L; az élelmiszer-rendszer energia-lábnyoma - Les Greniers d; Bőség
Energia: miről beszélünk ?
Az energia egy fizikai mennyiség, amely az anyag állapotának változását, vagy más szavakkal méri a körülöttünk lévő világ változását [1]. Nem hozhatja létre vagy semmisítheti meg, csak átalakíthatja egyik formáról a másikra. És minden egyes átalakítással az energia többé-kevésbé hő formájában oszlik el. Minden élőlénynek energiát kell vennie a környezetéből ahhoz, hogy növekedjen, mozogjon, szaporodjon ... Mi, más állatok, ezt az energiát táplálékunkból nyerjük [2]. Ez az energia lehetővé teszi számtalan kémiai reakció lejátszódását, új sejtek felépítését, izmaink összehúzódását és idegrendszerünk működését. Ezeknek a reakcióknak a hatékonysága azonban meglehetősen alacsony, az energia nagy része - mondjuk 70% -a - hőként oszlik el.
Az étkezés tehát energiával látja el testünket [3]. De energiát is el kell költenünk élelmiszereink beszerzéséhez, legyen szó szarvasvadászatról vagy burgonyatermesztésről. És azért, hogy ne éhezzünk, jobb, ha több energiát nyerünk vissza, mint amit elköltünk! Ezt a visszanyert energia és a befektetendő energia közötti arányt nevezzük energia-visszatérítési aránynak (ERR [4]). A 2-es ERR azt jelenti, hogy kétszer annyi energiát nyerünk vissza, mint amit elköltöttünk. Az 1-nél kisebb ERR azt jelenti, hogy több energiát költöttünk el, mint amennyit visszanyertünk. Az ERR kiszámítható egyén, egy gazdaság vagy az egész élelmiszer-rendszer szintjén. Ez képet ad a rendszer általános hatékonyságáról a napenergia élelmiszerré alakításában. Ezzel kapcsolatban meg kell jegyezni, hogy ez a napenergia nem szerepel az élelmiszerekre vonatkozó ERR-számításokban. "Szabadnak" tekinthető, szemben az élelmiszer-előállításra fordított egyéb energiafajtákkal (emberek és állatok izomenergiája, fosszilis tüzelőanyagok vagy biomassza elégetése ...).
A kutatók kiszámították, hogy az amerikai élelmiszer-rendszer esetében, 7,3 kalóriát kellett égetnie (energia mértékegysége) fosszilis energia formájában hogy visszaszerezzen 1 kalóriát élelmiszer formájában [5], [6], azaz ERR csak 0,14 ! Más szóval, több olajat ennénk, mint ételt. A cikk révén megpróbáljuk megérteni és megvitatni ezt az eredményt.
A mezőgazdasági termelés energiaigénye
Talajművelés, vetés, kapálás, gyomlálás, betakarítás, cséplés, válogatás, kaszálás, rendezés, növények szállítása, fejés, feldolgozás ... Mint minden tevékenység, a mezőgazdasági munkák is energiát igényelnek. A modern idők mezőgazdasági forradalmáig, szinte kizárólag az emberek és a munkaállatok izmaiból származott. Ételük egyenesen a farmról érkezett. Más szavakkal, a termelés egy részét a gazdaságok energiaszükségletére önfogyasztották, a többletet pedig a nem mezőgazdasági lakosságnak szánták. A kutatók a közelmúltban úgy becsülték, hogy az ilyen típusú mezőgazdaság Franciaországban 1880 és 1950 között körülbelül 2 volt az ERR-rel [7]. Vegye figyelembe, hogy ez csak a bruttó mezőgazdasági termelés ERR-je, nem pedig a teljes élelmiszer-rendszer.
A befektetett energia és a visszanyert energia (nettó termelés) alakulása a francia mezőgazdasági termelés által 1882 óta. Az energia ráfordítás megfelel a parasztok (mezőgazdasági élelmiszer) és a huzatos állatok etetésének, elkülönítve a munkához (vontatáshoz) szükséges energia és a fenntartáshoz szükséges energia között. állatok (karbantartás), üzemanyagok mezőgazdasági gépekhez (üzemanyag-gépek), nitrogén-, foszfát- és kálium-műtrágyák előállításához (műtrágyák), üvegházak fűtéséhez (üvegházak)), állattartó épületek és kapcsolódó gépek üzemeltetése (LV létesítmények) ), növény-egészségügyi termékek gyártása és öntözés (mások). Az energia-visszatérési ráta (EROI), a mechanikai munkák energia-hatékonyságának (vontatási hatékonyság) és a gazdaságok energia-önellátásának (energia-önellátás) változását az alsó grafikon mutatja. Harchaoui és Chatzimpiros (2018) ábrája [8] .
Aztán radikális változás. Csak húsz év alatt (1950-1970), a lovakat, az ökröket és az igás tehenet a traktorok, az izomenergiát pedig az olaj helyettesíti. Mezőgazdasági gépek motoros vontatása körülbelül háromszor hatékonyabb [9] mint az állatok tapadása, főleg két okból: egyrészt az izom (kb. 25% [10]) és a traktormotor (kb. 45% [11]) teljesítménybeli különbsége miatt; másrészt azért, mert a traktor csak akkor fogyaszt energiát, ha használatban van, ellentétben a lóval, amelyet folyamatosan etetni kell.
De az új energiaigények ellensúlyozzák ezt a javulást. Először is, a használat növekedése ásványi műtrágyák. A nitrogén műtrágyákat ipari eljárással állítják elő, mondja Haber-Bosch, és nagy mennyiségű földgázt igényel a fosszilis tüzelőanyagokból. A foszfát- és kálium-műtrágyákat bányászat útján állítják elő, ezért kőolajtermékek formájában energiára van szükségük kotrógépek, buldózerek és teherautók működtetéséhez.