Fosforin tuotantohuippu – jatkoa öljyn tuotantohuipulle

Nykyaikaiset maanviljelyjärjestelmät ovat riippuvaisia raakafosfaatista saatavista fosforilannoitteista. Tämä tarkoittaa turvautumista rajalliseen luonnonvaraan, jonka tunnetut varannot voivat loppua tällä vuosisadalla. Huolestuttavampaa on se, että ennen tuon vaiheen saavuttamista tulemme näkemään maailman raakafosfaatin tuotannon huipun, todennäköisesti seuraavien 30 vuoden kuluessa.

 

1. Johdanto

Kuten Hubbert korosti 1949, öljyntuotanto tulee lopulta saavuttamaan maksimitason tai huipun, minkä jälkeen tuotanto laskee. Tämä perustuu uusiutumattomien luonnonvarojen rajallisuuteen. Hubbertin mukaan merkittävintä ei ole vaihe, jolloin varannot on käytetty loppuun, vaan pikemminkin vaihe, jolloin tuotantomaksimi saavutetaan. Tämä tapahtuu, kun 50% varannoista on vielä maaperässä. Tämän pisteen jälkeen tuotanto vähenee aiheuttaen hintojen nousupainetta ja kansainvälisiä jännitteitä. Vaikka tarkasta ajoituksesta voidaan kiistellä, on selvää että jäljellä olevan raakafosfaatin laatu on jo heikentymässä ja halvat lannoitteet tulevat jäämään menneisyyteen. Kuten öljy 1970-luvulla, raakafosfaatti on kokenut ensimmäisen merkittävän hintashokkinsa – 700%:n hinnannousu vain 14 kuukaudessa (50:stä 350:een USD /tonni).

Markkinoilla ei tällä hetkellä ole raakafosfaattia korvaavia vaihtoehtoja. Vaikka pieniä kokeiluja on meneillään, globaalin mittakaavan kaupallistaminen ja toteuttaminen voivat viedä vuosikymmeniä.

2. Menetelmät ja analyysi

Tämä fosforin tuotantohuipun analyysi perustuu nykyisin tunnettujen raakafosfaattivarantojen arvioituun fosforimäärään (suunnilleen 2358 MT) sekä vuosien 1900-2007 väliseen kumulatiiviseen tuotantoon (yhteensä 854 Megatonnia fosforia). Tiedot perustuvat Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskuksen sekä Euroopan lannoitevalmistajien yhdistyksen tietoihin. Hubbertin käyrän kattama alue on yhtä suuri kuin käytettyjen sekä tunnettujen varantojen eli yhteensä noin 3212 MT fosforia. Tässä fosfori on esitetty alkuaineena eikä fosroripentoksidina (jonka fosforipitoisuus on 44%) tai raakafosfaattina (joka sisältää 29-34% fosforipentoksidia),  joita toimiala yleensä käyttää.

Kun tuotantotiedot sovitettiin Gaussin jakaumalle, saadaan huipputuotannoksi 28 Megatonnia fosforia vuodessa ja huippuvuodeksi 2034. Tarkka ajoitus voi vaihdella tuotantokustannusten (mm. öljyn ja muiden raaka-aineiden hinnan), tietojen luotettavuuden sekä kysynnässä ja tarjonnassa tapahtuvien muutosten takia.

Vuonna 2007 Energy Bulletin julkaisi geologi Patrick Déryn ja Bart Andersonin fosforihuippua käsittelevän artikkelin. Artikkelin kirjoittajat arvioivat, että Yhdysvaltojen fosforivarantojen tuotantohuippu saavutettiin lähes 20 vuotta sitten, noin vuonna 1989. He esittävät lisäksi, että myös maailmanlaajuisten varojen tuotantohuippu saavutettiin samana vuonna. Vaikka tuona vuonna olikin tuotantohuippu, kuten öljyn tuotantohuiput 1970-luvulla, kyseessä ei kuitenkaan ollut todellinen maksimituotantohuippu, vaan se oli seurausta poliittisista tekijöistä, kuten Neuvostoliiton romahtamisesta sekä Länsi-Euroopan lannoitekysynnän vähentymisestä. Yhdysvaltain geologisen tutkimuskeskuksen mukaan Marokon ja Länsi-Saharan varantoja, jotka muodostavat huomattavan osan nykyisestä globaalista tuotannosta, louhitaan tällä hetkellä suhteellisen tasaisella tahdilla, joka on maksimituotantoa alhaisempi.

3. Fosfori- ja öljyhuipun vertailu

Vaikka ymmärrämme, että raakafosfaatti, kuten öljy ja muut keskeiset uusiutumattomat luonnonvarat seuraavat Hubbertin tuotantokäyrää, öljyhuipun ja fosforihuipun välillä on se olennainen ero, että öljy voidaan korvata muilla energiamuodoilla, kun varannot käyvät liian niukoiksi. Fosfori ei ole korvattavissa elintarviketuotannossa eikä sitä voida valmistaa teollisesti tai synteettisesti laboratoriossa. Yksinkertaisesti, ilman fosforia emme voi tuottaa ruokaa.

