Produkcja sztucznych nawozów azotowych przy wykorzystaniu energii ze źródeł odnawialnych zamiast z paliw kopalnych może ograniczyć emisję gazów cieplarnianych na wcześniejszych etapach. Nie rozwiązuje jednak problemów związanych z nadmiernym stosowaniem nawozów sztucznych takich jak pogorszenie stanu gleb, utrata bioróżnorodności, emisje gazów cieplarnianych na polu, zanieczyszczenie azotanami i nadmierna zależność od zewnętrznych środków produkcji.
Nawozy sztuczne są źródłem kluczowych składników odżywczych zawartych w glebach – azotu, fosforu i potasu – które są niezbędne roślinom do wzrostu. Fosfor i potas się wydobywa, podczas gdy azot, który stanowi ponad połowę wszystkich nawozów sztucznych, uzyskuje się w procesie syntezy z gazu ziemnego i węgla.
Sektory takie jak energetyka czy transport weszły na ścieżkę dekarbonizacji. Środki chemiczne wykorzystywane w sektorze rolno-spożywczym – przede wszystkim plastik związany z żywnością i nawozy azotowe – pozostają tymczasem głównymi czynnikami napędzającymi popyt na paliwa kopalne. Zarówno sektor rolno-spożywczy, jak i sektor energetyczny zdominowała niewielka liczba międzynarodowych korporacji, które są zainteresowane utrzymaniem przemysłowego systemu żywnościowego, opartego na paliwach kopalnych.
Produkcja i stosowanie nawozów azotowych wytwarzanych na bazie paliw kopalnych stwarzają kilka problemów. Po pierwsze, emisje gazów cieplarnianych i inne skutki środowiskowe wynikają z cyklu życia nawozów azotowych, który zaczyna się od wydobycia gazu lub węgla, a następnie obejmuje produkcję amoniaku, aż w końcu nawóz trafia do gospodarstwa. Produkcja oparta na paliwach kopalnych jest niezgodna z porozumieniem paryskim w sprawie zmiany klimatu. Oprócz emisji gazów cieplarnianych w procesie produkcji należy wspomnieć o emisjach tlenku diazotu, który uwalnia się już na etapie stosowania nawozu. Wreszcie ceny nawozów azotowych – a tym samym ceny żywności – są ściśle związane z chwiejnymi cenami paliw kopalnych w obrocie międzynarodowym. Ma to istotne reperkusje geopolityczne. Pandemia COVID-19 i pełnowymiarowa inwazja Rosji na Ukrainę to przykłady niedawnych wydarzeń, które wywindowały ceny nawozów.
Jednym z proponowanych sposobów ograniczenia zależności od paliw kopalnych jest produkcja tzw. zielonych nawozów. W procesie tym najpierw pozyskuje się wodór poprzez elektrolizę z energii ze źródeł odnawialnych, a następnie używa się go do wytworzenia w procesie syntezy amoniaku. Produkcja i stosowanie zielonych nawozów na większą skalę pozwoliłyby na szersze pod względem geograficznym rozmieszczenie produkcji i ograniczenie zależności od importowanych paliw kopalnych, podatnych na wahania cen. Zielone nawozy można produkować wszędzie, gdzie nie brakuje słońca, wiatru i wody. Kilka afrykańskich krajów – w tym Egipt i Kenia – rozpoczęło budowę zakładów produkcyjnych.
