Teknologier og incitamenter skal hjælpe til grøn omstilling i landbruget

Vi står ikke udelukkende over for en klimakrise. Krigen i Ukraine viser tydeligt, hvor tæt verden hænger sammen, og hvor smal en line verdenssamfundet balancerer på ift. forsyning af tilstrækkelige mængder fødevarer og energi.

Energi er afgørende for landbrugets produktion, ikke mindst til produktion af kvælstofgødning.

Men landbruget producerer også en stor del af den biomasse, der indgår i energiforsyningen, og som bliver endnu mere afgørende ved udfasning af den fossile energi.

Fødevareleverancer truet

Vi står overfor en trussel mod verdens leverancer af fødevarer, både af korn og vegetabilsk olie, som Ukraine og Rusland har en meget stor del af verdens eksport af.

Samtidig er der meget store udfordringer med at øge produktionen i andre dele af verden, fordi naturgaspriserne stiger, og der er boykot mod import fra Rusland – og netop naturgas og Rusland er de væsentligste kilder til produktion af kvælstofgødning.

Denne politisk skabte trussel mod fødevareforsyningen forstærkes af klimaændringer, hvor tørke på verdens kornareal breder sig og fremadrettet vil udgøre en stor trussel mod forsyningssikkerheden (1).

Behov stiger og øger belastningen

Landbruget står derfor overfor en lang række meget omfattende udfordringer, som hver især er massive, men som tilsammen kan synes næsten uoverstigelige på især fire områder:

• Verdens behov for fødevarer forventes at stige med omkring 45 pct. over perioden fra 2010 til 2050
• Behovet for bioenergi vil skulle firedobles frem mod 2050 for at imødekomme krav til udfasning af fossil energi
• Landbrug og fødevareproduktion står globalt for 34 pct. af drivhusgasemissioner – i Danmark er det 35 pct.
• Landbruget bidrager til hovedparten af udnyttelsen af verdens landareal, nedgangen i biodiversitet, forurening med næringsstoffer og overforbrug af ferskvand

Nye teknologier skal øge produktionen

Grundlæggende kræver en bæredygtig udvikling, at landbrug og skovbrug fylder mindre på verdens landareal, og at disse produktionssystemer forurener langt mindre end for nuværende.

Samtidig skal de selvfølgelig kunne levere nok fødevarer, bioenergi og biomaterialer til at opfylde de menneskelige behov. 

Dette kan kun løses, hvis der arbejdes samtidig med nye teknologier[1], der øger systemernes produktivitet med lavere input, reducerer al for form for spild, samtidig med at det menneskelige forbrug, især af areal, nedsættes (2).

Roadmap for forskning og innovation

En bæredygtig udvikling kræver indsatser på mange områder, og i Danmark udarbejdede danske forskere ved universiteter og vidensinstitutioner et roadmap for, hvordan forskning og innovation kan sikre en dansk udvikling, der kan opfylde målene (3).

Dette omfatter indsatser inden for arealanvendelse, husdyrbrug, plantebaserede fødevarer og nye bioteknologiske muligheder til fødevareproduktion.

Teknologier kan give 70 pct. reduktion

Den forskning og innovation, der foreslås af Olesen et al. (3), er estimeret til at ville kunne reducere næringsstofbelastning til vandmiljøet til et tåleligt niveau, genoprette biodiversiteten i landskabet, reducere klimabelastningen (se tabel), samtidig med at fødevareforsyningen til verdens befolkning styrkes.

Effekterne i tabellen er baseret på estimater af effektivitet af eksisterende og forventede teknologier sammenholdt med estimater for, hvor hurtigt disse teknologier kan implementeres.

5 hovedkategorier af reduktioner

Reduktionerne af drivhusgasser i 2030 og 2050 stammer hovedsageligt fra fem hovedkategorier til udledninger: metan (CH4) fra husdyrenes fordøjelse, håndtering af husdyrgødning, gødskning, organiske jorder og øget lagring af kulstof i jorde.

