ArticlePDF Available

Livscykelanalys (LCA) av norrländsk mjölkproduktion

Authors:
SIK-rapport
Nr 761 2007
Livscykelanalys (LCA) av
norrländsk mjölkproduktion
Christel Cederberg
Anna Flysjö
Lars Ericson
SIK-rapport
Nr 761 2007
Livscykelanalys (LCA) av
norrländsk mjölkproduktion
Christel Cederberg
Anna Flysjö
Lars Ericson
SR 761
ISBN 91-7290-256-6
Sammanfattning
I denna studie har uppgifter om resursanvändning och emissioner från 23 mjölkgårdar i
Norrland sammanställts och analyserats enligt metodik för deskriptiv livscykelanalys (LCA).
Syftet med studien är att öka kunskapen om miljöpåverkan och resursförbrukning i hela
produktionsledet fram till och med att mjölken lämnar gården.
Data samlades in från mjölkgårdar i Västernorrlands, Jämtlands, Västerbottens och
Norrbottens län. I undersökningen ingick 16 konventionella mjölkgårdar och 7 ekologiska. De
studerade gårdarna var specialiserade mjölkgårdar och köttproduktion förekom i mycket liten
omfattning.
Den funktionella enheten (beräkningsbasen) i studien är ”ett kg energikorrigerad mjölk
(ECM) vid gårdsgrinden”. Det analyserade produktionssystemet inkluderade alla faser i
livscykeln av gödselmedel, foder, diesel, pesticider och plast. Alla transportsteg ingick.
Byggnader, lantbruksmaskiner, diskmedel och mediciner ingick inte i studien.
Allokering mellan mjölk och biprodukten kött (utslagskor och överskottskalvar) gjordes på
ekonomisk grund; 90 % fördelades till mjölken och 10 % till köttet. Ekonomisk allokering
användes också i livscykelanalyserna av råvaror till kraftfoderproduktionen.
Följande miljöpåverkanskategorier beaktades: uttag av resurser, energi, markanvändning,
användning av pesticider, klimatförändring, övergödning och försurning. För att undersöka
om det var några skillnader mellan konventionell och ekologisk mjölkproduktion gjordes en
statistisk analys av resultaten och minsta signifikanta skillnad för signifikansnivån 5 %
(p<0,05) bestämdes.
Energianvändningen (uttryckt som sekundär energi) för att producera ett kg mjölk (ECM) var
3,7 MJ/kg för konventionell mjölk och 3 MJ/kg för ekologisk mjölk. Denna skillnad förklaras
av att förbrukningen av resurser med energiinnehåll var högre för den konventionella
mjölken.
Av den totala förbrukningen av resurser med energiinnehåll utgjordes 14 - 19 % av
förnyelsebara resurser (vatten, biomassa).
Den årliga markanvändningen för att producera ett kg mjölk var 2,5 m2 åkermark för
konventionell mjölk och av denna areal fanns i medeltal 72 % på mjölkgårdarna och
resterande areal användes för att odla det inköpta kraftfodret. Produktionen av ekologisk
mjölk krävde 3,2 m2 åkermark och av denna areal fanns i medeltal 80 % på mjölkgårdarna
och övrig areal utgjordes av inköpt kraftfoder. Naturbetesmarker bidrog i liten omfattning till
markanvändningen men på flera av gårdarna fanns det betydande arealer av långliggande
vallar och denna markanvändning kan sägas vara ett gränsfall till naturbetesmark.
I foderodlingen för produktionen av ett kg konventionell mjölk användes i medeltal 58 mg
aktiv substans pesticider och för ett kg ekologisk mjölk 20 mg aktiv substans pesticider.
Indikatorn ”använd mängd pesticider” är en mycket grov indikator eftersom hänsyn till
toxiciteten av olika preparat inte tagits och skall därför endast ses som ett riktvärde på
beroendet av bekämpningsmedel.
Totalt i livscykeln var utsläppen av växthusgaser ca 1 000 gr CO2-ekvivalenter per kg
konventionell mjölk och ca 930 g CO2-ekv per kg ekologisk mjölk. Skillnaden mellan
produktionsformerna är inte statistiskt signifikant. De olika växthusgaserna skiljer sig något åt
mellan produktionsformerna. Konventionell mjölk hade lägre metanutsläpp vilket framförallt
beror på högre mjölkproduktion per ko. Ekologisk mjölk hade lägre utsläpp av lustgas vilket
förklaras av lägre kvävegivor och ingen förekomst av handelsgödsel. Även utsläppen av CO2
var lägre för ekologisk mjölk beroende på mindre användning av fossil energi.
Växtnäringsbalanserna visade på ett överskott om i medeltal 114 kg N/ha på de
konventionella gårdarna och 52 kg N/ha på de ekologiska. Om gårdens hela kväveöverskott i
stället fördelades på mängden levererad mjölk från gården var överskottet 22 kg N/ton mjölk
på de konventionella gårdarna och 14 kg N/ton på ekologiska gårdarna. Fosforöverskottet
enligt växtnäringsbalanserna var i medeltal ca 6 kg P/ha för de konventionella gårdarna och
knappt 1 kg P/ha för de ekologiska.
Utsläppen av försurande ämnen i hela livscykeln dominerades av ammoniakavgång från
stallgödsel. Eftersom kvävedepositionen i många delar av Norrland ligger vid eller t o m
under den kritiska belastningsgränsen har inte ammoniakutsläpp så stor försurande effekt som
i södra Sverige. Det var ingen signifikant skillnad mellan produktionssystemen vad gäller
utsläppen av försurande ämnen totalt i livscykeln.
När de övergödande utsläppen av kväve och fosfor viktades samman i ett maximalt scenario
var kväveförluster till luft och vatten de viktigaste källorna. I ett regionalt perspektiv är dock
övergödning av sjöar och kustnära vatten ett litet problem i Norrland och den aktuella
påverkan är väsentligt mindre än beräkningen enligt ett maximalt scenario anger. Ekologisk
mjölk hade signifikant högre maximal övergödningspotential vilket bygger på att
markläckage från konventionell och ekologisk odling skattades som lika stora. Detta är en
osäker uppgift och de lägre överskotten i växtnäringsbalanserna talar för att ekologisk
produktion i medeltal bör ha ett lägre markläckage.
I förbättringsanalysen identifierades det stora beroendet av importerat kraftfoder (från södra
Sverige och andra länder) som en viktig ”hotspot” i analysen. I jämförelse med
mjölkproduktion i södra Sverige, där utsläppen av kväve till luft och vatten innebär påtagliga
miljöeffekter vad gäller försurning och övergödning, visar denna studie att det snarare är
frågor runt resursanvändning som är centrala för norrländsk mjölkproduktion. En ökad
foderproduktion i Norrland skulle minska energianvändningen i mjölkens livscykel, öka
markanvändningen av ”öppen mark” i Norrland vilket är positivt för biologisk mångfald och
landskapets estetik samt minska användningen av pesticider i foderproduktionens livscykel
eftersom bekämpningsbehovet är så litet i det norrländska jordbruket. Om fler ettåriga
foderväxter ingår i odlingen ger det också positiva effekter i de annars ganska ensidiga
växtföljderna.
Summary
In this study, data on resource use and emissions for 23 dairy farms in Norrland were
collected and analysed with LCA methodology (attributional LCA). The purpose of the study
was to gain increased knowledge of the environmental impact of the today´s milk production
in northern Sweden. Data were collected from 16 conventional farms and 7 organic farms.
The farms were specialised dairy farms, meat occurred only as co-products.
The functional unit was one kg of fat- and energy corrected milk (ECM) at the farm gate.
Emissions of ammonia and nitrate were also evaluated per hectare of arable land at the farms
and nutrient balances were established. The system analysed included all phases in the life
cycle of fertilisers, feed products, diesel, pesticides and plastics. Transport steps were also
taken into account. Buildings, machinery and medicines were excluded. Allocation between
milk and meat was done on an economic basis, distributing 90 % of the impact to milk and 10
% to the meat. Economic allocation was also used in the Life Cycle Inventories of concentrate
feed.
Impact categories analysed was: resources, energy, land use, use of pesticides, climate
change, acidification and eutrophication. The LCA results were statistically analysed to
establish the least significant difference at p<0.05.
The use of secondary energy was in average 3,7 MJ/kg ECM for the conventional farms and 3
MJ/kg ECM for the organic farms. This difference was explained of a higher use of fossil
energy resources in conventional production. Of the total use of resources with energy 14 – 19
% was renewable resources (water, biomass).
The yearly land use was 2,5 m2/kg ECM for the conventional farms and 72 % of this area was
at the dairy farms and the rest outside the farms due to purchased concentrate feed. The yearly
land use for the organic farms was 3,2 m2/kg ECM; 80 % of this land was at the farms and 20
% due to input of concentrate feed. Natural grazing meadows made up but a small fraction of
total land use, but on several of the farms in the study there were grasslands not ploughed for
several years and often kept for grazing. This land use on arable land was very similar to
natural grazing meadows although not reported as such in the agricultural statistics.
In the production of feed for the production of one kg ECM, pesticide use was in average 58
mg active substance for conventional milk and 20 mg active substance per kg organic milk.
The indicator “pestice use” is a very coarse indicator as the toxicity of different substances are
not evaluated and can therefore only be seen as one of many indicators for dependence of
pesticides in agricultural production.
The total emissions of greenhouse gases in the life cycle were 1 000 gram CO2-equivalents
per kg conventional milk and 930 gram CO2-equivalents per kg organic milk. The difference
was not statistically significant. The greenhouse gases differed between the two production
forms. Conventional milk had lower methane emissions per kg milk due to higher milk
production per cow. Organic milk had lower emissions of nitrous oxide due to lower N use
and no application of synthetic fertilisers. Also the emissions of carbon dioxide were lower
for organic milk because of lower use of fossil fuels.
The nutrient balance according to the “farm-gate” method showed a N-surplus of 114 kg N/ha
in average for the conventional farms and 52 kg N/ha for the organic farms. When the farms
nitrogen surplus was allocated to milk production, the N-surplus was 22 kg N/ton ECM for
the conventional farms and 14 kg N/ton ECM for the organic farms. The surplus of
phosphorous was in average 6 kg P/ha for the conventional farms and 1 kg P/ha for the
organic farms.
The emissions of acidifying substances in the life cycle were dominated by ammonia from
farmyard manure. The atmospheric deposition of nitrogen in large areas of Northern Sweden
is at or even below the critical load for nitrogen. The negative impact of ammonia emissions
is therefore much less in Northern Sweden compared to the south-west of Sweden. There was
no statistical difference between the two production systems concerning the emissions of
potentially acidifying substances in the whole life cycle.
The characterisation for eutrophying substances showed that nitrogen losses from leaching
and ammonia were the most important sources. However, in a regional perspective
eutrophication of coastal waters and lakes is a minor problem in Northern Sweden and the
actual impacts due to nutrient losses are less than the theoretical potential impact calculated in
the characterisation. According to the characterisation, organic milk had a higher
eutrophication potential which was explained by larger use of land per kg milk. This result is
uncertain because data on N leaching from organic fodder crops in northern Sweden do not
exist and estimated leaching can have been overestimated in the inventory analysis.
The big dependence of imported concentrate feed in milk production in the north of Sweden
was identified as the major hotspot in this study. Feed is imported from the south and central
Sweden and from abroad which results in a significantly higher use of energy resources
compared to milk production in south of Sweden. Increasing fodder production in Northern
Sweden would reduce energy use in the life cycle of milk and increase the use of “open land”
which is considered important for biodiversity in the forest-dominated landscape. Annual
crops could also contribute to better crop rotations in agriculture in this area.
7
Innehållsförteckning
1 INLEDNING OCH BAKGRUND.............................................................................................................. 9
2 DEFINITION AV STUDIENS MÅL OCH OMFATTNING ................................................................ 11
2.1 STUDIENS MÅL OCH SYFTE.................................................................................................................. 11
2.2 STUDIENS OMFATTNING...................................................................................................................... 11
2.2.1 Studerade gårdar .......................................................................................................................... 12
2.2.2 Systemavgränsningar .................................................................................................................... 12
2.3 FUNKTIONELL ENHET.......................................................................................................................... 12
2.4 ALLOKERING ...................................................................................................................................... 12
2.4.1 Mjölk och kött................................................................................................................................ 13
2.4.2 Stallgödsel och vegetabilier från mjölkgårdarna.......................................................................... 13
2.4.3 Råvaror till kraftfoder................................................................................................................... 13
2.5 GENERELLA ANTAGANDE ................................................................................................................... 13
2.5.1 Energi............................................................................................................................................ 13
2.5.2 Transporter ................................................................................................................................... 13
2.6 DATALUCKOR..................................................................................................................................... 14
3 INVENTERING AV DATA ..................................................................................................................... 15
3.1 MJÖLKGÅRDARNA I STUDIEN.............................................................................................................. 15
3.2 GÅRDARNAS DJURHÅLLNING .............................................................................................................. 16
3.2.1 Mjölkproduktion............................................................................................................................ 16
3.2.2 Foderkonsumtion........................................................................................................................... 17
3.2.3 Stallgödsel, N-produktion och fördelning ..................................................................................... 18
3.2.4 Utsläpp av ammoniak.................................................................................................................... 19
3.2.5 Utsläpp av lustgas......................................................................................................................... 20
3.2.6 Utsläpp av metan från djurens fodersmältning............................................................................. 20
3.2.7 Utsläpp av metan från lagring av stallgödsel............................................................................... 21
3.2.8 Elanvändning ................................................................................................................................ 22
3.3 GÅRDARNAS FODERPRODUKTION ....................................................................................................... 22
3.3.1 Markanvändning för gårdsproducerat foder................................................................................. 22
3.3.2 Användning av diesel .................................................................................................................... 23
3.3.3 Handelsgödsel och stallgödsel...................................................................................................... 24
3.3.4 Bekämpningsmedel........................................................................................................................ 25
3.3.5 Plast och ensileringsmedel............................................................................................................ 25
3.3.6 Förluster av lustgas i foderproduktionen...................................................................................... 26
3.3.7 Förluster av ammoniak i foderproduktionen................................................................................. 26
3.3.8 Kväve- och fosforläckage från åkermarken .................................................................................. 27
3.3.9 Växtnäringsbalanser ..................................................................................................................... 28
3.4 PRODUKTION AV KRAFTFODER ........................................................................................................... 31
3.4.1 Konventionellt kraftfoder .............................................................................................................. 31
3.4.2 Data om råvaror i konventionella foderblandningar.................................................................... 32
3.4.3 Ekologiskt kraftfoder..................................................................................................................... 33
3.4.4 Foderfabriken................................................................................................................................ 36
4 MILJÖPÅVERKANSBEDÖMNING...................................................................................................... 37
4.1 KLASSIFICERING OCH KARAKTERISERING ........................................................................................... 37
4.2 BESKRIVNING AV VALDA MILJÖPÅVERKANSKATEGORIER................................................................... 37
4.2.1 Resursförbrukning......................................................................................................................... 37
4.2.2 Energi............................................................................................................................................ 38
4.2.3 Färskvatten.................................................................................................................................... 38
4.2.4 Mark.............................................................................................................................................. 38
4.2.5 Kemiska bekämpningsmedel.......................................................................................................... 38
4.2.6 Klimatförändringar....................................................................................................................... 38
4.2.7 Försurande ämnen........................................................................................................................ 39
4.2.8 Bidrag till övergödning................................................................................................................. 39
8
5 RESULTAT ............................................................................................................................................... 41
5.1 UTTAG AV RESURSER.......................................................................................................................... 41
5.1.1 Resurser med energiinnehåll......................................................................................................... 41
5.1.2 Resurser utan energiinnehåll........................................................................................................ 41
5.2 ENERGI ............................................................................................................................................... 42
5.3 MARKANVÄNDNING ........................................................................................................................... 42
5.4 ANVÄNDNING AV PESTICIDER ............................................................................................................. 43
5.5 KLIMATFÖRÄNDRING.......................................................................................................................... 43
5.6 UTSLÄPP AV FÖRSURANDE ÄMNEN ..................................................................................................... 44
5.7 BIDRAG TILL ÖVERGÖDNING............................................................................................................... 45
6 DISKUSSION ............................................................................................................................................ 46
6.1 FÖRBÄTTRINGSANALYS ...................................................................................................................... 52
7 REFERENSER .......................................................................................................................................... 55
BILAGA 1 EMISSIONER AMMONIAK .................................................................................................... 58
BILAGA 2 TRANSPORT AV FODER ........................................................................................................ 60
9
1 Inledning och bakgrund
Mjölkproduktionen har en mycket stor betydelse för det norrländska jordbruket och står för
nära åttio procent av dess intäkter. Mjölkdjuren och deras foderproduktion spelar en central
roll för landskapsbilden och för förvaltandet av den biologiska mångfalden. En livskraftig
mjölkproduktion i norra Sverige är en förutsättning för att denna region skall kunna uppnå
miljökvalitetsmålen ”Ett rikt odlingslandskap” och ”Ett rikt växt- och djurliv”.
Det har hittills inte gjorts någon systematisk kartläggning av resursanvändning och utsläpp
från norrländsk mjölkproduktion. De livscykelanalyser som har gjorts i Sverige har baserats
på data från sydsvensk mjölkproduktion.
I denna rapport redovisas en livscykelanalys (LCA) av mjölkproduktion där data samlats in
från gårdar i landets fyra nordligaste län. Studien har finansierats av Regional
Jordbruksforskning i Norrland, Stiftelsen Lantbruksforskning samt med KULM-medel för
inventeringen av gårdsdata från Länsstyrelserna i Västernorrlands, Jämtlands, Västerbottens
och Norrbottens län. Utförande projektgrupp har bestått av forskare från Svensk Mjölk,
institutionen för norrländsk jordbruksvetenskap, SLU Umeå och SIK, Institutet för Livsmedel
och Bioteknik, Göteborg. Personal från Länsstyrelserna i Jämtlands och Västerbottens län har
ombesörjt insamlingen av data på mjölkgårdarna i studien. Till projektet har varit knuten en
referensgrupp bestående av representanter från mejerier, husdjursföreningar och länsstyrelser.
Ett stort tack riktas till de 23 mjölkgårdar som har deltagit i studien och som har ställt upp
med sin tid och sina uppgifter om gårdens mjölkproduktion. Hanna Appelros, Länsstyrelsen i
Jämtlands län och Per-Göran Persson, Länsstyrelsen i Västerbottens län gjorde alla data-
inventeringar, ett stort tack! Slutligen ett tack till referensgruppen som har deltagit med
kunskap och synpunkter och som deltog i arbetet med att finna gårdar till undersökningen.
I denna studie har metodiken för livscykelanalys (LCA) tillämpats. De olika faserna i en LCA
är mål och omfattning, inventeringsanalys, miljöpåverkansbedömning och resultattolkning.
Ramverket för LCA-metodiken är standardiserat inom ISO-standard (ISO 14040 och 14044)
och framgår ur Figur 1.1.
I studiens mål och omfattning definieras projektets målsättning och syfte samt avgränsningar.
I en LCA relateras alla resultat till en beräkningsbas som benämns den funktionella enheten. I
mål och omfattning definieras studiens systemgränser och vilka flöden som exkluderas anges
väl.
Inventeringsanalysen, d v s insamling och bearbetning av data är ofta den mest tidskrävande
delen i en LCA-studie. I inventeringsfasen skall alla inputs till det studerade systemet (t ex
energi och material) och alla emissioner från systemet identifieras och kvantifieras.
10
Definition av
mål och
omfattning
Inventerings-
analys
Miljöpåverkans-
bedömning
Tolkning
Figur 1.1 Faser i en LCA (phases in LCA)
Syftet med miljöpåverkansanalysen är att analysera och bedöma miljöpåverkan av alla inputs
som har identifierats i inventeringsanalysen. Det första steget i miljöpåverkansanalysen är
klassificeringen, då olika typer av resursanvändning och emissioner sorteras upp i
miljöpåverkanskategorier, t ex växthusgaser i kategorin klimatförändring och övergödande
ämnen i kategorin eutrofiering. Det andra steget är karakterisering. I denna fas bedöms den
relativa fördelningen av varje emission för respektive miljöpåverkanskategori. T ex för
kategorin klimatförändringar viktas de olika växthusgaserna samman i koldioxidekvivalenter.
I den slutliga tolkningsanalysen dras slutsatser från inventeringsanalysen och miljöpåverkans-
bedömningen. Denna fas kan innehålla en genomgång av studiens datakvalitet och en
känslighetsanalys. Det viktigaste syftet med en LCA är att finna de mest miljöpåverkande
delarna (så kallade ”hotspots”) för att bättre kunna optimera miljöarbetet och sätta in åtgärder
i rätt del av livscykeln.
Datorverktyg för livscykelanalysen har varit SimaPro 7 (Pré, 2006).
11
2 Definition av studiens mål och omfattning
2.1 Studiens mål och syfte
Målsättningen med denna studie är att genomföra en deskriptiv livscykelanalys av dagens
mjölkproduktion i Norrland.
Syftet med studien är att öka kunskapen om miljöpåverkan och resursförbrukning i hela
produktionskedjan fram till och med att mjölken lämnar gården. Detta görs genom att
emissioner och resursförbrukning beräknas och analyseras, från uttaget av insatsvaror såsom
handelsgödsel och diesel, fram till och med att mjölken är producerad och färdig att lämna
gårdsgrinden. Studien skall dels beskriva dagens mjölkproduktion ur ett miljö- och
resursperspektiv och dels genomföra en förbättringsanalys och ge förslag på hur
mjölkproduktionen i Norrland kan utvecklas för att minimera miljöpåverkan.
Studien har utförts av Svensk Mjölk i samarbetet med SLU, institutionen för norrländsk
jordbruksvetenskap, Umeå, länsstyrelserna i de fyra nordligaste länen samt SIK, Institutet för
Livsmedel och Bioteknik, Göteborg. Studien har finansierats av Regional Jordbruksforskning
norra Sverige, Stiftelsen Lantbruksforskning samt med KULM-medel från dessa länsstyrelser.
2.2 Studiens omfattning
Studien omfattar alla de faser av mjölkproduktion fram till och med gårdsgrinden som
beskrivs i Figur 2.1, samt produktion av energi och material. Transporter har också ingått.
Vegetabilier
Stallgödsel
DJUR
suggor , slaktsvin
FODER
HUSDJUR
Kor o rekryt
ODLING AV
FODER
vall, spannmål etc
FODER GÖDSEL KÖTT
MJÖLK
GÅRD
MJÖLK
K
RÅVAROR I KONC
Odling/production av
Olje-, socker-, stärkelse-,
energigrödor
sojamjöl,
rapsmjöl
betfiber
drank,
PKE
etc
VÄXTODL GÅRDAR
Odling av sp.mål,
ärter, åkerbönor mm
FODER INDUSTRI
kraftfoder
RESURSER
diesel, electricitet,
Handelsgöd. pesticid,
plast
- betmassa
betfiber
CH4 N2O NH3 NO3 P
Figur 2.1 Ett flödesdiagram för mjölkproduktion.
