Claus Lunau

På väg mot nio miljarder: Så får alla plats

Allt fler människor bor på samma plats och förbrukar samma resurser. Dricksvattnet torkar ut, miljarder svälter och många saknar tak över huvudet. Ingenjörerna står redo med lösningar på några av utmaningarna, men frågan är om jordklotet har en övre gräns och när vi når den.

Medan du läser den här meningen har jordens befolkning vuxit med fem-sex personer. I morgon vid den här tiden har vi blivit 250 000 fler på jorden.

Antalet människor har passerat åtta miljarder och ingenjörerna är på väg att utveckla tekniker som kan säkra vatten, mat, bostäder och hälsa – även för nästa miljard världsmedborgare.

Men även om vi alla klarar oss upp till nio miljarder så dyker frågan upp: Kommer jordklotet att förr eller senare säga stopp?

Och när kommer det i så fall att hända?

Afrika var för litet

Den första moderna människan såg dagens ljus i Afrika för cirka 200 000 år sedan och våra förfäder vandrade ut ur Afrika för 60 000-90 000 år sedan.

Experter i befolkningsutveckling uppskattar att vi då var omkring 100 000 människor totalt.

Utvecklingen i folkmängd sker i fyra faser. I fas 1 är födelsetalen höga, men även dödligheten, och därför växer befolkningen långsamt. När vi vandrade ut ur Afrika befann vi oss denna fas. År ett var vi fortfarande i fas 1, som var 200-300 miljoner människor över hela jorden och det skulle komma att ta cirka 1 800 år att nå upp till en miljard.

Men sedan började det gå undan.

FN väntar att världens befolkning kommer att nå nio miljarder år 2037.

Vi gick in i fas 2, där människor fortfarande föder många barn, men dödligheten minskar, bland annat tack vare nya jordbrukstekniker och nya kunskaper om hälsa.

På bara hundra år fördubblades befolkningen och år 2000 passerade vi sex miljarder. Nu är vi åtta miljarder och enligt FN:s uppskattningar blir vi nio miljarder om 14 år.

Redan för fyra år sedan började flera områden i världen slå larm om bristen på rent dricksvatten, upp emot en miljard går och lägger sig hungriga varje kväll och mer än en miljard känner av konsekvenserna av den globala bristen på bostäder.

Som tur är står ingenjörerna redo med lösningar: Nanofilter till vatten, lodrätt jordbruk och 3D-skrivare ska ombesörja grundläggande förnödenheter, medan nya vacciner ska skydda mot potentiella pandemier.

Saltvatten ska släcka vår törst

Det första grundläggande behovet för alla människor är vatten. Vi bor på "den blå planeten", men det hjälper oss tyvärr inte eftersom en liter havsvatten innehåller cirka 35 gram salt – alldeles för mycket för att vi ska kunna dricka det. Bara omkring tre procent av världens 1,4 miljarder kubikkilometer vatten är färskvatten.

Havsvatten kan avsaltas på någon av världens 20 000 avsaltningsanläggningar, där det filtreras och renas kemiskt. Det blir cirka 100 miljoner kubikmeter havsvatten varje dag som kommer an halv miljard människor till nytta.

vatten läppar flaska överbefolkning
© Shutterstock

Men avsaltning kräver mycket energi och miljöskadliga kemiska ämnen. Nu har forskare utvecklat en ny metod som kan avsalta vatten mer effektivt och skonsamt med hjälp av rör på en-två miljarddels meter som består av grundämnet fluor.

I laboratorietester har forskare visat att vatten kan filtreras tusen gånger snabbare i fluorrören än i en konventionell anläggning.

