Terwijl je deze zin leest, groeit de bevolking van onze planeet met vijf of zes, en morgen rond deze tijd zijn er al 250.000 mensen bijgekomen.
We zijn al met z’n 8 miljarden, en er wordt hard gewerkt aan technologieën die mensen voorzien van water, voedsel, onderdak en zorg – ook voor de volgende miljard wereldburgers.
Maar ook al halen we de 9 miljard, dan blijft de vraag: zegt de aarde op een gegeven moment niet gewoon ‘stop’?
En zo ja, wanneer is dat dan?
Afrika was te klein
De eerste moderne mensen zagen ongeveer 200.000 jaar geleden het levenslicht in Afrika, en hun nakomelingen verlieten het continent 60.000 tot 90.000 jaar geleden.
Bevolkingsdeskundigen schatten dat er toen zo’n 100.000 mensen waren.
Bevolkingstrends hebben vier fasen. In fase 1 is het geboortecijfer hoog, maar het sterftecijfer ook, zodat de bevolking langzaam groeit. Toen we uit Afrika migreerden, zaten we in deze fase. Aan het begin van de jaartelling zaten we nog in fase 1. Er waren wereldwijd 200 à 300 miljoen mensen, en het zou nog zo’n 1800 jaar duren voordat we een miljard zouden bereiken.
Maar daarna ging het snel.
De VN verwachten dat we in 2037 met 9 miljard zullen zijn.
We kwamen in fase 2 terecht, met een hoog geboortecijfer, maar een laag sterftecijfer, mede dankzij nieuwe technologieën.
In slechts 100 jaar verdubbelde de wereldbevolking, en in 2000 waren er 6 miljard mensen. We zijn nu al met 8 miljard en over 14 jaar zelfs met 9 miljard.
Zo’n vier jaar geleden sloegen verschillende regio’s in de wereld alarm over het gebrek aan schoon drinkwater. Verder gaat ruim 1 miljard mensen elke nacht met honger naar bed en eenzelfde aantal kampt met de gevolgen van het gebrek aan onderdak.
Gelukkig zijn er mooie oplossingen in aantocht: nanofilters voor water, verticale landbouw en 3D-printers zorgen voor basisbehoeften, terwijl nieuwe vaccins ons wapenen voor mogelijke pandemieën.
Zout water om onze dorst te lessen
De eerste basisbehoefte van iedere mens is water. We leven op een ‘blauwe planeet’, maar daar hebben we niet heel veel aan, want een liter zeewater bevat ongeveer 35 gram zout. Slechts circa 3 procent van de 1,4 miljard kubieke kilometer water op aarde is zoet water.
Zeewater kan worden ontzilt in een van de 20.000 ontziltingsinstallaties in de wereld, waar het wordt gefilterd en chemisch gezuiverd. Een half miljard mensen profiteert zo dagelijks van ongeveer 100 miljoen kubieke meter zeewater.
Voor ontzilting zijn er echter veel energie en chemicaliën nodig. Wetenschappers hebben daarom een nieuwe methode ontwikkeld, die water kan ontzilten met behulp van buizen van 1 tot 2 nanometer, die bestaan uit het element fluor.
De onderzoekers hebben aangetoond dat water in deze fluorbuizen duizend keer zo snel kan worden gefilterd als in een conventionele installatie.
Fluor zet zout water om in drinkwater
1. Fluor wordt samengevoegd in een ring
Fluormoleculen (groen) worden in een ring bijeengehouden door een schil, die bestaat uit een waterafstotend chemisch rooster (blauw). De opening is slechts 1 nanometer breed: een miljoenste millimeter.
2. Nanoringen worden gestapeld
De platte ‘nanoringen’ worden opgestapeld tot een met fluor beklede buis. Fluor is negatief geladen en zal chloorionen (wit), die zich in het zout (natriumchloride) van zeewater bevinden en ook negatief geladen zijn, afstoten.
3. Membraan laat water door
De nanobuisjes vormen samen een membraan dat zo fijn is dat het samengeklonterde watermoleculen scheidt en zout vasthoudt, zodat alleen schoon water wordt doorgelaten.
Ontzilting is echter slechts een deel van de oplossing voor de bevolkingstoename. We moeten ook iets doen aan de manier waarop we landbouw bedrijven.
Landbouw in de hoogte
Als we 9 miljard monden willen voeden, moet volgens schattingen de huidige voedselproductie verdubbelen.
Landbouw neemt echter veel ruimte in beslag en is belastend voor het milieu. De opbrengst is onvoorspelbaar vanwege externe invloeden.
Te veel regen leidt tot overstromingen, te weinig tot uitgedroogde planten. Te veel zon leidt tot zwartgeblakerde gewassen, maar bij te weinig zon zullen ze niet rijpen.
Als we kiezen voor zogeheten verticale landbouw, waarbij licht en water elektronisch worden geregeld,
wordt onze voedselproductie voorspelbaarder en stabieler.
Volgens cijfers van Columbia University is er voor verticale landbouw tot 95 procent minder water nodig dan voor conventionele landbouw en levert iedere vierkante meter 80 procent meer voedsel op.
Verticale landbouw kan in de buurt van de consumenten plaatsvinden, zodat de oogst minder ver hoeft te worden vervoerd. Daarnaast is het voedsel schoner en dus langer houdbaar, en wordt er minder voedsel verspild.
Bij verticale landbouw worden gewassen in lagen gekweekt, bij de consument om de hoek. Water en licht worden elektronisch geregeld, dus het verbruik is lager.
