Träkolsliknande biokol förbättrar markens återfuktning och förbättrar jordbruksproduktionen samtidigt som det minskar näringsläckage, ökar kvävet tillgängligt för växter och minskar utsläppet av gasföroreningar. En ny studie av forskare vid Rice University och North Dakota State University samlar in nuvarande och potentiella källor till statligt stöd för att främja produktion och användning av biokol. Kredit:Ghasideh Pourhashem
Även om varje dollar som spenderas på markförbättring kan spara mycket mer i miljökostnader på vägen, uppstartskostnader kan ibland göra det svårt för jordbrukare att implementera bästa miljöpraxis. Ett team av forskare från Rice och North Dakota State University hävdar att detta är särskilt sant för användning av biokol, men att problemet kan lösas genom väl utformad policy.
Biokol är en porös, kolliknande material som produceras via pyrolys, högtemperaturnedbrytning av biomassa. Studier visar att biokol förbättrar markvattenegenskaper och förbättrar jordbruksproduktionen med i genomsnitt 15 procent. Det minskar också näringsläckage, ökar kväve tillgängligt för växter och minskar utsläppet av kvävehaltiga gaser, vilket kan förbättra den lokala luftkvaliteten.
En policystudie ledd av Ghasideh Pourhashem, en tidigare postdoktor vid Rices Baker Institute for Public Policy och nu biträdande professor vid North Dakota State, kartlägger befintliga statliga program och beskriver hur de stöder användningen av biokol för att förbättra jordbrukets produktivitet, binda kol och bevara värdefull jord. Den federala regeringen har redan 35 program som gör – eller skulle kunna – främja spridningen av biokol för att förbättra bevarandet av jordbruket och motverka framtida miljöproblem, enligt Pourhashem och hennes team.
För studien med öppen tillgång i Global förändringsbiologi Bioenergi , Pourhashem arbetade med Rice mentorer Caroline Masiello, en professor i jorden, Miljö- och planetvetenskap, och Kenneth Medlock, James A. Baker, III, och Susan G. Baker Fellow i energi- och resursekonomi.
"Vår tidigare forskning har visat att storskalig tillämpning av biokol i USA:s jordbruksmark kan spara miljontals dollar i hälsokostnader genom att förbättra regional luftkvalitet, sade Pourhashem, som gick med i North Dakotas Department of Coatings and Polymeric Materials och Center for Sustainable Materials Science 2017 och är medlem i US Biochar Initiative advisory board.
Men trots de samlade bevisen, hon sa att adoptionen av biokol har gått långsamt.
Rice University alumn Ghasideh Pourhashem ledde ett försök att samla in och kategorisera en lista över statliga resurser tillgängliga för att främja utvecklingen av biokol för att bevara värdefull jord, förbättra jordbruksproduktionen och förbättra luftkvaliteten. Kredit:Rice University
"Vår nya studie visar hur policyramar kan stödja biokol som resursbesparande, material som ökar skörden och förbättrar sjukvården, " sa Pourhashem.
Forskarna noterar att USA länge har investerat i biobränslen som etanol, och de hävdar att biokol förtjänar liknande långsiktigt stöd för att förbättra landets mark- och livsmedelssäkerhetsstrategi.
Masiello, en biogeokemist och expert på biokol, noterade den ekonomiska kopplingen mellan dem som bär kostnaderna för förändringar i markförvaltningen och de som gynnas.
"Det finns många bönder som vill göra rätt, men fördelarna med biokol kommer inte helt och hållet på gården, " Hon sa, nämner exempel som renare vatten och luft. "Det här dokumentet handlar om hur politiken kan koppla ihop de kostnader som bärs av bönderna med fördelarna för oss alla."
Det enda aktiva lånegarantiprogrammet forskarna identifierat för produktion av biokol är jordbruksdepartementets bioraffinaderi, Förnybar kemisk och biobaserad produkttillverkningsprogram, vilket ger upp till 250 miljoner dollar per projekt. Men andra program som drivs av energidepartementet, Department of Agriculture och initiativ i Iowa, Oregon, Colorado och Minnesota ger nästan 250 miljoner dollar mer i bidrag, matchnings- eller produktionsbetalningar och skattekrediter. Forskarna identifierade också åtta program som totalt erbjuder nästan 30 miljoner dollar i forsknings- och utvecklingsfinansiering som implicit stödjer biokol.
Forskarna konstaterade att regeringens betoning på produktion av biokol är otillräcklig och lutar kraftigt mot biobränslen. De noterade också behovet av mer förhandsinvesteringar i stor biokol-fokuserad produktion snarare än småskaliga anläggningar. De föreslog att investeringar skulle kunna uppmuntras genom att utveckla en brett accepterad uppsättning produktstandarder för biokol.
"De potentiella långsiktiga effekterna av biokol är enorma, "Medlock sa. "Mycket av det senaste stödet för biokol har fokuserat på dess användning för koldioxidbindning, men fördelarna är mycket bredare. De potentiella effekterna på lokal luftkvalitet och vattenkvalitet har konsekvenser som sträcker sig långt utanför applikationsplatsen, vilket gör politiken som stöder investeringar i biokolproduktion och marknadsutveckling till något som bör övervägas allvarligt."
