Nem a vertikális farmok fogják megmenteni a világot

A technokraták körében egy időben nagy népszerűségnek örvendett a vertikális hidroponikus vagy akvaponikus farmok koncepciója, mivel egy merész tanulmány szerint általuk drasztikusan lecsökkenthető volna a mezőgazdaság által elfoglalt terület aránya. Igen ám, csakhogy a tanulmány szerzője, Dickson Despommier foglalkozását tekintve mikrobiológus, aki nem igazán ért a mezőgazdasághoz és az energetikához. Egyszerűen csak feltételezte, hogy ezeknek az építményeknek az energiaellátását meg lehet oldani a tetejükre szerelt napelemekkel, de nem számolt utána.

Energiaigény és egyéb bökkenők

Bizonyára ismerős az adat, hogy a hagyományos mezőgazdaság sokszor több energiát pazarol el 1 egységnyi élelmiszer-energia megtermelésére (az USA-ban 7,3:1 az arány).[1] Ha ezt sokalltuk, akkor kapaszkodjunk meg, mert a vertikális hidroponikus farmok energiaigénye ennél egy nagyságrenddel nagyobb! A vertikális farmok (vertikális hidroponikus rendszerek) fajlagosan kb. 15-ször több energiát igényelnek, mint a hagyományos mezőgazdaság, elsősorban a (LED) világítás, és az épület klimatizálása miatt.[2]  Persze ezt meg lehet termelni napelemmel is, csak akkor sokkal több területet kellene lefedni velük, mint amekkora a szántóföld volt. Ne feledjük, a napelemek hatásfoka alig 20%, így a beiktatásukkal tehát legalább ötször több területre volna szükség pusztán ahhoz, hogy a növények fényhez jussanak!

Megjegyzés: Amikor arról írnak, hogy az emberiség teljes energiaigényét meg lehetne oldani azáltal, hogy napelemekkel fednénk le a Szahara alig 1 százalékát, akkor a vertikális farmokra való átállást nem számolják bele. A növénytermesztés jelenleg a teljes Földfelszínnek kb. 12 százalékát használja,[3] és a fentebbiek alapján ehhez legalább ötször akkora területet kellene kitapétázni napelemekkel, vagyis a 60 százalékát.

Ráadásul hidroponikus módon salátán, paradicsomon és egyéb zöldségeken kívül nem igazán gazdaságos egyebet termelni. A gabonák pl. egy négyzetméteren nem teremnek több kilónyit, mint a paradicsom, és nem lehet kéthetente betakarítani, mint a salátát. Ha így akarnánk gabonát termelni, egy vekni kenyér esetén csak az elektromos áram költsége $11 lenne![4] (kb. 3000 Ft)

A számok

Mégis mekkora területet kellene napelemekkel beborítani, hogy elegendő energiát termeljünk egy vertikális hidroponikus farmnak? Számoljunk egy kicsit! A vertikális farmok 1 négyzetméternyi termőterülete egy év alatt 3500 KWh energiát fogyaszt.[2] A hagyományos mezőgazdaságban ezt egyszerűen a Nap szolgáltatja, ám egy épületen belül ehhez mesterséges világítás szükséges. Egy 10×10 m alapterületű, 10 emeletes vertikális farm teljes termőterülete 1000 m2 lenne, vagyis évente összesen 3,500,000 KWh-t fogyasztana (3,5 GWh). Egyetlen ilyen toronyházhoz tehát egy 2920 kW-os napelemparkra volna szükség (magyar viszonyok mellett).[5] Ha a park napelemei 1,6×1 m-es, és 292 W (reális) teljesítményűek lennének, akkor 10.000 napelemre lenne szükség, melyek összterülete 16.000 m2 volna (16-szor nagyobb területigény). A vertikális hidroponikus farmok tehát az óriási energiaigényük miatt napelemeikkel együtt igazából jóval több helyet foglalnának, mint a mezőgazdasági területek.

Összehasonlításképp: Ha a hagyományos mezőgazdasági termelésben napelemekkel üzemeltetett elektromos traktort használnánk, akkor ahhoz csak 1067 négyzetméterre volna szükség (16.000/15).

Spekuláció és realitások

Egyesek azzal érvelnek, hogy a napelemeket elsősorban az épületek tetejére érdemes telepíteni. Ez így is van, ám a lakott területek, vagyis a rendelkezésre álló házterületek csupán töredéke a mezőgazdasági területeknek, szóval ehhez külön napelemparkok kellenének. Persze a napelemparkot tehetjük sivatagokba is, csak nem mindenhol vannak sivatagok (egyelőre). Ugyanakkor még a sivatagok sem teljesen élettelenek, így még ott is környezetpusztítást okoznánk a napelemparkok telepítésével. Akárhogy is, ezekhez a beruházásokhoz rengeteg nyersanyag kellene.

