Možnosti potravinovej produkcie - energetická spotreba v procese produkcie potravín

 

Stiahnuť celú publikáciu: Inflačné činitele svetovej ekonomiky a opatrenia proti ich dopadom

Zelená revolúcia

Objavy v petrochemickom priemysle počas druhej svetovej vojny sa prejavili vo všetkých oblastiach hospodárstva. Využívanie plastov a masové využívanie dopravných prostriedkov sú príkladom týchto zmien. Revolúciou prešlo aj poľnohospodárstvo. Nárast počtu obyvateľstva nielen v krajinách tretieho sveta, ale aj povojnových silných ročníkov, kládol na produkciu potravín náročné požiadavky. Bolo nutné zvýšiť produktivitu v tomto sektore ekonomiky, aby sa svet vyhol negatívnym dôsledkom nedostatku potravín. Viaceré výskumné organizácie, ako napríklad Rockefeller fundation, sa zamerali na využitie ropných derivátov, mechanizácie a nových šľachtených druhov pšenice a ryže. Dizajn nových rastlín sa zameriaval na zvýšenie ich vzájomnej tolerancie. Zvýšila sa tak hustota pestovaných rastlín na obhospodarovanej ploche, avšak na úkor kvality.  Nové druhy rastlín vytvárali vyššie výnosy, na druhej strane ale intenzívne vyčerpávali pôdu, ktorá rýchlo strácala živiny. Odpoveďou na tento problém bolo využitie umelých dusíkatých hnojív, vyrábaných zo zemného plynu a ťažba minerálnych hnojív. Tieto látky majú za úlohu poskytnúť pôde prvky nevyhnutné pre rast poľnohospodárskych produktov.

Mechanizácia poľnohospodárstva umožnila zväčšiť plochu pestovaných plodín, uľahčila poľnohospodárom prácu a zaviedla do odvetvia princípy hromadnej výroby. Nové mechanizačné prostriedky sa vďaka rozvoju priemyselnej hromadnej výroby počas druhej svetovej vojny stali lacné a dostupné pre farmárov. Traktory, kombajny, mechanizované sejačky, stohovače a pluhy vytvorili predpoklad pre pestovanie väčšieho množstva plodín s nižšími nákladmi. Zatiaľ čo pre ťažný dobytok musel poľnohospodár vyčleniť plochy na pastvu a uskladňovať každoročne seno, mechanizmy využívali naftu a benzín, ktoré boli, v časoch veľkého množstva uhľovodíkových zásob, lacné. Farmár tak mohol uvoľnené plochy, ktoré boli potrebné pre nasýtenie ťažných zvierat, využiť na pestovanie plodín pre zisk. Na druhej strane produktivita mechanizmov bola so strojmi oveľa vyššia. S jedným párom koní boli k dispozícií dve konské sily. Pri využití traktora sa za nižšie náklady dalo využiť sto a viac konských síl. Produktivita fariem sa vďaka intenzívnemu využitiu uhľovodíkových palív stala oveľa vyššia. Uľahčili prácu veľkého množstva ľudí a zvierat. Nahradili ju natoľko, že v rozvinutých krajinách sa len malá časť obyvateľstva venuje poľnohospodárstvu.

Zavedenie mechanizačného prístupu do systému produkcie potravín sa prejavil aj na organizácií pestovania potravinových komodít. Začali sa uprednostňovať veľké plochy monokultúr. Sejba veľkých plôch jednou plodinou vytvorila efektívnejší systém riadenia nákladov. Intenzívne využívanie takéhoto prístupu, spojením s novo vyšľachtenými druhmi plodín, zvýšilo produkciu obilnín počas „zelenej revolúcie“. Medzi rokmi 1950 a 1984 vzrástli výnosy o 250% (Kindel, 1994).  Takýto prístup mal však aj svoje nevýhody. Každá rastlina predstavuje systém vstupov a výstupov látok a energie. Rozdielne druhy rastlín vyčerpávajú z pôdy určité látky vo väčšom či menšom množstve. Výsadba veľkých plôch jedným typom rastliny vytvára špecifické a intenzívne požiadavky na zloženie chemikálií v pôde. Z nej  sa po čase vyčerpajú látky, ktoré monokultúry potrebujú pre svoj rast a rozvoj.

