Sammanställning för Landskrona Kommun i samband med Ag21-ansökan till Miljödepartementet Sammanställning och förslag av Folke Günther Institutionen

Transkript

1 Sammanställning för Landskrona Kommun i samband med Ag21-ansökan till Miljödepartementet Sammanställning och förslag av Folke Günther Institutionen för Systemekologi, Stockholms Universitet

2 INNEHÅLLSFÖRTECKNING Innehållsförteckning 1 I. Förord 3 II. Inledning. 4 III. Öka samhällets sociala kapacitet 5 A. Förståelse nödvändig 5 1. Undervisning och utbildning 5 2. Lyhördhet hos kommunen för önskemål 5 3. Öka förståelsen för vardagliga biologiska tjänster 5 a) Lokal vattenförsörjning 5 (1) Våtparker för rening av gråvatten 5 B. Hemortskänsla 5 1. Öka den lokala demokratiska processen 5 2. Ökat självbestämmande 5 a) Lokal demokrati, kommundelsråd 5 b) Icke partibundet kommundelsråd 5 (1) Datornätverk för omröstningar och diskussioner? 6 (2) Telefonbaserade system? 6 (3) Samlingslokaler? 6 (4) Skola/Dagis? 6 (5) 6 C. Ökad lokal sysselsättning 6 D. Ökad lokal ekonomisk marknad 6 1. Koppling mellan hushåll och närbelägna jordbruk 6 a) lokal handel ('Bara för Hvenbor') 6 b) Öka intresset för lokalt producerade produkter (LETS?) 6 c) Minska de interna priserna på lokalt producerade produkter (LETS?) 6 E. Spontana mötesplatser 6 1. 'Bybrunnar' 6 IV. minska sårbarheten för fredskriser genom att öka självförsörjningsgraden 7 A. Sårbarhet i energisystemet 7 1. Hur täcker man energibehovet? 8 a) Möjligheter att minska energiberoendet 8 b) Lokal vindkraftel 9 c) Direkt solenergi 10 (1) Fotoelektriska celler 10 (2) Solfångare för uppvärmning 10 (3) Soldammar 10 d) Anpassning av nybyggnationer 10 e) Lokalt producerad direktverkande vindvärme 11 f) Halmvärme 11 (1) Biogas 11 g) Kombinerad rötning 11 h) Våtmarker 12 i) Direkt användning av jordbruksprodukter för energiändamål 12 1

3 (1) Rapsmetylester (RME) 12 (2) Etanol 12 (3) Energigrödor Sammanfattning, Hvens möjligheter att bli självförsörjande på energi utan att använda fossila bränslen. 13 B. Vatten Minskning av hushållsvattenmängden Öka den tillgängliga mängden Minska behovet av vatten genom direktåtervinning 16 a) Våtparksmetoden BDT-vattenrening med hjälp av strandkanter och dammar Sammanfattning. Hvens möjligheter att bli självförsörjande på färskvatten. 17 C. Basmat Möjligheter att öka självförsörjningsgraden 19 D. Växtnäringsförsörjning Balanserat jordbruk Slutsatser: Förutsättningar och arealbehov för cirkulation av växtnäringsämnen 20 V. Att öka öns ekologiska mogenhetsgrad 22 A. Ökande kretslopp av fosfor och andra begränsande, icke gasformiga ämnen, Ökande kretslopp av svåråtkomliga ämnen, t.ex. kväveföreningar Lokal användning av växtnäringsämnen 22 a) Källseparerande toaletter 22 b) Återföringssystem för urin och komposterade fekalier Koppling mellan hushåll och närbelägna jordbruk Djurhållning för öns behov Foderproduktion för djurhållningen Omhändertagande av gödsel för foderproduktionen Fiske 24 a) Fisk rensas på land Restprodukter på jordbruksmark Omhändertagande av övriga närsalttillgångar Tång Skördad växtbiomassa 25 a) Som komposterat material Biogas? Aska 25 B. P/R-kvot närmar sig Ökad självförsörjningsgrad av baslivsmedel Koppling mellan hushåll och närbelägna jordbruk Ökad diversitet 25 a) Läplanteringar 25 b) Öppna diken 25 c) Fler grödor 25 d) Mindre enheter 25 e) 'Ekologisk' odling 25 VI. Referenser 26 A. Om solenergi 27 2

4 I. FÖRORD Det följande är bland annat en sammanställning av idéer och uppslag som kommit fram under den kurs i Ekologisk Ekonomi på Avdelningen för Humanekologi vid Lunds Universitet som bedrevs hösten 1996 på Hven med stöd från Landskrona kommun. En hel del är också erfarenheter från min egen forskning och förslag från andra engagerade, t.ex. Lars Lindström, Agenda 21-samordnare i Landskrona kommun och representanter från Hvens Byalag. Det bör framhållas att sammanställningen har genomförts under relativt kort tid och sannolikt innehåller ofullständigheter och felaktigheter, som kan komma att elimineras i senare versioner av dokumentet. Förslag och påpekanden är därför välkomna och mottags med tacksamhet. Folke Günther (Folke.Gunther@humecol.lu.se) 3