A flow diagram for farm production of milk
12
2.2.1 Studerade gårdar
Data om årlig resursanvändning (2005) insamlades genom individuella besök vid 23
mjölkgårdar i Västernorrland, Jämtlands, Västerbotten och Norrbottens län. I samband med
datainventeringen inhämtades uppgifter om djurhållning, betesstrategier, hantering och
lagring av stallgödsel, metoder för stallgödselspridning m m och dessa uppgifter användes för
att modellberäkna utsläpp av ammoniak, lustgas och metan. Gårdarna delades upp i två
grupper; en konventionell där 16 gårdar ingick och en ekologisk (KRAV-godkända) där 7
gårdar ingick.
2.2.2 Systemavgränsningar
Produktion av byggnader och maskiner ingick inte i studien.
Produktion, användning och utsläpp av mediciner ingick inte i studien på grund av bristande
kunskap om vilken miljöpåverkan som medicinrester har i ekosystem.
Produktion av utsäde till gårdarna ingick inte eftersom vallodling dominerar och mycket små
mängder vallutsäde används på årligen. Utsäde ingick däremot i databasen för råvaror för
kraftfoderproduktion.
Produktion och användning av bekämpningsmedel ingick i analysen men ingen toxisk
påverkansanalys genomfördes på grund av att metodiken för påverkansanalys av toxicitet från
bekämpningsmedel inte är fullt utvecklad.
Rengöringsmedel och juvervårdsprodukter ingick inte i studien.
2.3 Funktionell enhet
Den funktionella enheten i studien var “ett kg ECM (energi- och fettkorrigerad mjölk) vid
gårdsgrinden”(one kg ECM at the farm-gate”).
Utsläpp av ammoniak och nitrat från jordbruk är ofta viktiga källor till lokal såväl som
regional miljöpåverkan. Koncentrationen av dessa ämnen, d v s hur stora utsläppen är per
ytenhet, kan därför ha lokal betydelse. Utsläppen av detta reaktiva kväve relateras därför även
till ”ett hektar åkermark på mjölkgården” genom att en analys av gårdens växtnäringsbalanser
ingår i studien.
2.4 Allokering
Allokering betyder i LCA-sammanhang att fördela miljöpåverkan och resursbehov mellan
produkter. Allokeringssituationer uppkommer till exempel när det, som i många av
jordbrukets produktionsprocesser, genereras mer än en produkt eller när vi får ut flera
produkter från en råvara.
Eftersom denna studie är en deskriptiv LCA (eng.”attributional LCA”), d v s en
livscykelanalys som beskriver nuläget för mjölkproduktionen i Norrland har vi valt att i första
hand använda ekonomisk allokering vilket innebär att miljöpåverkan mellan huvudprodukt
och biprodukt fördelas efter produkternas ekonomiska värde.
13
2.4.1 Mjölk och kött
Gårdarna som ingick i studien valdes bland annat ut för att de var utpräglade mjölkgårdar utan
uppfödning av köttdjur. Men även en mjölkgård genererar produkter som har stor betydelse
för produktionen av kött, nämligen utslagskor och överskottskalvar (framförallt tjurkalvar)
som för denna typ av specialiserad mjölkgård säljs till andra gårdar för vidare uppfödning till
köttdjur. Enligt lönsamhetskalkyler för Svensk Mjölk utgör mjölken 90 % av de totala
intäkterna från en mjölkgård medan utslagskor och tjurkalvar (ca 2 mån) utgör 10 % (Rietz
pers medd, 2007). För att fördela miljöpåverkan mellan mjölk och kött har därför 90 %
allokerats till mjölken.
Allokeringen är lika för konventionella och ekologiska gårdar. På ekologiska gårdar levereras
mindre mjölk per ko i förhållande till kött men detta kompenseras med högre mjölkpris. Även
för ekologiska mjölkgårdar kommer intäkten till ca 90 % från mjölken.
2.4.2 Stallgödsel och vegetabilier från mjölkgårdarna
De inventerade gårdarna i studien var utpräglade mjölkgårdar och hade i mycket ringa
omfattning annan verksamhet. I några enstaka fall har små mängder stallgödsel och
vegetabilier sålts ifrån gårdarna. I dessa fall har vi undvikit allokering genom att räkna av den
resursanvändning och de utsläpp som utflödet av dessa produkter har inneburit. Dessa
utflöden har dock varit mycket små.
2.4.3 Råvaror till kraftfoder
I produktionen av kraftfoder är biprodukter från olje-, socker- och stärkelseindustrin viktiga
komponenter. Ekonomisk allokering användes för att fördela miljöpåverkan mellan
huvudprodukt och biprodukter (se vidare avsnitt 3.4).
2.5 Generella antagande
2.5.1 Energi
För elförbrukning inom Sverige har data för svensk genomsnittsel använts i de fall inget annat
anges. Eftersom studien vill beskriva ett befintligt system (nuvarande mjölkproduktion i
Norrland) har det inte varit aktuellt att undersöka eventuella effekter av förändringar i
elproduktionssätt (marginalel).
Den svenska elmixen består framförallt av vattenkraft och kärnkraft. Data har hämtats ur en
databas, Ecoinvent (2003), i programvaran SimaPro (Pré, 2006).
2.5.2 Transporter
Även data för transporter har hämtats ur databasen Ecoinvent (2003) i programvaran SimaPro
(Pré, 2006). Fodertransporterna inom Sverige utförs till stor del av Lantmännen varifrån
specifika uppgifter hämtats. För dessa lastbilstransporter har vi antagit lastningsgraden 90 %
eftersom man lägger ner stort arbete på att få returtransporter. För lastbilstransporter inom
Europa (förutom Sverige) har vi gjort antagande om 70 % lastningsgrad och för
lastbilstransporter utanför Europa har vi gjort antagande om 50 % lastgrad. Data för 50 %
lastgrad är direkt hämtad från databasen Ecoinvent (2003), medan justeringar av dessa har
14
gjorts för att motsvara 70 % och 90 % lastgrad. Även data för båt– och tågtransporter är
hämtade från samma databas. Transporterna redogörs vidare för i Bilaga 2.
2.6 Dataluckor
På grund av databrist har några inflöden exkluderats i analysen. I kraftfoder finns mindre
mängder (< 1 %) vitaminer och magnesiumoxid, för dessa har data inte samlats in. Några av
de konventionella gårdarna använder foderprodukten Acetona energy till nykalvade kor för att
ge dem ett extra energitillskott. Data för denna produkt har inte kunnat tas fram, det är små
volymer som används på ett begränsat antal av gårdarna.
Majsglutenmjöl används i det ekologiska proteinkraftfodret. Det har varit svårt att få fram
säkra data om denna proteinråvara, bl a för att den är en av flera biprodukter i produktionen
av majsstärkelse och det är svårt att göra en rättvis allokering mellan de olika biprodukterna.
Majsglutenmjöl har därför inte tagits med utan istället har motsvarande mängd sojamjöl
(räknat efter tillfört protein) använts som indata i de ekologiska proteinkoncentraten (se vidare
avsnitt 3.4.3).
15
3 Inventering av data
3.1 Mjölkgårdarna i studien
Data om mjölkproduktion, resursanvändning och utsläpp samlades in från 23 mjölkgårdar i de
fyra nordligaste länen (Västernorrland, Jämtland, Västerbotten och Norrbotten). I Figur 3.1
framgår var i området gårdarna var belägna. Konventionell mjölkproduktion bedrevs på 16 av
gårdarna och 7 av gårdarna har ekologisk (KRAV-godkänd) mjölkproduktion. På kartan har
även foderfabrikerna i Västerås och Holmsund markerats varifrån kraftfoder levereras till
gårdarna.
Figur 3.1 Karta som visar var de studerade gårdarna (inom skuggade område) och foderfabrikerna är
belägna. Map of the location of the studied farms (within shadow areas) and the feed industries at
Västerås and Holmsund
16
I Tabell 3.1 lämnas några basdata om gårdarna. Djurtätheten1 har beräknats i enlighet med
Jordbruksverkets förordning 1998:899 (Jordbruksverket, 1998). I medeltal var koantalet 40 %
högre på de konventionella gårdarna och den levererade mängden mjölken per hektar
åkermark var väsentligt högre för de konventionella gårdarna. Djurtätheten var 15 % lägre på
de ekologiska gårdarna. Arealen naturbetesmark var generellt ganska låg på gårdarna (lägre
än motsvarande gårdar i södra Sverige) och det fanns en tendens till något större arealer
naturbetesmark på de ekologiska gårdarna.
Tabell 3.1 Generella data om gårdarna i studien, medeltal samt min/max-värden (inom parentes).
General data on the dairy farms, average and minimum/maximum values (in brackets) for each group
Konventionella gårdar (n=16)
Conventional farms
Ekologiska gårdar (n=7)
Organic farms
Mjölkkor per gård
(Dairy cows per farm)
49
(22 - 104)
35
(22 – 59)
Åkermark, ha per gård
(Arable land, ha per farm)
98
(55 – 160)
81
(39 – 156)
Djurtäthet, djurenheter/ha
(Livestock density, LU/ha)
0,69
(0,39 – 1,05)
0,6
(0,36 – 0,76)
Mjölkproduktion, kg ECM/ha
åkermark
(Milk production, kg ECM/ha)
5 084
(2 926 – 7 538)
3 689
(2 180 – 4 923)
Naturbetesmark, ha/gård
(Natural grazing meadows,
ha/farm)
3
(0 – 11)
8
(0 – 50)
3.2 Gårdarnas djurhållning
3.2.1 Mjölkproduktion
Alla gårdar var anslutna till kokontrollen och avkastningen enligt denna kontroll redovisas i
Tabell 3.2. Den levererade mängden mjölk är den faktiska mjölkmängd (uttryckt som kg
ECM) som försåldes från gårdarna under 2005 och som alltså är grunden för den funktionella
enheten (beräkningsbasen). På de ekologiska gårdarna används en del av den producerade
mjölken till kalvar. Nära 1 000 kg mjölk/ko av den producerade mjölken levereras inte till
mejerierna från de ekologiska gårdarna som framgår av Tabell 3.2. I medeltal levererade de
ekologiska gårdarna 1 300 kg mindre mjölk per ko jämfört med de konventionella gårdarna
vilket förklaras av lägre produktion per ko men också av en större utfodring av helmjölk till
kalvar i ekologisk produktion.
Som en jämförelse kan sägas att 2005 levererades 8 175 kg mjölk/ko till mejerierna i Sverige
(Svensk Mjölk 2006).
1 En djurenhet (DE) motsvarar en mjölkko inkl en kalv t o m en månad, eller sex kalvar i åldern en månad till sex
månader eller tre ungdjur äldre än sex månader
17
Tabell 3.2 Årlig mjölkproduktion vid gårdarna, medeltal samt min/max-värden (inom parentes)
Yearly milk production at the dairy farms, average and minimum/maximum values (in brackets)
Konventionella gårdar (n=16)
Conv farms
Ekologiska gårdar (n=7)
Org farms
Mjölkavkast enligt kokontroll,
kg ECM/ko*år
Milk yield according to milk
record, kg ECM/cow*yr
9 456
(7 650 – 10 500)
8 661
(5 618 – 10 075)
Mjölklevererans, kg ECM/ko
Delivered milk, kg ECM/cow
9 045
(7 207 – 10 500)
7 745
(5 772 – 8 928)
3.2.2 Foderkonsumtion
Alla uppgifter rörande det gårdsproducerade fodret insamlades indirekt. Foderkonsumtionen
av t ex ensilage per djur mättes/uppskattades inte direkt utan beräknades via gårdens
användning av diesel, handelsgödsel, plast etc och här hämtades data från gårdarnas
bokföring. Utsläpp av reaktivt kväve (t ex ammoniak och lustgas) från gårdens foderodling
beräknades med modeller som bl a tar hänsyn till gödselgivornas storlek, spridningsteknik
m m (se vidare avsnitt 3.3).
Data om mängden inköpt foder (framförallt kraftfoder) baserades på gårdarnas bokföring. I
Tabell 3.3 visas vilka typer av foder som köptes in till mjölkgårdarna. Proteinkoncentrat
innehåller vanligen ingen spannmål utan består av olika proteinråvaror samt fiberråvaror (t ex
betfiber). Detta foder kompletterar den spannmål som finns på de mjölkgårdar som odlar egen
spannmål eller köper från en granne. Färdigfoder är ett komplett kraftfoder som består av en
spannmålsdel motsvarande 40 – 50 % och samt ett proteinkoncentrat. Färdigfoder används i
större omfattning i norrländsk mjölkproduktion än i sydsvensk eftersom spannmålsodlingen
vanligen är liten på mjölkgårdarna i norr.
Tabell 3.3 Andel av gårdar (%) inom respektive produktionssystem som köper in olika typer av
kraftfoder. Share of farms (%) within each group that purchased feed of different types
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
Eko gårdar (n=7)
Org fams
Proteinkoncentrat (protein concentrate feed) 53 57
Färdigfoder (mixed concentrate feed) 88 86
Spannmål (grain) 12 0
Biprod sockerind (by-prod sugar industry 12 0
Mineraler (minerals) 100 86
Kalvnäring (calf feed) 62 0
Som framgår av Tabell 3.3 är färdigfoder den helt dominerande kraftfodertypen på
konventionella såväl som ekologiska mjölkgårdar i Norrland. Biprodukter från
sockerindustrin (betfor) används i liten omfattning som enskilt fodermedel. Som tidigare
beskrivits används inte kalvnäring (pulvermjölk) till kalvar i ekologisk mjölkproduktion.
I Tabell 3.4 redovisas medeltalet för förbrukning av inköpt kraftfoder per ko för de båda
grupperna. Kraftfoderkonsumtionen (här definierad som summan av proteinkoncentrat,
18
färdigfoder, spannmål och biprodukter från socker) är väsentligt högre per ko för de
konventionella gårdarna. I medeltal inköptes drygt 3 800 kg kraftfoder per ko till de
konventionella gårdarna och 2 075 kg/ko till ekologiska. Om mängden inköpt kraftfoder
istället relateras till den levererade mjölkmängden så användes 410 kg kraftfoder per ton
mjölk i den konventionella produktionen och 260 kg/ton mjölk i den ekologiska.
Tabell 3.4 Inköp av kraftfoder, medeltal per ko och år i de två produktionssystemen. Average use of
purchased feed in the two farm groups
Konv gårdar (n=16), kg foder/ko
Conv farms, kg feed/cow*yr
Eko gårdar (n=7), kg foder/ko
Org farms, kg feed/cow*yr
Proteinkoncentrat
(protein concentrate feed)
495 197
Färdigfoder
(mixed concentrate feed)
2927 1878
Spannmål (grain) 365 0
Biprodukter sockerindustrin
(by-products , sugar industry) 23 0
3.2.3 Stallgödsel, N-produktion och fördelning
Uppgifter samlades in om gårdarnas betesdrift. Huruvida stallgödseln hamnar på betesmark
eller inne i stallet har betydelse för utsläppen av ammoniak och lustgas. Lagringssystemet för
stallgödseln har också betydelse för dessa utsläpp. Tabell 3.5 visar hur stallgödseln från
mjölkkorna i medeltal fördelas mellan olika gödselsystem. På de ekologiska gårdarna vistas
mjölkkorna i större omfattning på bete under sommarhalvåret och en större andel av den
årliga gödselproduktionen släpps därför på betet. Flytgödsel är det dominerande
gödselsystemet, i synnerhet på konventionella gårdar.
Tabell 3.5 Stallgödselns årliga fördelning i medeltal (%) för olika gödselsystem (mjölkkor).
Average yearly manure distribution (%) between different manure handling systems (dairy cows)
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
Eko gårdar (n=7)
Org Farms
Bete (grazing) 14 22
Flyt (slurry) 75 56
Fastgödsel (solid manure) 11 22
Djupströ (deep litter) 0 0
För ungdjuren är det mycket små skillnader i distributionen av gödsel mellan olika system
(Tabell 3.6). Betesperiodens längd för rekryteringsdjuren är lika för ekologiska och
konventionella gårdar.
19
Tabell 3.6 Stallgödselns årliga fördelning i medeltal (%) för olika gödselsystem (ungdjur). Average
yearly manure distribution (%) between different manure handling systems (replacement animals)
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
Eko gårdar (n=7)
Org Farms
Bete (grazing) 33 34
Flyt (slurry) 44 44
Fastgödsel (Solid manure) 17 16
Djupströ (deep litter) 6 6
Uppgifter om kväveproduktionen i stallgödsel är av stor betydelse när utsläpp av ammoniak
och lustgas skall beräknas. Eftersom mjölkgårdar inte väger och därtill analyserar
mjölkkornas foderintag är det omöjligt att göra en input-output balans över foder och
mjölkproduktion för att beräkna N-produktionen i gödseln bakom kon. Standardvärden om
kväveproduktion i stallgödsel där hänsyn tas till produktionsnivå och djurkategori har hämtats
från STANK 4.11 (Jordbruksverket, 2003). Tabell 3.7 visar de standardvärden som har
använts för att beräkna utsläpp av lustgas och ammoniak.
Tabell 3.7 Årlig kväveproduktion i stallgödseln för olika djurkategorier och produktionsnivåer.
Annual total nitrogen excretion for the animal categories/production levels
Djurkategori, animal category Kg N i stallgödsel per djur och år
Kg N, total excreted per head and yr
Kalv, 0-2 mån (calf 0-2 month) 2,9*
Yngre kviga 2-12 mån (young heifer 2-12 month) 22
Äldre kviga 12-24 mån (older heifer 12-24 month) 47
Mjölkko (dairy cow), 6 000 kg ECM per år 100
Mjölkko (dairy cow), 8 000 kg ECM per år 117
Mjölkkor (dairy cow), 10 000 kg ECM per år 139
* Data enligt Dansk Jordbruksforskning 2000, alla övriga STANK 4.11 (Jordbruksverket, 2003)
*(Data from Danish Institute of Agricultural Science 2000, all other from STANK 4.11 (Jordbruksverket, 2003)
3.2.4 Utsläpp av ammoniak
Ammoniakavgång från stallgödseln sker i stallet, under betesperioden, när gödseln lagras och
vid spridning av gödseln. I beräkningen av ammoniakförluster har förlusterna följts från det
att gödseln lämnar kon (beräknat med de standardvärden som visas i Tabell 3.7) och delats
upp mellan betesgödsel och stallgödsel beaktat de olika gödselsystem som gårdarna hade
(Tabell 3.5 och 3.6). Figur 3.2 visar flödet av gödseln och var förluster av ammoniak och
lustgas har beräknats. I Bilaga 1 redovisas de emissionsfaktorer som har använts för att
beräkna ammoniakförlusterna och de överensstämmer med emissionsfaktorer som används i
rådgivningsprogrammet STANK och SCB:s beräkningsunderlag för ammoniakförluster från
jordbruket (Jordbruksverket, 2003 och Karlsson & Rodhe, 2002).
20
Total N i
stallgödsel
N i gödsel
stall
N i gödsel
bete
Lagring av
gödsel Spridning av
gödsel
NH3, N2O
NH3 NH3, N2O NH3, N2O
Figur 3.2 Förlust av ammoniak och lustgas från stallgödseln i olika steg. Losses of ammonia
and nitrous oxide from manure.
3.2.5 Utsläpp av lustgas
Utsläpp av lustgas sker när stallgödseln släpps på bete, vid lagring av gödsel och vid
spridning. Det sistnämnda redovisas vidare under avsnitt 3.3.6. I Tabell 3.8 redovisas
emissionsfaktorerna som användes för att beräkna lustgasutsläpp från lagring av stallgödsel
samt från betesgödsel. Emissionsfaktorerna är hämtade från IPCC:s nyligen reviderade
riktlinjer för beräkningar av växthusgaser i jordbruket (IPCC, 2006).
Tabell 3.8 Emissionsfaktorer för beräkning av lustgas i samband med lagring av stallgödsel och från
stallgödsel som släpps på bete. Emission factors for nitrous oxide during storage and grazing period
Kg N2O-N per kg Nexkrementer
Kg N2O-N per kg Nexcreted
Fastgödsel (solid manure) 0,001
Flytgödsel (slurry) 0,001
Gödsel på bete (manure from grazing animals) 0,02
För skattning av indirekta utsläpp av lustgas orsakade av deposition av ammoniak beräknar
IPCC (2006) att 0,01 kg N2O-N/kg NH4-N som deponeras. Denna faktor användes för att
beräkna de indirekta förlusterna orsakade av de ammoniakförluster som uppkom i stall, på
bete, vid lagring och vid spridning (se Figur 3.2).
3.2.6 Utsläpp av metan från djurens fodersmältning
Idisslarna är en viktig källa till växthusgasen metan, CH4. Detta metan bildas vid den
anaeroba, mikrobiella nedbrytningen av kolhydrater (huvudsakligen cellulosa) som sker i
våm- och tarmsystemet. Metanproduktionen påverkas av typ av idisslare, djurens kroppsvikt,
foderstat och eventuella tillsatser av inhibitorer och antibiotika.
I IPCC:s riktlinjer för beräkning av metan från idisslare redovisas tre olika metoder (Tier 1-3).
Tier 1 är väldigt grov och bygger en enhetlig emissionsfaktor för alla mjölkkor i Västeuropa.
Faktorn är beräknad för låga avkastningssiffror (6 000 kg ECM) och anger en årlig
metanförlust om 109 kg CH4/mjölkko och år. De mer detaljerade modellerna (Tier 2-3) kräver
goda indata om utfodring och uppfödningssystem. Ett ytterligare problem med att använda
dessa beräkningsgrunder är att de baseras på data om nettoenergi i fodret, vilket används i
många länder, medan Sverige använder begreppet omsättbar energi i foderstatsberäkningarna.
21
År 2001 gjordes en utredning av olika metoder för att beräkna metanutsläppen från svenska
nötkreatur (Bertilsson, 2001). I denna användes dels ekvationer från 1980-talet (Lindgren,
1980) för att räkna fram mjölkdjurens metanutsläpp vilka byggde på omsättbar energi och
dels en förenklad metod framtagen av Kirchgessner et al (1990) som tar hänsyn till djurens
avkastningsnivå och vikt. Genomgången av olika modeller för beräkning av metanavgång
från idisslare visade att olika utfodringsstrategier till mjölkkor i Sverige har mindre betydelse
medan mjölkavkastningen betyder mer. En högre mjölkproduktion leder till lägre
metanutsläpp per kg mjölk. Däremot hade grovfoderandelen mindre betydelse, vilket beror på
att dagens vallfoder till mjölkkor genomgående har god kvalitet och hög smältbarhet. Enligt
modellberäkningar av en foderstat som innehåller 70 % grovfoder istället för 55 % innebär
skillnaden årligen endast några enstaka kilogram högre metanutsläpp från kon.
