Kan Norge bli uavhengig av importert fosfor i 2030?

Transkript

1 Bioseminar Levanger, Mineral Fertiliser NDependence for Phosphorus in Norway Kan Norge bli uavhengig av importert fosfor i 2030? Daniel B. Müller and Helen Hamilton

2 NFR Finansiering: NFR BONÆR 9.9 million NOK Periode: Administration Project leadership Daniel B. Müller Helen A. Hamilton Kjell nge Reitan Anne Falk Øgaard Ola Hanserud Jens Kjerulf Petersen Project Partners NTNU ndustrial cology NBO NTNU Biology DTU Advisory Board Norsk Naturgjødsel Miljødirektoratet tilsynet SSB Landbruksdirektoratet Fiskeridirektoratet Foss Gård copro Lerøy Midt Avfall Norge Norge Vann Norwegian P Platform ndustry Government

3 Relevans af fosfor 80 år siden cannot overemphasize the importance of Phosphorus not only to agriculture and soil conservation, but also to the physical health and economic security of the people of the nation. Franklin D. Roosevelt (1938)

4 Relevans av fosfor i dag: Planetary boundaries Source: Steffen et al. 2015

5 Psyklus i Norge (kt/år, mellomsnitt ) 4,9 Fiskefôr 9,4 Fiskefangst 14 Mineralgjødsel 8,4 4,4 Avfall 3,6 Fiskeri og Akvakultur Avløpsvann 3,1 Planteprodukter 0,9 Husdyrhold Jord 7,3 11 Animalske produkter 4,7 Fiskeslam 9,0 Plantedy rkning Prosessering, handel og konsum Husdyrgjødsel Kloakkslam og kompost 2,5 Kilde: Hamilton et al Avfallshåndtering Deponi, eksport, utslipp 4,2 Fiskeprodukter 11,4

6 Utfordringer med Psyklus i Norge (kt/år, mellomsnitt ) 1. P er essensiell for livet ingen erstatning! 4,9 Fiskefôr 9,4 Fiskefangst 14 Mineralgjødsel 8,4 4,4 Avfall 3,6 Fiskeri og Akvakultur Avløpsvann 3,1 Planteprodukter 0,9 Husdyrhold Jord 7,3 11 Animalske produkter 4,7 Fiskeslam 9,0 Plantedy rkning Prosessering, handel og konsum Husdyrgjødsel Kloakkslam og kompost 2,5 Kilde: Hamilton et al Avfallshåndtering Deponi, eksport, utslipp 4,2 Fiskeprodukter 11,4 Genetisk kode (DNA) nergi (ATP) Tenner Bein

7 Utfordringer med Psyklus i Norge (kt/år, mellomsnitt ) 4,9 Fiskefôr 9,4 Fiskefangst 14 Mineralgjødsel 8,4 4,4 Avfall 3,6 Fiskeri og Akvakultur Avløpsvann 3,1 Planteprodukter 0,9 Husdyrhold Jord 7,3 11 Animalske produkter 4,7 Fiskeslam 9,0 Plantedy rkning Prosessering, handel og konsum Husdyrgjødsel Kloakkslam og kompost 2,5 Kilde: Hamilton et al Avfallshåndtering Deponi, eksport, utslipp 4,2 Fiskeprodukter 11,4 1. P er essensiell for livet ingen erstatning! 2. Høykvalitet primære P kilder (fosfatstein) er begrenset

8 Utfordringer med Psyklus i Norge (kt/år, mellomsnitt ) 4,9 Fiskefôr 9,4 Fiskefangst 14 Mineralgjødsel 8,4 4,4 Avfall 3,6 Fiskeri og Akvakultur Avløpsvann 3,1 Planteprodukter 0,9 Husdyrhold Jord 7,3 11 Animalske produkter 4,7 Fiskeslam 9,0 Plantedy rkning Prosessering, handel og konsum Husdyrgjødsel Kloakkslam og kompost 2,5 Kilde: Hamilton et al Avfallshåndtering Deponi, eksport, utslipp 4,2 Fiskeprodukter 11,4 1. P er essensiell for livet ingen erstatning! 2. Høykvalitet primære P kilder (fosfatstein) er begrenset 3. Globale fosfatsteinreserver er konsentrert i Marokko og VestSahara (ca. 75%) dag: konflikt Saharawi Fare: monopol / pris / hungersnød Samenligning: OPC består av 14 land som kontrollerer 81,5% av de globale oljereserver

