Enige tijd geleden schreef ik over landbouw, en dat de EROI 0,16:1 was ( energy return on (energy) investment) – gemiddeld over alle landbouwprodukten, en de EL (Embodied Land) maar liefst 7,7 ha-jaar/ha-jaar. Er gaat veel meer in dan er uit komt, een grote energievernietigingsmachine , zogezegd. [1]
Nu wil het dat ik ook betrokken ben bij een landbouw project; Verrijkende Landbouw. En wie A zegt moet ook B zeggen: met ander woorden als de huidige landbouw plan A is, wat is dan plan B, ofwel een landbouw die meer oplevert dan ie kost? Die de grond niet uitput, die als een kringloop systeem eeuwig kan functioneren. Dat is de centrale vraag.
Landbouwers, en aanverwanten duiken dan gelijk de grond is; wat is de kwaliteit van de grond, welke nutriënten zitten er in ( in Nederland bijna geen meer vandaar al die kunstmest) , niet onbelangrijk allemaal, maar het zal toch moeten beginnen bij die allereerste fysische beschouwing: als er meer energie in gaat dan eruit komt, zijn we niet handig bezig, in welke grond dan ook. Dat is ook het vreemde van landbouwers; die kijken vooral naar de output.
Kwam dat laatst nog tegen in een analyse: daarin schreven de onderzoekers dat er altijd verkeerd gekeken is: “meestal wordt gekeken naar de milieueffecten van landbouw per hectare. Om een zuiverder beeld te krijgen, moet je kijken naar de milieueffecten per eenheid product, een kilo melkeiwit bijvoorbeeld of een ton graan.” “Als je voor die productie minder grond nodig hebt, blijft er meer ruimte over voor de natuur. Intensieve landbouwsystemen hebben hier een voordeel dat meestal over het hoofd wordt gezien, schrijven de onderzoekers.” [2]
In beide gevallen wort echter de input, en de effecten daarvan, ofwel het ruimtebeslag, buiten beschouwing gelaten. Afgelopen week weer, ditmaal in NRC, Rabbinge cum suis pleiten voor intensieve landbouw, ofwel intensieve uitputting van bronnen elders om hier wat meer product te krijgen. [3]
Dat de landbouw op de schop moet, is inmiddels wel iedereen duidelijk. Hoop ik toch.
De huidige landbouw is onhoudbaar, de grond is zo dood als een pier, en zelfs met enorme hoeveelheid toeslagstoffen, zijn er schattingen dat er nog maar maximaal zo 60 oogsten te gaan zijn, voordat het helemaal ophoudt, bijvoorbeeld voor het VK. [4] En dat is biologisch. Fysisch is het dus al lang een onhoudbaar systeem, dus we hoeven niet eens biologisch in allerlei bochten te wringen om de landbouw dood te verklaren, in deze tijd van van klimaatverandering en energie gerelateerde CO2 emissies, is het achterlijk om dat zo vol te houden.
Eerst fysisch analyseren dus, dan geo-biologisch. Als het energie-fysisch niets oplevert is het niet volhoudbaar. Er zijn inderdaad vele processen die nou eenmaal enige uitputting tot gevolg hebben, dat kan niet anders op een eindige planeet. Maar laat energie er nou niet bij horen, daarvan hebben we een oneindige bron, die we kunnen inzetten om het systeem te verrijken, ipv uit te putten.
Op een landbouw systeem niveau, is het vooral die zonne energie die als winst kan worden gerekend, gratis zonder impact op de voorraden al aanwezig binnen systeem.
Landbouw ( oa) kan meer opleveren dan we erin stoppen. En dus de samenleving laten groeien, ipv interen op de voorraden.