Wiele wyzwań pozostaje jednak aktualnych. Obecnie za zielone można uznać jedynie 0,3% amoniaku wykorzystywanego w globalnej produkcji nawozów azotowych. Prognozuje się, że odsetek ten będzie rósł, ale to mało prawdopodobne, by zielone nawozy były wkrótce dostępne na całym świecie w konkurencyjnych cenach. Zielony wodór mógłby również powodować nowe problemy, ponieważ pod elektrownie słoneczne i farmy wiatrowe potrzebna jest ziemia. Zwiększa to ryzyko jej zawłaszczania oraz zmian sposobu użytkowania gruntów, które uderzają w źródła utrzymania. Kraje, które doświadczyły niesprawiedliwej dystrybucji własności ziemi i jej nielegalnego zawłaszczania, takie jak Brazylia czy Nigeria, są narażone na szczególne ryzyko w tym zakresie. Często wskazuje się, że potencjalnym przyszłym problemem związanym z produkcją zielonego wodoru może okazać się zużycie wody. Elektrolizer potrzebuje przynajmniej 9 litrów wody, aby wyprodukować 1 kg wodoru. Ze względu na nieefektywność procesów oczyszczania i chłodzenia elektroliza pochłania jednak w rzeczywistości od 20 do 30 litrów wody na 1 kg wodoru. Jest to szczególnie problematyczne w regionach o dużym potencjale w zakresie wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych, które często cierpią na niedobór wody.
O ile proces produkcji zielonych nawozów ma mniejszy negatywny wpływ na klimat, o tyle wpływ samego produktu pozostaje taki sam. Na całym świecie do środowiska trafia dwukrotnie więcej azotu, niż jest się w stanie wchłonąć, co wynika przede wszystkim z nadmiernego nawożenia, Nadmiar azotu ma cały szereg szkodliwych skutków. Po pierwsze, mikroorganizmy znajdujące się w glebie przekształcają azot w podtlenek azotu – gaz cieplarniany, który jest 300 razy potężniejszy niż dwutlenek węgla. Po drugie, gatunki odporne na azot wypierają bardziej wrażliwe dzikie rośliny i grzyby, co skutkuje mniejszą bioróżnorodnością i szkodzi zdrowiu roślin. Po trzecie, azotany przedostają się do wód gruntowych i oceanów, tworząc martwe strefy pozbawione tlenu. Po czwarte, zarówno azotany w wodzie pitnej, jak i amoniak w powietrzu są szkodliwe dla ludzi. W końcowym rozrachunku, nadmierne stosowanie nawozów sztucznych zakwasza gleby i szkodzi ich zdrowiu.
Jeżeli nie zmniejszy się ogólnego zużycia nawozów azotowych, w szczególności w krajach, w których nadmierne nawożenie przybiera skrajny charakter, takich jak Chiny, Egipt czy Wielka Brytania, nadmiar azotu będzie nadal szkodził zbiornikom wodnym, glebom i ekosystemom, niezależnie od metody produkcji samych nawozów. Zielone nawozy, które wywierają mniejszy negatywny wpływ na klimat w fazie produkcyjnej, nie rozwiązują poważniejszego problemu emisji w fazie nawożenia. W najlepszym razie mogą ograniczyć emisje związane z nawozami azotowymi o mniej więcej jedną trzecią. W rezultacie – zielone nawozy to wciąż zewnętrzne chemiczne środki produkcji, przez które gospodarstwa mogą wpadać w pułapkę zależności i zadłużenia.
W scenariuszach próbujących utrzymać globalne ocieplenie poniżej 1,5°C zakłada się gwałtowne i natychmiastowe ograniczenie stosowania nawozów sztucznych na całym świecie oraz niemal całkowite wycofanie ich do 2050 r. Rządy poszczególnych państw odpowiadają jednak przede wszystkim za zabezpieczenie produkcji żywności. Muszą zatem unikać nagłych wstrząsów takich jak ten, który miał miejsce na Sri Lance w 2021 r., kiedy rząd zakazał importu środków agrochemicznych. Zamiast takich działań powinno się promować dobrze zarządzaną transformację w kierunku bardziej zrównoważonych, agroekologicznych systemów rolnych. Zielone nawozy, produkowane lokalnie w zrównoważony sposób, mogą ją ułatwić. Nie są jednak panaceum. Zamiast zastępować nawozy wytwarzane na bazie paliw kopalnych zielonymi, należy się skupić na bardziej długoterminowych celach takich jak poprawa zdrowia gleb, ograniczenie ilości odpadów i promowanie bardziej efektywnego stosowania azotu poprzez produkcję żywności zamiast paszy dla zwierząt.
Ten artykuł pojawił się pierwotnie na stronie: eu.boell.org