Argonne -forskare kvantifierar hur man kan minska utsläppen genom att gårdar ändrar sin praxis och använder ny teknik.
För närvarande, jordbrukssektorn bidrar avsevärt till utsläppen av växthusgaser (GHG) i USA, står för nio procent av landets totala utsläpp av växthusgaser. De metoder som spannmålsodlare använder för att producera sina grödor - hantera fruktsamhet, jordbearbetning och växtföljd - påverkar det totala koldioxidavtrycket för amerikanskt jordbruk. Genom att använda hållbara metoder, jordbrukare kan avsevärt minska sitt koldioxidavtryck och bli en viktig partner för biobränsleindustrin i sina ansträngningar att producera lägsta möjliga koldioxidbränsle.
"Detta arbete är unikt eftersom vi tillhandahåller en fullständig kvantifiering av kolintensitet (CI) för vagga-till-gård-grindaktiviteter genom att utföra scenariobaserad analys för utvalda jordbruksmetoder som använder regionaliserade livscykelinventeringsdata och en rumsligt explicit markorganisk kolmodelleringsverktyg. " - Xinyu Liu, postdoktor
En färsk studie av forskare inom Energy Systems -avdelningen vid US Department of Energy's (DOE:s) Argonne National Laboratory kvantifierade hur mycket gårdar som skulle kunna minska utsläppen genom att ändra sin praxis och anta ny teknik. Xinyu Liu, en postdoktor, skrev om den avgörande forskningen i Miljöforskningsbrev , publicerad den 20 juli. Hon samarbetade med Hoyoung Kwon, främsta miljövetare, och Michael Wang, chef för systembedömningar, hela Argonne; och Daniel Northrup, en tidigare entreprenör för DOE:s Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E), nu med Benson Hill, ett växtförbättringsföretag i St. Louis.
"Detta arbete är unikt eftersom vi har kvantifierat hur kolintensiteten (CI) för majsmaterial skulle förändras med ett brett spektrum av jordbruksmetoder och olika jordbruksregioner. Förutom utsläppen av växthusgaser från tillverkning och tillämpning av jordbruksinsatser, vi har också övervägt effekterna av markens organiska kol, "sa Liu.
Forskningen fokuserade på majsbältet i Illinois, Indiana, Iowa, Minnesota, Nebraska, Ohio, Michigan, South Dakota och Wisconsin och visade hur olika jordbruksmetoder påverkar råmaterialets CI. Hållbara jordbrukare kan implementera lägre CI -metoder, som att anta bevarande jordbearbetning, minska användningen av kvävegödselmedel, och implementering av täckgrödor, för att minska sitt koldioxidavtryck, vilket kan förbättra gårdens effektivitet och hjälpa miljön.
Argonne -teamets forskning har historiskt fokuserat på CI för biobränslen, som bestäms via livscykelanalystekniken för att redogöra för energi-/materialanvändning och utsläpp när råmaterial produceras och omvandlas till bränsle. Tekniken används av California Air Resources Boards Low Carbon Fuel Standard (LCFS) -program för att beräkna biobränsle CI. Gårdar som minskar biobränsle -CI kan generera LCFS -kredit, som har ett monetärt värde för biobränsleproducenter och potentiellt för jordbrukare som levererar de lägre kolmaterialen. Biobränsleproducenter kan förbättra sin totala CI -poäng genom att belöna råvaror med lägre CI, därigenom reduceras det totala CI för biobränslen ytterligare.
För närvarande, LCFS tillåter applikationer från individuella biobränslekonverteringsanläggningar, vilket resulterade i betydande investeringar och innovation i produktionsprocesser för att minska CI. Dock, styrelsen får CI för råvaror baserat på ett nationellt genomsnitt, oavsett de betydande variationerna på fältnivå i CI baserat på produktionspraxis. Argonne -arbetet avgör källan till variationen och föreslår att en förändring av jordbrukspraxis skulle leda till stora utsläppsminskningar om det genomförs i stort.
"Vi utförde scenariobaserad CI-analys av majsetanol, tillsammans med regionaliserade inventeringsdata, för olika jordbruksmetoder för att hantera majsfält och identifierade viktiga parametrar som påverkar utsläpp från växthusgaser från vagga till gård, "sa Liu." Resultaten visar stora rumsliga variationer i CI för majs, och så småningom för etanol, på grund av användning av gårdens insatser och metoder för markförvaltning. "
