Jette Hagensen Vibeke Ærø Hansen Leif Bach Jørgensen Hans Nielsen Christian Ege Bioenergi Biomasse Energiforbrug Jordens frugtbarhed Reform af EU s landbrugspolitik Højteknologi: Næringsstoffer og pesticider Artikelsamling om TEKNOLOGI OG MILJØ I LANDBRUGET fremtidens miljø skabes i dag
Indhold Forord side 3 Indledning side 4 Højteknologi kan minimere landbrugets tab af næringsstoffer side 7 Højteknologi kan skåne plante- og dyreliv side 10 Forbruget af energi i landbruget skal reduceres side 13 Leverandør af biomasse og bioenergi de rigtige valg side 18 Jordfrugtbarhed og biomasseproduktion til bioenergi side 23 Skal EU's landbrugsstøtte afskaffes om reformen af den fælles landbrugspolitik i EU side 29 ISBN: 978-87-92044-01-3 Tekst: Hans Nielsen, Jette Hagensen, Leif Bach Jørgensen, Vibeke Ærø Hansen og Christian Ege. Layout: Designkonsortiet, v. Hanne Koch 1. udgave: Januar 2011 Denne artikelsamling findes både i trykt og i elektronisk udgave. Hæftet er gratis og kan bestilles fra Det Økologiske Råds hjemmeside: www.ecocouncil.dk. Det kan desuden frit downloades fra samme sted. Artikelsamlingen bygger på arbejdsrapporter, som kun findes i elektronisk udgave. Disse kan også downloades fra hjemmesiden. Citering, kopiering og øvrig anvendelse af rapportens indhold er meget ønskelig og kan frit foretages med angivelse af kilde. Projektet er udarbejdet med støtte fra Promilleafgiftsfonden for landbrug, Poul Due Jensens Fond, Europanævnet (Nævnet for fremme af Debat og Oplysning om Europa), samt fra Dansk Energi-Nets Energisparepulje. Udgivet af: Det Økologiskde Råd er en forening som arbejder for bæredygtig udvikling med social retfærdighed og menneskelig trivsel. Fremtidens miljø skabes i dag Blegdamsvej 4B 2200 København N Tlf. 33 15 09 77 email: info@ecocouncil.dk Web: www.ecocouncil.dk Vi gennemfører oplysningsarbejde, dokumentation og debat, og udgiver tidsskriftet Global Økologi.
Forord Projektet Teknologi og miljø i landbruget nye løsninger? bygger ovenpå flere forskellige projekter fra Det Økologiske Råds arbejde med landbrug gennem de seneste år. Vi har taget fat i løse ender fra et tidligere projekt, Miljøintegration i EU s landbrugspolitik fra 2008. Desuden prøver vi at udlede handlingsforslag ud fra vores arbejde med husdyrklager for at fremme den bedste miljøteknologi til husdyrbrug. Og vi går videre ud fra debatten omkring Grøn Vækst og Sundhedstjekket af EU s landbrugspolitik og kigger på de aktuelle forhandlinger om en ny reform af landbrugspolitikken. Projektet er mundet ud i en række artikler og arbejdsrapporter samt et hæfte med anbefalinger til nye teknologier i landbruget. Vi har i denne publikation samlet 6 artikler, som kommer godt rundt omkring projektets temaer. Vi ønsker herved at nå ud til landbruget og landbrugets organisationer, rådgivere og embedsmænd, politikere og andre beslutningstagere, den interesserede borger, studerende og fagfolk med projektets anbefalinger og oplæg til debat. Projektet er udført gennem hele året 2010 med deltagelse af Det Økologiske Råds landbrugsmedarbejdere: Hans Nielsen Det højteknologiske landbrug, næringsstoffer og pesticider Jette Hagensen Reformen af EU s landbrugspolitik, CAP Leif Bach Jørgensen Landbrugets energiforbrug, biomasse og bioenergi Vibeke Ærø Hansen Jordens frugtbarhed Christian Ege Det højteknologiske landbrug, afholdelse af seminarer Hver enkelt medarbejder har været ansvarlig for rapporter og artikler inden for de enkelte emner. Vi har haft indgående debatter om indholdet i medarbejdergruppen, men uden en fuldstændig afstemning af fokus og holdninger. Publikationen skal således ses som et debatoplæg, der skal sætte skub i den fremadrettede dialog blandt miljøorganisationerne, i landbruget og i samfundet i øvrigt. Vores arbejde med projektet er blevet fulgt af en følgegruppe, som har bidraget med værdifuld kritisk feedback undervejs i processen. Følgegruppens medlemmer kan ikke tages til indtægt for indholdet i rapporter og artikler, men vores diskussioner i den bredt sammensatte gruppe har bidraget til at udbrede problematikkerne, uden at vi nødvendigvis er nået frem til enighed i alle sager. Følgende personer har taget aktiv del i følgegruppen: Mikkel Stein Knudsen Landbrug og Fødevarer, Klima Rikke Lundsgaard Danmarks Naturfredningsforening Bo Læssøe Økologisk Landsforening Sybille Kyed Økologisk Landsforening Evald Vestergaard Økologisk Landsforening Bjarne Thomsen Fødevareerhverv, Koordinationskontoret for Landdistrikter og Erhvervsudvikling Alex Dubgaard Fødevare Økonomisk Institut Ole Dall Syddansk Universitet Allan Skovgaard Infarm Gunver Bennekou Det Økologiske Råds landbrugsgruppe Knud Vilby Det Økologiske Råds landbrugsgruppe Vi har desuden fået konsulenthjælp ift. de højteknologiske muligheder fra Sven G. Sommer, Professor ved Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi ved Syddansk Universitet. TEKNOLOGI OG MILJØ I LANDBRUGET 3
Indledning et resume af indholdet i denne artikelsamling Det Økologiske Råd vil med denne rapport om miljøintegration i EU s landbrugspolitik sætte fokus på behovet for helhedsbetragtninger i relation til landbrugets forskellige miljøproblemer, landbrugsstøtteordningerne og de globale sammenhænge. Vi vil også pege på nogle konfliktfelter og problemstillinger, der kræver dybere diskussion og undersøgelse for at finde gode politiske løsninger, der kan sikre en bæredygtig landbrugs- og fødevareproduktion, en mangfoldig natur og miljøhensyn i bred forstand, i en globalt ansvarlig kontekst. Således skrev vi i vores rapport i 2008. Og det er disse målsætninger og tanker, som har ført frem til dette projekt og denne artikelsamling. Det er en kæmpe udfordring at sikre et bæredygtigt landbrug og en rig og varieret natur samtidig med at der også tages videst muligt hensyn til dyrevelfærd, beskæftigelse, socioøkonomiske forhold i landdistrikter, osv. I de østeuropæiske lande er mange fugle nu truet langt mere, end inden landene trådte ind i EU. Det hænger sammen med intensiveringen af landbruget. Kvælstofudledningen fra landbruget er stigende i de nye medlemslande, ligesom der her er sket en stigning i anvendelsen af pesticider. I dette seneste projekt lægger vi vægt på, hvordan miljøteknologi kan være med til at løse landbrugets miljøproblemer. Dette skal ses i sammenhæng med andre tiltag som reduktion af husdyrholdet og udtagning af marginaljorder, som vi ikke behandler i dette projekt her henvises til ovennævnte projekt fra 2008. I de første to artikler undersøger Hans Nielsen muligheder og begrænsninger ved satsning på en strategi med optimal udnyttelse af nye teknologier til løsning