Avkastningsnivån har betydelse vilket Kirchgessners et al (1990) studier visar och sambanden
sammanfattas i ekvationen:
CH4-emission (g/dag) = 55 + 4,5 * (kg mjölk/ko och dag) + 1,2 * metabolisk vikt
Metabolisk vikt = (kroppvikt)0,75
Kirchgessners et al ekvation har använts för att räkna fram metanförluster vid olika
produktionsnivåer och vikter på djuren. I beräkningarna antogs att laktationsperioden i
medeltal var 305 dagar och sinperioden 60 dagar. De framräknade metanförlusterna har sedan
räknats upp med 10 % för att kompensera för en överutfodring som görs enligt IndividRam
(Emanuelson, pers medd 2007). De använda emissionsfaktorerna i denna studie vid olika
avkastningsnivåer och kroppsvikten 600 kg redovisas i Tabell 3.9. Metanutsläppen för
respektive avkastning har valts efter kornas produktion enligt kokontrollen, inte den
levererade mängden mjölk per ko.
Tabell 3.9 Beräknade emissionsfaktorer för metan från mjölkkornas fodersmältning.
Calculated emission factors for methane due to enteric fermenation, dairy cows
Mjölkavkastning, kg ECM/ko*år
Milk yield, kg ECM/cow*yr
Metanutsläpp, kg CH4/ko*år
Emission of methane, kg CH4/cow*yr
7 500 118
8 500 122
9 500 128
10 500 132
11 500 138
Metanutsläppen från ungdjur beräknades som till 50 kg CH4/djur och år som ett medeltal över
alla åldrar. Denna emissionsfaktor används av Naturvårdsverket för övriga nötkreatur förutom
kor (Naturvårdsverket, 2002).
3.2.7 Utsläpp av metan från lagring av stallgödsel
Utsläpp av metan som sker i samband med lagring av stallgödsel beräknades enligt IPCC:s
riktlinjer, ekvation enligt ”Tier 2”:
Utsläpp av CH4 = VS * Bo * 0,67 kg/m3 * MCF
22
VS = Volatile Solids, d v s organiskt material i stallgödseln. I beräkningen användes data från
Dustan (2002) som skattar VS till 87 % av stallgödselns torrsubstans. Data om stallgödsel-
produktion för olika djurkategorier och produktionsnivåer hämtades från STANK.
Bo = Maximal metanproduktionskapacitet (m3/kg organisk substans). För mjölkkornas gödsel
användes 0,24 l CH4/kg VS och för ungdjurens gödsel användes 0,18 l CH4 /kg VS (IPCC
2006).
MCF = Metan Conversion Factor, d v s en faktor som beskriver hur stor andel av den totala
metanproduktionskapaciteten som respektive gödselslag har. Faktorn är beroende av
syreförhållande och temperatur. För årsmedeltemperatur < 10 °C anger IPCC (2006) följande
MCF vilka också användes i beräkningarna: flytgödsel med svämtäcke 10 %, fastgödsel 2 %,
betesgödsel 1 %, djupströ 17 %.
För varje gård beräknades metanutsläppen genom att den producerade gödselmängden
delades upp i gödsel på bete och gödsel på stall vilken i sin tur beräknades efter flyt, fast och
djupströ för mjölkkor respektive ungdjur. För gårdar med flytgödselhantering och kort
betessäsong beräknades utsläppen från gödsellagring till ca 25 kg CH4/ko*år medan gårdar
med fastgödselhantering beräknades ha utsläpp om drygt 5 kg CH4/ko*år.
3.2.8 Elanvändning
Data om elanvändningen samlades in, i de flesta fall hade lantbrukarna själva räknat av privat
el och lämnade därmed uppgifter endast om gårdens el. För gårdar som inte hade gjort en
avräkning användes schablonvärden från SCB om elanvändning i småhus med olika
uppvärmningssystem samt hushållsel för att uppskatta den privata förbrukningen2.
Tabell 3.10 Elanvändning på mjölkgårdarna, medeltal. Average annual electricity consumption the
dairy farms
KWh per ko+rekrytering*år
KWh per cow+replacement*år
Konventionella gårdar (Conventional farms) 2 150
Ekologiska gårdar (Organic farms) 2 280
3.3 Gårdarnas foderproduktion
3.3.1 Markanvändning för gårdsproducerat foder
De olika typerna av markanvändning registrerades väl vid inventeringen och i Tabell 3.11
visas vilken areal gårdarna hade för att producera foder till ko inkl rekrytering.
2 www.scb.se
23
Tabell 3.11 Årlig markanvändning (medeltal, ha) för foderproduktion på gårdarna.
Average yearly land use for fodder production at the dairy farms (hectares)
Konventionella gårdar (n=16)
Ha per ko+rekryt*år
Conv farms
Ha/cow+replacement
Ekologiska gårdar (n=7)
Ha per ko+rekryt*år
Org farms
Ha/cow+replacement
Vall (inkl bete på åker)
(Ley, grassland)
1,45 1,8
Övrigt grovfoder
(Other roughage fodder)
0,26 0,35
Spannmål (Grain) 0,12 0,15
Total åkermark
(Total arable land)
1,8
2,3
Vall för foderproduktion är den helt dominerande markanvändningen för foderproduktion på
gårdarna. I arealen övrigt grovfoder ingår grönfoder (havre/ärt vanligen) och/eller vallinsådd i
renbestånd. I medeltal hade de ekologiska gårdar knappt 30 % mer åkermark per ko.
Tre av de sju ekologiska gårdarna hade mindre arealer uttagen mark, i övrigt användes hela
gårdens areal till foderproduktion. Samtliga konventionella gårdar hade uttagen areal, sex
gårdar av totalt 16 hade någon avsalugröda, företrädesvis grovfoder. Tabell 3.11 redovisar
endast den areal som verkligen användes till kor och ungdjurens foderförsörjning.
3.3.2 Användning av diesel
Data om dieselanvändning för alla arbeten som rör mjölkproduktion samlades in.
Lantbrukarnas uppgifter om årliga inköp av diesel var grunden. I de fall som lantbrukarna
sålde maskintjänster avräknades dieseln för detta, liksom diesel för avsalugrödor i de få fall
där sådana fanns. Inköp av maskintjänster är vanligt förekommande, särskilt för
stallgödselspridning och ensilageskörd. Lantbrukarna gav uppgifter om hur många timmar
som olika maskintjänster hade köpts in och sedan beräknades dieselåtgången för dessa
arbeten. Referenser för att beräkna denna dieselanvändning hämtades framförallt från
Lindgren et al (2002). I Tabell 3.12 visas den totala dieselanvändningen som rör
mjölkproduktionen utslaget per hektar fodergröda. De konventionella gårdarna har en högre
dieselanvändning per hektar fodergröda vilket till stor del beror på en högre mjölkproduktion
per hektar åker. Därav följer större mängder stallgödsel och vallfoder att hantera per hektar
åker.
Tabell 3.12 Genomsnittlig årlig dieselanvändning per ha fodergröda samt variation inom parentes.
Yearly average diesel use per ha fodder crop and variation (in brackets)
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
Eko gårdar (n=7)
Org farms
Liter diesel per ha fodergröda
Litre diesel per ha fodder crop
120
(78 – 190)
91
(74 - 123)
24
Om dieselanvändningen i stället relateras till den levererade mängden mjölk från gården blir
nyckeltalet lika för de båda grupperna (Tabell 3.13). Variationen förefaller dock var större
bland de konventionella gårdarna vilket också framgår när dieseln relateras till åkerarealen
(Tabell 3.12).
Tabell 3.13 Genomsnittlig årlig dieselanvändning per ton levererad mjölk samt variation inom
parentes. Yearly average diesel use per ton milk and variation (in brackets)
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
Eko gårdar (n=7)
Org farms
Liter diesel per ton mjölk
Litre diesel per ton milk
26
(12 -48)
26
(18 – 36)
3.3.3 Handelsgödsel och stallgödsel
Den genomsnittliga användningen av handelsgödsel på de konventionella gårdarna visas i
Tabell 3.14. Kvävegödsel användes av 94 % av de konventionella gårdarna med en medelgiva
om 57 kg N/ha. Fosforgödsel användes på drygt 30 % av gårdarna och kaliumgödsel på 38 %
av gårdarna.
Den använda mängden handelsgödselkväve till fodergrödorna kan också relateras till
mängden levererad mjölk. I genomsnitt förbrukade de konventionella gårdarna 11,5 kg
Nhandelsgödsel per ton levererad ECM med en variation på gårdarna mellan 0 – 22 kg N/ton
ECM.
Tabell 3.14 Genomsnittlig användning av handelsgödsel i fodergrödor på de konventionella gårdarna
och min/max-värden. Average use of fertilisers in the fodder crops at the conventional farms and
minimum/maximum
Kg N/ha fodergröda Kg P/ha fodergröda Kg K/ha fodergröda
Användning av
handelsgödsel
medeltal
Average fertiliser use
57
1,5
6,7
Variation 0 – 95 0 – 14 0 - 39
Data om resursförbrukning och utsläpp i samband med produktion av handelsgödsel hämtades
från Davis & Haglund (1999); viktiga parametrar visas i Tabell 3.15
25
Tabell 3.15 Energianvändning och emissioner av CO2 och N2O vid produktion av handelsgödsel.
Energy use and emission of CO2 and N2O from fertiliser production
Per kg N Per kg P
Energianvändning, MJ/kg
Energy use, MJ/kg
41,8 30,6
Emissioner
CO2, g/kg
N2O, g/kg
2 950
14,6
3 080
0,287
Stallgödseln som producerades på gårdarna användes nästan uteslutande i gårdarnas
foderproduktion. I några enstaka fall avyttrades mindre mängder stallgödsel från någon gård
men i medeltal rör det sig om mycket små mänger (se vidare avsnitt om växtnäringsbalans).
Eftersom vallen dominerade växtodlingen användes den mesta stallgödseln till vallarna.
3.3.4 Bekämpningsmedel
Bekämpningsmedel användes i mycket liten omfattning på de konventionella gårdarna (på sju
av sexton gårdar) och det var enbart ogräsmedel som användes. De mest förekommande
aktiva substanserna var glyfosat och MCPA. I något enstaka fall förekom aktiva substanserna
tribenuronmetyl och bentazon.
3.3.5 Plast och ensileringsmedel
Uppgifter om plast för ensilering och ensileringsmedel samlades in. Rundbalar användes på
flertalet av gårdarna, vanligen som komplement till plansilo och tornsilo men i några fall som
enda ensileringssystem. Data för framställning av plast hämtades från databasen Ecoinvent,
programvara SimaPro (Pré, 2006). Vid flertalet av gårdarna gick plasten till förbränning i
kraftvärmeverk efter användning, och data om energiutvinning för detta hämtades från
Sundqvist (1999).
Använda ensileringsmedel på gårdarna var Promyr, Kofasil Ultra, Proens och Josilac. LCA
data för ensileringsmedel hämtades från Perstorp (1999) som har gjort en certifierad
miljövarudeklaration av myrsyra, där utsläppsdata även gäller för tillverkning av
ensileringsmedlet Promyr (Tabell 3.16). Dessa data användes för samtliga ensileringsmedel
förutom Josilac, som är en produkt vilken bygger på bakteriekultur. På grund av bristande
data för denna typ av ensileringsprodukt inkluderades inte Josilac i analysen.
26
Tabell 3.16 Produktion av 1 kg myrsyra (koncentration 85%).
Production of one kg of formic acid (conc. 85%)
Energianvändning
Naturgas (MJ) (natural gas) 19,7
Kärnkraft (MJ) (nuclear power) 2,4
Vattenkraft (MJ) (hydro-electricity) 1,7
Olja (MJ) (oil) 1,6
Torv (MJ) (peat) 0,8
Kol (MJ) (coal) 0,5
Bidrag till miljöpåverkan
Klimatpåverkan (g CO2-ekv.) (global warming) 720
Försurning (mol H+) (acidification) 0,22
Övergödning (g O2-ekv.) (eutrophication) 31
3.3.6 Förluster av lustgas i foderproduktionen
När åkermark tillförs kväve i form av gödsel eller i skörderester sker direkta emissioner av
växthusgasen lustgas. Enligt IPCC:s riktlinjer (2006) förloras 0,01 kg N2O-N per kg tillfört N
med handelsgödsel, stallgödsel och N i skörderester. Med utgångspunkt från det kväve som
produceras i stallgödseln bakom djuren och de förluster som sedan sker i stall och lagring (se
Figur 3.2) beräknades att resterande kväve i stallgödseln tillfördes åkermarken. Av det totalt
tillförda stallgödselkvävet vid spridningen beräknades att en procent avgick som kväve i
lustgas. Förluster från handelsgödsel beräknades efter tillförd mängd.
Enligt IPCC:s riktlinjer anses vallar endast tillföra kväve med skörderester till marken det år
som vallen nedbrukas. Med utgångspunkt från de modeller som IPCC (2006) anger för att
beräkna N i skörderester beräknades att en treårig gräsvall (konventionella gårdar antogs har
lite klöver i en treårsvall) tillförde marksystemet ca 80 kg N/ha vid nedbrukning (dvs vart 3:e
år) medan en treårig klöver/gräsvall (1/3-del klöver) på ekologiska gårdar tillförde
marksystemet ca 120 kg N/ha vid nedbrukning. Flera gårdar hade en del av vallarealen som
långliggande vallar. Dessa vallar antogs ha ganska låga skördenivåer och beräknades tillföra
marksystemet drygt 50 kg N/ha året vid nedbrukning.
Lustgas förloras även genom indirekta emissioner, d v s när ammoniak som förloras och
deponeras i ett annat ekosystem ökar kvävetillförseln där och därmed ökar risken för att
lustgas skall avgå från detta ekosystem. IPCC (2006) anger emissionsfaktorn 0,01 kg N2O-N
per kg deponerat NH3-N. Detta beräknades för den förlorade ammoniaken vid spridning av
stall- och handelsgödsel i växtodlingen, liksom för den ammoniak som förlorades i samband
med lagringen av stallgödsel (se avsnitt 3.2.4 och 3.2.5).
Även kväveläckage från åkermark leder till indirekta emissioner av lustgas då det förlorade
kvävet omsätts i andra ekosystem och en viss del av detta kväve kommer att bilda lustgas.
IPCC (2006) anger emissionsfaktorn 0,0075 kg N2O-N per kg N-läckage.
3.3.7 Förluster av ammoniak i foderproduktionen
Vid insamlingen av uppgifter beskrev lantbrukaren hur stallgödseln fördelades mellan olika
grödor och spridningstidpunkter samt vilken spridningsmetodik som tillämpades. Utifrån
27
dessa uppgifter baserade på den mängd kväve som fanns kvar i stallgödseln efter förluster i
stall och lagring (se Figur 3.2) beräknades ammoniakförlusterna i spridningen. Emissions-
faktorer hämtades från STANK och SCB:s underlag för nationella utsläppsberäkningar
(Jordbruksverket, 2003 och Karlsson & Rodhe, 2002). I Bilaga 1 redovisas dessa
emissionsfaktorer.
3.3.8 Kväve- och fosforläckage från åkermarken
Det finns relativt få mätningar gjorda av näringsläckage från åkermark i norra Sverige. De
viktigaste pågående mätningarna görs vid ett observationsfält i Röbäcksdalen, Västerbottens
län, och ett i Vagle, Jämtlands län (Johansson och Gustafsson, 2006). Härifrån finns rimligt
långa mätserier av avrinning och näringsförluster. I Röbäcksdalen är mätningarna också
fördelade på yt- respektive dräneringsvatten. I Flarkbäcken, Västerbottens län, har mätningar
av vattenkvaliteten pågått sedan 1993. Andelen jordbruksmark i avrinningsområdet är för
nordliga förhållanden relativt stort. Hela avrinningsområdet har en åkerandel på 16 %, medan
det nedersta delområdet har 41 % åker (Sjöström, 1999 och Carlsson, 2003).
Resultaten från mätningarna vid observationsfälten och i Flarkbäcken visar på förluster på c:a
8 - 15 kg N/ha och år och 0,1 - 0,5 kg P/ha och år för kväve och fosfor från åkermarken.
Äldre publicerade mätserier finns från mätningar gjorda i Offer utanför Sollefteå (Gustafsson
och Torstensson, 1984a). Mätserien sträcker sig från 1975/76 till 1982/83. Här varierar
förlusterna från 0,8 till 15,5 kg N/ha och år medan fosforförlusterna varierar från 0,01 till 4,04
kg P/ha och år. De höga halterna härrör sig från tillfällen med spridning av flytgödsel på snön.
I medeltal över de åtta åren har förlusterna varit 7 kg N/ha och 0,99 kg P/ha. Tas de två höga
extremerna bort från fosforförlusterna blir medeltalet i stället 0,15 kg P/ha.
Ytterligare ett fält med resultat från tidigare mätningar fanns i Boda utanför Ljusdal. De
publicerade resultaten härifrån (Gustafsson och Torstensson, 1984b) visar på låga förluster av
kväve och fosfor. De fem år som finns redovisade (1977/78 - 1981/82) visar på följande
förluster i kg N/ha: 8,09; 0,62; 0,87; 6,17; 3,60 (kväve) respektive: 0,05; 0,1; 0,34; 0,31; 0,18
kg P/ha (fosfor).
Ett observationsfält fanns även i Öjebyn, Norrbottens län. Resultaten därifrån finns redovisade
för åren 1975/76 - 1980/81 (Gustafsson och Torstensson, 1983). Samtliga år visade på låga
förluster, förutom det år när fältet trädades. Följande serie redovisades för kväve (kg/ha): 6,3;
8,4; 24,2 (träda); 13,9; 8,1; 4,5. Motsvarande värden för fosfor är (kg/ha): 0,09; 0,22; 0,10;
0,13; 1,43; 0,94.
Om man väger samman de förlustsiffror som finns från mätningarna av åkermark i norra
Sverige tycks ett värde på ca 8 - 15 kg N/ha och år respektive ca 0,2 - 0,3 kg P/ha och år vara
rimligt. Det som mest påverkar förlusterna är total avrinning, gröda och spridning av
stallgödsel. I de fall fältet har trädats blir förlusterna flerfaldigt högre, särskilt av kväve.
Utifrån dessa undersökningar av växtnäringsläckage i Norrland har kväveläckaget i denna
LCA-studie skattats till i medeltal 10 kg N/ha för vallarna och till 20 kg N/ha för ettåriga
grödor (spannmål och grönfoder) för Jämtlands och Västernorrlands län. För Västerbottens
och Norrbottens län antogs förlusten av kväve i medeltal uppgå till 8 kg N/ha för vallarna
respektive 16 N kg/ha för öppna grödor. Ingen skillnad har kunnat sättas för konventionell
och ekologisk odling.
28
När det gäller fosfor har ingen uppdelning gjorts mellan de olika länen eller mellan olika
grödor, utan förlusterna sattes till 0,2 kg P/ha för all areal som användes till foderproduktion.
3.3.9 Växtnäringsbalanser
Vid insamlingen av data upprättades en växtnäringsbalans för varje gård enligt ”Farm-gate”
principen utifrån STANK:s växtnäringsprogram (Jordbruksverket, 2003). I
växtnäringsbalansen relateras alla flöden av växtnäring i foder, gödsel etc till gårdens totala
åkerareal. Detta är en viktig skillnad till principen för livscykelanalysen där det är produktens
miljöpåverkan som beskrivs och där arealen är en resursanvändning för att producera en
produkt, i denna studie mjölk. Men en växtnäringsbalans ger intressant information som
komplement till en livscykelanalys eftersom arealintensiteten har betydelse för lokala och
regional miljöeffekter, t ex övergödning. Växtnäringsöverskottet i en balans är också en bra
indikator att utgå ifrån när man skall kontrollera rimligheten i modellberäkningarna av
växtnäringsförluster.
Tabell 3.17. Växtnäringsbalans, kväve (medelvärde samt variation) för 23 mjölkgårdar i Norrland
2005. Nutrient balance, Nitrogen (average and variation) 23 dairy farms in Norrland 2005
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
Eko gårdar (n=7)
Org farms
Input, kg N/ha
Handelsgödsel (fertilisers) 53 (0 - 87) 0
Foder (feed) 62 (31 – 111) 28 (12 - 43)
N-fixering (N-fixation) 27 (15 – 50) 42 (24 - 66)
N-deposition 3 (2-3) 3 (2-3)
Övrigt (others) 2 (1-3) 2 (1-4)
Total input 147 (98 – 209) 75 (45 - 102)
Output, kg N/ha
Mjölk (milk) 26 (15-49) 18 (11-26)
Kött (meat) 5 (3-17) 4 (2-7)
Vegetabilier (veg prod) 1 (0-8) 1 (0-5)
Stallgödsel (manure) 1 (0-8) 0
Total output 33 23
Överskott, kg N/ha (Surplus) 114 52
Levererad mjölk, kg/ha
Milk per ha
5 065 3 689
Tabell 3.17 visar att i medeltal är det ett överskott om 114 kg N/ha för konventionella gårdar
och 52 kg N/ha på de ekologiska gårdarna. I Öjebynsprojektet var motsvarande siffror 27 kg
N/ha för det ekologiska ledet och 90 kg N/ha för det konventionella ledet (Jonsson 2004). En
viktig orsak till denna skillnad är att mera mjölk produceras per hektar åker på konventionella
gårdar. Men hela skillnaden ligger inte i en mer arealintensiv produktion, om överskottet
istället relateras till ton levererad mjölk framgår att överskottet är högre på de konventionella
gårdarna som har ett överskott om drygt 22 kg N/ton mjölk i relation till 14 kg N/ton mjölk
29
för de ekologiska. Indikatorn ”överskott av N per ton mjölk” kan enkelt räknas fram på den
typ av mjölkgårdar som finns i Norrland, gårdarna är inriktade på mjölkproduktion, de har
ingen köttproduktion, de har mycket liten avsaluodling och ingen stallgödselförsäljning. Detta
innebär att överskottet på gården i stort sett uteslutande kan relateras till produkten mjölk.
De gasformiga förluster av reaktivt kväve som orsakas av mjölkproduktionen har
modellberäknats med nationella och internationella emissionsfaktorer för ammoniak och
lustgas. Kväveläckaget via avrinning har uppskattats utifrån de mätningar och försök som
finns tillgängliga från Norrland. Tabell 3.18 sammanfattar dessa de beräknade/skattade
förlusterna av reaktivt kväve.
Tabell 3.18 Genomsnittliga beräknade förluster av ammoniak, lustgas och nitrat per ha fodergröda.
Calculated losses (average) of ammonia, nitrous oxide and nitrate per ha fodder crops
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
Eko gårdar (n=7)
Org farms
Beräknade förluster ammoniak, kg NH3-N/ha
fodergröda (Calculated losses, ammonia-N) 21,4 19,6
Beräknade förluster av lustgas, kg N2O-N/ha
fodergröda (Calculated losses, nitrous oxide) 2,3 1,6
Skattat kväveläckage, kg NO3-N/ha (Estimated N-
leaching) 11 11
Summa beräknade förluster av reaktivt N
(Total of calculated losses, reactive N)
35 32
Som framgår av sammanställningen i Tabell 3.18 är det relativt små skillnader i de beräknade
förlusterna mellan de konventionella och ekologiska gårdarna medan den genomsnittliga N-
balansen visar på mer än dubbelt så högt N-överskott för de konventionella gårdarna. Detta
kan bero på att N-fixeringen har underskatts på de ekologiska gårdarna vilket innebär att input
av N har satts för lågt. En annan förklaring är att modellerna som används för att beräkna N-
förluster underskattar förlusterna i konventionella system och/eller överskattar dem i
ekologiska system. Det finns tyvärr inga tillförlitliga mätserier där skillnaden i läckage mellan
ekologisk och konventionell produktion studeras. Ytterligare förklaringar kan vara att
denitrifikationen (d v s omvandling av nitratkväve till kvävgas) är större i konventionella
system och/eller att det sker en större inbyggnad av N i markpoolen (d v s mullhalten ökar) i
konventionella system eftersom inflödet av N i marksystemet är större..
