Vägen från projektide till vetenskaplig publikation är normalt en process som minst tar ett år och vanligen längre. Våren 2008 ökade matpriserna runt om i världen markant och som en av bovarna pekade man ut produktionen av etanol för fordons bränsle. Min kollega Simon Snowden från Liverpool Management School hade just visat att 60% av mjölkpriset i Storbritannien var direkt kopplat till priset på olja och vi började att diskutera om det verkligen var etanolproduktionen som orsakade prisökningarna på mat, kunde det istället helt enkelt vara oljepriset?
Här är några artiklar som visar hur inflammerad frågan var våren 2008. Först CNN och ” Riots, instability spread as food prices skyrocket”, och här är en annan artikel i ämnet: Why Are Global Food Prices Soaring? Låt mig avsluta med denna artikel på BBC:s hemsida: Bioenergy: Fuelling the food crisis?
Vi sökte någon som ville göra en masteruppsats i ämnet samtidigt som vi försäkrade oss om att ha expertkonsultation genom professor Lars Ohlander på SLU. I juni 2008 började Kersti Johansson och Karin Liljequist med sitt examensarbete “Agriculture as provider of both food and fuel” och det blev ett mastidontarbete.
Vår utgångspunkt var att mat är energi och att det krävs energi för att producera mat. Den energienhet som man normalt använder när man diskuterar mat är kalorier och enligt svenska myndigheter bör vi i medeltal använda 2500 kilokalorier per person och dag. Om du arbetar men din kropp behöver du mer än den som sitter på kontor framför datorn. Grundenheten för energi är joule (J), men även enheterna kalori (cal), voltamperesekund (V•A•s), wattimme (W•h) och elektronvolt (eV) används. Inom oljeindustrin använder man enheten oljeekvivalenter, som är energiinnehållet i ett fat olja. Energimyndigheten anger Sveriges energianvändning i enheten TWh, terawattimmar.
Så här samlade vi data: “Statistics on agricultural production were taken from the database of the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) (4). The data used refer to the world production in year 2006 and includes 129 different crops”.
Vad vi beräknat: “The constructed database includes data on agricultural production for every individual country, making it is possible to calculate the energy content of crops and residues for any region. We chose to present results for both the world and the 27 member states of the European Union, hereafter referred to as EU27, since it plans to significantly increase the amount of biofuel in the transport sector within the union”.
I maj 2009 var Kersti och Karin färdiga med sitt examensarbete och vi beslutade att gå vidare och skriva en publikation . Det gällde att förvandla ett mycket detaljerat arbete till lagom längd för en publikation. I oktober 2009 kunde vi lämna in artikeln till tidskriften Ambio. Sedan följde Peer Review processen och lite ändringar innan den blev godkänd och till sist publicerad on line den 16 april 2010.
Vi har de senaste två åren haft 15 artiklar som genomgått liknande processer och vi har ett antal som är i olika faser i den process som beskrivs här.
Då studien genomfördes var vi 6,7 miljarder på jorden och det betyder att vi då behövde äta mat med energiinnehållet 7100 TWh per år, eller om vi räknar om till olja så blir det 12 miljoner fat oljeekvivalenter om dagen. Låt oss läsa abstrakt till artikeln:
Abstract:
A database of global agricultural primary production has been constructed and used to estimate its energy content. The portion of crops available for food and biofuel after postharvest losses was evaluated. The basic conditions for agriculture and plant growth were studied, to ensure sustainable scenarios.
The net energy contents for the world and EU27 was found to be 7200-9300 and 430 TWh respectively, to be compared with food requirements of 7100 and 530 TWh. Clearly, very little, or nothing, remains for biofuel from agricultural primary crops. However, by using residues and bioorganic waste, it was found that biofuel production could theoretically replace one fourth of the global consumption of fossil fuels for transport.
The expansion potential for global agriculture is limited by availability of land, water and energy. A future decrease in supply of fossil energy and ongoing land degradation will thus cause difficulties for increased biofuel production from agriculture.