5 II. INLEDNING. I dag talar många om kretslopp, naturanpassning, om att minska samhällets sårbarhet och om åstadkomma en systemförändring i riktning mot ett i dessa avseende bättre samhälle. Mycket har också gjorts. Problemet är att många av de förändringar och innovationer som har genomförts finns på så många olika ställen, en nydaning finns på ett ställe, och något annat är genomfört på ett annat. Avsikten med detta projekt är att konsekvent, på ett och samma ställe, genomföra en rad förändringar i riktning mot kretslopp av växtnäringsämnen och vatten, resurshushållning och minskad sårbarhet för samhället. Fördelen med att börja ett pilotprojekt av detta slag på en ö är att det är ett tydligt avgränsat lokalsamhälle, där förändringar kan göras tydliga. Genom att öns stadigvarande befolkning är relativt liten (under 400) gör det också problemet hanterbart, vilket inte skulle vara fallet om motsvarande process startades i ett mer befolkat och mindre väl avgränsat område. De erfarenheter som kan dras kan sedan relativt lätt transformeras upp för att gälla andra områden. Till förändringsprocessen i riktning mot ekologisk och social bibehållbarhet måste också kopplas en ansträngning att informera, utbilda och involvera ortens befolkning. Vår övertygelse är att det är omöjligt att genomföra ett projekt av denna typ om det inte kopplas direkt till en ökad demokratisering och ett ökat medbestämmande i samhället, eftersom varaktiga förändringar praktiskt taget aldrig går att genomföra om de inte är baserade på de enskilda medborgarnas önskan. Ett spjutspetsprojekt av denna typ kan utgöra ett referensområde för hela Öresundsregionen, och kanske för hela Europa. Ön är lätt att nå för besökare och de genomförda idéerna kan studeras i sitt sammanhang som ett konsekvent projekt där flera genomförda förändringar tillåts interagera med varandra. Möjligheterna till vidare studier och forskning för att utvärdera de planerade förändringarna är därmed utmärkta. Avsikten med det planerade förändringarna är följande, utan inbördes ordning: = = = = Att så långt som möjligt i ett samhälle efterlikna de processer som är typiska för ett moget ekosystem. Att minska samhällets sårbarhet för kriser som inte är relaterade till direkta konfliktsituationer, t.ex. vissa former av råvarubrist och minskad tillgänglighet på billig energi. Att öka samhällets sociala kapacitet. Att minska samhällets skadliga påverkan på de processer som naturligt försiggår i ekosystemen. Målet är i stället att så långt som möjligt gynna dessa. 4

6 III. ÖKA SAMHÄLLETS SOCIALA KAPACITET A. Förståelse nödvändig 1. Undervisning och utbildning 2. Lyhördhet hos kommunen för önskemål 3. Öka förståelsen för vardagliga biologiska tjänster a) Lokal vattenförsörjning (1) Våtparker för rening av gråvatten B. Hemortskänsla 1. Öka den lokala demokratiska processen 2. Ökat självbestämmande a) Lokal demokrati, kommundelsråd b) Icke partibundet kommundelsråd 5

7 (1) Datornätverk för omröstningar och diskussioner? (2) Telefonbaserade system? (3) Samlingslokaler? (4) Skola/Dagis? (5) C. Ökad lokal sysselsättning IV. grön turism och konferensverksamhet. restauranger men även för lokal avsalu a) lokal handel ('Bara för Hvenbor') b) Öka intresset för lokalt producerade produkter (LETS?) c) Minska de interna priserna på lokalt producerade produkter (LETS?) E. Spontana mötesplatser topofoli 1. 'Bybrunnar' 6

8 IV. MINSKA SÅRBARHETEN FÖR FREDSKRISER GENOM ATT ÖKA SJÄLVFÖRSÖRJNINGS- GRADEN A. Sårbarhet i energisystemet Praktiskt taget alla de aktiviteter som utmärker vårt moderna samhälle är baserade på en riklig tillgång på relativt billig energi, oftast från fossila källor (se Figur 1 och Figur 2) Världsbefolkning, miljoner Fossila bränslen*10,gwh Befolkning i städer, miljoner Tid före i dag, år Fossila bränslen börjar användas Figur 1 Många förändringar i samhället, t.ex. andel stadsboende (som har ökar från 3% av världsbefolningen år 1800 till 50% i dag), och världsbefolkningen är direkt relaterade till tillgången på industriell energi. För att samhället skall kunna fungera som vi är vana vid måste tillgängligheten av denna energi vara hög, dvs. den arbetstid vi måste sätta in för att kunna utnyttja den måste vara liten räknat per uttagen kwh. Så är fallet i dag (Figur 2). Emellertid är det inte säkert, eller knappast troligt, att så kommer att vara fallet under en längre tid. Ett bortfall av denna tillgång, t.ex. genom att en allmän insikt om den relativt begränsade mängden skulle kunna få genomslag i prisbildningen som vore katastrofala för det samhälle vi känner idag Det ekonomiska systemet uppvisar till sitt beteende stora likheter med komplexa system. Det innebär att de förändringar som kan förväntas troligare kommer att komma plötsligt än successivt. Ett samhälle med mycket stort beroende av en energitillförsel från källor som de inte självt kontrollerar tillgången av, är således mycket sårbart. I detta fall sammanfaller således strävan att åstadkomma en ökad miljöanpassning (minskade koldioxidutsläpp, minskad trafik, större mängd solbaserade energikällor) med strävan att uppnå en lägre sårbarhet

9 0,12 0,10 0,08 Tim/kWh 0,06 0,04 0,02 0, År Figur 2 Den arbetstid som krävts för att köpa en kilowattimme har sjunkit avsevärt under 1900-talet. Beräkningarna grundar sig på bensinpris och en normal arbetarlön i Sverige. Av sårbarhetsskäl är det därför nödvändigt att känna till möjligheter att minska detta behov så långt det är möjligt och tillfredsställa det återstående energibehovet med hjälp av olika slags energikällor som inte är baserade på tillgången av fossil energi. Målet för detta delprojekt är att göra Hven helt och hållet oberoende av fossilbaserade energikällor. Även om det inte helt och hållet kan uppnås är vi säkra på att många värdefulla erfarenheter kan vinnas i denna strävan. Såväl transporter som uppvärmning av lokaler och, så långt som möjligt, även indirekt energianvändning ska i detta delprojekt ersättas med energi på olika sätt utvunnen ur direkt solenergi. Det bör i sammanhanget påpekas att utvinning av energi ur direkt sol eller vind kan komma i konflikt med de direktiv för bebyggelsen på Hven som utarbetats av riksantikvarieämbetet. Här är målsättningen i stället att Hvens bebyggelse åtminstone till det yttre skall se ut som i äldre tider. 1. Hur täcker man energibehovet? I det följande tas upp frågor om vårt beroende av energitillgångar samt hur detta behov kan tillfredsställas på olika sätt. a) Möjligheter att minska energiberoendet Minst lika viktigt är emellertid våra möjligheter att minska detta behov genom att omorganisera våra försörjningssystem. Energianvändningen för mathanteringen i Sverige tycks uppgå till drygt kwh per person och år (Uhlin, 1997). Den är därigenom den i särklass största posten, att jämföra med husets kwh eller bilens per person. Här finns också den största sparpotentialen, eftersom vårt relativt energikrävande jordbruk bara kräver omkring kwh per person för att åstadkomma denna mat. Resten är transporter och 8

