Anja Røyne

Fysiker

Stikkordarkiv: jordbruk


av Legg igjen en kommentar

Krig og korn

Igjen fører krig til økende priser på fossil energi som gir dyrere gjødsel – og vanskeligere tider for bønder verden over.

I 2021 lå prisen på 100 kg nitrogengjødsel i Norge på omtrent 280 kr. Så kom Russlands fullskala invasjon av Ukraina, og i 2023 kostet den samme gjødselen over 600 kr. Det gjorde at mange planteprodusenter måtte tenke seg ekstra godt om før de kjøpte inn gjødsel for sesongen. I 2025 hadde prisen kommet seg ned til 490 kr, men etter at Israel og USA startet krig mot Iran i slutten av februar i år, er sjansen stor for at gjødselprisene kommer til å øke på nytt.

Sånn skal det bli, på den andre siden av sommeren. Men korn trenger næring for å vokse, og mesteparten av verdens jordbruk er avhengig av nitrogengjødsel laget av luft og fossil energi. Foto: Kari Margrethe Sabro.

Luft + fossil energi = nitrogengjødsel

Nitrogen er den viktigste bestanddelen i det som kalles kunstgjødsel, syntetisk gjødsel, handelsgjødsel eller fullgjødsel: det bonden tilfører jorda for at plantene skal vokse godt nok. Grunnstoffet nitrogen er en avgjørende ingrediens i proteiner, og selv om 80 % av lufta består av nitrogen, kan ikke plantene selv hente nitrogenet de trenger fra lufta. De trenger hjelp fra enten bakterier eller våre fabrikker til å rive i stykker nitrogenmolekylene i lufta og koble sammen nitrogenet med hydrogen for å kunne klare å bruke det til å vokse.

Dette er en prosess som krever store mengder energi. For litt over hundre år siden ble Norsk Hydro grunnlagt på en metode der det ble brukt elektrisk strøm til å produsere nitrogengjødsel, men det tok ikke mange år før denne prosessen, utviklet av Birkeland og Eyde, ble utkonkurrert av den tyske Haber-Bosch prosessen der energien kommer fra fossilt kull eller gass. I dag foregår så godt som all produksjonen av nitrogengjødsel i verden ved hjelp av fossil energi.

Da Russland gikk inn i Ukraina for fire år siden, fikk Europa plutselig mye dårligere tilgang på gass til sin energiproduksjon og energi. Prisene gikk i været, og flere gjødselprodusenter valgte å redusere eller stenge produksjonen sin for å kutte utgifter. Det i sin tur fikk gjødselprisene på verdensmarkedet til å mangedoble seg. Figuren under, som er hentet fra FN-organisasjonen UNCTAD, viser hvordan prisen på to viktige former for nitrogengjødsel (orange linjer) skøyt i været både i 2022 og ved tidligere uroligheter.

Iran-krigen struper forsyningen av både energi og gjødsel

Denne uka har krigen i Midtøsten fått skipsfarten gjennom det trange Hormuz-stredet til å stoppe nesten helt opp. Det betyr at noe sånt som 20 % av den flytende naturgassen (LNG) til verdensmarkedene ikke kommer fram, i tillegg til olje og petroleumsgass, og effekten på energiprisene merkes allerede verden over. Prisen på naturgass steg med nesten 75 % mellom 27. februar og 9. mars.

I tillegg rammes gjødselforsyningen direkte. Siden nitrogengjødsel kan produseres fra ikke så mye mer enn fossil energi og luft finner vi mange store gjødselprodusenter i denne regionen, og ifølge Yara transporteres omtrent en tredjedel av all urea og ammoniakk til verdensmarkedene gjennom dette stredet. Urea er en form for nitrogengjødsel som ikke brukes så mye her til lands, men er den vanligste gjødselformen flere steder i Asia. Ammoniakk brukes direkte som gjødsel i USA, og brukes som råstoff til å produsere andre gjødselprodukter i fabrikker verden over, blant annet i Norge. Vi produserer noe ammoniakk selv, men importerer også mye av både ammoniakk og naturgass Yaras fabrikker her til lands.

