Bioenerģija bioekonomikai

Jānis Āboliņš & Jānis Grāvītis

Rīga, LVKĶI, 18.10.2016.

Definējumi

The emerging bio-economy is likely to be global and guided

by the principles of sustainable development and

environmental sustainability.

Topošā bioekonomika izskatās būt globāla un

vadīta saskaņā ar «ilgtspējīgas» attīstības un vides

stabilitātes («ilgtspejības») principiem

«Ilgtspēja» sustainability

ecological modernisation ekoloģiskā modernizācija

ekonomiskās darbības imperatīvs firmām un pārvaldībai ne

tikai peļņas un dividendu uzturēšanai un palielināšanai, bet

arī jaunu tehnoloģiskās un sociālās inovācijas formu

stimulēšanai daudzveidīgākos ražošananas-patēriņa tīklos

operating imperative both for firms and governments, not least in

maintaining and enhancing profits and dividends, but also in stimulating

new forms of technological and social innovation in more varied production-

consumption networks

Bio-Economy

Ja nacionālajā bioekonomikas stratēģijā ar «bio» tiek saprasta visa dzīvā

daba, tad šāda stratēģija nekur nevedīs, brīdina Ziemeļvalstu Vides

telpiskās attīstības centra Nordregio vecākais pētnieks Jukka Teross.

Nekāda dzīvā daba te nav domāta, tikai tas, kas paliek pāri

pēc tam, kad dzīvība tajā ir izdzēsta: nogalināta, nonāvēta,

iztvaicēta vai tā (dzīvā daba) kā citādi padarīta par nedzīvu

resursu tehnoloģiskai pārstrādei

Bio-Economy

Economics [Political] economy

Tautsaimniecība

[Politekonomija]Ekonomika

… bioekonomikas nozarē apvienotas tradicionālās

Latvijas tautsaimniecības nozares, kuru kopējais

devums Latvijas ekonomikā ir 55% no saražoto

preču vērtības.IZM, VIAA

Bioekonomikas nozare ir viena no senākām

civilizācijas tautsaimniecības nozarēm, kuru

dzīvības zinātnes un biotehnoloģijas var pārvērst

par vienu no modernākajām tautsaimniecības

nozarēm. LZA

Bioeconomy Bioekonomika

Bio-based economy

Knowledge-based

bioeconomy

Techonomy

Zināšanu ietilpīga

bioekonomika

Bioietilpīga ekonomika

Tehonomika

Биоэкономика — экономика, основанная на системном

использовании биотехнологии. На Западе принят термин

«bio-based economy».

Bioekonomika – uz sistēmisku biotehnoloģijas

izmantošanu dibināta ekonomika. Rietumos pieņemts

apzīmēt ar terminu «bio-based economy».

Биоэкономика — это мироустройство при котором

биотехнологии обеспечивают значительную часть

материального производства.

[Civilizācijas radīta] pasaule, kurā ievērojamu daļu no

materiālās ražošanas nodrošina biotehnoloģijas

Zināšanās balstīta bioekonomika ir bioekonomikas

nozaru (lauksaimniecība, pārtikas ražošana, meža

nozare un zivsaimniecība) inovāciju snieguma un

konkurētspējas nodrošināšana reģionālā un

starptautiskā mērogā, kā arī Latvijas ieguldījuma

nodrošināšana ES kopējo mērķu sasniegšanā.IZM, VIAA

[ir] ekonomika, kur pārtikas, barības un enerģijas

ražošanā un rūpniecībā izmanto zemes un jūras

bioloģiskos resursus, kā arī atkritumus. Te ietilpst

arī bioprocesi, ko izmanto ilgtspējīgā ražošanā.VIAA

Bioekonomika

[ir] ekonomika, kur pārtikas, barības un enerģijas

ražošanā un rūpniecībā izmanto zemes un jūras

bioloģiskos resursus, kā arī atkritumus. Te ietilpst

arī bioprocesi, ko izmanto ilgtspējīgā ražošanā.VIAA

Bioekonomika

Bioekonomika

Zināšanu ietilpīga

Основными составляющими биоэкономики являются:

разработка и освоение геномных, постгеномных, сложных

клеточных технологий

Bioekonomikas pamatā ir genomo un post-genomo

komplicēto šūnu tehnoloģiju izstrāde un apguve

Bioeconomy:

