把草变成燃料

伊利诺伊大学的研究人员已经完成了美国中西部地区潜在生物能源草料作物的首次大规模地理产量和经济分析。这是迄今为止最好的工作，并显示出令人印象深刻的潜力。

联邦法规规定，到2022年，每年必须从非玉米生物质中生产790亿升生物燃料。与玉米相比，大草，柳枝mis和桔梗可以提供所需的生物量，并具有更好的固氮和碳捕获，每英亩更高的乙醇体积以及更低的需水量的额外好处。

UI的农业和消费经济学教授Madhu Khanna说：“这两种特殊的作物是目前可用于大规模生产的更有前景的非粮食作物。”柳枝is是起源于中西部的大型草原草。 miscanthus是一种不育的杂种，在欧洲广泛用作生物燃料作物。甜高粱等其他植物也可能​​具有竞争力，藻类等水生生物也可能具有竞争力。但是现在，草具有巨大的潜力。

UI团队想确定生物燃料草在美国是否可以作为可行的经济作物，并探讨这种生存能力如何随地理位置而变化。

Atul Jain教授说：“这是首次研究草料作物的农业潜力和社会经济成本的研究。我们得出的结论是，为了研究在该地区种植这些草的潜力，我们必须对社会经济学和生物物理方面进行综合评估研究。€

截至撰写本文时，探索结果的论文可从十月号《全球变化生物学生物能源》杂志上获得。

这个非常精明的团队认识到，整个中西部地区的成长条件可能相差很大；该团队对每个县进行了分析，以获取高分辨率的农作物潜力图，而不是对整个地区的研究进行概括。

Khanna解释说，向能源作物的过渡将面临农民的严格审查。这项研究表明，为了诱使土地所有者将其土地用于生物能源作物，单产是影响生产的重要因素。这个决定。我们不仅要研究代表土地所有者的涵义，还要研究它在各地之间的区别。€

in那教指出，①我们必须考虑生物物理方面的因素。那里的农作物可以在土壤，水和养分的供应以及气候条件方面生长。团队首先从预测两种草作物的当地产量开始。他们使用了综合科学系统模型，即不仅用于产量的生物物理模型，而且还用于估计碳吸收量以及土地利用变化可能对大气产生的影响。

研究人员发现，一般而言，黄花菜的收成很高–比中西部的柳枝higher高三倍。即使通过柳枝is也是该地区的原生植物。在明尼苏达州或威斯康星州等较高的纬度地区，它的生长不好，因为它对寒冷温度的耐受性较差。对于这两种草，中西部的单产差异很大，通常在北部较低，而在南部较高。

抬头最值得注意的是，对于最南部的县–伊利诺伊州南部的大部分地区和密苏里州的几乎所有地区？该模型预测草皮的产量将超过当前的玉米和大豆作物。这可能是农民的关键因素？？？？决定种植生物燃料作物。如果该模型在某些实际应用中能够使用大型草的能源区，则将成为早期的界限。

然后，研究人员估计了土地所有者需要出售这两种草以达到收支平衡的最低价格。他们对植物的整个生命周期内的生产进行了详细的分析，并分析了每个步骤所涉及的成本，然后将成本与玉米和大豆的回报进行了比较。这是科学应用可以满足现实的地方。没有两个农场费用可能相差很大。

团队至少部分意识到了这一点。 “有许多因素会影响种植这些作物而不是种植玉米和大豆的获利能力，其中包括建立这些草以及维护，储存和运输这些草的成本，” ????卡纳（Khanna）说。另一个问题是土地本身的成本。一位将玉米和大豆的土地改成桔梗或柳枝switch的农民正在放弃玉米和大豆的利润。€

与每年为农民提供庄稼和收入的一年生作物不同，桔梗和柳枝require在收获之前至少需要两年的时间。此外，据卡纳说，目前作物的收成成本几乎是生物质生产成本的三分之一。在美国，尚未尝试进行这种大规模的草料收割，因此难以进行成本估算。目前种植的最具有可比性的作物是干草和苜蓿，它们的产量仅是来自芒can的可能产量的六分之一至十分之一。这是两个非常严重的问题。很明显，这是一个需要非常有耐心的银行家的需要。 ????两年的收入损失可能行不通，任何银行监管机构也不会容忍这样的计划。那么设备成本将是天文数字–？少量制造新的未尝试设计可能会破坏整个工作的经济性。

风险不止于此。费用在柳枝mis和桔梗之间有所不同。芒草的产量要高得多，但初始成本也要高得多。芒草是从称为根茎的小豆芽中种植的，这种豆芽比柳枝seed种子更昂贵且更难种植。但是，黄花果的寿命更长，因此种植频率会降低。这些是农民在决定种植生物燃料草时必须考虑的权衡。

但是，这项研究提供了巨大且非常高的潜在希望。卡纳（Khanna）说：“我们发现，在高产量和高产量的地区，种植桔梗和柳枝more更有利可图。玉米和大豆的比例很低。在像伊利诺伊州南部或密苏里州这样的玉米不如中部伊利诺伊州中部和北部或爱荷华州高产的地区，这些草可能更具竞争力。€

这可能是该研究的关键教训。

更有趣的是，该团队将探索在非作物或不适合食品生产的边缘土地上种植这些草的成本。与玉米或大豆相比，这种草需要的水和肥料更少，并且由于土壤成分或难以维护的原因，它们可以在目前未使用的土地上繁衍生息。与目前种植大量其他作物的种植面积相比，农民转换土地的成本要低得多，从而减少了生物质生产的主要折衷之一。

对于那些对农业的未来感兴趣的人，本文是一本重要的著作。建议是尽快将其发布，因为期刊出版商经常将其置于付款障碍的后面，而无需事先通知。

如今，从大草中获取燃料的过程还不成熟或没有市场准备。更多的是那些在经济上有利可图的地区的农民，由于完全的农场转移和农业生产，很可能需要数年的过渡期。大量的投资加上两年的无收入根本就行不通，而重新种植的年份也需要间隔一定的时间。一个地区要全面投入生产可能需要十年的时间。

为了使生物质能进入市场，需要从土地所有者到燃料使用者进行协调。正如研究团队所说明的那样，这一过程中的风险是巨大的，机遇是好的。期货处于危险之中，确定性将必须比研究结果要好得多。

从密苏里州堪萨斯城到宾夕法尼亚州匹兹堡，变化不断。

通过。布莱恩·韦斯滕豪斯

资源：草生物量会成为可行的燃料来源吗？