af landbrugets miljøproblemer. Fokus er her på henholdsvis næringsstoffer og pesticider. I Højteknologi kan minimere landbrugets tab af næringsstoffer slår Hans Nielsen fast, at det væsentligste fremskridt for miljøet i de seneste årtier har været, at landbruget har opnået en langt bedre udnyttelse af husdyrgødningen. Men landbruget har endnu ikke for alvor taget de højteknologier i anvendelse, der kan være med til at løse landbrugets miljøproblemer, og som for længst er taget i anvendelse i industrien, som f.eks. luftrensningsog separeringsteknikker. Artiklen viser, hvorledes det faktisk er muligt med højteknologi at opnå endog meget store reduktioner både i ammoniakfordampning og i tab af nitrat og fosfor, og hvorledes dette kan have positive effekter i forhold til natur, klima og dyrevelfærd. Og hvad næringsstoffer angår endda i en sådan grad, at miljøeffekten bliver væsentligt mindre pr. dyreenhed end i økologisk jordbrug. I den anden artikel Højteknologi kan skåne plante- og dyreliv, beskriver Hans Nielsen, hvorledes forebyggelsen af skadevolderne, både ukrudt, insekter og svampe, i vid udstrækning er blevet erstattet af pesticider, undtagen i det økologiske jordbrug og på størstedelen af de offentlige arealer. Anvendelsen af pesticiderne har medvirket til en kraftig tilbagegang for det vilde plante- og dyreliv. Hertil kommer, at pesticiderne også skader det naturlige plante- og dyreliv på de tilstødende naturarealer og kan forurene grundvandet. Der er derfor behov for en ny selektiv strategi, der både kan foretage en effektiv bekæmpelse af de ukrudtsarter, der medfører betydelige udbyttetab på markerne, og beskytte de mange plante- og dyrearter, der ikke medfører væsentlige udbyttetab eller endog kan medvirke til at øge høstudbyttet. Der beskrives en række teknologier, der allerede er 4 DET ØKOLOGISKE RÅD
udviklet som et første skridt på vejen til den nye strategi: Injektionssprøjter, GPS og registrerings- og plantegenkendelse som grundlag for den selektive bekæmpelse. Registrering og plantegenkendelse kan være udgangspunkt for både mekanisk, kemisk, termisk og biologisk bekæmpelse. Dermed er teknologierne også interessante for økologisk jordbrug. Leif Bach Jørgensen tager i to artikler fat på problematikker omkring landbrug og energi. I den første, Forbruget af energi i landbruget skal reduceres beskrives, at forbruget stadig er stigende, og at energiomkostningerne i erhvervet optager en stigende andel af de samlede omkostninger. Artiklen klarlægger proportionerne i forbruget i relation til andre erhverv og til potentialet for produktion af bioenergi. Der ses på energistrømmene i landbruget omkring 1990 var det tæt på, at der blev brugt mere energi til fremstillingen af vores fødevarer end vi fik ud indeholdt i fødevarerne trods det faktum, at den indeholdte energi i planterne er baseret på solens energi. Der argumenteres for, at produktion af biomasse og bioenergi må betragtes som et nyt forretningspotentiale for landbruget ved siden af fødevareproduktionen ikke som en undskyldning for at se bort fra besparelsesmuligheder i landbrugets energiforbrug. Dagens fokus er mest på klima og produktion af biomasse til energiproduktion. Vi skal også have energibesparelser frem i lyset både for driftsregnskabernes og samfundets skyld. Det er nødvendigt at medtænke energiforbruget, når der skal findes nye bæredygtige løsninger i landbruget. TEKNOLOGI OG MILJØ I LANDBRUGET 5
I den anden artikel om energi Landbruget som leverandør af biomasse og bioenergi de rigtige valg? ser Leif Bach Jørgensen på landbrugets ny rolle som energileverandører. Landbruget har en væsentlig rolle at spille i forhold til fremtidens energiforsyning. Fra at være en lige så stor udleder af klimagasser som transportsektoren, kan landbruget blive en del af løsningen på klimaproblematikken, idet landbruget står for dyrkning og håndtering af plantematerialerne. Allerede i dag stammer over 70 % af Danmarks VE fra biomasse, og landbruget er parat til at gå meget videre: Dyrkning af energipil, levering af øgede halmmængder til kraftværker og til 2. generations biobrændstof, bioforgasning af gyllen. For landbruget er det med rette en udsigt til nye forretningspotentialer, der er drivkraften. Men der mangler dels nogle samfundsmæssige signaler omkring hvilken vej, det er ønskværdigt at gå, dels nogle nødvendige politikker, støtteordninger og prisaftaler, for at kunne køre løs. Hvilke former for biomasse skal der dyrkes? Og hvilke teknologier giver den bedste udnyttelse af energien? Der er brug for nogle klare og rigtige! signaler fra samfundet. Vibeke Ærø Hansen undersøger i artiklen Jordfrugtbarhed og biomasseproduktion til bioenergi sammenhængen mellem fraførsel af biomasse fra jorden og udviklingen i jordens frugtbarhed. Biomasse i form af organisk stof eller organisk kulstof spiller en afgørende rolle ved at bevare eller øge frugtbarheden, når den bliver tilført jorden. Fjernes der store mængder organisk kulstof kan det på længere sigt gå ud over jordfrugtbarheden. Halm og gylle er således ikke affaldsstoffer de indeholder både næringsstoffer, som bør recirkuleres, og kulstof, som ud over anvendelse til energiproduktionen også har stor betydning for jorden. Men samtidig er der tale om væsentlige regionale forskelle, idet specielt Syd-, Vest- og Nordjylland har en meget stor husdyrtæthed og dermed visse steder et stort overskud af både næringsstoffer og organisk kulstof, mens der på planteavlsbrug på Sjælland ses marker, hvor kulstofindholdet er kritisk lavt. Det diskuteres, hvorledes kulstoftabet ved fjernelse af halm fra planteavlsbrugene kan kompenseres ved at tilbageføre organisk materiale fra bioenergiproduktionen, ved efterafgrøder eller ved reduceret jordbehandling, og det diskuteres, om der kunne ydes økonomisk støtte til kulstoflagring via EU s landbrugsstøtteordning. Den sidste artikel af Jette Hagensen, En fair europæisk landbrugspolitik for alle tager udgangspunkt i det aktuelle udspil fra EU Kommissionen fra november 2010 til en reform af den fælles landbrugspolitik. Der er ikke udsigt til en afskaffelse af støtten, således som den danske regering har lagt op til. Artiklen påpeger behovet for en fortsat fælles miljørelateret landbrugsstøtte, mens en aftrapning af den direkte støtte er ønskelig. Den direkte støtte og de historiske betalinger kapitaliseres i jordpriserne og forværrer derved økonomien især for de landmænd, som skal tage over efter generationsskifte eller ved nyetablering i landbruget. Det er principielt et problem, at de ydelser, der fremmer særlige miljøhensyn, kræver national medfinansiering, mens den direkte støtte, som kun kræver overholdelse af gældende lov via krydsoverensstemmelseskravene er fuldt finansieret via EU. Der argumenteres for, at man burde vende denne ordning på hovedet, så miljøstøtteordningerne blev dækket 100 % via EU og evt. produktionsstøtte skulle kræve medfinansiering fra det enkelte land. En øget andel af støtten til betaling for offentlige goder vil øge legitimiteten af EU s landbrugsstøtte. Det er vigtigt fortsat at undgå en renationalisering af landbrugsstøtten, men på den anden side bør støtten reduceres af hensyn til ulandenes konkurrencemuligheder. Desuden skal forskning og udvikling opprioriteres væsentligt: Det bør omfatte en helhedsorienteret bæredygtig fødevareproduktion - miljø og klima, økologi, husdyrvelfærd og arbejdsmiljø, forhold til ulande og fair markedsvilkår, såvel som en både sundheds- og klimamæssigt fornuftig kostsammensætning. 6 DET ØKOLOGISKE RÅD