10 övrig hantering. Att dra ned matrelaterade energianvändningen med kwh per person och år genom att minimera transporter och mellanhänder är således ingen omöjlighet. Vid om- och nybyggnad och renovering av byggnader kan dessutom ett stort antal energieffektiviserande åtgärder vidtas, t.ex.: = Växthus mot husens sidor = Skafferier försedda med tilluft via jord = Extra isolering = Förändrade huskonstruktioner (t.ex. nedsänkta i en sluttning) = Passiv solvärme (t.ex. s.k. Trombe-väggar, väggar med glas framför för att lagra solvärmen) b) Lokal vindkraftel Medelvindhastigheten på Hven är ca 7,4m/s vilket ger ytterst gynnsamma förhållanden för vindkraft. Hvens befolkning förbrukar totalt ca 8,7 miljoner kwh/år. För att täcka dagens förbrukning skulle man behöva 3-4 st 600kW vindkraftverk. Idag finns c:a 500 elabonnenter på ön. Anta att fyra sådana verk uppfördes på ön. Ett vindkraftverk kostar färdigt att använda 4,5 miljoner kronor. Per abonnent blir detta ca kr. Beräknad livslängd på dessa kraftverk är ca 30 år, vilket ger en årlig amortering på kr per år. Därefter kommer en kostnad på ca 4,5 öre/kwh i underhållskostnader, ca 600 kr per abonnent och år. Om man antar att räntekostnaderna under avskrivningsperioden kommer att bli lika höga som byggnads- och underhållskostnaderna tillsammans blir priset per kwh cirka 27 öre. Med fyra aggregat skulle dessutom ett överskott på omkring 0,1 GWh uppkomma. Detta skulle naturligtvis bli större om olika åtgärder för att spara el sattes in. Se Tabell 1. Om man genom att ersätta el med andra energiformer, t.ex. fastbränsleeldning kunde minska elbehovet till omkring 70% av det nuvarande (se Tabell 2), skulle behovet av vindkraft minska till tre aggregat och överskottet öka till omkring 0,4 GWh. Tabell 1 Beräkningar för att uppskatta kostnaderna för att försörja Hvens befolkning med el från vindkraft kwh Årlig elförbrukning Antal abonnenter 500 Produktion per vindkraftverk Behov, antal vindkraftverk 4 Total producerad el/år Överskott Kostnader Per vindkraftverk kr 9

11 Totalt kr per abonnent kr per år vid 30 års avskrivning kr Årligt underhåll 0,045 kr /kwh Total årligt underhåll kr per abonnent 596 kr Antagna räntor under perioden kr Total årlig kostnad per abonnent kr Kr/kWh 0,27 kr De kraftverk som diskuteras i exemplet är 40 m höga med en vingdiameter på 42 m. Vid en vindhastighet på 8 m/s är buller nivån på 50 m avstånd 55 db, detsamma som en vanlig hemmiljö, efter 300 m är det jämförbart med en viskning. Utseendet kan naturligtvis alltid diskuteras och fördelar får vägas mot nackdelar. Att vara självförsörjande vad gäller elektricitet från en förnybar, miljövänlig källa måste väga tungt. Vad gäller bullernivån, som alltså inte är speciellt hög, sade en medlem i byalaget på Hven att när det blåser på Hven så låter det mycket av annat ändå. c) Direkt solenergi (1) Fotoelektriska celler Vid omvandling av solljus till elektrisk energi med solpanel kan man i dagens läge få ut ca 140 kwh/m². Detta kan räcka för att t.ex. ladda vissa batterier, men är inget större bidrag till ett hushålls energibuget. Forskning pågår emellertid, och man hoppas kunna höja denna siffra till omkring 15% av det inkommande ljusets energiinnehåll (Moore, 1987) (2) Solfångare för uppvärmning Solpaneler eller enklare former av soluppvärmning av vatten finns idag tillgängliga. Vad gäller solpanel ger en yta på 1 m² ca 300 kwh/ värme år. (3) Soldammar I vissa områden används dammar placerade intill husen för att fånga upp solvärme på dagen, för att kunna användas till uppvärmning under andra tider, antingen direkt eller via en värmepump. Har man för varmt i huset kan en sådan damm också användas för avkylning. Det är en intressant tanke att detta skulle kunna vara ett ytterligare användningsområde för dammar som också används för gråvattenrening (IV.B.3.a)), sid17). d) Anpassning av nybyggnationer 10