Te lang is in de landbouw dat genegeerd: Ipv die zon te benutten, en dat als een gegeven te beschouwen voor de opbrengst, zijn we grondstoffen van binnen het systeem gaan uit putten, om die per hectare opbrengst op te schroeven. Met als gevolg dus uitputting van de grond zelf, maar dus ook uitputting van grondstoffen elders. Waarvoor, om dat proces om te keren, weer ipv principe land nodig is, om een buiten systeemse bron, de zon, dat weer aan te laten vullen, en laat daar nou weer land voor nodig zijn,. Het beest heeft zichzelf in de staart gebeten. Maar goed, beter laat dan nooit tot inkeer gekomen. We zoeken dus een systeem dat meer oplevert dan erin gaat, En liefst nog veel meer, want de verwerking en ver-orbering van de landbouwprodukten levert ook nog verliezen in de keten op. Afhankelijk van hoe we dat organiseren.
Als de huidige landbouw de ene kant van het spectrum is, wat zit er dan aan het ander uiteinde van het spectrum: de stip op de horizon om dan te kijken hoever we in die richting kunnen komen ?
Om zon referentie plan B te vinden moeten we op de eerste plaats aan arbeid denken. Immers daar gaan de landbouwprodukten in, en bij kringlopen is het zo dat als je er wat instopt , er ook wat uit moet komen, om de zaak draaiende te houden, dus de arbeid die door dat verorberde voedsel geleverd kan worden is de meest effectieve bron van energie , en de kortste keten met de minste verliezen voor diezelfde landbouw. Als we rekenen dat 1 persoon van 3000 m2 landbouw opbrengst kan leven, [5] dan is duidelijk dat hij een veel groter stuk kan bewerken dan zelf nodig, en dus netto winst oplevert. Dat was overigens ook het principe van de slavernij arbeid in de VS destijds. Maar het kan natuurlijk ook zonder direct weer aan slavernij over te gaan.
Wat is dan een ideaal punt of de horizon, de ultieme hectare die veel meer opbrengst dan er exosomatisch wordt ingestopt, dus los van zonne-energie en binnen systeem aanwezige componenten , er los wordt ingebracht?
Voor mij springt er een uit als stip op de horizon: Het voedselbos: na aanleg een min of meer zelfstandig opererend systeem waaruit ieder jaar te oogsten valt zonder dat het systeem achteruit gaat. ( daar zal ongetwijfeld biologisch meer over te zeggen zijn, maar als eerste indicatieve referentie voldoet het prima). Er zijn juichende verhalen over, en weinig cijfers, maar ik heb hier zelf een kleine indicatieve berekening gemaakt: neem een hectare met voor de helft fruit en voor de helft noten. Als ik dan even de onderliggende lagen van een voedselbos buiten beschouwing laat, en puur energetisch reken, dan komt daar ca. 15 ton appels en ca. 2 ton noten uit als jaarlijkse oogst. [6,7]. Omgerekend is dat 89 GJ aan voedsel energie.
De arbeid die erin gaat is het oogsten zelf, daarvoor zijn ervaringscijfers beschikbaar [8]: ca. 40 dagen voor de appels, en ca. 17 voor de noten, is 57 dagen totaal ( of wel 1/7 mensjaar, een dag per week) Voeg daarbij 1 dag per week onderhoud aan voedselbos ( wat in principe zelfstandig functioneert, maar toch, dan is dat 2/7 mensjaar wat er aan arbeidsenergie in gaat.
De energiebehoefte van een mens is ca. 10 kJ per dag, ofwel 3,65 GJ per jaar , 2/7 is dan ca. 1GJ input. Ofwel een EROI van 89:1 ! Vooral dus dankzij de gratis zonne energie. Daar is nog van alles op aan te merken, zoals de eerste jaren levert dat niet zoveel op, maar de opbrengst van de onderlagen zijn ook niet meegerekend, de grote appeloogst vergt waarschijnlijk wat meer arbeid, etc etc. Maar het geeft een eerste indicatie van een referentie voor landbouw.