Sustainable use of biological natural resources to produce goods, energy, food and services

27

Bioekonomikas

stratēģiskās vīzijas

Divas konkurējošas paradigmatiskas

ekoloģiskās modernizācijas stratēģijas

eko-ekonomiskā jeb agroekoloģiskā

bio-ekonomiskā (biotehnoloģiskā jeb tehonomiskā)

Zināšanu ietilpīgā bioekonomika

Dzīvības zinātnes → biotehnoloģijas

Dzīvo organismu ģenētiska transformācija un

regulācija molekulārā līmenī

Bioresursu ražošana

Bioresursu pārveidošana tirgus produktos

Peļņa, Ekonomiskā izaugsme, Patēriņš (dzīves

līmenis)

Inovācijas

Zināšanu ietilpīgās bioekonomikas vīzija piedāvā

biotehnoloģijas un biomasu kā risinājumu globālo

resursu deficītam kapitālistiskās tautsaimnieciskās

sistēmas ietvaros

Biological engineering—The creation of not just new body parts,

but new bodies, made to order, is in the works. And new species.

And much more. Who really knows what can be done with DNA?

But the answer is probably: Almost anything, in lots of ways.

Bioinženierija – radīs ne tikai jaunas ķermeņu daļas,

bet arī jaunus ķermeņus, pēc pasūtījuma, darbnīcās.

Un jaunas sugas. Un vēl daudz ko. Kurš var pateikt, ko

var izdarīt ar DNS? Bet atbilde iespējams ir: gandrīz vai

jebko, un daudzos veidos.

Robotics—Not just smart machines in factories. In fact, factories

themselves may be on their way out. Humanoid beings—products of

bioengineering and AI—could replace them. They’ll perhaps be

almost indistinguishable from normal people.

This alone, the creation of intelligent machines, will overturn the

nature of society, family, warfare, work—everything.

Robotika – ne tikai viedas mašīnas. Rūpnīcas aizvietos

humanoīdi – bioinženierijas un MI produkti, kurus

gandrīz nevarēs atšķirt no normāliem cilvēkiem.

Inteliģentās mašīnas vien jau apgriezīs otrādi

sabiedrību, ģimeni, sacensību, darbu un visu pārējo

Artificial intelligence—I believe that a difference that makes no

difference is no difference. That’s the concept behind the Turing test.

At some point, very soon, machines will be smarter than their

creators and will in turn create other machines smarter than they are.

And continue doing so at a geometric rate.

Mākslīgais intelekts – atšķirība, kas nav atšķirīga, nav

atšķirība. Pavisam drīz mašīnas būs viedākas nekā viņu

radītāji un savukārt radīs citas mašīnas viedākas nekā

pašas ir. Un darīs to ģeometriskā tempā.

Computer science—Electromechanical switches, then vacuum tubes, then

transistors, now silicon chips, and soon quantum computing are taking place

on a molecular level. All the knowledge in the world, contained in a cube.

Or perhaps in the head of a biologically enhanced robot. Or perhaps in an

interface to your own brain.

Datorzinātne – elektromehāniski slēdži, tad

vakumlampas, tranzistori, tagad silīcija čipi, un drīz jau

molekulāri kvantu skaitļotāji. Visas pasaules zināšanas

satilpinātas vienā kubiņā vai varbūt bioloģiski

pilnveidota robota galvā vai kādā «interfeisā» pie jūsu

paša smadzenēm.

Virtual reality—You’ll be able to immerse yourself in a world of your own

creation, activating all of your senses, in a veritable Star Trek holodeck that

will be almost indistinguishable from real reality. Perhaps you will prefer to

live in unreality. All in the privacy of your own home.

Virtuālā relitāte – jūs varēsiet iegremdēties paša radītā

pasaulē, aktivizējot savas sajūtas atbilstoša Zvaigžņu

Ceļa holodekā, kas gandrīz neatšķirsies no realitātes.

Varbūt izvēlēsaties dzīvot nerealitātē, pilnīgā savas

mājas noslēgtībā.