Monokultúry týchto nových druhov odčerpávali živiny z pôdy veľmi rýchlo. V prirodzenom prostredí žijú druhy rastlín a živočíchov v symbiózach a vzájomná látková výmena umožňuje existenciu všetkých druhov v ekosystéme. V prostredí monokultúr takáto koexistencia a vzájomná podpora chýba. Vyčerpané látky z pôdy sú nenávratne preč a prirodzená obnova znehodnotenej pôdy trvá dlhú dobu. Odpoveďou sa stali umelé hnojivá. Fosfor, draslík a dusík, základné prvky pre existenciu rastlinných kultúr, museli farmári dodávať umelo. Chemické hnojivá vytvárané z uhľovodíkových produktov začali zabezpečovať dusíkaté látky, fosfor z kamenných fosfátov a draslík draselných solí. Monokultúry taktiež narušili prirodzené obranné mechanizmy ekosystémov a naturálnu konkurenciu živočíšnych a rastlinných druhov. Monokultúry stratili svoju odolnosť voči chorobám a škodcom. Využívať sa preto začali v narastajúcej miere aj pesticídy, ktorých zdrojom sú ropné deriváty. Poľnohospodári v krajinách tretieho sveta, ktorí si nemôžu dovoliť umelé hnojivá, po vyčerpaní pôdy klčujú lesné porasty, aby získali novú pôdu s vysokým obsahom živín. Keďže ekosystémy sa nedokážu rýchlo obnoviť na vyčerpanej pôde, dochádza k degradácií pôd, čoraz intenzívnejšej likvidácii lesných porastov a pôdnej erózii. Poľnohospodárstvo, koncentrované do čoraz menšieho počtu veľkých korporácií, v súčasnosti využíva pôdu ako špongiu s vysokým obsahom chemických látok potrebných pre rast plodín.

Energetická spotreba v procese produkcie potravín

Cenou za zefektívnenie a zvýšenie potravinovej produkcie pre exponenciálne rastúci počet obyvateľov planéty bola jej narastajúca závislosť na umelých hnojivách, spotrebe energie a chemických derivátov na likvidáciu škodcov. Intenzívne využívanie uhľovodíkov v poľnohospodárstve vytvorilo systém, ktorý je veľmi citlivý na zmeny ceny ropy. V skutočnosti totiž transformujeme energetickú hodnotu uhľovodíkových palív na potraviny, z ktorých získavajú energiu ľudia. Západný typ stravy bohatý na bielkoviny a tuky vyžaduje 4,4 litra dieselového paliva na osobu za jeden deň (Olivier, 2008). To znamená, že štvorčlenná rodina spotrebuje za jeden rok 175 barelov ropy vo forme potravy. Zvýšenie životného štandardu chudobnej svetovej populácie spôsobí tlak na ceny ropy. Tento jav sa deje hlavne v oblasti juhovýchodnej Ázie, kde čoraz väčší počet obyvateľov prechádza na západný typ stravovania. Vegetariánska strava má nižšiu energetickú hodnotu v porovnaní s západnou stravou. Zatiaľ čo priemerný energetický obsah vegetariánskej stravy je 4 kWh za deň, strava bohatá na mliečne výrobky a mäso má energetický obsah 12 kWh za deň (MacKay, 2009). Proces energetickej premeny v poľnohospodárstve, pod vplyvom zelenej revolúcie umožnil využívať nielen slnečnú energiu vo forme fotosyntézy pri pestovaní, ale aj slnečnú energiu organických zlúčenín, ktoré sa v zemskej kôre transformovali na ropu a zemný plyn. To znamená, že pri spotrebe približne 4,4 litra (približne 47,3 kWh) paliva denne na 12 kWh energie spotrebujeme 4 energetické jednotky pohonných hmôt na jednu energetickú jednotku potravy. Ak by sa prirátala aj spotreba palív pri preprave, bol by tento pomer ešte väčší. Niektorí autori udávajú celkový energetický pomer až na úrovni 10:1 (Pfeiffer, 2006, s. 76). Na obrázku 32 je prezentovaná závislosť cien potravín od svetových cien ropy, pričom je evidentné, že táto závislosť je veľmi silná.

Obr. 32: Vzťah vývoja cien ropy a cien potravín medzi rokmi 2001 a 2011

Zdroj: Potravinová a poľnohospodárska organizácia OSN, Medzinárodná energetická agentúra

Dostupné na: http://www.paulchefurka.ca/Oil_Food.html

Zvýšenie cien energií ovplyvní výnosy poľnohospodárov nielen z dôvodu priamych vyšších nákladov na energie, ale aj kvôli rastúcej cene vstupov. Napríklad hnojivá, ktoré tvoria podstatnú časť primárnych energetických vstupov v agronómii, sú vyrábané prostredníctvom energeticky veľmi náročných procesov. Ako uvádza McLaughin, v článku pre magazín Canadian Agricultural Enginering, spotreba energie v modernom poľnohospodárstve sa rozdeľuje v nasledovnom pomere (McLaughin, 2000):

