm/flis o. lign. opvarmet til 500 g C. uden tilførsel af ilt (pyrolyse) AARHUS UNIVERSITET

23 Dansk landbrug i dag Handelsgødning NPK Soyaskrå Korn Svin Kød Jorden Grovfoder Majs Græsm(flerårige) Kvæg Mælk Gylle

24 Dansk landbrug i fremtiden Handelsgødning NPK Jorden Korn+efterafgrøder Grovf./energi Majs+efterafgr Græsm(flerårige) Elefantgræs, switsgræs, spartina, pil, el Soyaskrå Gylle Bioforgasning/ Gylleseperation Svin Kvæg Biorafinaderi Kød Mælk Fødevarer&Proteinf. Biogas Fibre Bioethanol Materialer Gødningst. EL & Varme Pyrolyse evt. Methanol Drænfilterteknologi Askeb.(P&K),Biochar

25 Opsummering: 1. Udfordringer for jord- og skovbrugssektoren? Stigende efterspørgsel på biomasse og samtidig stigende pres på natur, vand- og jordressourcerne sfa. klimaforandringer og tab af næringsstoffer fra jordbruget 2. Udfordringer og potentiale i produktionen af bioenergi? Jord- og skovbruget har et kæmpe stort potentiale til at producere mere bioenergi, men nutidens produktion af biobrændstoffer er ubæredygtige og i direkte konkurrence med fødevareproduktionen. Der er behov for et teknologisk gennembrud i anden generations teknologier 3. Hvilke afgrøder og dyrknings systemer giver stor produktion og løser en del af miljøproblemerne? Træ og flerårige energiafgrøder, mellem- og efterafgrøder og andre græsmarksafgrøder som kan anvendes til biorafinering 4. Hvilke udviklings muligheder for jordbruget? Lukkede næringsstofkredsløb, mere permanent plantedække, fordoble udbyttet, hvor også produktionspotentialet i den cellulosebaserede biomasse udnyttes til føde, fiber og brændstof 5. Hvilke tiltag er nødvendige? -Mere F&U i produktion af biomasse og teknologier/bio raffinaderier som kan udnytte græsmarksafgr. og anden celluloseholdig biomasse -Mere transnationalt og internationalt F&U samarbejde, miljøproblemer respekterer ikke nationale grænser -Regulering af markedet som sikrer en langsigtet bæredygtig udvikling af jord- og naturressourcerne.

26 Tak for ordet