Agroekoloģiskais modelis

Agroekoloģiskā stratēģija atbalsta pārtikas un enerģijas

ražošanas decentralizāciju, tuvinot to patērētājam, un

ekoloģisko inženieriju, veidojot lauksaimnieciskas sistēmas

ar iespējami mazāku nepieciešamo ķimikāliju, mākslīgā

mēslojuma un enerģijas ieguldījumu, tādas, kuras balstās uz

esošās ekosistēmas komponentu mijiedarbību un

pašregulāciju, paaugstinot produktivitāti, augsnes auglību

un izturību pret kaitēkļiem.Ekonomika konceptuāli ir pakļauta biofizikālajām

likumsakarībām un ierobežojumiem.

Aprites bioekonomika

(Circular bioeconomy)

Cirkulārās bioekonomikas modelī apvienotās idejas:

No šūpuļa līdz šūpulim

Veikuma (performance) ekonomika

Biomimikrija

Industriālā ekoloģija

Dabiskais kapitālisms

Zilā ekonomika

Reģeneratīvais dizains

Bioenerģija

Reģeneratīvās bioenerģijas pirmavots ir Saules

starojums

Koki mežā to izmanto fotosintezētā produkta ar augstu

pievienotu enerģētisko vērtību radīšanai un uzkrāšanai

biomasā, kura ir iecerēta kā atjaunojamies enerģijas

avots un resurss topošajai bioekonomikai jaunu,

inovatīvu produktu ražošanai ar augstu pievienoto

vērtību un konkurētspēju pasaules tirgū.

Tā kā fotosintēzes procesā tiek izmantots CO2, tad

koksne kā enerģijas avots ir neitrāla – cik CO2 rodas

sadedzinot, tik atkal tiek absorbēta no jauna, veidojot

noslēgtu apriti.

Energy—With the exception of nuclear, all power comes from the sun. In the

past, solar, wind, and similar power sources existed mainly in the dreams of

economically illiterate hippies. But now, combined with rapidly advancing

battery technology, they finally make sense. Better yet, oncoming generations

of modular nuclear reactors will be tiny, extremely safe, simple, and cheap.

Maybe fusion power will finally become practical—although that would just

be a bonus.

Izņemot kodolenerģiju, visa enerģija nāk no saules. Par saules,

vēja un līdzīgiem enerģijas avotiem agrāk galvenokārt sapņoja

ekonomiski analfabēti hipiji. Tagad, kopā ar strauju

akumulatoru tehnoloģisko attīstību tiem beidzot ir kāda jēga.

Vēl jo labāk, topošās kodolreaktoru paaudzes būs niecīga

izmēra, drošas, vienkāršas un lētas. Varbūt kodolsintēze

beidzot kļūs praktiska – lai gan tas būs tikai bonuss.

Oil and gas? They’re important as feedstocks, but mainly because they

provide very dense energy. They are, however, essentially compounds of

hydrogen and carbon, two of the most common and simplest elements. With

adequate (and sufficiently cheap—this is the key) power, they can be created

in unlimited quantity; the chemistry is quite basic and well understood.

Among other things, algae can be programmed to manufacture them in

quantity.

Nafta un gāze? Nozīmīgas izejvielas, galvenokārt dēļ lielā

enerģijas blīvuma. Taču tās ir savienojumi no izplatītiem un

vienkāršiem elementiem. Ar atbilstošu (un pietiekami lētu – tā

ir atslēga) enerģiju tās var uztaisīt neierobežotā daudzumā;

ķīmiskie pamati ir labi zināmi. Starp citu, aļģes arī var

uzprogrammēt, lai to ražotu masveida daudzumā.