Amellett sem mehetünk el, hogy várhatóan pont nem a szegény afrikai országokban fognak ilyeneket építeni, ahol a legnagyobb problémát okozza az éhezés, és ahol még mindig tart a népességrobbanás. Ahol pedig háztartásonként egy villanyégő üzemeltetésére futja, ott valószínűleg nem fognak 100-szor több áramot pazarolni 1 egység élelmiszer-energia előállítására (15-ször többet, mint most). Egy EAG-ban persze elvileg nem lenne gond a költség, de az éhezés és az ökológiai összeomlás nem vár, így abban a rendszerben kell megoldani a problémákat, ami van, azokkal az eszközökkel, amik rendelkezésre állnak. Papíron jól nézett ki a vertikális farm, főleg egy laikus tollából, ám a kísérletek alapján úgy tűnik, nem ez fogja megváltani a világot.

A talajmegújító mezőgazdaság jóval ígéretesebbnek tűnik (a különböző válfajai a Project Drawdown-ban is előkelő helyen szerepelnek), természetesen azzal együtt, hogy a gyökerénél ragadjuk meg a problémát, és megállítjuk az egyébként senki által nem kívánt népességrobbanást (az emberi jogok felőli megközelítéssel).


Források:

[1] https://sustainability.emory.edu/wp-content/uploads/2018/02/InfoSheet-Energy26FoodProduction.pdf
[2] http://theconversation.com/food-security-vertical-farming-sounds-fantastic-until-you-consider-its-energy-use-102657
[3] http://www.fao.org/faostat/en/#data/EL (World; Share In Land Area; Cropland; 2016)
[4] https://spectrum.ieee.org/energy/environment/the-green-promise-of-vertical-farms
[5] https://napelem.blog.hu/2017/09/19/mennyit_termel_a_napelem

Újra elkezdett nőni az éhezés

A FAO adatai alapján 2015 óta újra elkezdett nőni az éhezők aránya, és száma is. A 21. században visszatér az éhezés?

Nézzünk szembe a realitásokkal: Az élelmiszertermelést nem megújuló erőforrásokra alapozzuk, mivel könnyen hozzáférhetőek. Ráadásul már annyian vagyunk, hogy ezek nélkül már nem is tudnánk eleget termelni. A megújuló erőforrások volumene már most is kevés volna (pl. felszíni vizek), vagy alkalmazásuk túl drága és körülményes lenne (pl. megújuló energia).

FAO: 2015 óta újra nő az éhezés
Forrás: http://www.fao.org/state-of-food-security-nutrition/en/

Energia

Egyáltalán nem mindegy, hogy mennyi energiát fordítunk az energiatermelésre, ugyanis a becslések alapján a komplex civilizációk az 5:1 arány alatt széthullanak (megj.: a pufferelt napenergia aránya ennél rosszabb).[1] A mai civilizáció is a korábbiak mintáját követi: könnyen kiaknázható energiaforrásokra alapozzuk az infrastruktúránkat, túlnépesedünk, feléljük a jó energiaforrásokat, majd jön az összeomlás.

Mivel a fosszilis tüzelőanyagok viszonylag olcsón rendelkezésre állnak, így rendkívül pazarló módon használjuk azokat. Főleg a mezőgazdaságban, ahol 10 egység szénhidrogén-energiát pazarlunk 1 egység élelmiszer-energia előállítására.[2] Ha egy róka 10-szer több energiát pazarolna egy egység élelmiszer-energia megszerzésére, igen gyorsan éhenhalna. Mi is csak addig tudjuk ezt csinálni, amíg gazdaságosan ki tudjuk termelni a fosszilis tüzelőanyagokat. Jórészt a könnyen hozzáférhető olaj tette lehetővé, hogy ekkorára duzzadjon a népesség, ám az újonnan talált olaj, illetve alternatívái ennél csak kevésbé hatékonyabbak (pl. megújulók, főleg tárolással együtt). Más szóval, könnyen kitermelhető, olcsó olaj nélkül nem lehet ennyi élelmiszert termelni.

