Biopaliwa z Switchgrass: zielonych pastwiskach Energetyki


Original: https://bioenergy.ornl.gov/papers/misc/switgrs.html

Kliknij tutaj, aby pobrać lub zobaczyć tę broszurę w formacie PDF (191 k)

Trawa sięga tak daleko, jak okiem sięgnąć, i setki mil dalej.Ocean trawy-tyle głęboko połknąć konia i jeźdźca-kołysanie i śpiew w stałym wiatrem Wielkich Równin. § American prairie-dziesiątki milionów akrów-raz wyglądał tak. Ale to było wieki temu, przed przyjściem białego człowieka, kolei i pługa stali. Dziś, kukurydzy i fasoli dominują, a resztki tallgrass prerii Ameryki są ograniczone przede wszystkim do parków i konserw. § Teraz jednak, na działkach badawczych i laboratoriów w Plains stanach, a nawet w Deep South nasiona zmiany są kiełkowania. Wysoki, rodzimych traw prerii, tak istotne dla naszej ziemi w przeszłości ekologicznej może okazać się równie ważne dla jej przyszłości gospodarczej. Takie trawy raz karmione miliony żubrów. Wkrótce uprawiane jako rośliny energetyczne, mogą pomóc milionom paliwa w samochodach i ciężarówkach, spin turbin energetycznych i chemicznych dostaw do amerykańskich branż.

SwitchgrassDziałki testowe switchgrass w Auburn University przyniosły do ​​15 ton suchej biomasy z hektara, a rentowność pięcioletnich średnia 11,5 ton, na tyle, aby 1150 galon etanolu z hektara rocznie.

 

 

 

 

 

US Department of Energy (DOE), uważa, że ​​biopaliwa wykonane z roślin rodzimych traw, takich jak szybko rozwijająca switchgrass-może zmniejszyć narodu zależność od zagranicznej ropy, ograniczenia emisji z “gazu cieplarnianego” dwutlenku węgla, i wzmocnić farmę Ameryki gospodarka. Surowiec Biopaliwa Program Rozwoju (BFDP) w Oak Doe Ridge National Laboratory (ORNL), zebrał zespół naukowców od ekonomistów i analityków energii do fizjologów roślin i genetyków położyć podwaliny dla nowego źródła energii odnawialnej. Wliczone są naukowcy z uniwersytetów, innych laboratoriów krajowych i rolniczych stacji badawczych na całym narodzie. Ich celem, według ORNL fizjologa Sandy McLaughlin, który prowadzi wysiłki badawcze Switchgrass, jest niczym budowanie podstaw dla przemysłu biopaliw, które uczynią i rynku etanolu i innych biopaliw z switchgrass i po cenach konkurencyjnych z paliw kopalnych, takich jak benzyna i diesel.

Nie trawa w ogródku

Po pierwsze, rozróżnienie: switchgrass i Twój podmiejski trawnik trawy-bluegrass i Zoysia trawy są tak podobne jak shopping-mall ficus i starym wzrostu sekwoi. Switchgrass jest duży i jest to trudne, po dobrym sezonie wegetacyjnym, może stanąć 10 metrów wysokości, z łodyg, jak grube i mocne jak kredki drewna.

Ale to, co sprawia, że ​​switchgrass złe dla bosych trawników sprawia, że ​​idealnie nadaje się do uprawy roślin energetycznych: Rośnie szybko, zdobywając dużo energii słonecznej i zamieniając go w wielu chemicznych celulozę energii to może być skroplony, zgazowaniu lub spalone bezpośrednio. Jest również sięga do powierzchni gleby w wodzie, i użyto wody znajdzie się bardzo wydajnie.

I dlatego, że wydał miliony lat zmieniających się rozwijać w klimacie i warunkach uprawy obejmujących większość narodu, switchgrass jest niezwykle elastyczne.

Teraz, aby switchgrass nawet bardziej obiecujące, naukowcy z całego kraju pracują na zwiększenie Switchgrass mrozoodporność i plonów, dostosowanie odmiany do szerokiego zakresu warunków uprawy i zmniejszyć zapotrzebowanie na azot i innych nawozów chemicznych. Według “odcisków palców” DNA i fizjologiczne licznych odmian, naukowcy stale identyfikacji i hodowli odmian switchgrass które pokazują wielką obietnicę na przyszłość.

BalerBales and trees

Switchgrass można wyciąć i dostarczany za pomocą standardowych urządzeń rolniczych.

Wydajność marzeń

W twardym, gleby płytkie południowej Alabamy, Dave Bransby zamienia pola bawełny do próbki o użytków zielonych. Niektóre Alabama żart rolnikom, że nie ma gleby w Alabamie do gospodarstw dwóch wieków bawełna króla i erozji stały nie wyjechały w tyle. Jednak Bransby, naukowiec pasz w Auburn University, znalazł upraw, które rozwija się tam: Wśród 19 miejsc badawczych w Europie Wschodniej i Środkowej USA wychowujących Switchgrass na BFDP badań site Bransby za posiada roczny rekord na 15 ton na akr . To są suche ton ważyły ​​po wszystkim wilgoci został upieczony na zewnątrz. Konwersja, że do etanolu, alkoholu, który może napędzać pojazdy, i to wynosi około 1500 galonów na akr. Bransby 6-letniej średniej, 11,5 tony roku, przekłada się na około 11.500 galonów etanolu z hektara.Dodatkową korzyścią jest to, że prąd może być wytwarzany z części o resztek roślin uprawnych, które nie będą się konwersji etanolu.

Men in field of switchgrassWielu rolników już doświadczenie w podnoszeniu Switchgrass do paszy lub ochrony gleby przed erozją. Poza tym widać bardzo obiecujący dla produkcji energii, switchgrass przywraca również istotne organicznych substancji odżywczych do gleby uprawiane-out.

 

Wielu rolników już rosnąć Switchgrass, jako pasza dla zwierząt lub jako roślina okrywowa, do kontroli erozji. Kultywowanie Switchgrass jako roślin energetycznych zamiast wymaga tylko niewielkich zmian w, jak to się udało, a kiedy to zbiera. Switchgrass można wyciąć i belach z konwencjonalnych kosiarek i pras. I to jest hardy, elastyczne wieloletnia, więc po jej działalność w dziedzinie, może to być zbierane jako uprawy środków pieniężnych, albo raz w roku lub co pół roku, na 10 lub więcej lat przed przesadzania jest potrzebne. I dlatego, że ma wiele zastosowań, jako surowca etanolu, jako paszy, jak ziemia cover-rolnik, który rośliny switchgrass mogą być pewni, wiedząc, że uprawa switchgrass będą dobrze wykorzystane.

Rolnicy pracujący w trybie produkcyjnym mogą nie odpowiadać Bransby w starannie utrzymanym działek badawczych, ale jeśli przyniesie przyszłość podwyżek cen lub ropy naftowej, jeśli podatki ekologiczne są ostatecznie nałożona na paliwach kopalnych, energia z switchgrass może okazać się konkurencyjna ekonomicznie z ropy naftowej i węgla, co upraw biomasy atrakcyjne dla amerykańskich rolników. A z najnowszych osiągnięć w technologii gazyfikacji, switchgrass może przynieść wiele przydatnych paliw-syntetycznej benzyny i oleju napędowego, metanolu, metanu, a nawet wodór, jak i chemicznych produktów ubocznych do wyrobu nawozów przydatne, rozpuszczalniki, oraz tworzyw sztucznych.
Silne korzenie środowiskowe

Roczna uprawa wielu upraw rolnych wyczerpuje materii organicznej gleby, stale zmniejsza płodność. Ale switchgrass dodaje materii organicznej-rośliny rozszerzyć aż tak daleko pod ziemią, jak powyżej. A z siecią łodyg i korzeni, switchgrass posiada na ziemi, nawet w zimie, aby zapobiec erozji.

Oprócz pomocy powolnego odpływu i gleby kotwicy, switchgrass można również filtrować wycieków z pól upraw tradycyjnych upraw rzędowych. Stref buforowych o switchgrass, posadzone wzdłuż streambanks i wokół terenów podmokłych, mogą usunąć cząsteczki gleby, pestycydów i pozostałości nawozów z wody powierzchniowej, zanim dotrze do wód gruntowych lub strumieni-i mogą również dostarczać energię.

A ponieważ switchgrass usuwa dwutlenek węgla (CO2) z powietrza, jak rośnie, to ma potencjał, aby spowolnić tworzenie się tego gazu cieplarnianego w atmosferze Ziemi. W odróżnieniu od paliw kopalnych, co po prostu uwalniają coraz więcej CO2, co zostało w geologicznego składowania milionów lat, rośliny energetyczne Switchgrass “zielony” CO2 w kółko, z roku na rok w cyklu rozwoju i stosowania.
Droga

Jednym z powodów, naukowcy BFDP są przekonani, że switchgrass może stać się ważnym surowcem do produkcji etanolu są fundamenty, które już zostały ustanowione przez plantatorów kukurydzy. Produkcja etanolu US z kukurydzy wynosi obecnie prawie 2000000000 galon roku. Część tego etanolu miesza się z benzyną do podejmowania gazohol, niektóre są dopracowane do krzykaczy oktanową benzyny, a niektóre są spalone, albo w czystej (“czysty”) postaci lub zmieszany z małego odsetka benzyny, w flot badań i pojazdy demonstracyjne.

Bird in switchgrass

 

Patrząc w dół drogi, McLaughlin uważa switchgrass oferuje istotne zalety jako roślin energetycznych.

 

“Produkcja etanolu z kukurydzy wymaga prawie tak dużo energii do produkcji, jak to daje,” wyjaśnia, “podczas gdy etanol z switchgrass może produkować około pięć razy więcej energii niż można umieścić w. Po czynnikiem w energię potrzebną do ciągników, rolnicze Transport Sprzęt, roślin i zbiorów, i tak dalej, wyjściowa netto energii rózgowe jest około 20 razy lepiej niż kukurydza-tych. ” Switchgrass również jest o wiele lepszą pracę ochrona gleby, praktycznie eliminując erozji. I usuwa znacznie więcej CO2 z powietrza, pakowanie ją w glebie i korzeniach.
Ptak w Switchgrass Switchgrass oferuje doskonałe siedlisko dla wielu gatunków ptaków i małych ssaków.

Powrót do przyszłości

Na przełomie ubiegłego stulecia, systemu transportu w Ameryce napędzany był przez biomasy: 30000000 konie i muły, lub dać kilka milionów, wyciągnął wózki, ciągnięte wagony, przeciągnięty pługi. Według Kena Vogel, US Department o Agriculture genetyk pasz pomaga rozwijać i testować Switchgrass na BFDP, zastępując siłę zwierząt o mocy maszyn uwolnione 80.000.000 hektarów gruntów gruntów USA, które były używane do wzrostu trawy i innych pasz dla tych milionów zwierząt. Teraz, na progu następnego stulecia, koło może zacząć się obracać pełne koło. On milionów hektarów gruntów rolnych nie potrzebnych do upraw, szybko rosnące uprawy energetyczne switchgrass-zbierane i przekształcić skutecznie do czystego spalania, przystępnej etanolu, metanolu, lub diesel-może ponownie dostarczyć ogromnej ilości koni mechanicznych.

W skrócie, biomasa może przywrócić do 21-go wieku wersję prerii. A wraz z prerii, może to przynieść nowe uprawy dla gospodarstw amerykańskich, przyczyniając się do wzrostu niezależności energetycznej USA i jaśniejsze perspektywy czystej, zrównoważonej przyszłości. Według BFDP i jej partnerów badawczych w całym kraju, to przyszłość warto kultywować.