Seuraa sähköpostitse

tiistai 17. marraskuuta 2015

Ruokalautasella vähän ruokaa ja paljon fossiilista energiaa

Ruokahuolto on nykyisin hyvin riippuvaista fossiilisesta energiasta. Lähes kolmannes maailman energiankulutuksesta kohdistuu ruokaan. Ruokahuoltoon kohdistuu paineita ehtyvistä fossiilisen energian varoista ja toisaalta tarpeesta vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Ruuantuotannon fossiilienergiariippuvuuden vähentämisestä seuraisi CO2-päästöjen pienentyminen, terveyshyötyjä ja säästöjä.




Ennen teollistumistaan maatalous oli virtarajoittunut (auringonvalo, sadevesi jne.). Maatalouden teollistumisen myötä auringonsäteilyn ja veden määrä ei enää rajoittanut maataloustuotantoa vaan fossiilisen energian avulla siirryttiin käytännössä varantorajoitteisiin. Nykyisin noin puolet ihmiskunnan ruuasta saamasta typestä (proteiinien osana) on riippuvaista maakaasusta. Maakaasussa ei itsessään ole typpeä, mutta ilmakehän typpeä sidotaan typpilannoitteisiin maakaasun sisältämän vedyn avulla nk. Haber-Bosch-prosessia käyttäen. Typen sidonta typpilannoitteisiin on paljon energiaa kuluttava prosessi, sillä se tehdään 400 asteen lämpötilassa ja 200 ilmakehän paineessa. Itse maanviljelys vie vain noin 3 % kokonaisenergiankulutuksesta, mutta ennen kuin ruoka päätyy lautaselle, niin noin kymmenkertainen määrä energiaa on kokonaisuudessaan kulunut (keskimäärin). Maatalous tuottaa noin 20 % globaaleista CO2-päästöistä, eli maatalous on paljon energiankulutustaan merkittävämpi päästölähde.

Maatalouden tuottavuuden historiallinen kehitys voidaan jakaa kahteen eri vaiheeseen, aikaan ennen ja jälkeen fossiilisen energian, joskin tämä on osin liukuva jako, kuten pian käy ilmi. Ennen kuin fossiilista energiaa oli käytössä, oli maanviljelyn tuottaman energian oltava keskimäärin suurempi kuin sen kuluttama energia, sillä muuten viljelyssä ei olisi ollut juuri mieltä. Varhaisella keski-ajalla Englannissa energiapanoksen tuottokerroin maanviljelyssä oli noin kaksi eli puolet sadosta investoitiin takaisin viljelyyn energiamielessä (Smil, 2008). Vuotuinen satojen vaihtelu keskimääräisen energiantuottokertoimen ympärillä oli suurta, joten nälkäkuolemat eivät olleet epätavallisia. 1200-luvulla Englannissa päästiin jo keskimäärin energiapanoksen tuottokertoimeen 3-4. Maanviljelyksen tuottavuus kehittyi siis jo ennen fossiilisia polttoaineita. 1800-luvun alkuun asti energiasaannot kehittyivät hitaasti, jolloin saavutettiin arviolta energiantuottokerroin 6-8. Maanviljelyksen tuottavuus kasvoi noin 2 prosenttia vuosikymmenessä, eli sukupolvessa tuskin huomattiin mitään kehitystä. Varsinainen tuotantobuusti tuli vuosina 1820-1860, jolloin otettiin käyttöön maan ojitukset, vuoroviljely (crop rotation) ja karjan lannan käyttö lannoitteena. Kun viljeltiin välissä apilaa, niin maaperän typpipitoisuus kasvoi ja voitiin kasvattaa hevosia, joiden avulla maa saatiin käännettyä syvemmältä, jossa on enemmän ravinteita. Tämä puolestaan nosti tuottavuutta edelleen eli tuotti yhden talouskasvua ylläpitävän positiivisen palautekytkennän.

Vielä 1800-luvun puolivälissäkin Iso-Britannian maanviljelys oli aurinkoenergiariippuvaista ravinteiden ja mekaanisen energian suhteen, mutta osa maanviljelyksessä käytetyistä työkaluista oli jo valmistettu kivihiilen sisältämän energian avulla ja niistä tuli aiempaa parempia, joten tuottavuus parani. Samalla puuta ei tarvinnut käyttää niin paljon energialähteenä, kun kivihiilen käyttö kasvoi, mistä oli monia etuja. Vuonna 1860 viljasadot olivat Englannissa jo noin 2 tonnia hehtaaria kohden eli nelinkertaiset 1200-lukuun nähden. Maanviljelyksen hehtaarisadot lähtivät jyrkkään nousuun kuitenkin vasta toisen maailmansodan jälkeen kun traktorit ja teolliset lannoitteet mullistivat hehtaarisadot. Esimerkiksi Englannissa, Hollannissa ja Ranskassa sadot per hehtaari nelinkertaistuivat vuosien 1940 ja 2000 välillä.