Sajnos a vertikális hidroponikus farmok nem mentenek meg, mert rengeteg beton, acél, üveg, napelem, és terület szükséges hozzájuk (a napelemeknek), ráadásul még rosszabb az energiamérlegük, mint a gépiesített szabadtéri termesztésnek. Ugyanis ahelyett, hogy a napenergia közvetlenül érné a növényeket, a napelem és mesterséges világítás a java részét elpazarolja. Az ún. „növénygyárakban” termelt élelmiszerek alapvetően levélzöldségek és fűszerek, mivel ezek néhány hét alatt megnőnek, szinte az egész növény ehető, ami több, mint 95%-ban víz, és viszonylag jó áron eladható. Ám az emberiség túlélését biztosító gabonanövények termesztéséhez sokkal több terület, idő és energia szükséges, ezért távolról sem gazdaságos.[3]

Víz

Az édesvíz 70%-át a mezőgazdaság használja.[4] A népességrobbanás miatt a megújuló édesvíz-forrásokat (pl. folyók, tavak) egymás után terheljük túl (illetve szennyezzük el), így az öntözés már nagyobbrészt nem megújuló forrásokból történik (pl. rétegvizek). A Világbank adatai alapján például India öntözéses mezőgazdasági területeinek 60%-a, ivóvíz-ellátásának pedig 85%-a rétegvizeken alapul.[5] Már a fejlett országokban is problémát jelent a kutak kiszáradása (pl. USA),[6] és van olyan ország, ahol alig egy évtizedre elegendő víz maradt (pl. Szaúd-Arábia).[7]

Egyéb tényezők

Mindeközben a talajok kizsigerelése miatt zajlik az elsivatagosodás, és a klímaváltozás is korlátozza az termőképességet.[8][9] A tengerszint-emelkedés nem csak a kikötővárosokat, de az alacsonyan fekvő termőterületeket is veszélyezteti (pl. Banglades).[10] A rovarok pusztulása idővel súlyosan érinteni fogja a rovarbeporzású haszonnövényeket, miközben a nemzetközi kereskedelem révén behurcolt invazív fajok (pl. poloskák) is veszélyeztetik a termést. A tengerek felmelegedése és elsavasodása miatt pusztulnak a korallok és összeomlanak a tengeri ökoszisztémák, ami meggyorsítja az egyébként is túlhalászat sújtotta tengeri halpopulációk összeomlását. Ez pedig óriási probléma, mivel több, mint 4 milliárd ember fehérjebevitele függ a halászattól.[11]

Összefoglalás

Úgy tűnik, Malthusnak mégis igaza volt, csak nem számolt a Haber-Bosch eljárással és a dízeltraktorokkal. És bár nyertünk velük pár évtizedet, közben a népességfogyás feltételeinek megteremtése helyett felelőtlen módon hagytuk (hagyjuk) megtörténni a népességrobbanást, így csak még súlyosabb lesz az összeomlás. Mi a megoldás? Jó kérdés. A nukleáris energia segítene az energiagondokban és a klímavédelemben, ám a laikus többség tart tőle. A tengervíz sótalanítása enyhíthetné a vízhiányt, de az lenne a jó, ha nem kéne annyi. Az oktatás és fogamzásgátlás emberi jogának biztosítása humanitárius kötelesség, csak sajnos nem csökkenti elég gyorsan a népességet, pedig jó volna megelőzni a vízért folyó háborúkat és a pusztító járványokat.


[1] http://euanmearns.com/eroei-for-beginners/
[2] https://sustainableamerica.org/blog/how-to-make-the-food-system-more-energy-efficient/
[3] https://www.youtube.com/watch?v=ISAKc9gpGjw (Why vertical farm won’t save the planet)
[4] https://www.worldbank.org/en/topic/water-in-agriculture
[5] https://www.khaleejtimes.com/international/india/with-fees-and-laws-india-rushes-to-save-vanishing-groundwater
[6] https://www.youtube.com/watch?v=RjsThobgq7Q (Pumped Dry)
[7] https://www.independent.co.uk/news/business/news/saudi-arabia-is-running-out-of-water-a6883706.html
[8] https://www.bloomberg.com/graphics/2018-climate-crops/
[9] https://www.reuters.com/article/us-eu-wheat-poll/eu-wheat-harvest-to-fall-due-heat-in-north-french-crop-damage-reuters-poll-idUSKBN1JV0Z0
[10] http://www.worldbank.org/en/news/press-release/2013/06/19/warming-climate-to-hit-bangladesh-hard-with-sea-level-rise-more-floods-and-cyclones-world-bank-report-says
[11] http://www.fao.org/news/story/en/item/248479/icode/