I Tabell 3.19 visas växtnäringsbalansen för fosfor för gårdarna i studien. I medeltal är
fosforöverskottet ca 6 kg P/ha för konventionella gårdarna och knappt 1 kg P/ha för de
ekologisk. Foderinköp utgör det stora inflödet av fosfor för alla gårdar i studien. Som framgår
av balanserna är det stor skillnad i P-överskott mellan de två produktionssystemen vilken inte
återspeglas i den skattning av fosforläckage som vi har gjort generellt för åkermarken som
används för foderproduktion (se avsnitt 3.3.8). Det finns inga försök som underbygger
antagandet att P-läckage är större från mark som brukas konventionellt jämfört med
ekologiskt. Växtnäringsbalanserna visar dock att det sker en större ackumulation av fosfor i
marken på konventionella mjölkgårdar, vilket långsiktigt innebär en större risk för
fosforläckage.
30
Tabell 3.19 Växtnäringsbalans, fosfor (medelvärde samt variation) för 23 mjölkgårdar i Norrland
2005. Nutrient balance, Phosphorous (average and variation) 23 dairy farms in Norrland 2005
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
Eko gårdar (n=7)
Org farms
Input, kg P/ha
Handelsgödsel (fertilisers) 1,4 (0 - 13,8) 0
Foder (feed) 11,1 (4,9 - 19) 4,7 (2 – 7,3)
Övrigt (others) 0,3 0,1
Total input 12,8 (6,8 – 23,1) 5 (2,2 – 6,8)
Output, kg P/ha
Mjölk (milk) 5 (2,9 – 9,2) 3,5 (2 – 5)
Kött (meat) 1,4 (0,7 – 5) 1 (0,5 – 1)
Vegetabilier (veg prod) 0,1 0,1
Total output 6,7 4,5
Överskott, kg P/ha (Surplus) 6,1 0,5
Slutligen, Tabell 3.20 visar växtnäringsbalanserna för kalium. Kaliumöverskottet i medeltal är
15 kg/ha för konventionella gårdar och 3 kg/ha för ekologiska gårdar
Tabell 3.20 Växtnäringsbalans, kalium (medelvärde samt variation) för 23 mjölkgårdar i Norrland
2005. Nutrient balance, Potassium (average and variation) 23 dairy farms in Norrland 2005
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
Eko gårdar (n=7)
Org farms
Input, kg K/ha
Handelsgödsel (fertilisers) 6 0
Foder (feed) 18,3 8,8
Övrigt (others) 0,8 0,7
Total input 25,1 9,5
Output, kg K/ha
Mjölk (milk) 8 5,6
Kött (meat) 0,3 0,2
Vegetabilier (veg prod) 0,9 0,7
Total output 9,8 6,4
Överskott, kg K/ha (Surplus) 15,3 3
31
3.4 Produktion av kraftfoder
Kraftfoder köps in till gårdarna, antingen som ett färdigfoder vilket innehåller spannmål och
proteinråvaror, eller som ett proteinkoncentrat som innehåller proteinråvaror och
fiberprodukter, framförallt betfiber, och som kompletterar spannmål som redan finns på
gården. Som tidigare beskrivits är färdigfoder den helt dominerande kraftfoderprodukten på
mjölkgårdar i Norrland p g a att regionen har en liten egen spannmålsodling.
Det finns ett flertal olika kraftfoderprodukter och det har inte varit möjligt att göra en LCA för
var och en av dessa. I stället har vi gjort en LCA för några ”standardkraftfoder” och de bygger
på recept till mest använda kraftfoderprodukterna som Lantmännen levererar till Norrland.
Kraftfodret till norrländska mjölkgårdar levereras huvudsakligen från foderfabriken i Västerås
(Västernorrland och Jämtlands län) och från Holmsund (Västerbotten och Norrbotten) (se
karta i Figur 3.1). Råvarorna köps in från olika delar av Sverige och utlandet, och sedan sätts
den slutliga kraftfoderprodukten samman. Flöden och transporter i kraftfoderproduktionen
finns sammanställda i Bilaga 2.
3.4.1 Konventionellt kraftfoder
Ett mycket vanligt konventionellt färdigfoder är produkten Solid 120 och utifrån recept som
används i Västerås och Holmsund har en standard för detta kraftfoder gjorts (Tabell 3.21).
Tabell 3.21 Sammansättning av standard för konventionellt färdigfoder samt råvarornas ursprung.
Standard for conventional mixed concentrate feed
Råvara (ingredient) % (vikt) Ursprung (Origin)
Korn (barley) 25 Mälardalen (central Sw)
Vete (wheat) 18 Mälardalen (central Sw)
Vetekli (wheat bran) 5 Mjölby (central Sw)
Rapsmjöl (rapeseed meal) 10 Tyskland (Germany)
Expro® (heat treated rapeseed meal) 7 Karlshamn (south Sw)
Sojamjöl (soymeal) 9 Brasilien (Brazil)
Melass (molasses) 2 Sverige (south Sw)
Betfiber (beet fibres) 9 Sverige+Östersjöregion (souty
Sw and the Baltic Sea region)
Palmkärnexpell (palmkernelexpell) 11 Malaysia
Fetter (fats) 2 Diverse (several countries)
Kalk, MgO, salt (lime, MgO, salt) 2
Spannmålen kommer nästan uteslutande från Mälardalen, i mindre omfattning sker import till
Holmsundsfabriken från Finland eller Baltikum, här har endast använts uppgifter om svensk
odling. I produktionen av Expro® i Karlshamn är råvaran ungefär till lika delar svensk
respektive tysk. En mindre del av sojamjölet i blandningen är soypass3. På grund av
svårigheter med att få fram data har alla sojaprodukter beräknats i fodret beräknats med data
för sojamjöl.
3 SoyPass® är en blandning av sojamjöl och lignosulfat som gör att sojaproteinet frigörs långsammare i våmmen
än sojamjöl, och därför kan utnyttjas bättre i mjölkkornas näringsomsättning. Produkten är patenterad.
32
Bland proteinkoncentraten är Lantmännens Unik 52 en vanligt förekommande produkt. Med
uppgifter om produktens sammansättning i foderfabrikerna i Västerås och Holmsund under
2005 har standard även för denna kraftfodertyp satts samman (Tabell 3.22) och använts för de
olika proteinfoderprodukter som har förekommit i studien.
Tabell 3.22 Sammansättning av standard för konventionellt proteinkraftfoder samt råvarornas
ursprung. Standard for protein concentrate feed.
Råvara (ingredient) % (vikt) Ursprung (Origin)
Expro (heat treated rapeseed meal) 28 Karlshamn (south Sw)
Rapsmjöl (rapeseed meal) 8 Tyskland (Germany)
Sojamjöl (soymeal) 20 Brasilien (Brazil)
Betfiber (beet fibres) 18 Sverige+Östersjöregion (south
Sw and the Baltic region)
Vetekli (wheat bran) 5 Mjölby (central Sw)
Agrodrank (dried draff) 5 Norrköping (central Sw)
Palmkärnexpell (palmkernel expel) 7 Malaysia
Melass (molasses) 2 Sverige (south Sw)
Fetter (fats) 5 Diverse (several countries))
Kalk, MgO, salt 2
I några enstaka fall har rena råvaror (t ex sojamjöl) köpts in direkt till gården. I dessa fall har
LCA-data för råvarorna använts.
3.4.2 Data om råvaror i konventionella foderblandningar
LCA-data om råvaror i kraftfoder finns i en databas vid SIK i Göteborg. LCA-data om
foderproduktion, vilka har använts i denna studie, redovisades ingående i rapporten ”Life
Cycle Inventory of 23 Dairy Farms in South-Western Sweden” (Cederberg & Flysjö, 2004)
och den intresserade läsaren hänvisas till denna rapport. I Bilaga 2 finns en översikt över
flöden och transporter för de viktigaste råvarorna i denna studie.
LCA-data om sojamjöl, rapsprodukter, sockerbetsbiprodukter, palmkärnexpeller,
spannmålsbiprodukter, fetter, salt och mineral finns redovisade i ovan nämnda rapport. Till
föreliggande studie har nya data för spannmålsodling tagits fram eftersom det framförallt är
spannmål från Mälardalen som ingår i de norrländska kraftfoderblandningarna. Data om
spannmålsodling i detta område har hämtats från SLU:s områdeskalkyler (SLU, 2006), se
Tabell 3.23.
I Tabell 3.24 framgår beräknade läckage av kväve och fosfor för foderspannmålen i
Mälardalen beräknade med underlag från Aronsson & Torstensson (2004) och Kyllmar et al
(1995). Övriga emissioner (NH3, N2O) i Tabell 3.24 har beräknats med de emissionsfaktorer
som beskrivits tidigare i rapporten.
33
Tabell 3.23 Skördar och användning av utsäde, handelsgödsel, diesel och pesticider i odling av
foderspannmål i Mälardalen. Yields and use of seed, fertilisers, diesel and pesticides in cultivation of
grain for feed production in region of Mälardalen
Korn
Barley
Höstvete
Winter wheat
Skörd (yield), kg/ha 4 500 6 000
Utsäde (seed), kg/ha 180 220
Kväve (fertiliser-N), kg/ha 85 110
Fosfor (fertiliser-P), kg/ha 15 19
Kalium (fertiliser-K), kg/ha 5 11
Diesel, l/ha 80 80
Torkning (drying) MJoil/kg 37 76
Torkning (drying), kWh/ha 70 70
Herbicider, g act subs/ha 6 114
Fungicider, g act sub/ha 60 75
Insecticider, g act sub/ha 20 24
Tabell 3.24 Utsläpp av N och P i spannmålsodling, Mälardalen. Emissions of N and P in grain
production, Mälardalen
Korn
Barley
Höstvete
Winter wheat
Kg NO3-N/ha 24 22
Kg NH3-N/ha 1 1
Kg N2O-N/ha 1,1 1,4
Kg P/ha 0,3 0,3
3.4.3 Ekologiskt kraftfoder
Även för ekologiskt kraftfoder har två standardfoder ställts samman utifrån de mest sålda
produkterna från Lantmännen. Färdigfodret Viol består av en spannmålsdel samt
proteinråvaror och en vanligt förekommande sammansättning redovisas i den standardprodukt
som presenteras i Tabell 3.25.
34
Tabell 3.25 Sammansättning av standard för ekologiskt färdigfoder samt råvarornas ursprung.
Standard for organic mixed concentrate feed
Råvara % mass Typ Origin
Vete (wheat) 44 Eko (org) Mälardalen
Havre (oats) 11 Eko (org) Mälardalen
Ärtor (peas) 6 Eko (org) Mälardalen
Luzernmjöl (luzernpellets) 14 Eko (org) Östergötland
Majsglutenmjöl (sojamjöl)* 13 Konv (conv) Braslilien (Brazil)
Sojaböna (soybean) 7 Eko (org) Italien, Sydamerika,
(Italy, South America)
Betfiber (beet fibre) 1 Konv (conv) Östersjöregionen
(Baltic Sea region)
Fetter (fats) 1 Konv (conv) Diverse
(several countries)
Melass (molasses) 1 Konv (conv)
Kalk, salt mm (lime, salt, others) 2
* Konventionellt sojamjöl ingår aldrig i ekologiska kraftfoder p g a extraktionen görs med hexan. I stället
används majsglutenmjöl som proteinråvara på toppen. P g a databrist för majsglutenmjöl har LCA-data för
konventionell soja använts istället, omräknat så att mängden soja som skattas ersätta majsglutenmjölet motsvarar
samma proteinmängd i foderstaten. Organic concentrate feed does not contain conventional soymeal since the
extraction is done with hexane. Instead maize gluten meal (MGM) is used as a high valuable protein ingredient.
Due to lack of LCA data om MGM LCA-data on conventional soymeal was used.
Med data från foderfabriken i Västerås har en standard för ekologiska proteinkraftfoder satts
samman (Tabell 3.26).
Tabell 3.26 Sammansättning av standard för ekologiskt proteinfoder samt råvarornas ursprung.
Standard for organic protein concentrate feed
Råvara % mass Typ Origin
Sojaböna (soybean) 23 Eko (org) Italien, Sydamerika,
(Italy, South America)
Majsglutenmjöl (sojamjöl)* 26 Konv (conv) Brasilien (Brazil)
Ärtor (peas) 16 Eko (org) Mälardalen
Rapskaka (rapeseed cake) 10 Eko (org) Mälardalen
Betfiber (beet fibre) 10 Konv (conv) Östersjöregionen
(Baltic Sea region)
Rapsfrö (rapeseed) 7 Eko (org) Mälardalen
Havre (oats) 2 Eko (org) Mälardalen
Luzernmjöl (luzernpellets) 2 Eko (org) Östergötland
Fetter (fats) 1 Konv (conv) Diverse
(several countries)
Melass (molasses) 1 Konv (conv)
Kalk, salt mm (lime, alt, others) 2
* Se kommentar Tabell 3.25.
35
Spannmål och ärter
Skördenivåerna bygger på skördar i ekologisk odling enligt Jordbruksverkets statistisk (SCB,
2006). Använd skördenivå enligt Tabell 3.27 bygger på beräkningar av skördar ifrån Uppland,
Stockholm och Västmanlands län.
Tabell 3.27 Skördenivåer av ekologisk spannmål och ärtor i Mälardalen. Yields of organic grain and
peas in Mälardalen
Gröda, Crop Skörd, yield (kg/ha) % av konventionell skörd
% of conventional yield
Höstvete (winter wheat) 3 700 60-65
Havre (oats) 2 500 60-65
Ärter (peas) 2 100 Ca 80
Utsädesmängden är skattad till 200 kg/ha för havre och höstvete och 250 kg/ha för ärter. Data
om insatsmedel är överensstämmande med tidigare data (Cederberg & Flysjö, 2004).
Stallgödsel av nöt (20 t/ha fast) har antagits spridas till höstvete och havre.
Dieselanvändningen skattas till 93 l/ha för spannmålsgrödorna och 83 l/ha för ärter.
Torkning av grödorna har beräknats ske från 18 % till 14 % vattenhalt. Torkning förbrukar
0,17 l olja per kg borttorkat H2O och 0,014 kWh/kg spannmål. Förluster av kväve och fosfor
beräknades enligt tidigare beskrivna modeller och sammanställs i Tabell 3.28.
Tabell 3.28 Beräknade förluster av N och P från ekologisk odling i Mälardalen. Calculated N and P
losses from organic cropping in Mälardalen
Höstvete (wheat) Havre (oats) Ärt (peas)
Kg NH3-N/ha 5,4 5,4 0
Kg NO3-N/ha 35 28 30
kg N2O-N/ha, direkt 1,4 1,3 0,5
Kg NO3-N/ha 35 28 30
Kg P/ha 0,3 0,3 0,3
Sojaböna
De ekologiska sojabönorna importeras främst från Brasilien och Italien, men eftersom data för
odling av sojabönor från Italien inte finns tillgängliga har enbart brasilianska data använts.
För sojabönor odlade i Brasilien har data hämtats från två gårdar i olika regioner, Parana och
Mato Grosso, se Tabell 3.29. Ingen handelsgödsel eller bekämpningsmedel används, enbart
diesel för maskinarbete. Data för insatsmedel har erhållits från Lantmännen (Björnberg pers
medd, 2007). Data för utsläpp av N och P från odling har antagits vara överensstämma med
konventionella och hämtats från Cederberg & Flysjö (2004).
36
Tabell 3.29 Data om odling av ekologiska sojabönor i två stater i Brasilien. Some data on inputs for
organic soybean cultivation in two states in Brazil.
Parana Mato Grosso
Avkastning/yield (ton per ha) 1,5-1,8 2,2
Utsäde/seeds (kg per ha) 90 70-80
Dieselanvändning/diesel use (liter per ha) 65 100
Övriga råvaror
Övriga råvaror som används i ekologiska kraftfoderblandningar finns beskrivna i SIK-rapport
728 (Cederberg & Flysjö, 2004).
3.4.4 Foderfabriken
Energianvändningen för att mala, blanda och pellettera kraftfoder i svensk foderindustri
beräknas till 374 MJ/ton foder. Energikällor bedöms till 50 % vara naturgas och till 50 %
elektricitet (Cederberg & Flysjö, 2004).
Medeltransporten av det färdiga kraftfodret från foderindustri (Västerås, Holmsund) till
mjölkgården har generellt antagits vara 500 km. Gårdar i Västernorrland och Jämtland får i
stor utsträckning foder från Västerås medan Västerbotten och Norrbotten erhåller foder från
Holmsund utanför Umeå. Allt ekologiskt kraftfoder kommer från Västerås.
Lastningsgraden i fodertransporter till gård har antagits till ca 90 % (d v s hög andel
returtransporter) vilket bygger på data från Lantmännen ( Lundström pers medd, 2007).
37
4 Miljöpåverkansbedömning
Efter inventeringsanalysen är data omfattande och i miljöpåverkansbedömningen klassificeras
och karakteriseras därför informationen från inventeringen, för att ge en samlad bild av
bidraget till de olika miljöpåverkanskategorierna. De miljöpåverkanskategorier som redovisas
i den här studien är:
Resurser
Energi
Mark
Pesticider (användning)
Klimatförändring
Utsläpp av försurande ämnen
Övergödning
4.1 Klassificering och karakterisering
Klassificering innebär att resultatet från inventeringen sorteras in under de olika
miljöpåverkanskategorierna. En utsläppsparameter kan ge upphov till flera olika
miljöeffekter, till exempel kan kväveoxider (NOX) bidra till både försurning och övergödning.
Karakterisering är ett sätt att beskriva det potentiella bidraget till en miljöeffekt från specifika
parametrar. Detta sker genom att multiplicera karakteriseringsindex för de ämnen som ger
upphov till en miljöeffekt med utsläppsmängderna från inventeringsresultaten för
motsvarande ämnen. De olika ämnenas bidrag presenteras i en gemensam räknebas (t ex gram
koldioxidekvivalenter) som är specifik för varje miljöeffekt.
4.2 Beskrivning av valda miljöpåverkanskategorier
Miljöpåverkanskategorin resurser, energi och mark är relaterad till systemets inflöden, medan
miljöpåverkanskategorierna toxicitet, klimatförändringar, utsläpp av försurande gaser samt
eutrofiering är relaterade till systemets utflöden. Nedan beskrivs de miljöpåverkanskategorier
som har studerats, samt de karakteriseringsindex som använts.
4.2.1 Resursförbrukning
Uttag av lagerresurser inkräktar på framtida generationers möjligheter att nyttja dessa.
Framtida generationer kan därför bli hänvisade till att utnyttja källor av lägre kvalitet.
Uttag av resurser med energiinnehåll redovisas här som primär energi och med indikatorn
”MJ per funktionell enhet (FE)”. För elförbrukning som har sin källa i kärnkraft innebär det
därmed att primärenergin är 3,52 MJ elkärnkraft för 1 MJ använd i produktionen. På
motsvarande sätt krävs ca 1,1 MJ olja för utvinnande av 1 MJ diesel.
Uttag av resurser utan energiinnehåll begränsas i denna studie till fosfor och kalium vilka är
viktiga i matproduktionen. Dessa redovisas endast som inventeringsresultat, d v s gram per
FE.
38
4.2.2 Energi
Energianvändningen anges i den form energin används i processerna (sekundär energi)
uppdelat på fossil, elektrisk och förnyelsebar energi. Även energiinnehåll i råvaror som finns
bundna i material är inkluderad (s k feedstock).
4.2.3 Färskvatten
I Sverige anses sällan vatten vara en begränsad resurs och denna miljöeffekt har därför inte
beaktats. Den stora källan till färskvattenuttag i jordbruket är bevattning. I Sverige är det
mycket ovanligt med bevattning till fodergrödor och ingen av gårdarna i studien
konstbevattnade sina grödor. Det färskvatten som används i mjölkproduktionen är
dricksvatten till djuren, samt vatten för disk och rengöring, och rör sig om förhållandevis små
volymer.
4.2.4 Mark
Den grundläggande resursen för livsmedelsproduktion är åkermark. Ofta analyserar man
jordbruksproduktion under ett år när man gör LCA för livsmedel och den yta som åtgår för att
producera en funktionell enhet (FE) anges då som:
m2 år per funktionell enhet
Kvalitativ markanvändning (t ex markanvändningens påverkan på markens bördighet och
biologisk mångfald) redovisas sällan p g a bristande metodik. Det pågår internationella
arbeten för att finna relevanta indikatorer för att inkludera denna viktiga påverkan av
livsmedelsproduktion, men det finns ännu ingen metodik som har full konsensus.
4.2.5 Kemiska bekämpningsmedel
Toxicitet är ett samlingsbegrepp för en rad olika effekter. Om koncentrationen av en utsläppt
farlig substans är tillräckligt hög kan i värsta fall den toxiska effekten ske direkt efter
utsläppets spridning i form av akut toxicitet, vilket kan resultera i dödlighet hos de organismer
som blir exponerade. Toxiska effekter som inte är akut dödliga utan uppträder först efter en
lång tids exponering av substansen kallas kronisk toxicitet. P g a bristande metodik för att
karakterisera olika typer av toxicitet orsakade av bekämpningsmedel anges resultaten endast
som använd mängd aktiv substans.
4.2.6 Klimatförändringar
Jorden värms upp av direkt solstrålning (huvudsakligen i våglängdsområdet 0,2-0,4 μm). Den
uppvärmda jordskorpan avger sedan värmestrålning i det infraröda våglängdsområdet (4-100
μm). Denna strålning absorberas delvis av gaser i jordens atmosfär och en viss del emitteras
tillbaka till jordytan och bidrar till en uppvärmning där. Denna effekt är känd som
”växthuseffekten”. Växthuseffekt är en naturlig effekt som medför att jordens temperatur är
33°C högre än vad den annars skulle vara. Vad som däremot diskuteras är den av människan
förstärkta tillförseln av växthusgaser, vilka påverkar jordens strålningsbalans. Ämnen i
atmosfären från mänskliga aktiviteter som bidrar till denna effekt är framför allt koldioxid,
metan, dikväveoxid (lustgas) och CFC (till exempel freoner). De klimatförändringar som
emissionerna kan medföra är en höjning av jordens medeltemperatur . Den av människan
39
förstärkta växthuseffekten, vilken kan leda till klimatförändringar, är en global miljöeffekt.
