Soudný den - fosforečný vrchol? 

Největší problém, o kterém jste asi nikdy neslyšeli.

Poslední dobou jsou s rostoucí světovou populací, která má dosáhnout 10 mld. lidí, stále projektovány úvahy, který vliv může ohrozit nebo dokonce podstatně snížit početnost světové populace. Ačkoliv se na prvních místech novin píše o vlivu změny klimatu, skutečné nebezpečí je jinde. Menší, téměř nenápadná skupinka pesimistů si myslí, že vrchol těžby fosfátů a následný pokles produkce fosforečných hnojiv nám způsobí nejbližší, ale opravdový kolaps.

Jeden z  pesimistů je Jeremy Grantham ředitel správy investic firmy GMO. Grantham předpokládá pád pozemské populace ze stavu 10 miliard lidí na ne více než 1,5 miliardy. Myslí si, že zbytek lidstva se vyhladoví k smrti, protože dojdou fosfátová hnojiva. Business Insider uveřejnil řadu alarmujících grafů, kterými dokládá své varování.

Jiní souhlasí s tím, že nedostatek fosfátů je potenciální hrozbou. Geopolitické vlivy takových poruch v zásobování fosfáty budou těžké, protože rostoucí počet států nebude moci poskytovat svým občanům dostatečnou zásobu potravin. 

Co se to tady děje? Je to opravdu "největší problém, o kterém jsme nikdy neslyšeli," nebo je nedostatek fosfátů něco, co globální trhy mohou zvládnout? Pojďme se blíže podívat.

Proč potřebujeme fosfáty a proč máme problém, pokud dojdou?

Prvek fosfor je nezbytný pro život jako uhlík nebo kyslík. Je součástí struktury buněčných stěn a DNA, bez nichž nemůže existovat žádná rostlina nebo zvíře. Fosfáty jsou fosfor v chemických formách, které jsou k dispozici rostlinám. Některé fosfáty se přirozeně vyskytují v půdě v důsledku zvětrávání hornin, ale od počátku zemědělství zemědělci přidávali fosfátová hnojiva ke zvýšení produkce plodin. Hnůj, tradiční zdroj, stále tvoří asi 15 procent všech fosfátů používaných v zemědělství, ale od poloviny dvacátého století, většina jako hnojivo pochází z fosfátové horniny.

To, co se zdá být nezvratně započato, je pokles těžby fosfátových hornin, které mohou být těženy za rozumnou cenu s dnešní technologií. Až do teď USA bylo velkým producentem, ale jeho zásoby klesají. Čína má relativně hodně zásob, ale její domácí použití fosfátů je rostoucí a není velkým vývozcem. Severní Afrika má největší rezervy, ale některé z nich jsou v politicky nestabilních oblastech, jako je Západní Sahara.

Hypotéza (model) vrcholu težby fosfátů ve formě "Hubbertovy křivky"( Hubbert předpověděl a vypočítal model ropného vrcholu těžby), která ukazuje pokles těžby zrychlujícím se tempem a vrchol těžby a následný pokles kolem roku 2035

Může  nás trh zachránit?

Ano! Nedostatek fosfátů by mohl znamenat problémy, ale nezapomeňme na působení trhu. Nastavení rovnováhy ve spotřebě komodity je právě to, na co je trh určen. Jak ekonomové vědí: to že dochází k vyčerpání zdroje jako fosfátové horniny, trh způsobuje, že jejich cena stoupá. Vzhledem k tomu, že cena stoupá, dvě věci by se měly stát: 

1) uživatelé mají přijít na způsob, jak vyjít s méně zdroji

2) výrobci mají najít nové zdroje dodávek. 
    Bude se to dít v případě fosforečnanů, protože ty mají tak jedinečné vlastnosti, které zabrání trhu v práci?

Autoři hypotézy fosforečného vrcholu píší doslovně:

"Klíčový rozdíl mezi  ropným vrcholem a fosforečným vrcholem je to, že ropa může být nahrazena jinými formami energie, jakmile je jí příliš málo. Ale není tam žádná náhrada za fosfor ve výrobě potravin. Ten nemůže být produkován nebo syntetizován v laboratoři. Prostě a jednoduše, bez fosforu nemůžeme produkovat potraviny."

Naštěstí, biologická nemožnost záměny za nějaký jiný prvek místo fosforu při výrobě potravin nestačí překazit fungování nabídky a poptávky na trhu s fosfátem. Jedním ze znamení, že trh funguje je, že ceny fosfátů jsou již na vzestupu. Jak ukazuje následující graf, že ceny v USA u dvou z nejčastěji používaných fosfátových hnojiv začly stoupat  již v roce 2000. Spolu s cenami mnoha dalších komodit, se propadly z jejich vrcholů po globální finanční krizi, ale míří opět vzůru, jak se ekonomika zotavuje.

Vývoj ceny dvou nejrozšířenějších fosforečných hnojiv v USA (USD/t) 1970-2013

Zvýšení cen již mělo dopad na používání fosfátů, jak je patrné z dalšího grafu, a to navzdory rostoucí zemědělské produkci. Tempo růstu používání fosfátu a tedy používání hnojiv fosforečných se zpomaluje v průběhu času. Otázkou do budoucna je, zda je  technicky možné dále  zvyšovat výrobu potravin, zatímco ve skutečnosti se sníží používání fosfátů?