AF HANS NIELSEN Højteknologi kan minimere landbrugets tab af næringsstoffer Selv om landbrugets tab af næringsstoffer er reduceret i de seneste årtier, så skal det reduceres betydeligt mere, før vi igen har et rigt og varieret plante- og dyreliv i vore vand- og naturområder. Og det kan højteknologi medvirke til. Mens industriens udledning af forurenende stoffer typisk er blevet reduceret med over 90% ved anvendelse af højteknologi, så er landbrugets forurening med kvælstof indtil nu kun reduceret med ca. 50%. Og der sker fortsat en ophobning af fosfor i dyrkningsjorden på grund af kraftig overgødskning på mange af de marker, der tilføres husdyrgødning. Det skyldes bl.a. at landbruget endnu ikke for alvor har taget de højteknologier i anvendelse, der kan være med til at løse landbrugets miljøproblemer, og som for længst er taget i anvendelse i industrien, f.eks. luftrensnings- og separeringsteknikker. Landbruget står derfor over for at skulle foretage en kraftig reduktion af tabet af både næringsstofferne ammoniak, nitrat og fosfor og af klimagasserne metan, lattergas og kuldioxid.. Det kan enten ske ved at reducere husdyrproduktionen kraftigt eller ved at anvende højteknologier, der kan reducere tabet af næringsstoffer og klimagasser. Da der i Danmark findes en stor ekspertise inden for produktion af både fødevarer og landbrugsteknologier, har vi tilmed gode forudsætninger for også at bidrage til løsningen af landbrugets miljøproblemer på globalt plan. På den baggrund bør det være en vigtig del af Danmarks strategi at medvirke til at reducere miljøbelastningen fra husdyrproduktionen på globalt plan gennem udvikling og anvendelse af højteknologi i landbruget. Anvendelse af højteknologier i landbruget vil medføre en meget tættere styring af produktionen i alle dens led og anvendelse af rensningsteknologier. Både foder og husdyrgødning bliver udnyttet, så de giver den optimale produktion og et minimalt tab af næringsstoffer og energi, der kan skade naturen og miljøet. Og der kan anvendes rensningsteknologier i staldene til at minimere forureningen fra produktionen. Højteknologi vil også kunne løse nogle af de problemer, som er opstået med hensyn til husdyrvelfærd som følge af den stærkt stigende produktion pr. medarbejder i landbruget. Syge dyr kan opdages ved hjælp af højteknologi, og der kan i højere grad installeres udstyr, der tilgodeser husdyrenes naturlige behov. Det højteknologiske landbrugs fordele er: at ammoniaktabet kan reduceres til et niveau, der ikke vil skade kvælstoffølsom natur, hvis den ikke ligger klos op ad særligt kvælstoffølsom natur at overgødskningen med fosfor ved gødskning med husdyrgødning kan stoppes at nitratudvaskningen til grundvandet og overfladevandet kan nedsættes, så kvalitetskravene til grundvand og overfladevand kan opfyldes i drikkevandsområder og kvælstoffølsomme vandområder at landbrugets udledning af klimagasserne metan, lattergas og kuldioxid kan nedsættes at pesticidforbruget kan reduceres, bl.a. ved at gøre bekæmpelsen af skadevoldere selektiv, så der bliver et rigere liv af de nyttige og de ikkeskadevoldende planter og dyr på markerne. Det højteknologiske landbrugs begrænsninger er: at produktionen af svin, fjerkræ og mink kommer til at foregå i lukkede stalde, hvor ventil- TEKNOLOGI OG MILJØ I LANDBRUGET 7
ationsluften kan renses for ammoniak m.m. at husdyrproduktionen vil blive koncentreret på væsentligt færre og større staldanlæg, der vil fylde i landskabet at det ikke vil være muligt at bevare selvejet i væsentligt omfang, da det vil blive en regulær industri, der ejes og ledes ligesom andre industrivirksomheder. Højteknologiens styrke er store og kontrollerede staldsystemer, hvor fodringen kan optimeres, og hvor miljøbelastningen kan minimeres i hele processen fra foder til håndtering af gyllen i stald, gødningslager og mark. Der er dog også grænser for, hvor store staldanlæggene kan blive på grund af risikoen for sygdomsudbrud, og fordi det vil øge omkostninger til især transport af grovfoder og gylle samt til afsætning af overskudsvarme fra biogasanlæg. Det vil også være muligt at placere en del af højteknologien uden for bedrifterne f.eks. hos maskinstationer og på fællesanlæg, så der på den enkelte bedrift kun skal investeres i staldteknologierne. Maskinstationer kan f.eks. stå for gyllesepareringen med deres egne mobile separeringsanlæg og for selektiv bekæmpelse af skadevoldere med højteknologisk udstyr, som så kan udnyttes optimalt. Fællesanlæg kan f.eks. være biogasanlæg eller maskinfællesskaber for flere husdyrbedrifters jorder. Det højteknologiske landbrug vil øge automatiseringen på bedrifterne, idet overvågningen og pasningen af husdyrene i højere grad vil blive foretaget af computerteknologi og robotter. Dette vil samtidig give muligheder for at forbedre husdyrvelfærden og for at nedsætte dødeligheden blandt husdyrene, fordi teknologien kan slå alarm ved unormal adfærd og ved sygdom. Tabel 1 viser, at ammoniaktabet i konventionel produktion i gennemsnit kan reduceres med ca. 70% ved anvendelse af højteknologi. Det vil ikke være muligt at opnå en tilsvarende reduktion i økologisk produktion, da teknologierne i vid udstrækning ikke kan anvendes her, enten fordi dyrene er udegående, eller fordi teknologierne ikke er tilladt f.eks. gylleforsuring. Gylleseparering og biogasproduktion Ved gylleseparering opdeles gyllen i en fiberfraktion og en vandig fraktion. Fiberfraktionen er meget velegnet til biogasproduktion, fordi den har et stort energiindhold, og den vandige fraktion er meget velegnet som gødning, fordi dens sammensætning af næringsstoffer vil svare til afgrødernes behov. Når fiberfraktionen har været behandlet i biogasanlægget, skal restproduktet separeres i en vandig fraktion med en sammensætning af næringsstoffer, der svarer til afgrødernes behov, og en fiberfraktion Tabel 1: Ammoniaktabet i stald og lager i konventionel produktion i dag og ved anvendelse af højteknologi. Ammoniaktab i kg N/DE Konventionel produktion i dag Konventionel produktion (gennemsnit) med højteknologi Malkekvæg 8 kg N 4 kg N Slagtesvin 17 kg N 4 kg N Smågrise 14 kg N 3 kg N Søer 15 kg N 6 kg N Slagtekyllinger 36 kg N 4 kg N* Mink 56 kg N 10 kg N* Kilde: Egne beregninger ud fra Normtal 2010 fra DJF. * Teknologierne er endnu ikke udviklet eller afprøvet. 8 DET ØKOLOGISKE RÅD