12 Vid ny- och ombyggnad finns stora möjligheter att utnyttja senare tiders rön för energieffektivisering av byggnader. Genom ett genomtänkt byggnadssätt, växthus mot en sida av husen, ökad isolering etc. kan husets energibehov minskas med åtminstone 40%, vilket kan innebära en besparing på c:a kwh per hushåll och år. e) Lokalt producerad direktverkande vindvärme För uppvärmning av hus och vatten är det inte nödvändigt att först göra om vindoch/eller solenergi till elektrisk energi för att sedan få värme. I stället kan man utnyttja solenergi och vindkraft direkt på olika sätt. Med en vinddriven snurra kopplad till en 'visp' i ett vattenkärl, kan man utnyttja den friktionsvärme därvid som uppstår för att värma upp hus eller producera varmvatten. Anläggningar av denna typ har bl.a. utvecklats av Kjell Axelsson i Storfors. Sådana aggregat utmärks av en högre verkningsgrad än elgenererande aggregat och att dessa aggregat är mindre. De måste emellertid placeras nära bebyggelsen, men är helt tysta på grund av det stora antalet rotorvingar. Även på längre avstånd från bebyggelsen kan vindkraft utnyttjas till direkt uppvärmning av fastigheter. Om helt oreglerad el (dvs. med varierande spänning, strömstyrka och periodtal, eller ren likström) leds i kabel för att värma upp en vattentank, kan detta vatten sedan användas för uppvärmning. Även här vinner man i verkningsgrad. f) Halmvärme På Hven finns för närvarande 571 ha åkermark. Mängden halm som produceras torde ligga omkring ton per år. Detta representerar en enorm energipotential om anläggningar för halmförbränningar installeras. Halmen kan förbrännas i hela balar i 'närvärmecentraler' eller pelleteras och användas i enskilda hushåll. (1) Biogas Halmen kan också omvandlas till biogas. Detta innebär emellertid svårigheter på grund av dess stora lignin-innehåll. I VEGOMIL-projektet i Svalövs kommun har man försökt komma runt detta problem genom att batch-förgasa halmen tillsammans med betblast och slam från bebyggelsen. Om man har källseparerande toaletter kan processen förfinas genom att den tillsatta mängden urin anpassas till behovet. Beräkningarna från detta projekt är synnerligen uppmuntrande. Man räknar med ett energiutbyte från halmen på i medeltal knappt kwh per hektar, vilket mycket väl täcker det årliga energibehovet för ett hus ( kwh/år) och dessutom ger ett överskott för andra bränslebehov. Sockerbetsblasten ger omkring kwh/ha, omkring det dubbla. Totalt föreligger här en potential för energiutvinning på omkring 20 GWh med nuvarande arealfördelning. g) Kombinerad rötning 11

13 Det är dessutom fördelaktigt att använda stallgödsel vid förgasningen. Om restprodukter för c:a 100 personer förgasas tillsammans med restprodukter från de djur och den areal som behövs för att försörja dessa (10 kor, 10 ungdjur, 20 grisar, 10 ha halm) kan man räkna med en biogasmängd på m 3 per dygn, eller m 3 per år. Detta utgör 60-80% av energibehovet för 25 måttligt energisnåla hus. (Se Tabell 6 och Tabell 7) (Günther, 1989). h) Våtmarker Om våtmarker anläggs, eller om huvuddiken tas upp för att eliminera läckage av växtnäringsämnen (V.A.10, sid. 25, samt IV.B.3.a)), sid17), får man en ytterligare källa till biogasmaterial om våtmarker och dikeskanter skördas, vilket är nödvändigt för deras funktion som uppfångare av växtnäringsämnen. Om buffertzoner av energiskog och energigräs anläggs utmed diken och vattendrag kan samtidigt en stor del av de från jordbruket läckande växtnäringsämnena tas upp och återföras i produktion. Även 'vildväxande' strandkanter har en avsevärd potential för energiändamål ( kwh/ha*år), och en ännu större förmåga att fånga upp lackande växtnäringsämnen. i) Direkt användning av jordbruksprodukter för energiändamål (1) Rapsmetylester (RME) För användning som drivmedel kan rapsolja omvandlas till rapsmetylester med hjälp av metoder som går att etablera i enskilda gårdar för öns behov. (2) Etanol Etanol kan framställas av ett stort antal produkter, däribland säd, betor och trä (t.ex. från energigrödor). Detta går sedan att använda som drivmedel i förbränningsmotorer, i vissa fall efter omställning av motorerna eller som inblandning i annat bränsle. (3) Energigrödor Fördelen med att skapa biomassa i form av energiskog av Salix-arter är att man kan lägga energiskogen som buffertzoner mellan åkermark och diken eller andra vattendrag och på så sätt ta upp växtnäringsämnen ur det vatten som dräneras från åkermarken. Dessa växtnäringsämnen kan sedan återvinnas till odlingen. Förbränns biomassan försvinner visserligen kvävet, men de livsviktiga fosfortillgångarna kan återvinnas. Vid förgasning av biomassan kan både kväve- och fosforföreningar återvinnas. I en energiskog är medelavkastningen de fyra första åren omkring 6 ton ts per ha. Därefter ökar den något. Odlingsperioden är 24 år, under vilken sex skördar kan tas. Energiinnehållet är 4,5 kwh per kg ts, eller omkring kwh per hektar (Rosenqvist, 1996) För att få ett ökat inslag av vall i växtodlingen kan s.k. energigräs odlas, t.ex. rörflen. En sådan vall kan ligga i tio år eller längre. Med nyare skördemetoder kan denna gröda 12

14 skördas under senvinter eller tidig vår, då andra jordbruksaktiviteter inte konkurrerar. Skörden kan ske med hjälp av konventionella jordbruksmaskiner. Avkastningsnivån tycks ligga mellan kg ts/ha*år (NUTEK R 1994:55) och kg ts/ha*år (Hadders och Olsson, 1996). Energiinnehållet är 4,8 kwh/kg ts, vilket innebär att energiutbytet är mellan 22 och 36 MWh/ha. Ett annat sätt att få ökat inslag av vall i odlingen även om det inte finns tillräckligt med djur i området är att odla vall för biogasproduktion. Detta är ett relativt dyrt sätt att samla in solenergi på, men de positiva miljöeffekterna är betydande, liksom förfruktsvärdet, eftersom det har en gynnsam inverkan på markens mullhalt. 2. Sammanfattning, Hvens möjligheter att bli självförsörjande på energi utan att använda fossila bränslen. På grund av sitt läge och sin relativt ringa befolkning är Hvens möjligheter att bli självförsörjande, och till och med kunna exportera en del energi, utomordentligt goda (Tabell 2). Även om hänsyn tas till delårsboende och tillfälliga besökare, så att dessa räknas om till helårsboende, vilket skulle ge en totalbefolkning på personer, kommer betydande överskott av t.ex. el att uppkomma (ca 3 GWh). Förutsättningarna för detta är att: = Halm och betblast tas omhand för utvinning av gas eller för direkt förbränning (halm) = Husuppvärmning uteslutande sker med fastbränsle, möjligen gas, via pannor i de enskilda hushållen eller genom någon form av närvärmesystem. = Gasutvinning av t.ex. VEGOMIL-typ etableras på ön = Transporter sker med gasdrivna fordon. = Stråk av energiskog och rörflen planteras som buffertzoner utmed nyupptagna dikesrenar. = Vindkraftverk installeras på ön Tabell 2 Möjligheter till energiutvinning och potentiellt behov av energi på Hven. Utvinningsmöjligheter à (kwh) Ger (GWh) Aggregat Typ Vind ,62 el Ha Halm ,69 värme / gas Betor ,78 gas 13