9 Utfordringer med Psyklus i Norge (kt/år, mellomsnitt ) 4,9 Fiskefôr 9,4 Fiskefangst 14 Mineralgjødsel 8,4 4,4 Avfall 3,6 Fiskeri og Akvakultur Animalske produkter 4,7 Husdyrhold Jord 7,3 Fiskeslam 9,0 Prosessering, handel og konsum Husdyrgjødsel Kloakkslam og kompost 2,5 Kilde: Hamilton et al Avfallshåndtering Deponi, eksport, utslipp 4,2 Planteprodukter 0,9 11 P er essensiell for livet ingen erstatning! 2. Høykvalitet primære P kilder (fosfatstein) er begrenset 3. Globale fosfatsteinreserver er konsentrert i Marokko og VestSahara (ca 75%) dag: konflikt Saharawi Fare: monopol / pris / hungersnød 4. Forurensning av vann (eutrofiering) Avløpsvann 3,1 Fiskeprodukter 11,4 Plantedy rkning 1.

10 Hva kan vi gjøre? (kt/år, mellomsnitt ) 1. 4,9 Fiskefôr 9,4 Fiskefangst 14 Mineralgjødsel 8,4 4,4 Avfall 3,6 Fiskeri og Akvakultur Avløpsvann 3,1 Planteprodukter 0,9 Husdyrhold Jord 7,3 11 Animalske produkter 4,7 Fiskeslam 9,0 Plantedy rkning Prosessering, handel og konsum Husdyrgjødsel Kloakkslam og kompost 2,5 Kilde: Hamilton et al Avfallshåndtering Deponi, eksport, utslipp 4,2 Fiskeprodukter 11,4 Norge importerer store mengder P i form av fiskefangst, fôr (for fisk og husdyr), og mat

11 Hva kan vi gjøre? (kt/år, mellomsnitt ) Avfall 3,6 Fiskeri og Akvakultur Avløpsvann 3,1 Planteprodukter 0,9 Animalske produkter 4,7 Husdyrhold Jord 7,3 Fiskeslam 9,0 11 Prosessering, handel og konsum Husdyrgjødsel Kloakkslam og kompost 2,5 Kilde: Hamilton et al Avfallshåndtering Deponi, eksport, utslipp 4,2 Fiskeprodukter 11,4 Plantedy rkning 1. Norge importerer store mengder P i form av fiskefangst, fôr for fisk og husdyr, og mat 2. P er brukt veldig ineffektivt Akkumulering av P i jorda og i vannsystemer 4,9 Fiskefôr 9,4 Fiskefangst 14 Mineralgjødsel 8,4 4,4

12 Hva kan vi gjøre? (kt/år, mellomsnitt ) Avfall 3,6 Fiskeri og Akvakultur Animalske produkter 4,7 Husdyrhold Jord 7,3 Fiskeslam 9,0 Prosessering, handel og konsum Husdyrgjødsel Kloakkslam og kompost 2,5 Kilde: Hamilton et al Avfallshåndtering Deponi, eksport, utslipp 4,2 Planteprodukter 0,9 11 Norge importerer store mengder P i form av fiskefangst, fôr for fisk og husdyr, og mat 2. P er brukt veldig ineffektivt Akkumulering av P i jorda og i vannsystemer 3. Det er store mengder av ubrukte sekundære Pressurser: husdyrgjødsel fiskeslam avfall og kloakkslam Avløpsvann 3,1 Fiskeprodukter 11,4 Plantedy rkning 1. 4,9 Fiskefôr 9,4 Fiskefangst 14 Mineralgjødsel 8,4 4,4

13 Hva kan vi gjøre? (kt/år, mellomsnitt ) Avfall 3,6 Fiskeri og Akvakultur Animalske produkter 4,7 Husdyrhold Jord 7,3 Fiskeslam 9,0 Prosessering, handel og konsum Husdyrgjødsel Kloakkslam og kompost 2,5 Kilde: Hamilton et al Avfallshåndtering Deponi, eksport, utslipp 4,2 Planteprodukter 0,9 11 Norge importerer store mengder P i form av fiskefangst, fôr for fisk og husdyr, og mat 2. P er brukt veldig ineffektivt Akkumulering av P i jorda og i vannsystemer 3. Det er store mengder av ubrukte sekundære Pressurser: husdyrgjødsel fiskeslam avfall og kloakkslam Avløpsvann 3,1 Fiskeprodukter 11,4 Plantedy rkning 1. 4,9 Fiskefôr 9,4 Fiskefangst 14 Mineralgjødsel 8,4 4,4 Mål for MNDP Demonstrere løsningsveier til å gjøre Norge uavhengig av P mineralgjødsel til 2030 gjennom forbedret resirkulering av hysdyrgjødsel og fiskeslam