Fluor omvandlar saltvatten till dricksvatten

Japanska forskare har utvecklat ett nanomembran, som effektivt filtrerar salt från havsvatten med hjälp av fluor. Membranen är flera tusen gånger mer effektiva än konventionella avsaltningsmembran.

flour steg1 överbefolkning
© Claus Lunau

1. Fluor sätts ihop i ring

Fluormolekyler (gröna) hålls ihop i en ring av ett skal som består av ett vattenavvisande, kemiskt gitter (blått). Öppningen i fluorringen mäter bara en nanometer i diameter – en miljondel av en millimeter.

flour steg2 överbefolkning
© Claus Lunau

2. Nanoringar staplas till ett torn

De platta "nanoringarna" staplas så att de utgör ett rör, som är fodrat med fluor. Fluor är negativt laddat och stöter bort de klorjoner (vita) som finns i havsvattnets salt (natriumklorid) och som också är negativt laddade.

flour steg3 överbefolkning
© Claus Lunau

3. Membran låter vatten passera

Nanorören sätts ihop och bildar ett membran, som är så finkornigt att det skiljer hopklumpade vattenmolekyler åt och bromsar salt, så att bara rent vatten kan passera.

Men avsaltning är bara en del av lösningen på att vi blir allt fler. En annan viktig pusselbit handlar om att hitta nya sätt att bedriva jordbruk.

Jordbruket växer på höjden

För att förse nio miljarder människor med mat behöver världen enligt en etablerad uppskattning fördubbla den nuvarande livsmedelsproduktionen.

Men jordbruk tar upp många kvadratmeter, påverkar miljön negativt och är oförutsägbart.

För mycket regn kan exempelvis översvämma åkrarna och för lite torkar ut växterna. För mycket sol kan bränna åkrarna, men med för lite sol mognar inte spannmålen.

Om vi bygger upp jordbruk i våningar, så kallat vertikalt jordbruk, kan det bli långt mer förutsägbart och stabilt.

Med denna metod växer grödorna med hjälp av elektronisk styrning av ljus och vatten. Enligt siffror från Columbia University kräver vertikalt jordbruk upp emot 95 procent mindre vatten än konventionellt jordbruk. Samtidigt blir skördarna omkring 80 procent större per kvadratmeter.

Vertikalt jordbruk kan placeras nära konsumenten, exempelvis mitt i en storstad, så att skörden transporteras färre kilometer. Eftersom livsmedlen är helt rena är hållbarheten dessutom längre och matspillet mindre.

jordbruk överbefolkning

Med så kallat vertikalt jordbruk odlas grödor i våningar nära konsumenterna med en minimal resursförbrukning, eftersom bevattning och ljus styrs elektroniskt.

© Nordic Harvest

Åkrarna flyttas inomhus

Jordbruk upptar nästan 40 procent av jordens landarealer, släpper ut koldioxid och förbrukar stora mängder vatten. Men med så kallat vertikalt jordbruk produceras livsmedel i produktionshallar i flera våningar, där ljus och vatten styrs elektroniskt. Vattenförbrukningen kan därmed minimeras och produktionen kan placeras nära konsumenterna i exempelvis stora städer utan behov av stora landarealer.

En av de största vertikala jordbruksanläggningarna ligger i Danmark nära Köpenhamn. Där odlar företaget Nordic Harvest sallad och örter i 14 våningar och det går att skörda 15 gånger om året, vilket ger en total mängd sallad och örtkryddor på 1 000 ton.

Hus kan skrivas ut på ett dygn

Den växande globala befolkningen saknar bostäder. Omkring en miljard människor kommer att drabbas av bristen på bostäder inom de kommande tio åren.

Det kräver teknik som kan bygga hus fort – och mer klimatvänligt än i dag, när byggbranschen står för upp emot 40 procent av världens totala koldioxidutsläpp.

Speciellt en teknik har utsetts att klara av den uppgiften: 3D-skrivare.

Sedan du började läsa den här artikeln för tio minuter sedan har världens befolkning vuxit med mer än 1 600 personer.

I dag uppförs många byggnader i betongmoduler, som stöps i fabrik och fraktas med lastbil till byggplatsen.

3D-urskrivnning av hus sker precis där huset ska stå och ett enfamiljshus kan skrivas ut på mindre än ett dygn.

Miljön besparas på grund av mindre spill av byggmaterial, färre transporter och skonsammare material.

3D skrivare överbefolkning
© Black Buffalo 3D

Jätteskrivare bygger hus på ett dygn

I den amerikanska delstaten Virginia är byggföretaget Black Buffalo 3D just nu i färd med att skriva ut 200 enfamiljshus i 3D. Skrivaren NEXCON ska bevisa att tekniken kan användas till att bygga billiga och miljövänliga hus i högt tempo.

