science >> Wetenschap >  >> Biologie

Uitbreiding van Braziliaans suikerriet kan de wereldwijde CO2-uitstoot verminderen

In tegenstelling tot de VS, Brazilië gebruikt bijna de hele suikerrietplant voor energie, het extraheren van de suiker om ethanol te maken, maar ook het verbranden van de bladeren en stengels om elektriciteit op te wekken. Krediet:Jaykayl

Een sterk uitbreidende suikerrietproductie in Brazilië voor conversie naar ethanol zou de huidige wereldwijde uitstoot van kooldioxide met maar liefst 5,6 procent kunnen verminderen, onderzoekers rapporteren in het tijdschrift Natuur Klimaatverandering .

Dit zou een enorme onderneming zijn, met de conversie van honderdduizenden vierkante mijlen - op zijn meest ambitieuze, meer dan het gecombineerde landoppervlak van Texas en Californië - tot suikerrietvelden. Maar het kan worden bereikt zonder de ecologisch kwetsbare gebieden in Brazilië aan te tasten en terwijl de uitbreiding van andere landbouwgewassen en menselijke behoeften mogelijk is, melden de onderzoekers.

De koolstofgerelateerde kosten van het omzetten van het land naar suikerrietvelden zijn in de analyse meegenomen.

Het onderzoek was gebaseerd op een nieuwe benadering voor het modelleren van het precieze gedrag van suikerrietgewassen die groeien in regio's met een verschillende bodemsamenstelling, temperatuur, regenval en tal van andere parameters, zei Stephen P. Long, een professor in gewaswetenschappen en plantenbiologie aan de Universiteit van Illinois die de analyse leidde met een internationaal team dat wetenschappers van de Universiteit van Sao Paulo in Brazilië omvatte.

"De meeste modellen die worden gebruikt om toekomstige gewasproductie te voorspellen, zijn statistische modellen die echt niet volledig rekening houden met de manier waarop veranderingen in water, koolstofdioxide en temperatuur werken op elkaar in om de suikerrietproductie te beïnvloeden, " zei Long. "We hebben hier een mechanisch model gebruikt dat de plant laat groeien, dus het wordt aangedreven door de factoren waarop de plant elk uur reageert."

De Braziliaanse regering heeft ecologisch kwetsbare gronden in kaart gebracht die niet voor landbouw kunnen worden gebruikt, industrie of andere vormen van ontwikkeling, zei lang.

"We hebben de voorgestelde suikerrietproductie binnen het gebied gehouden dat legaal kan worden omgezet, " hij zei.

Brazilië heeft al veel bereikt met zijn suikerriet-naar-ethanolindustrie, zei mede-auteur van de studie Amanda De Souza, een postdoctoraal onderzoeker aan Illinois en de Universiteit van Sao Paulo.

"Anders dan in de VS, Brazilië gebruikt bijna de hele suikerrietplant voor energie, de suiker extraheren om ethanol te maken, maar ook de stengelresten verbranden, bekend als bagasse, om de molen aan te drijven, waarbij het overschot wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken en te verkopen, " De Souza zei. "De omzetting van de cellulosecomponent van de bagasse in ethanol zal waarschijnlijk ook kosteneffectief worden in Brazilië.

"De productie van ethanol op basis van suikerriet in Brazilië is tegenwoordig veel efficiënter dan ethanol uit maïs. en genereert slechts 14 procent van de kooldioxide-emissies van aardolie, " zei De Souza. De meeste auto's in Brazilië zijn flex-fuel, die op ethanol kan lopen, benzine of een mengsel van beide. tegen 2012, Braziliaanse benzinestations verkochten meer ethanol dan benzine, ze zei.

"De suikerrietproductie in Brazilië is waarschijnlijk de meest geavanceerde ter wereld, " zei Long. En om zijn ecologische voetafdruk nog verder te verkleinen, de regering van Sao Paulo, de belangrijkste ethanolproducerende staat in Brazilië, heeft onlangs het verbranden van suikerriet voor de oogst verboden. Een praktijk die nog steeds gebruikelijk is in de Amerikaanse suikerrietindustrie, verbranding verwijdert de bladeren en vermindert het grootste deel van het materiaal dat naar de molen moet worden vervoerd, maar voegt fijnstofverontreiniging toe aan de atmosfeer en vermindert organische stof in de bodem, aldus de onderzoekers.

"Onze conclusie is dat deze industrie behoorlijk kan uitbreiden en een belangrijke bijdrage kan leveren aan het koolstofarm maken van brandstof. ' zei Lang.

Het team keek naar drie scenario's die de suikerrietvoetafdruk in Brazilië tussen 37,5 miljoen en 116 miljoen hectare zouden vergroten (144, 788 tot 447, 879 vierkante mijl).

"Het grotere scenario is vergelijkbaar met het landoppervlak dat is gewijd aan maïs en soja in de VS, "Long zei. "We hebben ongeveer 90 miljoen hectare aan maïs en soja in de VS - het grootste deel daarvan, natuurlijk, in het middenwesten."

Het klimaatakkoord van Parijs van december 2015 ondertekend door 196 landen, streeft ernaar de gemiddelde temperatuur op aarde te beperken tot minder dan 2 graden C (3,6 graden Fahrenheit) boven het pre-industriële niveau, zei lang.

"De enige manier om daar te komen, is door een enorme vermindering van de netto CO2-uitstoot, ' zei hij. 'Geen enkele oplossing zal ons daar brengen. We zullen een hele reeks incrementele stappen moeten implementeren. We proberen erop te wijzen dat dit een zeer belangrijke stap kan zijn, en een die tijdig kon worden gerealiseerd.

"Deze expansie hoeft niet te stoppen bij Brazilië, " zei hij. "Vele acres die eens suikerriet groeiden - van de Caraïben tot Hawaï - liggen nu inactief. De productie van suikerriet tot ethanol zou dit land weer bruikbaar maken."