Биоуголь и энергия из пиролиза могут проложить путь к углеродно-нейтральному сельскому хозяйству в Китае

Исследователи провели комплексный анализ жизненного цикла и выявили, что интегрированная система пиролиза биомассы и выработки электроэнергии в сочетании с мерами по снижению выбросов метана и оксида азота может значительно сократить выбросы парниковых газов от основных сельскохозяйственных культур Китая.

Сельское хозяйство Китая отвечает за _{14% общих выбросов парниковых газов страны. Производство основных продуктов питания (рис, пшеница, кукуруза) занимает 70% обрабатываемых земель и связано с большими выбросами метана (CH4}) и закиси азота (N₂O) из-за интенсивного использования удобрений и орошения.

Управленческие меры недостаточны

Испытанные методы (прерывистое орошение, снижение использования азотных удобрений, возврат соломы в почву) работают, но недостаточны для достижения углеродной нейтральности. Эффект одной меры может нивелироваться при комбинации: например, прерывистое орошение снижает выбросы CH₄ с рисовых полей, но увеличивает эмиссию N₂O.

Биоуголь как часть решения

Пиролиз соломы в биоуголь имеет потенциал для:

• Снижения выбросов CH₄ на рисовых полях (медленное разложение углерода).
• Долгосрочного секвестирования углерода в почве (по сравнению с соломой).
• Снижения выбросов N₂O через ингибирование микробных процессов денитрификации.

Интегрированная система пиролиза и энергогенерации

Пиролиз соломы производит не только биоуголь, но и побочные продукты — биогаз и био-масло. Они могут использоваться в интегрированной системе пиролиза и выработки электроэнергии для замены ископаемого топлива, что дополнительно сокращает выбросы.

Анализ показывает, что только комбинация этой интегрированной системы с различными управленческими методами может обеспечить углеродно-нейтральное производство основных культур в Китае. Под углеродной нейтральностью понимается состояние, когда сумма выбросов всех парниковых газов (CO₂, CH₄, N₂O) от растениеводства компенсируется:

1. Удалением CO₂ через секвестрацию углерода в почве.
2. Компенсацией CO₂ за счёт снижения потребления ископаемого топлива.

Дополнительные преимущества метода:

• Снижение выщелачивания нитратов в водную среду.
• Сокращение выбросов загрязнителей воздуха (например, диоксида серы, вызывающего кислотные дожди).
• Повышение урожайности.

Исследование опубликовано в журнале Nature Food.