Toinen keskeinen ero on se, että öljyä ei ole enää käytettävissä, kun se on kerran käytetty. Kun taas fosfori on alkuaine, joka voidaan ottaa talteen käytön jälkeen ja kierrättää uudelleen käytettäväksi taloudellisten ja teknisten rajojen puitteissa.

Fosforihuippu on yhteydessä myös öljyhuippuun. Esimerkiksi viimeaikainen öljyn hinnannousu ja huoli ilmastonmuutoksesta on edistänyt maailmanlaajuisesti biopolttoainekasvituotannon dramaattista kasvua, mikä puolestaan on lisännyt fosforilannoitteiden kysyntää ja siten tuonut fosforin tuotantohuipun lähemmäksi.

4. Hubbertin käyrän epäilijät

Öljyhuipun arvostelijat väittävät usein, että markkinat pitävät huolen asioista: luonnonvarojen niukkuus on suhteellista ja yksi niukka luonnonvara voidaan korvata toisella loputtomiin, koska hintojen noustessa investoinnit uuteen teknologiaan parantavat louhinnan ja käytön tehokkuutta. Markkinatalousjärjestelmän perusta, uusklassinen talousteoria, ei tunnusta uusiutumattomien luonnonvarojen, kuten raakafosfaatin tai öljyn rajallisuutta. Tämä tarkoittaa sitä, että markkinatalous ei tue fosfori- ja öljyhuipun käsitettä. Toiset arvostelijat eivät kiistä tuotantohuippujen toteutumista, mutta he kiistelevät niiden ajankohdasta ja uskovat niiden toteutuvan vasta kauempana tulevaisuudessa.

Vaikka Hubbertin huipusta on kiistelty kiivaasti sen synnystä lähtien lähes 60 vuotta sitten, se on saanut yhä enemmän uskottavuutta, kun öljyn hinta on kivunnut yli 100 dollariin barrelilta. Marraskuussa 2007 Kansainvälisen Energiajärjestön IEA:n pääekonomisti totesi huomionarvoisassa haastattelussa: jos emme tee jotain nopeasti ja rohkealla tavalla, energiajärjestelmämme romahtaa seuraavien seitsemän vuoden aikana.

5. Fosforin hallinta tulevaisuudessa

Vaikka raakafosfaatin viimeaikainen hintapiikki saa aikaan todennäköisesti uusia innovaatioita ja fosforin talteenoton ja tehostamistoimenpiteiden hyväksymisen, markkinoiden sopeutumiskyky ei yksistään riitä fosforin kestävään, oikeudenmukaiseen ja oikea-aikaiseen hallintaan pitkällä aikavälillä.

Tällä vuosisadalla olemme astumassa uuteen ennennäkemättömään globaalin ympäristönmuutoksen aikakauteen. Samalla kun opimme ilmastonmuutoksesta ja maailmanlaajuisesta vesipulasta, pitkä aikaväli on välttämätön jotta voimme ymmärtää, hallita ja mukauttaa nykyisen järjestelmämme ajoissa. Sama koskee myös maailmanlaajuista elintarviketurvaa ja fosforiresursseja. Markkinoiden ja sen keskeisten toimijoiden, kuten lannoiteteollisuuden, aikajänne on yleensä lyhyt, yleensä pisimmillään 5-10 vuoden horisontti, kun tarvittaisiin paremminkin 50-100 vuoden aikajännettä. Vaikka meillä ei ole tällä hetkellä riittävästi luotettavaa tietoa, jotta voisimme ennustaa fosforin tuotantohuipun tarkan tapahtumavuoden, on selvää, että nyt tarvitaan keskustelua vaihtoehtoisesta fosforinlähteistä ja hallinnointimalleista varmistamaan, että maailman maanviljelijöillä on tulevaisuudessakin käytössään riittävästi fosforilannoitteita ihmiskunnan ruokkimiseksi vaarantamatta ympäristöä, elinkeinoja ja taloutta.

Nykykäytännöllä tasapainoinen ruokavalio johtaa noin 22,5 raakafosfaattikilon kulutukseen vuodessa henkilöä kohti nykyisen käytännön perusteella. Tämä on noin 50 kertaa enemmän kuin suositeltu fosforin päivittäinen saanti eli 1,2 grammaa päivässä henkeä kohti. Nykyinen raakafosfaatin louhinta- ja prosessointijärjestelmä, kansainvälinen kuljetus ja varastointi, lannoitteiden käyttö, sadonkorjuu, elintarvikkeiden jalostus, vähittäismyynti ja varastointi sekä loppukulutus on tehotonta. Kaikkialla järjestelmässä on paljon mahdollisuuksia tehokkuuden lisäämiseen sekä fosforin talteenottamiseen ihmisten ja eläinten ulosteista sekä ruoka- ja korjuujätteistä.

Lähde:
White, Stuart and Cordell, D.: Fosforin tuotantohuippu – jatkoa öljyn tuotantohuipulle. Peak Phosphorus: the sequel to Peak Oil. The story of P Information sheet 2, Global Phosphorus Research Initiative, Institute for Sustainable Futures, University of Technology, Sydney (UTS) Australia and Department of Water and Environmental Studies, Linköping University (LiU) SWEDEN, 2008.

www.phosphorusfutures.net

Teksti: Mikko Salmu

 

Tulosta