14 Løsningsveier som analyseres Produksjon av sekundær P Landbruk Ta p Bruk av sekundær P Hysdyrgjødsel Landbruk Landbruksprodukter Fiskeslam Fiskefôr MTA* Akvakultur Akvakultur Fisk og sjømat Ta p * MTA: ntegrert Multitrofisk Akvakultur

15 genskaper av sekundære P ressurser Manure High PlantAvailability Fish Sludge Sewage Sludge * High Transportability Favorable N:P Ratio Large quantities Accessible MBM1 Fish Scrap Food Waste2 * AD Food Waste3 Kilde: Hamilton et al products that exhibit the corresponding characteristic products that do not exhibit the corresponding characteristic products where the characteristic is uncertain/variable Meat bone meal Composted food waste Anaerobically digested food waste

16 Work package structure Figure 10. Work package structure illustration

17 Barrierer for effektivt P resirkulering

18 Barrierer for effektivt P resirkulering Plantetilgjengelighet av P i sekundære ressurser er avhengig av ressurser og behandling an M e ur h Fis ge d u Sl p ra c e s m dg ish te u e l s f a on e S ped b W g at od wa um e o e F S M D l ea Kilde: Hamilton et al va Brod (NBO) gjennomfører potteksperimenter for å analysere effekten av gjødsling med forskjellige sekundære ressurser

19 Barrierer for effektivt P resirkulering Husdyrgjødsel oppstår ikke hvor den trengs som gjødsel. Romlig analyse av tilbud og etterspørsel av gjødsel Kilde: Hanserud et al Overskudd av P i jorda per fylke per år

20 Barrierer for effektivt P resirkulering Sekundære P ressurser kan inneholde giftige substanser (f.eks. tungmetaller) Tungmetallbalanse i fiskeoppdrett valuation of cadmium in animal feed and feed materials between 2007 and 2013 (Adamse et al., 2017)

21 Barrierer for effektivt P resirkulering Nye teknologier må utvikles for å få tak i og behandle sekundære P ressurser valuering av forskjellige nye teknologier Knut Vasdal (Foss Gård) utviklet en teknologi for å omdanne bløtgjødsel til granulat. NTNU og DTY utvikler feldt og laboratorieeksperimenter for å optimalisere MTA design

22 Barrierer for effektivt P resirkulering Kostnad av sekundære P ressurser skal være konkurransedyktig samenlignet med mineralgjødsel. Costbenefit analyse av forskjellige løsningsveier mage sources: Pixabay.com (creative commons); rik Joner, NBO

23 Barrierer for effektivt P resirkulering Forbrukerpreferanser er fundamental for å effektivisere fosforsyklussen. Halvstrukturerte intervjuer med bonder og forbrukerorganisasjoner

24 Takk for oppmerksomheten! Takk til partnere og referansegruppen av MNDP Biolog y Foss Gård ndco l

25

26 Barriers for efficient use of secondary P resources: Figure 5. Partitioning of secondary products based on P plant availability (Hamilton et al., 2017)

27 WP3: Agriculture Barriers and Opportunities (1) Nutrient composition analysis of secondary P products Pot experiments to analyze the P fertilization effects of secondary resources

28 WP3: Aquaculture Barriers and Opportunities (2) Aquaculture nutrient and heavy metal balances Field and lab experiments to optimize MTA design Applications for MTA products Bellona.org; lonasolutionsforsustainableaquaculture

29 WP3: conomic Barriers and Opportunities (3) Costbenefit analysis on (i) manure, (ii) fish sludge and (iii) MTA products Pixabay.com (creative commons)

30 WP3: Consumer Acceptance Barriers and Opportunities (4) Conduct interviews with stakeholders Preferred product quality and acceptable sources of fertilizer

31 Work package structure

32 WP4: Scenarios and Pathways ntegrate key findings from WP3 in model Scenario development Pathways to mineral P independence

33 Work package structure

34 WP5: Communication and Outreach Stakeholder workshops Roadmap with advisory board and stakeholders Popular media outreach and dissemination

35 Thank you for your attention Helen Ann Hamilton Daniel B. Müller Department of nergy and Process ngineering ndustrial cology Programme