Tabel 2: Fosforoverskud ved normtal 2010 i kg P/ha/år ved forskellige husdyrtyper Sædskifte Slagtesvin Søer Mink Malkekvæg Malkekvæg 1,4 DE/ha 1,4 DE/ha 1,4 DE/ha 1,7 DE/ha 2,3 DE/ha Lavt udbytte 20 kg P 5,7 10,8 20,9 7,4 - Middel udbytte 25 kg P 0,7 5,8 15,9 2,4 12,1 Højt udbytte 30 kg P - 4,3 0,8 10,9-2,6 7,1 Kilde: Egne beregninger med et meget stort fosforindhold. Fiberfraktionen kan f.eks. tørres og pelleteres, så den kan udbringes som erstatning for mineralsk fosfor, eller den kan omdannes til mineralsk fosfor ved behandling i et specialanlæg sidstnævnte fungerer dog endnu ikke tilfredsstillende. Anvendelse af gylleseparering og biogasproduktion kan således betyde, at overgødskningen med fosfor stoppes, og at udvaskningen af nitrat og emissionen af klimagasser reduceres. Styr på næringsstofferne i marken Ved anvendelse af GPS kan gødskningen med kvælstof differentieres i forhold til jordens bonitet, natur- og miljøfølsomhed og tidligere års udbytter med henblik på både at opnå en bedre beskyttelse af naturen og miljøet og den bedst mulige udnyttelse af kvælstofgødningen. Overgødskningen med fosfor på husdyrbrug medfører ophobning af fosfor i dyrkningsjorden og en stigende overfladisk afstrømning og udvaskning af fosfor til både vandområder og naturarealer. Overgødskningen med fosfor skyldes, at husdyrgødningen generelt har et fosforindhold, der overstiger afgrødernes behov, når den udbringes i de mængder, som gødningsreglerne tillader (1,4 DE pr. ha for svine-, fjerkræ og minkgødning og 1,7-2,3 DE pr. ha for kvæggødning). Overgødskningen med fosfor skal ifølge vandmiljøplan 3 reduceres fra 30.000 tons P/år i 2002 til 15.000 tons P/år i 2015, så der er langt igen, før der er opnået fosforbalance. Tabel 2 viser, at der fortsat er et stort fosforoverskud, især fra mink, malkekvæg og søer. Der er både behov for, at der skabes fosforbalance på alle marker, og at fosforindholdet reduceres på marker med et højt fosforindhold, og hvor der er stor risiko for udvaskning af fosfor til fosforfølsomme vand- eller naturområder. Der bør fastlægges en plan for afvikling af overgødskningen med fosfor, så der kan komme gang i udviklingen og anvendelsen af de teknologier, der er nødvendige, bl.a. gylleseparering og biogasanlæg. En afvikling af overgødskningen kan f.eks. ske gradvist over en 15-årig periode startende med de arealer, der afvander til særligt fosforfølsomme vandområder. Litteratur: Luftbåren kvælstofforurening: Kvælstofilter og ammoniak. Thomas Ellermann et. al. DMU 2008. Natur og Miljø 2009. Faglig Rapport nr. 750 og 751. DMU 2009. TEKNOLOGI OG MILJØ I LANDBRUGET 9
AF HANS NIELSEN Højteknologi kan skåne plante- og dyreliv Der vil altid være behov for både forebyggelse og bekæmpelse af skadevoldere i landbruget for at undgå udbyttetab, men både forebyggelse og bekæmpelse bør i fremtiden ske på en måde, der skåner det vilde plante- og dyreliv på de dyrkede marker og de tilstødende arealer mest muligt. Og det kan højteknologi medvirke til. Det ukrudt, der kan vokse på de dyrkede marker omfatter ca. 200 vilde plantearter, men ca. 80% af dem er så konkurrencesvage over for afgrøderne, at de ikke kan påvirke høstudbyttet væsentligt i et veldrevet landbrug. Tilbage er derfor hovedsageligt de 20% af ukrudtsarterne, der er så konkurrencestærke, at de kan påvirke høstudbyttet væsentligt. Indtil 1950 erne blev der lagt stor vægt på forebyggelse af skadevolderne, og bekæmpelse bestod hovedsageligt af mekanisk ukrudtsbekæmpelse. Siden da har pesticider fået en dominerende rolle i både forebyggelse og bekæmpelse af skadevoldere undtagen i det økologiske jordbrug og på størstedelen af de offentlige arealer. Den store anvendelse af pesticider har medvirket til en kraftig tilbagegang for det vilde plante- og dyreliv, fordi de enten direkte eller indirekte også slår det plante- og dyreliv ihjel, som ikke er skadevoldende eller endda til nytte for afgrøderne. Danske undersøgelser har vist, at antallet af vilde plantearter fra 1970 til 1990 er blevet reduceret med 60% på de dyrkede marker (Andreasen, C. et al. (1996)). Hertil kommer, at pesticiderne også skader det naturlige plante- og dyreliv på de tilstødende naturarealer, og at der kan ske en forurening af grundvandet.rf Denne udvikling er baggrunden for, at bekæmpelsen af skadevolderne stadigvæk bliver optrappet år for år for at undgå mærkbare udbyttetab. Optrapningen sker både ved: at der anvendes mere og mere effektive pesticider, at disse anvendes i blandinger og ved at pesticidforbruget har været støt stigende fra en behandlingshyppighed på ca. 2,0 i 2000 til ca. 2,5 i de seneste år. Der er derfor behov for en ny strategi, der både kan sikre en effektiv bekæmpelse af de ukrudtsarter, der medfører betydelige udbyttetab i veldrevne landbrug, og beskytte de mange plante- og dyrearter, der ikke medfører betydelige udbyttetab, eller som endog kan medvirke til at øge høstudbyttet. I hvilket omfang bekæmpelsen i det konventionelle jordbrug på længere sigt skal ske Figur 1: Behandlingshyppighed for pesticider 2000-2009. Den sorte tendenslinje viser, at der har været en stigende behandlingshyppighed. 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Kilde: Miljøstyrelsens bekæmpelsesmiddelstatistik. 10 DET ØKOLOGISKE RÅD