Som om ikke dette var nok produserer denne regionen også omtrent en fjerdedel av verdens svovelsyre som et biprodukt fra oljerafinnerier. Gjødselindustrien er verdens største forbruker av svovelsyre fordi den er nødvendig for å frigjøre fosfor fra de geologiske mineraler. Nitrogen, fosfor og kalium er de tre viktigste næringsstoffene i handelsgjødsel (kunstgjødsel).

Dårlig nytt for bønder, og aller mest de fattigste

Når prisen på gjødsel stiger kraftig, går det aller mest ut over bønder som trenger gjødsel for å få nok avling, og som har det trangt økonomisk allerede. Det gjelder ikke minst for bønder i den fattige delen av verden. Ifølge UNCTAD får Sudan mer enn 50 % av sin nitrogengjødsel fra dette området i dag, mens det er over 30 % for Sri Lanka, Tanzania og Somalia

Dersom dyrere gjødsel fører til at avlingene blir lavere kan det også gi høyere matvarepriser og, igjen, ramme fattige områder hardest. Det kan være vanskelig å si sikkert om eventuelt høyere priser på mat faktisk skyldes prisen på gjødsel. Det er jo mange ting som skjer samtidig på verdensmarkedene i slike urolige tider. Selv om det finnes mange historier om hvordan bønder har vært rammet av høye gjødselpriser, viser tallene for kornproduksjon for verden som helhet nesten ingen tegn til å ha blitt påvirket. Det er egentlig litt overraskende og sier kanskje aller mest noe om at det produseres mer enn nok mat i verden, og at sult og matvarepriser handler mer om hvem som får tilgang på denne maten.

Kanskje vi kan få mindre sløsing?

En ting som gjerne skjer når prisene stiger, for eksempel på energi, er at det blir mer fart i utviklingen av løsninger som gjør at man kan klare seg med litt mindre av det som har blitt dyrt. For eksempel førte oljekrisa på 1970-tallet til betydelig utvikling innen energieffektivisering og solenergi. Fabrikkprodusert nitrogengjødsel er uunnværlig for de fleste bønder i dag, men samtidig brukes den på en sløsete måte som gir store problemer for naturen. På verdensbasis er det bare noe sånt som 10 % av nitrogenet som tilføres jorda som faktisk ender opp i mat som folk spiser. Om det nå skulle komme en periode med høye gjødselpriser kunne det vært fint om det også førte til litt mer nøysom og målrettet bruk av denne ressursen, til glede for folk og natur.

Vil du lese mer? Den tette sammenkoblingen mellom energi, gjødsel, mat og storpolitikk er et viktig tema i min bok Livet, døden, krig og korn. Historier om nitrogen fra 2025.


av Legg igjen en kommentar

Bakterier, ozonlaget og livet på landjorda

Før jorda ble full av liv, var jordoverflaten et ulevelig sted.

Sola sender nemlig ikke bare fra seg lys og varme. Den mest energirike strålingen som kommer fra sola, den som kalles UV-stråling, kan gjøre stor skade på biologisk vev. Om det ikke finnes noe i lufta som stopper denne strålingen, er livet forvist til å leve under vann, som strålingen ikke klarer å trenge gjennom, og dette var situasjonen for det første livet på jorda.

Desember. Ingen fare for å få for mye av hverken UV-stråling eller annet sollys. Eget bilde.

Fotosyntese og ozonlag

Situasjonen endret seg gradvis etter at encellede organismer i havet begynte å fange solenergi i prosessen som kalles fotosyntese. Som et biprodukt ble det produsert oksygengass, som i løpet av de neste millionene av år strømmet ut i havet og atmosfæren.