De karakteriseringsindex som använts vid bedömning av klimatförändringar visas i Tabell
4.1.
Tabell 4.1 Karakteriseringsindex för klimatförändringar (GWP 100 år). Characterisation factors for
global warming (GWP 100 yr)
emission karakteriseringsindex
(gram per gram CO2)
koldioxid (CO2) 1 luft
metan (CH4) 21 luft
lustgas (N2O) 310 luft
Källa: IPCC, 1997
4.2.7 Försurande ämnen
Förbränning av fossila bränslen ger förutom koldioxid upphov även till svaveldioxid och
kväveoxider. Även ammoniak från jordbruket har försurande effekt när det omsätts i marken
efter att depositionen. Dessa luftföroreningar omvandlas, förenar sig med vatten och bildar
syror. Syrorna sänker pH-värdet i regnvattnet och orsakar försurning av mark och vattendrag.
Verkan av försurande ämnen har ett stort geografiskt beroende, generellt är Sverige känsligt
för försurning p g a den kalkfattiga berggrunden, men det finns också områden med
kalkberggrund (t ex Gotland, delar av Jämtland) som inte påverkas nämnvärt av försurande
nedfall.
Försurningen påverkar bland annat träden negativt och kan också leda till att vatten med lågt
pH löser ut toxiska kvantiteter aluminium, som när det når sjöar och vattendrag kan skada
växt- och djurliv. Försurning är en regional miljöeffekt. De karakteriseringsindex som använts
vid bedömning av utsläpp av försurande gaser visas i Tabell 4.2.
Tabell 4.2 Karakteriseringsindex för utsläpp av försurande gaser. Characterisation factors for
acidification
emission karakteriseringsindex
(gram per mol H+)
ammoniak (NH3) 0,0587 luft
vätesulfid (H2S) 0,0588 luft
väteklorid (HCl) 0,0274
vätefluorid (HF) 0,0500
kväveoxider (NOX) 0,0217 luft
kvävedioxid (NO2) 0,0217
svaveldioxid (SO2) 0,0312 luft
Källa: Lindfors et al, 1995
4.2.8 Bidrag till övergödning
Här beaktas endast övergödning i vattensystemen, vilket också benämns eutrofiering. Ökad
tillförsel av näringsämnen till vattensystem leder till ökad tillväxt för olika arter i systemet.
Nedbrytningen av dem samt av annat organiskt material i vattenemissioner kräver syre.
Utsläpp av kväveföreningar till luft kan också bidra till ökad tillgång på kväve i vattendrag
eftersom kväveföreningar återförs till marken med nederbörd och sedan till viss del hamnar i
40
vattendrag. Den ökade syreförbrukningen kan leda till syrebrist, vilket kan skada både djur
och växter. Tillväxten av biomassa i vattendrag begränsas i europeiska system vanligen av
tillgången på näring i form av kväve eller fosfor. Fosfor är normalt det begränsande
näringsämnet i sjöar och övre delen av Östersjön medan kvävet är det näringsämne som
begränsar tillväxten i havet. Övergödning är en regional miljöeffekt. De karakteriseringsindex
som använts vid bedömning av eutrofiering visas i Tabell 4.3.
Tabell 4.3 Karakteriseringsindex för eutrofiering. Characterisation factors for eutrophication
emission karakteriseringsindex
(gram per gram O2)
ammoniak (NH3) 16 luft
kväveoxider (NOX) 6 luft
ammonium (NH4+) 15
nitrat (NO3-) 4,4 vatten
kväve (N) 20 vatten
fosfat (PO4) 46 vatten
fosfor (P) 140 vatten
COD 1
Källa: Lindfors et al, 1995
41
5 Resultat
För att undersöka om det var några skillnader mellan konventionell och ekologisk produktion
gjordes en statistisk analys av resultaten med hjälp av ANOVA. Den minsta signifikanta
skillnaden (LSD – Least Significant Difference) för signifikansnivån 5 % (p<0,05)
bestämdes med hjälp av Fisher´s LSD. Statistikprogrammet som användes var Systat version
10, från SPSS Inc.
5.1 Uttag av resurser
5.1.1 Resurser med energiinnehåll
De icke-förnybara resurserna fossila bränslen samt uran dominerar helt uttaget av resurser
med energiinnehåll i mjölkproduktionen (Tabell 5.1). Den ekologiska mjölken har en
användning av fossila energiresurser som är 20 – 25 % lägre än konventionell mjölk och
skillnaden är statistiskt signifikant (p-värde 0,016). Den viktigaste förklaringen till detta är att
handelsgödsel inte används i ekologisk mjölkproduktion och att mindre kraftfoder köps in till
gården. Uttaget av resurser för elproduktion (uran och vatten) är högre för de ekologiska
gårdarna, skillnaden är dock inte signifikant.
Tabell 5.1 Uttag av energiresurser (MJ per kg ECM), medelvärden och standardavvikelse (inom
parentes). Use of energy resources (MJ per kg ECM), mean and standard deviation (in brackets)
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
MJ per kg ECM
Eko gårdar (n=7)
Org farms
MJ per kg ECM
P-värde
P-value
Icke-förnybara resurser
Non-renewable
Fossil (fossile)
Uran (uranium)
3,67 (0,81)
1,28 (0,29)
2,8 (0,67)
1,4 (0,19)
0,016
0,283
Förnybara resurser
Renewable
Vatten (hydro)
Biomassa (biomass)
Vind mm (windpower etc)
0,62 (0,14)
0,20 (0,05)
0,01 (0,003)
0,69 (0,09)
0,20 (0,03)
0,01 (0,002)
0,242
0,893
0,195
5.1.2 Resurser utan energiinnehåll
I livscykeln för att producera ett kg mjölk förbrukas i medeltal 1,7 g P i den konventionella
produktionen och 0,6 g P i den ekologiska (Tabell 5.2). Skillnaden är statistiskt signifikant
och gäller även för kalium. Större inköp av kraftfoder där PK-gödsel använts i odlingen av
råvarorna förklarar skillnaden.
42
Tabell 5.2 Uttag av resursen fosfor och kalium (g per FE), medelvärden och standardavvikelse (inom
parentes). Use of Phosphorous and Potassium (g per FU), mean and standard deviation (in brackets)
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
g per kg ECM
Eko gårdar (n=7)
Org farms
g per kg ECM
P-värde
P-value
Fosfor (Phosphorous)
Kalium (Potassium)
1,73 (0,75)
3,75 (2,7)
0,64 (0,20)
0,68 (0,14)
0,001
0,008
5.2 Energi
Energianvändning, redovisad som energi använd i processerna (d v s sekundär energi),
redovisas i Tabell 5.3. I fossil ”feedstock” (inneboende energi) ingår energiinnehåll i de
råvaror som ligger bundna i förpackningsmaterial, det är m a o framförallt ensilageplast.
Under ”övrigt” anges ett negativt värde vilket är den energi som tillgodoräknas från andra
system p g a den studerade mjölkproduktionen. Exempel på en sådan tillgodoräkning är när
energiåtervinning av plasten ger fjärrvärmeproduktion.
Tabell 5.3 Sekundär energianvändning (MJ per kg ECM), medelvärde och standardavvikelse (inom
parentes). Use of secondary energy (MJ per kg ECM), mean and standard deviation (in brackets).
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
MJ per kg ECM
Eko gårdar (n=7)
Org farms
MJ per kg ECM
P-värde
P-value
Fossil (fossile) 2,71 (0,55) 1,93 (0,48) 0,004
Fossil (feedstock) 0,16 (0,22) 0,23 (0,12) 0,257
El (electricity) 0,92 (0,21) 1,01 (0,14) 0,313
Övrig (Other) -0,11 (0,14) -0,12 (0,08) 0,833
Total 3,7 (0,66) 3,0 (0,62) 0,036
Den totala sekundära energianvändning är drygt 20 % högre för den konventionella
produktionen vilket är en statistiskt signifikant skillnad. Den förklaras helt av användningen
av fossil energi, för övriga energislag är det inga skillnader, men det finns en tendens att
elanvändningen i medeltal är större per kg producerad ekomjölk.
5.3 Markanvändning
Den totala markanvändningen för att producera ett kg mjölk var 33 % högre för de ekologiska
gårdarna, en skillnad som är statistiskt säkerställd (Tabell 5.4).
Markanvändningen för inköpt foder var likvärdig för de två produktionssystemen trots att de
konventionella gårdarna köpte in mera kraftfoder per ko. Detta beror framförallt på lägre
skördar i de grödor som producerar råvaror till det ekologiska kraftfodret. Dessutom ingår
färre biprodukter från livsmedelsindustrin i de ekologiska kraftfoderblandningarna. Eftersom
biprodukerna (t ex betfiber) ”delar” på markanvändning med odlingens huvudprodukt (t ex
socker i sockerbetsodling), fördelas belastningen av markanvändning på mer än en produkt.
Det finns färre ekologiska råvaror att tillgå som är biprodukter från livsmedelsindustrin.
Tabell 5.4 Årlig markanvändning (m2*år per kg ECM), medelvärde och standardavvikelse (inom
parentes). Land occupation (m2year per kg ECM), mean and standard deviation (in brackets)
43
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
m2*år per kg ECM
Eko gårdar (n=7)
Org farms
m2*år per kg ECM
P-värde
P-value
Åkermark, gård
Arable land, on-farm
1,79 (0,74) 2,58 (0,77) 0,009
Åkermark, utanför gård
Arable land, off-farm
0,68 (0,35) 0,65 (0,21) 0,841
Åkermark, totalt
Arable land, total
2,47 3,23
Naturbetesmark,
Natural grazing meadows
0,07 (0,09) 0,15 (0,31) 0,343
Totalt all mark
Total all land
2,55 (0,49) 3,38 (0,66) 0,003
Naturbetesmark bidrar i mycket liten omfattning till den totala markanvändningen, men på
flera av gårdarna i studien (både konventionella och ekologiska) fanns betydande arealer
långliggande vallar och denna markanvändning kan sägas vara ett gränsfall till
naturbetesmark.
5.4 Användning av pesticider
För att producera ett kg konventionell mjölk användes 58 mg aktiv substans
bekämpningsmedel i foderproduktionen. Motsvarande siffra för ett kg ekologisk mjölk var 20
mg aktiv substans (Tabell 5.5). Bekämpningsmedlen i den ekologiska mjölkens livscykel
härstammar från den andel av det inköpta kraftfodret som är tillåten att vara konventionellt
odlad (i inköpt kraftfoder). Generellt dominerar ogräsmedel helt bekämpningsmedels-
användningen.
Tabell 5.5 Användning av bekämpningsmedel i foderproduktionen ( mg aktiv substans per kg ECM)
medelvärde och standardavvikelse (inom parentes). Pesticide use in fodder production (mg active
substance per kg ECM) mean and standard deviation (in brackets)
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
mg per kg ECM
Eko gårdar (n=7)
Org farms
mg per kg ECM
P-värde
P-value
Ogräsmedel (herbicides) 50,8 (21,6) 17 (3,2) 0,001
Insektsmedel (insecticides) 3,6 (0,6) 2,7 (0,5) 0,005
Svampmedel (fungicides) 4,1 (1,0) 0,6 (0,1) 0
Total 58,5 20
5.5 Klimatförändring
De totala utsläppen av växthusgaser är ca 1 000 g CO2-ekvivalenter (CO2e) för den
funktionella enheten 1 kg konventionell ECM (Tabell 5.6). Det finns en tendens till något
lägre utsläpp från det ekologiska systemet men skillnaden är inte statistiskt säkerställd.
44
Fördelningen mellan de olika växthusgaserna skiljer sig mellan systemen. Konventionell
mjölk ger lägre metanutsläpp vilket framförallt beror på högre mjölkproduktion per ko;
skillnaden är signifikant jämfört med ekologisk mjölk. Å andra sidan har ekologisk mjölk
signifikant lägre utsläpp av lustgas, vilket förklaras av lägre kvävegivor och ingen förekomst
av handelsgödsel. Även utsläppen av CO2 är lägre vilket beror på lägre
fossilbränsleanvändning (jämför Tabell 5.1). Skillnaden är dock inte statistiskt signifikant.
Tabell 5.6 Utsläpp av växthusgaser (gram CO2e per kg ECM) medelvärde och standardavvikelse
(inom parentes). Emissions of greenhouse gases (gram CO2e per kg ECM), mean and standard
deviation (in brackets)
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
g CO2e per kg ECM
Eko gårdar (n=7)
Org farms
g CO2e kg ECM
P-värde
P-value
Koldioxid, CO2 245 (54) 199 (50) 0,067
Metan, CH4 411 (36) 457 (34) 0,011
Lustgas, N2O 350 (53) 268 (23) 0,001
Övriga4 3 2
Total 1 009 (110) 926 (99) 0,102
5.6 Utsläpp av försurande ämnen
Ammoniakavgång från stallgödsel är det helt dominerande utsläppet som kan bidra till
försurning. Ungefär 90 % av utsläppen av försurande ämnen utgörs av ammoniak (Tabell
5.7). Det skall observeras att karakteriseringen som är gjord i Tabell 5.7 bygger på ett
maximalt scenario, d v s att varje emitterad molekyl av försurande ämnen deponeras i ett
försurningskänsligt ekosystem. Detta är en mycket kraftig överskattning för norrländska
förhållanden, där den kritiska belastningsgränsen för kvävenedfall på många fall inte
överskrids. Men karakteriseringen ger oss dock den informationen att om man vill minska
utsläppen av försurande ämnen från mjölkproduktion är det ammoniak som skall prioriteras
före andra utsläpp i livscykeln.
Tabell 5.7 Utsläpp av försurande ämnen (mol H+ per kg ECM), medelvärde och standardavvikelse
(inom parentes). Emissions of acidifying substances ( mol H+ per kg ECM) mean and standard
deviation (in brackets)
Konv gårdar (n=16)
Conv farms
Mol H+ per kg ECM
Eko gårdar (n=7)
Org farms
Mol H+ per kg ECM
P-värde
P-value
Ammoniak, NH3 0,43 (0,12) 0,51 (0,13) 0,17
Kväveoxider, NOx 0,04 (0,009) 0,03 (0,007) 0,051
Svaveloxider, SO2 0,020 (0,003) 0,0017 (0,004) 0,036
Totalt 0,49 (0,13) 0,56 (0,14) 0,257
Totalt sett är det ingen signifikant skillnad vad gäller de totala utsläppen av försurande ämnen
mellan de båda produktionssystemen, även om det finns en tendens till lägre
4 Framförallt sulfurhexafluorid
45
ammoniakutsläpp per kg mjölk för de konventionella gårdarna. Det är dock möjligt att
ammoniakutsläppen är underskattade för det konventionella produktionssystemet eftersom
växtnäringsbalanserna visar ett högre N-överskott för dessa gårdar (se avsnitt 3.3.9 och
Diskussion).
5.7 Bidrag till övergödning
Om man karakteriserar utsläppen av övergödande ämnen efter ett maximalt scenario
domineras det potentiella bidraget till övergödning helt av kväve i form av läckage från
åkermark och ammoniakavgång till luft (Tabell 5.8). Dessa två reaktiva kväveföreningar står
för nära 90 % av de totala utsläppen i ett maximalt scenario, d v s då vi har antagit att alla
emitterade ämnen verkligen hamnar i reaktiv form i ett ekosystem som är känsligt för
eutrofiering. Detta är en mycket kraftig överskattning för norrländska förhållanden där
övergödningsproblematiken är mycket mindre än i södra Sverige (se vidare Diskussion).
De markbundna förlusterna av kväve och fosfor är betydligt högre för det ekologiska systemet
när de relateras till produkten mjölk vilket är beräkningsbasen (den funktionella enheten) i
denna studie. Anledningen till detta är den väsentligt högre markanvändningen på gården (se
Tabell 5.4) för att producera ett kg ekologisk mjölk. Eftersom det inte finns försök och/eller
undersökningar att tillgå som visar på skillnader i markläckage i Norrland mellan ekologiska
och konventionella produktionssystem har vi skattat samma markförluster för båda systemen.
Detta innebär att en större markanvändning per automatik ger ett högre N- och P-läckage per
kg mjölk i ett system som kräver mer mark (se vidare avsnitt 6. Diskussion).
Tabell 5.8 Utsläpp av övergödande ämnen (gram O2-ekv per kg ECM) medelvärde och
standardavvikelse (inom parentes). Emissions of nutrifying substance (gram O2-eqiv per kg ECM)
mean and standard deviation (in brackets)
Konv gårdar (n=16)
Conv
g O2-ekv per kg ECM
Eko gårdar (n=7)
Org
g O2-ekv per kg ECM
P-värde
P-value
Ammoniak, NH3 80,7 (23,1) 96,6 (25,3) 0,15
Kväveoxider, NOx 10,4 (2,44) 9,3 (2,1) 0,321
Nitrat, NO3 74 (16,8) 102,6 (12,6) 0,001
Fosfor, Total-P 14,2 (2,3) 16,7 (2,4) 0,028
Totalt 180 (30,6) 226 (32,7) 0,004
46
6 Diskussion
Energi
En betydande skillnad mellan mjölkproduktion i Norrland och i södra Sverige är att mycket
mera kraftfoder köps in till gården (Tabell 6.1). Detta är en viktig förklaring till varför
energianvändningen för att producera ett kg ECM är ca 40 % högre i Norrland jämfört med
mjölkproduktion i sydvästra Sverige (Cederberg & Flysjö, 2004). Detta gäller för
konventionella såväl som ekologiska gårdar.
Tabell 6.1 Inköpt kraftfoder*, kg foder per ko+rekrytering och år (medeltal). Purchased concentrate
feed, kg per cow+replacement*yr (average)
Norrland
(north of Sweden)
Sydvästra Sverige
(south west Sweden)
Konventionella gårdar (Conv farms) 3 800 2 600
Ekologiska gårdar (Org farms) 2 080 1 420
* Med kraftfoder avses proteinkoncentrat, färdigfoder, biprodukter sockerindustri (som TS) och spannmål.
Concentrate feed includes protein feed mixed concentrate feed, co-products sugar industry (as dry matter) and
grain.
Färdigfoder (spannmål och proteinkoncentrat i blandning) utgör en betydligt större del av
kraftfodret i norra Sverige eftersom spannmålsodlingen är så liten (jämför avsnitt 3.2.2). I
södra Sverige används egen spannmål på mjölkgårdar i långt större omfattning och det är ofta
endast proteinkraftfoder som köps till gården. Denna strategi leder till lägre energianvändning
vilket också kunde ses för de enstaka gårdar i denna studie som hade egen spannmålsodling
på gården.
Även elförbrukningen är högre på norrländska mjölkgårdarna jämfört med sydsvenska gårdar.
I denna norrländska studie befanns elanvändning vara drygt 2 000 kWh per ko+rekrytering
och år (Tabell 3.10) att jämföra med ca 1 300 kWh på sydsvenska gårdar (Cederberg &
Flysjö, 2004), d v s en förbrukning som är mer än 50 % högre. Olika mekanisering i stallar
och i foderhantering förklarar säkert en del av denna skillnad, många av gårdarna i denna
studie har tornsilo och några enstaka gårdar har mjölkrobot, tekniker som är elkrävande.
Klimatologiska skillnader som innebär lägre årsmedeltemperatur och kortare betessäsong i
Norrland har sannolikt också betydelse. Det förefaller dock finnas ett behov av att undersöka
elförbrukningen på mjölkgårdar för att utröna vilka typer av besparingar som kan göras. I en
JTI-rapport av jordbrukets energianvändning (Edström et al, 2005) anges nyckeltal för
mjölkproduktion motsvarande 740 – 840 kWh/koplats och år, d v s värden som är mycket
lägre än vad som har registrerats i olika LCA-studier på mjölkgårdar både i Norrland och
sydvästra Sverige. Källan för JTI:s uppgifter är dock svenska studier från 1980-talet samt
danska studier från nutid varför de troligen inte är så representativa för mjölkproduktion under
dagens förhållande i Norrland.
Skillnaden i energianvändning mellan konventionell och ekologisk mjölk i Norrland är att den
konventionella mjölkproduktionen kräver ca 20 % mera energi i produktionen av ett kg mjölk
och skillnaden ligger uteslutande i uttaget av fossila energiresurser (Tabell 5.1 och 5.3).
Mindre mängd inköpt kraftfoder och frånvaron av handelsgödsel på ekologiska gårdar
förklarar detta. Liknande skillnader i energianvändning mellan ekologisk och konventionell
mjölk återfanns även i studien av mjölkgårdar i sydvästra Sverige (Cederberg & Flysjö, 2004)
47
och har rapporterats i studier från Nederländerna, Tyskland och Danmark (Thomassen et al,
2007, Haas et al 2001, Halberg 1999).
En stor del av energianvändningen i mjölkens livscykel finns utanför gårdsgränsen, i
produktionen av kraftfoder och handelsgödsel. För de ekologiska gårdarna i studien var det
runt 50 % av nettoenergin som användes utanför gården och för konventionella gårdar ca 60
% . Denna energi användes framförallt i kraftfoderproduktionen, Det stora beroendet av
inköpt kraftfoder i båda produktionssystemen, kombinerat med långa avstånd till
foderfabrikerna, gör att energi för transporter slår igenom förhållandevis mycket i denna
studie. För den konventionella mjölken utgjorde transporterna (framförallt av foder) ca 13 %
av den totala nettoenergin som var 3,7 MJ/kg ECM, motsvarande transportsiffra för den
ekologiska mjölk var ca 12 % av den totala nettoenergin som var 3 MJ/kg ECM (se tabell
5.3).
I denna studie är byggnader och maskiner exkluderade. Byggnaders betydelse för
animalieproduktionens resurs- och miljöpåverkan har undersökts i Schweiz (Erzinger et al,
2004). För miljöpåverkanskategorierna energianvändning och human toxicitet har
byggnaderna betydelse, för övriga miljöeffekter är byggnaderna inte relevanta. Enligt
beräkningar i Schweiz så innebär energianvändningen för produktion av byggnadsmaterial,
byggande och underhåll ytterligare en energiinsats om 25 %. Eftersom byggnader är
likvärdiga för konventionell och ekologisk mjölkproduktion har exkludering av byggnader
ingen betydelse i jämförelsen som är gjord ovan, men man skall ha klart för sig att byggnader
är exkluderade i studien och därmed är mjölkens totala energianvändning i produktionen
underskattad.
Uttag av fosfor
Fosfor är en icke-förnyelsebar resurs utan energiinnehåll och av dagens globala
fosforutvinning används ca 90 % för produktion av handelsgödsel och resterande del som
fodermineral och beståndsdel i tvättmedel. Produktionen av konventionell mjölk kräver mera
fosfor än ekologisk och skillnaden kan nästan helt förklaras av användningen av
handelsgödselfosfor i den konventionella mjölkens livscykel. Den direkta användningen på de
konventionella mjölkgårdarna är mycket liten, men i odlingen av det inköpta fodret har
handelsgödsel använts, vilket innebär en indirekt förbrukning utanför gårdsgränsen. För de
ekologiska mjölkgårdarna kan en stor del av den förbrukade fosforn härledas till inköpta
fodermineraler.