Estimaterne er baseret på, at den nuværende husdyrproduktions størrelse opretholdes, men med reduceret landareal til foderproduktion.

Det giver rum til et areal til øget produktion af plantebaserede fødevarer og til uberørte arealer til understøttelse af natur og biodiversitet.

Reduktionerne i metan fra dyrenes fordøjelse antages at være 40 pct. i 2030, som stammer fra en 50 pct. reduktion fra kvæg i konventionelle systemer. Nye teknologier vil antageligt kunne øge reduktionen af metan til 70 pct. i 2050.

Tabel: Estimerede potentialer til reduktion af klimagasser i dansk landbrug.

Teknologier til håndtering af husdyrgødning fokuserer primært på at reducere metan, da udledninger fra lattergas (N2O) formentlig i praksis er lavere end de estimater, der fremgår af tabellen.

Køling af gylle, biogas, forsuring, overdækning af gødningslagre kombineret med teknologier til iltning af metanen er nogle af de mangeartede tekniske potentialer.

Der skal opereres med teknologipakker for hele håndteringskæden fra stald til mark. Det kan i sidste ende reducere udledningerne med mere end 90 pct. i både konventionelle og økologiske systemer. Udfordringen er, hvor hurtigt det kan implementeres.

Effektive indsatser ift. lattergas og metan

30-40 pct. af udledningerne af lattergas i marken kan reduceres med brug af nitrifikationshæmmere, som allerede er tilgængelige. Nye gødningsformer og øget brug af flerårige afgrøder kan reducere udledningerne af lattergas yderligere. Dette giver estimerede reduktioner på 40 pct. og 70 pct. i 2050.

Reduktioner stammer især fra konventionelle dyrkningssystemer, da mange af disse teknologier ikke pt. kan implementeres i økologisk jordbrug pga. det økologiske regelsæt.

En stor indsats med udtagning og vådlægning af jorder vil kunne reducere emissionerne af CO2 og lattergas med 80 pct., da vådlægning vil øge metanudledningerne, hvilket modvirker en del af reduktionerne i CO2-udledningerne fra de drænede jorder. Her vil en stor indsats estimeret kunne give en 30 pct. reduktion allerede i 2030.

Der kan også ske mindre reduktioner i lattergas fra bedre håndtering af planterester og reducerede kvælstoftab fra ammoniak og nitratudvaskning, som vist i tabellen.

Dette stammer især fra øget brug af planterester til bioraffinering og biogas, hvorimod ændringer i ammoniakfordampning og nitratudvaskning især er knyttet til bedre håndtering af husdyrgødning og nye dyrkningssystemer.

Brugen af fossil energi antages at kunne udfases med 50 pct. i 2030 og fuldstændig inden 2050, især gennem øget elektrificering og brug af nye brændsler.

Kulstofindholdet i dansk jord kan øges med hhv. 1,80 og 4,30 mio. ton CO2 årligt i hhv. 2030 og 2050.

Effekten kommer især fra øget kulstoflagring i dyrkningssystemer med flerårige afgrøder (især græs) og i arealer, der er afsat til natur og skov. Dette er estimeret at bidrage med 0,66 og 1,31 mio. ton CO2 i henholdsvis 2030 og 2050.

Resten af stigningen i jordkulstof antages primært at komme fra brug af biokul fra pyrolyse, hvilket understøtter recirkulering af vigtige næringsstoffer til landbrugsjorden.

Cirkulær bioøkonomi

De eksisterende produktionssystemer giver kun i begrænset omfang mulighed for at øge produktiviteten fra de mest intensive landbrugssystemer.

Derfor er der behov for nytænkning af landbrugets produktionssystemer, især i forhold til inddragelse af ny teknologi og nye organisationssystemer, som bedre sikrer bæredygtigheden i hele produktionskæden, mindsker spild, og som inddrager et cyklisk aspekt i forhold til næringsstoffer og energi (se figur).