Ambio är Kungliga vetenskapsakademins tidskrift och det är Springer som ger ut den. Här är länken till tidskriften och här kan ni läsa vårt exemplar av artikeln.
Världen producerar just nu tillräckligt med mat för världens befolkning, men vi vet att det slängs mycket mat och hur mycket är svårt att beräkna. Vidare är fördelningen i världen inte rättvis.
Vi har också försökt uppskatta mängden restprodukter i produktionen och inte helt oväntat är det nästan lika mycket som den primära matproduktionen. Från studien tycker jag att det framgår klart och tydligt att man inte skall göra biobränsle av mat. Vidare visar vi att det finns en stor potential för biogas från jordbrukets rester, produktionen finns redan. Det måste bli en global satsning och rent teoretiskt kan vi ersätta 25 procent av dagen transportbränsle med biogas.
Däremot finns det inget som visar att det var etanolproduktionen som orsakade prisökningen. Det var snarare oljepriset som drev upp matpriset. Etanol från majs i USA kan ha haft lokal betydelse, medan etanol från sockerrör snarare är en biprodukt då man producerar socker.
Detaljerade studier i USA visar att 1 kalori färdig mat på bordet kräver kommersiell energi motsvarande 7.4 kalorier. Ett globalt medelvärde är 5 kalorier per kalori mat på bordet. Det mesta av detta är fossil energi. Om vi tar vårt behov av mat, 12 miljoner fat olja om dagen, och multiplicerar med faktorn 5 så får vi 60 miljoner fat oljeekvivalenter om dagen, vilket är 30 procent av den fossila användningen. De som kräver noll procent utsläpp år 2050 måste först förklara hur beräknade 9 miljarder skall få mat för dagen.
Ni som bloggar och blir experter på nolltid och förkastar vad vi forskare säger utifrån våra forskningsresultat skall ändå veta att en forskningsrapport tar tid att skriva. Till sist vill jag framförallt tacka Kersti och Karin och jag är enormt stolt över att vi har sådana fantastiska studenter vid Uppsala universitet.
Aleklett's Energy Mix 
FredrikN
May 16, 2010
Jag kan inte hålla med om 2500 kalorier om dagen, 1800 för en vuxen är mer rimligt. Barn ännu mindre. Och biobränsle kanske kan odlas på ställen där man knappast odlar mat, t.ex. småsjöar?
Icke-experten FredrikN
aleklett
May 16, 2010
Här är texten i artikeln: The energy requirement for a human being varies between 760 kcal/day for a newborn baby to 3300 kcal/day for a regularly exercising, 18-30 years old male (8). If an average of 2500 kcal/day of food is assumed, the annual food requirement of the 6.7 billion world population would be 7092 TWh. Referens 8 är:
8. The Swedish National Food Administration. Referensvärden för energiintag hos grupper. [Online] [Cited: 19 08 2009.] http://www.slv.se/sv/grupp1/Mat-och-naring/Svenska-narings-rekommendationer/Referensvarden-for-energiintag-hos-grupper/.
Per-Olov
May 16, 2010
Kan det vara rätt det Du skriver att etanol är en biprodukt när man producerar socker från sockerrör. Är det inte sockerlösningen som övergår till etanol?
Mvh
Per-Olov
aleklett
May 16, 2010
Hej!
Jag har varit på studiebesök i Brasilien och besökt en av de plantager som producerar etanol och faktiskt är det så att efter det man krossat sockerrören så tar man in vätskan i en basäng där det bildas socker kristaller. Ungefär halva sockerhalten blir socker. Resterna leds in i en anläggning där man jäser socker till alkohol. Jag frågade hur många anläggningar som producerar socker och förutom ett fåtal så producerar man socker. Det är bara att jämföra mängden socker och mängden etanol. Här kan ni läsa om mitt besök i Brasilien:
https://aleklett.wordpress.com/2008/06/17/etanol-i-brasilien-del-1/
https://aleklett.wordpress.com/2008/06/18/ethanol-in-brazil-part-2/
Ed
May 16, 2010
I would be interested to see an analysis that looked at the top 50% of the world (in terms of money) and how much they would have to pay to displace the bottom 50% out of the food market and how much of their (top 50%) energy needs would be meet.
tahoevalleylines
May 17, 2010
North American food basket component is not fully realized. NAWAPA is a circa 1960’s proposal to bring water from Canadian & Columbia River watersheds to recharge major aquifers like the Central Valley (CA) and the Midwestern Ogallala Aquifer. Ogallala supplies the corn/wheatbelt in middle America, and this region can be crucial in staving off famine in China.
