Maïs wordt niet alleen voor voedsel verbouwd, het is ook een belangrijke hernieuwbare energiebron. Hernieuwbare biobrandstoffen kunnen gepaard gaan met verborgen economische en milieuproblemen, en de vraag of maïs beter als voedsel of als biobrandstof kan worden gebruikt, is blijven bestaan ​​​​sinds ethanol in gebruik is genomen. Voor de eerste keer, onderzoekers van de Universiteit van Illinois hebben deze problemen gekwantificeerd en vergeleken in termen van economie van het hele productiesysteem om te bepalen of de voordelen van biobrandstofmaïs opwegen tegen de kosten.

Professor Praveen Kumar, hoogleraar civiele techniek en milieutechniek, en afgestudeerde student Meredith Richardson publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift De toekomst van de aarde .

Als onderdeel van een National Science Foundation-project dat de milieu-impact van landbouw in de VS bestudeert, de Illinois-groep introduceerde een alomvattend beeld van het landbouwsysteem, zogenaamde kritieke zonediensten, om de effecten van gewassen op het milieu in geld te analyseren.

"De kritieke zone is de doorlatende laag van het landschap nabij het oppervlak die zich uitstrekt van de top van de vegetatie tot aan het grondwater, " zei Kumar. "De input van menselijke energie en hulpbronnen die betrokken zijn bij de landbouwproductie, verandert de samenstelling van de kritieke zone, die we kunnen omzetten in een maatschappelijke kost."

Om de energie-efficiëntie en milieueffecten van maïsproductie en -verwerking voor voedsel en voor biobrandstof te vergelijken, de onderzoekers inventariseerden de middelen die nodig zijn voor de productie en verwerking van maïs, vervolgens de economische en ecologische impact van het gebruik van deze hulpbronnen bepaald - allemaal gedefinieerd in termen van beschikbare en verbruikte energie, en genormaliseerd naar kosten in Amerikaanse dollars.

"Er zijn veel abstracte concepten om mee te worstelen bij het bespreken van door de mens veroorzaakte effecten in de kritieke zone in landbouwgebieden, " zei Richardson. "We willen het op een manier presenteren die de equivalente dollarwaarde laat zien van de menselijke energie die wordt besteed aan landbouwproductie en hoeveel we winnen wanneer maïs wordt gebruikt als voedsel versus biobrandstof."

Kumar en Richardson waren verantwoordelijk voor tal van factoren in hun analyse, inclusief het beoordelen van de energie die nodig is om het landschap voor te bereiden en te onderhouden voor de landbouwproductie van maïs en de omzetting ervan naar biobrandstof. Vervolgens, ze kwantificeerden de milieuvoordelen en -effecten in termen van kritieke zonediensten, die de effecten op de atmosfeer weergeven, waterkwaliteit en de maatschappelijke waarde van maïs, zowel als voedsel en brandstof.

In geldelijke termen, hun resultaten laten zien dat de netto sociale en economische waarde van de productie van voedselmaïs in de VS $ 1 is, 492 per hectare, tegenover een verlies van $ 10 per hectare voor de productie van maïs op biobrandstof.

"Een van de belangrijkste factoren ligt in de bodem, " zei Richardson. De beoordeling hield rekening met zowel korte- als langetermijneffecten, zoals nutriënten en koolstofopslag in de bodem.

"We ontdekten dat de meeste milieueffecten werden veroorzaakt door de fluxen van nutriënten in de bodem. De rol van de bodem wordt vaak over het hoofd gezien bij dit soort beoordelingen, en het bekijken van het landschap als een kritieke zone dwingt ons om dat op te nemen, ' zei Richardson.

"Maïs gebruiken als brandstof lijkt een gemakkelijke weg naar hernieuwbare energie, " zei Richard Yuretich, de NSF-programmadirecteur voor Critical Zone Observatories. "Echter, uit dit onderzoek blijkt dat de milieukosten veel groter zijn, en de voordelen minder, dan maïs als voedsel te gebruiken."