15 Energiskog ,20 värme Rörflen ,20 värme / gas Övriga grödor Total odlad areal: 570 ha Möjlig utvinning 21,49 21,49 Behov Antal personer KWh Totalt, per Gwh Typ person Husuppvärmning ,9 värme Transporter, inkl mattransporter ,8 gas Övrigt ,6 el Totalbehov, GWh 21,3 I denna budget har inte tagits hänsyn till följande energieffektivseringsmöjligheter: = Förändringar i byggnadernas konstruktion. = Solfångare för varmvatten = Soldammar = Direktverkande vindvärme för uppvärmning = Fotoelektriska celler för el. = Framställning av flytande bränslen från jordbruksprodukter, t.ex. RME eller etanol Alla sådana förändringar skulle ytterligare förbättra den ovannämnda budgeten. En av de viktigaste komponenterna här är möjligheten att sätta upp solfångare för värme på taken. 125 hus med 20 m 2 solfångare skulle kunna spara ytterligare en GWh i uppvärmningsenergi. Denna energimängd går visserligen inte att spara i form av värme, men skulle det innebära att motsvarande mängd biomassa (33 ha halm) skulle kunna användas till biogasframställning i stället skulle gasen kunna säsongslagras. B. Vatten Vattenhanteringen på Hven i dag är anmärkningsvärd. Genom århundradens effektiv dränering har man nu kommit till vägs ände, praktiskt taget allt vatten som regnar ned på ön går förlorat. Man är tvungen att importera större delen av det vatten som används 14

16 från Landskrona, trots att detta bara motsvarar en bråkdel av nederbördsmängden (Tabell 3). Tabell 3 För att försörja Hvens befolkning behöver man importera vatten motsvarande 0,7 % av nederbördsmängden. Årlig volym, m3 Procent av nederbörden Nederbörd % Evapotranspiration % Dränering och tillskott till grundvattnet % Brunnar ,012 % Från Landskrona ,7 % Till Landskorna ,7 % Enligt SMHIs mätningar för Hven mellan 1961 och 1990 är den genomsnittliga nederbörden 568 millimeter. Detta innebär en total nederbörd över Hven på hela kubikmeter / år. Om man räknar med en evapotranspirationsfaktor (avdunstning) på 60 % är det m 3 kvar. Av detta så går en ytterst liten del bort genom ytavrinning. Resterande mängd lägger sig som grundvatten eller försvinner via dräneringssystemet. Eftersom denna mängd inte är tillgänglig för hushållen, eller inte är tillgänglig under sommaren, då det största behovet föreligger, måste man därför importera omkring m 3 vatten från Landskrona. Denna mängd är omkring 0.7% av nederbördsmängden över Hven. Det verkar osannolikt att denna lilla mängd inte skulle kunna omhändertas lokalt, så att importen blir onödig. För att kunna råda bot på denna situation kan man gå tre vägar: 1. Man kan minska mängden vatten som används i hushållen med olika effektiviseringsmetoder så att vattenförsörjningen kan täckas med de tillgångar som finns på ön. 2. Man kan öka tillskottet till grundvattnet, för att öka den tillgängliga mängden 3. Man kan direktåtervinna det vatten som används i hushållen för att minska behovet av tillskottsvatten. 1. Minskning av hushållsvattenmängden Mängden vatten som används i hushållen kan minskas med olika metoder, t.ex. snålspolande toaletter, och hushållsapparater och en konsekvent sparprofil i användandet (inte diska under rinnande vatten etc.). Dessa metoder kräver emellertid både ganska stora investeringar (byte av apparater) och ett bibehållet aktivt intresse för saken, som av många kan te sig både tröttande och omotiverat. 15

17 2. Öka den tillgängliga mängden Den tillgängliga vattenmängden på ön kan ökas genom en omläggning av dräneringssystemet så att tillförseln av vatten till grundvattenreservoaren blir så stor som möjligt. Detta kan åstadkommas genom att: = Nya våtmarker anläggs = Dräneringen avbryts regelbundet av dammar eller våtmarker = Målområden för dräneringen blir huvudsakligen dammar och våtmarker på ön i stället för stranden. (Tycho Brahes dammar återuppstådda?) = Diken och dammar omges av 'sanka' buffertzoner som ökar grundvattenmängden. Detta kräver ett omfattande markanläggningsarbete, men det kan underlättas ekonomiskt om buffertzonerna kombineras med t.ex. energiskogs- och energigräsodlingar (se IV.A.1.h) 3. Minska behovet av vatten genom direktåtervinning I normalt avloppsvatten (svartvatten) blandas urin, fekalier och gråvatten (s.k. BDT, bad-, disk- och tvättvatten). Detta innebär att små mängder starkt förorenat vatten blandas med stora mängder sådant som är så obetydligt förorenat att ett liknande (men mer förorenat) vatten betraktas som rent när det kommer ut från reningsverken (se Tabell 4). Om man inte blandar urin och fekalier med gråvatten kan man lätt utnyttja dessa som gödselmedel på jordbruksmark (fekalier efter 0,5-1 år kompostering). Gråvattnet kan därefter renas i enkla anläggningar med hjälp av biologiska metoder (se IV.B.3.a)) så att det blir så rent att det utan vidare kan användas i hushållet igen. Vattenbehovet minskar härigenom med %. Om regnvatten tas in i anläggningen blir huset i stället en nettoproducent av renvatten. En sådan anläggning har byggts vid Kalmar högskola. Teknikhuset här beräknas leverera omkring 700 m 3 renvatten varje år. Tabell 4 Innehåll och mängd av avloppsvattnets olika fraktioner Sort Urin Fekalier BDT-vatten Renat avloppsvatte n Kväve Kg/ person och år 4,1 0,7 0,4 3,9 Mg/l Fosfor Kg/ person och år 0,6 0,1 0,1 0,01 Mg/l ,4 Volym Liter (Inläckage ) 16

