At lægge vægt på landbrugets dekarbonisering

Næsten en milliard hektar jord i USA er dedikeret til landbrug, producerer mere end en billion dollars af fødevarer for at brødføde landet og verden. De samme landbrugsprocesser, imidlertid, producerede også anslået 700 millioner tons kuldioxidækvivalent i 2018, ifølge det amerikanske landbrugsministerium.

At finde en måde at reducere sidstnævnte på og samtidig opretholde førstnævnte er ved at blive et område med øget fokus i nationale dekarboniseringsbestræbelser og tiltrækker øget opmærksomhed på Oak Ridge National Laboratory. ORNL indkalder i dag til en virtuel workshop for at samle industrien, den akademiske verden og de videnskabelige ressourcer i verdensklasse i et nationalt laboratorium fra det amerikanske energiministerium for at tage udfordringen op.

"Det er måske ikke umiddelbart tydeligt, at der er en sammenhæng mellem energi og landbrugets dekarbonisering, men du behøver kun at ridse overfladen for at se, at de to er meget sammenflettet, " sagde David Sholl, der står i spidsen for ORNLs nye Transformational Decarbonization Initiative. "For eksempel, der bruges enorme mængder energi på at producere kvælstofrig gødning med naturgas som råmateriale. Den gødning nedbrydes i jorden og frigiver store mængder lattergas, en ekstremt potent og langlivet drivhusgas. Hvis vi kunne reducere brugen af ​​gødning eller endda skabe en helt ny proces til fremstilling af gødning, det ville være en kæmpe gevinst for dekarbonisering."

Endnu bedre, nogle få videnskabsbaserede ændringer af landbrugspraksis kunne konvertere disse millioner af hektar landbrugsjord til en massiv kulstofdræn, binding af milliarder af tons kulstof om året, sagde Sholl.

Disse typer af potentielle påvirkninger har fået ORNL til at øge de ressourcer, der investeres i landbrugets dekarboniseringsforskning og indkalde til en stor workshop om emnet. Workshoppen vil samle repræsentanter fra industrien, den akademiske verden og andre nationale laboratorier til at opbygge koordinerede teams med fokus på teknologierne og den nye videnskab relateret til sammenhængen mellem jordsundhed, drifts- og køretøjssystemeffektiviteter, der kan hjælpe med at dekarbonisere den amerikanske landbrugssektor.

"Disse forskningsområder har været et historisk fokusområde for ORNL og dets mange partnere, så det er naturligt, at vi anvender denne viden til landbrugssektoren, som er moden til videnskabsdrevne dekarboniseringsbestræbelser i denne skala, " sagde Moe Khaleel, ORNL's midlertidige stedfortræder for videnskab og teknologi og projekter. "For eksempel, ORNL har været førende inden for køretøjselektrificering i årtier. Vi ved, at amerikansk landbrug bruger mange store stykker maskiner, der er drevet af olieprodukter. Hvilke fremskridt kan vi gøre ved at elektrificere det maskineri, mens vi stadig bevarer dets kraft og effektivitet?"

Mens workshoppen markerer et øget fokus på landbrugets dekarbonisering, det er på ingen måde begyndelsen på laboratoriets indsats på det område. ORNL-forskere har arbejdet i årtier på at skabe hårdere bioenergiafgrøder og finde andre måder at gøre landbruget mindre kulstofintensivt på. For eksempel, forskere udgav sidste år en undersøgelse, der viste, at USA kunne opsamle 200 millioner tons CO2 ₂ i landbrugsjord ved hjælp af en teknik kendt som bioenergi med kulstoffangst og -lagring. Det tal kan stige til 700 millioner i 2040, giver USA mulighed for at binde så meget til 46 milliarder tons inden år 2100.

Andre ORNL-forskere har opdaget et enkelt gen, der stammer fra en ørkenagaveplante, der kan indsættes i afgrøder for at gøre dem mere tørketolerante, mere produktiv og bedre i stand til at trække CO ₂ fra atmosfæren. Forskere har også udviklet en blanding af mikroorganismer, der kan bruges som biogødning, der kan fortrænge kulstofintensive nitrogengødninger.

Mens andre forskningsområder uden tvivl vil blive identificeret på workshoppen, en ting er stadig sikker. Hvis USA skal nå sine 2050-emissionsmål, det bliver nødt til at adressere landbrugssektoren, og det bliver det nødt til at gøre ved at bruge banebrydende videnskabelige teknikker, der er tilgængelige i DOE's nationale laboratoriesystem.

"Når det kommer til dekarbonisering, alle sektorer af økonomien er vigtige, " sagde Sholl. "Landbrug skal rangeres som et af de vigtigste, imidlertid. Mad er et absolut krav for at opretholde livet, så vi er nødt til at anvende dette høje niveau af videnskabelig stringens på udfordringen og samtidig bevare den produktivitet og innovation, der er kendetegnende for amerikansk landbrug."