·              31% - výroba anorganických hnojív

·              19% - prevádzka poľných mechanizmov a strojov

·              16% - preprava

·              13% - zavlažovanie

·              8% - chov dobytka

·              5% - sušenie obilia

·              5% - produkcia pesticídov

·              3% - zvyšok

Skoro tretina energie v poľnohospodárstve sa spotrebuje na výrobu hnojív. V rámci ich produkcie sa na výrobu jedného kilogramu hnojiva spáli jeden kilogram dieselového paliva (Marterson, 2011, s. 201). S príchodom energetickej krízy nebudú poľnohospodárom stačiť agrodotácie, aby pokryli všetky náklady na pestovanie. Moderné poľnohospodárstvo sa stalo na systéme produkcie, prostredníctvom neustáleho odčerpávania živín z pôdy a ich nahrádzaním umelými hnojivami, závislé. Medzi rokmi 1960 až 2000 sa zvýšila spotreba hnojív päťnásobne (Earth policy institute, 2011). Bez umelých hnojív nie je možné v súčasnosti nasýtiť svetovú populáciu, pretože poľnohospodárske systémy založené na monokultúrach nie sú schopné samo obnovy pôdnych živín. Navyše, ročne je veľké množstvo chemicky pripravených hnojív odvedených riečnymi systémami do oceánov, kde vytvárajú rozsiahle mŕtve zóny a rastúci počet záplav pod vplyvom klimatických zmien spôsobuje splavovanie obrovského množstva živín z rovinatých úrodných oblastí. Podľa odhadov Ministerstva poľnohospodárstva USA a univerzity v Ohio sa každoročne pri pestovaní štyroch hlavných plodín – pšenice, ryže, kukurice a jačmeňa – stráca 20 miliónov ton živín. Ak by sa odhad aplikoval na celú svetovú poľnohospodársku produkciu, číslo by bolo 2 až 3 krát vyššie (Cribb, 2010, s. 74). Čína zvýšila v posledných rokoch používanie umelých hnojív o 44%, Pakistan o 61%, Brazília o 137%. Všetky krajiny zaznamenali nárast počtu záplav, zosuvov pôdy a zároveň nárast počtu obyvateľstva. Naopak Európa znížila ich spotrebu skoro o polovicu (FAO, databáza).

Poľnohospodárstvo je rovnako závislé na pesticídoch. Ich spotreba sa od začiatku zelenej revolúcie zvýšila 1000 krát. Na ich produkciu sa taktiež využívajú ropné produkty. V prípade nedostatku týchto látok hrozí, že rozľahlé monokultúrne oblasti budú zasiahnuté chorobami, hmyzom alebo znehodnotené výskytom buriny. V časoch energetickej krízy sa zvýšená cena energetických vstupov prejaví nielen na priamych nákladoch za naftu a zemný plyn. Vzrastú náklady na hnojivá, od ktorých je súčasné poľnohospodárstvo závislé. To znamená, že producenti budú svoje náklady zohľadňovať v cenách produktov alebo nebudú hnojivá využívať, čo povedie k nižšej produkcii a nedostatku potravín na trhu. Napríklad v roku 2008, v čase prudkého rastu cien ropy a potravín, sa zvýšili ceny močoviny (dusičnanového hnojiva) o 60% a cena diamonium fosfátu o 218% (Cribb, 2010, s. 74). Mnoho farmárov ukončilo svoju činnosť. Počet samovrážd farmárov v Indii dosiahol v tomto období veľmi vysoké čísla.

Hranice možností umelých a minerálnych hnojív

Niektoré zdroje hnojív potrebných pre poľnohospodársku výrobu dosahujú v súčasnosti vrchol produkcie. Fosfor, jeden zo základných stavebných prvkov pri vytváraní a prenose energie prostredníctvom adenín trifosfátu, v procese látkovej výmeny, koluje v prirodzených ekosystémoch medzi rastlinami, zvieratami a človekom. Jeho export z ekosystémov vo forme produkcie potravinových komodít sa preto nahrádza minerálnymi hnojivami na báze fosfátov. Avšak, ako prezentujú niektorí odborníci, jeho produkcia dosiahla, prípadne v súčasnosti dosahuje, svoj vrchol. Podobne, ako ropná produkcia. Aj keď podľa, organizácie Global Phosphorus Research Initiative globálne zásoby fosforu vystačia na 30 – 40 rokov pri súčasnej miere spotreby (Elser, White, 2010), narážame na rovnaký problém ako pri ťažbe prakticky všetkých nerastných surovín – po prekročení vrcholu produkcie, nie je možné fyzicky vyťažiť viac nerastov, ktoré sú jednak náročnejšie dostupné alebo nižšej kvality. Podľa analýz, ktoré vykonal Déry a Anderson, pri aplikácii modelov odhadu zdrojov, maximálna produkcia fosfátov dosiahla vrchol v roku 1989 a od tejto doby postupne klesá, ako je znázornené na obrázku 33. Ťažba minerálnych hnojív bude čoraz náročnejšia a energeticky intenzívnejšia, práve v období rastu cien energií. Ľudstvo sa bude musieť spoľahnúť na hnojivá vyrábané chemickou cestou, počas neustáleho rastu cien energií a uhľovodíkových produktov a počas exponenciálneho rastu svetovej populácie. Vlády krajín si tieto fakty začínajú uvedomovať a obmedzujú ich export. V roku 2009 sa 67% svetovej produkcie fosfátov ťažila na troch miestach – v Číne (35%), USA (17%) a západnej Sahare (15%) (Soil Assotiation, 2010). Niektorí komentátori v tejto oblasti, ako napríklad Heinberg, aj odborná obec v časopise Scientific American, hovoria o tikajúcej potravinovej bombe. Čína zakázala vývoz fosfátov a USA ich prudko obmedzili (Heinberg, 2011, s. 136). Čína taktiež obmedzila vývoz vzácnych prvkov, ktorých sa v tejto krajine nachádzajú najväčšie svetové zásoby a využívajú sa napríklad na produkciu polovodičov, mikročipov a solárnych panelov.

