Kan cellulosabaserade biobränslen - eller flytande energi från gräs och ved - bli ett grönt bränsle för framtiden? tillhandahålla ett miljömässigt hållbart sätt att möta energibehov? I Vetenskap , forskare vid U.S. Department of Energy-finansierade Great Lakes Bioenergy Research Center säger ja, men med några viktiga varningar.

"Klimatnyttan med cellulosabaserade biobränslen är faktiskt mycket större än vad man ursprungligen trodde, sa Phil Robertson, University Distinguished Professor of Ecosystem Science vid Michigan State University och huvudförfattare till studien. "Men den fördelen beror mycket på flera olika faktorer, allt som vi behöver förstå för att bli rätt."

Även om det ännu inte är en marknadskraft, cellulosahaltiga biobränslen inkluderas rutinmässigt i framtida klimatreducerande scenarier på grund av deras potential att både tränga undan petroleumanvändning och minska utsläppen av växthusgaser. Dessa fördelar, dock, kompliceras av behovet av stora mängder mark för att producera cellulosabaserade biobränslen i stor skala.

"Hållbarhetsfrågan handlar till stor del om effekterna av att använda miljontals hektar amerikansk mark för att odla biobränslegrödor, ", sade Robertson. "Kan vi göra det utan att hota den globala livsmedelssäkerheten, minskad biologisk mångfald, eller minska grundvattentillgången? Hur mycket mer gödsel skulle vi använda? Vilka är avvägningarna för verklig klimatnytta, och finns det synergier vi kan främja?"

Utifrån tio års empirisk forskning, Robertson och GLBRC-kollegor från MSU, University of Wisconsin och University of Maryland identifierar flera framväxande principer för att hantera de komplexa miljömässiga avvägningarna av cellulosahaltigt biobränsle.

Först, forskarna visar hur odling av inhemska fleråriga arter på marginella marker - mark som inte används för livsmedelsproduktion på grund av låg fertilitet eller andra skäl - undviker konkurrens med livsmedelssäkerhet, och ger den största potentialen för klimatbegränsning och fördelar med biologisk mångfald.

Andra, val av gröda är nyckeln. Inhemska fleråriga arter erbjuder överlägsna miljöresultat för ettåriga grödor, men ingen enda gröda verkar vara idealisk för alla platser. Faktiskt, i vissa fall ger blandade grödor överlägsna fördelar. Tredje, Användning av kvävegödsel bör undvikas eller minimeras på grund av dess globala uppvärmning och andra miljöpåverkan.

Enligt forskarna, dessa principer (liksom ytterligare fyra som beskrivs i dokumentet) är tillräckligt för att börja vägleda sunda politiska beslut för att producera hållbara biobränslen. Ser fram emot, dock, teamet efterlyser mer forskning om att designa landskap för att ge optimal energisvit, klimat- och miljöfördelar. De säger att förståelse för hur man bäst integrerar fördelar och avvägningar kommer att vara nyckeln till den framtida framgången för cellulosabaserade biobränslen.

"Med biobränslen, insatserna är höga, " sa Robertson. "Men avkastningen är också hög, och om vi tar hänsyn till nyckelprinciper kan vi börja forma policyer och praxis som kan bidra till att göra cellulosabaserade biobränslen till en trippel vinst för ekonomin, klimatet och för miljömässig hållbarhet i allmänhet. "