Cirkulära livsmedelssystem som begrepp härstammar från den industriella ekologin (van Zanten m.fl. 2019). Dess syfte är att reducera resursanvändning och miljöutsläpp genom att sluta cirkeln av inblandade material och substanser (Jurgilevich m.fl. 2016). Detta görs genom återanvändning och återvinning, antingen internt (inom själva jordbruket) eller externt (genom användning i andra industrier). För detta krävs praktiker och teknologier som kan minimera användandet av ändliga resurser (till exempel fosfater och mark), som uppmuntrar användning av förnybar energi, som förhindrar läckage av resurser från livsmedelskedjan (till exempel nitrater och fosfor), och som stimulerar återanvändning och återvinning av oundvikliga restprodukter på ett sätt som återför största möjliga värde till livsmedelskedjan (Jurgilevich m.fl. 2016). van Zanten m.fl. (2019) framhåller dock att ett helt cirkulärt livsmedelssystem förmodligen är en utopi eftersom livsmedelssystemet inte har väldefinierade gränser och är ytterst komplext, varmed det alltid kommer finnas förluster. På en åker, exempelvis, är det ofrånkomligt att vissa förluster av näringsämnen sker när jorden brukas.
Det är dock viktigt att notera att ett cirkulärt system inte nödvändigtvis är bättre än ett linjärt system. Det beror på hur stor mängd resurser som snurrar i det cirkulära systemet och hur stora förlusterna är (helt perfekta kretslopp är som sagt svåra att få till). Ett cirkulärt system med små procentuella förluster kan innebära stora totala förluster om det är mycket material eller resurser som cirkulerar. Djurhållningen innebär dels att växtnäringen cirkulerar i en “extra cirkel”, med risk för förluster som följd, men också att betydligt mer mark behöver användas för att producera samma mängd mat vilket ger ökade förluster. Betänk följande exempel som beskriver typiska system i Sverige idag:
Antag att vi odlar spannmål på en hektar mark och får ut 6 ton vilket motsvarar cirka 100 kg kväve. Vi antar vidare att vi gödslar med 120 kg konstgödselkväve. Skillnaden mellan tillfört kväve och bortfört kväve är alltså 20 kg per hektar och år. En viss del av dessa 20 kg kommer resultera i förluster av kväve till vatten och luft som orsakar olika typ av miljöpåverkan.
Vi jämför detta med att producera lika mycket kväve i form av griskött – 100 kg kväve motsvarar 625 kg protein vilket motsvarar cirka 3100 kg benfritt griskött. För att producera detta griskött krävs cirka 19 ton foder, vilket kräver drygt tre hektar mark. Vi gödslar med grisarnas stallgödsel samt konstgödsel för att täcka upp för det kväve som förts bort i köttet samt förloras i stallar och stallgödsellager. På varje hektar får vi som ovan ett överskott på 20 kg kväve per hektar vid odling av fodret, varav en stor del förloras till vatten och luft, mer vid användning av stallgödsel än vid användning av konstgödsel. Men eftersom vi i grisfallet behöver odla drygt tre hektar mark för att producera samma mängd kväve som i vegetabiliefallet så blir skillnaden mellan tillfört och bortfört kväve i grisfallet 3 x 20 kg, alltså cirka 60 kg kväve. Risken för förluster är alltså betydligt högre. Till det kommer förluster av kväve i form av ammoniak i stallar och stallgödsellager som idag är stora. Även om dessa förluster kan reduceras till mycket låga nivåer med teknik, är ändå förlusterna av kväve i grissystemet betydligt större än vegetabiliefallet eftersom det behövs odlas tre gånger så mycket mark. Att grissystemet är cirkulärt genom att stallgödseln återanvänds i foderodlingen ger inte minskade, utan ökade förluster jämfört med att producera samma mängd protein med vegetabilier eftersom mer resurser totalt sett är i omlopp. Notera att även om vi lyckas minska förlusterna väsentligt från odlingen av spannmål så kommer vegetabiliefallet alltid prestera bättre (så länge det rör sig om samma gröda eller en gröda med liknande eller lägre förluster), helt enkelt eftersom mindre mark behöver odlas. Det är bara när förlusterna är noll, som båda systemen är lika bra.
Varken vegetabiliesystemet eller grissystemet är dock cirkulära som det ser ut idag eftersom den mesta näring som lämnar gården i form av antingen spannmål eller kött (och som blir till toalettavfall efter att vi ätit det) inte återförs till marken. Den näring som hamnar i humanurin och fekalier återförs idag bara i mycket begränsad omfattning till jordbruket, vilket både är ett resursslöseri och orsakar miljöpåverkan. Det är alltså ett av livsmedelssystemets stora utmaningar när det kommer till att åstadkomma cirkulära system – och detta alldeles oberoende av omfattningen av djurhållningen i jordbruket. En del av denna näring skulle kunna återföras livsmedelssystemet i form av insekter som ätit mänskligt avfall och som sedan ges som foder till livsmedelsproducerande djur, till exempel fisk (Lalander m.fl. 2015).
Sammanfattningsvis kan vi konstatera att denna typ av spannmålsdominerade djurhållning innebär att mycket näring cirkulerar inom jordbruket, men att förlusterna, trots denna cirkulation, är större i ett animaliebaserat system än i ett vegetabiliebaserat system.
Låt oss då betrakta ett fall med vall. Utifrån antagandet att vallen är nödvändig i ett hållbart växtodlingssystem bör vi alltså odla den oavsett om vi har djur eller inte. Behöver vi djuren här för att cirkulera tillbaka växtnäringen från vallbiomassan? Inte nödvändigtvis. Som vi sett ovan finns flera andra användningsområden för vallbiomassan, och flera sätt att återföra växtnäringen till åkrarna. En del av dessa orsakar också stora förluster av kväve och är då inte bättre, eller till och med sämre, än djurhållningen vad gäller kväveförluster. De negativa värdena hos djurhållningen undviks dock, samtidigt som vi inte heller får de positiva värdena. Vilket system som är bäst totalt sett kräver en sammanvägning av samtliga positiva och negativa värden för båda systemen.