Obr. 33: Vrchol svetovej produkcie fosfátov

Zdroj: Déry , Anderson, 2007

Na prepravu potravín sa spotrebuje približne 16% energetických vstupov v tomto odvetví hospodárstva. Aj keď percento nepredstavuje dominantný podiel energetickej spotreby, závislosť potravinového zabezpečenia obyvateľstva na preprave je vysoká a zaznamenáva rastúci trend. Len veľmi málo potravín sa v súčasnosti spotrebuje z lokálnych zdrojov. Prepravné vzdialenosti, od producentov potravinových komodít k produkčným kapacitám na výrobu a balenie potravín, neustále narastajú. Globálna ekonomika natiahla reťaze producentov, spracovateľov, veľkoskladov a distribútorov na komplexnú a globálnu sieť. Vzdialenosť transportu potravín sa medzi rokmi 1978 a 1999 zväčšila o 50% (Jones, 2001). Tento trend s rastúcou integráciou globálnej ekonomiky narastal aj v nasledujúcej dekáde. Ako bolo uvedené v časti o kríze energetických zdrojov, tento štandard nebude môcť byť zachovaný. Vzrastajúce vzdialenosti prepravy potravín zvýraznia negatívne dôsledky ich nedostatku v prípade narušenia systému zásobovania pohonnými hmotami. Zvýšenie cien ropy nielen že predraží náklady na dopravu, ale niektoré výrobky nebudú dostupné v prípade, ak krajina nemá kapacity na ich produkciu alebo sa stanú zahraničné produkty pre obyvateľstvo krajiny príliš drahé (najväčšie problémy nastanú, ak sa zníži kúpyschopnosť obyvateľstva infláciou a zároveň nastane ropná kríza, ktorá predraží potraviny). Obzvlášť kriticky bude zasiahnutá preprava čerstvých produktov. Až 93% tohto typu potravín sa prepravuje nákladnými automobilmi (Pfeiffer, 2006). Taktiež mrazenie potravín je energeticky veľmi nákladné. Preprava chladených a mrazených potravín, hlavne mrazeného mäsa a chladeného ovocia a zeleniny, bude výrazne ovplyvnená.

Systém zabezpečenia výživy obyvateľstva je vo všetkých jeho stupňoch závislý na cenách ropy. Jej nedostatok sa prejaví naprieč celou štruktúrou svetovej produkcie a distribúcie potravín. Od rastu cien energetických vstupov na pohon poľnohospodárskych mechanizmov, rastu cien umelých hnojív a chemických prostriedkov na hubenie škodcov, od ktorých je súčasná produkcia silne závislá až, po zvýšenie nákladov za prepravu. Energetická kríza znemožní produkciu a prepravu veľkého množstva potravinových produktov, ktoré moderná spoločnosť pokladá za prirodzenú súčasť života. Dotácie pre agronómov v súčasnosti vyrovnávajú nedostatky v produkcii potravín hlavne v rozvinutých krajinách. S postupujúcou dlhovou krízou je v súčasnosti tento systém ohrozený a s postupujúcou energetickou krízou bude určite neudržateľný, pretože už v súčasnosti vypláca Európska únia 40% zo svojho rozpočtu ako priame dotácie poľnohospodárom.
 

Pokračovať na ďalšej kapitole: Dostupné zdroje vody pre poľnohospodársku výrobu

Stiahnuť celú publikáciu: Inflačné činitele svetovej ekonomiky a opatrenia proti ich dopadom