3D skrivare bygger hus överbefolkning
© Black Buffalo 3D

1. Skrivare väger 19 ton

Till husprojektet i Virginia används Black Buffalo 3D:s NEXCON-skrivare, en av de största på marknaden. Skrivarhuvudet är monterat på en datorstyrd, mobil, tio meter hög byggnadsställning med ett spann på 14 meter.

cementlager 3D skrivare överbefolkning
© Shutterstock

2. Bläcket är cement

Skrivaren använder en speciell cementblandning och bygger upp huset lager på lager. "Bläcket" förs in från en silo på byggplatsen genom rör till skrivarhuvudet, som kan lägga ut betonglager i en hastighet på upp till 25 centimeter per sekund.

3D utskrivet hus överbefolkning
© Black Buffalo 3D

3. Huset står klart

Efter ett dygn har alla väggar skrivits ut. Därefter putsar hantverkare upp huset och monterar tak och invändig utrustning som dörrar, badrum och kök. Det färdiga huset ser exakt ut som ett hus uppfört med traditionella byggmetoder.

Det kan exempelvis vara blandningar som tillsätts återanvänd betong eller kasserat trä, som bli till ett slags spånplatta.

Trä kräver inte mycket energi att framställa, gynnar inomhusklimatet och binder dessutom koldioxid medan det växer.

Forskare är oeniga om gränsen

Befolkningen växer i olika tempo på olika platser i världen. I den västra delen gick vi under åren efter andra världskriget in i den så kallade tredje fasen, då folkmängden minskade i takt med utbredningen av preventivmedel, högre löner och migration till städerna.

Utvecklingsländer kommer också att nå den tredje fasen före den fjärde, då födelsetalet bara med nöd och näppe täcker dödstalet, så att befolkningstillväxten stagnerar.

Innan vi når dit hotas det ökande antalet människor som bor på samma plats främst av ett fenomen: pandemier.

En analys publicerad i den vetenskapliga tidskriften PNAS 2021 uppskattar risken för en pandemi till cirka 1,9 procent varje år.

Om ett mer smittsamt och dödligt virus än corona sprids globalt, kan det ta livet av hundratals miljoner människor.

Coronapandemin har pressat oss att utveckla nya vacciner, men det tar tid att justera vacciner efter nya sjukdomar. Därför utvecklar läkemedelsföretaget Moderna nu vacciner mot sjukdomar som inte finns än.

Tanken är att bygga upp ett bibliotek med olika "extrakt", som snabbt kan färdigställas till vacciner mot konkreta sjukdomsutbrott.

vacciner överbefolkning

Forskare förbereder sig inför nästa pandemi genom att göra byggstenarna redo för vacciner mot sjukdomar som inte existerar än.

© Shutterstock

Vacciner rustar oss mot pandemier

Risken för att vi under kommande år drabbas av en ny pandemi lika omfattande som covid-19 uppskattas till cirka två procent. Därför arbetar forskare för högtryck med att utveckla vacciner mot sjukdomar vi ännu inte känner till. Det gör de genom att utifrån nuvarande sjukdomsframkallande ämnen att skapa byggstenarna, som kan sättas ihop till vacciner mot nya virus som kan dyka upp.

Med en effektiv vaccinberedskap är förväntningen fortfarande att världens befolkning växer stadigt under kommande år.

Forskarnas uppskattningar av jordens förmåga att mätta människor varierar mycket. FN har gått igenom 65 olika uppskattningar.

33 av dem kommer fram till att jordens smärtgräns är åtta miljarder människor, vilket vi ju redan har passerat. I andra änden av skalan uppskattar en del forskare att jorden kan mätta ända upp till 1 000 miljarder människor.

FN har valt att förutspå att vi år 2100 kommer att vara upp emot tolv miljarder människor på hela jorden. Nu, ungefär en kvart efter att du började läsa den här artikeln har vi blivit 2 500 fler än vi var när du började.