mekanisk, kemisk, termisk eller biologisk, må fremtiden vise. Det helt centrale i den nye strategi er, at skadevolderne skal bekæmpes selektivt, så det plante- og dyreliv, der ikke påvirker høstudbyttet væsentligt, igen kan få en større udbredelse på de dyrkede marker. Der er allerede udviklet en række teknologier, der er et første skridt på vejen til den nye strategi. Det gælder injektionssprøjter, GPS (Global Positioning System) og registrerings- og plantegenkendelse. Anvendelse af injektionssprøjter Ved anvendelse af traditionelle sprøjter sker blanding af vand og sprøjtevæske inden sprøjtningen starter. Der laves typisk en blanding svarende til sprøjtens kapacitet, som kan være på op til 100 ha. Der kan derfor sprøjtes mange marker med den valgte blanding, selv om der vil være forskel på behovet for sprøjtning fra mark til mark, og der vil derfor ske en overdosering af ukrudtsmidler på størstedelen af det sprøjtede areal. Endvidere skal landmanden på forhånd beregne, hvor meget sprøjtevæske, han skal bruge. Hvis han får lavet for lidt sprøjtevæske, skal han tilbage og lave en ny blanding, og hvis han får lavet for meget sprøjtevæske, må han køre en ekstra gang på en del af den sidste mark, indtil tanken er tom. Ved anvendelse af injektionssprøjter er der rent vand i sprøjtens tank, og sprøjtemidlerne befinder sig som koncentrat i en række dunke på sprøjten. Under sprøjtningen suges der koncentrat op fra dunkene med de sprøjtemidler, der løbende fortyndes med rent vand fra tanken, så der opnås den ønskede dosering i sprøjtevæsken. Det betyder, at sprøjteføreren løbende kan ændre på, hvilket eller hvilke sprøjtemidler, der skal anvendes, og hvilken dosering, der skal anvendes alt efter hvor meget og hvilket ukrudt, der er i marken. Det betyder også, at der ikke er nogen rest af fortyndet sprøjtemiddel tilbage efter sprøjtningen. Anvendelse af GPS GPS kan i landbruget anvendes til gavn for naturen og miljøet, bl.a. til at styre sprøjtningen med pesticider. Anvendelsen af GPS-styrede sprøjter er i kraftig vækst, da det har åbenlyse fordele for landmanden. For det første reducerer GPS forbruget af pesticider med ca. 10%, da det forhindrer dobbeltbehandling i kiler og ved vendinger. For det andet gør GPS det muligt mere præcist at beregne, hvor stor en mængde sprøjtemiddel, der skal blandes i sprøjtens tank, hvis der ikke anvendes injektionssprøjte. Systemet består i, at sprøjtebommen er opdelt i sektioner, og at GPS en automatisk stopper sprøjtningen i disse sektioner, når sprøjtebommen kommer ind i et område, der allerede er sprøjtet. GPS kan også kobles på en såmaskine eller en plantemaskine, så frøene eller planterne placeres i et mønster, så det bagefter er muligt også at radrense planterne på tværs af rækkerne og tættere på rækkerne end uden GPS. Registrerings- og genkendelsesteknologi I DSB anvendes der registreringsteknologi, når der sprøjtes på jernbanesporene for at undgå, at de destabiliseres af plantevækst. Den anvendte Weed-eye teknologi er i stand til at registrere plantevækstens refleksion af blåt, rødt og infrarødt lys, som adskiller sig fra ubevoksede arealers refleksion. Det gør det muligt at opdage plantevækst og derefter aktivere en sprøjtedyse ved passagen. På den måde opnås, at der kun sprøjtes, hvor der er plantevækst. Denne teknologi kan videreudvikles til en genkendelsesteknologi, hvor de forskellige ukrudtsarter kan skelnes fra hinanden. Foran på traktorsprøjten findes udstyr, der foretager en registrering af ukrudtets art. Ud fra disse oplysninger afgør en computer, hvilke ukrudtsmidler, der skal anvendes og i hvilken dosering. Registreringen kan endvidere anvendes til at opnå viden om, hvorvidt der er ved at opstå ukrudtsproblemer, der kan forebygges ved f.eks. at ændre sædskiftet. TEKNOLOGI OG MILJØ I LANDBRUGET 11
På længere sigt vil teknologien kunne forbedres, så der kan foretages en selektiv bekæmpelse af det skadevoldende ukrudt. Bekæmpelsen målrettes mod den enkelte ukrudtsplante, og der kommer ikke sprøjtemiddel på den meget store del af markens samlede areal, hvor der ikke er skadevoldende ukrudtsarter. Denne teknologi kan også anvendes i økologisk jordbrug. Herved sikres, at mekanisk ukrudtsbekæmpelse kun anvendes i det omfang det er nødvendigt. Forebyggelse af skadevoldere Forebyggelse af skadevoldere er afgørende for, at bekæmpelsen kan reduceres til et minimum. Som eksempler på forebyggende virkemidler, der kan minimere risikoen for væsentlige udbyttetab som følge af ukrudt, kan nævnes: et varieret sædskifte, så de ukrudtsarter, der er knyttet til et bestemt sædskifte, ikke får mulighed for at opformere sig voldsomt f.eks. vindaks i vintersæd valg af afgrødesort, som vokser hurtigt frem om foråret og minimerer mængden af lys, der når ned til ukrudtet placering af gødningen i jorden under den såede afgrøde, så gødningen ikke er til rådighed for de ukrudtsfrø, der spirer frem i overfladen delt gødskning, så gødningen tildeles i flere omgange i takt med afgrødens behov, så der er en mindre mængde gødning til rådighed for ukrudtet. En række skadedyr og svampe med ringe spredningsevne kan helt forhindres i at medføre udbyttetab ved at have et varieret sædskifte, der forhindrer, at skadevolderne kan opformere sig så meget, at de medfører væsentlige udbyttetab. Som eksempel på skadedyr kan nævnes nematoder, der kan medføre væsentlige udbyttetab i sukkerroer, hvis der dyrkes sukkerroer på det samme areal mere end hvert 3. år. Som eksempel på svampesygdomme kan nævnes kålbrok, der kan medføre væsentlige udbyttetab i korsblomstrede afgrøder f.eks. raps, hvis de dyrkes på det samme areal mere end hvert 5. år. Svampesygdommene goldfodsyge og knækkefodsyge kan medføre væsentlige udbyttetab i hvede, hvis der dyrkes hvede efter hvede. Nogle skadedyr og svampesygdomme har så stor en spredningsevne, at forebyggelse ikke altid kan forhindre væsentlige udbyttetab, men det er muligt at nedsætte risikoen. Som eksempler på forebyggende virkemidler, der kan nedsætte risikoen kan nævnes: valg af afgrødesort, som er helt eller delvist resistente over for skadevolderne gødskning på en måde, så indholdet af næringsstoffer i afgrødernes plantesaft reduceres. Herved nedsættes skadevoldernes formeringsevne reduceret afgrødetæthed, så risikoen for svampeangreb nedsættes på grund af lavere luftfugtighed, og reduceret ukrudtsbekæmpelse, så der er flere skjule- og levesteder for det dyreliv, der spiser skadevolderne. Bekæmpelse af skadedyr med insektmidler medfører en betydelig forarmning af både insektlivet og det fugle- og dyreliv, der lever af insekterne. Langt størstedelen af insektmidlerne anvendes i korn, hvor udbyttetabet ved at undlade sprøjtning generelt er nogle få procent. Forbruget af insektmidler kan derfor reduceres kraftigt, uden at det vil medføre væsentlige udbyttetab. Ved at anvende højteknologi til forebyggelse og bekæmpelse af ukrudt, vil der kunne blive et rigere planteliv i kornmarkerne til gavn for de nytteinsekter, der lever af bladlus. Derved vil behovet for bekæmpelse af bladlus med insektmidler falde meget kraftigt. Litteratur: Pesticider påvirkning i naturen. DMU, Århus Universitet. Hovedland 2009. Fokus på pesticider. Det Økologiske Råd 2001. 12 DET ØKOLOGISKE RÅD