Förbrukning av fosfor för att producera ett kg mjölk vid norrländska mjölkgårdar stämmer väl
överens med tidigare LCA-studier av mjölkgårdar i sydvästra Sverige (Cederberg & Flysjö,
2004).
Markanvändning
Det krävdes ca 2,5 m2 årlig åkermark (varav drygt 70 % av marken inom gården) för att
producera ett kg ECM vid de norrländska konventionella mjölkgårdarna. Detta kan jämföras
med 1,5 m2/kg ECM*år på gårdar i sydvästra Sverige. Lägre skördenivåer i norra Sverige är
naturligtvis en viktig orsak till denna skillnad men utformningen av jordbruks- och miljöstöd
inom jordbrukspolitiken har sannolikt också en betydande påverkan eftersom den är inriktad
mot att underlätta att åkermarken bibehålls i norra Sverige. En mycket liten andel av den
totala markanvändningen utgörs av åkermark i Norrland, t ex i Västerbottens län är drygt en
procent av den totala landarealen åkermark vilket kan jämföras med Västra Götalands län i
sydvästra Sverige där 20 % av landarealen utgörs av åkermark. Ett variationsrikt landskap är
48
en mycket viktigt förutsättning för förvaltandet av biologisk mångfald och därför är de
förhållandevis små arealerna åker- och betesmark i Norrland viktiga att bibehålla för att uppnå
miljömålen ”Ett rikt odlingslandskap” och ”Ett rikt växt- och djurliv” i norra Sverige.
Miljöstödens utformning har fått som följd att det är ekonomiskt mer gynnsamt att ha en stor
egen vallareal per ko i norra Sverige; i Norrland är markanvändningen på mjölkgårdar 1,5 - 2
ha vall/ko och ungdjur medan motsvarande siffra är 0,65 – 0,85 ha vall/ko och ungdjur i
Götaland5. Stödsystemet gynnar en arealmässigt stor egen vallfoderproduktion och detta skall
man ha i åtanke när man jämför markanvändning för mjölkproduktion i södra och norra
Sverige. Inte endast biologiska faktorer styr alltså skillnaderna utan i stor omfattning även
jordbrukspolitiken. En hög årlig markanvändning skall ses som en ”positiv” resursanvändning
i Norrland eftersom alternativet skulle vara beskogning med förändrade förutsättningar för
biologisk mångfald och andra värden som är förknippade med variationsrika landskap
(estetik, tillgänglighet etc).
För de ekologiska gårdarna i studien krävdes drygt 3,2 m2 årlig åkermark (varav ca 80 %
inom gården) för att producera ett kg ECM vilket kan jämföras med 2,4 m2/kg ECM*år på
ekomjölkgårdar i sydvästra Sverige. Om vi jämför markanvändningen mellan konventionell
och ekologisk mjölk enbart för de norrländska gårdarna i denna studie krävs det drygt 30 %
mer för den ekologiska mjölken. Denna skillnad är något lägre än vad som har registrerats för
mjölkproduktion i södra Sverige men kan sannolikt förklaras av den relativt stora vallodling
per koplats generellt på gårdar i norra Sverige, vilket i sin tur förklaras av stödsystemen.
En jämförelse från andra mjölkländer vad gäller markanvändning kan vara intressant. Basset-
Mens et al (2007) rapporterar om en markanvändning om 1,2 m2/kg ECM*år under nuvarande
förhållande i Nya Zeeland (enbart bete, inget kraftfoder i produktionen). I Nederländerna
redovisas nutida uppgifter om 1,3 m2/kg ECM*år för konventionell mjölk och 1,8 m2/kg
ECM*år för ekologisk mjölk (Thomassen et al, 2007). En brittisk undersökning visar liknande
värden; 1,2 m2/kg ECM*år för konventionell mjölk och 2 m2/kg ECM*år för ekologisk
mjölk(Williams et al, 2006). En högre markanvändning för mjölkproduktion i Sverige jämfört
med andra viktiga mjölkländer är uppenbart ett faktum och skillnader i klimat har sannolikt en
stor del i detta.
Pesticider
Användning av pesticider i foderproduktion innebär möjliga negativa effekter för såväl
humantoxicitet och ekotoxicitet. P g a bristande metodik har vi i denna studie endast
inventerat mängden aktiv substans som används i fodergrödorna och detta är naturligtvis en
mycket grov indikator eftersom den inte säger något om toxiciteten. Insektsmedlen
pyretroider är tex mycket toxiska för organismer i vattenmiljön trots att mängderna som
används i jordbruket och resthalter i ytvatten är mycket små. Om man jämför hur mycket
pesticider som används i hela kedjan för att producera foder för mjölk visar denna studie att
den konventionella mjölken från Norrland har lägre användning än mjölkproduktion i
sydvästra Sverige, 58 mg aktiv substans/kg ECM (Tabell 5.5) att jämföra med 76 mg/kg ECM
i tidigare studier (Cederberg & Flysjö, 2004). Denna skillnad kan förklaras av att många
norrländska konventionella mjölkgårdar inte använder några bekämpningsmedel på gården
alls vilket skiljer sig från södra Sverige där framförallt brytning av vallen ofta sker kemiskt
med glyfosat på mjölkgårdar. Pesticidanvändningen ligger framförallt utanför gårdsgränsen, i
5 Beräkningar av Svensk Mjölk vilka bygger på statistik från Jordbruksverket
49
produktionen av det inköpta kraftfodret där 80 % av den totala användningen av pesticider
återfinns.
Pesticidanvändningen för den ekologiska mjölken producerad i Norrland var större än för
motsvarande ekogårdar i sydvästra Sverige (Cederberg & Flysjö, 2004). En högst trolig
förklaring till detta är att till den norrländska mjölkproduktionen köps nästan uteslutande
kraftfoder in från foderindustrin. Dessa produkter innehåller generellt de mängder
konventionellt producerade råvaror som EU-reglerna tillåter. I södra Sverige finns det flera
kraftfoderalternativ, t ex ekologiska ärter/åkerbönor (egenodlade eller från grannar) eller
ekologisk rapskaka, och den större tillgången på alternativ till framförallt proteinråvaror gör
det lättare att ha en foderstat som nästan uteslutande består av ekologiskt foder och därmed
minimeras pesticidanvändningen.
Klimatförändring
De beräknade utsläppen av växthusgaser om ca 1 kg CO2e per ECM stämmer väl överens med
tidigare LCA-studier av gårdar i sydvästra Sverige (Cederberg & Flysjö, 2004). Trots en
högre energianvändning, vilket leder till högre CO2-utsläpp per kg mjölk (konventionell såväl
som ekologisk) för de norrländska gårdarna jämfört med mjölkgårdarna i södra Sverige, blir
de totala växthusgasutsläppen inte högre för norrländsk mjölk jämfört med mjölk producerad i
södra Sverige. Mjölkkorna i denna norrländska studie levererade mycket mjölk per ko
(konventionella såväl som ekologiska) vilket innebär att metanutsläppen kan hållas på en
rimlig nivå. Vidare är användning av handelsgödselkväve låg, vilket bidrar till att utsläppen
av lustgas inte ligger så högt.
I Tabell 6.2 jämförs resultaten för beräknade utsläpp av växthusgaser i denna studie med
studier ifrån andra länder där det i stort har använts samma metodik och där systemgränsen är
gårdsgrinden. Det är viktigt att observera att modellberäkningar av de biogena emissionerna
metan och lustgas innehåller många osäkerheter och därför måste skillnaderna mellan olika
studier värderas ingående för att man säkert ska kunna uttala sig om avvikelserna.
Tabell 6.2 Jämförelser av utsläpp av växthusgaser (g CO2e per kg ECM) från LCA-studier av mjölk.
Results of greenhouse gas emissions (g CO2e per kg ECM) from LCA studies of milk
Konventionell mjölk
Conventional milk
Gram CO2e/kg ECM
Ekologisk mjölk
Organic milk
Gram CO2e/kg ECM
Norrland (north of Sweden) 1 000 930
SV Sverige (SW Sweden) 960 940
Storbritannien (UK) 1 000 1 200
Nederländerna (NL) 1 400 1 500
Nya Zealand (New Zealand) 960
Källa: Cederberg & Flysjö 2004, Williams et al 2006, Thomassen et al 2007, Basset-Mens et al 2007
Jämförelsen i Tabell 6.2 ger vid handen att mjölkproduktion i Norrland (och i Sverige) i ett
internationellt perspektiv har en förhållandevis acceptabel nivå i medeltal vad gäller utsläppen
av växthusgaser. Den relativt höga energianvändningen och därmed utsläpp av fossil CO2
kompenseras av att utsläppen av metan och lustgas kan hållas relativt lågt.
50
Variationen vad gäller växthusgasutsläpp mellan gårdarna i denna studie är relativt stor.
Utsläppen från de de 16 konventionella gårdar varierar mellan 780 – 1 200 g CO2e/kg ECM.
Mellan de 7 ekologiska gårdarna är variationen 780 – 1 080 g CO2e/kg ECM. En relativt hög
mjölkproduktion och små inköp av kraftfoder kännetecknar den ekologiska gård som har lägst
utsläpp medan en mycket hög mjölkleverans per ko och mycket små handelsgödselgivor är
kännetecken för den konventionella gård som har lägst utsläpp av klimatgaser. Generellt kan
sägas att karakteristiska produktionsparametrar för mjölkproduktion med låga utsläpp är
effektiva kor (god leverans av mjölk per ko), liten användning av handelsgödselkväve
(effektiv stallgödselanvändning och bra utnyttjande av baljväxternas kvävefixering) och en
stor andel närproducerat foder (små/måttliga foderinköp).
Försurning och övergödning
När det gäller tolkningen av utsläpp av ammoniak till luft samt kväve och fosfor till vatten
orsakade av mjölkproduktion visar denna studie på två metodikproblem. För det första att
inventeringen av utsläppsdata är osäker och för det andra att miljöpåverkansanalysen är svår
att genomföra.
Växtnäringsbalanserna för kväve och fosfor visar på större överskott per hektar av såväl
kväve som fosfor för konventionella gårdar (Tabell 3.17 och 3.19). Eftersom gårdarna i
studien i stort sett endast levererar mjölk så är det relativt enkelt att räkna om det ytmässiga
överskottet till produkten ”ton levererad mjölk” och även med denna beräkningsbas är
överskottet större för de konventionella gårdarna. Eftersom modeller och emissionsfaktorer
som används i dag för att beräkna kväve- och fosforförluster till luft och vatten inte beaktar
skillnad i produktionssystem har beräkningarna av förluster sannolikt missgynnat de
ekologiska gårdarna. Kväve- och fosforläckaget har satts till samma (dock varierat för gröda)
för båda produktionssystemen och eftersom markanvändningen är större för ekologisk
produktion blir läckaget högre per ton mjölkprodukt. Detta är ett osäkert resultat av
inventeringen, som vi trots allt har valt att presentera eftersom det inte finns några
försöksresultat som grund för antagandet att markläckaget av växtnäring är lägre från en gård
som drivs ekologiskt. Vi vill alltså starkt poängtera att uppskattningar och beräkningar av N-
och P-förluster från olika jordbrukssystem i norra Sverige bygger på ett litet och relativt
osäkert material.
Det är svårt att göra en riktig tolkning huruvida utsläppen av ammoniak till luft och läckage
av kväve och fosfor till vatten verkligen bidrar till försurning och övergödning i norra
Sverige. I miljöpåverkansbedömningen för försurning och övergödning har vi här
karakteriserat (vägt samman) utsläppen utifrån ett ”worst-case scenario”, d v s förutsatt att
varje utsläpp av ett övergödande/försurande ämne kommer att ge en negativ effekt i
ekosystemet (Tabell 5.7 och 5.8). Men försurande och övergödande nedfall påverkar miljö
olika beroende på var nedfallet sker. Samma mängd försurande nedfall har en mycket större
negativ effekt i Sverige än i södra Europa eftersom Sverige har en berggrund med liten
förmåga att buffra mot försurande ämnen. Vidare är det skillnader i känslighet mellan olika
ekosystem beroende på hur mycket försurande och/eller övergödande ämnen som systemet
har tagit emot. Om den kritiska belastningsgränsen överskrids mycket är det större krav på att
minska tillförseln av övergödande och försurande ämnen så att mark och vatten inte tillförs
mer reaktivt kväve än vad ekosystemet kan ta hand om. Tabell 6.3 visar den kritiska
belastningsgränsen för kvävenedfall i olika delar av Sverige och depositionen av kväve
minskar kraftigt ju längre norrut man kommer (Naturvårdsverket, 1999). Det finns alltså
områden i Norrland där nuvarande deposition underskrider den kritiska belastningsgränsen
vilket innebär att utsläpp samt deponering av ammoniak endast har en liten negativ
51
miljöpåverkan. Detta förhållande skiljer sig kraftigt från sydvästra Sverige där nedfallet måste
minska i betydande omfattning för att komma ner till naturens kritiska belastningsgräns
(Tabell 6.3).
Tabell 6.3 Atmosfärisk deposition av kväve i olika delar av Sverige samt kritisk belastningsgräns för
kvävenedfall. Atmospheric N-deposition in different parts of Sweden and critical load for N-deposition
Deposition, 1995
Kg N/ha och år
Kritisk belastningsgräns
Critical load
Kg N/ha och år
Sydvästra Götaland (SW south Sweden) 9 – 18 3 – 5
Nordöstra Götaland (NE south Sweden) 6 – 9 3 – 5
Mellansverige (Central Sweden) 3 – 5 2,5 -4
Norrland (North of Sweden) 1 - 3 1,5 - 4
När metodiken för karakterisering av försurande och övergödande ämnen nu utvecklas inom
LCA-metodiken har man nu tagit fram karakteriseringsfaktorer på landsnivå (Seppälä et al,
2006). Det har då konstaterats att arealmässigt stora länder som Ryssland, Frankrike och
Sverige behöver ha varierande karakteriseringsfaktorer inom landet (d v s utsläpp viktas olika
beroende på hur känslig miljön är i olika delar). Eftersom karakteriseringsfaktorer för
övergödande och försurande utsläpp inte finns för olika delar av Sverige, och Norrland
uppenbarligen skiljer sig mycket från södra Sverige görs här en översikt över vad de regionala
miljömålen säger vad gäller övergödande och försurande utsläpp i norra Sverige.
Västernorrlands
län
Definierat mål för kväve är att ett N-nedfall på skogsmark om 3 kg
N/ha och år (kritisk belastningsgräns) inte skall överskridas år 2020. I
delar av länet överskrids detta gränsvärde i dag, särskilt längs kusten där
nedfallet kan ligga upp emot 4 kg N/ha. Transporter och fordon är de
viktigaste källorna till N-nedfall liksom utsläpp från andra länder.
Definierat mål för fosfor är att de vattenburna P-föreningarna
kontinuerligt skall minska mellan 1995-2010. De viktigaste källorna till
P-utsläpp sägs vara industri, reningsverk och fiskodlingarna. Det diffusa
läckaget av P från åkermark behöver bättre kvantifieras.
Jämtlands län Definierat mål som berör jordbruk är att kunskapen skall utvecklas om
läckage av N och P till sjöar och vattendrag. En kartläggning genomförs
som skall resultera i åtgärder.
Vad gäller N-nedfall och utsläpp av N och P till vatten finns det inga
kvantifierade mål.
Västerbottens
län Definierat mål är att till år 2010 ska vattenburna utsläpp av fosfor- och
kväveföreningar från mänsklig verksamhet i Västerbotten till sjöar,
vattendrag och kustvatten som uppvisar effekter av hög närsaltbelastning
ha minskat i enlighet med upprättade åtgärdsprogram. Inget specifikt för
jordbruk anges i detta mål.
Definierat mål är att ammoniakutsläppen från jordbruket skall minska
med 15 % från 1995 – 2010.
Vad gäller försurning är det framförallt svavelnedfall som är den största
52
källan. Det mesta av svavelnedfallet kommer utifrån, men också sjöfart
har betydelse. Övergödning är ett litet problem i länet, detta gäller
kustvatten såväl som sjöar där mindre än sju procent har så höga halter av
näringsämnen att den riskerar att övergödas.
Norrbottens län Länet har litet (inget) problem med kvävenedfall. Mängden deponerat
kväve ligger under den kritiska belastningsgränsen (3 kg N/ha), vid länets
provpunkter ligger nedfallet oftast på mindre än 2 kg N/ha. Inget
definierat ammoniakmål finns för länet.
Få sjöar och vattendrag i länet är övergödda. Höga halter av framförallt
fosfor men även kväve har hittats i sjöar nära bördiga jordbruksmarker.
En åtgärd som framförs mot detta är restriktiv gödselspridning på tjälad
mark.
Översikten av hur de regionala miljömålen för övergödning och försurning formulerats i
Norrland visar att jordbrukets utsläpp av kväve till luft och vatten och av fosfor till vatten
innebär relativt små lokala och regionala effekter i miljön. Endast Västernorrlands och
Västerbottens län redovisar något för hög atmosfärisk deposition av kväve men jämfört med
kvävenedfallet i södra Sverige är depositionen inte långt över kritisk belastningsgräns (jämför
Tabell 6.3). Ammoniakutsläpp måste därför ses som ett litet problem för den norrländska
mjölkproduktionen och det är sannolikt endast i områden med mycket djur på liten yta som
belastningen kan bli något hög för omgivande lokala ekosystem.
Vad gäller läckage av näringsämnen från åkermark är det snarast fosforförluster och inte
kväve som lyfts fram i de regionala miljömålen. Inga konkreta mål i procentuell minskning
för fosfor anges dock och det diskuteras snarast att kunskapen om diffusa förluster av fosfor
behöver förbättras.
6.1 Förbättringsanalys
Om en större andel av kornas foder kunde odlas i Norrland skulle många positiva
miljöfördelar vinnas. Den förhållandevis stora användningen av inköpt kraftfoder, på
konventionella såväl som ekologiska gårdar, är en viktig orsak till att energianvändningen är
högre än i sydsvensk mjölkproduktion.
Grunden för en hög andel hemmaproducerat foder är ett bra utnyttjande av grovfodret. Det
ställer höga krav på vallfodrets kvalitet, men också på att foderstyrningen tillåter korna att
konsumera en stor andel grovfoder. Vid sidan av detta behövs också andra grödor, som kan ge
snabb energi och protein av hög kvalitet, som komplement till grovfodret. Spannmål, rybs och
olika ettåriga baljväxter är exempel på sådana grödor.
2003-2005 minskade spannmålsodlingen i övre Norrland med 17 %. En viktig orsak är att
ersättningen för spannmålsodling minskade med 1000 kr/ha, i samband med att
arealersättningen för spannmål togs bort 2005. Ökad odling av spannmål och andra
fodergrödor som kan generera stärkelse/energi skulle minska beroendet av inköpt kraftfoder.
Även andra positiva miljöeffekter skulle uppnås. Mindre inköpt kraftfoder från södra Sverige
och andra länder skulle innebära mindre pesticidanvändning i mjölkens livscykel (litet
bekämpningsbehov generellt i Norrland) och marken skulle hållas öppen vilket är mycket
viktigt för att bevara den biologiska mångfalden i norra Sverige. Ettåriga grödor ger också ett
53
värdefullt tillskott i de ensidiga vallväxtföljder som nu ofta förekommer på intensiva
mjölkgårdar.
En ökad lokal produktion av foder till mjölkkor och rekryteringsdjur måste ses som ett
övergripande mål för ett långsiktigt forsknings- och utvecklingsarbete för norra Sverige.
Hur fodertransporten sker har också betydelse för energiförbrukning såväl som för utsläpp. I
Figur 6.1 jämförs en transport av 100 ton foder som transporteras en sträcka av 500 km med
båt, tåg alternativt lastbil. Lastbilstransporter använder relativt mycket energi och släpper
därmed ut mer fossil CO2 och även kväveoxider. Transporter med båt är betydligt mera
energieffektiva men släpper med dagens bränslen ut förhållandevis mycket försurande
svaveloxid. Transporter med tåg är det klart bästa alternativet och som framgår av Bilaga 2
finns det idag fodertransporter med tåg till Norrland, t ex proteinfodret Expro som
transporteras från Karlshamn till Holmsund med tåg.
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
net energy (MJ) CO2 (kg) Nox (gram) SO2 (gram)
energi och utsläpp per 50 000 tkm
båt
tåg
bil
Figur 6.1 Energianvändning (netto) och utsläpp (CO2, NOx, SO2) när 100 ton foder transporteras
500 km med båt, tåg eller lastbil. Net energy use and emissions when transporting 100 ton feed 500
km by train, boat or truck.
Det förefaller som det behövs göras en analys av elförbrukningen vid norrländska
mjölkgårdar för att utröna vilka delar av produktionen på gården som kräver mest elenergi
och för att kartlägga orsaker till variationen mellan gårdar. Genom att noga analysera nuläget
och variationen mellan företag kan man lägga grunden för energirådgivning som kan föreslå
möjliga åtgärder för en mer effektiv elanvändning. I denna studie kan endast konstateras att
elanvändningen ligger högre i Norrland än i Sydsverige och väsentligt högre än i dansk
mjölkproduktion. Dessa skillnader behöver kartläggas.
Utsläpp av klimatpåverkande gaser kommer att vara viktig för alla typer av produkter, nu och
inom en lång framtid. Denna studie visar på att det finns relativt stora skillnader mellan
gårdar, gårdarna med lägst utsläpp av växthusgaser låg ca 20 % under medeltalet, både för
konventionella och ekologiska gårdar. Ett sätt att arbeta med denna fråga är att lära av
mjölkgårdar som har låga utsläpp i produktion och överföra kunskaper om deras
54
produktionsmetoder via rådgivningen. En möjlig åtgärd är att utarbeta nyckeltal för att
beräkna växthusgasutsläppen i mjölkens livscykel. Detta skulle kunna vara ett verktyg i den
rådgivning om jordbrukets växthusgaser som sannolikt kommer att utvecklas i framtiden.
De lokala och regional miljöeffekterna av ammoniakutsläpp från mjölkproduktionen förefaller
att vara små när utsläppen tolkas i förhållande till de regionala miljömålen för övergödning
och försurning som är formulerade för Norrland. Men stora ammoniakutsläpp innebär också
betydande förluster av kväve från en mjölkgård och därför finns det en drivkraft att arbeta för
att minska ammoniakavgången så att mera stallgödselkväve behålls på gården och mindre
kväve behöver tas in utifrån som handelsgödsel. En mer ”öppen” växtodling, d v s mer
spannmålsodling, skulle öka möjligheten till en mer effektiv gödsling med stallgödsel. De
norrländska växtföljderna kännetecknas nu av en mycket stor andel vall och denna ensidighet
innebär svårigheter att utnyttja stallgödseln optimalt i växtodlingen och kan också leda till
problem med ogräs och växtföljdssjukdomar.
Särskilt för fosfor förefaller det finnas ett behov av kunskap om vilka faktorer som påverkar
läckaget från åkermarken och liksom om hur stort problem diffust fosforutsläpp från
jordbruksmark verkligen är.