18 a) Våtparksmetoden BDT-vattenrening med hjälp av strandkanter och dammar Metoden går ut på att låta växtsamhällen av ungefär samma typ man ser i en vanlig strandkant under organiserade förhållanden ta upp de växtnäringsämnen som finns i BDT-vattnet. Vattnet släpps först ut i en bädd med kalkkross där bakterier bryter ned organiskt material (hår, tvättmedelsrester etc.). Därefter får det passera under växtligheten i en strandkant, innan det kommer ut i den första dammen. (Figur 3) Avsikten med dammarna är att lagra vatten så att flödet genom våtparken går så långsamt att det tar ett år innan vattnet har passerat. Efter den första dammen passerar vattnet ytterligare två strandkanter med dammar. Efter den sista får det långsamt filtrera genom filtersand, sådant som används för att rena vatten vid dricksvattenframställning. Därefter samlas det i en brunn för återanvändning i hushållen. För att inte förlora vatten har bottnen tätats med hjälp av en bentonitmatta. I dammsystemet sker samma processer som ute i naturen när vatten blir rent och drickbart. Den enda skillnaden är att här är processen optimerad, och allt sker tydligt, inför våra ögon, en pedagogisk effekt som inte bör underskattas. (Günther, 1995b) Eftersom reningsanläggningen är en anlagd våtmark som sköts och dessutom kan tjäna som ett rekreationsområde, nästan som en park, har namnet våtpark för denna typ av anläggningar föreslagits. Reningseffekten beräknas i sämsta fall vara sådan att det utgående vattnet är omkring 100 gånger renare (100 gånger lägre halter av växtnäringsämnen och en betydligt högre effekt vad det gäller bakterier) än det ingående vattnet, som redan det är ganska rent (Tabell 4). En anläggning av denna typ färdigställdes under augusti i Kalmar högskola. 4. Sammanfattning. Hvens möjligheter att bli självförsörjande på färskvatten. Hvens utsikter att bli självförsörjande på färskvatten ter sig mycket goda på grund av: = Den stora mängden vatten som årligen finns tillgänglig genom nederbörd (Tabell 3). En bråkdel av regnvattenmängden skulle täcka det nuvarande behovet. = Möjligheter att genom en förändring av VA-systemet (minska vattnets föroreningsgrad och anlägga våtparker) minska hushållens vattenbehov mellan 98 och 150% = De möjligheter som finns för en ökad uppladdning av grundvattenreservoaren med hjälp av nyanlagda våtmarker. = Möjligheter för säsongslagring av färskvatten (Tycho Brahes dammar) 17

19 Singelbädd Sandfilter Figur 3. En schematisk avbildning av en våtpark. Vattnet passerar genom tre sektioner för att sedan tas ut via ett sandfilter. Detta tar ungefär ett år. På detta sätt erhålls en praktiskt taget fullständig rening från de bakterier och växtnäringsämnen som ingår i avloppsvattnet. 18

20 C. Basmat En av de största sårbarhetsfaktorerna i dagens samhälle är fjärrtransporten av mat. Denna är både energikrävande (c:a kwh per person och år, (Günther, 1993, 1995a; Uhlin, 1997) och leder till svårhanterliga förskjutningar av växtnäringspoolen som leder till diffusa utsläpp av växtnäringsämnen (Günther, 1997). Redan militärstrategen Clausewitz (1855) påpekade att långa underhållslinjer var en mycket stor sårbarhetsfaktor. Vill man minska sårbarheten i ett samhälle, samtidigt som man minskar energianvändningen och gör ett kretslopp av växtnäringsämnen möjligt, är en lokal livsmedelsförsörjning nödvändig. 1. Möjligheter att öka självförsörjningsgraden Hven har mycket goda arealmässiga förutsättningar att försörja sin befolkning, även om man räknar med delårsboende och tillfälliga besökare, totalt omkring personer. Som en tumregel kan man utgå från ett arealbehov av 0,2 ha balanserat jordbruk per person (Günther, 1995a; Tabell 5). På Hven finns för närvarande 571 ha åkermark. Utnyttjades denna maximalt för att bibehållbart försörja en befolkning skulle den räcka till över människor. Även om användes till andra ändamål än födoproduktion (Tabell 2) vore arealen tillräcklig för att försörja över människor. I exemplen som används antas emellertid befolkningen bara ligga på personer, dvs. den nuvarande. D. Växtnäringsförsörjning Utan en tillräcklig tillgång på växtnäringsämnen kan inte samhället fungera, eftersom de är nödvändiga såväl i matproduktionen som en nödvändig ingrediens i våra kroppar.. Av dessa är fosfor det viktigaste, eftersom det bara finns tillgängligt i begränsade mängder och det inte kan transporteras i lufthavet som de andra för växtproduktionen nödvändiga ämnena. Detsamma gäller visserligen natrium och kalium, med dessa ämne är i stället så vanliga i jordskorpan att en bristsituation knappast kan uppstå. Jordbruket och samhället utmärks i dag av en långt gående specialisering, vilket leder till att människor lever på ett ställe, djurfoder produceras på ett annat och djurhållningen finns på ett tredje ställe. Detta leder till förluster av växtnäringsämnen ur systemet (Günther, 1997), vilket på sikt leder till diffusa läckage av samma eller större storlek som importen till ett område. Det enda som kan förhindra detta är en effektiv cirkulation av den befintliga fosforn mellan djurfoder - djur och människor (Tabell 5). För att detta skulle kunna åstadkommas krävs emellertid en avsevärd omställning av jordbruket och den nu gängse försörjningsstrukturen, vilket skulle kunna genomföras i ett litet, någorlunda slutet samhälle, sådant som det på Hven. 19