Die EROI is trouwens iets anders als hoeveel mensen van zo’n voedselbos zouden kunnen leven: dat zouden er 25 zijn, weliswaar op een dieet van noten en vruchten . Dat zouden we echter ook als EROI kunnen interpreteren: uitgaande van het feit dat 1 persoon nodig is om die hectare te beheren en te oogsten, (en een korte werkweek heeft), dan kunnen daar 25 man van leven,. Dan levert 1 persoon input voor 25 personen output per hectare, een ‘personen’ EROI van 25:1 . Ergens tussen 25 en 89 ligt die reële EROI. In de grafiek heb ik 25 aangehouden als ondergrens, als een conservatieve schatting voor een Voedselbos.
Alle overige landbouw systemen, zoals bio-ecologisch en permacultuur, zitten ergens tussen die moderne landbouw en het voedselbos in. In de literatuur nog wat berekeningen gevonden, zoals een gemiddelde EROI voor landbouw in Denemarken van 0,25:1, [9] een studie naar IJslandse systemen, zowel normaal als organische boeren. Die studie laat zien dat bijvoorbeeld met grotere bedrijven de EROI verbetert. In de tabel heb ik er twee uitgenomen, de gemiddelde traditionele farm en de best scorende organische farm ( Zuivel producten) [10]
Er is ook een studie die oa de EROI van graan in Kenya laat zien: (van Pimentel, een van de pioniers mbt EROI berekeningen in de landbouw) [11]
Bij al deze cijfers wel beseffen dat ik ze niet gecontroleerd heb op consistentie: Of dat ze allemaal de zelfde systeem grenzen hebben aangehouden, of dat ze 1e 2e of 3e lijnseffecten hebben meegenomen bijvoorbeeld. Ze zijn puur als indicatie opgenomen, zodat er enig gevoel voor dimensies ontstaat.
En dan is er de Polyface farming van Salatin. Die veel aandacht kreeg nadat Pollan erover geschreven had. Een vorm van integrale en geïntegreerde landbouw, erg succesvol, hij geeft hier ook regelmatig lezingen . Uit boek van Pollan [12] en cijfers op internet [13] heb ik daar een EROI van geschat: 0.52:1. Stukken beter, maar haalt de 1:1 ook nog niet.
Dat levert dan een grafiek op, met op de ene as de EROI, En de andere is de output in voedsel energiewaarde. Dat leek me de meest relevante, omdat de opbrengst van landbouw systemen uiteraard de bedoeling heeft de mensen te voeden.
Als we dan een grafiek hebben van EROI en output/ha, dan is de vraag natuurlijk wat zijn minima mbt die gegevens? Voor EROI zoals al boven geschetst, zal dat minimaal 3 dienen te zijn. (1:3)
Maar wat moet de opbrengst zijn: Wat is minimaal nodig om bijvoorbeeld met Nederlandse oppervlak aan landbouw , alle Nederlanders van een minimaal voedsel pakket te voorzien in termen van energie, cq kcal of MJ? Voor NL is dat : 17,5 miljoen inwoners x 3,65 GJ/jaar , en dat
gedeeld door landbouwoppervlak: (18400 km2 excl. kassen, CBS). Dat levert dus een benodigde output per ha van 34,76 GJ/ha-jaar. Dat is de bovenste bodem lijn in de grafiek.
Voor de wereld als geheel is het iets gunstiger, wij zijn nu eenmaal een van de dichtstbevolkte landen ter wereld. Het globale minimum ligt bij ongeveer 18,25 GJ/ha-jaar
Duidelijk is te zien dat er eigenlijk geen een voldoet. De zoektocht naar een volhoudbaar Landbouw systeem , het Plan B, moet zich dus concentreren op de rechthoek rechts boven: begrensd door de eroi = 3 lijn en de NL output minimum. Het gebied waar we de natuur zelf zoveel mogelijk het werk laten doen… * Tot die conclusie was Smit ook al gekomen [1], dat er vooral zonder kunstmest, en met inzet van arbeid geboerd moet worden, wil het volhoudbaar zijn. En dat hoeft natuurlijk geen voedselbos te zijn, als de EROI maar in die richting gaat…
En dan natuurlijk nog rekening houden met de lokale randvoorwaarden als grondsoort, waterstand, en zo meer. Maar dat moet je dus aan boeren vragen, niet aan mij…
*Ik schreef daar overigens vanuit een andere invalshoek al eerder over: Bionologie: De natuur niet alleen voedsel laten groeien, maar ook andere producten, zoals stoelen. [14]
disclaimer
Alles even onder de huidige omstandigheden. Bijvoorbeeld ook de hoeveelheid beschikbaar water, net als zon een gratis beschikbaar goedje. Maar waar de zon redelijk betrouwbaar is, is de water stroom aan het veranderen onder invloed van klimaat verandering. Nederland droogt uit. Dus ook opbrengsten uit het verleden zijn geen garantie voor de toekomst… (wat ook weer van invloed is op de nutriënten situatie) .