AF LEIF BACH JØRGENSEN Forbruget af energi i landbruget skal reduceres Landbruget er det mest energiforbrugende erhverv i Danmark. Forbruget er stadig stigende, og energiomkostningerne i erhvervet optager en stigende andel af de samlede omkostninger. Dagens fokus er mest på klima og produktion af biomasse til energiproduktion. Vi skal også have energibesparelser frem i lyset. Figur 1: Energistrøm i dansk landbrug År 1936 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Input 2,6 5,2 10,9 15,4 19,5 21,1 20 Human føde 10 13,6 16,7 16,8 18,2 21,7 25,3 Kvotient 3,9 2,6 1,5 1,1 1,1 1 1,3 Enhed: GJ/ha landbrugsjord. Værdierne for energistrømmene er beregnet af Henning Schroll m.fl. Overordnet set er planteproduktionen på markerne baseret på strålingsenergien fra solen, som via fotosyntesen omdannes til energi i biomasse. Plantedyrkning kan altså betragtes som høst af solenergi. Men samtidig bruger vi energi til processer og hjælpestoffer. Det kan derfor være interessant at kigge på, hvor stort energiindholdet er i de fødevarer, som kommer ud fra landbrugsproduktionen, i forhold til det - hovedsageligt fossile - energiforbrug, som er medgået til produktionen. I 30 erne var input til produktionen kun på en fjerdedel af energiindholdet i fødevarerne regnet for dansk landbrug som helhed. Denne andel steg frem til omkring 1990, hvor der blev brugt ligeså meget energi til input, som der var energi indeholdt i de færdige fødevarer. Efter 1990 er udviklingen heldigvis gået den anden vej: Selv om det direkte energiforbrug fortsat er stigende, har den øgede produktivitet samt den bedre udnyttelse af husdyrgødningen og det deraf følgende fald i kunstgødningsforbruget betydet, at input i år 2000 kun udgjorde 80 % af energiindholdet i fødevarerne. Med andre ord: Det er stadig i dag tæt på, at der bruges ligeså meget energi til fremstillingen af vores fødevarer som vi får ud indeholdt i fødevarerne trods det faktum, at den indeholdte energi i planterne er baseret på solens energi. Der er derfor god grund til at se nærmere på landbrugets energiforbrug. Det direkte energiforbrug Landbruget er suverænt det mest energiforbrugende erhverv i Danmark (se figur 2). Det overgår selv energitunge erhverv som mineralolieindustrien og cement- & teglværksindustrien. Det direkte energiforbrug udgjorde i 2006 ca. 25 PJ svarende til 3,7% af det samlede danske energiforbrug. Her er ikke medregnet energiforbruget i gartnerier eller maskinstationer disse bidrager tilsammen med yderligere godt 10 PJ. Fødevareindustrien er heller ikke medregnet. Både brændstofforbruget og elforbruget er steget med knap 50 % fra 1975 til 2009 (se figur 3 her inkl. skovbrug). Da hovedparten af energiforbruget er motorbrændstof (ca. 60 %) og elforbrug (ca. 25 %), betyder det, at også det samlede direkte energiforbrug i landbruget er stigende. Stigningstakten er dog faldet, idet det samlede forbrug kun er steget med 1,5 % gennem de seneste 10 år. TEKNOLOGI OG MILJØ I LANDBRUGET 13
Figur 2: De mest energiforbrugende brancher i Danmark i 2008 PJ 25 20 Figuren er lavet på basis af tal fra: Kortlægnig af erhvervlivets energiforbrug, Dansk Energianalyse A/S og Viegand & Maagøe Aps, november 2008. Kortlægningen benytter energidata og brancheopdeling fra Danmarks Statistiks Nationalregnskabsstatistik for 2006. 15 10 5 0 Landbrug Mineralolieindustri m.v. Fremst. af cement, mursten mv. Engros og agenturhdl. ex. biler Detailhandel og rep. virks. Fiskeri m.v. Rådgivning og rengøringsvirk. Gartneri Fremst. af prod. af beton m.v. Hotel og rest. virksomhed Indirekte energiforbrug Ovenfor er kun nævnt den energi, som forbruges direkte i landbruget. Det indirekte energiforbrug til fremstilling af landbrugets forbrugsstoffer såsom kunstgødning, sprøjtemidler, importeret foder og maskiner er således ikke medregnet. Energiforbruget til fremstilling af gødning er det største af disse. Hvor der anvendes handelsgødning, er det hertil forbundne indirekte energiforbrug omkring det dobbelte af det direkte energiforbrug ved dyrkningen (primært diesel). Energiforbruget til fremstilling af maskiner kan beregnes til omkring 1/3 af energiforbruget til diesel, mens forbruget til sprøjtemidler er langt mindre. Det indirekte energiforbrug afhænger meget af produktionsmåden. F.eks. viser flere undersøgelser, at mens det direkte energiforbrug ved konventionel og ved økologisk drift ikke adskiller sig væsentligt, kan der være meget store forskelle i det indirekte for- Figur 3: Energiforbrug på energiarter, landbrug og skovbrug Energiforbrug, PJ 25 Samlet forbrug 20 15 10 5 0 Motorbrændstof Elforbrug Forbrug til varme mm. 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2009 Konstrueret ud fra værdier fra Energistyrelsen, Årlig energistatstik, Grunddata 2009 14 DET ØKOLOGISKE RÅD
brug. Afgrøder som vinterraps, majs, vinterkorn og rent græs, som alle anvendes meget i konventionelle sædskifter, har et højt indirekte energiforbrug til specielt gødning, mens væsentlige afgrøder i det økologiske sædskifte som lucerne, kløvergræs og byg/ært ligger på langt under det halve i indirekte energiforbrug. at landbruget har opnået en halvering af forbruget af handelsgødning og en bedre håndtering og udnyttelse af husdyrgødningen og dermed faldende emissioner af metan og lattergas ved gennemførelse af Vandmiljøplanerne. Den reducerede klimapåvirkning fjerner opmærksomheden fra det stigende energibehov og behovet for besparelser. Landbrugets klimagasser og bioenergien tager fokus fra energiforbruget Gennem de seneste år har der været fokus på landbrugets påvirkning af klimaet. Her er det klart drivhusgasserne metan og lattergas, der dominerer. Metan og lattergas dannes primært ved omsætning af gødningen i stalde, lagre eller på marken. Det er langt stærkere klimagasser end den CO 2, der forårsages af det direkte energiforbrug. De samlede klimagasemissioner fra landbruget er faldet med ca. 30 % siden 1990 - mens energiforbruget som nævnt stadig er stigende. Det skyldes, Samtidig er der et stort potentiale for produktion af bioenergi på basis af landbrugets produkter. I 2008 blev der hentet 16 PJ fra halm og 1 PJ fra biogas. Flere beregninger peger på et teoretisk potentiale for en produktion af bioenergi på 5 gange det nuværende energiforbrug i landbruget på 25 PJ. Er der så stadig grund til at bekymre sig om landbrugets energiforbrug? Svaret må være ja. Bioenergi er energi, som er baseret på en udnyttelse af solens energi med varierende effektivitet afhængig af teknologien, der anvendes ved fremstilling af energien. Landbrugets Figur 4: Energiforbrugets økonomi Forbrug og salg i landbruget (kurver) mia. kr. 70 60 Energiomkostninger (søjler) mia. kr. 7 6 50 40 Samlet værdi af forbrug i produktionen 5 4 30 20 Omkostninger til energi 3 2 10 1 0 1990 19911992 1993 19941995 1996 19971998 1999 20002001 2002 2003 20042005 20062007 20082009 Søjlerne viser landbrugets energiomkostninger (værdier i højre akse). Kurverne viser de samlede forbrugsomkostninger og værdien af varesalget (værdier i højre akse). Figuren er dannet ud fra værdier fra Statistikbanken i tabellen - LBFI1: Landbrugets bruttoindkomst efter type (1990-2009). 0 TEKNOLOGI OG MILJØ I LANDBRUGET 15