Vähälle huomiolle on jäänyt se, että ruuantuotannon tuottavuuskehitys (työvoiman suhteen) on tarkoittanut massiivista fossiilisen energian kulutusta. Nykyisin jokaista lautaselle päätynyttä ruuan kilokaloria kohti on kulunut useita fossiilisen energian kilokaloreita eli energiapanoksen tuottokerroin on alle yhden. Maatalouden ja ruuantuotannon korkea työn tuottavuus on siten jossain määrin fossiilisen energian "subventiota". Arviolta 30 % globaalista primäärienergian kulutuksesta kohdistuukin ruuan tuotantoon ja jakeluun (Bryant 2015; FAO, 2011, jota on siteerattu mm. täällä), joten ruokahuolto on erittäin merkittävä energiankuluttaja globaalisti. Tanskassa tehdyn tutkimuksen (Markussen ja Østergård, 2013) mukaan (Tanskassa) ruuan sisältämä kilokalori on vaatinut keskimäärin noin kolme kilokaloria fossiilista energiaa kun ruuan valmistus ja kuljetus otetaan huomioon. Tämän lisäksi tutkimuksessa havaittiin, että 84-90 % tanskalaisten ruuastaan saamastaan fosforista, kaliumista ja typestä tulee ulkomailta. Suurin osa tästä päätyy laimentuneina maailman meriin eikä palaa takaisin maaperään, mikä on pitkän päälle kestämätöntä ravinnetasapainon kannalta. Kehittyvissä maissa siirrytään elintason kohotessa yhä enemmän lihaa sisältävään ruokavalioon, joten ruuan vaatiman fossiilisen energian kulutuksessa on painetta kasvuun. Kuvasta 1 voidaan nähdä, että ruuan hinta on seurannut herkemmin öljynhintaa vuodesta 2003-2004 kuin sitä ennen ja toisaalta öljynhinnan muutos on aiheuttanut suuremman muutoksen ruuan hinnassa noin vuodesta 2006 lähtien kuin sitä ennen. Öljyn hinta tuplaantui vuosituhannen vaihteessa, mutta tämä ei vaikuttanut ruuan hintaindeksiin lainkaan. Kun öljyn hinta kaksinkertaistui 2007, niin ruuan hinta nousi 50 %. Tämä ei ole yllättävää, kun huomioidaan ruuan tuotannon fossiilienergiariippuvuus ja yhä globaalimmat ruuan toimitusketjut.

Kuva 1. Ruuan ja öljyn hintaindeksit 1995-2011. Lähde: Bakhat & Würzburg, 2013. Punainen käyrä on öljyn ja sininen ruuan hinnan indeksi.
Öljyn ja maakaasun tuotannossa on jouduttu viime vuosina hyödyntämään yhä enemmän ns. epakonventionaalisia, kalliimpia esiintymiä kun perinteinen halpa öljy ehtyy (kuva 2). IEA:n pääekonomisti Fatih Birolin mukaan (WEO 2015) vuosi 2016 tulee olemaan ensi kerran vuoden 1980 jälkeen toinen perättäinen vuosi, jona investoinnit öljyn ja maakaasun tuotantoon laskevat. Jää nähtäväksi, että heilahteleeko öljyn hinta tulevina vuosina, kun investoinnit vähenevät 2015 ja 2016. Kuvan 1 voimistuneen korrelaation perusteella on mahdollista, että jos öljy hinta nousee korkeaksi lähivuosina niin ruuan hinta tulee kohoamaan rajusti. Hiilidioksipäästöjen hinnan mahdollinen nousu Pariisin ilmastokokouksen myötä tai myöhemmin voi myös nostaa ruuan hintaa merkittävästi, mutta toisaalta lisäisi painetta tehostaa ruuan tuotantoa fossiilisen energian suhteen ja ohjaisi ruuan kulutusta pienempien päästöjen ja vähäisemmän fossiilisten polttoaineiden käytön suuntaan.

Kuva 2. Globaalit investoinnit (miljardia dollaria) öljyn- ja kaasun tuotantoon 2000-2015. Lähde: IEA WEO 2015. 
Mikä avuksi fossiilisen energian kulutuksen vähentämisessä ruuan tuotannossa ja jakelussa? Uskon, että tehostamisen varaa on runsaasti ennen kaikkea siinä, että mitä syömme ja kuinka paljon on hävikkiä. Lihan osalta siipikarjan tuotanto kuluttaa energiaa huomattavasti vähemmän kuin vaikkapa naudanlihan tuotanto ja yleisesti kasvisruoka on vähemmän energiaintensiivistä kuin sekaruoka. Luomusta ei uskoakseni ainakaan ole ratkaisuksi suuressa mittakaavassa, sillä luomutuotannossa on paljon samoja energiapanoksia kuin väkilannoitteisiin perustuvassa tuotannossa eikä väkilannoitteiden osuus ole edes kymmenystä ruuan kokonaisenergiankulutuksesta, joten luomu ei välttämättä ole kovin paljon vähemmän fossiilienergiariippuvaista kuin tehomaatalous (ks. esim. tuore tapaustutkimus Iso-Britanniasta: Østergård et al., 2014). Tärkeintä lyhyellä tähtäimellä lienee vähentää lihan ja muun paljon fossiilisia energiapanoksia kuluttavan ruuan kulutusta. Ruuan hävikin pienentäminen auttanee myös. Pidemmällä aikavälillä lannoitteiden tuotanto ja liikenne olisi hyvä saada sähköistettyä ja ruuan prosessoinnissa ja kuljetuksessa vaadittu sähkö tuotettua ei-fossiilisella energialla, jolloin ruuantuotanto ja jakelu ei olisi niin altis fossiilisen energian hinnannousulle ja/tai saatavuuskriiseille. Samalla CO2-päästöt pienenisivät. Biopolttoaineiden epäsuorat vaikutukset ruuantuotantoon ja fossiilisen energian kulutukseen kannattaisi huomioida myös, sillä jotkin biopolttoaineet (kuten maissietanoli) voivat kuluttaa suunnilleen energiasisältönsä verran öljyä ja maakaasua samalla kun ne syrjäyttävät ruuan tuotantoa. Kysymysmerkkejä on monia. Kuten se, että kuinka ravinteikkaan viljelysmaan eroosio ja degradaatio vaikuttaa lannoittamisen tarpeeseen tulevaisuudessa ja kuinka suuresti kehittyvä maailma omaksuu kehittyneiden maiden ruuankulutuksen tapoja.