Sammanfattningsvis så är det stora beroendet av importerat kraftfoder (från södra Sverige och
andra länder) en viktig ”hot-spot” i denna livscykelanalys. I jämförelse med mjölkproduktion
i södra Sverige, där utsläppen av kväve till luft och vatten innebär negativa miljöeffekter vad
gäller försurning och övergödning, visar denna studie att det snarare förefaller vara frågor runt
resursanvändning som är centrala att arbeta vidare med för norrländsk mjölkproduktion. En
ökad foderproduktion i Norrland skulle minska energianvändningen i mjölkens livscykel, öka
markanvändningen av ”öppen mark” i Norrland vilket är positivt för biologisk mångfald och
landskapets estetik samt minska användningen av pesticider i foderproduktionens livscykel
eftersom bekämpningsbehovet är så litet i det norrländska jordbruket.
55
7 Referenser
Aronsson H & Torstensson G. 2004. Beräkning av olika odlingsåtgärders inverkan på
kväveutlakningen. Ekohydrologi 78, avdelningen för vattenvårdslära, Sveriges
Lantbruksuniversitet, Uppsala.
Basset-Mens C Ledgard S, Boyes M. 2007. Eco-efficiency of increasing intensification
scenarios of milk production in New Zealand. Submitted for publication.
Bertilsson J. 2001. Utvärdering av beräkningsmetodik för metanavgång från nötkreatur.
Rapport på uppdrag av Naturvårdsverket. Institutionen för Husdjurens Utfodring och vård,
Sveriges Lantbruksuniversitet. Uppsala.
Carlsson C. 2003. Typområden för jordbruksmark. Växtnäringsstatus i Flarkbäcken 1993 -
2000. Länsstyrelsen i Västerbottens län; Inst. för markvetenskap, SLU.
Cederberg C & Flysjö A. 2004. Life Cycle Inventory of 23 Dairy Farms in South-Western
Sweden. SIK-rapport 728. SIK, Institutet för livsmedel och bioteknik, Göteborg.
Dansk Jordbruksforskning. 2000. Kväve, fosfor och kalium i husdjursgödsel (Nitrogen,
phosphorus and potassium in manure). Rapport 36. Foulum. Danmark.
Davis J & Haglund C. 1999. Life Cycle Inventory (LCI) of fertiliser production – fertilisers
used in Sweden and western Europe. SIK-Report 654. SIK, The Swedish Institute for food
and Biotechnology, Göteborg
Dustan A. 2002. Review of methane and nitrous oxide emission factors for manure
management in cold climates. JTI-rapport 299. Institutet för jordbruks - och miljöteknik,
JTI, Uppsala.
Ecoinvent Centre, 2003, ecoinvent data v1.01, Final reports ecoinvent 2000 No.1-15, Swiss
Centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf, 2003, CD-ROM
Edström M, Pettersson O, Nilsson L, Hörndahl T. 2005. Jordbrukssektorns energianvändning.
JTI-rapport 342, JTI Institutet för jordbruks- och miljöteknik, Uppsala.
Erzinger S, Dux D, Zimmerman A, Badertscher Fawaz R. 2004. LCA of animal products from
different housing system in Switzerland. In: Proceedings of 4th International Conference on
Life Cycle Assessment in the Agri-Food sector. DIAS report no. 61. Danish Institute of
Agricultural Sciences, Tjele, Denmark. ISSN 1397-9892.
Gustafsson A & Torstensson G. 1983. Växtnäringsförluster vid Öjebyn. Ekohydrologi 13,
Avdelningen för vattenvård, SLU. s 21 - 33. Uppsala.
Gustafsson A &Torstensson G. 1984a. Växtnäringsförluster i Offer. Ekohydrologi 15,
Avdelningen för vattenvård, SLU. s 39 - 50. Uppsala.
Gustafsson A &Torstensson G. 1984b. Växtnäringsförluster i Boda. Ekohydrologi 17,
Avdelningen för vattenvård, SLU. s 31-40. Uppsala.
Haas G, Wetterich F, Köpke U. 2001. Comparing intensive, extensified and organic grassland
farming in southern Germany by process life cycle assessment. Agriculture, Ecosystems
and Environment 83:43-53.
Halberg N. 1999. Indicators of resource use and environmental impact for use in a decision
aid for Danish livestock farmers. Agriculture, Ecosystems and Environment 76:17-30.
IPCC. 2006. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. www.ipcc.ch
ISO 14040:2006 Environmental management – Life cycle assessment – Principles and
framework. ISO 14040:2006(E). International Organization for Standardization. Geneva.
Switzerland
ISO 14044:2006: Environmental management – Life cycle assessment – Requirements and
guidelines. ISO 14044:2006(E). International Organization for Standardization. Geneva.
Switzerland
56
Johansson G. och Gustafsson A. 2006. Observationsfält på åkermark. Avrinning och
växtnäringsförluster för det agrohydrologiska året 2004/2005 samt en långtidsöversikt.
Teknisk rapport 107. Avdelningen för vattenvårdslära, SLU. Uppsala.
Jonsson S. 2004. Öjebynprojektet - ekologisk produktion av livsmedel. Röbäcksdalen
meddelar nr 5:2004. Institutionen för norrländsk jordruksvetenskap, SLU. Umeå
Jordbruksverket. 1998. Förordning 1998:899 (Directive 1998:899). The National Board of
Agriculture, Jönköping, Sweden.
Jordbruksverket. 2003. STANK 4.11. Computer program for calculating nutrient flows and
losses www.sjv.se
Karlsson S & Rodhe L. 2002. Översyn av Statistiska Centralbyråns beräkning av
ammoniakavgången I jordbruket – emissionsfaktorer för ammoniak för lagring och
spridning av stallgödsel. (Overview of calculations of ammonia losses from agricultre –
emission factors for ammonia from storing and spreading of manure). JTI, Institutet för
jordbruks- och miljöteknik. www.jti.slu.se
Kirchgessner M, Windisch W, Muller H L & Kreuzer M. 1991. Release of methane and
carbon dioxide by dairy cattle. Agribiol. Res. 44:2-3
Kyllmar K et al. 1995. Avrinning och växtnäringsförluster från JRK:s stationsnät för
agrohydrologiska året 1993/94 samt en långtidsöversikt. Ekohydrologi nr 38, avdelningen
för vattenvårdslära, Sveriges Lantbruksuniversitet, Uppsala.
Lindfors L-G, Christiansen K, Hoffman L, Virtanen Y, Juntilla V, Hanssen O-J, Rönning A,
Ekvall T & Finnveden G. 1995. Nordic Guidelines on Life-Cycle Assessment. Nord
1995:20. The Nordic Council, Köpenhamn.
Lindgren E. 1980. Skattning av energiförluster i metan och urin hos idisslare. En
litteraturstudie. Rapport 47, avd för Husdjurens Näringsfysiologi, Sveriges
Lantbruksuniversitet, Uppsala.
Lindgren M, Pettersson O, Hansson P-A % Norén O. 2002. Jordbruks- och
anläggningsmaskiners motorbelastning och avgasemissioner – samt metoder att minska
bränsleförbrukning och avgasemissioner. JTI-Rapport Lantbruk & Industri 308. JTI –
Institutet för jordbruks- och miljöteknik, Uppsala.
Naturvårdsverket. 1999. Ingen övergödning. Rapport 4999. Naturvårdsverket, Stockholm.
Naturvårdsverket. 2002. Utveckling av metodik för att kvantifiera jordbrukets utsläpp av
växthusgaser (Development of methodology for quantifications of emissions of greenhouse
gases in agriculture). Dnr: 108-356-01-Md. Naturvårdsverket (EPA), Stockholm.
Perstorp. 1999. Certifierad miljövarudeklaration Myrsyra 85 %. Perstorps Specialty
Chemicals AB, Perstorp. www.perstorp.com
Pré Consultants bv. 2006. Amersfoort, Holland. www.pre.nl
SCB. 2006. Skörd för ekologisk och konventionell odling 2005. JO 16 SM 0602. Statistiska
Centralbyrån, Örebro.
SLU 2006. Områdeskalkyler 2005. Databas Agriwise. Sveriges Lantbruksuniverstet, Uppsala.
Seppälä J, Posch M, Johansson M, Hettelingh J-P. 2006. Country-dependent Characterisation
Factors for Acidification and Terrestrial Eutrophication Based on Accumulated
Exceedance as an Impact Category Indicator. International Journal of Life Cycle
Assessment 11 (6):403-416.
Sjöström J. 1999. Övervakning av typområden på jordbruksmark (JRK) i Flarkbäcken,
Robertsfors kommun, Västerbottens län. Rapport för perioden 1993 - 1996. Länsstyrelsen i
Västerbottens län, Umeå.
Sundqvist J-O. 1999. Life cycle assessment of solid waste – Guidelines for solid waste
treatment and disposal in LCA – Final Report. AFR rapport 279. IVL, Institutet för vatten-
och luftvårdsforskning, Stockholm.
Svensk Mjölk. 2006. Mejeristatistik. Svensk Mjölk, Stockholm
57
Thomassen M A, van Calker K J, Smits M C J, Iepema G L, de Boer I J M. 2007. Life cycle
assessment of conventional and organic milk production in the Netherlands. Accepted for
publication in Agricultural Systems.
Williams AG, Audsley E and Sandars DL 2006. Determining the environmental burdens and
resource use in the production of agricultural and horticultural commodities. Main Report.
Defra Research Project IS0205. Bedford: Cranfield University and Defra. Available on
www.silsoe.cranfield.ac.uk, and www.defra.gov.uk
Personliga meddelande
Anna Björnberg, Lantmännen
Margareta Emanuelson, Svensk Mjölk
Staffan Lundström, Lantmännen
Håkan Rietz, Svensk Mjölk
58
Bilaga 1 Emissioner ammoniak
Tabell 1 Använda emissionsfaktorer ammoniakavgång från bete, stall, lager
Typ av
stallgödsel
System Teknik Övrigt Faktor
(% of total-N)
Bete 8%
Stall Upp-bundet 4%
Lösdrift 7%
Box m spalt 7%
Djupströ 20%
Lager Fast Platta - 20%
Klet Platta - 10%
Flyt, m täcke Fyllning botten Tak 1%
Svämskikt 3%
annat 2%
Fyllning uppifrån Tak 1%
Svämskikt 4%
Övrigt 3%
Urin, utan täckn Fyllning uppifrån - 37%
Fyllning botten - 40%
Djupströ - 30%
Tabell 2 Ammoniakavgång från handelsgödsel
Type
Faktor
(% of N)
Spridning av handelsgödsel Innehållande
NH4+ 1%
59
Tabell 3 Emissionsfaktorer for ammoniakavgång vid spridning av stallgödsel.
Typ of gödsel, % of total N
Tidpunkt Teknik Nedbrukning
Fast+djupströ Urin* Flyt
Vår Bredspridning Omgående 7% 8% 5%
< 4 tim 14% 14% 7,5%
5-24 tim 22% 20% 10%
Vall 31% 35% 20%
Spmål - 11% 10%
Släpslang Omgående - 7% 2,5%
< 4 tim - 14% 4%
5-24 tim - 20% 5%
Vall - 25% 15%
Spmål - 10% 7,5%
Ytmyllning Vall - 8% 7,5%
Försommar/sommar Bredspridning Vall 40% 60% 35%
Spmål - 10% 10%
Släpslang Vall - 40% 25%
Spmål - 10% 3,5%
Ytmyllning Vall - 15% 15%
Tidig höst Bredspridning Omgående 8,8% 15% 2,5%
(före 1 oktober) < 4 tim 15% 23% 9,0%
5-24 tim 22% 30% 15%
Ej nedbruk 31% 45% 35%
Släpslang Omgående - 10% 1,5%
< 4 tim - 18% 4,5%
5-24 tim - 25% 7,5%
Ej nedbruk - 30% 20%
Sen höst Bredspridning Omgående 4,4% 10% 2,5%
(efter 1 oktober) < 4 tim 7% 15% 4,0%
5-24 tim 9% 20% 5%
Ej nedbruk 13% 25% 15%
Släpslang Omgående - 4% 1,5%
< 4 tim - 11% 2%
5-24 tim - 18% 2,5%
Ej nedbruk - 25% 7,5%
* % av NH4-N i urin
60
Bilaga 2 Transport av foder
För transport med stor lastbil är lastgraden satts till 90% inom Sverige, 70% inom Europa och 50% för Brasilien och Malaysia. För transporter
med mindre lastbil har en lastgrad på 50% antagits.
Tabell 1 Transport data som använts i studien för foderfabriken i Västerås (engelska både i tabell och tabelltext)
Produkt Avstånd Transportslag km del av produkt, %
KONVENTIONELLT FODER
Färdigfoder
SOLID / UNIK / Protein mix Foderfabrik – mjölkgård lastbil, stor 500 100
Sojamjöl Odling – extraktion lastbil, stor 25 100
Extraktion – Santos tåg, diesel 1800 60
Extraktion – Santos lastbil, stor 1800 15
Extraktion – Paranagua tåg, diesel 500 20
Extraktion – Paranagua lastbil, stor 500 5
Santos – Rotterdam båt, stor 10 080 100
Rotterdam – foderfabrik (Västerås) båt, liten 1638 100
Vetekli Odling – kvarn (Uppsala) lastbil, mellan 50 100
Uppsala – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 78 100
Betfiber Odling – sockerfabrik traktor (28.8 MJ/ton sockerbeta) 100
Baltikum (Liepaya i Lettland) – foderfabrik (Västerås) båt, liten 400 90
Malmö – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 592 10
Expro® Odling – lagring traktor, 10 ton (inklusive tom retur) 20 100
Lagring – extraktion (Karlshamn) båt, liten 350 20
(värmebehandlat rapsmjöl) Lagring – extraktion (Karlshamn) lastbil, stor 150 20
Lagring – Kiel lastbil, stor 200 60
Kiel – extraktion (Karlshamn) båt, liten 580 60
Karlshamn – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 526 100
Kalk Köping – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 40 100
Korn Odling (Mälardalen) – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 70 100
Melass Odling – sockerfabrik traktor (28.8 MJ/ton sockerbeta) 100
61
Baltikum (Klaipeda i Litauen) – foderfabrik (Västerås) båt, liten 510 100
Palmkärnexpeller Odling – extraktion lastbil, liten 25 100
Extraktion – hamn i Malaysia lastbil, mellan 150 100
Malaysia – Rotterdam båt, stor 15 500 100
Rotterdam – foderfabrik (Västerås) båt, liten 1 630 100
Salt Gruva (Bernburg) – Wismar tåg, el 300 100
Tyskland – foderfabrik (Västerås) båt, liten 1 030 100
Rapsmjöl (Tyskt/Polskt) Odling – lagring traktor, 10 ton (inklusive tom retur) 20 100
Lagring – extraktion lastbil, stor 200 100
Hamburg – foderfabrik (Västerås) båt, liten 1 200 80
Stattin – foderfabrik (Västerås) båt, liten 900 20
Vete Odling (Mälardalen) – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 70 100
Agrodrank Odling – etanolfabrik lastbil, stor 50 100
Norrköping – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 152 100
Foderfett (kolla Karlshamn) Karlshamn – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 526 100
62
Tabell 2 Transport data som använts i studien för foderfabriken i Holmsund (engelska både i tabell och tabelltext)
Produkt Avstånd Transportslag km del av produkt, %
KONVENTIONELLT FODER
Färdigfoder
SOLID / UNIK / Protein mix Foderfabrik – mjölkgård lastbil, stor 500 100
Sojamjöl Odling – extraktion lastbil, stor 25 100
Extraktion – Santos tåg, diesel 1800 60
Extraktion – Santos lastbil, stor 1800 15
Extraktion – Paranagua tåg, diesel 500 20
Extraktion – Paranagua lastbil, stor 500 5
Santos – Rotterdam båt, stor 10 080 100
Rotterdam – foderfabrik (Holmsund) båt, liten 2 000 100
Vetekli Odling – kvarn (Uppsala) lastbil, mellan 50 100
Uppsala – foderfabrik (Holmsund) lastbil, stor 588 100
Betfiber Odling – sockerfabrik traktor (28.8 MJ/ton sockerbeta) 100
Baltikum (Liepaya i Litauen) – foderfabrik (Holmsund) båt, liten 800 90
Malmö – foderfabrik (Holmsund) tåg, el 1266 10
Expro® Odling – lagring traktor, 10 ton (inklusive tom retur) 20 100
Lagring – extraktion (Karlshamn) båt, liten 350 20
(värmebehandlat rapsmjöl) Lagring – extraktion (Karlshamn) lastbil, stor 150 20
Lagring – Kiel lastbil, stor 200 60
Kiel – extraktion (Karlshamn) båt, liten 580 60
Karlshamn – foderfabrik (Holmsund) tåg, el 1 191 100
Kalk Köping – foderfabrik (Holmsund) lastbil, stor 663 100
Korn Odling (Norrköping) – foderfabrik (Holmsund) båt, liten 813 100
Melass Odling – sockerfabrik traktor (28.8 MJ/ton sockerbeta) 100
Baltikum (Klaipeda i Litauen) – foderfabrik (Holmsund) båt, liten 900 50
Malmö – foderfabrik (Holmsund) tåg, el 1266 50
Palmkärnexpeller Odling – extraktion lastbil, liten 25 100
Extraktion – hamn i Malaysia lastbil, mellan 150 100
Malaysia – Rotterdam båt, stor 15 500 100
Rotterdam – foderfabrik (Holmsund) båt, liten 2000 100
63
Salt Gruva (Bernburg) – Wismar tåg, el 299 100
Tyskland – Västerås båt, liten 1 030 100
Västerås – foderfabrik (Holmsund) lastbil, stor 626 100
Rapsmjöl (Tyskt/Polskt) Odling – lagring traktor, 10 ton (inklusive tom retur) 20 100
Lagring – extraktion lastbil, stor 200 100
Hamburg – foderfabrik (Holmsund) båt, liten 1 539 100
Vete som korn Odling (Norrköping) – foderfabrik (Holmsund) båt, liten 813 100
Agrodrank Odling – etanolfabrik lastbil, stor 50 100
Norrköping – foderfabrik (Holmsund) lastbil, stor 813 100
Foderfett Karlshamn – foderfabrik (Holmsund) tåg, el 1 191 100
64
Tabell 3 Transport data som använts i studien för ekologiska foder för foderfabriken i Västerås (engelska i tabell och tabelltext)
Produkt Avstånd Transportslag km del av produkt, %
EKOLOGISKT FODER
Färdigfoder
Viol/Akleja Foderfabrik – mjölkgård lastbil, stor 500 100
Sojabönor Odling (Parana) – Paranagua lastbil, stor 560 50
Odling (Mato Grosso) – Paranagua lastbil, stor 1200 50
Paranagua – Hamburg båt, stor 10 080 100
Hamburg – foderfabrik (Västerås) båt, liten 1200 100
Vete Mälardalen – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 70 100
Havre Mälardalen – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 70 100
Ärtor Mälardalen – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 70 100
Luzernmjöl Odling – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 190 100
Rapskaka Odling – lagring traktor, 10 ton (inklusive tom retur) 10 100
Lagring – extraktion lastbil, stor 300 100
Extraktion – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 480 100
Rapsfrö Odling – foderfabrik (Västerås) lastbil, stor 70 100
För av betfiber, melass, sojamjöl (antagit sojamjöl istället för majsglutenmjöl pga svår allokering, och därmed även dess transporter) foderfett, kalk, salt samt mineral, se
transportdata i tabell ovan för konventionella foder.
Transport från foderfabrik till gård
Medelavståndet från foderfabrik till gård (eller per ”rutt”; från det att lastbilen lämnar foderfabriken till dess att den kommer tillbaks eller till
annan kund) är 500 km för både Västerås och Holmsund. Desto längre transporterna är desto vanligare är returtransport. För Västerås har tom
retur tranport satts till 20% och för Holmsund till 5%. (pers. komm. Staffan Lundström)
... • The system of environmental and economic accounts in Sweden (Statistics Sweden 2009), 14 • Analysis of the environmental impacts, quantifiable and non-quantifiable, from Swedish agriculture, including upstream and downstream effects (Engström et al. 2007), • Sustainable pig production (Stern et al. 2005), • Sustainable milk production Sonesson 2005), • Life cycle assessment of milk production (Cederberg and Flysjö 2004;Cederberg et al. 2007), • Life cycle assessment of seven different food items (LRF 2002), • The Integrated Pollution Prevention and Control-directive and its BAT (Best Available Technology) principle, 15 supporting the development of sustainable industries in the European Union, • The Integrated Product Policy of European Union (Wijkman 2004), • The main streams approach in life cycle assessment (Baumann and Tillman 2004), and • The system conditions for sustainability of the natural step. 16 The consequence is that none of these approaches comply with the principles for sustainable development regarding its ecological dimensions as expressed by Millennium Ecosystem Assessment (MEA 2009), OECD (2001 and the UN Millennium Goals (UN 2010). ...
... Results and policy suggestions based on the results in Cederberg and Flysjö (2004), Cederberg et al. (2007), Wirsenius (2000Wirsenius ( , 2003a, Wirsenius et al. (2010Wirsenius et al. ( , 2011 and Azar (2011) are a concern. By the same reasons as the sustainability relevance of a number of engineer-based measures and methods are rejected by Hellstrand et al. (2010); these examples are. ...
... Some examples illustrate the problems: Cederberg and Flysjö (2004) and Cederberg et al. (2007) estimate the quantity and nutritive quality of feeds grown on the dairy farm, which typically constitute 40-90 % of the feed intake on dry matter basis, by the amount of diesel used on the farm according to the accounting books. In the analysis of fluxes of compounds through the dairy cows, the law of mass constancy is violated. ...
Article
Full-text available
This paper discusses the role of animal production systems in a sustainable society; sustainability problems within animal production systems; and four measures for the improvement of the contribution to societal sustainability from animal production. Substantial potentials for improvements are identified that were not previously known. The methodological basis is multi-criteria multi-level analysis within integrated assessment where elements in Impredicative Loop Analysis are integrated with management tools in Swedish agriculture and forestry developed during thousands of years, during which the well-being of the Swedish society and its economic and military power were functions of the land-use skill. The issue—the sustainability footprint of global animal production—is complex and available data are limited. The Swedish case is used as a starting point for an analysis of international relevance. Data from FAO and OECD support the relevance of extrapolating results from the Swedish case to level. The four measures are (i) decrease the consumption of chicken meat in developed nations with 2.6 kg per capita and year; (ii) develop the capacity of ruminants to produce high-quality food from otherwise marginal agroecosystems; (iii) improve milk production per cow with a factor four on global level; and (iv) increase feeding efficiency in milk production globally would substantially improve the societal contribution in terms of increased food supply and decreased pressure on land. The impact of measures (i), (iii) and (iv) on increased global food security was estimated to in total 1.8 billion people in terms of protein supply and a decreased pressure on agricultural land of 217 million ha, of which 41 relate to tropical forests. The 41 million ha of tropical land are due to a decreased demand on soymeal, where this represents more than a halving of total area now used for the production of soymeal. These impacts are of the character either or. The quality of the measures is as first-time estimates, supporting choices of where to direct further efforts in analysis. Two areas were identified as critical for achieving this potential: Feeding strategies to dairy cows as well as methods commonly used to evaluate the sustainability contribution of animal production needs adjustment, so that they comply with the “laws” of diminishing returns, Liebig’s “law” of the minimum and Shelford’s “law” of tolerance, that is, in agreement with well-known principles for efficient natural resource management and the priorities of UN Millennium Development Goals. If not, global food security is at risk.