21 1. Balanserat jordbruk Förutom upptagna huvuddiken med buffertzoner för omhändertagande av läckande växtnäringsämnen (IV.A.1.h), sid 12, skulle det innebära en övergång till ett balanserat jordbruk, dvs. djurens foder producerades på ön och deras gödsel användes för grödorna. Detta skulle innebära att omkring 80% av växtnäringsämnena cirkulerade i systemet. Omkring 20% levereras i form av mat till 5-6 personer per hektar, inklusive de restprodukter som uppkommer vid livsmedelsframställningen. Det läckage som uppkommer vid dränering och vinderosion skulle kunna elimineras genom buffertzoner omkring åkrarna, vilket också skulle öka områdets biologiska diversitet. Ett praktiskt taget slutet kretslopp av växtnäringsämne skulle på så sätt uppkomma, och behovet av importerade gödselmedel skulle försvinna. Se Tabell 5. Tabell 5 Steg mot en fullständig cirkulation av fosfor. Omsättning Kg P Cirkulation mellan djur och djurfoderväxter 15 Export som mat (hög siffra) 4 Läckage från jordbruksmark 0,25 Årlig fosforomsättning hos en person 0,7 Total fosforomsättning, kg per hektar 19,25 Cirkulation av växtnäringsämnen: Om växtnäringsämnen cirkuleras mellan djur och djurfoder 78% Om växtnäring exporterad som mat återfås 99% Om åtgärder för att stoppa direkt läckage vidtas 100% Antal människor för att balansera exporten av mat (högst) 5,7 2. Slutsatser: Förutsättningar och arealbehov för cirkulation av växtnäringsämnen För att åstadkomma en effektiv cirkulation av växtnäring är följande förändringar nödvändiga: ❾ En balansering av foderproduktion och djurhållning på ön. Detta skulle innebära att en jordbruk åtminstone motsvarande det nuvarande befolkningstryckets behov etablerades (Tabell 6 och Tabell 7). För detta behövs ungefär 220 ha. Återstoden kan användas på motsvarande sätt för att långsiktigt försörja omkring personer på fastlandet, givet att det går att etablera en effektiv närsaltcirkulation, för att öka öns egen produktion av biomassa, för att anlägga våtmarker eller för att etablera annan biologiskt värdefull mark. ❾ En ökad lokal försörjning av basförnödenheter med hjälp av ett balanserat jordbruk. 20

22 ❾ Återföring av växtnäringsämnen från befolkningen till jordbruket med hjälp av källseparerande toaletter och våtparker ❾ Etablerande av system för att fånga upp läckage från jordbruket med hjälp av öppna, bevuxna dräneringssystem och buffertzoner. Tabell 6 Behov av djur, stråsäd och potatis för personer (från beräkningar i Günther, 1989) Antal personer 1150 Antal Per person Totalt Kor 0,1 115 Ungdjur 0,1 115 Grisar 0,2 230 Höns 1, ,5 Ton Säd 0,1 115 Potatis 0,25 287,5 Tabell 7 Arealbehov, balanserat jordbruk för personer ha Stråsäd 132 Grovfoder 49 Potatis 12 Grönsaks- och fruktodlingar ha 21

23 V. ATT ÖKA ÖNS EKOLOGISKA MOGENHETSGRAD Ekosystem är de bästa exempel vi har på bibehållbara system. Om kal mark lämnas åt sitt öde genomgår den långsam förändring, succession, i riktning mot vad som brukar kallas för ett klimaxekosystem eller ett ekologiskt moget ekosystem. Det mogna ekosystemet utmärks av många av de egenskaper som vi förknippar med ringa miljöförstöring när de förekommer i mänskliga samhällen. Förändringar som sker under ekosystemets mognad är bl.a. följande: = En ökad cyclicitet i användningen av växtnäringsämnen (Mer slutna kretslopp). = En allt större del av den bildade biomassan konsumeras inom systemet. (Kvoten mellan produktion och respiration, P/R-kvoten, närmar sig 1). = En ökande mängd olika organismer som upptar olika 'yrken' och därigenom kan utnyttja de tillgängliga resurserna bättre (Ökande diversitet). = Ett ökande ömsesidigt beroende mellan utövarna av dessa 'yrken' (ökande mutualism). Jag kommer i det följande att ta upp några förändringar i det mänskliga samhället på Hven som skulle leda till förändringar i samhället i samma riktning som ekosystemet gör under sin mognadsprocess. Många av dessa förändringar leder också till minskad sårbarhet (Avsnitt IV) för samhällssystemet, varför många hänvisningar kommer att ske till detta avsnitt för att undvika dubbelskrivningar. A. Mer slutna kretslopp 1. Lokal användning av växtnäringsämnen Ökande kretslopp av fosfor och andra begränsande, icke gasformiga ämnen, Ökande kretslopp av andra svåråtkomliga ämnen, t.ex. kväveföreningar Möjligheter till detta behandlas under IV.D, Växtnäringsförsörjning. Något som behövs för att underlätta detta är bl.a.: a) Källseparerande toaletter Dagens VA-system blandar de växtnäringsrika komponenterna (urin och fekalier) med en stor volym vatten med ett innehåll av relativt lite växtnäringsämnen (BDT-vatten). Se sid 16. Ett sätt att slippa detta problemär att separera dessa fraktioner (Tabell 8). Urin och fekalier tas lämpligen omhand var för sig på grund av urinens relativt stora volym och 22