energiforbrug er primært baseret på fossile energikilder lagret i jorden gennem millioner af år. De fossile energikilder er begrænsede, og afbrændingen forårsager store emissioner af klimagasser derfor er der al mulig grund til både at spare på de resterende fossile ressourcer og til at anvende nye vedvarende energiformer, bl.a. baseret på biomasse. Produktion af biomasse og bioenergi må betragtes som et nyt forretningspotentiale for landbruget ved siden af fødevareproduktionen og det ændrer ikke ved, at vi også skal fokusere på besparelsesmuligheder i landbrugets energiforbrug. Energiforbrugets økonomi Vi har set, at landbrugets energiforbrug er stigende men det er produktiviteten og den samlede produktion også. Alligevel kommer energiforbruget til at fylde en voksende andel i bedrifternes driftsregnskaber. Landbrugets indtjening er presset, idet forskellen på værdien af salgsprodukterne og de samlede forbrugsomkostninger mindskes (se figur 4). Energiomkostningerne er steget fra 1,6 mia. kr. i 1990 til 3,6 mia. kr. i 2009. Der er altså tale om en ganske betydelig relativ stigning, idet energiomkostningernes andel af det samlede forbrug i produktionen er steget fra 4,4 % i 1990 til 6,9 % i 2009. De stigende energiomkostninger bør medføre et voksende incitament til at få udviklet mere energieffektive teknologier og produktionsformer og til at investere i energibesparelser. Energibesparelser hvordan? En stor del af energiforbruget er som nævnt motorbrændstof. Hermed er der en klar parallel til transportsektoren, hvor det også kniber med at få knækket kurven med det stigende energiforbrug. Der er derfor i landbruget såvel som i hele transportsektoren brug for et stigende pres for en teknologiudvikling mod mere energieffektive motorkøretøjer. I bilerne er eldrift en del af løsningen. Det kan også være løsningen i mindre køretøjer i landbruget, mens hybriddrift eller gas er en mulighed til større maskiner. Det er muligt hurtigt at lægge motorbrændstofforbruget om til naturgas, hvilket kan reducere CO 2 -udslip med ca. 20% i forhold til diesel. Samtidig mindskes luftforureningen med partikler m.v. Herefter kan man gradvist overgå til biogas, som er 100% CO 2 -neutralt. Der er en række områder, hvor der er sammenhænge mellem måden landbruget bliver drevet på og energiforbruget. Energiforbruget må med ind i en helhedsbetragtning, sammen med påvirkninger af natur, klima og miljø og selvfølgelig driftsøkonomiske betragtninger, for at finde de mest bæredygtige dyrkningssystemer. Her er et par eksempler på muligheder for at spare på energiforbruget i landbruget: Reduceret jordbehandling er ensbetydende med mindre brug af maskiner. En reduktion i pløjedybden fra 22 til 18 cm giver en reduktion i brændstofforbruget på 30 %. Øget anvendelse af kvælstoffixerende planter, f.eks. kløvergræs mindsker energiforbruget til gødskning. Afgræsning frem for slet til grovfoder giver et mindre forbrug af energi til maskinerne. Græspiller er forbundet med et meget stort energiforbrug og bør ikke anvendes. Anvendelse af naturlige ventilationssystemer i stalde mindsker elforbruget. Det er nødvendigt at medtænke energiforbruget, når der skal findes nye bæredygtige løsninger i landbruget. Det Økologiske Råd har i en sammenhængende plan foreslået udtagning af 400.000 ha af de mest sårbare og ringeste jorder, hvor det alligevel kniber med at kunne opnå en rentabel drift. Udtagning af jord til ekstensivering er et nødvendigt tiltag for at opfylde EU s Vandrammedirektiv, mindske klimagasudledningen og standse nedgangen i biodiversitet. En sådan udtagning vil samtidig betyde et væsentligt fald i energiforbruget, også relativt ift. udbyttet, idet der primært vil være tale om jorder med et ringe udbytte. 16 DET ØKOLOGISKE RÅD
En forbedret gødningsudnyttelse giver både et forbedret vandmiljø og et reduceret energiforbrug. Det Økologiske Råd har beregnet, at en yderligere reduktion i kvælstofudledningen til vandmiljøet på 40 % er nødvendig. Energieffekten af den heraf følgende besparelse i kunstgødningsforbruget vil være betragtelig. Bæredygtige driftsformer forbedrer indtjeningsevnen Interessen i at landbruget reducerer sit energiforbrug er dobbelt: Landmændene kan spare på driftsudgifterne og forbedre driftsresultaterne og indtjeningsevnen. Mere bæredygtige driftsformer vil ofte være forbundet med en forbedret indtjeningsevne. Samtidig er der en samfundsmæssig interesse, dels i at få et mere bæredygtigt landbrug, som kan medvirke til at reducere klimabelastningen, dels i at få et landbrug, som via den bæredygtige drift også kan få en bæredygtig økonomi, som kan bidrage til den samlede samfundsøkonomi. Kilder: Schroll, H.; Tog vi fejl I vores rapport: Dansk Landbrug Økologisk belyst? Har udviklingen siden gjort dansk landbrug bæredygtigt?, Dansk Plantekongres 2007. Jørgensen et al: Miljøintegration i EU s landbrugspolitik, Det Økologiske Råd 2009. Energistyrelsen: Energistatistik 2008, udgivet 2009 Dansk Energi Analyse A/S og Viegand & Maagøe Aps: Kortlægning af erhvervslivets energiforbrug, november 2008 (DEA 2008) Statistikbanken, Danmarks Statistik Uffe Jørgensen & Tommy Dalgaard (RED.): Energi i Økologisk Jordbrug. Reduktion af fossilt energiforbrug og produktion af vedvarende energi, FØJO-rapport nr. 19/2004, Forskningscenter for Økologisk Jordbrug Blume, Steffen Bertelsen: Danmarks potentiale for afgrødebaseret biobrændstofproduktion i år 2020, Risø 2008 Halberg et al: Energiforbrug i forskellige dyrkningssystemer, DJF 1999 Energiafgifter kan medvirke til, at der kommer øget fokus på energiforbruget, samt øge efterspørgslen efter de mest energieffektive teknologier. TEKNOLOGI OG MILJØ I LANDBRUGET 17
