Наслідки залежності викопного палива для харчової системи - стійкість
Анотація: Наша нинішня індустріальна система харчування не є стійкою через надмірну залежність від енергії, що не відновлюється, викопного палива, і це погіршення природних систем, від яких це залежить від її існування. Якщо не вжити заходів щодо зміни цих аспектів харчової системи, спричинення виснаження та деградації ресурсів призведе до колапсу харчової системи. Наша харчова система є результатом «зеленої революції», яка створила значно збільшену врожайність сільськогосподарських культур завдяки використанню великої кількості енергії викопного палива у вигляді синтетичних азотних добрив, агрохімікатів на нафтовій основі, машин, що працюють на дизелі, охолодження, зрошення та нафтозалежного розподілу система. Ця система знищує біорізноманіття, сприяє глобальним змінам клімату та погіршує якість ґрунту та води.
Наявність десятиліть дешевої енергії на викопному паливі дозволила системі харчування стати залежною від обмежених ресурсів, які швидко вичерпуються. Через обмеження першого та другого законів термодинаміки ця система не може підтримуватися в її теперішньому вигляді. Важливі компоненти поточної системи, такі як синтетичні азотні добрива, які потребують природного газу як вихідної сировини та залежності від розподілу нафти, ілюструють крихку природу харчової системи. Необхідно здійснити широкомасштабне перетворення на низькоенергетичне, екологічно стійке сільське господарство, щоб уникнути колапсу продовольчої системи та майбутньої нестачі продовольства.
Вступ
Сучасна система харчування залежить від невідновлюваних джерел викопного палива, які незабаром стануть дефіцитними та дорогими. Ця залежність становить загрозу продовольчій безпеці та майбутньому продовольчому забезпеченню.
Обговорення
Залежність від викопного палива
Харчова система в даний час залежить від викопного палива для живлення зрошувальних насосів, пестицидів та гербіцидів на основі нафти, механізації як для рослинництва, так і для переробки продуктів харчування, виробництва добрив, підтримання роботи тварин, зберігання та сушіння врожаю, а також для транспортування сільськогосподарських вхідних та вихідних матеріалів. . З цих залежностей від викопного палива деякі з них легше подолати, ніж інші (Ruttan 1999). Однак через їхню поточну необхідність залежність від синтетичних азотних добрив та перевезення сільськогосподарських входів і виходів на великі відстані є двома обмежуючими факторами, що ілюструють вразливість поточної системи харчування та вимагають подальшого аналізу (Smil 1991, Pirog et al 2001 ).
З точки зору необхідності існування значної частини світового населення, найважливішим винаходом 20 століття є процес Габер-Боша для синтезу азотних добрив. На азот припадає 80% обсягу атмосферного газу, але він знаходиться в нереактивній формі, яка не завжди доступна рослинам, що робить його головним обмежуючим фактором для світового виробництва рослинництва та росту людини. Це життєво важливий компонент хлорофілу, амінокислот, нуклеїнових кислот, білків та ферментів. Синтетичний N відповідає за підвищення врожайності сільськогосподарських культур приблизно за 35-50% за останнє півстоліття, на що припадає 80% приросту зернових культур, без яких більша частина світового населення не існувала б (Smil 1991).
Протягом більшої частини людського існування фіксація N (розщеплення N2 з утворенням аміаку) була обмежена бактеріями (в першу чергу ризобієм). З винаходом процесу Габера-Боша в 1913 р. Люди почали домінувати в циклі N (Smil 1991). Цей процес надзвичайно енергоємний, що вимагає реакції 1 моля газоподібного азоту з 3 молями газоподібного водню при температурах приблизно 400 ° C і тиску приблизно 200 атмосфер (Marx 1974). На це припадає 30% енергетичних витрат у сільському господарстві. Газ водню для цього процесу отримується майже виключно з природного газу, який розглядається як вихідна сировина і не враховується як частина витрат енергії (Hendrickson 1996). Отримати необхідний водень можна також шляхом електролізу води, але для цього потрібно більше енергії, що робить його несприятливою альтернативою в цей час (Gilland 1983). На даний час природний газ становить 90% грошових витрат на N добрива (Wenzel 2004).
Іншими перешкодами, пов’язаними з азотними добривами, є виробничі потужності, транспорт, зберігання, внесення та насичення азотом. Культури поглинають лише близько половини азоту, якому вони піддаються, більша частина решти стікає з полів із потоком води, насичуючи довкілля та забруднюючи водні екосистеми (Matthews and Hammond 1999, Smil 1991). Між 1950 і 1989 рр. Використання добрив збільшилось у 10 разів, і з тих пір воно продовжує зростати. У розвинених країнах більша частина цього споживання дає корм для тварин, який перетворюється на більше споживання продуктів тваринного походження. Однак у менш розвинених частинах світу, таких як Азія, на яку в даний час припадає 50% використання добрив, врожайність культур для безпосереднього споживання людиною збільшена (Matthews and Hammond 1999). У багатьох країнах, що розвиваються, доступ до добрив і правильне внесення все ще часто є обмеженням для рослинництва (Hardy and Havelka 1975).
Хоча синтетичне азотне добриво та його залежність від природного газу є основним обмежуючим фактором індустріальної системи харчування, можливо, найбільшою вразливістю є залежність від транспортної системи для входів та виходів сільського господарства; наприклад, добриво малоцінне, якщо його неможливо ефективно доставити туди, куди потрібно (Hardy and Havelka 1975, Pirog et al 2001). Транспортування сільськогосподарських входів і виходів споживає велику кількість палива. Дані 1977 року показують, що для цього в США було спожито 2892 мільйони галонів дизельного палива та 411 мільйонів галонів бензину. З цієї кількості 195 мільйонів галонів було використано для відвантаження добрив. У США перевезення їжі на великі відстані часто є розкішшю, забезпечуючи нас "свіжими" продуктами та морепродуктами з екзотичних місць у будь-який час року (Gever et al 1991).
 |