Oksygengass består av to oksygenatomer som henger sammen. Høyt oppe i stratosfæren kan energirikt UV-lys rive fra hverandre disse molekylene, og så kan enslige oksygenatomer slå seg sammen med oksygenmolekyler og danne molekyler som består av tre oksygenatomer til en gass som kalles ozon.

Ozon har en sterk evne til å filtrere vekk UV-lys som er på vei ned til jorda, og slik gjorde fotosyntesen at UV-strålingen som traff jordoverflaten med tiden ble lav nok til at livet kunne flytte opp på land.

Bakterier som bryter ned ozonlaget

Om det ikke hadde eksistert noen prosesser som omdannet ozon tilbake til oksygen igjen, så ville stadig mer oksygen blitt omdannet til ozon, mengden med ozon ville ha fortsatt å øke, og det ville blitt stadig mindre UV-stråling til jordoverflaten. Men slik er det ikke. Det finnes prosesser som bryter ned ozon, og de innebærer ulike former for katalyse: molekyler som hjelper til med å rive fra hverandre ozonmolekylene. Blant slike stoffer finner vi de menneskeskapte KFK-gassene, som har vært vanlige i kjøleskap. Bruken av disse ble trappet ned over hele verden som følge av internasjonale avtaler for å redde ozonlaget fra slutten av 1970-tallet.

I naturen er nitrogenoksider, molekyler som består av nitrogen og oksygen, de mest effektive katalysatorene for å bryte ned ozon. Jo mer nitrogenoksider i stratosfæren, desto fortere rives ozonmolekylene i stykker, og desto tynnere blir ozonlaget. Nitrogenoksider produseres både i lynnedslag og i naturlige og industrielle forbrenningsprosesser, men siden de har så lett med å reagere med andre gasser, blir de vanligvis brutt ned før de når opp i stratosfæren. Unntaket er lystgass, molekyler som består av to nitrogenatomer og ett oksygenatom. Lystgass er en kraftig drivhusgass, og den har lang levetid i atmosfæren. Derfor er det lystgass som er den største naturlige kilden til ozonnedbrytning i statosfæren og som dermed kontrollerer tykkelsen på ozonlaget.

Bakterier, og nå også planter, produserer oksygen som gir oss ozonlaget og dets beskyttelse. Men det er også bakterier som produserer lystgass. Det skjer når nitrogenholdig organisk materiale, eller kunstgjødsel, brukes av bakterier i jord og vann til deres livsprosesser. Ofte blir lystgassen brutt ned av andre bakterier før den når ut i atmosfæren, men noen ganger gjør den det ikke. Dårlig drenering og mye bruk av nitrogengjødsel er forhold som kan gi ekstra store utslipp av lystgass fra jordbruket, og lystgassen er et av de mest betydelige bidragene til klimaendringene fra verdens jordbruk.

Nitrogengruppa ved NMBU på Ås har utviklet denne lystgassroboten som kan måle hvor mye lystgass som strømmer ut av jorda. Hensikten er å få bedre kontroll på lystgassutslipp fra jordbruket. Foto: Kari Margrethe Sabro

Jo mer lystgass, desto svakere ozonlag. Det er dårlig nytt for livet på jordoverflaten, som blir truffet av mer UV-stråling, men ikke bare dårlig. Helseeffektene fra UV-stråling er knyttet til endringer i genmaterialet når cellene våre deler seg. Og bakterier tilpasser seg omgivelsene sine ved å utnytte at slike tilfeldige endringer, forårsaket av UV-stråling eller andre forhold i miljøet, noen ganger fører til bedre egenskaper.

Dette er bare noen blant utallige eksempler på hvordan livet selv former betingelsene for liv på planeten. Det er ikke bare vi mennesker som endrer på miljøet og klimaet, men i motsetning til bakteriene, har vi både kunnskap og evner til å forstå hvilke endringer vi forårsaker, og til å endre oppførselen vår for å forsøke å få et bedre resultat for oss selv, våre etterkommere og alt annet liv på jorda.