Emergianalys
Grunden till emergianalys ligger i de omfattande arbeten som utförts av Dr H.T. Odum och hans kollegor vid University of Florida i Gainesville, USA (Odum, 1971; Odum, 1975; Odum och Odum, 1976; Odum et al., 1987; Odum, 1987; Odum, 1988a; Hall, 1995; Odum, 1996). Emergianalys har sin bas i såväl energilära och systemvetenskap som systemekologi (Odum, 1988b; Beyers och Odum, 1993; Odum,1994; Odum och Odum, 2000). Under det senaste årtiondet har metoden rönt ett allt större internationellt intresse och forskare från olika länder har bidragit till utvecklingen inom området. Emergianalys kan användas i beslutsfattande processer på såväl nationell nivå (Odum och Odum, 1983; Odum och Arding, 1991; Huang och Odum, 1991; Ulgiati et al., 1994) som på regional nivå (Odum et al., 1987a; Brown et al., 1991; Shengfang och Odum, 1994; Brown et al., 1995; Brown och McClanahan, 1996; Sohn et al., 1996; Prado-Jatar och Brown, 1997; Odum et al., 1998) och för enskilda processer (Pillet, 1991; Ulgiati et al., 1993; Bastianoni et al., 1994; Doherty, 1995).
Emergi, hierarki och transformitet
Emergi definieras som den ackumulerade mängd resurser som krävts för att producera en vara, tjänst eller bränsle i sin nuvarande form, samt omräknat till enheter av en gemensam energityp, vanligen solekvivalenter med enheten sol-Joule. För att markera att vi använder oss av emergianalys så kallas enheten solemergijoule (sej). Själva ordet emergi hänförs ibland till "energiminne" (eng. "energy memory") (Scienceman, 1987). Medan innehållet av tillgänglig energi, mätt i Joule, representerar den energi som finns tillgänglig i själva produkten speglar emergin, uttryckt i solemergijoule, minnet av den sammanlagda tillgängliga energi som använts för att frambringa produkten (varan eller tjänsten). Emergianalys omfattar såväl direkta insatser från naturen (t.ex. sol, vind och regn) som insatser som tillförts det undersökta produktionssystemet genom den mänskliga ekonomin (material, bränslen, mänskligt arbete). Även inköpta insatser härrör ytterst från naturen och värderas i förhållande till hur mycket ackumulerat arbete som naturen investerat för att t.ex. koncentrera bauxit i brytvärd koncentration. Energi används som bärare av information av hur mycket resurser som krävs för att driva produktionssystemet. Emergivärden har sin yttersta bas i jordens energiomsättning och visar hur mycket av jordens drivkrafter som tas i anspråk för att ta fram olika produkter.
De mänskliga systemen betraktas i emergianalys som en del av och ömsesidigt beroende av omgivande ekosystem. Alla processer på jorden drivs av energiomvandlingar. Under dessa omvandlingar går en del tillgänglig energi (exergi, förmåga att utföra tekniskt arbete) förlorad. Detta innebär att energi konvergerar genom alla processer på jorden, det vill säga att den tillgängliga energin i produkten minskar medan den ackumulerade resursanvändningen hela tiden ökar med varje påföljande process. Till exempel ökar hela tiden resursanvändningen över kedjan spannmål-mjöl-bröd-smörgås medan energiinnehållet i smörgåsen långt underskrider summan av energiinnehållen i spannmålen samt de insatser av övriga material och bränslen som krävts för att tillverka direkta och indirekta insatser till produktionen av smörgåsen. Innehållet av tillgänglig energi i produkten speglar inte den mängd resurser som krävts för att frambringa den.
