Stadens predikament
Problemanalys och ett förslag till en lösning
Anförande vid Stadsmiljörådets möte Framtidsstaden IV, Nordplan, Stockholm
11-12/10 1995
Folke Günther
Institutionen för Systemekologi, Stockholms Universitet
Gödelövsvägen 5, 240 13 Genarp
040 - 48 00 59, 046 - 222 36 98, folke@holon.se

Staden är den miljö som de flesta av oss ser som den naturliga. Den är emellertid en relativt ny företeelse i mänsklighetens historia. Stadsbefolkningen har på 200 år 100-faldigats. I början av 1800-talet bodde endast 30 miljoner, 3% av jordens befolkning i städer, medan stadsbornas antal i dag är närmare 3 000 miljoner, 50% av jordens befolkning. Uttrycket "det har alltid funnits städer" är helt riktigt vad det gäller de senaste millennierna, men omfattningen av denna företeelse har förändrats radikalt de senaste århundradena (Figur 1).

graf
Figur 1. Medan stadsboendet var en ovanlig företeelse i förindustriell tid, bor i dag närmare 50% av jordens befolkning i städer. Orsaken till denna radikala förändring i bosättningsmönstret tycks ligga i en förändrad energitillförsel (Figur 1). Medan man i förindustriell tid var hänvisad till enbart flödande energi, dvs. solenergi i en eller annan form, använder man i dag huvudsakligen energi från förråd, dvs. fossil energi. Användningen av dessa olika energityper följer olika mönster. En ökning av utnyttjandet av en flödande energikälla är alltid beroende av att användningen effektiviseras, så att en större andel av det begränsade flödet kan utnyttjas. När man använder förrådsenergi kan tillgången på energi användas till att bygga upp en teknologi som används för att utvinna mer ur förrådet. Ett ökat utnyttjande är då inte beroende av att ett begränsat flöde utnyttjas effektivare, utan av att en större del av förrådet blir tillgänglig, utnyttjandet intensifieras.

Dessa olika typer av kinetik leder i sin tur till olika förändringskurvor. Medan flödesenergi ger upphov till en logistisk utveckling, ger utnyttjandet av förrådsenergi upphov till en exponentiell användningsökning (Figur 2).

flow
Figur 2. Energianvändning från ett flöde eller ett förråd ger upphov till helt olika typer av tillväxtkinetik, logistisk respektive exponentiell. Läggs Figur 2 över Figur 1 kan man ganska tydligt se när övergången från flödesenergi till förrådsenergi sker, nämligen under första delen av 1800-talet. Redan i samband med den första industrialiseringen hade man börjat använda skogar som energiförråd, dvs. man förbrukade dem snabbare än tillväxten, vilket ledde till den välbekanta skövlingen av skogar under 1700- och 1800-talen.

Det är därför ingen alltför djärv slutsats att säga att industrisamhället med den påföljande urbaniseringen är beroende av ett lätt tillgängligt energiförråd för sin existens. Enligt amerikanska energidepartementet utgjordes mänsklighetens energianvändning 1993 till 92% av utvinning från förråd (olja, kol, gas, kärnkraft), medan bara 8% var flödesenergi (biomassa, vatten-el) (DOE, 1993). Av den största delen av detta, oljan (38%), räcker de verifierade tillgångarna med den beräknade förbrukningen till omkring år 2029.

Utvinningen av förrådsenergi är i sig en energikrävande process. Enligt Bengt Hubendick erhölls omkring sekelskiftet globalt vid oljeutvinning ett energiöverskott på 40 gånger insatsen, medan den i dag ligger under 12. Amerikanska undersökningar (Hall & al, 1986; Kaufmann, 1991; Cleveland, 1992) tyder på att denna kvot för de nedre 48 staterna i USA (alltså, utom Alaska) går ned under 1 omkring 2005. Efter denna tidpunkt existerar alltså inte olja som energiråvara i detta område.

Medan tillgången på förrådsenergi tycks vara en nödvändig förutsättning för att upprätthålla en stad är ett stort problem att denna typ av energitillgångar är så begränsade i tiden. För en bosättningsstruktur som man är angelägen att bibehålla under en längre tid än denna är flödesenergi den enda lösningen.

En viktig förutsättning för stadens fortsatta existens är också att energin är relativt billig i förhållande till andra aktiviteter, t.ex. i förhållande till en invånares inkomster. Så har varit fallet under senare delan av 1900-talet (Figur 3), men det är knappast troligt att så kommer att vara fallet under en längre tid. En 5% årlig ökning av energipriset skulle innebära en tiodubbling inom 50 år, i reala termer.

work
Figur 3 Den arbetstid som krävts för att köpa en kilowattimme har sjunkit avsevärt under 1900-talet. Beräkningarna grundar sig på bensinpris vid pump och en normal arbetarlön i Sverige. Om energitillgångarna inte längre är billiga uppstår stora svårigheter att använda den till livsuppehållande funktioner, som transport av mat och vatten till staden. På längre sikt, är också återföring av växtnäringsämnen till odlingsområdet en nödvändig process. Först på senare tid har vi ens börjat diskutera detta senare krav för bibehållbarhet.