Jos maapallon asukas kuluttaa keskimäärin 2500 kilokaloria ruokaa päivässä ja ruokahuolto vie 30 % kokonaisenergiankulutuksesta, niin on helppo laskea, että jokaista ruuan sisältämää kilokaloria kohti on globaalisti käytetty 6 kilokaloria (pääosin fossiilista) ulkoista energiaa. Eli tanskalaiset näyttäisivät olevan keskimäärin tehokkaampia kuin koko maailma. Globaalissa pohjolassa voimme kovin paljon pieleen menemättä ajatella niin, että jokainen turha kilokalori pois ruokavaliosta vähentää 3-6 kaloria fossiilisen energian kulutusta. Sian- ja varsinkin naudanlihan osalta lukema on huomattavasti korkeampi.

Kun tavoitellaan talouskasvun irtikytkentää haitoistaan, niin ruokahuoltoa ei voi ohittaa, koska se kattaa lähes kolmanneksen kokonaisenergiankulutuksesta. Olisiko ruokavalion muuttamisella saatavissa tuntuvia päästövähennyksiä samalla kun terveydenhoitomenot pienenisivät? Tällainen "win-win" tilanne CO2-päästöjen vähentämisessä olisi syytä käyttää hyväksi.

Nyt öljy on "halpaa" (vieläkin paljon pitkäaikaisen keskiarvohinnan yläpuolella), mutta kuinka kauan? Mikäli öljyn tuotanto kääntyy lähivuosina laskuun niin se ei voi olla vaikuttamatta maailman ruokahuoltoon. Minusta tähän asiaan pitäisi kiinnittää enemmän huomiota ja esimerkiksi kehitysavun muodossa mahdollisuuksien mukaan siihen varautua vaikka öljyn hinta nyt onkin alhaalla. Syyrian kriisistä ja arabikeväästä kannattaisi tässä suhteessa ottaa opiksi.

Pitäisikö Suomessa punnita kotimaista ruokahuoltoa aiempaa enemmän ruuan saannin turvallisuuden näkökulmasta jollain aikavälillä, vaikka se ehkä kallista ja hankalaa onkin?

Lisäys asiallisen kommentin pohjalta: ruuantuotannon energiankulutuksen ei välttämättä tarvitse olla fossiilista energiaa, mutta nykyisin se käsittääkseni sitä pitkälti on. Globaalista energiankulutuksesta 87 % on peräisin fossiilisesta energiasta. Kuvan 1 vahvistunut korrelaatio viittaa melko suoraan siihen, että ruuan energiapanoksissa on nykyisin paljon öljyä tai sen hintaa melko suoraan seuraavia energiapanoksia, kuten maakaasua. Ruuantuotannon energiankulutuksesta on erittäin hankala saada tietoa, joten en pysty arvioimaan, että mikä osa ruuantuotannon energiankulutuksesta on peräisin esim. kuljetuksesta ja mikä sähköstä. En myöskään pysty arvioimaan, kuinka helppoa on vähentää ruuantuotannossa käytettyä fossiilista energiaa. Hyvä asia on se, että itse maanviljelyksen energia on vain kymmenys ruuantuotannon energiasta. Kaikkeen muuhun lienee helpompi vaikuttaa.

Lähteet


1. Vaclav Smil, 2008. Energy in Nature and Society
2. John Bryant, 2015. Entropy Man
3. Markussen ja Østergård, 2013. Energy Analysis of the Danish Food Production System: Food-EROI and Fossil Fuel Dependency. Energies 6:4170-4186.
4. Østergård et al., 2014. Resource use in a low-input organic vegetable food supply system in UK - a case study.  Proceedings of the 4th ISOFAR Scientific Conference. ‘Building Organic Bridges’, at the Organic World Congress 2014, 13-15 Oct., Istanbul, Turkey (eprint ID 24083).
5. Bakhat jaWürzburg, 2013. Price Relationships of Crude Oil and Food Commodities. FAO:n Working Paper FA06/2013.