Many sources of grains must be in the mix to maintain stability as population plateaus thru the oil Interregnum. Chinese desertification is a factor, and USA debt to China can be structured for a food shipment arrangement over the Oil Interregnum decades.
As mentioned in past, USA railway network rebuild must be undertaken with all due haste, and help from outside interests may be seen as mutually beneficial. This is a very fragile period of the human experience, with very deadly possibilities because of large weapons overhang. Food security & distribution is crucial to maintain stability.
Rolle
May 17, 2010
Mot 0 % i utsläpp 2050. KVA har t.ex. föreslagit att vi skall gå mot en elektrificering av samhället.
Enligt en nyligen genomförd förstudie så skulle t.ex. Sverige till en relativt billig peng kunna elektrifiera hela den svenska tunga godstrafiken av lastbilar. Energibehovet skulle bara vara ca: 5 TWh.
Vindkraften kostar ca: 60 öre/kWh att producera, med energilagring så skulle priset mycket uppskattningsvis bli 120 öre/kWh.
Sverige skulle t.ex. rent tekniskt kunna producera 500 TWh vindkraft per/år.
Sen så finns solenergin att tillgå och i framtiden kanske vi får tillgång till geniv-reaktorer samt fusionsenergin.
Bioenergin skulle kunna nyttjas för jordbruksmaskiner samt arbetsmaskiner.
Vad jag förstår så är det mest en fråga om ekonomi.
Q
May 19, 2010
RE: Rolle
Det är inte ekonomin som är problemet, utan tiden. Vi i Sverige har (som bäst) till 2030 på oss att bli oljeoberoende, efter det finns det knappt några oljeländer som kan exportera olja pga ökad inhemsk oljekonsumtion och peak-oil. Konsekvenserna av peak-oil har dock härjat många år innan dess så vi har inte ens 20 år på oss!
Du kan ju göra en överslagsräkning på hur många vindkraftverk som måste byggas till 2030 för att nå upp till den oljemängd som Sverige i dag förbrukar. Sedan kan du ju fördela detta på 20 år. Du kommer att se att det finns ingen chans i världen även om jultomten gav oss obegränsat med pengar att ha en sådan vindkraftsutbyggnad!
Enda möjligheten är att sänka energiförbrukningen, dvs bort med bil, flyg och import av mat och varor. Öka kollektivtrafik och lokal mat- och varuproduktion. Men tiden håller på att rinna ut…
Rolle
May 20, 2010
Förvisso är tiden knapp som du säger. Nu tycks det ligga i våran natur att vara katastrofstyrda, men å andra sidan så brukar vi få bra fart bara vi har kommit igång.
En av finesserna med att elektrifiera person och gods-trafiken är att vi får ett transportsystem som är tre ggr energieffektivare än ett oljebaserat.
Det skulle t.ex. bara behövas ca: 15 TWh per år i Sverige för ett elbaserat transportsystem.
Använder vi sedan den el vi har på ett mera genomtänkt sätt, så kan inte jag se att det skulle vara några större problem med energiförsöjningen i framtiden.
Holmfrid
May 17, 2010
Olah´s ide´om övergång från petroleumbas till metanol genom vätgas + CO2, där vätgasen produceras genom elektolys, skulle kosta 70 TWh el för alla transporter. Drivmedelskostnaden för DME blir ca 3 kr/l med denna process. Enligt SOU räcker biobränslebasen bara till för 45% av behovet år 2030