Energianvändningen för mathanteringen i Sverige tycks uppgå till omkring 10 000 kWh per person och år. Den är därigenom den i särklass största posten, att jämföra med husets 2 500 - 4 500 kWh eller bilens 2 500- 3 500. Här finns också den största sparpotentialen, eftersom vårt relativt energikrävande jordbruk bara kräver omkring 1 000 kWh per person för att åstadkomma denna mat. Resten är transporter och övrig hantering. Att dra ned mathanteringsenergin med 8 000 kWh per person och år genom att minimera transporter och mellanhänder är således ingen omöjlightet.

Växtnäringsämnen, särskilt t.ex. fosfor som inte kan transporteras i lufthavet, är på sikt en begränsande faktor för en stadsbildning. Utan sådana blir det ingen mat. I de flesta städer sker en enkelriktad transport av växtnäringsämnen, med föda in mot staden. Sedan 1970-talet har i Sverige byggts ut en omfattande rening av fosfor från avloppsvattnet, eftersom man insett att det är en av huvudorsakerna till övergödning av sjöar. Det fosforrika slam som bildas vid denna process läggs emellertid ut på soptippar (ca. 50%) eller jordbruk i stadens omedelbara närhet. Depositionsytans storlek är 1/50 - 1/100 av den yta som maten kommer från (Günther, 1995a). Som de flesta känner till är denna yta utspridd över i stort sett hela världen.

På sikt kommer en sådan ackumulation att leda till ökade läckage från depositionsytan. Så länge ackumulationen fortsätter kommer läckagen att öka, men när läckagen närmar sig den deponerade mängdens storlek, upphör ackumulationen. I stället uppstår ett s.k. steady state, ett dynamiskt tillstånd där läckage och deposition står i balans. Vid detta tillfälle har man lyckats göra om de tidigare punktformiga utsläppen till diffusa utsläpp från hela området. Trots energikrävande och kostsamma åtgärder är problemet därigenom olöst.

Energianvändnings- och växtnäringsproblemen minskas avsevärt om avståndet mellan jordbruk och bosättning minimeras. Energikrävande mellanled och transporter skulle därigenom minska avsevärt, samtidigt som växtnäringsämnen skulle kunna återföras direkt till jordbruket genom att man använde källseparerande toaletter av den typ som redan finns på marknaden. Den hos jordbruket så ofta kritiserade tendensen till monokultur skulle elimineras om huvudmålet för jordbruket vore att producera allsidig föda för en närbelägen befolkning snarare än att producera så stora mängder som möjligt av den mest inkomstbringande grödan (Figur 4).

place
Figur 4. Med hjälp av ett närbeläget och mångsidigt jordbruk skulle de diskuterade energi- och materialproblemen kunna minskas avsevärt. Samtidigt skulle landskapets mångformighet öka. Ur ekonomisk synpunkt skulle detta vara fördelaktigt för både producent och konsument. Möjligheterna i ett sådant arrangemang redovisas i Tabell 1. Om man antar att kostnaden för energi skulle öka i framtiden, skulle ett sådant arrangemang visa sig än mer fördelaktigt, eftersom energiinsatsen i mathanteringen på detta sätt skulle kunna minska avsevärt.

Tabell 1. Ekonomi och energianvändning blir avsevärt förändrade vid en lokal matproduktion. Naturligtvis kan inte all mat produceras närskaligt. Beräkningen får därför ses som ett exempel på möjligheterna i denna produktionsmetod. (Från Günther, 1995b, siffrorna för nuläget är hämtade från statistik för 1993)

 
Nuläge
Närskalig produktion
Konsument (4 pers familj)
60 000 kr (100%)
30 000 kr (50%)
Distribution
45 000 kr (75%)
0 kr (0%)
Producentpris
15 000 kr (25%)
30 000 kr (50%)
Producentens omkostnader
12 750 kr (21,2 %)
16 575 kr (27,6%)
Producentens lön
2 250 kr (3,8%)
13 425 kr(22,4%)
Energianvändning, hela kedjan
40 000 kWh
8 000 kWh
 

Problemet är ju naturligtvis att de flesta människor i dag bor i så tätt bebyggda områden att det är omöjligt att i deras omedelbara närhet hitta den yta, 0,2 ha per person, som krävs för att åstadkomma ett sådant arrangemang.