... The production data obtained included dairy cows but not replacement animals. Data on N-fertiliser rates used on dairy farms were obtained from a large national database of farm-gate nutrient balances created by the national advisory project ' Official statistics on diesel use at dairy farms were not available: so, data were taken instead from two earlier LCA studies (Cederberg and Flysjö, 2004; Cederberg et al., 2007). Those studies were based on farm inventories from a total of 46 dairy farms in western and northern Sweden. ...
... There were no crop yields given in the database to correlate to the N-fertiliser rates, mening that the variation in N-fertiliser rates can be due also to differences in crop yields. In the MC analysis a fixed yield/ha for each crop is presumed (i.e. the average for feed cultivation in Flysjö (2004) and Cederberg et al. (2007). C Since relatively strong correlation DMI'), these were connected to each other to avoid unrealistic combinations of data in the MC analysis (seeFigure 2). ...
... animal health, calving age and replacement rate, also affect milk CF at the farm level (Hospido and Sonesson, 2005; Place and Mitloehner, 2010), but were not included in our study due to lack of data. The variation in milk CF presented here is approximately in the same range that reported in two earlier LCA studies (Cederberg and Flysjö, 2004; Cederberg et al., 2007) which each examined 23 dairy farms in two different regions of Sweden (Figure 5). Differences can be explained by slightly different calculation methods and probably also by the higher number of farms analysed in our study. ...
Article
Full-text available
To identify mitigation options to reduce greenhouse gas (GHG) emissions from milk production (i.e. the carbon footprint (CF) of milk), this study examined the variation in GHG emissions among dairy farms using data from previous CF studies on Swedish milk. Variations between farms in these production data, which were found to have a strong influence on milk CF, were obtained from existing databases of 1051 dairy farms in Sweden in 2005. Monte Carlo (MC) analysis was used to analyse the impact of variations in seven important parameters on milk CF concerning milk yield (energy-corrected milk (ECM) produced and delivered), feed dry matter intake (DMI), enteric CH4 emissions, N content in feed DMI, N-fertiliser rate and diesel used on farm. The largest between-farm variations among the analysed production data were N-fertiliser rate (kg/ha) and diesel used (l/ha) on farm (CV = 31% to 38%). For the parameters concerning milk yield and feed DMI, the CV was approximately 11% and 8%, respectively. The smallest variation in production data was found for N content in feed DMI. According to the MC analysis, these variations in production data led to a variation in milk CF of between 0.94 and 1.33 kg CO2 equivalents (CO2e)/kg ECM, with an average value of 1.13 kg CO2e/kg ECM. We consider that this variation of ±17%, which was found to be based on the used farm data, would be even greater if all Swedish dairy farms were included, as the sample of farms in this study was not totally unbiased. The variation identified in milk CF indicates that a potential exists to reduce GHG emissions from milk production on both the national and farm levels through changes in management. As milk yield and feed DMI are two of the most influential parameters for milk CF, feed conversion efficiency (i.e. units ECM produced/unit DMI) can be used as a rough key performance indicator for predicting CF reductions. However, it must be borne in mind that feeds have different CF due to where and how they are produced.
... There are many challenges in calculating a CF, and the analysis for a dairy product is no exception. To date, there have been over 4800 peer-reviewed studies investigating and evaluating CF from dairy [9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19]. However, comparison between these studies is difficult because of methodological differences in, for example, system boundaries, allocation methodology or emission factors. ...
... On conventional dairy farms, the energy needed to produce one litre of milk, without considering the energy needs of buildings and machinery, was found to be 2.4 MJ kg À1 ECM (energy-corrected milk) (Upton et al., 2013) in Ireland and 3.7 MJ kg À1 ECM (Cederberg et al., 2007) in Sweden. ...
Article
Due to the limited resources of fossil fuels and the need to mitigate climate change, energy utilization for all human activity has to be improved. The objective of this study was to analyse the correlation between energy intensity on dairy farms and production mode, to examine the influence of machinery and buildings on energy intensity, and to find production related solutions for conventional and organic dairy farms to reduce energy intensity. Data from ten conventional and ten organic commercial dairy farms in Norway from 2010-2012 were used to calculate the amount of embodied energy as the sum of primary energy used for production of inputs from cradle-to-farm gates using a life cycle assessment (LCA) approach. Energy intensities of dairy farms were used to show the amount of embodied energy needed to produce the inputs per metabolizable energy in the output. Energy intensities allow to easily point out the contribution of different inputs. The results showed that organic farms produced milk and meat with lower energy intensities on average than the conventional ones. On conventional farms, the energy intensity on all inputs was 2.6 ± 0.4 (MJ MJ⁻¹) and on organic farms it was significantly lower at 2.1 ± 0.3 (MJ MJ⁻¹). On conventional farms, machinery and buildings contributed 18% ± 4%, on organic farms 29% ± 4% to the overall energy use. The high relative contribution of machinery and buildings to the overall energy consumption underlines the importance of considering them when developing solutions to reduce energy consumption in dairy production.
... The amount of energy necessary to produce milk on dairy farms has been calculated in many European studies (e.g. Cederberg et al., 2007;Erzinger et al., 2004;Hersener et al., 2011;Rossier and Gaillard, 2004;Thomassen et al., 2008;Upton et al., 2013). Some of the studies include organic and conventional farms (Cederberg and Flysjö, 2004;Thomassen et al., 2008;Werf et al., 2009). ...
Thesis
Full-text available
All sectors in a society have to contribute to improving the utilization of inputs as energy and nutrients, to improve the environmental sustainability. The objective of this study was to analyse if the utilisation of nitrogen and energy in dairy farming in Norway can be improved to strengthen its environmental sustainability. Data were collected from 2010 to 2012 on 10 conventional and 10 organic farms in a region in central Norway with dairy farming as the main enterprise. For nitrogen, a farm gate balance was applied and supplemented with nitrogen fixation by clover and atmospheric N-deposition. The use of inputs is analysed by a lifecycle assessment from cradle to farm gate. The functional units for nitrogen and energy are, respectively, 1 kg N for human consumption, with N as important component of protein, and 1 MJ of metabolizable energy in delivered milk and meat gain of the cattle herd. Thus, the input of nitrogen and energy can be measured in the same unit as the corresponding functional unit, and utilisation can be expressed as intensities. Intensities are the amount of input needed to produce one functional unit and are in this case dimensionless. For the farm they are calculated by dividing the input (measured as kg N or MJ embodied energy needed for production) by the output (measured respectively as kg N or MJ metabolizable energy in delivered milk and meat gain). Embodied energy is the sum of all fossil and renewable energy, required to produce an input. Man-power and solar radiation are not included. N-intensities on organic dairy farms vary between 1.9 and 4.2, compared to a variation on conventional farms ranging from 3.5 to 7.3. The N-intensity on purchased N and the off-farm N-surplus on conventional farms decreased with increasing milk yield, while the intensities on organic farms were lower, regardless of whether milk yields were high or low. N-intensities found to be suitable for quantifying the utilization of N and the share of different inputs to the N-intensities and easily comparing farms. The building construction approach is introduced to calculate the value of embodied energy in the envelope of barns and was about 2,700 MJ per cow-place and year, varying from 750 to 3,400 MJ. Choosing a design that requires less material and materials with a low amount of embodied energy, the amount of embodied energy in buildings can be significantly reduced. The contribution of embodied energy from the different inputs to the energy intensities is shown for all 20 farms. Machinery and buildings are found to contribute with an average of 19 % on the conventional farms and 29 % on the organic farms to energy intensity on all inputs. Calculated on all inputs, the energy intensities on conventional farms varied from 2.1 to 3.3 and on organic farms from 1.6 to 2.9. On conventional farms, the energy intensities decreased with increasing milk yield, while organic farms produced without a significant influence from milk yield. The organic dairy farms produce milk and meat on average with lower nitrogen and energy intensities and lower nitrogen surplus per area than the studied conventional farms. Intensities are found to be superior to efficiencies since they not only display the utilisation of nitrogen and energy, but also allow displaying the share of each input. It is concluded that the utilisation of nitrogen and energy can be improved, and different solutions are recommend for conventional and organic farms, respectively. Presumably, the best results can be obtained by conducting farm-specific analyses for finding solutions for reduced intensities and by developing agricultural policies that support a better utilisation of nitrogen and energy in the production of milk and meat. Source: https://kobra.bibliothek.uni-kassel.de/handle/urn:nbn:de:hebis:34-2017041052342?locale=en
Article
Full-text available
This report provides an insight into what the consequences may be for the Swedish food supply if the possibility to import sufficient quantities of fossil energy decreases. The situation described is an imaginary situation that could come up quickly and unexpectedly by eg political unrest or natural disaster. There has been no preparation time for a situation like that. The length of the crisis is set to a period of 3-5 years. During that time, assumed no technological development or other structural change had time to change conditions compared to the current situation. If the crisis becomes more permanent, however, gradually major changes have to be made. The report discusses the effects that results during the first 3-5 years of a shortage situation regarding available fossil energy. Today's food supply in Sweden and large parts of the world depends on a constant supply of fossil energy. The production of food uses, for example, large amounts of diesel, heating oil and mineral fertilizers. This applies to primary production of plants and farming animals, but there is also a high depending in food industries to ensure that the raw materials become eatable food products for consumers. Between the different producing places there are transports in many directions that demand fossil energy. The report begins with a description of the current situation regarding production volumes and energy consumption. It constitutes a reference scenario that is the basis for further calculations. The implications of the three scenario levels have been developed through discussions with experts and actors in the production chain. The report follows three different scenarios from primary production through processing to finally how consumers are affected. The three scenarios are termed low absence, medium absence and finally high absence. They represent three different scenarios in which the onset was based on current use of fossil energy. The three levels are tentatively set as a decrease of 25%, 50% and 75% compared with current levels. These percentages are set as initial discussion levels for which further calculations have been made for impact on the production process. A national economic analysis has been done on the price elasticity of fuel. It has been assessed from a possible shortage. The analysis indicates that the price of a liter of diesel at the, scenario high absence, would be as high as 160 kr per liter. The results show that much arable land currently are used to mainly produce feed for livestock pig and chicken. Their diets are mostly based on cereals. In a shortage situation, it will not be possible to grow the same amount of grain, but the volumes that are grown must be used primarily for human consumption. Primary productions will, however more use animals that can use parts of the uncultivated land used for extensive grazing. The results show that in the scenario low absence, it is possible to handle the situation quite well by increasing efficiency at all levels of processes aiming for the energy optimization instead of today when often the minimum number of hours worked are in focus. At medium and high-level absence of fossil energy, a situation arises where it is not possible to keep the population above the breadline. The results also show a redistribution of nutrient intakes, where the amount of carbohydrates will decrease relative to the current situation. The result also indicates that some parts of Sweden will have an easier or more difficult to reach supply as they are heavily dependent on transport for food. Large parts of northern Sweden and Stockholm, for example, are very dependent on incoming transport while Skåne is less dependent on inward transportation of food, despite the large population in Malmö city.
Article
The first part presents a conceptual model of the economic system in its ecological and social context. It is developed via an integration of basic concepts in physical resource theory, animal and human physiology, economic theory and systems ecology. The capacity of the model to support analysis of such complex systems where life is a key system characteristic is high. The conceptual model shows the dependency of the human economy on support by non-renewable and renewable resources from Nature (i.e. ecological source restrictions), as well as the capacity of ecosystems to assimilate wastes (ecological sink restrictions). The analysis focuses general principles; thus, the high level of abstraction results in an apparent simplicity. In the second part, we integrate traditional economic production functions and the conceptual model, which results in the formulation of a biophysically anchored production function (BAPF). The BAPF by itself, and through the system of ecological economic accounts that can be derived from it, represent a toolbox that supports the operationalisation of a sustainable development from micro to macro level. It is coherent with Impredicative Loop Analysis, existing management systems within agricultural sciences, OECD’s principles for sustainable development and the approach of Millennium Ecosystem Assessment. Compared to analytical approaches used in the formulation of sustainability policies in the private and public sphere, based on conceptual models ignoring the complexity when life (bios) is a defining system characteristic, its relevance for the operationalisation of sustainable development approaches infinity. The third part presents results from statistical analysis of relations between gross domestic product and energy supply and some emissions, respectively, for different nations and time periods, delivering values on levels and trends for parameters in the BAPF as well as a first test of the relevance of the BAPF proposed. The paper is ended by a theoretical analysis of the costs of provoking an economic system working under ecological source and sink restrictions to follow exponential growth: The need to decouple economic growth from natural resource use and emissions is highlighted. Otherwise, the erosion of the ecological foundation of the economy with regard to source as well as sink aspects will be a function of exponential growth. KeywordsBiophysical productivity-Energy use-GDP-Emissions-Time trends
Article
Full-text available
Purpose The goal of the study was to compare the environmental impact of butter and margarine. Altogether, seven products were studied in three European markets: UK, Germany and France. Methods The approach used for the analysis is descriptive (attributional) LCA. The SimaPro software PRé 2007 was used to perform the calculations. Data for the production chain of the margarine products (production of raw materials, processing, packaging and logistics) were compiled from Unilever manufacturing sites, suppliers and from literature. The edible oil data inventories have been compared with those in proprietary databases (ecoinvent and SIK food database) and they show a high degree of similarity. For the butter products, data on milk production and butter processing were taken from various published studies for the countries of interest. Sensitivity analyses were conducted for a number of parameters (functional unit, allocation method, impact of using different oil, milk and dairy data, impact of estimating GHG emissions from land use change for certain oils) in order to evaluate their influence on the comparison between margarine and butter. The sensitivity analyses demonstrate that the initial results and conclusions are robust. Results The results show that margarine has significantly lower environmental impact (less than half) compared to butter for three impact categories global warming potential, eutrophication potential and acidification potential. For primary energy demand, the margarines have a lower impact than butter, but the difference is not as significant. Margarines use approximately half of the land required used for producing the butter products. For POCP, the impact is higher for the margarines due to the use of hexane in the oil extraction (no similar process occurs for butter). Conclusions The margarine products analysed here are more environmentally favourable than the butter products. In all three markets (UK, DE and FR) the margarine products are significantly better than the butter products for the categories global warming potential, eutrophication potential and acidification potential. These findings are also valid when comparing margarines and butters between the markets; for this reason they are likely to be of general relevance for other Western European countries where similar margarine and butter production systems are found.
Article
Full-text available
To reduce the environmental burden of agriculture, suitable methods to comprehend and assess the impact on natural resources are needed. One of the methods considered is the life cycle assessment (LCA) method, which was used to assess the environmental impacts of 18 grassland farms in three different farming intensities — intensive, extensified, and organic — in the Allgäu region in southern Germany. Extensified and organic compared with intensive farms could reduce negative effects in the abiotic impact categories of energy use, global warming potential (GWP) and ground water mainly by renouncing mineral nitrogen fertilizer. Energy consumption of intensive farms was 19.1 GJ ha−1 and 2.7 GJ t−1 milk, of extensified and organic farms 8.7 and 5.9 GJ ha−1 along with 1.3 and 1.2 GJ t−1 milk, respectively. Global warming potential was 9.4, 7.0 and 6.3 CO2-equivalents ha−1 and 1.3, 1.0 and 1.3 CO2-equivalents t−1 milk for the intensive, extensified and organic farms, respectively. Acidification calculated in SO2-equivalents was high, but the extensified (119 kg SO2 ha−1) and the organic farms (107 kg SO2 ha−1) emit a lower amount compared with the intensive farms (136 kg SO2 ha−1). Eutrophication potential computed in PO4-equivalents was higher for intensive (54.2 kg PO4 ha−1) compared with extensified (31.2 kg PO4 ha−1) and organic farms (13.5 kg PO4 ha−1). Farmgate balances for N (80.1, 31.4 and 31.1 kg ha−1) and P (5.3, 4.5 and −2.3 kg ha−1) for intensive, extensified and organic farms, respectively, indicate the different impacts on ground and surface water quality. Analysing the impact categories biodiversity, landscape image and animal husbandry, organic farms had clear advantages in the indicators number of grassland species, grazing cattle, layout of farmstead and herd management, but indices in these categories showed a wide range and are partly independent of the farming system.
Article
In 1991, the Nordic Council of Ministers initiated a project on LCA. The objectives of the project have been to develop a Code of Practise for LCA built on Nordic consensus, to provide industry and other practitioners with a set of guidelines for LCA, mainly in "key issue identification" LCAs and to influence the international discussion on the subject. The final phase of the project is now being finished, resulting in Guidelines for LCA, which are presented here briefly. Important topics are system boundary setting, cutoff criteria, allocations, data quality and impact assessment methods.
Article
Farmers lack well documented sets of farm level indicators to allow their own evaluation of environmental impact and to stimulate the development of more environment friendly farming practices. A set of farm level indicators of resource use and environmental impact on livestock farms was developed as part of a decision aid for farmers. The indicators were meant to be part of an extended farm account and included the surpluses and efficiencies of N, P and Cu, the energy use per kg grain and per kg milk or meat, pesticide treatment index (TFI), % unsprayed area, % small biotopes on the farm, and % weeds in grain crops. The indicators were tested on 20 Danish dairy and pig farms over a period of 3 years in order to see if they were suitable for use in the farmer’s management. The third year, farm gate surpluses varied between 89 and 265kg Nha−1, 2 and 31kg Pha−1 and 0.1 and 0.8kg Cuha−1. Energy use varied between 2.1 and 4.1MJkg−1 milk and between 14 and 20MJkg−1 live weight pig sold. For all indicators, except energy use per kg grain, the variation in indicator levels between farms was more important than the variation between years within each farm. There was significant variation between farms after correction for stocking rates and soil-and farm types, which suggests that the indicators reflect differences in management practise on comparable farms. It was demonstrated that these differences between similar farms and between the years on the individual farms might be explained by the detailed knowledge of management of the farms’ different subsystems (herd and crops). The information given by the indicators is discussed from environmental and management points of view and problems of defining and interpreting the indicators are identified. Given further development of indicators for soil quality and nature values, the farm level indicators seem a promising way of enabling farmers to include environmental topics in their management.
Article
Background, Aims and Scope Several authors have shown that spatially derived characterisation factors used in life cycle impact assessment (LCIA) can differ widely between different countries in the context of regional impact categories such as acidification or terrestrial eutrophication. Previous methodology studies in Europe have produced country-dependent characterisation factors for acidification and terrestrial eutrophication by using the results of the EMEP and RAINS models and critical loads for Europe. The unprotected ecosystem area (UA) is commonly used as a category indicator in the determination of characterisation factors in those studies. However, the UA indicator is only suitable for large emission changes and it does not result in environmental benefits in terms of characterisation factors if deposition after the emission reduction is still higher than the critical load. For this reason, there is a need to search for a new category indicator type for acidification and terrestrial eutrophying in order to calculate site-dependent characterisation factors. The aim of this study is to explore new site-dependent characterisation factors for European acidifying and eutrophying emissions based on accumulated exceedance (AE) as the category indicator, which integrates both the exceeded area and amount of exceedance. In addition, the results obtained for the AE and UA indicators are compared with each other. Methods The chosen category indicator, accumulated exceedance (AE), was computed according to the calculation methods developed in the work under the United Nations Economic Commission for Europe (UNECE) Convention on Long-range Transboundary Air Pollution (LRTAP). Sulphur and nitrogen depositions to 150x150 km2 grid cells over Europe were calculated by source-receptor matrices derived from the EMEP Lagrangian model of long-range transport of air pollution in Europe. Using the latest critical load data of Europe, the site-dependent characterisation factors for acidification and terrestrial eutrophication were calculated for 35 European countries and 5 sea areas for 2002 emissions and emissions predicted for 2010. In the determination of characterisation factors, the emissions of each country/area were reduced by various amounts in order to find stable characterisation factors. In addition, characterisation errors were calculated for the AE-based characterisation factors. For the comparison, the results based on the use of UA indicator were calculated by 10% and 50% reductions of emissions that corresponded to the common practice used in the previous studies. Results and Discussion The characterisation factors based on the AE indicator were shown to be largely independent of the reduction percentage used to calculate them.. Small changes in emissions (≤100 t) produced the most stable characterisation factors in the case of the AE indicator. The characterisation errors of those characterisation factors were practically zero. This means that the characterisation factors can describe the effects of small changes in national emissions that are mostly looked at in LCAs. The comparison between country-dependent characterisation factors calculated by the AE and UA indicators showed that these two approaches produce differences between characterisation factors for many countries/areas in Europe. The differences were mostly related to the Central and Northern European countries. They were greater for terrestrial eutrophication because the contribution of ammonia emission differ remarkably between the two approaches. The characterisation factors of the AE indicator calculated by the emissions of 2002 were greater than the factors calculated by the predicted emissions for 2010 in almost all countries/sea areas, due to the presumed decrease of acidifying and eutrophying emissions in Europe. Conclusions and Recommendations. In this study, accumulated exceedance was shown to be an appropriate category indicator in LCIA applications for the determination of site-dependent characterisation factors for acidification and terrestrial eutrophication in the context of integrated assessment modelling. In the future, it would be useful to calculate characterisation factors for emissions of separate parts of large countries and sea areas in Europe. In addition, it would also be useful to compare the approach based on the AE indicator with the method of the hazard index, as recommended in the latest CML guidebook.
Article
Production of milk causes environmental side effects, such as emission of greenhouse gases and nutrient enrichment in surface water. Scientific evidence that shows differences in integral environmental impact between milk production systems in the Netherlands was underexposed. In this paper, two Dutch milk production systems, i.e. a conventional and an organic, were compared on their integral environmental impact and hotspots were identified in the conventional and organic milk production chains. Identification of a hotspot provides insight into mitigation options for conventional and organic milk production. Data of commercial farms that participated in two pilot-studies were used and refer to the year 2003. For each farm, a detailed cradle-to-farm-gate life cycle assessment, including on and off farm pollution was performed. Results showed better environmental performance concerning energy use and eutrophication potential per kilogram of milk for organic farms than for conventional farms. Furthermore, higher on-farm acidification potential and global warming potential per kilogram organic milk implies that higher ammonia, methane, and nitrous oxide emissions occur on farm per kilogram organic milk than for conventional milk. Total acidification potential and global warming potential per kilogram milk did not differ between the selected conventional and organic farms. In addition, results showed lower land use per kilogram conventional milk compared with organic milk. In the selected conventional farms, purchased concentrates was found to be the hotspot in off farm and total impact for all impact categories, whereas in the selected organic farms, both purchased concentrates and roughage were found to be the hotspots in off farm impact.