Užití fosforečných hnojiv v mil.t/rok v USA v období 1960-2010

Odborníci tvrdí, že odpověď je ano. Jedna zpráva odhaduje, že zlepšení v postupech řízení zemědělských podniků a lepší využití odpadů by mohlo snížit fosfáty potřebné k výrobě současné americké zemědělské produkce na polovinu, a to i s dnešními technologiemi. V budoucnu ještě větší snížení může být možné. Podle Roberta Gaxiola z Arizona State University, u této generace fosfátů při používání hnojiv, se snižuje účinnost absorpce fosforu podle druhu domestikovaných plodin. Jeho experimenty naznačují, že šlechtění a genetické inženýrství mohou produkovat rostliny, které můžou vegetovat  při mnohem nižším použití fosforu.

Existuje významný vývoj i na straně nabídky, např. Michael Mew uvádí, že výrobci se již učí, jak upgradovat méně kvalitní fosfátové rezervy a úpravou zpracovatelských technologií využít tuto nižší kvalitu vstupů. Také se uvádí, že zvýšení vertikální integrace průmyslu má za následek snížení nákladů na dopravu. Tyto úspory zpomalí tempo růstu cen a dá více času přizpůsobení nabídky a poptávky.

Navíc, i když je pravda, že nemůžeme vytvořit nebo syntetizovat fosfor, můžeme obnovit použitelný fosfor z odpadních toků, včetně městských odpadních vod. Jak tento zdroj vysvětluje, již  existující systémy odstraňují fosfor z odpadních vod za účelem zachování kvality vody v řekách a potocích, do kterého se vypouští čištěné odpadní vody. S ohledem na nízké ceny fosfátů, které donedávna převažovaly, se nevyplatilo, aby byl obnovován fosfor z odpadů v použitelné formě. Hodně z odpadů tak končilo jako kal pohřbený na skládkách. Nicméně, některé metody by mohly získat vysoký podíl fosforu z odpadních vod. Za předpokladu určité ceny těžených fosfátů, se tím stane ziskovou alternativou pro výrobu fosforečných hnojiv. Může se dokonce stát, že se vyplatí vytěžit fosfáty z čistírenských kalů pohřbených ve starých skládkách.

Závěr

Problémy, které přináší vyčerpání  již dnes omezených dodávek vysoce kvalitní fosfátové horniny, nejsou triviální. Nicméně, je zatím velmi těžké předpovědět ostrý vrchol těžby fosfátů a výroby hnojiv v blízké budoucnosti, natož předpovědět, že masové hladovění a kolaps populace  bude ležet na sestupné části křivky. Skutečnost, že nejsou k dispozici žádné náhražky fosforu, pokud jde o budování DNA nebo buněčné stěny, neznamená, že trhy nejsou schopny reagovat na rostoucí nedostatek.

Co se zdá být pravděpodobné, je období pokračující vysokých nebo rostoucích cen fosfátových hornin, což spustí tři reakce: 

1) vyšší ceny fosforečných hnojiv - aby bylo hospodárné zpracování stále nižších ročních produkcí fosfátových hornin 

2) budou urychleny změny v šlechtění a rozvoji lepších odrůd zemědělských plodin - to zase akceleruje vývoj směrem k zvýšení potravinové produkce na jednotku vstupu fostátů 

3) vyšší ceny poskytnou impulsy pro zlepšení recyklace fosforu z odpadních toků.

Když se vezmou do úvahy všechny tři faktory, Michael Mew odmítá hypotézu na fosfátový kolaps. Naopak, on předpokládá, že hrozba fosfátového vrcholu ve formě vyšších cen způsobí, že se historická výše těžby fosfátů nezmění ve scénář fosfátového vrcholu, ale nastane rovnovážná úroveň těžby a spotřeby fosfátů.

Těžba fosfátové horniny v období 1900-2100 (tisíce tun/rok)

Takováto rovnovážná úroveň nevylučuje potřebu změn v tom, jak lidé žijí a jedí. Mohlo by to také znamenat, že relativní cena potravin poroste v průběhu času, což je něco, co by mohlo způsobit těžkosti pro mnoho chudých obyvatel světa. Navíc, cena na fosfor náročné výroby masa pravděpodobně vzroste ve srovnání s jinými potravinami. Je asi nereálné zajistit pro celosvětově vznikající střední třídu dostatek (na maso bohaté) stravy, na kterou jsou obyvatelé dnešních bohatých zemích zvyklí. Masitá strava (dnes v době epidemie obezity) je stále méně požehnáním a stále více prokletím.

Jak bylo výše uvedeno a naznačeno, vrchol těžby není útes, na kterém lidstvo ztroskotá. Asi zatím není žádný fosfátový soudný den na obzoru. Kdo však opravdu ví, jak vše bude?

Zdroje:

1) https://oilprice.com/Metals/Foodstuffs/Doomsday-Will-Peak-Phosphate-Get-us-Before-Global-Warming.html

2) https://phosphorusfutures.net/peak-phosphorus

3) https://en.wikipedia.org/wiki/Peak_phosphorus

4)www.cts.cuni.cz/~storch/publications/Storch_2012_Respekt_Meze_rustu.pdf