Alla system, stora som små, är organiserade i vävar (ihopkopplade serier) av energiomvandlingar, liknande trofiska nivåer, där strukturernas komplexitet ökar med varje energiomvandling. I näringskedjor finns olika trofiska nivåer (till exempel i kedjan gräs - gräsätare - köttätare). De högre mer komplexa nivåerna kontrollerar de lägre nivåerna genom återkopplingar, men de lägre nivåerna kontrollerar också de högre genom att de utgör resursbasen för dessa. Figur 2 visar hur energiomvandlingar är organiserade hierarkiskt, d.v.s. i hierarkier. Varje energiomvandlingssteg medför att tillgänglig energi går förlorad samtidigt som energiformer av lägre komplexitet omvandlas till energiformer av högre komplexitetsgrad. Många Joule av en typ konvergerar till färre Joule på nästa transformationsnivå. Värmesänkorna (eng. "heat sink") markerar att en del tillgänglig energi går förlorad under omvandlingarna. Den sammanlagda mängden tillgänglig energi som krävs för att underhålla och upprätthålla en process, uttryckt i en gemensam energiform (sej), ökar med varje omvandlingssteg. Detta leder till begreppet transformitet. Transformiteten är emergin dividerad med innehållet av tillgänglig energi (exergi) i produkten. Följaktligen är dess enhet sej/J. Transformiteten speglar komplexitetsgraden och produktens position i den globala hierarkin av kopplade energisystem (energivävar, eng. "energy webs"). Den ökar med varje energiomvandling. Energiformer med högre transformitet sägs i emergianalyssammanhang ha högre kvalitet än de som har lägre transformiteter. Det innebär att från vänster till höger, mot högre hierarkisk nivå, omvandlas energi av lägre kvalitet till energi av högre kvalitet. Detta syftar bland annat på att den energi som har högre transformitet kan utföra mer arbete och därför har större potentiell påverkan både nedåt och uppåt i hierarkin. Denna typ av kvalitet bör inte förväxlas med begreppet energikvalitet i fysikalisk mening, som anges av förmågan att utföra fysikaliskt arbete (exergiinnehållet).
Emergi är ett mått på energikonvergering över tiden och rummet. Små ting (t.ex. förgätmigej) med snabb omsättning och små territorier (stödytor, eng. "support areas") har låga transformiteter, medan större ting (t.ex. ekar) har längre omsättningstider, kräver större territorium per individ och har högre transformiteter. Doherty (1995) fann att högre transformiteter är kopplade till längre omsättningstider i skogsbrukssystem. Återkopplingar från högre till lägre energinivåer är nödvändiga för att stabilisera systemet. Genom att en del energi av högre transformitet återkopplas bakåt i kedjan (från höger till vänster i Figur 2) kontrollerar denna högre transformitetsnivå de lägre nivåerna och förstärker de flöden av användbar inkommande energi som stödjer dess existens. Ju högre en företeelses (vara, tjänst eller bränsle) transformitet är desto större arbete har det krävts av de omgivande ekosystemen för att skapa och underhålla produktionssystemet, och desto större är dess potentiella påverkan på omgivningen (Odum, 1996; Brown och Ulgiati, 1997).
Emergivärdet för en vara eller tjänst är dess innehåll av tillgänglig energi multiplicerat med dess transformitet. I beräkningar är det ibland bekvämare att uttrycka transformiteten i emergi per enhet produkt (t.ex. sej/kg glas), men i sin striktaste form uttrycks transformitet per definition alltid per enhet tillgänglig energi (sej/J). Transformiteter finns vanligen att tillgå från andra studier (t.ex. Haukoos, 1994; Odum, 1996). Figur 3 visar hur transformiteter beräknas. Alla insatser till processen summeras, d.v.s. såväl direkta insatser från miljön som inköpta insatser och uttryckta i emergi (sej). Sedan divideras detta sammanlagda emergivärde med produktens innehåll av tillgänglig energi.
Samma vara eller tjänst kan ha olika transformiteter som beror på olikheter i de processer som leder fram till produkten. Detta kan bero på olikheter i produktionsteknologi, olika beräkningsår eller var produktionen finns, d.v.s. i vilket land eller vilken region där bland annat klimatfaktorer och ekonomiska system påverkar transformiteten.
System som omfattar människor är också organiserade i energihierarkier.
Befolkningscentra såsom enskilda hushåll konvergerar resurser (produkter)
till byar som i sin tur konvergerar vidare till allt större städer. (Odum, 1996).
*)Lagerberg, C., 2000. Emergianalys - Hur gör man ? SLU,
Institutionen för växtvetenskap,