A = Ao · n

time

AoAoAoAo Ao

...1 n - 3 n - 2 n - 1 n

𝒅𝑺

𝒅𝒙= 𝟒 ∙ 𝟏 − 𝒆−𝒙𝒍𝒏𝟐 ∙ 𝒆−𝒙𝒍𝒏𝟐

Ričardsa vienādojums

𝑆 𝑥 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 ∙ 1 − 𝑒−𝑏𝑡𝑐

Normalizētais augšanas vienādojums

𝑆 𝑥 = 1 − 𝑒−𝑙𝑛2∙𝑥2

𝑑𝑆

𝑑𝑥

𝑦 𝑥 =𝑑𝑆

𝑑𝑥= 4 ∙ 1 − 𝑒−𝑥𝑙𝑛2 ∙ 𝑒−𝑥𝑙𝑛2

𝑥 =𝑡

𝑡𝑚

𝑑𝑆

𝑑𝑥

𝑑𝑆

𝑑𝑥

𝑺 𝒙

𝒙

𝒅𝑺

𝒅𝒙

𝑺 𝒙

𝒙

1.81

𝑑𝑆

𝑑𝑥

1.81

𝑆𝑜 =

0

1.8

𝑑𝑥𝑑𝑆

𝑑𝑥

∆S

∆x = 1 gads

ΔS – tekošais gada pieaugums

∆𝑆 = 𝑆 𝑥𝑛+1 − 𝑆 𝑥𝑛

∆𝑥 =1.8

𝑡𝑜

n – vecums

gadu skaits

∆𝐶

𝐶𝑜=∆𝑆

𝑆𝑜

0%

2%

4%

6%

8%

0 10 20 30

age, years

𝑆𝑜 = 𝑆20 =

0

1.8

𝑑𝑥𝑑𝑆

𝑑𝑥

1.8

2.7

𝑑𝑥𝑑𝑆

𝑑𝑥

Lai absorbētu oglekļa emisiju no pāraugušas audzes,

nepieciešama papildus platība ar augošu mežu

0%

2%

4%

6%

8%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930

Δ

age, years

∆𝑆

𝑆20

∆𝑺

𝑺𝟑𝟎

Koksnes dedzināšana no pāraugušām

mežaudzēm rada «oglekļa parādu» (carbon

debt) – nekompensētu koksnē deponēta

oglekļa emisiju, kas ne ar ko neatšķiras no

fosīlo depozītu emisijas

Secinājumi

Zināšanu ietilpīgā bioekonomika ir definēta kā tekošo

ekonomisko problēmu tehnoloģiskie risinājumi esošās

tautsaimnieciskās sistēmas ietvaros.

Peļņas iegūšanas un vairošanas motivētas tirgus

tautsaimnieciskās sistēmas galvenā problēma ir tās

nesaderība ar fiziskās pasaules ierobežojumiem, kurai

nav reālu tehnoloģisko risinājumu: reālā sabiedriski

ekonomiskā sistēma ir pretrunā ar reālo materiālo

(fizisko) pasauli.

Mežs un koks kā oglekļa depozīti ir līdzvērtīgi pazemes

oglekļa depozītiem – akmeņoglēm, naftai, dabas gāzei

un citiem pazemē vai sasalumā ieslēgtiem oglekļa

savienojumiem.

Pie sarūkošām meža platībām koksnes sadedzināšana

nav neitrāla pret CO2 emisiju.

Bioekonomikā koksnes pilnīgas izmantošanas secību

virknē sadedzināšanai jābūt pēdējai opcijai

Climate change is not the problem. Erosion, water scarcity, desertification and

overfishing are also not. These are all just symptoms of a dominant theme:

We are demanding more than the Earth can sustainably provide

Global Footprint Network Newsletter

Problēma nav mainīgais klimats. Erozija, ūdens pietrūkums,

pārtuksnešošanās un zivju pārzveja arī nē. Šie visi ir tikai

vienas dominējošas parādības simptomi: mēs gribam

vairāk nekā mūsu planēta spēj dot.

Globālo problēmu risinājumi ir saistīti ar pāreju uz

bioekonomiku kā jaunu tautsaimniecisku sistēmu

bet ...

... nav nevienas valsts, kurai būtu kaut vai

programma, kas paredzētu attīstīt bioekonomiku

kā jaunu tautsaimniecības sistēmu ...

Политики охотно лоббируют, инвесторы не скупятся,

банкиры выдают кредиты как только речь заходит о нано-

или мегапроэктах, сулящих баснословные прибыли. На этом

фоне выращивание картошки или утилизация навоза

выглядит не так привлекательно

Politiķi labprāt «lobē», investori neskopojas un baņķieri

dod kredītus tiklīdz ir runa par pasakainu peļņu

sološiem nano- un «megaprožektiem». Uz šāda fona

kartupeļu audzēšana un kūtsmēslu utilizācija vairs

neliekas tik pievilcīga

Acknowledgement

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 654371.

Consortium: