Afgørende forskning opdager praksis, teknologier, der er nøglen til bæredygtigt landbrug

Argonne -forskere kvantificerer, hvordan man kan reducere emissioner ved at gårde ændrer deres praksis og anvender nye teknologier.

I øjeblikket, landbrugssektoren bidrager betydeligt til drivhusgasemissionerne (GHG) i USA, tegner sig for ni procent af landets samlede drivhusgasemissioner. Den praksis, som kornbønder bruger til at producere deres afgrøder - styring af frugtbarhed, jordbearbejdning og afgrøderotationer - påvirker det samlede landbrugs CO2 -fodaftryk. Ved at bruge bæredygtig praksis, landmænd kunne reducere deres CO2 -fodaftryk betydeligt og blive en vital partner for biobrændstofindustrien i bestræbelserne på at producere de lavest mulige kulstofbrændstoffer.

"Dette arbejde er unikt, da vi leverer en komplet kvantificering af kulstofintensitet (CI) for vugge-til-gård-gate-aktiviteterne ved at udføre scenariebaseret analyse for udvalgte landbrugspraksis, der anvender regionaliserede livscyklusopgørelsesdata og en rumligt eksplicit jordbunden organisk kulstofmodelleringsværktøj. " - Xinyu Liu, postdoktor udpeget

En nylig undersøgelse af forskere i Energy Systems -divisionen ved US Department of Energy's (DOE's) Argonne National Laboratory kvantificerede, hvor meget gårde der kunne reducere emissioner ved at ændre deres praksis og anvende nye teknologier. Xinyu Liu, en postdoktor, skrev om den centrale forskning i Miljøforskningsbreve , udgivet den 20. juli. Hun samarbejdede med Hoyoung Kwon, vigtigste miljøforsker, og Michael Wang, leder af systemvurderinger, hele Argonne; og Daniel Northrup, en tidligere entreprenør for DOE's Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E), nu med Benson Hill, et afgrødeforbedringsfirma i St. Louis.

"Dette arbejde er unikt, da vi har kvantificeret, hvordan majsråstofets kulstofintensitet (CI) ville ændre sig med en lang række landbrugspraksis og forskellige landbrugsregioner. Udover drivhusgasemissionerne fra fremstilling og anvendelse af landbrugsinput, vi har også overvejet virkningerne af jordens organiske kulstof, "sagde Liu.

Forskningen fokuserede på majsbæltet i Illinois, Indiana, Iowa, Minnesota, Nebraska, Ohio, Michigan, South Dakota og Wisconsin og viste, hvordan forskellige landbrugspraksis påvirker råstof -CI. Bæredygtige landbrugsfagfolk kan implementere lavere CI -praksis, såsom vedtagelse af bevaringsbearbejdning, reducere brug af nitrogengødning, og implementering af dækafgrøder, at reducere deres CO2 -fodaftryk, som kunne forbedre bedriftens effektivitet og hjælpe miljøet.

Argonne -teamets forskning har historisk fokuseret på CI for biobrændstoffer, som bestemmes via livscyklusanalyseteknikken til at redegøre for energi-/materialeanvendelser og emissioner som råmateriale produceres og omdannes til brændstof. Teknikken bruges af California Air Resources Board's Low Carbon Fuel Standard (LCFS) program til at beregne biobrændstof CI. Landbrug, der reducerer biobrændstof -CI, kan generere LCFS -kredit, som har monetær værdi for biobrændstofproducenter og potentielt for landmænd, der leverer de lavere kulstofråvarer. Biobrændstofproducenter kan forbedre deres samlede CI -score ved at belønne råvarer med lavere CI, derved yderligere reducere den samlede CI for biobrændstoffer.

I øjeblikket, LCFS tillader applikationer fra individuelle biobrændstofkonverteringsfaciliteter, hvilket resulterede i betydelige investeringer og innovation i produktionsprocesser for at reducere CI. Imidlertid, bestyrelsen scorer CI for råvarer baseret på et landsgennemsnit, uanset de betydelige variationer på feltniveau i CI baseret på produktionspraksis. Argonne -arbejdet bestemmer kilden til variationen og antyder, at en ændring i landbrugspraksis ville føre til store emissionsreduktioner, hvis den implementeres bredt.

"Vi foretog scenariebaseret CI-analyse af majsetanol, kombineret med regionaliserede lagerdata, for forskellige landbrugsmetoder til håndtering af majsmarker og identificerede centrale parametre, der påvirker drivhusgasemissioner fra vugge til gård "sagde Liu." Resultaterne viser store rumlige variationer i CI for majs, og til sidst for ethanol, på grund af brug af landbrugsinput og jordforvaltningspraksis. "