Fordobling af biomasseproduktionen

Igangværende forsøg ved Aarhus Universitet viser, at det med græs og roer er muligt at fordoble biomasseproduktionen sammenlignet med mængden af kerne og halm i vinterhvede.

Dette kræver udvikling af den grønne bioraffinering, så biomassen kan levere ind til mange forskellige værdistrømme.

Mulighederne er altså allerede lovende under de nuværende klimaforhold for at øge biomasseproduktionen, så der også åbnes mulighed for at levere bæredygtig biomasse til energisektoren ud over at fastholde fødevareproduktionen (4).

Incitamenter skal modsvare udfordringerne

Miljøøkonomer og politikere fremfører ofte, at en ensartet CO2-afgift vil være det vigtigste redskab til at sikre emissionsreduktioner, fordi dette vil betyde ensartede priser på forurening og dermed incitamenter på tværs af sektorer.

Der er især behov for at understøtte den nødvendige og omfattende teknologiske udvikling for at sikre de mange ændringer i produktionssystemer og arealanvendelse, som er afgørende for, at landmændene i praksis har effektive virkemidler at vælge mellem.

Dette vil kræve en fokuseret indsats, hvor et partnerskab mellem forskning, erhverv og myndigheder er afgørende. Men det kræver også, at der reelt investeres i denne udvikling. Forskningskapaciteten skal øges, og nye teknologier skal hurtigere blive testet af i praksis, gerne i pilot eller fuldskala. 

Og der skal sættes meget større hastighed på innovationsprocesserne.

Her er de tre største udfordringer

Tre væsentlige problemstillinger står i vejen for reguleringen af dansk landbrug:

For det første er dansk landbrug stærkt eksportorienteret med 70-80 pct. af produktionen afsat på eksportmarkederne og samtidig en betydelig import af fødevarer.

Beskatning af udledningerne i Danmark vil øge produktionsomkostningerne for danske landmænd, og dermed vil danske landmænd blive dårligere stillet konkurrencemæssigt på både hjemmemarked og eksportmarkederne.

Dette giver i sidste ende risiko for lækage af udledningerne, fordi produktionen flytter til andre lande med ringere regulering af udledninger med risiko for, at udledningerne bliver øget, samtidig med at bidraget til at forsyne verden med fødevarer falder.

Behov for opdeling af opgørelsesmetoder

For det andet er det ganske vanskeligt præcist at opgøre udledningerne af klimagasser fra de landbrugsmæssige aktiviteter.

Opgørelserne i tabellen er baseret på meget overordnede tilgange til udledninger af klimagasser, og der er et stort behov for udvikling af opgørelsesmetoder, der bedre afspejler forskelle mellem produktionssystemer og lokale jord- og klimaforhold – herunder effekter af ændringer i management og teknologier.

Udledninger af klimagasser fra landbruget er mangeartede og komplekse, og derfor kræver udvikling af bedre opgørelsesmetoder en massiv forskningsindsats.

Investeringer i nye teknologier og produktionssystemer

For det tredje kræver det væsentlige investeringer i nye teknologier og produktionssystemer for at opnå de skitserede reduktioner i klima- og miljøpåvirkning samtidig med, at forsyning af fødevarer, bioenergi og biomateriale øges.

Risikovillig kapital til både udvikling og implementering af teknologierne vil kun blive stillet til rådighed, hvis der er rimelig garanti for afkast. Dette afhænger både af, hvordan dansk landbrug reguleres, og hvordan klima- og miljøaftryk på fødevarer vurderes på de globale fødevaremarkeder.

Ensartede retningslinjer på tværs af landegrænser er afgørende for, hvordan udledningerne opgøres.

Fødevaremarkedet er allerede globaliseret, og det bør afspejle sig i incitamenterne til udvikling af en bæredygtig produktion og forbrug af fødevarer