24 fekaliernas möjliga innehåll av sjukdomsframkallande bakterier, vilket gör att dessa fraktioner bör behandlas på helt olika sätt. Tabell 8 VA - systemets olika fraktioner Fraktion Volym (liter*pers -1 *år -1 ) % fosfor % kväveföreningar Urin ,0% 78,8% Fekalier 50 12,5% 13,5% BDT-vatten ,5% 7,7% Hanteringssätt Gödsling (efter utspädning) Gödsling (efter kompostering) Våtpark (IV.B.3.a), sid. 17. Skörd till jordbruksmark Kostnaderna för en sådan omställning kan uppskattas till följande: Tabell 9 Uppskattning av kostnaderna för installation och underhåll av kretsloppsanpassning för 500 hushåll på Hven (OBS! Antalet helårshushåll på Hven är för närvarande knappt en tredjedel av detta.) Installat ion Per person Per hushåll Samhället Hven Årligt underhåll 23 Installat ion Underh åll Installation Underhåll Källseparerande toaletter % Våtparker ,5% Omhändertagande Ersättning för restprodukter Summa I beräkningarna förutsätts en arbetskostnad för installation av toalettsystemen på omkring kr per hushåll. För byggnaden av våtparker antas samma kostnad vara omkring kr per person. Detta innebär omkring femtio årsanställda för de initiala anläggningarna och en à två för underhållsbehovet. (Observera att detta är räknat för 500 hushåll. För Hvens nuvarande befolkning rör det sig omkring en tredjedel.) b) Återföringssystem för urin och komposterade fekalier Det räcker inte med att införa källseparerande toaletter och anlägga våtparker för att få ett kretslopp av växtnäringsämnen. För detta krävs dessutom att omhändertagandet av restprodukterna regleras, t.ex. genom kontrakt mellan hushåll och det eller de jordbruk som skall ta hand om restprodukterna.

25 Ett sådant kontrakt bör innehålla: = = = En uppskattning av de mängder och fraktioner det är fråga om Ett åtagande från producenten (hushållet/hushållen) att inte förorena de levererade produkterna med syntetiska eller andra oönskade tillsatser. Ett åtagande från konsumenten (jordbruket) att regelmässigt sköta omhändertagandet = Eventuella ekonomiska eller lokalekonomiska (se III.D.1.b), sid 6 ) åtaganden för ersättning för produkter och tjänster 2. Koppling mellan hushåll och närbelägna jordbruk För att uppnå ett effektivt kretslopp av växtnäringsämnen förutsätts dessutom att växtnäringsämnen återutnyttjas inom systemet, dels som djurfoder, dels som föda åt människor. Se Tabell 5. Först då har ett system etablerats som dels är okänsligt för tillgången på fosfor utifrån, dels inte heller förorenar sin omgivning med fosfor. Honoured guests! Kindly visit our toilet before departure! 3. Djurhållning för öns behov djurhållning där man slaktar KRAV-godkända djur på ön kopplat till ** 4. Foderproduktion för djurhållningen 5. Omhändertagande av gödsel för foderproduktionen 6. Fiske a) Fisk rensas på land 24

26 7. Restprodukter på jordbruksmark 8. Omhändertagande av övriga närsalttillgångar 9. Tång 10. Skördad växtbiomassa a) Som komposterat material 11. Biogas? 12. Aska B. P/R-kvot närmar sig 1 1. Ökad självförsörjningsgrad av baslivsmedel 2. Koppling mellan hushåll och närbelägna jordbruk 3. Ökad diversitet a) Läplanteringar b) Öppna diken c) Fler grödor d) Mindre enheter e) 'Ekologisk' odling 25

27 VI. REFERENSER Clausewitz, K. v., Krigförandets vigtigaste grundsatser. Övers. J.Mankell. (Vom Kriege, 1832) Stockholm Günther, F., Ekobyar, ekologiskt anpassad och resurssnål bebyggelse., Ecovillages, ecologically adapted and resource saving settlements. ) Falun. Ekokultur förlag Günther, F., Systemekologi och samhällsplanering (Systems Ecology and Societal Planning) I Per G. Berg., red.: Biologi och Bosättning. Institutet för framtidsstudier och Natur och kultur. Günther. F., 1995a. Livsmedelssystemet: Samverkande lösningar för miljö, ekonomi och minskad sårbarhet. K. Skogs-o. Lantbr. Akad. Tidskr. 134:6, p Günther. F., 1995b. Simplifying waste water treatment by source separation: Outline for a biologically based grey water purification plant.proceedings from the UNESCO symposium on Integrated Water Management in Urban Areas, Lund, september Günther, F., Hampererd Effluent Accumulation Processes: Phosphorus Management and Societal Structure. Ecological Economics, 21, Elsevier Hadders, G och R. Olsson, European Energy Crops Overview. Country Report for Sweden. JTI rapport 226. SLU Uppsala. Moore, T., Opening the Door for Utility Photovoltaics; EPRI Journal, Jan./Feb. NUTEK, R 1994:55 Våras det för rörflen? Stockholm Rosenqvist, H., Företagsekonomisk studie av Salixodling. PM SIMS. Sveriges Lantbruksuniversitet. Uppsala Uhlin, H. E., Energiflöden i livsmedelskedjan. SNV rapport 4732 Malmöhus läns hushållningssällskap / Enerchem AB, VEGOMIL (Växtodling, Ekonomi, Gas och Miljö) - Ett kretsloppssystem för växtodlingsgården. Systemstudie. 26

28 A. Om solenergi 1.AIA Research Corporation; Solar Dwelling Design Concepts; Washington, D.C. 2.Asimov, Isaac; Understanding Physics: The Electron, Proton, and Neutron; Scarborough, Quebec: New American Library of Canada Ltd.; Clark, Wilson; Energy for Survival: The Alternative to Extinction; Garden City, NY: Anchor Press; Duffie, John A. & Beckman, William A.; Solar Energy Thermal Processes; New York, NY: John Wiley & Sons; Ewers, William L.; Solar Energy: A Biased Guide; Northbrook, IL: Domus Books; Kuecken, John A.; How to Make Home Energy From Wind, Water & Sunshine; Blue Ridge Summit, PA: Tab Books; Kut, David & Hare, Gerald; Applied Solar Energy; New York, NY: Halsted Press; Moore, Taylor; "Opening the Door for Utility Photovoltaics", EPRI Journal, Jan./Feb. 1987; Palo Alto, CA; Nicholson, Nick; Harvest the Sun: Solar Construction in the Snowbelt; Ayer's Cliff, Quebec: Ayer's Cliff Centre for Solar Research;