AF LEIF BACH JØRGENSEN Leverandør af biomasse og bioenergi de rigtige valg? Landbruget er parat til at gå i gang med en ny rolle som energileverandør. Men hvilke former for biomasse skal de levere? Og hvilke teknologier giver den bedste udnyttelse af energien? Der er brug for nogle klare signaler fra samfundet. Landbruget har en væsentlig rolle at spille i forhold til fremtidens energiforsyning. Plantedyrkningen fungerer som en opsamling af solenergi, idet planternes fotosyntese omdanner CO 2 og vand til sukkerstoffer. Vi kan omdanne energien i sukkerstofferne til varme, el eller brændstoffer, hvorved sukkerstofferne igen omdannes til CO 2 og vand. Fra at være en lige så stor udleder af klimagasser som transportsektoren, kan landbruget, med baggrund i planteproduktionen, blive en del af løsningen på klimaproblematikken. Allerede i dag stammer over 70 % af Danmarks VE fra biomasse, og heraf kommer en væsentlig del fra landbruget: Halm til varmeværker og kraftvarme, biogas fra gylle, biodiesel fra animalsk fedt og slagteriaffald, og raps til biodiesel (primært til Tyskland). Og landbruget er parat til at gå meget videre. Dyrkning af 100.000 ha energipil. Levering af øgede halmmængder til kraftværker og til 2. generations biobrændstof. Biogasproduktion af gyllen. For landbruget er det med rette en udsigt til nye forretningspotentialer, der er drivkraften. Men der mangler nogle klare samfundsmæssige signaler omkring hvilke afgrøder og teknologier, der kan give den største samfundsmæssige nytteværdi, og der mangler nødvendige politikker, støtteordninger og prisaftaler, for at markedet kan drive udviklingen i den rigtige retning. Hvilke kriterier bør indgå i en vurdering af energisystemerne? Det er ikke uvæsentligt, hvorledes omdannelsen fra biomasse til energi foregår. Vi må forholde os til processerne på tre niveauer: Hvilke former for biomasse skal anvendes? Hvorledes skal biomassen omdannes til biobrændsel/biobrændstof? Hvordan skal omdannelsen af biobrændsel/biobrændstof til energi foregå? De tre niveauer udgør samlet set et energisystem, f.eks. dyrkning af majs, hvorfra der produceres biogas til brug i biler. En vurdering af biomasseteknologierne er nødt til at omfatte alle tre niveauer. Valg af biomasse Et centralt spørgsmål i forhold til dyrkning af biomasse er, om der er landbrugsjord nok globalt og i Danmark - til at anvende jord til dyrkning af biomasse, samtidig med at verdens befolkning skal brødfødes? Vil der også være jord nok på langt sigt, når vi bliver 9 mia. mennesker, og vi forventer øget brug af animalske fødevarer? Og kan det gøres uden at føre til fældning af regnskov og uholdbart pres på natur og miljø? Væksten i landbrugsproduktionen gennem de sidste 40 år skyldes primært stigende afgrødeudbytter. En undersøgelse fra OECD estimerer, at en fortsættelse af denne tendens samt et stort opdyrkningspotentiale i Afrika og i Syd- og Mellemamerika vil kunne dække behovet. I det globale perspektiv ser det på den ene side ud til, at der potentielt set både er jorder og muligheder for en øget fødevareproduktion og dyrkning af en betydelig mængde biomasseafgrøder. På den anden side er der i praksis allerede nu alvorlige ubalancer, som f.eks. sultproblemer, og steder i verden, hvor bæredygtigheden overskrides. F. eks. fældes der ifølge en opgø- 18 DET ØKOLOGISKE RÅD
relse fra FN årligt 13 mio. ha skov, heraf betydelige arealer med regnskov, som har en essentiel betydning for både klima og biodiversitet. I Latinamerika er skovarealet faldet fra 50 % i 1990 til 46 % i 2005 i Sydøstasien fra 56 til 47 % i samme periode. Under alle omstændigheder er det svært at forsvare et stigende kødforbrug og et gigantisk madspild i den rigeste del af verden. Der er ikke areal nok, hvis vores niveau skal være udviklingsmålet for udviklingslandene en lavere fællesnævner er nødvendig og uundgåelig. Ved dyrkning af energiafgrøder er der gode grunde til at vælge de afgrøder, som kan levere det højest mulige energiudbytte. I Danmark er udbyttepotentialet højest for roer (220 GJ/ha), græs i omdrift (175 GJ/ha) og vintersæd (160 GJ/ha) (Anders Evald 2010). Raps ligger i denne opgørelse under 100 GJ/ha og overgås dermed klart af de andre nævnte afgrøder. I andre beregninger træder de flerårige afgrøder som pil, poppel eller elefantgræs frem som interessante afgrøder, som kan levere udbytter op til 215 GJ/ha. Det er imidlertid også væsentligt at se på energiforbruget og miljøpåvirkningen ved dyrkningen. Energiforbrug (både direkte og indirekte) udgør i en beregning fra Risø op til 26,5 GJ/ha. Gødningsforbruget er den tungestvejende faktor, men der går også megen energi til dieselforbrug og vanding. Det laveste energiforbrug ses ved f.eks. kløvergræs og lucerne. Der er megen fokus på udnyttelse af restprodukter, f.eks. halm og husdyrgødning, til produktion af energi. Her gør man ofte den fejl at undlade at tildele disse produkter en værdi, hvorved beregningerne for energiudnyttelsen bliver for optimistiske. Dels er der flere alternative anvendelsesmuligheder. Dels kan halm og husdyrgødning udnyttes til energiformål via adskillige forskellige teknologier, og samtidig har de en væsentlig værdi for jordens frugtbarhed og i kraft af næringsstofindholdet, hvis de nedmuldes. Det er derfor en mangelfuld betragtning, når der tales om at halm rådner op på marken eller om husdyrgødning som et affaldsprodukt. Teknologier til omdannelse af biomasse til biobrændstoffer Direkte afbrænding er en velkendt teknologi, som udnyttes i stort omfang i fra små brændeovne til store varme- og kraftvarmeværker. Afbrænding i små enheder kan være problematisk pga. høje emissioner af partikler. Den bedste energiudnyttelse på op imod 95 % af energiindholdet i biomassen opnås ved afbrænding i kraftvarmeanlæg, som hovedsageligt findes som større anlæg, idet der kræves for megen styring og pasning til, at det kan fungere i små anlæg. Som brændsel anvendes primært halm, træpiller og træflis. Halm har dog vist sig at være problematisk i kraftværkskedlerne, idet indholdet af klor og andre alkaliforbindelser giver tæring i kedlerne, hvis man skal op på en røggastemperatur, som er nødvendig for at få en tilfredsstillende elvirkningsgrad. I dag anvendes halm derfor enten på særlige værker, som er ombygget til formålet, eller til samfyring (omkring 10%) med kul. Kraftvarmeværkerne i Danmark bruger i dag hellere importerede træpiller- frem for halm dels på grund af nævnte tekniske problemer, dels på grund af en verserende priskrig mellem halmleverandører og kraftværker. Import af biomasse må dog ses som en kortsigtet løsning, da den internationale efterspørgsel uundgåeligt vil stige. Det er også muligt at afbrænde træflis med et vandindhold på op til 50-60 %. Energieffektiviteten opretholdes på et højt niveau ved røggaskondensering, hvorved fordampningsenergien kan genindvindes. Dette er væsentligt for udnyttelsen af både pileflis og elefantgræs, som oftest høstes med et højt vandindhold. Ved direkte afbrænding af biomasse kan næringsstoffer, organisk materiale og kulstof kun i meget begrænset omfang recirkuleres til jorden. Bl.a. der- TEKNOLOGI OG MILJØ I LANDBRUGET 19