Haal het land naar binnen
De landbouw neemt bijna 40 procent van het land op aarde in beslag, stoot veel CO2 uit en verbruikt grote hoeveelheden drinkwater. Bij verticale landbouw wordt voedsel echter geproduceerd in hallen met meerdere verdiepingen, waar licht en water elektronisch worden geregeld. Zo wordt het waterverbruik geminimaliseerd en kan de productie bij de consument in de buurt plaatsvinden, ook in de stad.
Een van de grootste verticale landbouwsystemen bevindt zich in Denemarken in de buurt van Kopenhagen. Hier kweekt het bedrijf Nordic Harvest sla en kruiden op 14 etages. Ze oogsten 15 keer per jaar, wat in totaal zo’n 1000 ton voedsel oplevert.
Huizen binnen 24 uur geprint
De wereldbevolking heeft huizen nodig. Ongeveer een miljard mensen krijgt de komende twee jaar te maken met het tekort aan onderdak.
Dit vraagt om technologie waarbij huizen snel kunnen worden gebouwd – en klimaatvriendelijker dan nu, want de bouw is verantwoordelijk voor ruim 40 procent van de totale wereldwijde CO2-uitstoot.
Hiervoor kijken we vooral naar 3D-printers.
Sinds je 10 minuten geleden begon met het lezen van dit artikel, is de wereldbevolking met meer dan 1600 mensen gegroeid.
Veel gebouwen bestaan uit betonnen elementen die in een fabriek worden gegoten en naar een bouwplaats worden vervoerd.
We kunnen huizen nu echter ook 3D-printen op locatie. Zo kan een eengezinswoning bijvoorbeeld binnen 24 uur worden geprint.
Dit leidt tot minder verspilling van bouwmaterialen, minder transport en minder schadelijke materialen.
Reuzenprinter bouwt huis in 24 uur
In de Amerikaanse staat Virginia is bouwbedrijf Black Buffalo 3D nu 200 eengezinswoningen aan het 3D-printen. De NEXCON-printer bewijst dat deze technologie te gebruiken is om snel goedkope en milieuvriendelijke huizen te bouwen.
1. Printer weegt 19 ton
Black Buffalo 3D gebruikt voor zijn bouwproject de NEXCON, een van de grootste 3D-printers op de markt. De printkop is gemonteerd op een computergestuurde, mobiele stellage met een spanwijdte van 14 meter.
2. Cement is de inkt
De printer gebruikt een speciaal cementmengsel en bouwt het huis laag voor laag op. De ‘inkt’ wordt vanuit een silo naar de printkop gevoerd. Deze kan betonlagen leggen met een snelheid van wel 25 cm per seconde.
3. Het huis is klaar
Binnen een dag zijn alle muren geprint. Dan maken bouwvakkers het huis af en installeren ze het dak en de deuren, badkamers en keukens. Het huis ziet er nu precies zo uit als een woning die met traditionele bouwmethoden is neergezet.
Dat kunnen mengsels zijn van gerecycled beton of afgedankt hout, waar een soort spaanplaat van wordt gemaakt.
Houtproductie kost weinig energie, is goed voor het binnenklimaat en hout bindt CO2 terwijl het groeit.
Wetenschappers zijn het oneens over de grens
De bevolking groeit nergens even snel. In de westerse wereld kwamen we na de Tweede Wereldoorlog in fase 3. Het geboortecijfer daalde dankzij anticonceptie, hogere lonen en migratie naar de steden.
Ontwikkelingslanden bereiken op termijn ook fase 3 en daarna fase 4, waarin de geboorte- en sterftecijfers praktisch in balans zijn en de bevolkingsgroei stagneert.
Voordat we zover zijn, wordt het toenemende aantal mensen dat op dichtbevolkte plekken woont, bedreigd door één fenomeen in het bijzonder: pandemieën.
In een analyse die in 2021 in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS werd gepubliceerd, wordt de kans op een nieuwe pandemie geschat op ongeveer 1,9 procent per jaar.
Als een virus dat besmettelijker en dodelijker is dan corona zich wereldwijd verspreidt, kan het honderden miljoenen mensen doden.
Vanwege corona ontwikkelen we nu allerlei nieuwe vaccins, maar het kost tijd om die aan te passen aan nieuwe ziekten. Daarom ontwikkelt het farmaceutische bedrijf Moderna nu vaccins tegen ziekten die nog niet bestaan.
Het idee is om een bibliotheek op te bouwen van verschillende ‘extracten’, die snel kunnen worden doorontwikkeld tot vaccins tegen specifieke aandoeningen.
Wetenschappers bereiden zich voor op de volgende pandemie door bouwstenen te maken voor vaccins tegen ziekten die nog niet bestaan.
Vaccins beschermen ons tegen pandemieën
De kans dat we op korte termijn met een nieuwe pandemie als COVID-19 te maken krijgen, wordt geschat op ongeveer 2 procent. Daarom werken wetenschappers keihard aan vaccins tegen ziekten die we nog niet kennen. Ze doen dit door uit bestaande ziekteverwekkers bouwstenen te maken die kunnen worden samengevoegd tot vaccins tegen nieuwe virussen die de kop op kunnen steken.
Als we ons goed voorbereiden met vaccins, kan de wereldbevolking de komende jaren nog gestaag groeien.
De schattingen van wetenschappers over de hoeveelheid monden die onze planeet kan voeden, lopen sterk uiteen. De VN bestudeerden schattingen van maar liefst 65 verschillende onderzoeken.
33 hiervan leggen de grens bij 8 miljard mensen. Die hebben we inmiddels al overschreden. Sommige wetenschappers denken echter dat de aarde wel 1000 miljard mensen kan voeden.
Hoe dan ook, de VN voorspellen dat er in 2100 zo’n 12 miljard mensen op aarde zijn. Vanaf het moment dat je dit artikel begon te lezen, ongeveer 15 minuten geleden, zijn er alweer 2500 geboren.