[1] eerder artikel: http://ronaldrovers.nl/kringlopen-berekenen-embodied-land-de-landbouw/
[2] Trouw artikel: https://www.trouw.nl/duurzaamheid-natuur/zonder-intensieve-landbouw-kunnen-we-niet-de-wereldbevolking-voeden-en-de-natuur-behouden-zeggen-onderzoekers~b3a4cf34/
[3] NRC artikel: https://www.nrc.nl/nieuws/2019/08/14/we-zijn-niet-gebaat-bij-biologische-landbouw-a3970060
[4] resterende oogsten UK: https://www.theguardian.com/environment/2017/oct/24/uk-30-40-years-away-eradication-soil-fertility-warns-michael-gove
[5] landgebruik : 3000 m2 (zonder gebruik van kassen: )
Food and land use. The influence of consumption patterns on the use of
agricultural resources Winnie Gerbens–Leenes*, Sanderine Nonhebel
Center for Energy and Environmental Studies (IVEM), University of
Groningen, Nijenborg 4, 9747 AG, Groningen, The Netherlands Received 12
October 2004;
[6] Appels: Appels leveren ca 33 ton/ha. Plukken ca 50 kg/uur : dus 660 uur is 82,5 dag .
Per kg 2,3 MJ, per ton 2,3 GJ, halve hectare : 33 GJ
[7] Walnoten: 1,5 tot 4 ton noten per hectare. Walnoten 15 kilo per boom. Een geoefende raper raapt 120 kg. per dag, een beginner ca. 60 kg. (neem aan dat dat incl houtschil is , ongekraakt)
https://www.desmallekamp.nl/nl/2-ongecategoriseerd/32-wat-u-moet-weten-over-walnotenbomen : ofwel: 33 dagen rapen/ha
Voedsingswaarde per 100 gr: 675 kcal, 2827 kJ
per kg: 28 MJ, per ton dus 28 GJ 2 ton (halve hectare) dus 56 GJ
[8] oogst tijd investering
[9] Denemarken: Energy Analysis of the Danish Food Production System:
Food-EROI and Fossil Fuel Dependency , Markussen M., Energies 2013, 6, 4170-4186; doi:10.3390/en6084170 , https://www.mdpi.com/1996-1073/6/8/4170
[10] Ijsland: A Comparative Analysis of the Energy Return on Investment
of Organic and Conventional Icelandic Dairy Farms , Reynir Smari Atlason et all, ICEL. AGRIC. SCI. 28 (2015), 29 – 42 , http://ias.is/wp-content/uploads/Icelandic_Agricultural_Sciences_29_2016/Icelandic_Agricultural_Sciences_28_2015/A-Comparative-Analysis-of-the-Energy-Return-on-Investment.pdf
[11] Kenya : Pimentel D. , Energy Inputs in Food Crop Production in Developing and Developed Nations , Energies 2009, 2(1), 1-24; : https://www.mdpi.com/1996-1073/2/1/1/htm
[12] Michael Pollan, The omnivore’s dilemma. 2006
[13] polyface internet discussion: https://saywhatmichaelpollan.wordpress.com/2010/07/21/the-free-lunch/
[14] Bionologie: http://ronaldrovers.nl/technology-van-fuel-tech-naar-human-tech-en-naar-bionologie/
