Травы могут стать альтернативной культурой для производства этанола
Исследователи из Университета Иллинойса провели первый масштабный географический анализ урожайности и экономики потенциальных травяных энергетических культур на Среднем Западе США.
Спрос на биотопливо растет. Кукурузный этанол — основной биотопливный продукт на рынке, но его производство конкурирует с использованием кукурузы в пищу. Федеральные нормы предписывают производить 79 миллиардов литров биотоплива ежегодно из некукурузной биомассы к 2022 году.
Крупные травы, такие как просо прутьевидное (switchgrass) и мискантус, могут стать источником биомассы с преимуществами:
- Лучшая фиксация азота и поглощение углерода.
- Больший объем этанола с акра.
- Меньшие потребности в воде по сравнению с кукурузой.
Результаты исследования
Исследование, опубликованное в журнале Global Change Biology Bioenergy, основано на покомпонентном анализе, а не на обобщении по всему региону.
Урожайность:
- Урожайность мискантуса в целом очень высока — до трех раз выше, чем у проса прутьевидного на Среднем Западе.
- Просо прутьевидное плохо переносит холод, поэтому плохо растет на высоких широтах (например, в Миннесоте или Висконсине).
- Урожайность обеих трав сильно варьируется: ниже на севере и значительно выше на юге.
- В самых южных округах (южный Иллинойс, почти весь Миссури) модель предсказывает большее производство трав, чем текущих культур кукурузы и сои.
Экономика и затраты:
Исследователи оценили минимальную цену, по которой землевладельцам нужно продавать травы, чтобы окупить затраты. Ключевые факторы:
- Высокие первоначальные затраты: особенно для мискантуса, который высаживается дорогими корневищами (ризомами).
- Задержка урожая: мискантус и просо прутьевидное дают первый урожай только через 2 года.
- Высокая стоимость уборки: составляет почти треть стоимости производства биомассы.
- Альтернативная стоимость земли: фермер теряет прибыль от кукурузы и сои.
Выводы и перспективы
Травы для биотоплива могут быть рентабельной культурой в США при определенных условиях.
«Мы выяснили, что выращивать мискантус и просо прутьевидное выгоднее в районах, где их урожайность высока, а урожайность кукурузы и сои — низка», — сказала Мадху Кханна.
Такие условия характерны для южного Иллинойса или Миссури, где кукуруза не так продуктивна, как в центральном Иллинойсе или Айове.
Дальнейшие исследования команда планирует посвятить изучению стоимости выращивания этих трав на маргинальных землях, непригодных для производства продуктов питания. Это может значительно снизить основные компромиссы в производстве биомассы.