science >> Wetenschap >  >> Natuur

Biomassabrandstoffen kunnen de opwarming van de aarde aanzienlijk verminderen

Foto van het experiment met het biobrandstoffenteeltsysteem in Michigan, genomen door een onbemand luchtvaartuig (UAV). Onderzoek uitgevoerd door Ben-Gurion University en Michigan State University. Krediet:Ryan Mater

Biomassabrandstoffen afkomstig van verschillende grassen kunnen de opwarming van de aarde aanzienlijk verminderen door koolstof, volgens een langdurige veldstudie door onderzoekers van de Ben-Gurion University of the Negev (BGU) en de Michigan State University (MSU).

In een nieuw artikel gepubliceerd in Milieuwetenschap en -technologie , de onderzoekers onderzochten een aantal verschillende cellulosehoudende biobrandstofgewassen om hun potentieel als petroleumalternatief in ethanolbrandstof en elektrische lichte voertuigen, waaronder personenauto's en kleine vrachtwagens, te testen.

Scenario's voor het tegengaan van klimaatverandering die de wereldwijde temperatuurstijging tot 1,5 °C beperken, zijn gebaseerd op het koolstofarm maken van voertuigbrandstof met bio-energieproductie in combinatie met koolstofafvang en -opslag (BECCS). Carbon Capture and Storage (CCS) is een technologie die tot 90% van de koolstofdioxide (CO 2 ) uitgestoten tijdens elektriciteitsopwekking en industriële processen, die atmosferische toename van CO . voorkomt 2 concentratie. Het gebruik van zowel CCS als hernieuwbare biomassa is een van de weinige koolstofreductietechnologieën die resulteert in een 'koolstofnegatieve' modus - daadwerkelijke verwijdering van koolstofdioxide uit de atmosfeer.

Dit onderzoek, Voor de eerste keer, evalueert naast elkaar gekweekte bio-energiegrondstoffen. De zeven gewassen inbegrepen, wisselgras, gigantische miscanthus, populieren, maïs residuen, herstelde inheemse prairie, en een combinatie van grassen en vegetatie die spontaan groeit na het verlaten van het veld.

"Elk gewas dat we hebben getest, had een zeer significante mitigatiecapaciteit, ondanks dat het op zeer verschillende bodems en onder natuurlijke klimaatvariabiliteit werd geteeld, " zegt dr. Ilya Gelfand, van het BGU French Associates Institute for Agriculture and Biotechnology of Drylands, De Jacob Blaustein Institutes for Desert Research. "Deze gewassen kunnen een zeer aanzienlijk deel van de decarbonisatie van het transport van lichte voertuigen in de VS leveren om CO2 te beteugelen. 2 emissies en langzame opwarming van de aarde." Decarbonisatie van transport is van cruciaal belang om stijgende temperaturen te beperken."

In de studie, in vergelijking met de uitstoot van alleen aardolie, ethanol met bio-energie was 78-290% beter in het verminderen van koolstofemissies; ethanol was 204-416% verbeterd, door biomassa aangedreven elektrische voertuigen aangedreven door biomassa waren 74-303% schoner en door biomassa aangedreven elektrische voertuigen in combinatie met CSS was 329-558% superieur.

De studie werd uitgevoerd aan het Kellogg Biological Station van de Michigan State University (MSU) en het Arlington Research Station van de University of Wisconsin, dat deel uitmaakt van het Great Lakes Bioenergy Research Center van het Amerikaanse Department of Energy. interessant, de gewassen die op MSU werden verbouwd, deden het even goed als die op de vruchtbarere locatie in Wisconsin.

"Dit is belangrijk omdat het betekent dat we deze gewassen waarschijnlijk op marginale gronden kunnen produceren en toch een hoge productiviteit kunnen behalen, " zegt prof. Phil Robertson van MSU, senior auteur van de studie. "Lange termijn veldexperimenten met extreme weersomstandigheden zoals droogte, en werkelijke in plaats van geschatte broeikasgasemissies, zijn cruciaal voor aannames van stresstestmodellen."

De volgende fase van het onderzoek is het beoordelen van andere ecologische en economische aspecten van bio-energiegewassen. De beste gewassen voor biobrandstoffen moeten economisch aantrekkelijk zijn voor boeren, voegen geen stikstof of pesticiden meer toe aan het milieu en zijn milieuvriendelijk.