Eftersom energipriset fortfarande är relativt lågt, och samhället därför har ‘styrfart’, skulle en klok lösning kunna vara att redan nu planera för en successiv övergång till ett samhälle där bibehållbarhetskraven på en låg energianvändning per capita och en återföring av växtnäringsämnen är uppfyllda.

Trots att en stad lätt framstår som en rigid och otymplig struktur, förändras den ändå kontinuerligt genom ny- och ombyggnad av husbeståndet. Var och en kan övertyga sig om det genom att kasta en blick på ett fotografi från sin hemstad taget för femtio år sedan. Om man antar att medelomsättningstiden för husen är 60 år, blir motsvarande förnyelsetakt 1,7%.

Anta att man, genom någon slags långsiktig och strategisk planering, skulle kunna leda stadens förändring från att bygga de nya eller renoverade husen på samma ställe till att i stället placera nybyggandet nära ett jordbruk i enlighet med de riktlinjer som nämnts ovan. För de människor som bor i de på detta sätt nybyggda områdena skulle problemen med en överdriven energianvändning och växtnäringsackumulation vara betydligt minskade. Ett normalstort jordbruk (40-50 ha, 20 kor) kan försörja omkring 200 personer och stå i växtnäringsbalans med dessa. Härigenom blir också användningen av konstgödsel onödig.

En analys av en sådan förändring ur ekonomisk och energisynpunkt har gjorts. Resultatet visar att en omställning av det nämnda slaget ger, förutom en fullständig återföring av växtnäringsämnen till den yta som producerar maten, en möjlig minskning av energianvändningen på 9 300 kWh per person och år. Vid det ovan nämnda scenariot för en 5% årlig energiprisökning innebär det att, jämfört med en oförändrad stad efter 50 år, årskostnaden för en ‘ruraliserad’ person blir över 64 000 kr lägre i dagens pris (Günther, 1996). Till detta kommer en minskad sårbarhet för hela samhället och en ökad mångformighet i landskapet.

Vid denna diskussion uppkommer ofta farhågor om hur kulturella och andra aktiviteter skall kunna upprätthållas vid en sådan ‘utglesning’ av samhället. Till detta kan sägas att dels är det viktigt att inse att dessa diskussioner rör det möjliga samhället snarare än det önskvärda, dels att ett sådant ‘ruraliserat’ samhälle varken kan rubriceras som landsbygd eller stad, snarare något mitt emellan. Den maximala befolkningstätheten närmar sig i detta fall 500 personer per km², vilket innebär att man inom cykelavstånd (3,5 km, dvs. inom en yta på 38,5 km2) kan ha närmare 20 000 grannar, om villkoren för kretslopp och energiminimering skall vara uppfyllda. Naturligtvis gör närvaron av andra områden, som skogar sjöar och berg att denna täthet aldrig uppkommer. Halva antalet verkar rimligt i områden med god tillgång på jordbruksmark. En ‘stad’ definieras i dag som ett område där det bor fler än 640 personer per km2. Den resulterande bebyggelsen kan därför varken rubriceras ‘stad’ eller ‘landsbygd’ i den bemärkelse dessa termer har i dag, utan snarare som något däremellan.

Förutsättningarna för kulturella och ekonomiska aktiviteter kan nog antas vara lika stora i ett samhälle av denna typ som i ett stadssamhälle av dagens snitt. Kulturellt sett är de kanske till och med större, eftersom en ökad platsbundenhet snarare leder till en ökad ‘kulturförmåga’ än en minskad.

Referenser

Cleveland, C. J., 1992. Energy quality and energy surplus in the extraction of fossil fuels in the U.S. Ecol. Econ. 6:139-162.

DOE - US Department of Energy, 1993. International Energy Outlook 0484(93).

Günther, F., 1995a. Hampered Effluent Accumulation Processes: Phosphorus Management and Societal Structure Accepted for publication in Ecological Economics, Elsevier, Amsterdam

Günther. F., 1995b. Livsmedelssystemet: Samverkande lösningar för miljö, ekonomi och minskad sårbarhet. K. Skogs-o. Lantbr. Akad. Tidskr. 134:6, p. 41-49

Günther, F. 1996. An Ecosystem Approach to the Design of Human Settlements. In prep.

Hall, C.A.S., C.J.Cleveland and R.Kaufmann, 1986. Energy and Resource Quality. Wiley Interscience, New York.

Kaufmann, R. K. and C. J. Cleveland, 1991. Policies to Increase US Oil Production: Likely to Fail, Damage the Economy, and Damage the Environment. Annu. Rev. Energy Environ. 16: 379-400.